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1、第2章 化学反应的方向、限度与速率,一、选择题（本题包括15小题，每小题3分，共45分）1.已知：CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H0，S0，则该反应能自发进行的条件是（）A.低温B.高温C.任何温度下都能自发进行D.任何温度下都不能自发进行,【解析】选B。GHTS0时反应能自发进行，因H0，S0则在高温下G可能小于零。,3.在一定温度下，可逆反应2A(g)+B(g)C(g)+D(g)达到平衡的标志是（）A.C的生成速率和B的消耗速率相等B.v正(A)=2v正(B)C.2v正(A)=v逆(B)D.反应混合物中A、B、C、D的质量分数不再发生变化,【解析】选D。C的生成速率和B的消耗速
2、率相等，指的都是正反应方向，不能判断平衡，A错。B与A的原理相同，B错。C虽然指的是正、逆反应，但是正、逆反应速率不相等，C错。D中反应混合物中A、B、C、D的质量分数不再发生变化，说明已经到达平衡，D正确。,4.已知：C(s)CO2(g)2CO(g)H0，该反应达到平衡后，下列条件有利于反应向正方向进行的是（）A.降低温度和增大压强B.降低温度和减小压强C.升高温度和减小压强D.升高温度和增大压强【解析】选C。根据该反应的特点，该反应是一个吸热的气体分子数增大的反应，所以升高温度和减小压强有利于反应正向进行。,5.(2010潍坊高二检测)现有下列两个图像：下列反应中符合上述图像的是（）A.N
3、2(g)3H2(g)2NH3(g)H0B.2SO3(g)2SO2(g)O2(g)H0,C.4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H0D.H2(g)CO(g)C(s)H2O(g)H0【解析】选B。由知升高温度，生成物浓度增加，平衡向正反应方向移动，正反应吸热；由知，增大压强，逆反应速率大于正反应速率，即平衡向逆反应方向移动，则该反应为气体体积增大的反应，故B项符合。,6.体积相同的甲、乙两个容器中，均充有等物质的量的SO2和O2，在相同温度下发生反应：2SO2+O2 2SO3，并达到平衡。在这过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO2的转化率为p%，则乙容器中
4、SO2的转化率（）A.等于p%B.大于p%C.小于p%D.无法判断,【解析】选B。设乙容器压强保持1.01105 Pa，因甲容器中体积保持不变，2SO2+O2 2SO3的正反应是个气体体积缩小的反应，达到平衡时，混合气体的总压强小于1.01105 Pa。甲容器相当于乙容器反应达到平衡后又减小压强，平衡向逆反应方向移动，则甲容器中SO2的转化率低，乙容器中（定压）SO2的转化率高。以此得答案为B。,7.一定条件下反应N2+3H2 2NH3 H0达平衡，当单独改变下述条件后有关叙述一定错误的是（）A.加催化剂，v正和v逆都发生变化，且变化的倍数相等B.加压，v正和v逆都增大，且v正增加倍数大于v逆
5、增加倍数C.降温，v正和v逆都减少，且v正减少倍数小于v逆减少倍数D.增加c(N2)，v正和v逆都增大，且v正增加倍数大于v逆增加倍数,【解析】选D。此题可由勒夏特列原理进行推断。加入催化剂正、逆反应速率都变化，变化倍数相等，A正确。加压，v正和v逆都增大，但是平衡向气体分子数减小的方向移动，所以v正增加倍数大于v逆增加倍数，B正确。降温，正逆反应速率都减小，但是平衡正向移动，所以v正减少倍数小于v逆减少倍数，C正确。增加c(N2)的瞬间，正反应速率增大，但是逆反应速率不变，所以D错误，可得正确选项为D。,【解析】选B。根据，v(C)0.3 mol/(Ls)；v(A)v(C)0.3 mol/(
6、Ls)；v(B)v(C)0.15 mol/(Ls)；2 s时消耗A的物质的量为：0.3 mol/(Ls)2 L2 s1.2 mol，所以A的转化率为，2 s时，c(B)1 mol/L0.15 mol/(Ls)2 s0.7 mol/L。,9.将A与B的混合气体分别置于恒压容器甲和恒容容器乙中，发生如下反应：2A（g）+2B（g）3C（g）H0。下列说法不正确的是（）A.在相同温度下，甲容器中加入2 mol A和2 mol B，乙容器中加入3 mol C，若甲容器经30 s达到平衡状态，则乙容器达到平衡时所需要的时间大于30 sB.在相同条件下两容器内的反应均达到化学平衡状态，升温时甲、乙两容器中
7、的平衡均逆向移动C.在相同条件下两容器内的反应均达到化学平衡状态，升温时甲、乙两容器中反应速率均增大,D.在相同的温度和压强下，用甲容器分别进行反应。第一次加入2 mol A和2 mol B；第二次加入2 mol A、2 mol B和3 mol C；第三次加入4 mol C。分别达到化学平衡状态时，C的物质的量百分含量分别为x、y、z，则x、y、z的大小关系是x=yz【解析】选D。A项两容器的配料是等效的，但是条件不同，甲相当于在乙的基础上不断加压，反应速率快故乙容器达到平衡时所需要的时间大于30 s；B项H0说明正反应放热，升温时甲、乙两容器中的平衡均逆向移,动；C项升温，反应速率增大；D项
8、前后3次配料可等同于第一次加入3 mol C，第二次加入6 mol C，第三次加入4 mol C，但由于甲容器是恒压容器，故达到平衡状态时与原平衡等效，x、y、z相等。,10.（2010全国卷）在相同条件下，下列说法错误的是（）A.氯气在饱和食盐水中的溶解度小于在纯水中的溶解度B.碘在碘化钾溶液中的溶解度大于在纯水中的溶解度C.醋酸在醋酸溶液中电离的程度大于在纯水中电离的程度D.工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气可提高SO2的利用率,【解析】选C。A选项由于在饱和食盐水中有大量的Cl-，会抑制氯气与水的反应，从而降低氯气在饱和食盐水中的溶解度，所以A说法正确；B选项由于碘化钾溶液中存在大量的
9、I-，存在着I2+I-I3-的平衡，碘的溶解度增大，B选项正确；C选项对于弱电解质来说，浓度越大电离程度越小，醋酸在醋酸溶液中电离的程度小于在纯水中电离的程度，故C错误；D选项利用勒夏特列原理可知，用过量的空气相当于增大了氧气的浓度，平衡向正反应方向移动，故可提高SO2的利用率，D说法正确。,【解析】,12.(2010福州高二检测)某温度下，可逆反应m A(g)+n B(g)p C(g)的平衡常数为K，下列对K的说法正确的是（）A.K值越大，表明该反应越有利于C的生成，反应物的转化率越大B.若缩小反应器的容积，能使平衡正向移动，则K增大C.温度越高，K一定越大D.如果m+n=p，则K=1,【解
10、析】选A。K值越大则正反应进行的程度越大，在反应物浓度不变的情况下，反应物的转化率越高，A正确。K只与温度有关，当温度不变时，其他任何条件的改变都不会引起K值的变化，B错。由于不知道反应的热量变化情况，所以温度升高或降低时无法确定平衡移动的方向，K值如何变化也就无法确定，C错。若m+n=p，则当所有的浓度均为1时K=1，其他浓度时，K值不一定等于1，D错。,13.在恒容密闭容器中存在下列平衡：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。CO2(g)的平衡物质的量浓度CO2与温度T的关系如下图所示。下列说法错误的是（）,A.反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的 H0B.在
11、T2时，若反应进行到状态D，则一定有v正v逆C.平衡状态A与C相比，平衡状态A的CO小D.若T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1K2,【解析】选C。由图像可知，随着温度的升高，CO2逐渐增大，反应正向进行，则正反应为吸热反应，H0，A正确。若反应进行到D，必须使CO2减小，也就是平衡逆向移动，所以就有v正v逆，B正确。由于从A到C的过程是一个平衡正向移动的过程，所以是CO浓度逐渐减小的过程，平衡状态A的CO大，所以C错。由于反应吸热，所以温度越高平衡正向进行的程度越大，K值就越大，所以K1K2，D正确。,14.对于可逆反应N2（g）+3H2（g）2NH3（g）H0，下列和图示相符的是
12、（）,【解析】选C。压强越大，反应速率越大，达到平衡所需时间越短，平衡正向移动，NH3的体积分数越大，A项错误；升高温度，平衡逆向移动，N2的转化率减小，B项错误；向平衡体系中加入N2的瞬间，正反应速率突然增大，逆反应速率逐渐增大，C项正确；使用催化剂，反应速率增大，达到平衡的时间减少，D项错误。,15.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（）A.溴水中有平衡：Br2+H2O HBr+HBrO，当加入AgNO3溶液后，溶液颜色变浅B.对CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)，平衡体系增大压强可使颜色变深C.升高温度能够促进水的电离D.工业上合成NH3的反应，为提高NH3的产率，理论上应
13、采取相对较低温度的措施,【解析】选B。当加入AgNO3溶液后，Br-和Ag+反应生成 AgBr沉淀，减小了生成物的浓度，促使平衡正向移动，所以A可以解释。B选项中的反应是气体体积不变的反应，所以增大压强，只是使有色气体的浓度增加了，平衡不会发生移动，B不可以解释。C选项由于水的电离平衡是吸热的，所以升温可以使平衡正向移动，促进了水的电离，C可以解释。因为合成氨的反应是一个放热反应，所以降低温度有利于合成氨正向进行，所以D也可以解释。,【解析】(1)3A(g)B(g)xC(g)2D(g)起始(mol)：a a 0 05 min时(mol)：a1.5 a0.5 0.52，解得a3，即n(A)n(B
14、)3 mol，c(A)(2)v(B)0.05 mol/(Lmin)。(3)v(C)0.1 mol/(Lmin)，x2。答案：(1)0.75 3(2)0.05(3)2,17.（5分）Fe3和I-在水溶液中的反应如下：2I-2Fe3+2Fe2+I2(水溶液)(1)当上述反应达到平衡后，加入CCl4萃取I2，且温度不变，化学反应速率_(填“增大”、“减小”或“不变”)，v（正）_v（逆）(填“”、“”或“”)，平衡_(填“向右”、“向左”或“不”)移动。,I浓度对反应速率的影响_(填“大于”、“小于”或“等于”)Fe3浓度对反应速率的影响。【解析】(1)加入CCl4萃取了I2，减小了生成物浓度，反应
15、速率降低，从而使得v（正）v（逆），导致平衡向右移动。(2)将表中的三组数据代入公式vkc(I)mc(Fe3)n得m和n的值分别为2和1，所以I浓度对反应速率的影响大。答案：(1)减小 向右(2)C 大于,（1）图示三种情况的反应物、生成物的初始浓度和平衡浓度如下，请将空格填满。,（2）以上三种情况达到化学平衡_（填“是”或“不是”）相同平衡状态。理由是：_。由图中的事实可以说明化学平衡具有哪些特征？_。（3）恒温、恒容条件下，要使同一可逆反应，建立相同平衡状态的条件是什么？_。,【解析】（1）由图像可知，三个平衡是等效平衡。所以应该满足无论反应朝哪个方向进行，最终达到化学平衡时均是同一个平衡
16、，所以转化成同一边（如：把H2(g)和I2(g)都转化成HI(g)，或者把HI(g)都转化成H2(g)和I2(g)）时物质的量相等，达到平衡时A、B、C三个平衡对应的各种物质的物质的量应该是相等的。所以在填写表中的信息时应该满足等效平衡的相关条件。根据条件要填写表格如下：,（2）由图像可知，在相同的温度下，三个平衡对应的各种物质的物质的量是相等的，所以三个平衡状态应该是相同的。由图中的事实可以说明化学反应达到平衡状,态时v（正）=v（逆）；平衡混合物中各物质的浓度保持不变。（3）根据以上分析，在恒温、恒容的条件下，要想建立同一个平衡，必须是投料比相当。答案：（1）,（2）是 同一温度下，平衡时
17、反应物和生成物浓度完全相同 一定条件下达到平衡后，v（正）=v（逆）；平衡混合物中各物质的浓度保持不变（3）恒温、恒容时，投料比相当，能建立相同平衡,19.（10分）在一定条件下，可逆反应A+B mC的变化如图所示。已知纵坐标表示在不同温度和压强下生成物C在混合物中的质量分数，p为反应在T2温度时达到平衡后向容器加压的变化情况，问：,（1）温度T1_T2（填“大于”、“小于”或“等于”）。（2）正反应是反应_（填“吸热”或“放热”）。（3）如果A、B、C均为气体，则m_2（填“大于”、“小于”或“等于”）。（4）当温度和容积不变时，如在平衡体系中加入一定量的某稀有气体，则体系的压强_（填“增大
18、”、“减小”或“不变”），平衡_移动（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”）。,【解析】（1）（2）由图像可知：T1时达到平衡所用的时间短，说明T1时反应速率快，T1T2，由T1T2是降温过程，C%的数值增大，说明平衡右移，该反应的正反应是放热反应。（3）由图像可知：在T2时达到平衡后加压，C%的数值减小，说明平衡左移，该反应的正反应是气体体积增大的反应，即m2。（4）在恒温恒容时，加入稀有气体，则体系的压强增大，但参加反应的各物质的浓度保持不变，所以，化学平衡不移动。,答案：（1）大于（2）放热（3）大于（4）增大 不,20.（12分）（2010上海高考）接触法制硫酸工艺中，其主反应
19、在450 并有催化剂存在下进行：2SO2O2 2SO3 H=-190 kJ/mol（1）该反应所用的催化剂是_(填写化合物名称)，该反应450 时的平衡常数_500 时的平衡常数(填“大于”、“小于”或“等于”)。（2）该热化学反应方程式的意义是_。,（3）下列描述中能说明上述反应已达平衡的是_。a.v（O2）正=2v（SO3）逆b.容器中气体的平均分子量不随时间而变化c.容器中气体的密度不随时间而变化 d.容器中气体的分子总数不随时间而变化,【解析】（1）工业制硫酸时二氧化硫催化氧化使用的催化剂是五氧化二钒（V2O5）；该反应正反应为放热反应，故温度越高化学平衡常数越小；（2）该热化学方程式
20、表示的是450 时，2 mol SO2气体和1 mol O2气体完全反应生成2 mol SO3气体时放出的热量为190 kJ；（3）根据化学平衡状态的特征，容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化、分子总数不随时间变化时，说明反应达到平衡状态；（4）当达到平衡时，容器中,(2)如图中表示NO2的变化的曲线是_。用O2表示从02 s内该反应的平均速率v_。(3)能说明该反应已经达到平衡状态的是_。a.v(NO2)=2v(O2)b.容器内压强保持不变c.v逆(NO)2v正(O2)d.容器内的密度保持不变,(4)为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是_。a.及时分离出NO2气体b.适当
21、升高温度c.增大O2的浓度d.选择高效的催化剂【解析】（1）该反应的平衡常数表达式：K；平衡常数只与温度有关，平衡常数越大，说明在该温度下反应物转化成生成物的限度越大，反应,的转化率越大，K(300)K(350)，说明低温有利于反应物的转化，该反应的正反应是放热反应。（2）从图上起始浓度看：反应物的浓度随时间变化越来越小，直到平衡时不再减少，图和数据表明，3秒时化学反应达到平衡。曲线c是NO的浓度随时间变化的曲线，曲线d是O2的浓度随时间变化的曲线。生成物的浓度随时间变化越来越大，直到某一时刻，达到平衡时浓度不再增大。本图中有两条从零浓度开始浓度逐渐增大的曲线，根据化学方程式中的系数关系，NO
22、的浓度减少,等于NO2的浓度增加，从图中变化幅度看，曲线b的浓度变化符合系数关系，所以曲线b是表示NO2的浓度随时间变化的曲线。用NO表示从02 s内该反应的平均速率v（NO）=310-3 molL-1s-1，化学反应速率之比等于系数之比，用O2表示从02 s内该反应的平均速率v（O2）v（NO）=1.510-3 molL-1s-1。（3）一定条件下的可逆反应，当正逆反应速率相等时，化学反应达到,平衡状态，其特征是各物质的浓度不再发生改变，对于反应前后气体体积不等的可逆反应，在密闭容器中，由于浓度不变，物质的量也不再改变，压强也不再改变，b、c正确。化学反应速率之比等于系数之比，a判断无论可逆
23、反应达到平衡与否，都成立，不是平衡特有的条件。d判断：化学反应遵循质量守恒定律，反应前后的质量不发生改变，密闭容器体积不变，所以密度始终不发生改变，它不是平衡判断的标志。（4）a.及时分离出NO2气体，平衡向正反应方向移动了，但是随着反应,物浓度的减小，反应速率也减小了；b.适当升高温度，虽然反应速率提高了，由于正反应是放热反应，不利于平衡的正向移动；c.增大O2的浓度，O2是反应物，增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动，增大浓度化学反应速率增大，符合题意；d.选择高效的催化剂，只能增大化学反应速率，平衡不会发生移动。答案：(1)放热(2)b 1.5103 mol/(Ls)(3)b、c(4)c
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