化学反应速率与化学平衡
1..对于反应，下列说法正确的是( )
A.加入催化剂，改变了反应的途径，反应的也随之改变
B.该反应，，在任何条件下能自发进行
C.恒温恒容条件下，混合气体密度不变达到化学平衡状态
D.达到平衡状态后，若增加A的量，平衡向正反应方向移动
2.已知反应，下列措施不能使反应速率加快的是( )
A.恒容条件下充入 B.升高温度
C.扩大容器体积，减小压强 D.缩小容器体积，增大压强
3.反应，在不同条件下反应，其平均反应速率如下，其中反应速率最大的是( )
A. B.
C. D.
4.向一恒容密闭容器中加入和一定量的，发生反应：。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.
B.反应速率：
C.点a、b、c对应的平衡常数：
D.反应温度为，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态
5.在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X→2Y的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图，则( )
A.无催化剂时，反应不能进行
B.与催化剂Ⅰ相比，Ⅱ使反应活化能更低
C.a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化
D.使用催化剂Ⅰ时，0~2 min内，
6.甲、乙均为1 L的恒容密闭容器，向甲中充入和，乙中充入和，在催化剂存在下发生反应：，测得的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应的正反应是放热反应
B.773 K时，该反应的平衡常数小于12.96
C.的体积分数：
D.873 K时，向甲的平衡体系中再充入各0.4 mol，CO、各1.2 mol，平衡不发生移动
7.在一定的温度和压强下，将按一定比例混合的和通过装有催化剂的反应器可得到甲烷。
已知：
催化剂的选择是甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂作用下反应相同时间，测转化率和生成选择性[选择性]随温度变化的影响如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.在间，以为催化剂，升高温度的产率不变
B.延长W点的反应时间，一定能提高的转化率
C.反应在任何温度下均不能自发进行
D.由图像分析，工业上应选择的催化剂是，合适温度为
8.向体积为1L的密闭容器中充入一定量，发生反应：。
编号 温度（℃） 起始物质的量（mol） 平衡物质的量（mol）
Ⅰ 0.40 0.16 0.16
Ⅱ 0.20 0.09 0.09
下列说法不正确的是( )
A.
B.℃，该反应的平衡常数
C. Ⅱ中反应的任何时刻都存在：
D.℃达平衡时，向该容器中充入和，反应将逆向移动
9.对利用甲烷消除污染进行研究，。在1 L密闭容器中，控制不同温度，分别加入和，测得随时间变化的有关实验数据见表。下列说法正确的是( )
组别 温度 0 10 20 40 50
① 0.50 0.30 0.18 0.15
② 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10
A.由实验数据可知实验控制的温度
B.0~20 min内，的降解速率：②>①
C.40 min时，表格中对应的数据为0.18
D.组别②中，0~10 min内，的降解速率为
10.一定温度下，在三个体积均为0.5L的恒容密闭容器中发生反应：，其中容器Ⅰ中反应在5min时达到化学平衡状态。
容器编号 温度/℃ 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol
CO
Ⅰ 500 1.0 1.0 0 0.8
Ⅱ 500 1.0 a 0 0.5
Ⅲ 600 0.5 0.5 0.5 0.7
下列说法中正确的是( )
A.该反应的正反应为放热反应
B.容器Ⅰ中前5min内的平均反应速率
C.容器Ⅱ中，
D.若容器Ⅰ恒压，达到平衡时CO的转化率小于80%
11.可逆反应：在密闭恒容的容器中反应，达到平衡状态的标志是( )
①单位时间内生成的同时生成
②单位时间内生成的同时，生成
③用的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A.②③⑤ B.①④⑥ C.①③④ D.①②③④⑤⑥
12.回答下列问题：
（1）稀氨水中存在下述电离平衡：。试分析向溶液中分别加入下列物质时，平衡如何移动：
加入的物质 氯化铵固体
平衡移动方向 __________（填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”）
（2）25℃时，三种酸的电离平衡常数如下：
化学式
电离平衡常数 ，
回答下列问题：
①一般情况下，当温度升高时，__________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
②下列四种离子结合质子能力由大到小的顺序是__________（填序号）。
a. b. c. d.
③下列反应不能发生的是__________（填序号）。
a.
b.
c.
d.
④用蒸馏水稀释的醋酸，下列各式表示的数值随水量的增加而增大的是__________（填序号）。
a. b. c. d.
13.还原法处理氮的氧化物是环境科学研究的热点课题。
Ⅰ.氧气还原法。还原NO发生的反应为。
(1)已知几种常见化学键的键能数据如下：
化学键 NO中共价键
键能/ 436 630 946 463
_______
(2)的反应速率表达式为(k是速率常数，只与温度有关)。科学研究发现上述反应分两步进行：
反应a： (慢反应)；
反应b： (快反应)。
总反应速率由反应较慢的一步决定，由此推知上述两步反应中，活化能较大的是反应_______(填“a”或“b”)。
Ⅱ.还原法。在恒容密闭容器中充入和，在一定温度下发生反应。
(3)下列表明该反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
A.混合气体密度保持不变 B.和的消耗速率之比为6∶7
C.混合气体中 D.混合气体压强保持不变
Ⅲ.CO还原法。利用高效催化剂处理汽车尾气中的NO和CO，发生反应：。在2L恒容密闭容器中充入2molCO和2molNO，测得NO的转化率与温度、时间的关系如图所示。
(4)下列说法正确的是_______(填字母)。
A.图像中，
B.上述反应在高温下能自发进行
C.10 min时，下正、逆反应速率相等
D.增大NO的浓度，反应物的转化率增大
(5)温度下，0~10 min内用CO表示的平均反应速率_______mol·L-1·min-1；温度下，上述反应的平衡常数_______。
(6) 温度下，向平衡后的容器内再加入2mol和2molNO，则平衡_______(填“向右移动”“向左移动”或“不移动”)。
14.工业上利用净化后的水煤气在催化剂作用下与水蒸气发生反应制取氢气，化学方程式为。一定条件下，将4 mol CO与充入体积为2 L的密闭容器中，体系中各物质的浓度随时间变化如图所示：
（1）在0~4 min时间段内，的反应速率_______mol/（L·min），该条件下反应的平衡常数______（保留两位有效数字）。
（2）该反应进行到4 min时，CO的转化率为______。
（3）若6 min时改变的外部条件为升温，则该反应的______0（填“>”“=”或“<”），此时反应的平衡常数_____（填“增大”“减小”或“不变”）。
（4）下列能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_______。
a.混合气体的密度不变
b.混合气体中不变
c.
d.断裂键的同时生成1 mol 键
（5）若保持与4 min时相同的温度，向体积为2 L的密闭容器中同时充入0.5 mol CO、和，则当时，上述反应向_____（填“正反应”或“逆反应”）方向进行；若要使上述反应开始时向逆反应方向进行，则a的取值范围为_________。
15.（1）25 ℃时，制备亚硝酰氯所涉及的热化学方程式和平衡常数如下表。
热化学方程式 平衡常数
①
②
③
则该温度下，______；（用和表示）。
（2）25 ℃时，在体积为2 L的恒容密闭容器中通入0.08 mol NO和0.04 mol 发生上述反应③，若反应开始与结束时温度相同，数字压强仪显示反应过程中压强（p）随时间（t）的变化如图Ⅰ实线所示，则_______（填“>”“<”或“=”）0；若其他条件相同，仅改变某一条件，测得其压强随时间的变化如图Ⅰ虚线所示，则改变的条件是________；5 min时，再充入0.08 mol NO和0.04 mol ，则达平衡后混合气体的平均相对分子质量将_______（填“增大”“减小”或“不变”）。图Ⅱ是甲、乙两同学描绘上述反应③的平衡常数的对数值（）与温度的变化关系图，其中正确的曲线是________（填“甲”或“乙”），a值为_______。
（3）在300 ℃、8 MPa下，将和按物质的量之比为1:3通入一密闭容器中发生反应，达到平衡时，测得的平衡转化率为50%，则该反应条件下的平衡常数为______（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。
答案以及解析
1.答案：C
解析：A.加入催化剂，改变了反应的途径，但不能改变反应物、生成物的能量，因此反应的不会随之改变，A错误；
B.该反应的正反应是气体体积减小的放热反应，，，只有在时反应才能够自发进行，B错误；
C.反应在恒容密闭容器中进行，气体的质量反应前后会发生变化。在恒温恒容条件下，若混合气体密度不变，说明气体的质量不再发生变化，反应就达到化学平衡状态，C正确；
D.A为固体，反应达到平衡状态后，若增加A的量，化学平衡不发生移动，D错误；
故选C。
2.答案：C
解析：恒容条件下充入，反应物浓度增大，反应速率加快，A项不符合题意；升高温度，反应速率加快，B项不符合题意；扩大容器体积，减小压强，气体浓度减小，反应速率减小，C项符合题意；缩小容器体积，增大压强，气体浓度增大，反应速率加快，D项不符合题意。
3.答案：D
解析：在速率单位统一的情况下，反应速率与化学计量数的比值越大，反应速率越大，则：A. ；B.；C.m；D.；显然D中比值最大，反应速率最大，故选项D正确；
故选D。
4.答案：B
解析：A.一定条件下，增大水的浓度，能提高的转化率，即x值越小，的转化率越大，则，故A正确；
B.b点和c点温度相同，CH4的起始物质的量都为1mol，b点x值小于c点，则b点加水多，反应物浓度大，则反应速率：，故B错误；
C.由图像可知，x一定时，温度升高的平衡转化率增大，说明正反应为吸热反应，温度升高平衡正向移动，K增大；温度相同，K不变，则点a、b、c对应的平衡常数：，故C正确；
D.该反应为气体分子数增大的反应，反应进行时压强发生改变，所以温度一定时，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态，故D正确；
答案选B。
5.答案：D
解析：催化剂只能决定化学反应快慢，不能决定反应是否发生，A项错误；由图象曲线变化规律可知，相同时间内，催化剂导致的浓度变化更大，则催化剂Ⅰ使反应活化能更低，B项错误；2 min时，a曲线和催化剂Ⅱ曲线浓度变化的量相等，与反应中X、Y的化学计量数矛盾，a曲线表示使用催化剂Ⅰ时X的浓度随t的变化，C项错误；使用催化剂Ⅰ时，0～2 min内，，D项正确。
6.答案：B
解析：温度升高，的平衡转化率增大，说明温度升高有利于反应正向进行，则正反应为吸热反应，故A错误；873 K时，c点的平衡转化率为60%，列三段式：
则，温度升高，平衡常数增大，则773 K时该反应的平衡常数小于12.96，故B正确；根据图像，相同温度下乙中甲烷的平衡转化率大于甲中，则，b、c点甲烷的平衡转化率相等，则两点平衡时体系中物质的量分别相等，但b点物质的量大于c点，则的体积分数：，故C错误；873 K时，甲容器中反应的平衡常数，向甲的平衡体系中再充入、各0.4 mol，CO、各1.2 mol，，平衡逆向移动，故D错误。
7.答案：D
解析：A.在260℃～320℃间，以为催化剂，由图可知，升高温度甲烷的选择性基本不变，但二氧化碳的转化率升高，甲烷的产率上升，故A错误；
B.W点可能为平衡点，延长时间二氧化碳转化率不变，故B错误；
C.①；②；由盖斯定律①-②可得：，该反应、，低温时可自发进行，故C错误；
D.由图可知，对应时间内以Ni为催化剂，二氧化碳转化率明显低于相同温度下为催化剂的转化率，320℃时，以为催化剂，二氧化碳甲烷化反应已达到平衡状态，升高温度，平衡左移，以Ni为催化剂，二氧化碳甲烷化反应速率较慢，升高温度反应速率加快，因此高于320℃后，以Ni为催化剂，随温度的升高转化率上升的原因是催化剂活性增大，反应速率加快，所以工业上应选择的催化剂是，合适温度为，故D正确；
答案选D。
8.答案：D
解析：A.该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，K值减小，由可知，故A正确；
B.由分析可知，，该反应的平衡常数，故B正确；
C.实验Ⅱ中，起始物质的量为0.2mol，则起始浓度为，依据物料守恒可知，故C正确；
D.达平衡时，平衡时和的物质的量均为0.16mol，的物质的量为0.08mol；向该容器中充入0.04mol和0.02mol，，反应将正向移动，故D错误。
故选D。
9.答案：D
解析：起始加入反应物的物质的量相同，由题表数据知在相同时间内达到平衡前，温度下，的变化量更小，故温度：，A错误；根据题表数据知0~20 min内，①中甲烷减少的多，则的降解速率：②<①，B错误；由题表数据可知40 min时，组别②中的反应已达到平衡，由前面分析知，温度更高，则时反应速率更快，故40 min时组别①中的反应也已达到平衡状态，则其数据应与50 min时相同，即0.15，C错误；组别②中，0~10 min内，的降解速率，D正确。
10.答案：AC
解析：依据图中数据可知：Ⅰ和Ⅲ为等效平衡，升高温度，的物质的量减小，说明平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，A正确；容器Ⅰ中前5min内的平均反应速率，依据反应速率之比等于化学计量数之比，可知，B错误；依据题表中实验Ⅰ的数据，列出“三段式”：
500℃时反应平衡常数
依据题表中实验Ⅱ的数据，列出“三段式”：
Ⅰ和Ⅱ温度相同，则平衡常数相同，，解得，C正确；根据C项分析可知，恒容下CO的平衡转化率为，为反应前后气体体积减小的反应，恒压下反应向正反应方向进行的程度比恒容时大，即达到平衡时CO的转化率大于80%，D错误；
故选AC。
11.答案：B
解析：①单位时间内生成，同时生成，说明反应，达到平衡状态，故①正确；
②单位时间内生成的同时生成，都是正反应速率，无论反应是否达到平衡状态，正反应速率之比等于化学计量数之比，不能说明达到平衡状态，故②错误；
③反应达到平衡时的浓度与反应的初始物质的量以及反应的转化程度有关，不能确定是否达到平衡，故③错误；
④混合气体的颜色不再改变，说明气体的浓度不变，达到平衡状态，故④正确；
⑤无论反应是否达到平衡状态，混合气体的质量不变，容器的体积不变，所以混合气体的密度不变，不能说明达到平衡状态，故⑤错误；
⑥反应前后气体的化学计量数之和不相等，当达到平衡时，气体的物质的量不变，则混合气体的平均相对分子质量不再改变，故⑥正确；
故选B。
12.答案：（1）逆向移动
（2）①增大
②
③cd
④b
解析：（1）加入氯化铵，使浓度增大，平衡逆向移动。
（2）①升高温度能促进弱电解质的电离，所以当温度升高时，增大；
②电离平衡常数越大，越易电离，溶液中离子浓度越大，则酸性强弱为：
，酸根离子对应的酸的酸性越强，酸根离子结合氢离子的能力越弱，则四种离子结合质子的能力由大到小的顺序是：，即；
③a.碳酸的酸性小于，所以能够制取碳酸，该反应能够发生，故a不符合题意；
b.的酸性大于，能够制取，该反应能够发生，故b不符合题意；
c.的酸性小于碳酸，该反应无法发生，故c符合题意；
d.由于酸性，则碳酸与次氯酸根离子反应只能生成碳酸氢根离子，不会生成，该反应不能发生，故d符合题意；
综上所述，本题答案是：cd；
④加水稀释促进弱酸电离，随水量的增加醋酸的电离程度增大，
，各物质的浓度均减小，其电离平衡常数保持不变，则有a项减小，b项增大，c项水的离子积不变不变，减小，d项减小。故答案选择b项。
13.答案：(1)
(2)a
(3)BD
(4)AC
(5) 0.08；1
(6)向右移动
解析：(1)焓变反应物的键能总和-生成物的键能总和，则的。
(2)由该反应的反应速率表达式为结合“总反应速率由反应较慢的一步决定”知，反应a的反应速率较慢，活化能较大。
(3)A.依据质量守恒定律可知，容器内气体质量一直不变，容器为恒容，则混合气体密度任何时刻都不变，因此混合气体密度保持不变不能说明反应达到平衡状态，A错误；
B.二氧化氮为反应物，氮气为生成物，当和的消耗速率之比为6:7时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，B正确；
C.混合气体中，并不能说明各气体浓度不变，不能说明反应已到达平衡状态，C错误；
D.此反应为反应前后气体分子数改变的反应，当混合气体压强保持不变，说明反应已达到平衡状态，D正确；
答案选BD。
(4)A.温度越高，化学反应速率越快，由图像可知，温度为T1时反应速率快，因此温度，A正确；
B.由图像可知，温度升高，一氧化氮转化率降低，反应逆向进行，该反应为放热反应，，该反应为反应前后气体分子数减小的反应，，依据符合判据反应可自发进行知，该反应低温自发，B错误；
C.由图示可知，10min时下反应达到平衡状态，正、逆反应速率相等，C正确；
D.增大一氧化氮的浓度，平衡正向移动，一氧化碳转化率增大，但一氧化氮转化率减小，D错误；
答案选AC。
(5)
温度下，0~10min内，一氧化氮转化率为80%，则反应的一氧化氮的物质的量为2mol80%=1.6mol，则消耗的一氧化碳的物质的量为1.6mol，浓度变化量为，则；温度下，反应达平衡时，一氧化氮转化率为50%，转化量为2mol50%=1mol，则平衡时一氧化氮物质的量为1mol、物质的量浓度为，平衡时一氧化碳物质的量为1mol、物质的量浓度为，平衡时氮气物质的量为0.5mol、物质的量浓度为，平衡时二氧化碳物质的量为1mol、物质的量浓度为，则平衡常数==1。
(6) 温度下，向平衡后的容器内再加入2mol和2molNO，此时一氧化氮物质的量浓度为，一氧化碳物质的量浓度为，氮气物质的量浓度为，二氧化碳物质的量浓度为，则浓度熵==<1，所以平衡向右移动。
14.答案：（1）0.2；2.7
（2）40%
（3）<；减小
（4）b
（5）正反应；
解析：（1）根据图像可知，4 min时反应达到平衡状态，，，列出三段式：
在0~4 min内，，平衡常数。
（2）该反应进行到4 min时，CO的转化率。
（3）若6 min时改变的外部条件为升温，由图像可知，升高温度，氢气的浓度减小，一氧化碳和的浓度增大，说明平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，所以该反应的，此时反应的平衡常数减小。
（4）a项，反应前后混合气体的质量和体积均不变，所以混合气体的密度始终不变，不能说明反应达到平衡状态；b项，混合气体中不变，说明反应达到平衡状态；c项，，均表示正反应，不能说明反应达到平衡状态；d项，断裂2 mol H—O键的同时生成1 mol H—H键，都表示正反应，不能说明反应达到平衡状态；故选b。
（5）若保持与4 min时相同的温度，向体积为2 L的密闭容器中同时充入0.5 mol CO、、和，则当时，，说明反应向正反应方向进行；若要使反应开始时向逆反应方向进行，。
15.答案：（1）；
（2）<；加入催化剂；增大；乙；2
（3）
解析：（1）已知：①；②；将①②可得，则平衡常数。
（2）由题图Ⅰ可知，随反应的进行压强先增大后减小，5 min时达到平衡状态，推知开始因反应是放热的，随着反应正向进行，温度逐渐升高，压强增大；随着反应正向进行，反应物浓度减小，压强减小，当压强不再改变时，达到平衡状态，反应焓变。根据图Ⅰ虚线知，化学反应速率加快，但平衡不移动，因此改变的条件为加入催化剂。5 min时，再充入0.08 mol NO和，相当于增大压强，反应③的平衡正向移动，则再次达平衡后混合气体的平均相对分子质量将增大。反应③，由于，所以升高温度，平衡逆向移动，K减小，则减小，正确的曲线为乙。25 ℃时，在体积为2 L的恒容密闭容器中通入0.08 mol NO和发生题述反应③，设消耗氯气物质的量为，列三段式如下：
由题图Ⅰ可知，反应前后气体的压强之比为6:5，则，解得，平衡常数，25 ℃时，，即。
（3）在300 ℃、8 MPa下，将二氧化碳和氢气按物质的量之比为1:3通入反应容器中，达平衡后测得二氧化碳的平衡转化率为50%，设投入的物质的量为1 mol，投入的物质的量为3 mol，列三段式如下：
分压=总压×物质的量分数，则。
