高中化學(xué)反應(yīng)速率和反應(yīng)平衡的練習(xí)
在化學(xué)的學(xué)習(xí)初中,化學(xué)的反應(yīng)速率和平衡都是學(xué)習(xí)的重點(diǎn), 下面學(xué)習(xí)啦的小編將為大家?guī)?lái)這方面的知識(shí)點(diǎn)的練習(xí)題的介紹,希望能夠幫助到大家。
高中化學(xué)反應(yīng)速率和反應(yīng)平衡的練習(xí)題和答案
1.對(duì)處于化學(xué)平衡的體系,從化學(xué)平衡與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系分析下列說(shuō)法正確的是( )
A.化學(xué)反應(yīng)速率變化時(shí),化學(xué)平衡一定發(fā)生移動(dòng)
B.化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)時(shí),化學(xué)反應(yīng)速率一定變化
C.正反應(yīng)進(jìn)行的程度大,正反應(yīng)速率一定大
D.只有催化劑存在下,才會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)速率變化,而化學(xué)平衡不移動(dòng)的情況
解析:選B?;瘜W(xué)平衡移動(dòng)的過(guò)程就是由v(正)=v(逆)變?yōu)関(正)≠v(逆),再轉(zhuǎn)化為v′(正)=v′(逆)的過(guò)程,故B正確。使用催化劑時(shí),反應(yīng)速率改變,平衡并不移動(dòng),故A錯(cuò)誤;對(duì)于類(lèi)似H2(g)+I2(g) 2HI(g)的反應(yīng),其他條件不變,改變壓強(qiáng)時(shí),反應(yīng)速率變化,平衡不移動(dòng),D錯(cuò)。反應(yīng)進(jìn)行的程度大,正反應(yīng)速率不一定大,C錯(cuò)。
2.(2009年高考廣東卷)已知汽車(chē)尾氣無(wú)害化處理反應(yīng)為2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)。下列說(shuō)法不正確的是( )
A.升高溫度可使該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率降低
B.使用高效催化劑可有效提高正反應(yīng)速率
C.反應(yīng)達(dá)到平衡后,NO的反應(yīng)速率保持恒定
D.單位時(shí)間內(nèi)消耗CO和CO2的物質(zhì)的量相等時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡
解析:選A。升高溫度、v正、v逆都增大,只是增大的程度不同,A錯(cuò)。使用催化劑可以同等程度地增大v正和v逆,B對(duì)。反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),v正=v逆≠0,C、D正確。
3.(2009年高考寧夏卷)硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,下列各組實(shí)驗(yàn)中最先出現(xiàn)渾濁的是( )
實(shí)驗(yàn) 反應(yīng)溫度/℃ Na2S2O3溶液 稀硫酸 H2O
V/mL c/(mol•L-1) V/mL c/(mol•L-1) V/mL
A 25 5 0.1 10 0.1 5
B 25 5 0.2 5 0.2 10
C 35 5 0.1 10 0.1 5
D 35 5 0.2 5 0.2 10
解析:選D。本題主要考查影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素眾多,本題從濃度和溫度兩個(gè)因素考查,根據(jù)濃度越大,溫度越高,反應(yīng)速率越快,可以推知D組實(shí)驗(yàn)中最先出現(xiàn)渾濁。
4.(2010年河北石家莊市高中畢業(yè)班教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))某溫度下,體積一定的密閉容器中進(jìn)行如下可逆反應(yīng):X(g)+Y(g) Z(g)+W(s) ΔH>0,下列敘述正確的是( )
A.加入少量W,逆反應(yīng)速率增大
B.當(dāng)容器中氣體壓強(qiáng)不變時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡
C.升高溫度,平衡逆向移動(dòng)
D.平衡后加入X,上述反應(yīng)的ΔH增大
解析:選B。本題綜合了影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的因素。固體或純液體濃度的改變對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡都沒(méi)有影響,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由于該反應(yīng)為氣體總體積縮小的反應(yīng),所以當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí),表明氣體物質(zhì)的量不變,反應(yīng)已達(dá)平衡;該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),溫度升高,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)熱是物質(zhì)間完全反應(yīng)時(shí)的數(shù)值,與平衡移動(dòng)無(wú)關(guān)。
5.(2009年高考天津卷)人體血液內(nèi)的血紅蛋白(Hb)易與O2結(jié)合生成HbO2,因此具有輸氧能力。CO吸入肺中發(fā)生反應(yīng):CO+HbO2 O2+HbCO,37 ℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=220。HbCO的濃度達(dá)到HbO2濃度的0.02倍,會(huì)使人智力受損。據(jù)此,下列結(jié)論錯(cuò)誤的是( )
A.CO與HbO2反應(yīng)的平衡常數(shù)K=cO2•cHbCOcCO•cHbO2
B.人體吸入的CO越多,與血紅蛋白結(jié)合的O2越少
C.當(dāng)吸入的CO與O2濃度之比大于或等于0.02時(shí),人的智力才會(huì)受損
D.把CO中毒的病人放入高壓氧倉(cāng)中解毒,其原理是使上述平衡向左移動(dòng)
解析:選C。本題利用一氧化碳中毒為知識(shí)背景既考查化學(xué)平衡的移動(dòng)以及平衡常數(shù),又考查考生分析問(wèn)題的能力,具有一定的區(qū)分度。A項(xiàng)是平衡常數(shù)的表達(dá)式,正確;B項(xiàng)根據(jù)所給的平衡,增加一氧化碳的濃度,平衡正向移動(dòng),符合勒夏特列原理,正確;C項(xiàng)根據(jù)平衡常數(shù)等于220,帶入數(shù)值計(jì)算,可知C錯(cuò);D項(xiàng)正確。
6.合成氨反應(yīng)為N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),今有A、B、C、D四個(gè)容器,每個(gè)容器中有兩種操作,兩種操作分別達(dá)到平衡后,操作1中N2和操作2中NH3轉(zhuǎn)化率之和一定不為1的是(起始體積相等)( )
A.恒溫恒容:操作1:加1 mol N2+3 mol H2,
操作2:加2 mol NH3
B.恒溫恒壓:操作1:加1 mol N2+3 mol H2,
操作2:加2 mol NH3
C.恒溫恒容:操作1:加1 mol N2+3 mol H2,
操作2:加3 mol NH3
D.恒溫恒壓:操作1:加1 mol N2+3 mol H2,
操作2:加3 mol NH3
解析:選C。從正、逆兩個(gè)方向分別建立等效平衡,則反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率與生成物的轉(zhuǎn)化率之和為1。
7.(2009年高考全國(guó)卷Ⅰ)下圖表示反應(yīng)X(g) 4Y(g)+Z(g);ΔH<0,在某溫度時(shí)X的濃度隨時(shí)間變化的曲線:
下列有關(guān)該反應(yīng)的描述正確的是( )
A.第6 min后,反應(yīng)就終止了
B.X的平衡轉(zhuǎn)化率為85%
C.若升高溫度,X的平衡轉(zhuǎn)化率將大于85%
D.若降低溫度,v正和v逆將以同樣倍數(shù)減少
解析:選B。6 min時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡,但未停止,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;X的物質(zhì)的量濃度的變化量為1 mol•L-1-0.15 mol•L-1=0.85 mol•L-1,轉(zhuǎn)化率為(0.85/1)×100%=85%,B項(xiàng)正確。ΔH<0,反應(yīng)放熱,故升高溫度,平衡將逆向移動(dòng),則X的轉(zhuǎn)化率減小,C項(xiàng)錯(cuò)誤;降溫,正、逆反應(yīng)速率同時(shí)減小,但是降溫平衡正向移動(dòng),故v正>v逆,即逆反應(yīng)減小的倍數(shù)大,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
8.T ℃時(shí),在容積恒定的密閉容器中A氣體與B氣體反應(yīng)生成C氣體,反應(yīng)過(guò)程中A、B、C濃度的變化如下圖a所示,若保持其他條件不變,溫度分別為T(mén)1和T2時(shí),B的體積百分含量與時(shí)間的關(guān)系如下圖b所示,則下列結(jié)論正確的是( )
A.其他條件不變,升高溫度,正、逆反應(yīng)速率均增大,且A的轉(zhuǎn)化率增大
B. T ℃時(shí),若在該容器中有0.4 mol•L-1的A、0.4 mol•L-1的B和0.2 mol•L-1的C反應(yīng),達(dá)到平衡后,C的濃度仍為0.4 mol•L-1
C.在(t1+10)min時(shí),保持其他條件不變,增大壓強(qiáng),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
D.在(t1+10)min時(shí),保持壓強(qiáng)不變,通入稀有氣體,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
解析:選B。分析a圖得反應(yīng)式為A(g)+3B(g) 2C(g),且知當(dāng)A、B的起始濃度分別為0.5 mol•L-1、0.7 mol•L-1時(shí),C的平衡濃度為0.4 mol•L-1。將B項(xiàng)中投料時(shí)的C物質(zhì)“回歸”成反應(yīng)物,得A、B的起始濃度也分別為0.5 mol•L-1、0.7 mol•L-1,與原平衡等效,B項(xiàng)正確。增大壓強(qiáng),平衡向氣體體積縮小的方向(正向)移動(dòng),C項(xiàng)錯(cuò)誤。若保持壓強(qiáng)不變?cè)偻ㄈ胂∮袣怏w,相當(dāng)于對(duì)原平衡體系減壓,平衡應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。分析b圖知,T1>T2,升高溫度,B的含量增加,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則A的轉(zhuǎn)化率減小,A項(xiàng)錯(cuò)誤。
9.(2009年高考山東卷)2SO2(g)+O2(g) V2O5△2SO3(g)是制備硫酸的重要反應(yīng)。下列敘述正確的是( )
A.催化劑V2O5不改變?cè)摲磻?yīng)的逆反應(yīng)速率
B.增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng),反應(yīng)速率一定增大
C.該反應(yīng)是放熱反應(yīng),降低溫度將縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間
D.在t1、t2時(shí)刻,SO3(g)的濃度分別是c1、c2,則時(shí)間間隔t1~t2內(nèi),SO3(g)生成的平均速率為v=c2-c1t2-t1
解析:選D。本題考查影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。催化劑V2O5使該反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率都增大,A不對(duì);增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng),反應(yīng)速率不一定增大,如在恒容條件下通入稀有氣體,則由于物質(zhì)的量濃度不變,則反應(yīng)速率不變,故B錯(cuò);降低溫度,反應(yīng)速率減小,將延長(zhǎng)反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間,故C不對(duì)。
10.(2009年高考重慶卷)各可逆反應(yīng)達(dá)平衡后,改變反應(yīng)條件,其變化趨勢(shì)正確的是( )
解析:選D。A中加入CH3COONa(s),溶液中c(CH3COO-)增大,平衡逆向移動(dòng),c(H+)減小,pH增大,A錯(cuò)。B中反應(yīng)實(shí)質(zhì)為Fe3++3SCN- Fe(SCN)3,改變KCl的濃度對(duì)平衡幾乎無(wú)影響,B錯(cuò)。C中是恒溫恒壓,通入Ar會(huì)導(dǎo)致體積增大使反應(yīng)物濃度變小,平衡逆向移動(dòng),H2的轉(zhuǎn)化率減小,C錯(cuò)。D中正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升高溫度可以使平衡正向移動(dòng),CH3OCH3的轉(zhuǎn)化率變大,D對(duì)。
11.(2009年高考寧夏卷)在一定溫度下,反應(yīng)12H2(g)+12X2(g) HX(g)的平衡常數(shù)為10。若將1.0 mol的HX(g)通入體積為1.0 L的密閉容器中,在該溫度時(shí)HX(g)的最大分解率接近于( )
A.5% B.17%
C.25% D.33%
解析:選B。12H2(g)+12X2(g) HX(g)的平衡常數(shù)K1為10,那么HX(g) 12H2(g)+12X2(g)的平衡常數(shù)K2為110,設(shè)分解的HX(g)物質(zhì)的量濃度為x mol•L-1,得:
HX(g) 12H2(g)+12X2(g)
c始 1.0 0 0
c反應(yīng) x x2 x2
c平 1.0-x x2 x2
K2=12x1212x121.0-x=12x1.0-x=110,解得x=0.17,所以,該溫度時(shí)HX(g)的最大分解率接近于17%。
12.(2010年北京市海淀區(qū)高三第二學(xué)期期中練習(xí))在373 K時(shí),把0.5 mol N2O4通入體積為5 L的真空密閉容器中,立即出現(xiàn)紅棕色。反應(yīng)進(jìn)行到2 s時(shí),NO2的濃度為0.02 mol•L-1。在60 s時(shí),體系已達(dá)平衡,此時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)為開(kāi)始時(shí)的1.6倍。下列說(shuō)法正確的是( )
A.前2 s,以N2O4的濃度表示的平均反應(yīng)速率為0.01 mol•L-1•s-1
B.在2 s時(shí)體系內(nèi)的壓強(qiáng)為開(kāi)始時(shí)的1.1倍
C.在平衡時(shí)體系內(nèi)含N2O4 0.25 mol
D.平衡時(shí),如果壓縮容器體積,則可提高N2O4的轉(zhuǎn)化率
解析:選B。c始(N2O4)=0.5 mol5 L=0.1 mol•L-1,因N2O4??2NO2,所以在反應(yīng)進(jìn)行到2 s時(shí),v(N2O4)=12v(NO2)=0.02 mol•L-12 s×2=0.005 mol•L-1•s-1,A項(xiàng)不正確;n(NO2)=0.02 mol•L-1×5 L=0.1 mol,反應(yīng)后n(總)=0.5 mol+0.1 mol×12=0.55 mol,故B項(xiàng)正確;設(shè)到達(dá)平衡時(shí),反應(yīng)的N2O4物質(zhì)的量為x,由
N2O4 2NO2
n始: 0.5 mol 0
n平: 0.5 mol-x 2x
則0.5 mol+x0.5 mol=1.6,所以x=0.3 mol,C項(xiàng)不正確;壓縮容積,壓強(qiáng)增大,平衡向N2O4方向移動(dòng),故N2O4的轉(zhuǎn)化率降低,D項(xiàng)不正確。
13.(2010年吉林省高考復(fù)習(xí)質(zhì)量檢測(cè))在一定體積的密閉容器中,進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng):CO2(g)+H2(g)??CO(g)+H2O(g),其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下表:
t ℃ 700 800 830 1000 1200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列問(wèn)題:
(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=________________________________________________________________________。
(2)該反應(yīng)為_(kāi)_______反應(yīng)(選填“吸熱”、“放熱”)。
(3)能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是________(用序號(hào)填空)。
?、偃萜髦袎簭?qiáng)不變
?、诨旌蠚怏w中c(CO)不變
?、踲正(H2)=v逆(H2O)
?、躢(CO2)=c(CO)
(4)某溫度下,平衡濃度符合下式:c(CO2)•c(H2)=c(CO)•c(H2O),試判斷此時(shí)的溫度為_(kāi)_______。
解析:(2)K隨溫度的升高而增大,說(shuō)明正反應(yīng)為“吸熱”反應(yīng);(3)正逆反應(yīng)速率相等,濃度保持不變是平衡狀態(tài),而容器中壓強(qiáng)不變,及兩物質(zhì)濃度相等都不能判斷是否為平衡狀態(tài),②③項(xiàng)可作為達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù);(4)由于c(CO2)•c(H2)=c(CO)•c(H2O),cCO•cH2OcCO2•cH2=1,查表知反應(yīng)溫度為830 ℃。
答案:(1)cCO•cH2OcCO2•cH2 (2)吸熱 (3)②③
(4)830 ℃
14.(2010年淄博實(shí)驗(yàn)中學(xué)檢測(cè))在一個(gè)固定體積的密閉容器中,向容器中充入2 mol A和1 mol B,發(fā)生如下反應(yīng):2A(g)+B(g) 3C(g)+D(s),反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)C的濃度為1.2 mol•L-1。
(1)若使容器溫度升高,平衡時(shí)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量減小,則正反應(yīng)為_(kāi)_______(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
(2)若維持容器體積和溫度不變,按下列方法加入起始物質(zhì),達(dá)到平衡時(shí)C的濃度仍為1.2 mol•L-1的是______(用序號(hào)填空)。
?、? mol A+2 mol B
?、? mol C+1 mol D+1 mol B
③3 mol C+2 mol D
?、?.6 mol A+0.8 mol B+0.6 mol C
(3)某溫度下,向容器中加入3 mol C和0.8 mol D,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)C的濃度仍為1.2 mol•L-1,則容器的容積V應(yīng)大于________L,小于________L。
解析:(1)因D物質(zhì)為固態(tài),反應(yīng)前后n(氣)不變,又M=m氣n氣,正反應(yīng)方向m(氣)減小,引起平均摩爾質(zhì)量M減小,升溫平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動(dòng),故正反應(yīng)方向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)。
(2)按①投料,C的平衡濃度為2.4 mol•L-1;按②投料,相當(dāng)于在原平衡體系中再加入B,C平衡濃度大于1.2 mol•L-1;按③投料,相當(dāng)于在原平衡體系中再加入D物質(zhì),但因D為固體,增加其量對(duì)平衡移動(dòng)無(wú)影響,故C的平衡濃度仍為1.2 mol•L-1;④投料中若再同時(shí)投入0.2 mol D,平衡后C的濃度可仍為1.2 mol•L-1,故現(xiàn)條件下無(wú)法確定。
(3)設(shè)容器體積為V,若加入的3 mol C和0.8 mol D不向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,則c(C)=3 molV=1.2 mol•L-1,則V=2.5 L;若0.8 mol D完全轉(zhuǎn)化(向逆反應(yīng)方向),則c(C)=3 mol-2.4 molV=1.2 mol•L-1,則V=0.5 L,故容器體積的取值范圍為0.5 L
答案:(1)吸熱 (2)③ (3)0.5 2.5
15.合成氣的主要成分是一氧化碳和氫氣,可用于合成二甲醚等清潔燃料。從天然氣獲得合成氣過(guò)程中可能發(fā)生的反應(yīng)有:
①CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)
ΔH1=+206.1 kJ•mol-1
②CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)
ΔH2=+247.3 kJ•mol-1
③CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH3
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)①,測(cè)得CH4的物質(zhì)的量濃度隨反應(yīng)時(shí)間的變化如圖1所示。反應(yīng)進(jìn)行的前5 min 內(nèi),v(H2)=________;10 min時(shí),采取的措施可能是________。
(2)如圖2所示,在甲、乙兩容器中分別充入等物質(zhì)的量的CH4和CO2,使甲、乙兩容器初始容積相等。在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)②,并維持反應(yīng)過(guò)程中溫度不變,已知甲容器中CH4的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的圖象如圖3所示,請(qǐng)?jiān)趫D3中畫(huà)出乙容器中CH4的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的圖象。
(3)反應(yīng)③中ΔH3=________。800 ℃時(shí),反應(yīng)③的化學(xué)平衡常數(shù)K=1.0,某時(shí)刻測(cè)得該溫度下的密閉容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量見(jiàn)下表:
CO H2O CO2 H2
0.5 mol 8.5 mol 2.0 mol 2.0 mol
此時(shí)反應(yīng)③中正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系式是________(填代號(hào))。
a.v正>v逆 b.v正
c.v正=v逆 d.無(wú)法判斷
解析:(1)根據(jù)圖象先計(jì)算出前5 min內(nèi)CH4的平均反應(yīng)速率:v(CH4)=0.5 mol•L-15 min=0.1 mol•L-1•min-1,可知v(H2)=0.3 mol•L-1•min-1。10 min時(shí)改變的條件不可能為增大容器體積,否則改變條件的瞬間CH4的濃度會(huì)減少。改變的條件可能為升溫或充入水蒸氣。
(2)甲容器反應(yīng)開(kāi)始后壓強(qiáng)增大,乙容器壓強(qiáng)不變、體積增大,可看成是由甲容器減壓得到,乙容器的反應(yīng)速率慢、CH4的轉(zhuǎn)化率大。畫(huà)圖時(shí)注意三點(diǎn):一是拐點(diǎn)即平衡點(diǎn),二是CH4的轉(zhuǎn)化率,三是斜率。(3)將反應(yīng)①減去反應(yīng)②即可得反應(yīng)③,故ΔH3=ΔH1-ΔH2。根據(jù)濃度商Q=cCO2•cH2cCO•cH2O=2.0×2.00.5×8.5=44.25v逆,則a正確。
答案:(1)0.3 mol•L-1•min-1 升高溫度(或充入水蒸氣)
(2)
(3)-41.2 kJ•mol-1 a
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