人教版初中高中化学选修一第二章《化学反应速率与化学平衡》知识点(含答案解析)

一、选择题

1．在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO 转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是

A．反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)的△H＜0

B．图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率

C．图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率

D．实线部分先增大后减小的主要原因是：随着温度升高，平衡先向右移动，然后再向左移动

答案：A

【详解】

A．根据图知，达到平衡后，升高温度NO转化率降低，说明升高温度平衡逆向移动，升高温度平衡向吸热方向移动，则正反应为放热反应，△H＜0，故A正确；

B．图中X点是该温度下的平衡状态，此时仅延长时间NO转化率不变，故B错误；C．Y点为该温度下的平衡点，增大反应物O2浓度，平衡正向移动，从而提高NO转化率，故C错误；

D．图示可知反应最初随着温度升高，主要是正向进行，NO转化率逐渐增大，而到达X点时达到平衡状态，继续升高温度，平衡逆向移动，NO的转化率降低，故D错误；

故答案为A。

2．T1时，10 L的恒容密团容器中充入一定量的M(g)和N(g)，发生反应：

M(g)+N(g)⇌2P(g)+Q(g) △H>0.反应过程中的部分数据如表所示：

t/min n(M)/mol n(N)/mol

0 6.0 3.0

5 4.0 1.0

10 4.0 1.0

A．该反应在第8min时，v(正)>v(逆)

B．0-5min内，用M表示的平均反应速率为0.04 mol/(L·s)

C．其他条件不变，温度变为T2时，平衡时测得N的浓度为0.08 mol/L，则T1>T2

D．当该反应达到平衡状态时，M、N的转化率相等

答案：B

【详解】

A．根据表格所给数据，反应在5min时已经达到平衡状态，第8min时也是平衡状态，所以正逆反应速率相等，A项不符合题意；

B．

(6-4)mol

v(M)==0.04mol/(L s)

10L?5min

，B项符合题意；

C．T1→T2时，N的平衡浓度由1mol

=0.1mol/L

10L

降低到0.08mol/L，说明N消耗的更多，

则平衡正向移动，正反应为吸热反应，则T2>T1，C项不符合题意；

D．

6-41

α(M)==

63

，

3-12

α(N)==

33

，两者转化率不相同，D项不符合题意；

故正确选项为B

3．一定温度下，将2molSO2和1molO2充入一定容密闭容器中，在催化剂存在下进行下列反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)；△H=-197kJ/mol，下列说法中正确的是

A．达到反应限度时，生成SO3为2mol

B．达到反应限度时，反应放出197kJ的热量

C．达到反应限度时，SO2的消耗速率必定等于SO3的消耗速率

D．达到反应限度时，SO2、O2、SO3的分子数之比一定为2∶1∶2

答案：C

【详解】

A．可逆反应中反应物不能完全转化为生成物，则生成SO3一定小于2mol，故A错误；B．热化学方程式中为完全转化时的能量变化，而将2mol SO2和1mol O2充入一定容密闭容器中，不能完全转化，则放出的热量一定小于197kJ，故B错误；

C．达到反应限度时，正逆反应速率相等，则达到反应限度时SO2的消耗速率必定等于SO3的消耗速率，故C正确；

D．平衡时浓度不变，但SO2、O2、SO3的分子数之比不一定为2∶1∶2，故D错误；

故选C。

4．在一定温度不同压强(P1＜P2)下，可逆反应2X(g)2Y(g)+Z(g)中，生成物Z在反应混合物中的体积分数(ψ)与反应时间(t)的关系如图示，正确的是

A．B．

C ．

D ．

答案：B

解析：一定温度下，增大压强，反应速率增大，到达平衡的时间缩短，该反应正反应是体积增大的反应，平衡向逆反应移动，平衡时Z 的物质的量减小，据此结合选项解答。

【详解】

A ．图象中压强p 1到达平衡时间短，故图象中p 1＞p 2，与题意不符，故A 错误；

B ．图象中压强p 2到达平衡时间短，图象中p 1＜p 2，增大压强，平衡时生成物Z 的物质的量减小，与实际相符，故B 正确；

C ．图象中压强p 1到达平衡时间短，故图象中p 1＞p 2，与题意不符，故C 错误；

D ．图象中压强p 2到达平衡时间短，图象中p 1＜p 2，增大压强，平衡时生成物Z 的物质的量增大，与实际不相符，故D 错误；

故选B 。

5．密闭容器中，反应xA(g)+yB(g)

zC(g)达平衡时，A 的浓度为0.5 mol·L -1，若保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的2倍，达新平衡时A 的浓度降为0.3 mol·

L -1。下列判断正确的是

A ．x+y ＜z

B ．平衡向正反应方向移动

C ．B 的转化率降低

D ．C 的体积分数增大 答案：C

【详解】

A ．保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的2倍，若平衡不移动，则A 的浓度应该是

原浓度的一半，A 的浓度应变为0.25 mol·

L -1，但实际上达新平衡时A 的浓度为0.3 mol·L -1＞0.25 mol·

L -1，说明体积增大，压强减小，化学平衡向逆反应方向移动，逆反应方向为气体体积增大的方向，所以x+y ＞z ，A 错误；

B ．由选项A 分析可知：减小压强，化学平衡逆向移动，B 错误；

C ．减小压强，化学平衡逆向移动，导致反应物B 的转化率降低，C 正确；

D ．减小压强，化学平衡逆向移动，C 的物质的量减小，混合气体总的物质的量增大，因此C 的体积分数降低，D 错误；

故合理选项是C 。

6．用22H O 和24H SO 的混合溶液可提取废旧印刷电路板中的铜，其热化学方程式为+2+222Cu(s)+H O (l)+2H (aq)=Cu (aq)+2H O(l)ΔH 已知：①-122211H (g)+O (g)=H O(l)ΔH -286kJ =mol 2

②-222222H O (l)=2H O(l)+O (g)ΔH -196k =J mol 1

③+2+-123Cu(s)+2H (aq)=Cu (aq)+H (g)ΔH +64kJ mol =

下列说法不正确的是

A ．-1ΔH=-320kJ mol

B ．反应②在任何条件下都能自发进行

C ．反应③在溶液中进行，为吸热反应

D ．已知222242H O (l)=2H O(g)+O (g)ΔH ，则42ΔH <ΔH

答案：D

【详解】

A ．①+1/2②+③得+2+222Cu(s)+H O (l)+2H (aq)=Cu (aq)+2H O(l) =-320kJ/mol H ，A

项不符合题意；

B ．反应②为气体分子数增大的反应，ΔS<0，ΔH<0，所以Δ-T Δ<0H S ，任何条件下都能自发进行，B 项不符合题意；

C ．反应③中的氢离子和铜离子均为aq 状态，在溶液中进行，Δ=+64kJ/mol>0H 为吸热反应，C 项不符合题意；

D ．气态水的能量高于液态水的能量，42Δ>ΔH H ，D 项符合题意；

故正确选项为D 。

7．在某容积一定的密闭容器中，有下列的可逆反应：A(g)+B(g)⇌xC(g)，有图Ⅰ所示的反应曲线，试判断对图Ⅱ的说法中正确的是

A ．P 3>P 4，y 轴表示

B 的转化率

B ．P 3

C ．P 3>P 4，y 轴表示混合气体的密度

D ．P 3

答案：A

解析：由图Ⅰ可知，压强为P 2时，温度T 1先到达平衡，故温度T 1>T 2，且温度越高，平衡时C 的体积分数越低，故升高温度平衡向逆反应移动，正反应为放热反应；温度为T 1时，压强P 2先到达平衡，故压强P 2>P 1，且压强越大，平衡时C 的质量分数越高，故增大压强平衡向正反应移动，正反应为体积减小的反应，故x=1，据此分析。

【详解】

A．由图(Ⅱ)知：因随着温度升高y降低，故y降低的方向必为压强减小的方向，所以，P3>P4，随着温度的升高，平衡将向左移动，B的转化率降低；随着压强的减小，B物质的转化率减小，故A正确；

B．P3

C．密度=质量÷体积，混合气体的质量和体积都不变，密度不变，故C错误；

D．P3

故选：A。

8．硫酸生产中炉气转化反应为：2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)，研究发现，SO3的体积分数(SO3%)随温度(T)的变化如曲线I所示，下列判断正确的是

A．该反应的正反应为吸热反应

B．反应达到B点时，2υ正(O2)=υ逆(SO3)

C．曲线I上A、C两点反应速率的关系是：υA>υC

D．已知V2O5的催化效果比Fe2O3好，若I表示用Fe2O3催化剂，则II是V2O5作催化剂

答案：B

【详解】

由图可知T0前未达到平衡，T0处于平衡状态，T0后升高温度平衡逆向移动。

A ．T0后升高温度平衡逆向移动，升高温度平衡向吸热反应方向移动，故正反应为放热反应，故A错误；

B．不同物质表示的正逆反应速率之比等于化学计量数之比，反应达到B点时，达到平衡状态，所以2υ正(O2)=υ逆(SO3)，故B正确；

C．C点的温度高于A点，升高温度，化学反应速率加快，所以υA<υC，故C错误；D．使用催化剂加快反应速率，缩短达到平衡的时间，但平衡不移动，用Fe2O3作催化剂和用V2O5作催化剂，达到平衡时三氧化硫的含量相同，故D错误；

故答案为：B。

9．某温度下，向2L恒容密闭容器中充入1.0molA和1.0molB，反应

A(g)+B(g)C(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表，下列说法正确的是

t/s0*******

A ．相同温度下，若起始时间向容器中充入0.20molA 、0.20mol

B 和1.0mol

C ，则反应达到平衡前v (正)

B ．反应在前5s 的平均速率v (A )=0.03mol ·L -1·s -1

C ．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c (A )=0.41mol ·L -1，则反应的ΔH>0

D ．相同温度下，起始时向容中充入2.0molC 达到平衡时，C 的转化率大于80% 答案：A

【详解】

平衡时A 的物质的量为0.80mol ，浓度是0.4mol /L ，则

A +B

C (/)0.50.50 (/)0.10.1

0.1(/)0.40.4

0.1mol L mol L mol L 始变平 K =0.10.40.4

⨯=0.625 A ．相同温度下，起始时向容器中充入0.20mol A 、0.20mol B 和1.0mol C ，Qc =0.50.1.01

⨯=50＞K ，反应逆向进行，反应达到平衡前v (正)

1.00.8525mol mol L s -⨯=0.015mol •L -1•s -1，故B 错误； C ．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c (A )=0.41mol ·L -1，A 物质的量为

0.41mol /L ×2L =0.82mol ＞0.80mol ，说明升温平衡逆向进行，正反应是放热反应，则反应的ΔH ＜0，故C 错误；

D ．相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol C ，相当于起始时A 和B 均是2mol ，达到平衡时，C 的物质的量大于0.4mol ，参加反应的C 的物质的量小于1.6mol ，C 的转化率小于80%，故D 错误；

故选A 。

10．在淀粉­KI 溶液中存在下列平衡：I 2(aq)＋I -(aq)⇌I -

3 (aq)。测得不同温度下该反应的平衡常数K 如表所示：

A ．反应I 2(aq)＋I -(aq) ⇌I -

3 (aq)的ΔH >0

B ．其他条件不变，升高温度，溶液中c(I -3)增大

C ．50℃时，该反应达到平衡状态，c(I -3)=4c(I 2)，则c(I -)=0.01mol/L

D．25 ℃时，向溶液中加入少量KI固体，平衡常数K小于689

答案：C

【详解】

A．根据题中提供的数据可知温度升高，平衡常数减小，则平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应，故正反应为放热反应，ΔH<0，A错误；

B．其他条件不变，升高温度，平衡向逆反应方向移动，溶液中c(I3－)减小，B错误；C．50℃时，该反应达到平衡状态，c(I-

3

)=4c(I2)，根据方程式可知该反应的平衡常数表达

式为K＝

()

()()

()

()()()

2

2

3

2

I

4

4c I

00

I I I

4

I I

c

c c c c c

-

---

===

⋅⋅

，则c(I-)=0.01mol/L，C正确；

D．平衡常数只与温度有关，25 ℃时，向溶液中加入少量KI固体，虽然平衡向正方向移动，但平衡常数不变，D错误；

答案选C。

11．某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A(g)+B(g)⇌2C(g)达到平衡时，A、B和C 的物质的量分别为4 mol、2 mol和4 mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是()

A．均减半B．均加倍C．均增加1 mol D．均减少1 mol

答案：C

【详解】

A．由于是在容积可变的容器中，均减半则相当于A、B、C三物质的浓度都没有改变，平衡不移动，A错误；

B．由于是在容积可变的容器中，均加倍则相当于A、B、C三物质的浓度都没有改变，平衡不会移动，B错误；

C．均增加1 mol时，可理解成先分别增加1 mol、0.5mol、1 mol，然后再增加0.5molB，前者平衡不移动，后者导致平衡正向移动，C正确；

D．均减少1 mol时，可理解成先分别减少1 mol、0.5mol、1mol，然后再减少0.5molB，前者平衡不移动，后者平衡逆向移动，D错误；

故选C。

12．N A为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是

A．1.0 L1.0 mo1·L-1的NaAlO2水溶液中含有的氧原子数为2N A

B．235 g核素235

92U发生裂变反应：235

92

U+1

n裂变

−−−−−→9038Sr+136

54

Xe+101

n，净产生的

中子(1

n)数为10N A

C．过氧化钠与水反应时，生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2N A D．密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应，产物的分子数为2N A 答案：C

【详解】

A．在溶液中不仅溶质中含有O原子，溶剂H2O中也含有大量O原子，因此不能计算溶液中含有的O原子数目，A错误；

B．235 g核素235

92U的物质的量是1 mol，根据核反应可知：1 mol 235

92

U发生反应会消耗1

mol中子，反应后产生10 mol中子，因此净产生的中子(1

n)数为9N A，B错误；

C．过氧化钠与水反应方程式为：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，在该反应中每有2 mol

Na2O2反应，产生1 mol O2，转移2 mol电子，则生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2N A，C正确；

D．密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应，会产生2 mol NO2，NO2中有一部分发生反应产生N2O4，该反应是可逆反应，故最终容器内气体的物质的量小于2 mol，则气体产物的分子数小于2N A，D错误；

故合理选项是C。

13．对于可逆反应2AB3(g) ⇌A2(g) + 3B2(g) ΔH>0，各图像正确的是

A．B．

C．D．

答案：D

【详解】

A．可逆反应2AB3(g) ⇌A2(g) + 3B2(g) ΔH>0，升高温度，平衡正向进行，正反应速率大于逆反应速率，故A错误；

B．温度高，反应速率快，达到平衡时需要的时间短，先拐，图像是温度低的先达到平衡，故B错误；

C．该反应正向是物质的量增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，反应物的含量增多，但图像上是增大压强，反应物的含量减少，故C错误；

D．该反应正向是物质的量增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，反应物的含量增多，其它条件不变时，升高温度，平衡正向移动，反应物的含量减少，与图像一致，故D正确；

故选：D。

14．化学知识在生产和生活中有广泛的应用，下列认识错误的是

A．铁管的生锈属于氧化反应

B．催化剂不能完全消除汽车尾气的污染

C．调整反应条件无法使可逆反应正向进行到底

D．化学反应速率越快，可逆反应正向进行的程度越大

答案：D

【详解】

A．铁管生成铁锈时，铁元素的化合价升高，发生氧化反应，故A正确；

B．催化剂可以同等程度的改变化学反应速率，但不能使平衡发生移动，所以催化剂不能完全消除汽车尾气的污染，故B正确；

C．由可逆反应的特征可知，调整反应条件可以使反应尽可能多的正向进行，但无法使可逆反应正向进行到底，故C正确；

D．化学反应速率表示化学反应进行的快慢，与反应正向进行的程度大小无关，故D错误；

答案选D。

15．下列一定不影响

．．．．．化学平衡移动的因素是

A．催化剂B．反应物或生成物浓度C．压强(有气体参加的反应)D．温度

答案：A

【详解】

A．催化剂能同等程度的增大正逆反应速率，则不影响化学平衡的移动，A符合题意；B．改变反应物或生成物浓度，可增大正反应速率或逆反应速率，导致正逆反应速率不再相等，化学平衡可以发生移动，B与题意不符；

C．改变压强(有气体参加的反应)，平衡向气体计量数减小的方向移动，C与题意不符；D．改变温度，平衡向吸热的方向移动，D与题意不符；

答案为A。

二、填空题

16．在5L的恒温恒容密闭容器中充入1moLCO和4molH2，加入催化剂发生反应，测得CO及CH3OH的物质的量随时间变化如图所示。

图中前4分钟内氢气的平均反应速率为__，第__min(填数字)反应达到平衡，达到平衡时氢气的浓度为__。

答案：05mol/(L·min)100.5mol/L

【详解】

CO在0～4min内物质的量减少了1mol－0.5mol＝0.5mol，浓度是0.1mol/L，根据方程式CO+2H2CH3OH可知消耗氢气是0.2mol/L，则前4分钟内氢气的平均反应速率为

0.2mol/L÷4min＝0.05mol/(L·min)；反应达到平衡状态物质的物质的量不变，图象中10min时反应达到平衡状态；平衡时生成甲醇是0.75mol，根据方程式可知消耗氢气是

1.5mol，浓度是1.5mol÷5L＝0.3mol/L，氢气的起始浓度是4mol÷5L＝0.8mol/L，所以达到平衡时氢气的浓度=0.8mol/L－0.3mol/L＝0.5mol/L。

17．氮有多种氧化物，它们在生产、科研中有丰富的应用。

(1)某条件下密闭容器中充入了2molN2O4气体，现测得NO2的浓度数据如下：

时间(min)1min2min3min4min5min

NO2浓度(mol/L) 0.8 1.4 1.8 2.0 2.0

则NO2在2-4min内的反应速率为___________。画出向容器中再充入4 molN2O4气体，至t1时刻重新建立平衡的过程中，NO2的浓度变化曲线___________。

(2)碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率，反应历程为：

第一步I2(g)2I(g)(快反应)

第二步I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反应)

第三步IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I(g(快反应)

实验表明，含碘时N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·c0.5(I2)(k为速率常数)。下列表述正确的是___________。

A．第一步反应对总反应速率起决定作用 B．第二步活化能比第三步大

C．N2O分解反应中，k(含碘)>k(无碘) D．I2浓度与N2O分解速率无关

(3)已知N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g) △H=-124 kJ/mol，为研究汽车尾气转化为无毒无害物质的有关反应，在密闭容器中充入10 molCO和10 molN2O发生反应，如图所示为平衡时N2O的体积分数与温度、压强的关系。

①该反应达平衡后，为了在提高反应速率同时提高N2O的转化率，可采取的措施

___________(填字母代号)。

a.改用高效催化剂

b.缩小容器的体积

c.升高温度

d.增加CO的浓度

②压强为20 MPa、温度为T2下，若反应进行到20 min达到平衡状态，请计算该温度下平衡常数K=___________。

③若在D点对反应容器升温的同时缩小体积至体系压强增大，重新达到的平衡状态可能是图中A-G点中的___________点。

答案：3mol·L-1·min-1BC d0.0625G

【详解】

(1)根据表格数据可知2~4min时Δc(NO2)=2.0mol/L-1.4mol/L=0.6mol/L，所以

v(NO2)=

1

0.6mol L

2min

=0.3mol·L-1·min-1；容器内存在平衡N2O4 2 NO2，初始通入了2mol

N2O4气体，平衡时c(NO2)=2.0mol/L，向容器中再充入4 molN2O4气体，平衡正向移动，如果达到等效平衡，则平衡时c(NO2)=6.0mol/L，但通入N2O4气体时也增大压强，所以平衡会在等效平衡的基础上逆向移动，平衡时c(NO2)小于6.0mol/L，所以NO2的浓度变化曲线

为；；

(2)A ．慢反应对总反应速率起决定作用，所以第二步反应对总反应速率起决定作用，故A 错误；

B ．活化能越大反应速率越慢，第二步为慢反应，第三步为快反应，所以第二步活化能比第三步大，故B 正确；

C ．根据三步反应可知碘蒸气为N 2O 分解的催化剂，催化剂可以增大速率常数，所以k(含碘)>k(无碘)，故C 正确；

D ．根据速率常数的表达式v=k·c(N 2O)·c 0.5(I 2)可知碘的浓度与N 2O 分解速率有关，故D 错误；

综上所述答案为BC ；

(3)①a ．催化剂只改变反应速率不影响平衡转化率，故a 不符合题意；

b ．该反应前后气体系数之和相等，所以缩小体积增大压强后反应速率加快，但平衡不移动，转化率不变，故b 不符合题意；

c ．该反应焓变小于0，为放热反应，升高温度平衡逆向移动，转化率减小，故c 不符合题意；

d ．增加CO 的浓度可以增大反应速率，同时提高N 2O 的转化率，故d 符合题意； 综上所述答案为d ；

②据图可知压强为20 MPa 、温度为T 2下，平衡时N 2O 的体积分数为40%，初始投料为10 molCO 和10 molN 2O ，设转化的N 2O 为xmol ，列三段式有：

()()()()222N O g CO g CO g N g 101000x

x x x 10-x

10-x

x

x

++起始转化

平衡

根据题意有

10-x

100%10+10

⨯=40%，解得x=2mol ，则平衡时容器内n (N 2O)= n (CO)=8mol ，n (N 2)= n (CO 2)=2mol ，该反应前后气体系数之和相等，所以可以用物质的量代替浓度计算平衡常数，所以K=

22

88

⨯⨯=0.0625；

③该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，N 2O 的体积分数变大，所以T 1>T 2，所以在D 点对反应容器升温的同时缩小体积至体系压强增大，重新达到的平衡状态可能是图中的G 点。

18．将SO 2转化为SO 3是工业上生产硫酸的关键步骤，发生反应： 2SO 2(g)＋O 2(g)

2SO 3(g) △H =-196 kJ·mol -1，某小组计划研究在相同温度下该反应的物

质变化和能量变化，他们分别在恒温下的密闭容器中加入一定量的物质，获得如下数据： 容器

编号 容器

体积/L 起始时各物质的物质的量/mol

达到平衡的时间/min

平衡时反应热量变化/kJ

SO 2 O 2 SO 3 ① 1 0.050 0.030 0 t 1 放出热量：Q 1 ②

1

0.100

0.060

t 2

放出热量：Q 2 回答下列问题：

(1)若容器①的容积变为原来的2倍，则SO 2的平衡转化率___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(2)容器①、②中均达到平衡时：t 1___________t 2，放出热量2Q 1___________Q 2(填“>”、“<”或“=”)。

(3)SO 2(g)与O 2(g)在V 2O 5作催化剂的条件下的反应历程如下： ①SO 2＋V 2O 5=SO 3＋2VO 2；

②___________(写出第2步反应的化学方程式)；V 2O 5能加快反应速率的根本原因是___________。

(4)在450℃、100 kPa 的恒温恒压条件下，SO 3的平衡体积分数随起始投料22n(SO )

n(O )

的变化

如图所示，用平衡压强(平衡压强=该物质的体积分数×总压强)代替平衡浓度，则450℃时，该反应的K p =___________。

答案：减小 > < O 2+4VO 2=2V 2O 5 催化剂通过参与反应改变反应历程，降低反应的活化能来加快化学反应速率 0.05kPa -1 【详解】

(1) 若容器①的容积变为原来的2倍，相当于减小压强，平衡逆向移动，二氧化硫的平衡转

化率减小；

(2)温度相同，容器体积相同，但容器②中投料更多，浓度更大，反应速率更快，所以达到平衡时间t 1>t 2；若容器②和容器①为等效平衡，则2Q 1=Q 2，但实际上要在等效平衡的基础上增大压强，平衡正向移动，放出的热量更多，所以2Q 1

(3)总反应-第一步反应可以得到第二步反应为O 2+4VO 2=2V 2O 5；催化剂通过参与反应，改变反应历程降低反应的活化能，从而加快反应速率；

(4)当反应物的投料比等于计量数之比时，生成物的体积分数最大，所以此条件下当

22n(SO )n(O )=2

1

时，平衡时SO 3的体积分数为40%，则平衡时p (SO 3)=40kPa ，SO 2和O 2投料

比为2：1；按照2：1的比例反应，所以平衡时二者的物质的量之比仍为2：1，则

p (SO 2)=40kPa ，p (O 2)=20kPa ；K p=2

2404020

=0.05kPa -1。

19．亚硝酸氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂。亚硝酸氯可由NO 与Cl 2在通常条件下反应得到，化学方程式为2NO(g)＋Cl 2(g)2ClNO(g)。

（1）氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酸氯，涉及如下反应：

①4NO 2(g)＋2NaCl(s)2NaNO 3(s)＋2NO(g)＋Cl 2(g) K 1 ②2NO 2(g)＋NaCl(s)NaNO 3(s)＋ClNO(g) K 2 ③2NO(g)＋Cl 2(g)

2ClNO(g) K 3

则K 1、K 2、K 3之间的关系为K 3=___。 （2）T ℃时，2NO(g)＋Cl 2(g)2ClNO(g)的正反应速率表达式为v 正=k·c n (ClNO)，测得速

率和浓度的关系如表： 序号 c (ClNO)/mol•L -1 v /mol•L -1•s -1 ① 0.30 3.6×10-8 ② 0.60 1.44×10-7 ③

0.90

3.24×10-7

n=___；k=___(注明单位)。

（3）在2L 的恒容密闭容器中充入4molNO(g)和2molCl 2(g)，不同温度下测得c (ClNO)与时间的关系如图I 。

①温度为T 1时，能作为该反应达到平衡的标志有___ (填字母)。 a.混合气体的密度保持不变 b.容器压强保持不变 c.平衡常数K 保持不变 d.气体颜色保持不变 e.v (ClNO)=v (NO)

f.NO 与ClNO 的物质的量比值保持不变 ②反应开始到10min 时v (Cl 2)=___ mol·L -1·min -1。

③温度为T 2时，10min 时反应已经达到平衡，该反应的平衡常数K =___。

（4）一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入NO(g)和Cl 2(g)，平衡时ClNO 的体积分数φ随

()()

2NO Cl n n 的变化如图II ，则A 、B 、C 三个状态中，NO 的转化率最小的是

___点；当()()

2NO Cl n n =3时，达到平衡状态时ClNO 的体积分数φ可能是D 、E 、F 三点中的

___点。

答案：2

21

K K 4.0×10-7mol•L -1•s -1 bdf 0.05 2L•mol -1 C F 【详解】

(1) 将方程式2×②-①得方程式③，则平衡常数K 3=2

-121·

K K =

2

21

K K ； (2) v 正=k c n (ClNO)，将①②两组数据代入关系式，可得8k0.3 3.610n -=⨯，7k0.6 1.4410n -=⨯，解得：n=2，k=4.0×10-7L·

mol -1·s -1； (3) ①a.容器恒容，气体质量不变，则混合气体的密度始终保持不变，所以混合气体的密度保持不变不能说明反应达到平衡状态；

b.同温同体积的条件下，压强之比等于物质的量之比，反应前后气体物质的量改变，则压强也会发生改变，容器压强保持不变说明达到平衡状态；

c.平衡常数K 只与温度有关，温度不变，K 不变，平衡常数K 保持不变不能说明反应达到平衡状态；

d.气体颜色和浓度有关，气体颜色保持不变，说明浓度不变，反应达到了平衡状态；

e.v (ClNO)=v (NO)，因没有说明是正反应速率还是逆反应速率，无法得知正逆反应速率是否相等，则不能判断是否达到平衡状态；

f.NO 与ClNO 的物质的量比值保持不变，表明NO 和ClNO 的物质的量都不变，说明反应达到了平衡状态；

综上，bdf 能够判断反应达到平衡状态；

②根据图象可知v (ClNO)=

111mol /L

0.1mol L min 10min

--⋅=⋅，同一时间段内各物质的反应速

率之比等于其化学计量数之比，据此得v (Cl 2)=

12v (ClNO)=12

×0.1mol/(L·min)=0.05mol/(L·min)； ③开始时：c (NO)=

4mol 2L =2mol/L 、c (Cl 2)=2mol

2L

=1mol/L ，根据三段式： ()()()

2

2NO +Cl 2ClNO /L 210/L 10.51/L 10.5

1

mol mol mol 起始浓度转化浓度平衡浓度

化学平衡常数()

()()

222

ClNO 22NO Cl 12L /mol 10.5

c K c c =

==⨯⨯； (4)当反应物有两种或两种以上的时候，增加其中一种反应物的浓度，其自身的转化率降低，其他反应物的转化率增加，所以

()()

2NO Cl n n 越大，NO 的转化率越低，则A 、B 、C 三个

状态中，NO 的转化率最小的是C 点；当反应物的物质的量之比等于其计量数之比时生成物的含量最大，当

()()

2NO Cl n n =3时，产物的体积分数减少，所以为F 点。

20．氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用，合成氨工业在国民生产中有重要意义。以下是关于合成氨的有关问题，请回答： (1)若在一容积为2L 的密闭容器中加入0.2mol 的N 2和0.6mol 的H 2在一定条件下发生反应:N 2(g)+3H 2(g)⇌2NH 3(g) ΔH <0，若在5分钟时反应达到平衡，此时测得NH 3的物质的量为0.2mol 。则前5分钟的平均反应速率v (N 2)=______。平衡时H 2的转化率为______%。 (2)平衡后，若提高H 2的转化率，可以采取的措施有_______(任写一项)。

(3)若在0.5L 的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下反应：N 2(g)+3H 2(g)⇌2NH 3(g) ΔH <0，其化学平衡常数K 与温度T 的关系如表所示；请完成下列问题：

①试比较K 1、K 2的大小，K 1____K 2(填“<、>、=”)

②400℃时，反应2NH 3(g)⇌N 2(g)+3H 2(g)的化学平衡常数为_____。

当测得NH 3、N 2和H 2物质的量分别为3mol 、2mol 和1mol 时，则该反应的v (N 2)正____v (N 2)

逆

(填“<、>、=”)。

答案：01mol·L-1·min-150缩小容器体积增大压强、降低温度、加入一定量的N2、增大压强>2>

【详解】

(1)若在5分钟时反应达到平衡，此时NH3的物质的量为0.2mol，由方程式可知，消耗氮气为0.1mol，容器体积为2L，则浓度是0.1mol÷2L＝0.05mol/L，则

v(N2)=0.05mol/L÷5min=0.01mol·L-1·min-1；根据方程式可知平衡时消耗的H2为0.3mol，所

以转化率为0.3mol

0.6mol

×100%=50%；

(2)该反应焓变小于0为放热反应，所以降低温度可以使平衡正向移动，氢气的转化率提高；及时移走氨气也可以使平衡正向移动，增大氢气的转化率；该反应为气体系数之和减小的反应，所以缩小体积增大压强可以使平衡正向移动，氢气的转化率增大；加入一定量的氮气也可以使平衡正向移动，氢气的转化率增大；

(3)①正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，故K1>K2；

②400℃时，反应2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数与N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的平衡常数互为倒数，则400℃时，反应2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数K=1÷0.5=2；

当测得NH3、N2和H2物质的量分别为3mol、2mol和1mol时，各物质的浓度分别为

6mol/L、4mol/L、2mol/L，所以此时浓度商Q c=

2

2

428

=

69

该反应的v(N2)正>v(N2)逆。

21．(1)Deacon发明的直接氧化法为：4HCl(g)＋O2(g)⇌2Cl2(g)＋2H2O(g)。如图为刚性容器中，进料浓度比c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系：

可知反应平衡常数K(300℃)______K(400℃)(填“大于”或“小于”)。设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)＝1∶1的数据计算K(400℃)＝_____(列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比

c(HCl)∶c(O2)过高的不利影响是______。

(2)在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压p c如图所示。

由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均______(填“增大”、“不变”或“减小”)。

答案：大于

22

4

0.420.42

(1-0.84)(1-0.21)c

⨯

⨯

HCl的转化率减小减小

【详解】

(1)根据反应方程式知，HCl平衡转化率越大，平衡常数K越大，结合图像知升高温度平衡转化率降低，说明升高温度平衡向逆反应方向进行，则K(300℃)>K(400℃)；

由图像知，400℃时，HCl平衡转化率为84%，用三段式法对数据进行处理得：

则K=

22

4

(0.42)(0.42)

(10.84)(10.21)c

⨯

-⨯-

；根据题干信息知，进料浓度比过低，氧气大量剩余，导致分

离产物氯气和氧气的能耗较高；进料浓度比过高，HCl不能充分反应，导致HCl转化率较低；

(2) SO2和NO的平衡分压的负对数随温度的升高而减小，则说明温度越高，SO2和NO的平衡分压越大，SO2和NO的含量越高，故升高温度，平衡都向逆向移动，平衡常数都减小，故答案为：减小。

22．(1)某温度时，在2L容器中A、B两种物质间的转化反应中，A、B物质的量随时间变化的曲线如下图所示，由图中数据分析得：

①该反应的化学方程式为___________；

②反应开始至4min时，B的平均反应速率为___________，A的转化率为___________。

③4min时，反应是否达到平衡状态？___________(填“是”或“否”)，8min时，

v(正)___________v(逆)(填“＞”、“＜”或“=”)。

(2)下图表示在密闭容器中反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)△H＜0达到平衡时，由于条件改变而引起反应速率和化学平衡的变化情况，a时刻改变的条件可能是___________；b时改变的条件可能是___________。

答案：2A B0.025mol/(L•min)50%否=升温减小SO3的浓度

【详解】

(1)①根据图象可知A为反应物，B为生成物，反应进行到4min时A物质的量变化为

0.8mol-0.4mol=0.4mol，B物质的量变化0.4mol-0.2mol=0.2mol，A、B反应的物质的量之比2：1，所以反应的化学方程式为2A B；

②反应开始至4min时，A物质的量变化为0.4mol，浓度是0.4mol÷2L=0.2mol/L，则A的平均反应速率为0.2mol/L÷4min=0.05mol/(L•min)，反应速率之比是化学计量数之比，则B

物质表示的反应速率是0.025mol/(L•min)，A的转化率为0.4mol

100%=50% 0.8mol

；

③根据图像可知4min时随时间变化A、B物质的量发生变化，说明未达到平衡，8min时

A、B物质的量不变，说明反应达到平衡状态，因此v(正)=v(逆)；

(2)a时逆反应速率大于正反应速率，说明平衡应向逆反应方向移动，且正逆反应速率都增大，该反应的正反应放热，应为升高温度的结果；b时正反应速率不变，逆反应速率减小，在此基础上逐渐减小，应为减小生成物的原因，即b时改变的条件可能是减小SO3的浓度。

23．用氮化硅陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。工业

上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：

3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g)，在温度T0下的2L密闭容器中，加入

0.3molSiCl4，0.2molN2，0.6molH2进行上述反应，2min后达到平衡，测得固体的质量增加了2.8g

(1)SiCl4的平均反应速率为_______

(2)平衡后，若改变温度，混合气体的平均相对分子质量与温度的关系如图所示，

下列说法正确的是____

A．该反应在T0温度下可自发进行

B．若混合气体的总质量不变，表明上述反应己达到平衡状态

C．其他条件不变，增大Si3N4的物质的量，平衡向左移动

D．按3:2:6的物质的量比增加反应物，SiCl4(g)的转化率升高

(3)下表为不同温度下该反应的平衡常数，其他条件相同时，在_____(填“T1”、“T2”、“T3”)温度下反应达到平衡所需时间最长：

温度T T1T2T3

平衡常数K 1.2 2.510

假设温度为T1时向该反应容器中同时加入c(SiCl4)=0.3mol/L， c(H2)=0.3mol/L，

c(N2)=xmol/L，c(HCl)=0.3mol/L和足量Si3N4(s)，若要使平衡建立的过程中HCl浓度减

小，x取值范围为_____

(4)该反应的原子利用率(目标产物质量与反应物总质量比值)为______(保留2位有效数字)答案：015mol·L-1·min-1AB T30≤x＜0.1524%

【详解】

(1)固体的质量增加了2.80g为Si3N4的质量，其物质的量为

2.8g

140g/mol

=0.02mol，根据方

程式可知消耗的n(SiCl4)=3n(Si3N4)=3×0.02mol=0.06mol，v(SiCl4)=

c

t

∆

∆

=

0.06mol

2L

2min

=

0.015mol/(L∙min)；

(2) A．由图可知，随温度升高，气体的平均相对分子质量增大，说明正反应为放热反应，即△H<0，反应的△S>0，△H-T△S<0时反应能够自发进行，所以任何温度下反应都能够自发进行，A正确；