化学反应的方向限度和速率

化学反应的方向、限度和速率(一)
1. 在恒温下的密闭容器中，有可逆反应：2NQ一NbQ下列不能说明反应达到了平衡状态的是(C )
A. 2O生成速率与N2O分解速率相等时
B. 混合气体平均相对分子质量保持不变时
C. NO的分子数与N2O4分子数比为2 : 1时
D. 体系颜色不再发生改变时
解析:v正(N2O4)=v逆(20)说明反应达到了平衡，故A能说明；由帀二，
m总为定值,n总为变量，当n总一定时,反应达平衡，即此时［不再变化,B 能说明反应达平衡；NQ有颜色,反应达平衡时其浓度不再变化，体系的颜色不再变化，故D能说明反应达平衡。

2. 在一恒温、恒容的密闭容器中发生反应A(s)+2B(g) —C(g)+D(g), 当下列物理量不再变化时，能够表明该反应已达平衡状态的是
(B )
A. 混合气体的压强
B. 混合气体的平均相对分子质量
C. A的物质的量浓度
D. 气体的总物质的量
解析:因反应前后气体分子数不变，故无论反应是否平衡，混合气体的
压强和气体的总物质的量都不改变；A为固态,其物质的量浓度为常数;若反应正向移动，混合气体的质量增加，则混合气体的平均相对分子质量变大，反之变小，故混合气体的平均相对分子质量不变时表明反应达到平衡状态。

3. 利用反应：2NO(g)+2CO(g) = 2CQg)+N2(g) △ H =+746.8 kJ/mol, 可净化汽车尾气，如果要同时提高该反应的速率和NO的转化率,采取的措施是(B )
A. 降低温度
B. 增大压强同时加催化剂
C. 升高温度同时充入N
D. 及时将CO和N2从反应体系中移走
解析:降低温度,反应速率减慢，且平衡左移,NO转化率降低,A错;由平衡移动原理知，增大压强平衡右移,NO转化率增大，反应速率加快，加催化剂反应速率也加快,B选项正确；升高温度平衡右移，但是同时充入N 平衡左移，无法确定最终平衡向哪个方向移动；及时将CO和N 从反应体系中移走，平衡右移,NO的转化率增大，但是反应的速率减小。

4. 在一密闭容器中发生如下反应aX(g)+bY(g) cZ(g) △ H>0,下列
说法中正确的是(B )
A. 升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动
B. 若通入稀有气体使容器体积增大，平衡不移动，则a+b=c
C. 若容器中气体的密度不再改变，则反应一定达到平衡
D. 保持容器的体积不变，增加X的量,平衡向正反应方向移动,X的转化率增大
解析：升高温度,v正、v逆均增大,平衡正向移动,A错;若容器的体积不变,则密度始终是一个定值,C错；当增加X的量,平衡正向移动，但X 的转化率减小，故D错。

5. 一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回
收:SQ(g)+2C0(g) ^^2CO(g)+S(l)
△ H<0若反应在恒容的密闭容器中进行，下列有关说法正确的是
(D )
A. 平衡前,随着反应的进行，容器内压强始终不变
B. 平衡时,其他条件不变，分离出硫,正反应速率加快
C. 平衡时,其他条件不变，升高温度可提高SQ的转化率
D. 其他条件不变，使用不同催化剂，该反应的平衡常数不变
解析：因该反应是气体体积缩小的反应，故随着反应的进行，容器内压强逐渐变小,A错误；平衡时分离出硫，因其为液态，量的变化不影响反应速率,B错误；正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，SQ转化率降低,C错误;因平衡常数只与温度有关，使用催化剂平衡常数不
变,D正确。

6. 为了探索外界条件对反应aX(g)+bY(g) —cZ(g)的影响。

以X和丫物
质的量比为a : b 开始反应，通过实验得到不同条件下达到平衡时 Z 的物质的量分数，实验结果如图所示。

以下判断正确的是(C )
A. △ H>O,a+b>c
B. △ H>0,a+b<c
C. △ H<0,a+b>c
D. △ H<0,a+b<c
解析：由图像可知随压强增大,Z 的物质的量分数增大，即增大压强平 衡右移，所以a+b>c,又因升高温度Z 的物质的量分数减小，即升高温 度平衡逆向移动，所以△ H<0b
7. I .在一定条件下，xA+yB —zC,达到平衡，试填写下列空白：
(1) 已知C 是气体，且x+y=z,加压时平衡如果发生移动，则平衡必向_ 方向移动。

(2) 若B C 是气体,其他条件不变时增加A 的用量,平衡不移动，则A 的状态为 ____________ 。

II .已知NO 和NO 4可以相互转化：2NQ(g) =NO(g) △ H<0b 现将一 定量NO 和N 2C 4的混合气体通入一体积为2 L 的恒温密闭玻璃容器中， 反应物浓度随时间变化关系如下图。

.5Q
(1) _____________________________________ 图中共有两条曲线X 和Y,其中曲线_______________________________ 表示NO浓度随时间的变化;a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是。

下列不能说明该反应已达到平衡状态的是 _______________________ 。

A. 容器内混合气体的压强不随时间变化而改变
B. 容器内混合气体的密度不随时间变化而改变
C. 容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变
D. 容器内混合气体的平均分子量不随时间变化而改变
⑵①前10 min内用NQ表示的化学反应速率v(NC2)= _________
mol/(L • min)。

②0〜15 min,反应2NO(g) 一N b O(g)的平衡常数K(b)= __________ 。

⑶反应25 min时,若只改变了某一个条件，使曲线发生如上图所示的变化,该条件可能是________________________________________________ (用文字表达);其平衡常数K(d) _________ K(b)(填“ >”、“二”或“ <”)。

(4)若要达到使NO(g)的百分含量与d点相同的化学平衡状态，在
25 min时还可以采取的措施是_________ 。

A.加入催化剂
B.缩小容器体积
C.升高温度
D.加入一定量的N2C4
解析：1.(1)因产物C是气体，且x+y二z,加压时若平衡移动，气体的系数只能是“左<右”，即A、B至少有一种为非气体，所以平衡必逆向移动。

(2)因B C为气体,若增加A的用量,平衡不移动，则A为固体或纯液体,因固体或纯液体的浓度是个常数。

II .(1)由图像看出10 min 内,X 曲线上物质的变化量为0.4 mol/L,Y 曲线上物质的变化量为0.2 mol/L,所以曲线X 表示NO 浓度随时间的 变化;平衡状态时，各物质浓度不再变化，所以b 、d 两点处于平衡状态 容器内混合气体的密度任何时间都不变化，所以不能作为平衡状态的 标志。

(2)①前 10 min 内,v(NO 2)=(0.6 mol/L-0.2 mol/L)/
10 min 二0.04 mol/(L • min);②K(b)=c(N 2O)/c 2(NQ)二呎讥= (H&nol/Lr -L/mol;(3)从图上看，在25 min 时，只增大了 c(NO 2),所以平衡常数 不会改变。

(4)因该反应只有一种反应物和一种生成物，所以在温度相 同容器体积固定时，平衡常数一定，只加入NO 或只加入NO 或压缩容 器,都与NG(g)在d 点的质量分数相同，所以选B 、B
答案：I .(1)逆反应(或向左)(2)固体或纯液体
I .(1)X b 和 d B
(2) ①0.04 ② L/mol S
(3) 增大NO 的浓度 二(4)BD
8. 如图表示某温度时，反应NbO(g) —2NO(g)在前110 s 内的反应进 行情况，请根据图像回答下列问题。

(1) ____________________________________________ 该可逆反应NOi
Nd
A) ?Ci SO M 100 no 40 S3 繼度Ano] •
L'1
d. 140
0.I2D
Cl. 100 ■o,ow D 删 0.040 口脚
达到平衡的时间段为_________________________________
⑵反应进行到70 s时，改变的条件可能是(填字母，下同),反应进行到90 s时，改变的条件可能是_______ 。

A.加入催化剂
B.扩大容器体积
C.升高温度
D.增大N2O4的浓度
(3) 90 s后若维持容器的体积不变平衡移动的方向为_________ (填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不移动”)，此时N2O的转化率(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(4) 请在图中画出反应物N2O4在0〜70 s的浓度变化曲线。

解析：(1)由图像可知反应达到平衡的时间段为60〜70 s、80〜90 s 和100 〜110 s。

(2) 反应进行到70 s时改变某一条件，可以看出NO的浓度迅速从
0.120 mol • L-1减小到0.060 mol • L-1,N2Q 的浓度从0.040 mol • L-1 减小到0.020 mol • L-1,两者的浓度都减小到原来的1/2,说明改变的条件为增大容器的体积为原来的2倍或减小压强为原来的1/2;90 s 时突然改变某一条件可以看出NO的浓度瞬间没有改变，但是N b O的浓度瞬间增大，说明改变的条件是增大了N2O的浓度。

(3) 根据(2)可知,90 s后平衡向正反应方向移动；增大N2O4的浓度,在
恒容容器中相当于增大压强，则NQ的转化率减小。

⑷从图像可知，NQ为生成物，N2C4为反应物。

60 s达到平衡时NO的浓度增大了0.120 mol •匚1,说明N2O反应过程中浓度减少了
1 1
0.060 mol • L-,因为在70 s 时N2O 的浓度为0.040 mol • L-,所以N2Q
的起始浓度为0.040 mol • L-1 +0.060 mol • L-1=0.100 mol • L-1。

答案:(1)60 〜70 s、80〜90 s、100〜110 s
(2) B D
(3) 正反应方向减小
(4)
浓度/mol -疔
(3L|4d om oin 帆附0.060 O.W C L回
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