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1专题跟踪训练(六)化学反应速率与化学平衡一、选择题1．(2015·新疆乌鲁木齐诊断)在恒温下的密闭容器中，有可逆反应2NO22O4，下列描述不能说明反应达到平衡状态的是()A．N2O4生成速率与N2O4分解速率相等B．混合气体平均相对分子质量保持不变C．NO2的分子数与N2O4分子数之比为2∶1D．体系颜色不再发生改变[解析]N2O4的生成速率和分解速率相等，说明N2O4的浓度不变，即反应达到平衡状态，A选项正确；混合气体的平均相对分子质量M(混)＝m混n混，M(混)不变，说明n(混)不变，即反应达到了平衡状态，B选项正确；NO2与N2O4的分子数之比为2∶1时反应不一定达到平衡状态，C选项错误；体系颜色不变，说明NO2的浓度不变，即反应达到平衡状态，D选项正确。[答案]C2．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缩小反应容器的容积④不断分离出生成物⑤加入催化剂MnO2A．全部B．①②⑤C．②D．②③[解析]若增加固体的质量，反应速率不变；升高温度一定能加快反应速率；改变非气体反应的容积，反应速率不变；分离出固体或纯液体生成物，不改变反应速率；催化剂有一定的选择性，MnO2不能改变所有反应的反应速率。[答案]C3．在密闭容器中，一定条件下，进行如下反应：NO(g)＋2(g)＋CO2(g)ΔH＝－373.2kJ·mol－1，达到平衡后，为提高该反应的速率和NO的转化率，采取的正确措施是()A．加催化剂同时升高温度B．加催化剂同时增大压强C．升高温度同时充入N2D．降低温度同时增大压强[解析]降低温度虽然能提高NO的转化率，但也降低了反应速率，D选项同时采取了降温和增压措施，对提高NO的转化率是一致的，但对加快反应速率是矛盾的，故D项不能保证满足题中条件。2[答案]B4．(2015·贵州遵义第二次联考)高温下，某反应达到平衡，平衡常数K＝cc2c2c2。恒容时，温度升高，H2浓度减小。下列说法正确的是()A．该反应的焓变为正值B．恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小C．升高温度，逆反应速率减小D．该反应的化学方程式为CO＋H2O催化剂高温CO2＋H2[解析]根据平衡常数的表达式可得出该反应的化学方程式为CO2＋H2=====高温CO＋H2O(g)；升高温度，正、逆反应速率均增大；温度升高，H2浓度减小，平衡正向移动，说明正反应是吸热的，焓变为正值；在恒温恒容下，增大压强的方法有多种，H2浓度变化不确定。[答案]A5．在2L的密闭容器中，一定条件下发生化学反应：2NO(g)＋2(g)＋N2(g)ΔH＝－746.4kJ·mol－1。起始反应时NO和CO各为4mol,10s后达到化学平衡，测得N2为1mol。下列有关反应速率的说法中，正确的是()A．反应前5s内，用NO表示的平均反应速率为0.1mol·(L·s)－1B．达到平衡后，升高温度，正反应速率将减小，逆反应速率将增大C．达到平衡后，反应速率的关系有：v正(CO)＝2v逆(N2)D．保持容器体积不变，往容器中充入1molO2，正、逆反应速率都不改变[解析]10s内，由化学反应方程式知，参加反应的NO为2mol，v(NO)＝2mol/2L10s＝0.1mol·(L·s)－1，所以，5s内的速率不是0.1mol·(L·s)－1，A项错；升高温度，正、逆反应速率均加快，B项错；由方程式知，v正(CO)＝2v正(N2)，结合C项中的关系，可说明，v正(N2)＝v逆(N2)，即为平衡状态，C项正确；充入O2可以与NO反应，则正反应速率减小，逆反应速率瞬时不变，随后减小，D项错。[答案]C6．(2015·福建福州一模)已知反应：2SO2(g)＋O23(g)ΔH0。某温度下，将2molSO2和1molO2置于10L密闭容器中，反应达到平衡后，SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。则下列说法正确的是()3A．由图甲推断，B点SO2的平衡浓度为0.3mol·L－1B．由图甲推断，A点对应温度下的平衡常数为80C．达到平衡后，缩小容器容积，则反应速率变化图像可以用图乙表示D．压强为0.50MPa时，不同温度下SO2的平衡转化率与温度关系如图丙，则T2T1[解析]由题图甲计算可得B点SO2的平衡浓度为0.03mol·L－1，A点对应温度下的平衡常数为800,A、B均不正确；达平衡后，缩小容器体积，v(正)、v(逆)均增大，平衡正向移动，v′(正)v′(逆)，故C项正确；D项，题图丙中T1先达到平衡，T1T2。[答案]C7．(2015·株洲一模)对于达到平衡的可逆反应X＋＋Z(已配平)，在t时刻增大压强(其他条件不变)，正、逆反应速率(v)变化的情况如图所示。下列对X、Y、W、Z四种物质状态的描述正确的是()A．W、Z均为气体，X、Y中只有一种为气体B．X、Y均为气体，W、Z中只有一种为气体C．X、Y或W、Z中均只有一种为气体D．X、Y均为气体，W、Z均为液体或固体[解析]本题考查了化学平衡及图像分析知识，意在考查考生对知识的理解能力和图像分析能力。由图像可知，增大压强，正、逆反应速率都增大，且平衡正向移动，而增大压强时平衡应向气体分子数减小的方向移动，分析可知B选项正确。[答案]B8．(2015·兰州一中模拟)某温度下，体积一定的密闭容器中进行可逆反应：X(g)＋＋W(s)ΔH0。下列叙述正确的是()4A．加入少量W，逆反应速率增大B．当容器中气体压强不变时，反应达到平衡C．升高温度，平衡逆向移动D．平衡后加入X，上述反应的ΔH增大[解析]W是固体，加入少量W，反应速率不变，A错误；该反应在反应前后气体分子数不相等，当容器中气体压强不变时，容器中气体的物质的量不变，反应达到平衡，B正确；升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即正向移动，C错误；ΔH不因平衡的移动而改变，D错误。[答案]B9．(2015·南宁适应性测试)MgO可用于制备特种陶瓷，在一定条件下，通过下列反应制备：MgSO4(s)＋＋CO2(g)＋SO2(g)ΔH0。上述反应达到平衡后保持其他条件不变，下列说法正确的是()A．加入催化剂，反应的ΔH变大B．升高温度，混合气体的密度增大C．压缩容器，反应吸收的热量不变D．分离出部分MgO，可增大CO的转化率[解析]反应热与是否使用催化剂无关，A错误。该反应是吸热反应，升高温度平衡正向移动，混合气体的质量增大，又容器体积不变，因此混合气体的密度增大，B正确。压缩容器，平衡逆向移动，反应吸收的热量减小，C错误。MgO是固体，改变其量对平衡无影响，D错误。[答案]B10．(2015·衡阳期末)某温度下，向4.0L恒容密闭容器中充入2.0molPCl5，反应PCl53(g)＋Cl2(g)经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表：时间/s050150250350n(PCl3)/mol00.320.380.400.40下列说法正确的是()A．反应在前50s的平均反应速率为v(PCl3)＝0.0064mol/(L·s)B．若保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(PCl3)＝0.11mol/L，则反应的ΔH0C．相同温度下，起始时向该容器中充入4.0molPCl3、4.0molCl2，达到平衡时，PCl3的转化率小于80%D．相同温度下，起始时向该容器中充入2.0molPCl5、0.40molPCl3和0.40molCl2，达到平衡前v(正)v(逆)[解析]本题考查化学平衡的有关计算、影响化学平衡的因素，意在考查考生的分析判5断能力和计算能力。由表中数据可得反应在前50s的平均反应速率为v(PCl3)＝0.32mol4.0L50s＝0.0016mol/(L·s)，故A项错误。升高温度，平衡时c(PCl3)＝0.11mol·L－1，大于题表中PCl3的平衡浓度：0.40mol4.0L＝0.1mol/L，说明升温平衡正向移动，正反应为吸热反应，ΔH0，故B项错误。由表中信息可知原平衡时PCl3的物质的量为0.40mol，根据“三段式”得PCl53(g)＋Cl2(g)起始浓度(mol/L)0.500转化浓度(mol/L)0.10.10.1平衡浓度(mol/L)0.40.10.1平衡常数K＝0.1×0.10.4＝0.025，则逆反应的平衡常数K′＝40；相同温度下，起始时向容器中充入4.0molPCl3、4.0molCl2，设达到平衡时消耗PCl3的物质的量浓度为xmol/L，根据“三段式”得PCl3(g)＋Cl25(g)起始浓度(mol/L)110转化浓度(mol/L)xxx平衡浓度(mol/L)1－x1－xxK′＝x－x2＝40，x≈0.85mol/L，PCl3的转化率约为85%，故C项错误；相同温度下，起始时向该容器中充入2.0molPCl5、0.40molPCl3和0.40molCl2，PCl5、PCl3、Cl2的起始浓度分别为0.5mol/L,0.1mol/L,0.1mol/L，浓度商Q＝0.1×0.10.5＝0.02K＝0.025，故达到平衡前反应正向进行，v(正)v(逆)，D项正确。[答案]D二、非选择题11．(2015·唐山一模)肼(N2H4)通常用作火箭的高能燃料，N2O4作氧化剂。请回答下列问题：(1)已知：N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)ΔH＝＋akJ/molN2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－bkJ/mol2NO2(g)N2O4(g)ΔH＝－ckJ/mol写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式____________________________________________。(2)工业上常用次氯酸钠与过量的氨气反应制备肼，该反应的化学方程式为6__________________。(3)N2、H2合成氨气为放热反应。800K时向下列起始体积相同的密闭容器中充入2molN2、3molH2，甲容器在反应过程中保持压强不变，乙容器保持体积不变，丙是绝热容器，三容器各自建立化学平衡。①达到平衡时，平衡常数K甲__________K乙__________K丙(填“”、“”或“＝”)。②达到平衡时N2的浓度c(N2)甲__________c(N2)乙，c(N2)乙__________c(N2)丙(填“”、“”或“＝”)。③对甲、乙、丙三容器的描述，以下说法正确的是__________。A．乙容器气体密度不再变化时，说明此反应已达到平衡状态B．在甲中充入稀有气体He，化学反应速率加快C．向甲容器中充入氨气，正向速率减小，逆向速率增大D．丙容器温度不再变化时说明已达平衡状态[解析]本题考查了盖斯定律、化学反应速率和化学平衡等知识，意在考查考生对化学反应原理的掌握情况。(1)将三个已知的热化学方程式依次编号为①、②、③，根据盖斯定律，由2×②－①－③可得：2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－(a－c＋2b)kJ·mol－1。(2)次氯酸钠具有氧化性，可将氨气氧化为肼，根据得失电子守恒配平方程式即可。(3)①合成氨为放热反应，升温时平衡逆向移动，且平衡常数只与温度有关，温度越高其对应的平衡常数越小，故K甲＝K乙K丙。②甲容器中的反应相当于在乙容器中反应的基础上增大压强，增大压强的瞬间所造成的结果是反应物及生成物的浓度均增大，而该反应为气体分子数减小的反应，增大压强时虽然平衡右移，但根据勒夏特列原理可知，平衡时c(参与反应的各物质)甲c(参与反应的各物质)乙，故c(N2)甲c(N2)乙。丙为绝热容器，平衡时丙容器中温度高于乙容器中温度，则丙容器中反应的限度小于乙容器中反应的限度，故c(N2)乙c(N2)丙。③乙容器反应过程中气体总质量和体积均不变，密度为恒量，A项错误；甲中充入气体He，容器体积增大，反应体系中各物质的浓度减小，反应速率减小，B项错误；向甲中充入氨气，即增大生成物浓度，则逆向速率增大，正向速率减小，C项正确；丙为绝热容器，其温度不再变化时，说明反应不再放出热量，反应达到平衡