专题7 化学反应速率与化学平衡
第一单元 化学反应速率
1.(2010年天津五校联考)一定量的Fe与过量的稀硫酸反应制取氢气,一定温度下为加快反应速率而又不影响氢气的量,可向其中加入( )
A.KCl固体 B.Zn 粉
C.SO3 固体 D.CuSO4 晶体
解析:选C。A项KCl固体不影响反应速率,B项Zn粉影响产生H2的量,D项加入CuSO4晶体,Fe参加置换Cu的反应,虽加快反应速率,但减少H2的量,故A、B、D不正确;加入SO3固体,增大了稀H2SO4的浓度,加快了反应速率而又不影响氢气的量,正确。
2.(2011年广州模拟)用于净化汽车尾气的反应:2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g),已知该反应速率极慢,570 K 时平衡常数为1×1059。下列说法正确的是( )
A.装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或CO
B.提高尾气净化效率的常用方法是升高温度
C.提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂
D.570 K时该反应正向进行的程度很大,故使用催化剂并无实际意义
解析:选C。已知反应为可逆反应,故排出的气体中含有CO2、N2、NO、CO;汽车尾气处理时升高温度是不现实的;使用催化剂可以提高反应速率。
3.在温度不变、恒容的容器中进行反应H2 2H ΔH>0,若反应物的浓度由0.1 mol•L-1降到0.06 mol•L-1需20 s,那么由0.06 mol•L-1降到0.036 mol•L-1,所需反应时间应( )
A.等于10 s B.等于12 s
C.大于12 s D.小于12 s
解析:选C。按浓度变化比例计算需12 s,但反应物浓度小时反应速率小。
4.(2011年宁波高三模拟)为了说明影响化学反应快慢的因素,甲、乙、丙、丁四同学分别设计了如下A~D四个实验,你认为结论不正确的是( )
A.将相同大小、形状的镁条和铝条与相同浓度的盐酸反应时,两者速率一样大
B.在相同条件下,等质量的大理石块和大理石粉与相同浓度的盐酸反应,大理石粉反应快
C.将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照射下,会发现光照可以加快浓硝酸的分解
D.两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾,其中一支试管中再加入少量二氧化锰,同时加热,产生氧气的快慢不同
解析:选A。考虑外界因素对化学反应速率的影响时,要针对同一反应研究。A中Mg、Al的金属活泼性不同,与同浓度的盐酸反应速率不同。
5.一定温度下,在恒容密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B(g) 3C(g),若反应开始时充入2 mol A和2 mol B,达到平衡后A的体积分数为a%。其他条件不变时,若按下列四种配比作为起始物质,平衡后A的体积分数大于a%的是(双选)( )
A.2 mol C
B.2 mol A,1 mol B 和 1 mol He(不参加反应)
C.1 mol B 和 1 mol C
D.2 mol A,3 mol B 和 3 mol C
解析:选AB。将选项中的各种配比全部转化为起始时A和B的物质的量并与题给平衡进行对比分析:
起始物质的量(mol)
2A(g)+B(g) 3C(g) 平衡时φ(A)
已知 2 2 0 a%
A 43 23 0 >a%
B 2 1 0 >a%
C 23 43 0 <a%
D 4 4 0 =a%
由于反应2A(g)+B(g) 3C(g)是一个气体体积不变的反应,因此当n(A)∶n(B)=1∶1时,即与“已知”构成等效平衡,平衡时φ(A)=a%,如选项D;当n(A)∶n(B)>1时,A的体积分数必然增加,φ(A)>a%,如选项A;当n(A)∶n(B)<1时,B的体积分数增加,φ(A)<a%,如选项C;选项B和已知平衡相比,相当于将1 mol B换成了1 mol He,总物质的量仍为4 mol,但平衡向左移动使n(A)平增大,所以φ(A)>a%。
6.合成氨反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ•mol-1,在反应过程中,正反应速率的变化如下图。下列说法正确的是( )
A.t1时升高了温度 B.t2时使用了催化剂
C.t3时增大了压强 D.t4时降低了温度
解析:选B。t1时正反应速率增大,可能是升高温度,也可能是增大压强或改变其他外界条件;t2时速率增大,但平衡未移动,使用了催化剂;t3时速率减小,平衡向逆反应方向进行,故应为减小压强;t4时降低了NH3的浓度。
7.可逆反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0在一定条件下达到平衡状态,时间为t1时改变条件。化学反应速率与反应时间关系如图。下列说法中正确的是( )
A.维持温度、反应体系体积不变,t1时充入SO3(g)
B.维持压强不变,t1时升高反应体系温度
C.维持温度不变,t1时扩大反应体系体积
D.维持温度、压强不变,t1时充入SO3(g)
解析:选D。维持温度、反应体系体积不变,t1时充入SO3(g)瞬间会导致v(逆)增大,v(正)不变,A错误;维持压强不变,t1时升高反应体系温度会导致v(逆)增大,v(正)也增大,B错误;维持温度不变,t1时扩大反应体系体积会导致v(逆)、v(正)都减小,C错误;维持温度、压强不变,即在恒压容器中,t1时充入SO3(g)会导致v(逆)增大,v(正)减小,D正确。
8.在一密闭容器中加入A、B、C三种气体,保持一定温度,在t1~t4(s)时刻测得各物质的浓度如下表。据此下列结论正确的是(双选)( )
测定时刻/s t1 t2 t3 t4
c(A)/mol•L-1 6 3 2 2
c(B)/mol•L-1 5 3.5 3 3
c(C)/mol•L-1 1 2.5 3 3
A.在t3时刻反应已经停止
B.A的转化率比B的转化率低
C.在容器中发生的反应为:2A+B C
D.在t2~t3内A的平均反应速率为[1/(t3-t2)]mol/(L•s)
解析:选CD。从表中数据可知,t3时刻反应达到平衡,故A错;A的转化率大于B的转化率,故B错;达到平衡时A、B、C的浓度变化量分别是4 mol•L-1、2 mol•L-1、2 mol•L-1,故C正确;v(A)=ΔcAt=1 mol•L-1t3-t2s,D正确。
9.(2009年高考福建卷)某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH3COCH3+Br2HCl,CH3COCH2Br+HBr)来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定