專題7化學反應速率與化學平衡

專題綜合檢測（七）

（時間：45分鐘；滿分：100分）

一、選擇題（本題包括9小題，每小題5分，共45分）

1.美國亞利桑那州大學（ASU）和阿貢國家實驗室的科學家最近設計出生產氫氣的人造樹

葉，原理為2HQ（g）竟那%.2友（或+0式或。有關該反應的說法正確的是（）

A.A〃V0

B.ASCO

C.化學能轉變?yōu)殡娔?/p>

D.氫能是理想的綠色能源

解析：選D。該反應是睛增的吸熱反應，太陽能轉化為化學能。

2.據(jù)新華網報道，加拿大卡爾加里大學的兩位研究者柯蒂斯和西蒙發(fā)明了一種新型“電

催化劑”，能夠非常高效且廉價地將電能轉化成化學能。該新型“電催化劑”是一種多孔金

屬氧化物固體，用于在電解器中催化水分解為氫氣與氧氣的一種特殊催化劑.下列說法中不

正確的是（）

A.使用電催化劑，加快了水的分解速率

B.金屬氧化物固體的量越多，水分解速率越快

C.反應一段時間，過濾、洗滌、干燥后發(fā)現(xiàn)金屬氧化物固體的質量沒有發(fā)生變化

D.金屬氧化物固體的多孔結構利于提高催化劑的效率

解析：選B。催化劑的用量對化學反應速率有影響，在一定用量范圍內，隨著用量增加，

反應時間縮短，反應速率加快；但催化劑的用量增加到一定值后，反應時間和反應速率不再

改變，故B項錯誤。

3.（2018?洛陽高三模擬）工業(yè)煉鐵是在高爐中進行的，高爐煉鐵的主要反應是

①2c（焦炭）+Oz（空氣）-2CO

IU1

②Fe2（）3+3C02Fe+3C02

該煉鐵工藝中，對焦炭的實際使用量要遠遠高于按照化學方程式計算所需，其主要原因

是（）

A.CO過量

B.C0與鐵礦石接觸不充分

C.煉鐵高爐的高度不夠

D.C0與Fe?（）3的反應有一定限度

解析：選Do因為高爐煉鐵的反應具有一定的限度，通過提高C0的濃度使平衡向生成

鐵(正反應)的方向移動，所以焦炭的使用量多。

4.(2018?馬鞍山高三模擬)己知X(g)+Y(g)2Z(g)反應發(fā)生后，小時

達到平衡，上時改變條件，力3時達到新平衡，則友時改變的條件可能是()

A.升高溫度B.減小Z的濃度

C.增大壓強D.增大X或Y的濃度

解析：選A。由圖可知上后，Z的濃度減小，X或Y濃度增大，說明平衡向逆反應方向

移動。A項，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，正確；B項，由圖可知七時Z的濃度不變,

錯誤；C項，增大壓強是通過縮小體積實現(xiàn)，此時Z、X、Y的濃度均應瞬間增大，曲線出現(xiàn)

斷點，且平衡不移動，錯誤；D項，增大X或Y濃度，為時X或Y濃度應瞬間增大，曲線出

現(xiàn)斷點，且平衡向正反應方向移動，錯誤。

5.(2018?龍巖高三質檢)甲烷水蒸氣重整制合成氣是利用甲烷資源的途徑之一，該過

程的主要反應是CH,(g)+HzO(g)CO(g)+3H2(g).其他條件相同,在不同催化劑是、II)

作用下反應相同時間后，體系中co含量隨反應溫度的變化如圖所示。下列說法正確的是

()

A.相同條件下，催化劑II催化效率更高

B.6點表示上述反應在對應條件下的平衡狀態(tài)

C.根據(jù)圖像，無法判斷該反應是否為吸熱反應

D.該反應平衡常數(shù)表達式為仁c(C0)?廿(H，/C(CH。

解析：選C。其他條件相同，相同溫度時催化劑I生成C0的量更多，故催化劑I的催

化效率更高，A項錯誤；催化劑不影響可逆反應的限度，所以溫度相同的條件下，兩者的平

衡狀態(tài)相同，即應為相交的點，所以6點不是平衡狀態(tài)，B項錯誤；由于圖像顯示交點前均

沒有達到平衡，所以無法判斷該反應的熱效應(應先達到化學平衡且平衡又發(fā)生移動，才能

根據(jù)其推斷)，C項正確；氣態(tài)的水也要寫進平衡常數(shù)表達式，D項錯誤。

6.(2018?衡陽高三模擬)一定條件下，通過下列反應可實現(xiàn)燃煤煙氣中硫的回收，其

中Y是單質：

SO2(g)+2C0(g)催化劑2X(g)+Y(l)

為了測定在某種催化劑作用下的反應速率，在某溫度下用超靈敏氣體傳感器測得不同時

間的和C0濃度如下表:

時間/s01234

c(S02)/XX

mol,L-110-3710—37

c(C0)/

mol,L-1

下列說法不正確的是()

A.X的化學式為CO?

B.前1s內K(X)=1.00mol,L1,s-1

C.該回收原理利用了SO2的還原性

D.該溫度下，此反應的平衡常數(shù)的數(shù)值是3.33X1()36

解析：選C。該反應是進行硫的回收，所以Y單質是S單質，根據(jù)質量守恒定律，則X

的化學式是CO”A項正確；前1s內，C0的物質的量濃度減小1.00mol?「'，則X的物質

的量濃度增加1.00mol?「'，所以p(X)=1.00mol?「?s，B項正確;在該反應中,S

元素的化合價降低，作氧化劑，所以利用了二氧化硫的氧化性，C項錯誤；3s時，該反應

達到平衡狀態(tài)，C0的物質的量濃度減少2.00mol-L_1,則X的濃度增加2.00mol?L-',

所以該反應的平衡常數(shù)Id義(3.00X10-")]=3.33X10*D項正確。

7.(2018?正定中學高三月考)將一定量的NO?充入注射器中后封口，如圖是在拉伸和

壓縮注射器的過程中氣體透光率隨時間的變化(氣體顏色越深，透光率越小)?已知反應：

2NOM紅棕色)凡01無色)△長0。下列說法正確的是()

A.b點的操作是拉伸注射器

B.c點與a點相比,c(NOz)增大,c(NQj減小

C.d點:「(正)0(逆)

D.若注射器絕熱(不與外界進行熱交換)，則壓縮達新平衡后平衡常數(shù)｛值減小

解析：選D。A項，b點往后，透光率下降，說明顏色加深，若是拉伸注射器，體積增

大，c(NOj濃度減小，雖然平衡向逆反應方向移動，但平衡的移動只能“減弱”影響，所以

c(NOj比原平衡小，不符合題意，錯誤；B項，由于圖示是拉伸和壓縮注射器，所以c點與

a點比，c(NOz)、MNzO。均增大(原理同A分析)，錯誤；C項，d點變化是透光率升高，即

c(NOj濃度減小，平衡向正反應方向移動，r(逆)正)，錯誤；D項，壓縮注射器，平衡向

正反應方向移動，溫度升高，對于放熱反應，彳值減小，正確。

8.某同學在三個容積相同的密閉容器中，分別研究三種不同條件下化學反應：

2X(g)Y(g)+W(g)的進行情況。其中實驗I、II控溫在71,實驗HI控溫在7L它們的起

始濃度均是c(X)=l.0mol-L1,c(Y)=c(W)=0,測得反應物X的濃度隨時間的變化如圖

所示。下列說法不正確的是()

A.與實驗I相比，實驗II可能使用了催化劑

B.與實驗I相比，實驗III若只改變溫度，則溫度該反應是吸熱反應

C.在實驗I、II、III中，達到平衡狀態(tài)時X的體積百分含量相同

D.若起始濃度c(X)=0.8mol?「'，c(Y)=c(W)=0,其余條件與實驗I相同，則平衡

濃度c(X)=0.4mol,L-1

解析：選C。A項，實驗I與實驗II達到平衡時X的濃度相同，只是實驗II反應速率較

快，則可能使用了催化劑，正確；B項，實驗m達到平衡所用時間比實驗I短，則①>￡,平

衡時實驗II【中X濃度較小，表明升溫平衡向正反應方向移動，則正反應為吸熱反應，正確；

c項，實驗I、n、in達到平衡時，x的體積百分含量明顯是I=n>ni,不正確；D項，實

(V)?c(W)

驗I中，平衡時c(Y)=cW=0.25mol?「'，K=——c-----，而反應溫度不變，則平

c(X)

c(Y)?c(W)Q

衡常數(shù)不變，設平衡時Y的濃度為a,K=——不——=”］、尸，解得a=0.2

c(X)(0.8-2a)

mol,L則平衡時c(X)=0.8mol,L2X0.2mol,L-l=0.4mol,L-1,正確。

9.使用SNCR脫硝技術的原理是4N0(g)+4NH3(g)+02(g)4N2(g)+6HQ(g),如圖是

在密閉體系中研究反應條件對煙氣脫硝效率的實驗結果。下列說法正確的是()

A.從圖1判斷，該反應的正反應是放熱反應

B.減小氨氣的濃度有助于提高N0的轉化率

C.從圖1判斷，脫硝的最佳溫度約為9250C

D.從圖2判斷，

解析：選C。由圖1,升高溫度，Nth濃度減小，平衡向正反應方向移動，則正反應為吸

熱反應，A錯；減小氨氣的濃度，平衡向逆反應方向移動，N0的轉化率降低，B錯；由圖1,

溫度約為925℃時，NIL濃度較低且脫硝效率最高，C,雖然脫硝效率最高，但NM濃度太大,

成本過高，D錯。

二、非選擇題(本題包括4小題，共55分)

10.(12分)固定和利用⑩，能有效地利用資源，并減少空氣中的溫室氣體。工業(yè)上正

在研究利用C02來生產甲醇燃料的方法，該方法的化學方程式是CO?(g)+3H2(g)CH：,OH(g)

+lbO(g)△仁一49.0kJ/moL

某科學實驗將6molCO?和8mol壓充入一容積為2L的密閉容器中，測得的物質的

量隨時間變化如圖中實線所示：

回答下列問題：

(1)由圖分析，在下列時間段內反應速率最快的時間段是(填字母)。

a.0?1minb.1~3min

c.3?8mind.8?11min

(2)僅改變某一條件再進行實驗，測得比的物質的量隨時間變化如圖中虛線所示。與實

線相比，曲線I改變的條件可能是，曲線n改變的條件可能是

(3)下列表述能表示該反應已達平衡的是(填序號)。

a.容器內壓強不再改變

b.容器內氣體的密度不再改變

c.容器內氣體的平均摩爾質量不再改變

d.容器內各物質的物質的量相等

解析：(1)曲線的斜率越大，速率越大。

(2)曲線I與實線相比較，起點相同，達到平衡所用的時間短，反應速率加快，且平衡

時〃(也)大，改變的條件應是升高溫度，使平衡左移；曲線n與實線相比較，起點相同，達

到平衡所用的時間短，反應速率加快，且平衡時"(HJ小，改變的條件應是增大壓強，使平

衡右移。

⑶反應C02(g)+3H/(g)CH30H(g)+HQ(g)△仁一49.0kj/mol是正反應氣體體積

減小的放熱反應。容器內壓強、氣體平均摩爾質量不再改變，說明氣體的總物質的量不再改

變，a、c符合題意；容器的體積不變，質量不變，密度始終不變，b不符合題意；容器內各

物質的物質的量相等，不一定達到平衡，d不符合題意。

答案：(l)a(2)升高溫度增大壓強(3)ac

11.(14分)氨是重要的化工產品之一，研究合成氨反應具有重要的意義。

(1)已知斷裂下歹IJ化學鍵需要吸收的能量分另IJ為N三N946.0kJ-mor'.H—H436kJmol

N—H390.8kJ-mol-1,寫出N?(g)和&(g)為原料合成NHs(g)的熱化學方程式：

(2)某小組研究了其他條件不變時，改變某一條件對上述反應的影響，實驗結果如圖所

示。

①G時刻改變的條件為?

②七時刻，恒壓充入氯氣，益時刻達到平衡，在圖中畫出心時刻后的速率變化圖像。

(3)相同溫度下，A、B、C三個密閉容器，A、B恒容，C帶有可自由移動的活塞K,各向

其中充入如圖所示反應物，初始時控制活塞K,使三者體積相等，一段時間后均達到平衡。

①達到平衡時，A、C兩個容器中NH-的濃度分別為口、防則a.q(填

或“=”)。

②達到平衡時，若A、B兩容器中反應物的轉化率分別為。(A)、a(B),則a(A)+a

(B)___1(填“>”“心或“=”)。

解析：(1)△人以反應物的鍵能)一以生成物的鍵能)=?(N三N)+3￡(H—H)—6?(N—H)

=—90.8kJ,mol'?

(2)①正、逆反應速率均加快，且平衡向逆反應方向移動，所以是升高溫度。

②恒壓充入氨氣，體積增大，各成分的濃度均減小，則正、逆反應速率均減小，由于平

衡向逆反應方向移動，/迪>/正。

(3)①A為恒容，C為恒壓，由于合成氨是氣體體積減小的反應，所以C中氣體體積減小,

相對于A,C相當于增大壓強，平衡正向移動，所以水C2。

②若B中投入2molN%,則平衡時，a(A)+a(B)=l,現(xiàn)投入4molNH;i,相當于體

積減小，壓強增大，平衡向正反應方向移動，則此時NH：；的轉化率小于投入2molN&時，

所以a(A)+a(B)<lo

-1

答案：(l)N2(g)+3H2(g)2N113(g)A/^-90.8kJ?mol

(2)①升高溫度

⑶①<②<

12.(14分)(2018?石家莊高三模擬)汽車尾氣中含有NO、CO和碳顆粒等有害物質，已

成為某些大城市空氣的主要污染源。

(1)汽車燃料中一般不含氮元素，汽缸中生成NO的原因為

(用化學方程式表示，為可逆反應)；汽車啟動后，汽缸內溫度越高，單位時間內NO排

放量越大，試分析其原因：________________________________________________________

___________________________________________________________________________O

(2)治理汽車尾氣中N0和C0污染的一種方法是將其轉化為無害的C0?和N”反應原理

為2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)△火0。某研究小組在三個容積均為5L的恒容密

閉容器中，分別充入0.4molNO和0.4molCO,在三種不同實驗條件下進行上述反應(體

系各自保持溫度不變)，反應體系總壓強隨時間的變化如圖所示：

①實驗II從開始至達到平衡時的反應速率MN0)=o

②圖中三組實驗從開始至達到平衡時的反應速率r(N0)由大到小的順序為

(填實驗序號)。

③與實驗n相比，實驗I和實驗川分別僅改變一種反應條件，所改變的條件和判斷的理

由分別為

實驗I;

實驗III。

④三組實驗中C0的平衡轉化率。I(CO)、an(CO)和aIn(CO)的大小關系為

⑤實驗川的平衡常數(shù)K=。

解析：(1)氮氣與氧氣在高溫下反應生成N0,反應方程式為N2+O2局溫2N0；溫度升

高，反應速率加快，單位時間內N0排放量大。

(2)①設參加反應的NO為xmol,則：

2N0(g)+2C0(g)2C02(g)+N2(g)

開始(mol)0.40.400

轉化(mol)xXXX

平衡(mol)0.\—x-xxx

恒溫恒容條件下，壓強之比等于物質的量之比，貝1(0.4+0.4):(0.4-x+0.4—x+xx)

0.35mol

5L

=320:250,解得x,故r(N0)=~77~:-=1.75X10-3mol?L-1?min-1(,②反應速率越快，

40min

到達平衡時間越短，由圖可知反應速率：IH>I>11。③對比II、I可知，I到達平衡時間

縮短且起始壓強增大，應是升高溫度；對比H、HI可知，起始和平衡時壓強均不變，IH到達

平衡時間縮短，應是使用催化劑。④根據(jù)③中分析可知，H、III相比，平衡不移動，故C0

轉化率不變，即au(CO)=alll(CO)oI與II相比，I中溫度較高，正反應為放熱反應，平

衡向逆反應方向移動，C0的轉化率減小，即a,(CO)<an(CO),故轉化率a?(CO)=ain(C0)

>ai(CO)o⑤H、III溫度相同，平衡常數(shù)相同，結合①中計算可知平衡時NO濃度為0.01

mol?L~',CO濃度為0.01mol-L-1,COz的濃度為0.07mol?L-',Nz的濃度為0.035mol?L

”平衡常數(shù)仁/管)°:崇==17150。

c(NO)?cf(CO)

答案：(DNz+O,同溫2N0溫度升高，反應速率加快

(2)①1.75X10-3mol?L-1?min-1

②IIDI>II

③升高溫度；達到平衡的時間比II縮短，起始壓強增大

加催化劑；達到平衡的時間比II縮短，平衡沒有移動

④aII(CO)=am(C0)>a((CO)

⑤17150

13.(15分)(2016?高考全國卷HD煤燃燒排放的煙氣含有SO?和NO",形成酸雨、污染

大氣，采用NaClO,溶液作為吸收劑可同時對煙氣進行脫硫、脫硝?；卮鹣铝袉栴}：

(DNaClO?的化學名稱為。

(2)在鼓泡反應器中通入含有S02和NO的煙氣，反應溫度為323K,NaClO,溶液濃度為

5X10^mol-L-'o反應一段時間后溶液中離子濃度的分析結果如下表。

離子sorsotN07Norcr

c/mol,L-1X10-1X10-6X10-4X10-5X10-3

①寫出NaClOz溶液脫硝過程中主要反應的離子方程式：一

增加壓強，N0的轉化率(填“提高”“不變”或“降低”)。

②隨著吸收反應的進行，吸收劑溶液的pH逐漸(填“增大"''不變"或“減

小”)。

③由實驗結果可知，脫硫反應速率脫硝反應速率(填“大于”或“小于”)。原

因是除了SO2和N0在煙氣中的初始濃度不同，還可能是

(3)在不同溫度下，NaClO2溶液脫硫、脫硝的反應中SO?和NO的平衡分壓R如圖所示。

①由圖分析可知，反應溫度升高，脫硫、脫硝反應的平衡常數(shù)均(填“增

大”，，不變”或，，減小”兀

②反應C101+2S0r=2S(T+C「的平衡常數(shù)/表達式為一一。

(4)如果采用NaClO、Ca(C10)2替代NaClO?,也能得到較好的煙氣脫硫效果。

①從化學平衡原理分析，Ca(C10)z相比NaClO具有的優(yōu)點是

②已知下列反應：

SO2(g)+2OIf(aq)=SOt(aq)+H20(l)

C1(F(aq)+S07(aq)^SO廠(aq)+C「(aq)A叢

+

CaSOt(s)=Ca'(aq)+S0i(a