1、 专项训练化学反应速率和化学平衡时间：45分钟分值：100分一、选择题(每小题5分，共50分)1在一定条件下，将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)B(g)xC(g)2D(g)。2 min末该反应达到平衡，生成0.8 mol D，并测得C的浓度为0.2 molL1。下列判断错误的是()Ax1B2 min内A的反应速率为0.3 mol(Lmin)1CB的转化率为50%D若混合气体的平均相对分子质量不变，则表明该反应达到平衡状态解析：由题意可知2 min末生成的C为0.2 molL12L0.4 mol，依 3A(g)B(g)xC(g)2
2、D(g)始态：3 mol1 mol00转化：1.2 mol0.4 mol0.4 mol0.8 molX ：20.4 mol ：0.8 mol，所以x1 ，A正确；B的转化率为40%，C错误；，所以v(A)3v(C)30.3 mol(Lmin)1，B正确；假设平衡右移，移动前后气体的质量不变，物质的量减少，即平均相对分子质量减小，所以只有平衡不移动混合气体的平均相对分子质量才不变，D正确。答案：C2化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应，反应物浓度随反应时间变化如下图所示，计算反应48 min间的平均反应速率和推测反应16 min时反应物的浓度，结果应是()A2.5 molL1
3、min1和2.0 molL1B2.5 molL1min1和2.5 molL1C3.0 molL1min1和3.0 molL1D5.0 molL1min1和3.0 molL1解析：据图可知，4 min时化合物Bilirubin的浓度为20mol/L，8min时其浓度为10mol/L，因此48 min间的平均反应速率为2.5 mol/(Lmin)。进一步分析图像可知04 min间的平均反应速率为5.0mol/(Lmin)，由以上分析数据大致可确定平均分解速率基本呈等比递减变化，因此可估算812 min间平均分解速率为1.25mol/(Lmin)，1216 min间平均分解速率为0.625 mol/
4、(Lmin)，因此16 min时反应物的浓度大致应为10mol/L1.25mol/(Lmin)4 min0.625mol/(Lmin)4 min2.5mol/L，故B项正确。答案：B3在容积可变的密闭容器中，2mol N2和8mol H2在一定条件下发生反应，达到平衡时， H2的转化率为25%，则平衡时氮气的体积分数接近于()A5%B10%C15%D20%解析：依据三段法，平衡时N2、H2、NH3的物质的量分别为4/3、6、4/3，N2的物质的量分数约等于15%，故氮气的体积分数接近于15%，故答案选C。答案：C4已知图一表示的是可逆反应CO(g)H2(g)C(s)H2O(g) H0的化学反应
5、速率(v)与时间(t)的关系，图二表示的是可逆反应2NO2(g)N2O4(g)Hv(逆)，可知化学平衡正向移动，因此外界条件的改变可能是升高了温度也可能是增大了压强，所以选项A正确，B错误。由图二可知，t1瞬间，曲线是断开的，因此外界条件的改变不可能是浓度的变化，由于此刻NO2和N2O4的浓度均增大，显然改变的条件是给体系增压，同时压强增大，平衡向正反应方向移动，N2O4的体积分数增大，因此混合气体的平均相对分子质量应增大，选项C和D均错。答案：A5在25 时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：物质XYZ初始浓度/molL10.10.20平衡浓度/molL10.050.0
6、50.1下列说法错误的是()A反应达到平衡时，X的转化率为50%B反应可表示为X3Y2Z，其平衡常数为1 600C增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大D改变温度可以改变此反应的平衡常数解析：题中有一明显的错误，就是C选项中平衡常数增大，增大压强不可能使平衡常数增大。其他选项均为平衡中的基础计算和基础知识，关键是根据表中数据(0.10.05) ：(0.20.05) ：(0.10)1 ：3 ：2可推导出：X3Y2Z。答案：C6将CO2转化成甲醇燃料是减排、环保的一种科学方法，其原理为CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H0B在T2时，若反应处于状态D，则一定有v(正)v(
7、逆)C平衡状态A与C相比，A的c(CO)小D若T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1nBQ0C温度不变，压强增大，Y的质量分数减小D体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动解析：温度不变时(假设100条件下)，体积是1 L时Y的物质的量为1 mol，体积为2L时，Y的物质的量为0.75 mol/L2L1.5 mol，体积为4L时，Y的物质的量为0.53 mol/L4L2.12 mol，说明体积越小，压强越大，Y的物质的量越小，Y的质量分数越小，平衡向生成X的方向进行，m0，B、D项错误。答案：C10向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)NO2(g)SO3(
8、g)NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如下图所示。由图可得出的正确结论是()A反应在c点达到平衡状态B反应物浓度：a点小于b点C反应物的总能量低于生成物的总能量Dt1t2时，SO2的转化率：ab段小于bc段解析：化学平衡状态的标志是各种物质的浓度不再改变，其实质是正反应速率等于逆反应速率，c点对应的正反应速率显然还在改变，故一定未达平衡，A错误；由于b点的反应速率大于a点的反应速率，单位时间内转化的反应物增多，故反应物的浓度：a点大于b点，B错误；从a到c正反应速率增大，之后正反应速率减小，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，说明该反应为放热
9、反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，C错误；随着反应的进行，SO2的转化率将逐渐增大，D项正确。答案：D二、非选择题(共50分)11(13分)高炉炼铁过程中发生的主要反应为Fe2O3(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：温度/1 0001 1501 300平衡常数4.03.73.5请回答下列问题：(1)该反应的平衡常数表达式K_，H_0(填“”“”或“”)；(2)在一个容积为10 L的密闭容器中，1 000时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol，反应经过10 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)_、CO的平衡
10、转化率_；(3)欲提高(2)中CO的平衡转化率，可采取的措施是_。A减少Fe的量B增加Fe2O3的量C移出部分CO2 D提高反应温度E减小容器的容积 F加入合适的催化剂解析：(1)根据表中平衡常数与温度的关系，温度越高，平衡常数越小，说明该反应是放热反应，H0；Fe2O3、Fe都是固体，不出现在平衡常数表达式中，则K；(2)设达平衡时转化的CO浓度为x molL1， Fe2O3(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)起始浓度(molL1)0.10.1转化浓度(molL1)xx平衡浓度(molL1)0.1x0.1x4.0，x0.06则v(CO2)0.006 molL1min1。CO的平衡转化率为1
11、00%60%。(3)对于题中反应，由于Fe、Fe2O3是固体，改变其量不影响平衡；由于此反应是一个反应前后气体体积不变的反应，减小容器容积，对平衡没影响，催化剂不影响平衡；移出部分CO2，平衡右移，CO平衡转化率增大；提高反应温度，平衡左移，CO平衡转化率减小。答案：(1)”或“ ”)。实际生产条件控制在250、1.3104 kPa左右，选择此压强的理由是_。解析：(1)NO2和H2O反应的方程式为3NO2H2O=2HNO3NO；6NO28NH37N212H2O，当反应中有6 mol NO2参加反应时，共转移了24 mol电子，故转移1.2 mol电子时，消耗的NO2为22.4L6.72 L。
12、(2)根据盖斯定律，将第二个方程式颠倒过来，与第一个方程式相加得：2NO2(g)2SO2(g)=2SO3(g)2NO(g)，H83.6 kJmol1，故NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)，H41.8 kJmol1；本反应是反应前后气体分子数不变的反应，故体系的压强保持不变，故a不能说明反应已达到平衡状态；随着反应的进行，NO2的浓度减小，颜色变浅，故b可以说明反应已达平衡；SO3和NO都是生成物，比例保持1：1，故c不能作为平衡状态的判断依据；d中所述的两个速率都是逆反应速率，不能作为平衡状态的判断依据。 NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)起始物质的体积1a2a 00转
13、化物质的体积 x x xx平衡物质的体积1ax2ax xx即，故x，平衡时的体积分别为、和，故平衡常数为。(3)由图可知，温度升高，CO的转化率降低，平衡向逆反应方向移动，故逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，H0；压强大，有利于加快反应速率，有利于使平衡正向移动，但压强过大，需要的动力大，对设备的要求也高，故选择1.3104kPa，因为在250时，压强为1.3104 kPa时，CO的转化率已较大，再增大压强，CO的转化率变化不大，没有必要再增大压强。答案：(1)3NO2H2O=2HNO3NO6.72(2)41.8b2.67或8/3(3)在250时，压强为1.3104kPa下，CO转化率已较高，再增大压强CO转化率提高不大，而生产成本增加
