1、章末综合检测(七)化学反应速率和化学平衡 一、选择题：本题包括 10 小题，每小题只有一个选项最符合题意。 1(2020北京西城区期末)硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为 Na2S2O3 H2SO4=Na2SO4SO2SH2O。下列各组实验中最先出现浑浊现象的是() 实验温度/ Na2S2O3溶液稀 H2SO4 V/(mL)c/(molL 1) V/(mL)c/(molL 1) A2550.1100.1 B2550.250.2 C3550.1100.1 D3550.250.2 D反应体系的温度越高，c(Na2S2O3)越大，反应速率越快，越先出现浑浊，故 D 先出 现浑浊。 2(2021
2、湖南张家界检测)在一定体积的密闭容器中，进行化学反应：CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)，化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表： t/ 7008008301 0001 200 K0.60.91.01.72.6 根据以上信息推断以下说法正确的是() A升高温度，该反应向逆反应方向移动 B此反应只有达到平衡时，密闭容器中的压强才不会变化 C该反应在 1 000 时的反应速率一定比 700 时大 D该反应的反应物的转化率越大，化学平衡常数越大 C升高温度，平衡常数 K 增大，说明升高温度，平衡正向移动，A 项错误；该反应 前后气体总分子数不变，恒容条件下，气体的压强始终不变，B 项
3、错误；升高温度，活化分 子百分数增大，反应速率加快，故在 1 000 时的反应速率一定比 700 时大，C 项正确； 若温度不变，增大 CO2的浓度，H2的转化率增大，但平衡常数不变，D 项错误。 3(2021天津部分区联考)某温度下，在一个 2 L 的密闭容器中，加入 4 mol A 和 2 mol B 进行如下反应： 2A(g)B(g)C(s)3D(g)， 反应 2 min 后达到平衡， 测得生成 1.6 mol C， 下列说法不正确的是() A前 2 min D 的平均反应速率为 1.2 mol/(Lmin) B此时 B 的平衡转化率为 40% C增大该体系的压强，平衡不移动 D该温度下
4、平衡常数 K432 B反应 2 min 达到平衡， 生成 1.6 mol C 同时应生成 4.8 mol D， 则有 v(D) 4.8 mol 2L2 min 1.2 mol/(Lmin)，A 项正确；生成 1.6 mol C，必然消耗 1.6 mol B，则 B 的平衡转化率为 1.6 mol 2 mol 100%80%，B 项错误；该反应前后气体总分子数不变，增大体系的压强，平衡 不移动，C 项正确；2 min 达到平衡时，A、B 和 D 的物质的量浓度(mol/L)分别为 0.4、0.2 和 2.4，则该温度下平衡常数 K432，D 项正确。 4(2021重庆南川中学检测)已知反应：2N
5、O2(g)N2O4(g) H0，N2O4的体积分数 随温度的变化平衡曲线如图所示。下列相关描述正确的是() A平衡常数值：KbKc BT1温度下，若由 a 点达到平衡，可以采取减小压强的方法 CT2温度下，d 点反应速率：v(正)Kc，A 项 错误；T1温度下，a 点 N2O4体积分数大于平衡值，若由 a 点达到平衡，应减小压强，使平 衡逆向移动，B 项正确；T2温度下，d 点处于平衡曲线下方，N2O4体积分数小于平衡值，此 时反应正向进行，则有 v(正)v(逆)，C 项错误；从 b 点变为 c 点，体系的温度升高，只要增 加 N2O4的物质的量不能达到要求，D 项错误。 5(2020天津滨海
6、七校联考)可逆反应：mA(s)nB(g)eC(g)fD(g)，反应过程中， 其他条件不变时，C 的百分含量(C%)与温度(T)、压强(P)的关系如图所示。下列叙述中正确 的是() A达平衡后，升高温度，则平衡常数 K 减小 B达到平衡后，加入催化剂，C%增大 C化学方程式中：nef D达到平衡后，增加 A 的量，B 的转化率增大 A根据“先拐先平，速率大”的规律，温度为 T2时先达到平衡，则温度：T1P1；压强为 P2时 C%小于压强为 P1时 C%，说明压强增 大，平衡逆向移动，则有 nef，C 项错误；A 是固体，达到平衡后，增加 A 的量，平衡 不移动，B 的转化率不变，D 项错误。 6
7、(2020山东淄博二模)Bums 和 Dainton 研究发现 Cl2与 CO 合成 COCl2的反应机理如 下 ： Cl2(g)2Cl(g) 快 ；CO(g) Cl(g)COCl(g)快 ；COCl(g) Cl2(g)COCl2(g)Cl(g)(慢)其中反应存在 v正k正c(CO)c(Cl)、 v逆k逆c(COCl)。 下列说法正确的是() A反应的活化能大于反应的活化能 B反应的平衡常数 Kk 正 k逆 C要提高合成 COCl2的速率，关键是提高反应的速率 D选择合适的催化剂能加快该反应的速率，并提高 COCl2的平衡产率 B是快反应，是慢反应，则反应的活化能小于反应的活化能，A 项错误；
8、反 应存在 v正k正c(CO)c(Cl)、 v逆k逆c(COCl)， 达到平衡时 v正v逆， 则有 k正c(CO)c(Cl) k逆c(COCl)，反应的平衡常数为 K c（COCl） c（CO）c（Cl） k 正 k逆 ，B 项正确；整个过程中 反应速率由慢反应决定，反应是慢反应，故提高合成 COCl2的速率，关键是提高反应 的速率，C 项错误；催化剂只能改变反应速率，但不能使平衡发生移动，故不能提高 COCl2 的平衡产率，D 项错误。 7(2021河南郑州一中检测)已知反应：4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H 1 025 kJmol 1。若起始时两种反应物的物质的量相同
9、，则下列关于该反应的示意图不正 确的是() C温度一定时，增大压强，平衡逆向移动，混合气体的平均相对分子质量增大；压 强一定时， 降低温度， 平衡正向移动， 气体总物质的量增大， 气体的平均相对分子质量减小， 与图像不符合，C 项错误。 8(2021山西大学附中检测)在 100 时，将 0.5 mol N2O4通入体积为 5 L 的真空密闭 容器中，立即出现红棕色，反应进行到 2 s 时，NO2的浓度为 0.02 mol/L。在 60 s 时，体系 已达平衡，此时容器内压强为开始时的 1.6 倍。下列说法正确的是() A前 2 s 以 N2O4的浓度变化表示的平均反应速率为 0.01 mol/
10、(Ls) B在平衡时体系内 N2O4的物质的量为 0.25 mol C. 在 2s 时体系内的压强为开始时的 1.1 倍 D平衡时，N2O4的转化率为 40% CN2O4通入密闭容器中存在平衡：N2O4(g)2NO2(g)，反应进行到 2s 时，NO2的 浓度为 0.02 mol/L， 则有 v(NO2)0.02 mol/L 2 s 0.01 mol/(Ls)， v(N2O4)1 2 v(NO2)1 2 0.01 mol/(Ls)0.005 mol/(Ls)，A 项错误。平衡时压强为开始时的 1.6 倍，根据气体的压强之 比等于其物质的量之比，则平衡时气体总物质的量为 0.5 mol1.60.
11、8 mol，结合化学方程 式可知，平衡时体系内 N2O4的物质的量为 0.20 mol，B 项错误。反应进行到 2 s 时，NO2的 浓度为 0.02 mol/L，则有 n(NO2)0.02 mol/L5 L0.1 mol，此时气体总物质的量为 0.55 mol，则气体总物质的量为起始时的 1.1 倍，故 2 s 时体系内的压强为开始时的 1.1 倍，C 项 正确。平衡时，体系内 N2O4的物质的量为 0.20 mol，则 N2O4的转化率为0.30 mol 0.50 mol 100% 60%，D 项错误。 9 (2021山东实验中学检测)将不同物质的量的 M(g)和 N(g)分别通入体积为
12、2 L 的恒容 密闭容器中，进行反应 M(g)N(g)P(g)Q(g)，得到如下两组数据： 实验组温度/ 起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需时 间/minNMQM 1650241.62.45 2900120.41.63 下列说法正确的是() A将实验 2 的体积压缩为 1 L，c(Q)为 0.4 mol/L B温度升高，该反应的平衡常数增大 C选择合适的催化剂可降低该反应的活化能，提高 M 的转化率 D实验 1 中 M 的化学反应速率为 0.32 mol/(Lmin) A900 时，实验 2 达到平衡，n(Q)0.4mol，将体积压缩为 1 L，平衡不移动，则 有 c(Q)为 0.4 m
13、ol/L，A 项正确；分析表中数据，650 时，反应正向进行的程度大，则该 反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，B 项错误；选择合适的催化剂 可降低该反应的活化能，由于平衡不移动，M 的转化率不变，C 项错误；实验 1 中 5 min 达 到平衡时，消耗 1.6 mol M，则有 v(M) 1.6mol 5 min2 L 0.16 mol/(Lmin)，D 项错误。 10(2021天津和平区调研)T时，将 2.0 mol A(g)和 2.0 mol B(g)充入体积为 1 L 的密 闭容器中，在一定条件下发生反应：A(g)B(g)2C(g)D(s)H0；t 时刻反应达到平 衡
14、时，C(g)为 2.0 mol。下列说法正确的是() At 时刻反应达到平衡时，A(g)的体积分数为 20% BT 时，该反应的化学平衡常数为 K2 Ct 时刻反应达到平衡后，缩小容器的体积，平衡逆向移动 DT 时，若将 A(g)、B(g)各 1.0 mol 充入同样容器，平衡后，A 的转化率(A)为 50% Dt 时刻反应达到平衡时， C(g)为 2.0 mol， 则反应消耗 1.0 mol A 和 1.0 mol B， 故 A(g) 的体积分数为1.0mol 4.0mol 100%25%，A 项错误；T 时，A、B、C 的平衡浓度(mol/L)分别 为 1.0、1.0 和 2.0，则该反应
15、的化学平衡常数为 K 2.02 1.01.0 4.0，B 项错误；t 时刻反应 达到平衡后，缩小容器的体积，平衡不移动，C 项错误；T 时，若将 A(g)、B(g)各 1.0 mol 充入同样容器，与保持物质的量不变，扩大体积是等效平衡，故 A 的转化率(A)为1.0 mol 2.0 mol 100%50%，D 项正确。 二、非选择题：本题包括 2 小题。 11(2020山东临沂一模)在钯基催化剂表面上，甲醇制氢的反应历程如下图所示，其中 吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。 (1)CH3(OH)(g)CO(g)2H2(g)的H_ kJmol 1 ；该历程中最大能垒(活化能)E 正 _ kJm
16、ol 1，写出该步骤的化学方程式_。 (2)在一定温度下，CO 和 H2混合气体发生反应：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)，反应速 率 vv正v逆k正c(CO)c2(H2)k逆c(CH3OH)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。达 到平衡后，若加入高效催化剂，v 正 v逆 将_(填“增大”、“减小”或“不变”)；若升 高温度，k 正 k逆 将_(填 “增大”、“减小”或“不变”)。 (3)353 K 时，在刚性容器中充入 CH3OH(g)，发生反应：CH3OH(g)CO(g)2H2(g)。 体系的总压强 p 随时间 t 的变化如下表所示： t/min05101520 p/kPa101.
17、2107.4112.6116.4118.6121.2 若升高反应温度至 373 K，则 CH3OH(g)分解后体系压强 p(373 K)_121.2 kPa(填“大于”、“等于”或“小于”)，原因是_ _。 353 K 时，该反应的平衡常数 Kp_(kPa)2(Kp为以分压表示的平衡常数，计算 结果保留 1 位小数)。 解析(2)达到平衡时 v正v逆，则有 k正c(CO)c2(H2)k逆c(CH3OH)，平衡常数 K c（CH3OH） c（CO）c2（H2） k 正 k逆 ；加入高效催化剂，平衡不移动，平衡常数 K 不变，则k 正 k逆 不变。 结合(1)推知，反应 CO(g)2H2(g)CH
18、3OH(g)是放热反应，升高温度，平衡逆向移动， 平衡常数 K 减小，则k 正 k逆 减小。 (3)反应 CH3OH(g)CO(g)2H2(g)为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，气体总 物质的量增大，气体总压强增大，故 CH3OH(g)分解后体系压强 p(373 K)大于 121.2 kPa。 373K 时刚性容器中进行反应，保持恒温恒容条件，由阿伏加德罗定律可知，气体的 压强与其物质的量成正比，可用压强(p)表示物质的量(n)的变化。 CH3OH(g)CO(g)2H2(g) 起始压强/kPa101.200 变化压强/kPaxx2x 平衡压强/kPa101.2xx2x 由表中数据可知，平衡时
19、气体总压强为 121.2 kPa，则有 101.2xx2x121.2 kPa， 解得 x10.0，从而推知 CH3OH、CO、H2的平衡压强分别为 91.2 kPa、10 kPa 和 20 kPa， 故 353 K 时 ，该反应 的平衡常数 Kp p（CO）p2（H2） p（CH3OH） （20 kPa）210 kPa 91.2kPa 43.9(kPa)2。 答案(1)97.9179.6CO*4H*=CO*2H2(g)，或 4H*=2H2(g) (2)不变减小 (3)大于温度升高， 容器体积不变， 总压强增大； 反应 CH3OH(g)CO(g)2H2(g) 为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，
20、气体总物质的量增大，气体总压强增大 43.9 12(2021河南平顶山检测)水煤气变换：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H0 是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题： (1)将一定量的 CO(g)和 H2O(g)充入某恒容密闭容器中，测得在不同催化剂作用下，相 同时间内 CO的转化率与温度的变化如图 1 所示： 点 13 中， 达到平衡状态的点是_； 降低水煤气变换反应活化能效果最差的催化剂是_(填“”“”或“”) 。 图 1 (2)对于反应 CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，采用催化剂 I，在 1 073 K 和 973 K 时
21、， 在恒容密闭容器中充入等物质的量的 CO(g)和 H2O(g)，CO 的转化率随时间变化的结果如图 2 所示： 图 2 下列能表示该反应达到化学平衡状态的是_(填字母)。 A容器内压强不再变化 B容器内气体的密度不再变化 C混合气体的平均摩尔质量不再变化 Dv正(CO)v逆(CO2) 973 K 时 CO 的平衡转化率_%，1 073 K 时该反应的平衡常数 K _(写成分数形成，下同)。 已知反应速率 vv正v逆k正x(CO)x(H2O)k逆x(CO2)x(H2)，k正、k逆分别为正、 逆向反应速率常数，x 为物质的量分数，计算点 a 处的v 正 v逆 _。 解析(1)从图像中可知，同等条
22、件下，在催化剂的作用下，相同时间内 CO 的转化 率是最高的，所以催化剂的催化效果是最好的，催化剂效果最差，速率最慢，所以降低 活化能的效果最差；该反应在点 3 达到平衡状态。 (2)该反应为气体分子数不变的反应，故反应过程中，容器内压强始终不变，A 项错 误； 恒容则容器体积不变， 容器内气体的质量不变， 故混合气体的密度始终不变， B 项错误； 气体的质量不变，气体的物质的量也不变，混合气体的平均摩尔质量也一直保持不变，C 项 错误；该反应过程中始终存在 v正(CO)v正(CO2)，所以 v正(CO)v逆(CO2)时，同一种物质 的反应速率 v正v逆，反应达到平衡状态，故 v正(CO)2v
23、逆(CO2)可以作为反应达到平衡的 标志，D 项正确。该反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，CO 的平衡转化率增大， 973 K 时反应的平衡转化率是 27%。设 CO(g)、H2O(g)的浓度均为 1 molL 1，由图知，1 073 K 时 CO 的平衡转化率为 25%。由三段式可知： CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g) 起始/(molL 1) 1100 转化/(molL 1) 0.250.250.250.25 平衡/(molL 1) 0.750.750.250.25 K0.250.25 0.750.75 1 9 。 由 vv正v逆k正x(CO)x(H2O)k逆x(CO2)x
24、(H2)可知：v正k正x(CO)x(H2O)；v逆 k逆x(CO2)x(H2)。平衡时有 v正v逆，即k 正 k逆 x（CO2）x（H2） x（CO）x（H2O） K1 9 ，点 a 处 CO 的转化率为 20%。由三段式可知： CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g) 起始 /（molL 1） 1100 转化 /（molL 1） 0.200.200.200.20 a 点 /（molL 1） 0.800.800.200.20 点 a 处的v 正 v逆 K0.400.40 0.100.10 1 90.400.40 0.100.10 16 9 。 答案(1)3 (2)D27 1 9 16 9
