高考化学二轮复习 化学反应速率与化学平衡必做训练
2014届高考化学二轮复习必做训练：化学反应速率与化学平衡
一、选择题
1．对于反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH<0，在其他条件不变的情况下( )
A．加入催化剂，改变了反应的途径，反应的ΔH也随之改变
B．改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量不变
C．升高温度，反应速率加快，反应放出的热量不变
D．若在原电池中进行，反应放出的热量不变
解析：分析题给化学反应的特点，包括反应前后化学计量数的关系、ΔH的正负等，再结合化学平衡原理及原电池知识分析热量的变化。
A项，加入催化剂，改变了反应物和生成物的活化能，从而改变反应的途径，但反应的ΔH只与反应物、生成物的总能量有关，并不发生改变。B项，该反应前后气体的总物质的量不变，改变压强，平衡不发生移动，因此反应放出的热量不变。C项，升高温度，反应速率加快，平衡逆向移动，反应放出的热量减少。D项，原电池反应中，化学能主要转化为电能，因此反应放出的热量将减少。
答案：B
点拨：知识：外界条件(如温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响及反应过程中热量的变化；原电池反应的实质。试题难度：中等。
2．(2013·全国大纲·7)反应X(g)＋Y(g)2Z(g) ΔH<0，达到平衡时，下列说法正确的是( )
A．减小容器体积，平衡向右移动
B．加入催化剂，Z的产率增大
C．增大c(X)，X的转化率增大
D．降低温度，Y的转化率增大
解析：根据该反应的特点结合平衡移动原理逐项分析。
A．该反应为反应前后气体物质的量不变的反应，平衡不受压强影响，减小容器体积，平衡不移动。B.催化剂不能使平衡移动，不改变产物的产率。C.增大c(X)，平衡正向移动，Y的转化率增大，X本身的转化率反而减小。D.该反应的正反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，Y的转化率增大。
答案：D
点拨：知识：化学平衡的影响因素、转化率问题。能力：运用所学知识分析和解决化学平衡问题的能力。试题难度：中等。
3．(2013·江苏卷·15)一定条件下存在反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，其正反应放热。现有三个相同的2L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在I中充入1 mol CO和1 mol H2O，在Ⅱ中充入1 mol CO2和1 mol H2，在Ⅲ中充入2 mol CO和2
mol H2O,700℃条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是( )
A．容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同
B．容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同
C．容器Ⅰ中CO的物质的量比容器Ⅱ中的多
D．容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和小于1
解析：分析题给化学方程式的特点，应用化学平衡移动原理分析、解决问题。
容器Ⅰ中反应正向进行，放出热量，容器Ⅱ中反应逆向进行，吸收热量，两个容器中反应温度不同，则Ⅰ、Ⅱ中正反应速率不相同，A错。容器Ⅲ中加入反应物的量比容器Ⅰ中多，由于该反应为放热反应，Ⅲ中放出热量比Ⅰ多，Ⅲ中反应正向进行的程度比Ⅰ小，因此容器Ⅲ中反应的化学平衡常数比Ⅰ小，B错。Ⅰ中反应正向进行，放出热量，Ⅱ中反应逆向进行，吸收热量，由于容器均为绝热容器，Ⅰ和Ⅱ中反应进行的程度均较小，则C、D均正确。
答案：CD
点拨：知识：化学平衡及移动分析。能力：考查考生的综合分析能力、逻辑推理能力。试题难度：较大。
4．(2013·哈尔滨市质检·12)某温度下，向2 L恒容密闭容器中充入1.0 mol A和1.0 mol B，反应A(g)＋B(g)C(g)，经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据如表，下列说法正确的是
t/s
0
5
15
25
35
n(A)/mol
1.0
0.85
0.81
0.80
0.80
A.反应在前5 s的平均速率v(A)＝0.17 mol·L－1·s－1
B．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(A)＝0.41 mol·L－1，则反应的ΔH>0
C．相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol C，达到平衡时，C的转化率大于80%
D．相同温度下，起始时向容器中充入0.20 mol A、0.20 mol B和1.0 mol C，反应达到平衡前v(正)
0，②xM(g)＋N(g)3Q(g) ΔH2。反应①中各物质与反应②中各物质均不发生反应。在某容器里只进行反应②，M的转化率与温度、压强的关系如图所示。
下列对W容器中进行的反应推断合理的是( )
A．反应①一定是自发反应，反应②一定是非自发反应
B．若容器内温度保持不变，则v正(B)v逆(C)＝23
C．若恒压条件下，充入N，则C的物质的量减小
D．升高温度，两个反应的平衡常数都减小
解析：根据图像知，反应②的正反应是放热反应，ΔH2＜0，且正反应是气体分子数增大的反应，x＝1。B项，绝热容器的温度不变，说明两个反应都达到平衡状态，即v正(B):v正(C)＝2：3，v正(C)＝v逆(C)，则v正(B) :v逆(C)＝2:3，B项正确；C项，恒压条件下，充入N，反应②的平衡正向移动，则放热量增多，对反应①而言，平衡也正向移动，即C的物质的量增大，C项错误；D项，升高温度，反应①的平衡常数增大，反应②的平衡常数减小，D项错误。
答案：B
点拨：本题考查化学平衡原理和反应方向的判断，意在考查考生对知识的综合运用能力。
A．曲线b所对应的投料比为3︰1
B．M点对应的平衡常数小于Q点
C．N点对应的平衡混合气中碳酸甲乙酯的物质的量分数为0.58
D．M点和Q点对应的平衡混合气体的总物质的量之比为2︰1
解析：本题考查化学平衡知识，考查考生分析图像的能力和知识应用能力。难度较大。加入的碳酸乙酯越多，平衡正向移动，碳酸甲酯的转化率越高，故曲线b对应1:1投料，A错；由图知，温度越高，碳酸甲酯的转化率越大，平衡常数越大，M点的温度高于Q点，故M点平衡常数大，B错；因曲线b对应1:1投料，在N点时碳酸甲酯转化率与碳酸甲乙酯体积分数相等，C正确；由于反应前后气体的物质的量不变，故两者之比为1:1，D错。
答案：C
9．在一定条件下，反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)在一密闭容器中达到平衡。充入适量氢气，增大容器的体积，维持H2的浓度和容器的温度不变，跟原平衡相比较达到新平衡时CO的转化率将( )
A．增大 B．减小
C．不变 D．无法判断
解析：保持温度不变，则平衡常数不变，增大容器体积，维持H2的浓度不变，则的值不变，仍等于原平衡常数，平衡不发生移动，故CO的转化率不变，C项正确。
答案：C
10．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 mol·L－1，下列判断正确的是( )
A．平衡常数约为0.3
B．B的转化率为60%
C．A的平均反应速率为0.3 mol/(L·min)
D．若混合气体的密度不变则表明该反应达到平衡状态
解析：平衡时，D的浓度是0.8 mol÷2 L＝0.4 mol·L－1，则x2＝0.2 mol·L－10.4 mol·L－1，故x＝1。
3A(g)＋B(g)C(g)＋2D(g)
起始时(mol·L－1) 1.5 0.5 0 0
平衡时(mol·L－1) 0.9 0.3 0.2 0.4
将平衡时各物质浓度代入平衡常数表达式，计算得K约为0.15，选项A错误；B的转化率是0.2 mol·L－1÷0.5 mol·L－1×100%＝40%，选项B错误；A的平均反应速率是0.6 mol·L－1÷2 min＝0.3 mol/(L·min)，选项C正确；各物质均是气体，且容器体积一定，故无论是否达到平衡，混合气体的密度都是定值，选项D错误。
答案：C
二、非选择题
11．(2013·广东省深圳市第二次调研·31)
(1)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－94.4 kJ·mol－1。恒容时，体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图所示。
①在1 L容器中发生反应，前20 min内，v(NH3)＝________，放出的热量为________。
②25 min时采取的措施是_______________________；
③时段Ⅲ条件下反应的平衡常数表达式为________(用具体数据表示)。
(2)电厂烟气脱离氮的主反应①：4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(g)，副反应②：2NH3(g)＋8NO(g)5N2O(g)＋3H2O(g) ΔH＞0。测得平衡混合气中N2和N2O含量与温度的关系如图。在400～600 K时，平衡混合气中N2含量随温度的变化规律是________，导致这种变化规律的原因是________(任答合理的一条原因)。
(3)直接供氨式燃料电池是以NaOH溶液为电解质的。电池反应为4NH3＋3O2===2N2＋6H2O，则负极电极反应式为________。
解析：(1)由题给图像可知，前20 min氨的浓度变化为1.00 mol/L，则v(NH3)＝＝0.05 mol/(L·min)，生成NH3的物质的量为1.00 mol，由热化学方程式可知放出热量为47.2 kJ。25 min时，氨的浓度为零，而氮气和氢气的浓度瞬时不变，所以应该是将氨从反应体系中分离出去；时段Ⅲ条件下，氢气浓度为0.75 mol/L，氨气为0.5 mol/L，氮气为0.25 mol/L。(2)由图可知，N2的浓度随温度的升高而减小。(3)由电池反应可知，NH3中的N失电子，所以负极NH3发生氧化反应，正极反应为3O2＋12e－＋6H2O===12OH－，总反应减去正极反应得负极反应。
答案：(1)①0.050 mol·(L·min)－1 47.2 kJ
②将NH3从反应体系中分离出去
③
(2)随温度升高，N2的含量降低 主反应为放热反应，升温使主反应的平衡左移(或者副反应为吸热反应，升温使副反应的平衡右移，降低了NH3和NO浓度，使主反应的平衡左移)
(3)2NH3＋6OH－－6e－===N2＋6H2O
点拨：本题考查化学平衡和原电池，考查考生判断、分析、探究能力。难度中等。
12．(2013·全国课标Ⅱ·28)在1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A(g)，在一定温度进行如下反应：
A(g)B(g)＋C(g) ΔH＝＋85.1 kJ·mol－1
反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：
时间t/h
0
1
2
4
8
16
20
25
30
4.91
5.58
6.32
7.31
8.54
9.50
9.52
9.53
9.53
回答下列问题：
(1)欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为________。
(2)由总压强p和起始压强P0计算反应物A的转化率a(A)的表达式为________，平衡时A的转化率为________，列式并计算反应的平衡常数K________。
(3)①由总压强p和起始压强P0表示反应体系的总物质的量n(总)和反应物A的物质的量n(A)，n(总)＝________mol，n(A)＝________mol。
②下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算：a＝________。
反应时间t/h
0
4
8
16
c(A)/(mol·L－1)
0.10
a
0.026
0.0065
分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(t)的规律，得出的结论是________，由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c(A)为________mol·L－1。
解析：通过分析表格中数据，根据压强之比等于物质的量之比入手解决相关问题。
(1)要提高A的转化率，应通过改变条件使平衡正向移动，可以从浓度、温度、压强三个方面考虑，可从容器中分离出B、C或扩大容器的体积(降低压强)或升高温度。
(2)相同条件下，在密闭容器中气体的压强之比等于物质的量之比，设反应后气体的总物质的量为x，则有＝，x＝mol，而气体的物质的量的增加量等于消耗的A的物质的量，故A的转化率为×100%＝()×100%，将表中的数据代入公式中可得平衡时A的转化率为×100%≈94.1%；根据化学方程式列出平衡三段式，注意三段式中用的都是浓度，即可求得平衡常数。
(3)结合(2)的解析可知n(A)＝0.10 mol－(－0.10)mol＝0.10×mol；根据表中的数据，可知a＝0.10×(2－)mol·L－1≈0.051 mol·L－1，通过表中的数据可知，在达到平衡前每间隔4 h，A的浓度减少约一半，故反应在12 h时，A的浓度为0.5×0.026 mol·L－1＝0.013 mol·L－1。
答案：(1)升高温度、降低压强
(2)×100% 94.1%
A(g) B(g) ＋ C(g)
起始浓度/mol·L－1 0.10 0 0
转化浓度/mol·L－1 0.10×94.1% 0.10×94.1% 0.10×94.1%
平衡浓度/mol·L－1 0.10×(1－94.1%) 0.10×94.1% 0.10×94.1%
K＝≈1.5 mol·L－1
(3)①0.10× 0.10× ②0.051 达到平衡前每间隔4 h，c(A)减少约一半 0.013
点拨：知识：外界条件对平衡移动的影响、转化率与压强的关系。能力：考查考生分析数据、加工利用数据的能力以及归纳总结能力。试题难度：较大。
13．(2013·广东卷·31)大气中的部分碘源于O3对海水中I－的氧化。将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究。
(1)O3将I－氧化成I2的过程由3步反应组成：
①I－(aq)＋O3(g)===IO－(aq)＋O2(g)ΔH1
②IO－(aq)＋H＋(g)===HOI(aq)ΔH2
③HOI(aq)＋I－(aq)＋H＋(aq)===I2(aq)＋H2O(l)ΔH3
总反应的化学方程式为_________________________________，
其反应热ΔH＝______________。
(2)在溶液中存在化学平衡：I2(aq)＋I－(aq)I(aq)，其平衡常数表达式为________。
(3)为探究Fe2＋对O3氧化I－反应的影响(反应体系如图1)，某研究小组测定两组实验中I浓度和体系pH，结果见图2和下表。
编号
反应物
反应前pH
反应前pH
第1组
O3＋I－
5.2
11.0
第2组
O3＋I－＋Fe2＋
5.2
4.1
①第1组实验中，导致反应后pH升高的原因是______________。
②图1中的A为________。由Fe3＋生成A的过程能显著提高I－的转化率，原因是____________________。
③第2组实验进行18 s后，I浓度下降。导致下降的直接原因有(双选)________。
A．c(H＋)减小
B．c(I－)减小
C．I2 (g)不断生成
D．c(Fe3＋)增加
(4)据图2，计算3～18 s内第2组实验中生成I的平均反应速率(写出计算过程，结果保留两位有效数字)。
解析：利用盖斯定律、化学反应速率、化学平衡的影响因素等分析及计算，逐步解决问题。
(1)根据盖斯定律，由①＋②＋③可得总反应为2I－(aq)＋O3(g)＋2H＋(aq)===I2(aq)＋O2(g)＋H2O(l)，则ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。(2)所给反应的平衡常数表达式为K＝。(3)①第1组实验中，pH升高是因为反应消耗了H＋。②图1中的A为Fe2＋，由Fe3＋生成Fe2＋的过程中，I－被氧化为I2，因此I－的转化率显著提高。③导致I浓度下降的原因是c(Fe3＋)增加，使c(I－)减小，平衡I2(aq)＋I－(aq)I(aq)逆向移动。(4)v(I)＝≈5.5×10－4mol·(L·s)－1。
答案：(1)O3(g)＋2I－(aq)＋2H＋(aq)===O2(g)＋I2(aq)＋H2O(l) ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
(2)K＝ (3)①H＋被消耗，其浓度降低 ②Fe2＋ Fe3＋氧化I－生成I2，使I－的转化率显著提高 ③BD (4)反应时间：18 s－3 s＝15 s，I浓度变化：11.8×10－3mol·L－1－3.5×10－3mol·L－3mol·L－1＝8.3×10－3mol·L－1，v(I)＝≈5.5×10－4mol·(L·s)－1
点拨：知识：反应热、化学反应速率、化学平衡常数。能力：考查考生对化学反应原理的理解能力。试题难度：中等。
14．(2013·山东卷·29)化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。
(1)利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体，发生如下反应：
TaS2(s)＋2I2(g)TaI4(g)＋S2(g) ΔH>0(I)
反应(Ⅰ)的平衡常数表达式K＝________，若K＝1，向某恒容容器中加入1 mol I2 (g)和足量TaS2(s)，I2 (g)的平衡转化率为________。
(2)如图所示，反应(Ⅰ)在石英真空管中进行，先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2 (g)，一段时间后，在温度为T1的一端得到了纯净TaS2晶体，则温度T1________T2(填“>”“<”或“＝”)。上述反应体系中循环使用的物质是________。
(3)利用I2的氧化性可测定钢铁中硫的含量。做法是将钢样中的硫转化成H2SO3，然后用一定浓度的I2溶液进行滴定，所用指示剂为________，滴定反应的离子方程式为______________________。
(4)25℃时，H2SO3HSO＋H＋的电离常数Ka＝1×10－2mol·L－1，则该温度下NaHSO3水解反应的平衡常数Kh＝________mol·L－1，若向NaHSO3溶液中加入少量的I2，则溶液中将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析：结合题给可逆反应的特点，应用化学平衡移动原理，分析化学平衡、电离平衡和水解平衡问题。
(1)反应(Ⅰ)中，TaS2为固体，则平衡常数表达式K＝[c(TaI4)·c(S2)/c2(I2)]。设平衡时，I2转化的物质的量为x，则有
TaS2(s)＋2I2(g)TaI4(g)＋S2(g)
起始/mol 1 0 0
转化/mol x 0.5x 0.5x
平衡/mol 1－x 0.5x 0.5x
此时平衡常数K为1，则有[(0.5x)·(0.5x)]/(1－x)2＝1，从而可得x＝2/3 mol，I2(g)的转化率为(2/3 mol)/1 mol×100%≈66.7%。
(2)由题意可知，未提纯的TaS2粉末变成纯净TaS2晶体，要经过两步转化：①TaS2＋2I2===TaI4＋S2，②TaI4＋S2===TaS2＋2I2，即反应(Ⅰ)先在温度T2端正向进行，后在温度T1端逆向进行，反应(Ⅰ)的ΔH大于0，因此温度T1小于T2，该过程中循环使用的是I2。
(3)淀粉遇单质I2显蓝色，利用I2溶液滴定H2SO3时，常用淀粉作指示剂，达到终点时，溶液由无色变成蓝色，滴定反应的离子方程式为I2＋H2SO3＋H2O===4H＋＋2I－＋SO。
(4)H2SO3的电离常数Ka＝[c(HSO)·c(H＋)]/c(H2SO3)＝1×10－2 mol·L－1，水的离子积常数KW＝c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14mol2·L－2，综上可得Ka＝[c(HSO)·KW]/[c(H2SO3)·c(OH－)]。NaHSO3溶液中HSO的水解反应为HSO＋H2OH2SO3＋OH－，则水解平衡常数Kh＝[c(H2SO3)·c(OH－)]/c(HSO)＝KW/Ka＝(1×10－14mol
2·L－2)/(1×10－2mol·L－1)＝1×10－12mol·L－1。NaHSO3溶液中加入少量I2，二者发生氧化还原反应，溶液中c(HSO)减小，HSO的水解程度增大，c(H2SO3)/c(HSO)将增大。
答案：(1)[c(TaI4)·c(S2)]/c2(I2) 66.7% (2)＜ I2 (3)淀粉 I2＋H2SO3＋H2O===4H＋＋2I－＋SO
(4)1×10－12 增大
点拨：知识：平衡常数及转化率；平衡移动及影响因素；氧化还原滴定及指示剂的选择；电离平衡常数和水解平衡常数的计算。能力：考查考生的综合应用能力、分析问题和解决问题的能力，以及简单计算的能力。试题难度：较大。
