第三章 化学反应速率和化学平衡

第一节 化学反应速率

一、选择题

1、升高温度时，化学反应速率加快，主要原因是                            （    ）

      A．分子运动速率加快，使该反应物分子的碰撞机会增多

      B．反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多

      C．该化学反应的过程是吸热的

      D．该化学反应的过程是放热的

2、高温下，炽热的铁与水蒸气在一个体积可变的密闭容器中进行反应：3Fe（s）＋4H2O（g）＝Fe3O4(s)＋4H2（g），下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是      （    ）。

A．增加铁的量                       B．将容器的体积缩小一半

C．压强不变，充入氮气使容器体积增大 D．体积不变，充入氮气使容器压强增大

3、下列说法正确的是（   ）

A 活化分子的每一次碰撞都能够发生化学反应

B 反应物用量增加后，有效碰撞次数增多，反应速率增大

C 能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子   

D 加入催化剂对化学反应速率无影响

4、用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加快的是　　    （　　）

       A．滴加少量CuSO4溶液                  B．不用稀硫酸，改用98%的浓硫酸

       C．对该反应体系加热                    D．不用铁片，改用铁粉

5、实验室欲制取氢气，所用稀盐酸和稀硫酸的浓度相同，反应速度最快的是（    ）

A．纯锌与稀硫酸反应           B. 纯锌与浓硫酸反应

C. 纯锌与稀盐酸反应            D. 粗锌（含铅、铜等杂质）与稀硫酸反应

6、用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加快的是(  )

A．加热

B．不用稀硫酸，改用98%浓硫酸

C．滴加少量CuSO4溶液

D．不用铁片，改用铁粉

7、影响化学反应速率的根本原因是 (     )

A.温度     B.催化剂       C.反应物本身的性质   D浓度

8、决定化学反应速率的主要因素是（ ）

A．参加反应的物质本身的性质

B．催化剂

C．温度、压强以及反应物的接触面

D．反应物的浓度

9、下列条件一定能使反应速率增大的是

①增加反应物的物质的量　②升高温度　③缩小反应容器的体积　④不断分离出生成物　⑤加入MnO2

A．②          B．②③          C．①②⑤           D．全部

10、在溶液中发生的反应，对反应速率不发生影响的因素是(    )。

     A．温度        B．压强          C．浓度       D．催化剂

11、在反应：C+CO22CO中，可使反应速率增大的措施是(    )。

   ①增大压强  ②升高温度  ③通入CO2  ④增加碳的量  ⑤降低压强

A．①②③④     B．②③④⑤       C．①②③      D．②③④

12、下列措施对增大反应速率明显有效的是（      ）

A．将煤块磨成煤粉在“沸腾炉”中燃烧

B．Na与水反应时增大水的用量

C．FeCl3和NaOH两溶液反应时，增大压强

D．Fe与稀硫酸反应制取H2时，改为98％的浓硫酸

13、下列说法正确的是

A．活化分子之间的碰撞一定是有效碰撞

B．升高温度时，活化分子百分数增加

C．反应物分子的每次碰撞都能发生化学反应

D．有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增加活化分子的百分数，从而使反应速率增大

参考答案

一、选择题

1、B

2、AD

3、C

4、B

5、D

6、Ｂ【解析】 影响化学反应速率的因素有温度、浓度，还有固体的表面积等。从稀硫酸改用98%浓硫酸，虽然浓度增大了，但浓硫酸使铁钝化而不能产生氢气。

7、C

8、A

9、A

10、B

11、C

12、A

13、B

第二节 化学平衡

一、选择题

1、恒温恒压下，在容积可变的器皿中，反应2NO2（g） N2O4（g）达到平衡后，再向容器内通入一定量NO2，又达到平衡时，N2O4的体积分数（      ）

A． 不变        B． 增大        C． 减少        D． 无法判断

2、在一个固定容积的密闭容器中，加入2mol A和1molB，发生反应2A（g）+B（g）3C（g）+Ｄ（g）。达到平衡时，C的浓度为Wmol/L。若维持容器容积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍为Wmol/L的是（      ）。
A.3molC+1molD
B.4molA+2molB
C.2molA+1molB+3molC+1molD
D.3molC+1molD+1molB

3、在恒温恒压的密闭容器中，充入 4L X和3L Y的混合气体，在一定条件下发生下列反应：4X（g）＋3Y（g）2Q（g）＋ nR（g）达到平衡时测得 X的转化率为 25％，此时混合气体的体积为6．5L。则该反应方程式中的n值是 （    ）

A．8       B．6            C．5               D．3

4、在一定条件下，反应A2(g)＋B2(g)       2AB(g)达到平衡状态的标志是：
A．单位时间内生成n mol A2的同时，生成n mol的AB
B．容器内的总压强不随时间而变化
C．单位时间内生成2n mol AB的同时，生成n mol的B2
D．单位时间内，生成n mol A2的同时，生成n mol的B2

5、将固体NH4I置于密闭容器中，在某温度下发生下列反应：

NH4I（s）NH3（g）+HI（g），2HI（g）H2（g）+I2（g），当达到平衡时 ，c（H2）＝0．5mol/L，c（HI）＝4mol/L，则NH3的浓度为（    ）

A．3．5mol/L                                                        B．4mol/L     

C．4．5mol/L                                                        D．5mol/L

6、一定温度下，向a L密闭容器中加入2mol NO2（g），发生如下反应：

2NO2    2NO + O2 ，此反应达到平衡状态的标志是（   ）

A．混合气体的密度不再变化  

B．混合气体的颜色变浅

C．混合气体中NO2、NO、O2 的物质的量之比为2︰2︰1

D．单位时间内生成 2n mol NO同时生成2n mol NO2

7、工业制硫酸中的一步重要反应是SO2在400~600 ℃下的催化氧化：

2SO2+O2 2SO3，这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行，下述有关说法中错误的是 （    ）

A．使用催化剂是为了加快反应速率，提高生产效率

B．在上述条件下，SO2不可能100%地转化为SO3

C．为了提高SO2的转化率，应适当提高O2的浓度 

D．达到平衡时，SO2的浓度与SO3的浓度相等

8、在一定温度下，可逆反应在体积固定的密闭容器中进行，反应达到平衡状态的标志是

①单位时间内生成，同进生成

②单位时间内生成，同进生成

③用、、的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶2∶1

④混合气体的密度不再改变

⑤混合气体的颜色不再改变

A.①⑤        B.①③⑤        C.②④                 D.以上全部

9、将相等物质的量的CO和H2O(g)混合，在一定条件下反应：CO(g)+ H2O(g)CO2(g)+ H2(g)，达到平衡后CO的转化率为25%，平衡混合气体的密度是相同条件下氢气的倍数是    

A．46     B．23     C．11.5     D．5.75

10、将1mol H2（g） 和2mol I2（g） 置于某2L密闭容器中，在一定温度下发生反应：

H2（g）+ I2（g） 2HI（g） ；△H＜0,并达到平衡,HI的体积分数ω（HI）随时间变化如图（II）所示。若改变反应条件， ω（HI）的变化曲线如图（Ⅰ）所示，则改变的条件可能是 （   ）

A．恒温恒容条件下，加入适当催化剂      B．恒温条件下，缩小反应容器体积

C．恒容条件下升高温度                  D．恒温条件下，扩大反应容器体积

11、COCl2俗称光气，是有毒气体。在一定条件下，可发生的化学反应为：

COCl2(g)  CO(g)＋Cl2(g)　ΔH<0 下列有关说法正确的是(　　)

A．在一定条件下，使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平衡转化率

B．当反应达平衡时，恒温恒压条件下通入Ar，能提高COCl2的转化率

C．单位时间内生成CO和Cl2的物质的量之比为1∶1时，反应达到平衡状态

D．平衡时，其他条件不变，升高温度可使该反应的平衡常数增大

12、在密闭容器中，对于反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，下列操作能增大反应速率并使平衡右移的是(     )

      A．降低体系温度     B．增大体系容积   C．移去SO3  D．通入O2 

13、对于任何一个平衡体系，采用以下措施一定会使平衡移动的是

A．加入一种反应物            B．升高温度

C．对平衡体系增加压强     D．使用催化剂

14、合成氨厂所需H2可由焦炭与水反应制得，其中有一步反应为CO(g)+H2O(g)==CO2(g)+H2(g) △H＜0欲提高CO转化率，可采用的方法是（   ）

①降低温度；  ②增大压强；  ③使用催化剂；④增大CO浓度；  ⑤增大水蒸气浓度

A.①②③          B.④⑤           C.①⑤            D.⑤

15、所有化学平衡都是一种动态平衡，下列说法中不正确的是     （   ）

 A．在合成氨的平衡体系中，一定存在N2、H2、NH3三种物质

B．BaSO4的沉淀溶解平衡中，不存在溶解的BaSO4分子

C．在醋酸溶液中，一定存在H⁺、OH^-、CH3COO^-、CH3COOH分子、H2O分子

D．往平衡体系FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl中加入KCl固体，平衡将向逆反应方向移动，溶液颜色将变浅

16、下列事实不能用勒夏特列原理解释的是：

A．用排饱和食盐水法收集Cl2  

B．温度控制在450℃有利于二氧化硫的催化氧化

C．增大压强有利于合成氨反应   

D．工业制取金属钾  Na(l)+ KCl(l) NaCl(l)+ K(g)选取适宜的温度,使K成蒸气从反应混合物中分离出来

17、低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物，发生的化学反应为：

2NH3（g）＋NO（g）＋NO2（g）

2N2（g）＋3H2O（g）  H<0

在恒容的密闭容器中，下列有关说法正确的是(      )

A．平衡时，其他条件不变，升高温度可使该反应的速率加快，平衡常数增大

B．平衡时，其他条件不变，增加NH3的浓度，废气中氮氧化物的转化率减小

C．单位时间内消耗NO和N2的物质的量比为1∶2时，反应达到平衡

D．其他条件不变，使用高效催化剂，废气中氮氧化物的转化率增大

二、填空题

18、如图，将4mol SO2和2mol O2混合置于体积可变的等压密闭容器中，在一定温度下发生如下反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)；ΔH＜0。该反应达到平衡状态时，测得气体的总物质的量为4.2mol。试回答：

（1）在该平衡状态时n(SO3)＝________________；

（2）若起始时加入1.2 mol SO2、0.6 mol O2和x mol SO3，达到平衡状态后，各气体的体积分数与上述平衡状态相同，x的取值为_________；

（3）若反应开始时的v(逆)＞v(正)，达到上述平衡状态时，气体的总物质的量仍为4.2mol。则起始时n(SO3)的取值范围是_____________。

19、将一定量的A、B、C三种物质（都是气体）放入固定体积为10 L的密闭容器中，一定条件下发生反应，一段时间内测得各物质的物质的量变化如下图所示。

请解答下列问题：

（1）反应的化学方程式用A、B、C可表示为     __  。

（2）用B的浓度变化表示在0~10 min内的反应速率是     _  。

（3）不能判断该反应达到化学平衡状态的标志是   __  。（填字母）

a．A和B浓度相等                               b．A百分含量保持不变

c．A的生成速率与B的消耗速率相等       d．容器中气体的压强不变

e．容器中混合气体的密度保持不变

20、在温度为830K时，下述可逆反应及其平衡具有某些特殊性：CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g），若起始浓度co（CO）=2mol?L^-1，co（H2O）=3mol?L^-1，反应平衡时CO的转化率α（CO）=60%，如果将H2O的起始浓度加大到6mol?L^-1，则CO的转化率α（CO）=75%。请注意上述有关数据，总结出其中的规律，填写以下空白：
设830K时，起始浓度co（CO）=amol?L^-1，co（H2O）=bmol?L^-1，达平衡时［H2］=cmol?L^-1。
（1）当b不变、a减小时，重新达到平衡，则α（CO）_____（填“增大”、“减小”或“不变”，下同）；α（H2O）______。
（2）当a=5、c=20/9时，b=________。
（3）当a=b时，c/a=________。
（4）用以表示a、b、c之间的关系的代数式为____。

21、右图所示，温度不变下某容器分隔AB两部分，A容积固定不变，B有可移动的活塞，现在A中充入2molSO2和1molO2，在B中充入2mol SO3和1mol N2，在相同条件下发生可逆反应：

2SO3（g）2SO2（g）＋O2（g）

根据要求填写空白：

（1）固定活塞位置在3处不动，达到平衡时，设A中压强为PA，B中压强为PB，则PA与PB的关系是        （填“＜”“＝”“＞”）；

（2）若要使A中与B中平衡状态相同，可移动活塞的位置应在        处；

（3）若活塞右移到5处，达到平衡后，B中SO3为x mol，A中SO3为y mol，则x与y之间的关系为        （填“＞”、“＝”、“＜”＝，理由是                  。

22、在真空密闭容器内加入amolPH4I固体，在一定温度下发生如下反应：

         PH4I（s） PH3（g） + HI（g）

         4PH3（g） P4（g） + 6H2（g）

             2HI（g）  H2（g）  + I2（g）

以上三反应建立平衡后，测得HI为bmol、I2（g）为cmol、H2为dmol。

求：

（1）       平衡后，容器内P4（g）和PH3的物质的量（用代数式表示）：

    n（P4））=        ；n（PH3）=           

（2）a、b、c三者服从a>       (填b、c的代数式)；

b、c、d三者的关系服从b>    (填c、d的代数式)

（3）平衡后，增大压强，容器内n（I2）      ，n（PH4I）       （填增大、减小、不变）

23、在一固定容积的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行下列反应：A（g）+2B（g）3C（g），已知加入1molA和3molB且达到平衡后，生成了amolC。
（1）达到平衡时，C在反应混合气体中的体积分数是____（用含字母a的代数式表示）。
（2）在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2molA和6molB，达到平衡后，C的物质的量为_____mol（用含字母a的代数式表示），此时C在混合气体中的体积分数与原平衡相比_____ （填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2molA和8molB，若要求平衡后C在反应混合气体中体积分数仍与原平衡相同，则还应加入C的物质的量为______mol。

三、计算题

24、某温度下，将1molN2和 3molH2混合在一密闭容器中发生反应：，

达平衡后，测得混合气体的密度是相同条件下H2的5倍，试计算：

（1）N2的转化率

（2）NH3在平衡混合气体中的体积分数。

（3）平衡前后容器内压强之比。

25、把0.4 mol X气体和0.6 mol Y气体混合于2 L密闭容器中，使它们发生如下反应：4 X(g)＋5 Y(g)＝n Z(g)＋6 W (g)。2 min 末已生成0.3 mol W，若测知以Z的浓度变化表示的反应速率为0.05 mol/（L·min），

（1）则这2 min内v(X) =                      v(W) =                                    

（2）2 min末时Y的浓度                 

（3）化学反应方程式中n的值是          

（4）2min末时，已用去的X占原来总物质的量分数为                    

26、在一定温度下,将2mol A和2molB 两种气体混合于容积为2L的某密闭容器中，发生如下反应：3A（g）＋B（g）xC（g）＋2D（g）   △H<0 ，2分钟末反应达到平衡状态，生成了0.8mol D，并测得C的浓度为0.4mol/L,请填写下列空白：

（1）x值等于             ；    

（2）A的转化率为             ；

（3）D的化学反应速率为             ；

（4）如果增大反应体系的压强，则平衡体系中C的质量分数             （填增大、减小或不变）；如果改变外界条件使此反应的化学平衡常数增大，则此外界条件是        

（5）如果上述反应在相同条件下从逆反应开始进行，开始加入C和D各4/3mol,要使平衡时各物质的体积分数与原平衡时完全相等，则还应加入        mol           物质。

27、一定温度下在10L容器中加入5molSO2和3molO2，10min后反应达到平衡时，测得有50%的O2发生了反应，则：

（1）O2的反应速率为_______________。

（2）平衡时容器内气体的总物质的量为                    ，平衡时SO2的转化率为                 _______________________（该小题写出计算过程，转化率用百分数表示，并把结果填在横线上）。

  

参考答案

一、选择题

1、答案：A

2、A
【试题分析】
根据化学方程式，折算之后可得：3molC+1molD等效为2molA和1molB；2molA+1molB+3molC+1molD等效为4molA+2molB；3molC+1molD+1molB等效为2molA+2molB。答案为A。  

3、D 4、 C  5、D 6、  D  7、D 8、A   9、答案：C 10、C 11、B  12、D  13、B  14、C  15、D  16、B  17、C

二、填空题

18、（1）3.6mol       （2）≥0（“任意值”）      （3）3.6mol＜n(SO3)≤4mol

19、（1）2C      A +3B  (2分)

（2）0.03mol/(L min)  (2分)

（3） a  c  e      (3分)

20、

解析：设总体积为1L，在830K时，可逆反应：CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g），当α（CO）=60%时，即有2mol?L^-1×1L×60%=1.2molCO参加了反应，必有1.2molH2O同时参加反应，

当α（CO）=75%时，则有2mol?L^-1×1L×75%=1.5molCO参加了反应，也有1.5molH2O同时参加了反应，即α（H2O）

从中可以看出，增加c（H2O）时，α（CO）升高（60%→75%，升高了15%），而α（H2O）降低（40%→25%，降低了15%），并且符合60%+40%=100%，75%+25%=100%。
由此可得出此题中的“某些规律”：
①增大一种反应物的浓度，则该物质的转化率降低，而使另一种反应物的转化率升高，且升高率与该物质的转化率降低率相等。那么第（1）问则为：当b不变、a减小时，α（CO）增大，α（H2O）减小。
②各反应物的转化率之和总为100%。若用代数式表示则为：

这就是第（4）问的答案。再将第（2）问和第（3）问的有关数据代入即得：（2）当a=5、c=20/9时，b=4；（3）当a=b时，c/a=0.5。

【试题分析】

21、（1）＜  （2）右移到3   （3）y＜x。B在3处时，A、B平衡状态相同，当B由3移到5处时，B与A比较，B状态相当于A减小了压强，平衡向正反应方向移动，B中的a大减少了

22、答案：（其他各2分）

（1）       n（P4） = （d-c）/6，n（PH3）=b+8 c /3 -2 d /3 （3分）

（2）       a>b +2c;b>2d/3 -8c/3

（3）       减小;增大.

23（1）  25a%    （2）2a；不变   （3）6

三、计算题

24、（1）30%  （2）17.6%  （3）    (每小题2分,共6分)

 25、  （1）0.05 mol/（L·min）， 0.075 mol/（L·min）  （2）0.175 mol/L  （3）4 （4）20%

26、（1）2       （2）60％  （3） 0.2mol/（L ?min）

（4） 不变；降温    （5） 4/3mol；B

27、（1）O2的反应速率为0.015mol/(L·min) （2分）

（2）气体的总物质的量为   6.5mol   SO2的转化率为     60%     

   解： 2SO2    +    O2    =    2SO3

     起始：5mol       3mol          0

     转化：3mol    3×50%=1.5mol    3mol

     平衡：2mol       1.5mol        3mol

故：平衡时气体的总物质的量为（2 + 1.5 + 3）mol = 6.5mol

    SO2的转化率ω=3mol/5mol=60%                          （6分）

第三节 合成氨工业

一、选择题

1、下列各反应达到化学平衡后，减小压强或升高温度，Z的物质的量都会增大的是（    ）

A.         （正反应为放热反应）

B.    （正反应为吸热反应）

C.      （正反应为吸热反应）

D. （正反应为吸热反应）

2、下列有关工业合成氨的说法不能用平衡移动原理解释的是（    ）

A．不断补充氮气和氢气     

B．选择20MPa-50MPa的高压

C．及时液化分离氨气       

D．选择500℃左右的高温同时使用铁触媒做催化剂

3、体积相同的甲、乙两个容器中，分别都充有等物质的量的NH3，在相同温度下，发生反应：2NH3N2＋3H2，并达到平衡。在这个过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中NH3的转化率为p%，则乙容器中NH3的转化率为  （    ）

A．等于p%        B．小于p%        C．大于p%   D．无法判断

4、20##年10月10日，德国科学家哈德?埃尔特生日当天获得了诺贝尔化学奖，以奖励他在表面化学领域做出开拓性的贡献。合成氨反应在铁催化剂表面进行时效率显著提高，就是埃尔特的研究结果，下列关于合成氨反应的叙述中正确的是（    ）

A．铁做催化剂可加快反应速率，且有利于平衡向合成氨的方向移动

B．将氨气从混合气中分离，可加快反应速率，且有利于平衡向合成氨的方向移动

C．升高温度可加快反应速率，且有利于平衡向合成氨的方向移动

D．增大压强可加快反应速率，且有利于平衡向合成氨的方向移动

5、下列有关合成氨工业的说法正确的是 （）。
A.从合成塔出来的混合气体，其中NH3只有15%，所以生产氨的工厂的效率都很低
B.由于氨易液化，N2、H2在实际生产中又是循环使用的，所以总体来说氨的产率较高
C.合成氨反应的温度控制在500℃，目的是使化学平衡向正反应方向移动
D.合成氨时采用的压强为2×10⁷Pa～5×10⁷Pa，是因为该压强下铁触媒的活性最大

6、合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要意义。对于密闭容器中的N2(g)+3H2(g) 2NH3（g）,在673K 30MPa下，n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如图所示。下列叙述正确的是

A.a点的正反应速率比b点的小                  

B．d点和e点n(N2)不相等

C.  c点反应达平衡                 

D.  d点的正反应速率与e点正反应速率相等

7、合成氨反应的正反应是放热反应，则下面可以提高H2转化率的措施是            （    ）

A．延长反应时间            B．充入过量氢气

C．充入过量氮气            D．升高温度

8、下面是合成氨生产的简要流程示意图：

则沿X路线回去的物质是 （）。
A.N2和H2             B.催化剂
C.NH3                  D.H2

9、合成氨时，既要使合成氨的产率增大，又要使反应速率加快，可采取的办法是（      ）

①减压   ②加压    ③升温    ④降温    ⑤及时从平衡混合气体中分离出NH3  

⑥补充N2或H2    ⑦加催化剂    ⑧减小N2或H2的量

A．③④⑤⑦      B．②⑤⑥       C．②⑥       D．②③⑥⑦ 

10、已知N2 (g) + 3H2(g)      2NH3(g) (正反应放热)，工业合成氨采用在500℃的条件下进行的原因是

  ① 只有在此温度下反应才能发生       ② 升高温度有利于NH3的合成   

 ③ 提高反应速率，以提高单位时间内NH3的产量     ④ 使催化剂达到最佳催化活性

  A．③④              B．①②             C．①③            D．②④

11、合成氨工业有下列生产流程：①原料气制备，②氨的合成，③原料气净化，④氨的分离。其先后顺序为（）。
A.①②③④             B.①③②④
C.④③②①             D.②③④①

12、对于工业合成氨反应：N2＋3H22NH3，下列说法错误的是  (     )

A．使用合适的催化剂可以加快反应速率

B．升高温度可以加快反应速率

C．增大N2浓度可以使H2转化率达到100%

D．增大N2浓度可以加快反应速率

参考答案

一、选择题

1、 D  2、D 3、C 4、D 5、B 6、 D  7、C 8、A 9、C  10、A  11、B 12、C