高中化學：專題六 化學反應速率化學平衡

專題復習六化學反應速率化學平衡

典型例題：

例1：將2molX和2molY充入2L密閉容器中發(fā)生如下反應：

X(g)+3Y(g)一2Z(g)+aQ(g)

達到平衡時生成0.8molZ,測得Q的濃度為0.4mol/L,下列敘述錯誤的是

A、a的值為2B、平衡時X的濃度為0.2mol/L

C、平衡時Y的轉化率為60%D、平衡時Z的體積百分含量20%

例2：一定條件下，將X和Y兩種氣體按不同比例放入固定容積的密閉容器中，反應達平衡后，測得X、Y

的轉化率與起始時物質的量之比叨的關系如圖1。改變溫度和壓強，生成物Z的百分含量如表1,則該

〃(丫)

反應的化學方程式可表示為

金

丫溫度/℃壓強/kPaZ的質量分數

的2001010.40

轉

3001010.48

化

率4002020.52

4003030.52

表1

A.3X(g)+Y(g)=^4Z(g)；AH>Q

B.X(g)+3Y(g)^^^4Z(g)；△">0

C.3X(g)+Y(g)=^3Z(g)；KH<Q

D.X(g)+3Y(g)=^3Z(g)；KHVQ

例3：反應A2+B2^^2AB,在溫度或壓強改變時，AB%的變化如圖所示。a為

500°C、b為300°C時的情況；c為300℃時，從t3時刻開始向容器中加壓的情況。則下列敘述正確的是

A.A2、B2、AB均為氣體，正反應放熱

B.AB為氣體，Ai、B2中最少有一種為非氣體，正反應放熱

C.AB為氣體，A2、B2中最少有一種為非氣體，正反應吸熱

D.AB為液體，A2、B2中最少有一種為非氣體，正反應吸熱

例4：某溫度下反應N204g)2NO2(g);AH>0,在密閉容器中達平衡，下列說法正確的是

A.保持體積不變，加入少許N2O4,平衡向逆反應方向移動

B.升高溫度丫正、v逆都增大，v正增大的倍數小于v逆增大的倍數

C.保持體積不變，升高溫度，再達平衡時混和氣體顏色變深

D.達到平衡后，降低溫度或減小壓強平衡移動的方向一致

例5；在一定溫度下，反應!"2(g)+^X2(g)=^HX(g)的平衡常數為9。若將1.0mol的HX(g)通

入體積為LOL的密閉容器中，在該溫度時HX(g)的最大分解率接近于

A.10%B.18%C.20%D.40%

例6：氨是氮循環(huán)過程中的重要物質，氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。

(1)已知：H—H鍵能為436kJ/mol,后N鍵能為945kJ/mol,N—H鍵能為391kJ/moL寫出工業(yè)合成

氨反應的化學方程式;由鍵能計算說明此反應是反應(填“吸熱”或“放熱”)，

合成氨反應(消耗1m0IN2時)的△!!=0

(2)恒溫下，向一個2L的密閉容器中充入1mol弗和2.6mol玲，反應過程中對NH3的濃度進行檢測，

得到的數據如下表所示：

時間/min51015202530

c(NH3)/(mol/L)0.080.140.180.200.200.20

5min內，用N2濃度的變化表示的反應速率為,此條件下該反應的化學平衡常數K=；反

應達到平衡后，保持溫度、容積不變，若向平衡體系中加入0.4molN2、1molH2^0.2molNH3,

化學平衡將向方向移動(填“正反應”或“逆反應”)。

(3)氨是氮肥工業(yè)的重要原料。某化肥廠生產鏤態(tài)氮肥(NHRSCU的工藝流程如下：

co2

①向沉淀池中加入CaS04懸濁液后，需先通入足量NH3，再通入CO2的原因是。操作I的

名稱是O

②燃燒爐中產生的固態(tài)副產品為,生產流程中能被循環(huán)利用的物質X為一。

強化訓練：

1、己知反應2sCh(g)+O2(g)2SO3(g);AH<0,向某體積恒定

的密閉容器中按體積比2：1充入SCh和02,在一定條件下發(fā)生反應。下圖是

某物理量(F)隨時間G)變化的示意圖(圖中T表示溫度)，Y可以是

A.SO2的轉化率B.混合氣體的密度

C.密閉容器內的壓強D.Ch的體積分數

2、將lmolH2(g)和2moiL(g)置于2L密閉容器中，在一定溫度下發(fā)生反應:

H2(g)+I2(g)=^=2HI(g)；△HVO,并達到平衡,HI的體積

分數a(HI)隨時間變化如圖(II)所示。若改變反應條件，

3(HI)的變化曲線如圖(I)所示，則改變的條件可能是

A.恒溫恒容條件下，加入適當催化劑

B.恒溫恒壓條件下，充入ImolNz

C.恒容條件下，升高溫度

D.恒溫恒容條件下，再充入1molH2(g)和2molI2(g)

3.對于密閉容器中的可逆反應：〃zX(g)+“Y(s)=pZ(g)；AH<0,達化學平衡后，改變條件，下列表述

不E項的是

A.增大壓強，化學平衡不一定發(fā)生移動B.通入氫氣，化學平衡不一定發(fā)生移動

C.增加X或Y的物質的量，化學平衡一定發(fā)生移動

D.其它條件不變，升高溫度，化學平衡一定發(fā)生移動

4、X、Y、Z三種氣體，取X和丫按2：1的物質的量之比混合，放入固定體積的密閉容器中發(fā)生如下反

應：X+2Y^^2Z,達到平衡后，X的轉化率不可能為

A.25%B.20%C.15%D.10%

5、對可逆反應N2(g)+3H2(g)B^2NH3(g)；AH<Q,下列研究目的和示意圖相符的是

ABCD

研究壓強對反應的影響平衡體系增加N

溫度對反應的影響2催化劑對反應的影響

目的對反應的影響

(P2>P1)

NHj的、及的速率1混合氣,

轉化率體總壓

悻積分數N有催化劑

強

圖示

無催化劑_

溫宦

(時間0時間0時間

6.在一定條件下，二氧化硫和氧氣發(fā)生如下反應：

2sCh(g)+O2(g)02SO3(g)；AW<0o600℃時，在某密閉容器中，將二氧化硫

和氧氣混合，反應過程中SO2、Ch、SO3物質的量有如圖所示的變化。其中10min到

15min時，與圖像不相得的變化是

A.加了催化劑B.增加SO3的物質的量

C.升高溫度D.縮小容器體積

7.可逆反應：aA(g)+bB(s)=cC(g)+dD(g),當其他條件不變時，反應過程中某物質在混合

物中的百分含量與溫度(T)、壓強(P)的關系如圖所示，下列判斷正確的是

A.TI<T2A/f>0

B.TI>T2AH<0

C.Pi<P2a=c+d

D.Pi<P2a+b=c+d

8.在一密閉容器中有如下反應：

L(s)+aG(g)=bR(g)

溫度和壓強對該反應的影響如右圖所示，其中壓強Pi<Pi，

由此可判斷

A.正反應為放熱反應

B.化學方程式中的計量數a>b

C.G的轉化率隨溫度升高而減小

D.增大壓強，容器內氣體質量不變

9.在一定溫度、壓強和有鐵觸媒的條件下，在密閉容器中充入N2、%和NH3。若起始時n(N2)=xmol、

n(H2)=ymol>n(NH3)=zmol(x>y、z均不為0),平衡時n(N2)=0.1mol、n(H2)=0.3mol>n(NH3)=0.08molo

下列有關判斷不育季的是：

A.x:y=1:3B.N2、H2的轉化率不相等

C.平衡時，也與NH3的生成速率之比為3:2D.x的取值范圍為0<x<0.14

10、已知NO2和N2O4可以相互轉化：2NCh(g)=N2O4(g);△H<0,,現(xiàn)將一定量NO2和N2O4的混合氣

體通入體積為1L的恒溫密閉容器中，反應物濃度隨時間變化關系如圖。下列說法第氓的是

A.圖中共有兩條曲線X和Y,其中曲線X表示NCh濃度隨時間的變化

B.a、b、c、d四個點中，表示化學反應處于平衡狀態(tài)的點是b和d

C.反應進行至25min時，曲線發(fā)生變化的原因是加入0.4molN2O4

D.若要達到與d相同的狀態(tài)，在25min時還能采取的措施是適當縮小容器體積

11、將固體NH4I置于密閉容器中，在一定溫度下發(fā)生下列反應：

①NH4IG)=NH3(g)+HI(g)；②2Hl(g)=H2(g)+L(g)。

達到平衡時，c(H2)=0.5mol?L-Ic(HI)=4mol?L-I則此溫度下反應①的平衡常數為()

A.9B.16C.20D.25

12.一定溫度下可逆反應：A(s)+3B(g)yi2C(g)+D(g)；AH<0?現(xiàn)將

ImolA和3molB加入甲容器中，將4molC和2molD加入乙容器

中，此時控制活塞P,使乙的容積為甲的2倍，此時兩容器內均達

到平衡狀態(tài)(如圖所示，隔板K不能移動)。分別改變條件，下列說

法不亞確的是1234、活塞

A.保持活塞位置不變，升高溫度，達到新的平衡后，甲、乙中B的體積分數均增大

B.保持溫度不變，移動活塞P,使乙的容積和甲相等，達到新的平衡后，乙中C的體積分數等于甲中C

的體積分數

C.保持溫度和活塞位置不變，向甲中加入ImolA和3moiB,達到新的平衡后，甲中C的濃度是乙中C的

濃度的2倍

D.保持溫度和乙中的壓強不變，分別向甲、乙中加入等質量的氫氣，達到新平衡后，甲中C的反應速率

一定是乙中C的反應速率的2倍a

0

圖3

13、在密閉容器中投入一定量的A和B發(fā)生反應：優(yōu)A(g)+〃B(g)PC(g)+qD(g)o

(1)若開始時加入A物質mmol,欲使A與B的轉化率相等，則加入B物質molo

(2)相同的壓強下，充入一定量的A、B后，在不同溫度下C的百分含量與時間的關系如圖3所示。則

Ti(填或"=")Oo

T2,該反應的正反應的△H(填“〈”或“=”)

(3)一定條件下，從正反應開始達到化學平衡過程中，混合氣體的平均相對分子質量隨時間的變化如圖4

所示，測得達到平衡時A、B、C、D的物質的量均為1mol。

①若在恒溫恒容的條件下，向原平衡體系中再通入A、B、C、D各Imol,則體系中

氣體的平均相對分子質量(填“增大”、“減小”、“不變”或“無法確

定“)o

②若恒溫恒壓的條件下，向原平衡體系中再通入A、B、C、D各Imol,則體系中氣

體的密度(填“增大”、“減小”、“不變”或“無法確定")=圖4

14、工業(yè)上利用反應：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△”=QkJ-molT,制備H2。已知該反應的

平衡常數K與溫度的關系如圖所示。

若在一容積固定的密閉容器中，于850℃時發(fā)生上述反應，

并測得容器內各物質的濃度(moLL-1)隨時間的變化關系如下表：

t/minCO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)

00.2000.30000

20.1380.2380.0620.062

3ciC2C3C4

4ciC2C3C4

已知：850℃時該反應的化學平衡常數K=L0,請回答下列問題：

(1)下列可以判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的是。

A.單位時間內減少CO(g)的濃度等于生成CCh(g)的濃度B.反應容器內的壓強不發(fā)生變化

C.混合氣體中H2(g)的濃度不再發(fā)生改變D.氫氣的生成速率等于水的消耗速率

(2)Q,.0(填“>”、"=”或“<”)0

(3)若在850℃時向反應容器中充入H2O(g),K值____(填“增大”、“減小”或“不變”)。

(4)達平衡時CO2的反應速率,CO(g)的轉化率為

15.工業(yè)原料甲醇可以與水蒸氣反應生成氫氣，反應方程式如下:

CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)；AH>0

(1)一定條件下，向體積為2L的恒容密閉容器中充入ImolCH30H(g)和3molH2O(g),20s后，測得混

合氣體的壓強是反應前的1.2倍，則用甲醇表示的反應速率為

(2)判斷(1)中可逆反應達到平衡狀態(tài)的依據是(填序號)

①vI(CH3OH)=v正(CO2)

②混合氣體的密度不變

③混合氣體的平均相對分子質量不變

@CH3OH>H2O、CO2、H2的濃度都不再發(fā)生變化

（3）右圖中P是可自由平行滑動的活塞，關閉K,在相同溫度下，向A容器中充入1molCH30H和2moi

H2O（g）,向B容器中充入1.2molCH30H（g）和2.4molH2（D（g）,兩容器分別發(fā)生上述反應。已知，起始時

容器A和B的體積均為aL。試回答：

①反應達到平衡時，容器B的體積為1.5aL,B容器中CH30H轉化率為,A、B兩容

器中H2O（g）的體積百分含量的大小關系為BA（填）

②若打開K,一段時間后重新達到平衡，容器B的體積為L（連通管中氣體體積忽略不計，

且不考慮溫度的影響）。

16、現(xiàn)在普遍應用的工業(yè)合成氨的方法是哈伯于1905年發(fā)明的，但此法反應物的轉化率不高。

⑴已知：1molN2（g）與適量H2（g）完全反應，生成NH3（g）,放出92.2kJ熱量，寫出反應的熱化學方程式:

。⑵若該反應在298K、398K時的化學平衡常數分別為&、七,則Ki—心（填“>”"=”或）。

⑶在一定溫度下，向容積不變（始終為10L）的密閉容器中加入2m0IN2、8molH2及固體催化劑。10

分鐘后反應達到平衡狀態(tài)，容器內氣體壓強變?yōu)槠鹗嫉?0%,此時氨氣的體積分數為,用

氮氣表示的反應速率為：。若想提高氨氣的產率，根據化學平衡移動原理，請

提出合理的建議：（任意寫一條）。

⑷在上述相同條件下，若起始時加入4moiNH3、2m0IH2及固體催化劑，反應達到平

衡時NH3的體積分數比（3）中（填“大”、“小”或“相等”）。

⑸氨被氧化生成一氧化氮的化學方程式為：o

⑹隨著對合成氨研究的發(fā)展，2001年兩位希臘化學家提出了電解合成氨的方法，即在

常壓下把氫氣和用氯氣稀釋的氮氣，分別通入一個加熱到570℃的電解池中，采用高

質子導電性的SCY陶瓷（能傳遞H+）為介質，用吸附在它內外表面上的金屬鈿多晶

薄膜做電極，實現(xiàn)了常壓、570℃條件下高轉化率的電解法合成氨（裝置如下圖）。

請回答：在電解法合成氨的電解池中（填“能”或“不能”）用水作電解質溶液的溶劑，原因

是O

鈿電極A是電解池的極（填“陽”或“陰”），該極上的電極反應式是。

17、“溫室效應”是哥本哈根氣候變化大會研究的環(huán)境問題之一。C02是目前大氣中含量最高的一種溫室

氣體。因此，控制和治理CCh是解決“溫室效應”的有效途徑。

（1）下列措施中，有利于降低大氣中C02濃度的有=（填字母編號）

a.采用節(jié)能技術，減少化石燃料的用量

b.鼓勵乘坐公交車出行，倡導低碳生活

c.利用太陽能、風能等新型能源替代化石燃料

（2）另一種途徑是將CO2轉化成有機物實現(xiàn)碳循環(huán)。如:

2c02(g)+2氏0(1)==C2H4(g)+302(g)AH=+1411.0kJ/mol

2CO2(g)+3H2O(l)==C2H5OH(l)+3O2(g)A//=+1366.8kJ/mol

則由乙烯水化制乙醇的熱化學方程式是:

(3)在一定條件下，6H2(g)+2CCh(g)=^CH3cH20H(g)+3H2O(g)。

C02轉化率（%）弋產的

500600700800

1.545332012

260432815

383623722

根據上表中數據分析:

①溫度一定時，提高氫碳比團32）歷（CO2）］,CCh的轉化率（填“增大”“減小”或“不變”）。

②該反應的正反應為（填“吸”或“放”）熱反應。

③在圖一的坐標系中作圖，說明壓強由P1增大到P2時，壓強對該反應化學平衡的影響。（圖中縱坐標

所表示的物理量需自己定義）

（4）圖二是乙醇燃料電池（電解質溶液為KOH溶液）的結構示意圖，則b處通入的是

（填“乙醇”或“氧氣”），a處電極上發(fā)生的電極反應是：

參考答案：

典型例題：

例1：B例2：A例3：B例4：C例5：B

局溫、身壓^

例6：（1）N2+3H2'催化劑2NH3（2分）

放熱（1分）

△H==—93kJ/mol（1分）

(2)0.008mol/(L?min)(2分)

0.1(1分)

正反應