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化学反应的方向、限度与速率(测试时间:90分钟评价分值:100分)一、选择题(本大题共15小题,每小题3分,共45分)1在紫外线的作用下,氧气可生成臭氧:3O2 2O3,一定条件下该反应达到平衡状态的标志是()A单位时间内生成2 mol O3,同时消耗3 mol O2BO2的消耗速率0.3 molL1s1,O3的消耗速率0.2 molL1s1C容器内,2种气体O3、O2浓度相等D容积中各组分的体积分数随时间变化解析:温度和催化剂对反应速率的影响,都是通过影响反应速率常数来完成的。由kAe可以看出,活化能越大,温度对化学反应速率的影响程度就越大,并且对于某个特定的化学反应,温度越高,k越大;活化能越高,k越小。答案:D2在恒温、恒容条件下,能使A(g)B(g)C(g)D(g)正反应速率增大的措施是()A减小C或D的浓度 B增大D的浓度C减小B的浓度 D增大A或B的浓度解析:在恒温、恒容条件下,正反应速率取决于反应物的浓度。增大A或B的浓度都会使正反应速率增大,减小A或B的浓度都会使正反应速率减小;而减小C或D的浓度,增大D的浓度的瞬间,正反应速率不变。答案:D3右图表示反应X(g)4Y(g)Z(g)H0,在某温度时X的浓度随时间变化的曲线,下列有关该反应的描述正确的是() A第6 min 后,反应就终止了BX的平衡转化率为85%C若升高温度,X的平衡转化率将大于85%D若降低温度,v正和v逆将以同样倍数减小解析:A项,反应进行到第6 min时反应达平衡,平衡状态是动态平衡,反应未停止,故A错;B项,反应进行到第6 min时反应达平衡,X物质的量的变化量为10.150.85(mol),X的转化率为85%,故B正确;因为Hv逆,即逆反应减小的倍数大,故D错。答案:B4工业上可利用合成气(CO和H2的混合气体)生产甲醇。已知:CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H92.9 kJ/mol一定条件下,该反应在一体积固定的密闭容器中达到平衡。下列说法正确的是()A该反应的S0B该反应在任何温度下均能自发进行C向容器中充入少量He,平衡向正反应方向移动D升高温度平衡向正反应方向移动解析:已知:CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H92.9 kJ/mol,由方程式中气体的计量数可知反应后气体物质的量减小,所以熵减小,即S0,故A项正确。化学反应能否自发进行,取决于焓变和熵变的综合判据,当GHTS0时,反应能自发进行;已知H0,S0所以反应的在高温时能自发进行,故B项错误。向容器中充入少量He,容器体积不变,反应物浓度不变,正逆反应速率不变,所以平衡不移动,故C项错误。已知该反应H0,所以升高温度平衡逆移,故D项错误。答案: A5下列说法正确的是()A自发反应是指在通常状况下能自动发生的反应B熵增大的反应都是自发反应,熵减少的反应都不能进行C升高温度,可逆反应的正反应速率和逆反应速率都一定增大D使用催化剂可以增加反应物分子的能量,从而增大反应速率解析:自发进行的反应判断依据是HTS0,有些自发反应需要一定条件下才能发生反应,故A项错误。反应自发进行的判断依据是HTS0,熵增大的反应S0,当H0低温下可以是非自发反应,熵减少S0,H0的反应低温下可以自发进行,故B项错误。依据影响化学反应速率的因素分析,升温增大正逆反应速率,增大程度不同,故C项正确。催化剂降低反应的活化能增大反应速率,不能增加反应物的能量,故D项错误。答案: C6在一定体积的密闭容器中放入3 L气体R和5 L气体Q,在一定条件下发生反应2R(g)5Q(g)4X(g)nY(g),反应完全后,容器温度不变,混合气体的压强是原来的87.5%,则化学方程式中n值是() A2 B3 C4 D5解析:容器温度不变,混合气体的压强是原来的87.5%,说明反应后气体的总物质的量减小,则反应应向物质的量减小的方向进行,即方程式中反应物的化学计量数之和大于生成物的化学计量数之和,则有:254n,n3,选项中只有A项符合。答案:A7在一密闭容器中,反应aA(g)bB(g)达平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,当达到新的平衡时,B的浓度变为原来的60%,则()A平衡向逆反应方向移动了 B物质A的转化率减小了C物质B的质量分数增加了 Dab解析:解本题常用的方法之一是分段假设分析。先假设当体积增加一倍时平衡不移动,B的浓度应为原来的50%,再进行比较,事实上B的浓度为原来的60%,大于50%,得出结论:说明平衡向生成B的正反应方向移动了,即生成B的方向是气体体积增加的方向,故ab;由于平衡向正反应方向移动,A的物质的量减少而B的物质的量增加,说明A的转化率变大,B的百分含量增加了。故只有C项正确。答案:C8(2014新余模拟)可逆反应N2(g)3H2(g)2NH3(g),在500时,将2 mol N2和2 mol H2充入容积为10 L的密闭容器中进行反应,达到平衡时,NH3不可能达到的浓度是() A0.01 molL1 B0.02 molL1 C0.05 molL1 D0.15 molL1解析:假设反应完全进行,由化学方程式知2 mol N2过量,因而2 mol H2完全反应生成 mol NH3,则NH3浓度为 molL1。但由于是可逆反应,NH3的浓度肯定小于 molL1,故答案为D。答案:D9(2014广东六校联考)已知反应mX(g)nY(g)qZ (g)的Hq,在恒容密闭容器中反应达到平衡时,下列说法正确的是()A通入稀有气体使压强增大,平衡将正向移动BX的正反应速率是Y的逆反应速率的倍C降低温度,混合气体的平均相对分子质量变小D增加X的物质的量,Y的转化率降低解析:因为该反应是在恒容的密闭容器中进行,通入稀有气体后,容器内气体压强增大,但各反应物、生成物的浓度未发生改变,平衡不移动,A项错;X的反应速率与Y的反应速率之比等于方程式的系数之比,B项正确;由于正反应是放热反应,降低温度,平衡向放热反应方向移动(正向),又由于mnq,m不变,但n减小,增大,C项错误;增加X的物质的量,X的转化率降低,Y的转化率升高,D项错误。答案:B10在一定条件下,向某一密闭容器中,加入一定量的HI或加入一定量的PCl5,反应达到平衡后,在t时刻改变条件,其反应速率与时间的变化关系均可用右图表示。那么对于不同反应在t时刻改变条件的叙述正确的是() A对于2HI(g)I2(g)H2(g)反应,t时刻保持温度和体积不变,再加入一定量的HIB对于2HI(g)I2(g)H2(g)反应,t时刻保持温度和压强不变,再加入一定量的HIC对于PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)反应,t时刻保持温度和体积不变,再加入一定量的PCl5D对于PCl5 (g) PCl3(g)Cl2(g)反应,t时刻保持温度和压强不变,再加入一定量的PCl3解析:依据速率时间图象可知,在t时刻,原平衡被破坏,且正反应速率增大,逆反应速率减小,对于反应2HI(g) H2(g)I2(g),保持温度和压强不变,加入HI,容器的体积增大,H2和I2的浓度减小,逆反应速率减小,而HI的浓度增大,正反应速率增大,故B正确。答案:B11在容积固定的密闭容器中存在如下反应:A(g)3B(g) 2C(g) H0。某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,并根据实验数据作出下列关系图:下列判断一定错误的是()A图研究的是不同催化剂对反应的影响,且乙使用的催化剂效率较高B图研究的是压强对反应的影响,且乙的压强较高C图研究的是温度对反应的影响,且甲的温度较高D图研究的是不同催化剂对反应的影响,且甲使用的催化剂效率较高解析:图研究的不可能是催化剂对反应的影响,因为使用催化剂,化学平衡不移动,甲、乙的平衡浓度应当相同,故A项错,同理可知D项正确;若图研究的是压强对反应的影响,且乙的压强较高,因为乙先达到化学平衡状态,并且乙中B的转化率较高(增大压强平衡向正反应方向移动),故B项正确;若图研究的是温度对反应的影响,且甲的温度较高,因为甲先达到化学平衡状态,并且甲中B的转化率较小(升高温度平衡向逆反应方向移动),故C项正确。答案:A12在一定温度下,有A、B两个容器,A是恒容密闭容器,B是恒压密闭容器。两容器起始状态完全相同,其中都充有NO2气体,如果只考虑发生下列可逆反应:2NO2N2O4,分别经过一段时间后,A、B都达平衡,下列有关叙述正确的是() A平均反应速率AB B平衡时NO2的物质的量BA C平衡时NO2的转化率AB D平衡时N2O4的物质的量BA解析:合理假设中间状态,找到A、B两容器内所发生反应的内在联系是解题的关键。根据题意,A、B两容器的起始状态完全相同,即具有相同的容积(V)、温度(T)、压强(p)和NO2的物质的量,所不同的是反应过程中,A保持容积不变,B保持压强不变,要比较的是A、B状态中与平衡和速率有关的量。为方便比较,可假设B是通过两步达到平衡的:首先B保持容积不变到平衡状态B,显然B与A平衡完全相同;其次B通过压缩体积(增大压强)达到B平衡,而BB的变化就是A平衡和B平衡的差别。示意图如图:显然由B(平衡)B(平衡)的过程是压强增大,平衡向正向移动的过程,会使平衡时N2O4的物质的量BA,NO2的转化率BA,NO2的物质的量BA。答案:D13已知反应2CO(g)2C(s)O2(g)的H0,S0,设H和S不随温度而变化,下列说法中正确的是()A低温下能自发变化 B高温下能自发变化C任何温度下都能自发进行 D任何温度下都不能自发进行解析:已知反应2CO(g)=2C(s)O2(g)的H0,S0,所以HTS0,反应在任何温度下都是不能自发进行,故A、B、C三项错误,而D正确。答案: D14(双选题)反应3Fe(s)4H2O(g) =Fe3O4(s)4H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是()A增加Fe的量 B保持体积不变,充入N2使压强增大C将容器的体积缩小一半 D压强不变,充入N2使容器的体积增大解析:Fe为固体反应物,因此增加其用量对反应速率几乎无影响;保持体积不变,充入N2使体系总压强增大,但是N2不参加反应,容器中H2O(g)和H2(g)的浓度并未发生变化,因此正、逆反应速率均基本不变;容器的体积缩小一半,则压强增大,正、逆反应速率均提高;充入N2使体积增大,虽然总压强不变,但是体系内H2O(g)和H2
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