化学反应速率与化学平衡
班级 姓名 成绩
说明：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。共150分。考试时间120分钟。可能用到的原子量：H 1 C 12 N 14 O16 Al 27 S 32 Fe 56
第Ⅰ卷（选择题，共72分）
一、选择题(本题包括8小题，每小题4分，共32分，每小题只有一个选项符合题意)
1．可逆反应2A+3B 2C+D在四种不同条件下的反应速率分别是
A．v (A) 0.5mol/ (L·min) B．v (B) 0.01mol/ (L·s)
C．v (C) 0.35mol/ (L·min) D．v (D) 0.4mol/ (L·min)
则该反应在不同条件下反应速率最快的是 （ ）
2．下列说法中正确的是 （ ）
A．凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自发的
B．自发反应在恰当条件下才能实现
C．自发反应在任何条件下都能实现
D．自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变
3．对于任何一个平衡体系，采取下列措施后,一定会使平衡移动的是 （ ）
A．加入一种反应物 B．对平衡体系加压
C．升高温度 D．使用催化剂
4．下列叙述中，不能用平衡移动原理解释的是 （ ）
A．红棕色的NO2，加压后颜色先变深后变浅
B．高压比常压有利于合成SO3的反应
C．由H2、I2(g)、HI(g)气体组成的平衡体系加压后颜色变深
D．黄绿色的氯水光照后颜色变浅
5．用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加大的是 （ ）
A．加热 B．不用稀硫酸，改用98％的浓硫酸
C．滴加少量CuSO4溶液 D．不用铁片，改用铁粉
6．如图所示，反应：X（气）+3Y（气） 2Z（气）+Q（Q＞0），在不同温度、不同压强（p1＞p2）下，达到平衡时，混合气体中Z的百分含量随温度变化的曲线应为 （ ）
7．对可逆反应4NH3（g）+ 5O2（g） 4NO（g）+ 6H2O（g），下列叙述正确的是（ ）
A．达到化学平衡时，4υ正（O2）= 5υ逆（NO ）
B．若单位时间内生成x mol NO的同时，消耗x mol NH3 ，则反应达到平衡状态
C．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减少，逆反应速率增大
D．化学反应速率关系是：2υ正（NH3）= 3υ正（H2O）
8．下列关于判断过程的方向的说法正确的是 （ ）
A．所有自发进行的化学反应都是放热反应
B．高温高压下可以使石墨转化为金刚石是自发的化学反应
C．由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程
D．同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
二、选择题（本题包括10小题，每小题4分，共40分，每小题有一个或两个选项符合题意）
9．升高温度能加快反应速率的主要原因是 （ ）
A．活化分子能量明显增加
B．降低活化分子的能量
C．增加活化分子的百分数
D．降低反应所需的能量
10．在一定温度下，反应２ＮＯ２ Ｎ２Ｏ４达平衡的标志是 （ ）
A．混合气颜色不随时间的变化
B．数值上v（NO2生成）=2v（N2O4消耗）
C．单位时间内反应物减少的分子数等于生成物增加的分子数
D．压强不随时间的变化而变化
11．将 4 mol A 气体和 2 mol B 气体在 2 L 的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：
2A（气）＋B（气） 2C（气），若经 2 s（秒）后测得 C 的浓度为 0.6 mol·L－1 ，现有下列几种说法：
① 用物质 A 表示的反应的平均速率为 0.3 mol·L－1·s－1
② 用物质 B 表示的反应的平均速率为 0.6 mol·L－1·s－1
③ 2 s 时物质 A的转化率为70％
④ 2 s 时物质 B的浓度为 0.7 mol·L－1
其中正确的是 （ ）
A．①③ B．①④ C．②③ D．③④
12．一定量的混合气体，在密闭容器中发生如下反应：
xA(气)+yB(气) zC(气)达到平衡后，测得A的浓度为0.5 mol·L-1；在恒温下将密闭容器的体积扩大为平衡时的两倍，再达到平衡时，测得A的浓度为0.3 mol·L-1。则下列的叙述正确的是 （ ）
A．x+y>z B．平衡向左移动
C．Ｂ的转化率提高 D．C的百分含量增大
13．在密闭容器中进行下列反应：M (g)＋N (g) R (g)＋2 L
此反应符合下面图像。下列叙述正确的是（ ）
A．正反应吸热，L是气体 B．正反应吸热，L是固体
C．正反应放热，L是液体 D．正反应放热，L是气体
14．一定条件下，在密闭容器内，SO2氧化成SO3的热化学方程式为：
2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g) ；△H=－a kJ·mol－1在相同条件下，要想得到2a kJ热量，加入各物质的物质的量可以是 （ ）
A．4molSO2和2molO2 B．5molSO2和3molO2
C．4molSO2和4molO2 D．2molSO2、1molO2和2molSO3
15．反应mA（固）+nB（气） pC（气）+Q在一定温度下B的体积分数（B％）与压强变化的关系如图2-11所示，下列叙述中正确的是 （ ）
①m+n＞P；②x点表示该反应的正反应速率大于逆反应速率；③n＞p；④x点比y点时的反应速率慢。
A．只有①
B．只有②④
C．只有①②④
D．只有①和③
16．完全相同的两个容器甲和乙，已知甲中装有SO2 、O2各1克，乙中装有SO2 O2各2克，在同一温度下反应，2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)达平衡时，甲中SO2的转化率为a%
，乙中SO2的转化率为b%,则 （
）
A．a% > b% B．a%< b% C．a%= b% D．无法判定
17．对于可逆反应：A(g) + 2B(g) 2C(g)；△H＞0，下列图像中正确的是 （ ）
18．将 1molSO2和1molO2通入一体积不变的密闭容器中，在一定温度和催化剂作用下，反应达到平衡，SO3为0.3mol。若此时移走0.5molO2和0.5molSO2，则重新达到平衡后，SO3的物质的量为 （ ）
A．0.3mol B．0.15mol
C．小于0.15mol D．大于0.15mol，小于0.3mol
第Ⅱ卷（非选择题，共78分）
三、本题共2小题，共19分。
19．（10分）把在空气中久置的铝片5.0
g投入盛有 500 mL
0.5 mol·L-1硫酸溶液的烧杯中，该铝片与硫酸
反应产生氢气的速率与反应时间可用如右的坐标曲
线来表示，回答下列问题：
（1）曲线由0→a段不产生氢气的原因_______
___________________________,有关的化学方程式为:__________________ ；
（2）曲线由a→b段产生氢气的速率较慢的原因________________________________；
（3）曲线由b→c段，产生氢气的速率增加较快的主要原因_______________________；
（4）曲线由c以后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因________________________。
20．（9分）现有可逆反应A(g)＋B(g) 3C(g)，下图中甲、乙、丙分别表示在不同的条件下，生成物C在反应混和物中的百分含量(C%)和反应时间的关系：
（1）若甲图中两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂时的情况，则___曲线是表示有催化剂时的情况。
（2）若乙图中的a曲线表示200℃和b曲线表示100℃时的情况，则此可逆反应的正反应是_____热反应。
（3）若丙图中两条曲线分别表示不同压强下的情况，则____曲线是表示压强较大的情况。
四、本题共4小题，共44分。
21．（10分）在20L恒容的密闭容器中，加入3mo1SO3(g)和lmo1氧气，在一定温度下使其反应，反应至4min时，氧气的浓度为0.06mol／L，当反应到8min时，反应到达平衡，此时三氧化硫浓度c (SO3)= amol／L。
（1）0min～4min内生成O2平均速率v(O2)= mol/L·min
（2）达到平衡时c (O2)=c(SO2)，则a= mol/L，在下列
坐标系中作出0min～8min及之后SO2、O2、SO3浓度
随时间变化曲线.
（3）若起始时按下表数据投料，相同温度下达到平衡时，
三氧化硫浓度大于a mol/L的是
| A | B | C | D | |
| SO3 | 1mol | 3mol | 3mol | 0mol |
| SO2 | 2mol | 1.5mol | 0mol | 6mol |
| O2 | 2mol | 1mol | 0mol | 5mol |
22．（10分）将1mol I2(g)和2mol H2(g)置于某2L密闭容器中，在一定温度下发生反应：
I2(g)+H2(g) 2HI(g); ΔH<0，并达到平衡。HI的体积分数Φ(HI)随时间变化如图曲线（II）所示：
（1）达平衡时，I2(g)的物质的量浓度为 mol·L-1。
（2）若改变反应条件，在某条件下Φ(HI)的变化如曲线（I）
所示，则该条件可能是 （填入下列条件的序号）。
①恒容条件下，升高温度
②恒容条件下，降低温度
③恒温条件下，缩小反应容器体积
④恒温条件下，扩大反应容器体积
⑤恒温、恒容条件下，加入适当催化剂
（3）若保持温度不变，在另一相同的2L密闭容器中加入a mol I2(g)、b mol H2(g)和c mol HI(g)(a、b、c均大于0)，发生反应达平衡时，HI的体积分数仍为0.60,则a、b、c的关系为 (用一个含a、b、c的代数式表示)。
23．（12分）在一固定容积的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行反应：
A(g)+2B(g) 3C(g)，已知加入1molA和3molB且达平衡后生成a molC，问：
（1）平衡时C在反应混合气体中的体积分数是_______（用字母a表示）。
（2）在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2molA和6molB，达平衡后，C的物质的量为______mol（用字母a表示）。此时C在反应混合气中的体积分数__ _（填增大、减少或不变）。
（3）在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2molA和8molB，若要求平衡后C在反应混合气中的体积分数不变，则还应加入C_____mol。
（4）在同一容器中加入n molA和3n molB，在平衡时C的物质的量为mmol，若改变实验条件，可以使C的物质的量在m～2m之间变化，那么n与m的关系应是_____(用字母m、n表示)。
24．（12分）在一定温度下，把2.0体积N2和6.0体积H2通入一个带活塞的体积可变的容器中，活塞的一端与大气相通，如图所示。容器中发生的反应如下：
N2＋3H2 2NH3（正反应放热）
若反应达到平衡后，测得混合气体为7.0体积。试回答：
（1）保持上述反应温度不变，设a、b、c(a∶b=1∶3)分别代表初始加入的N2、H2和NH3的体积，如果反应达到平衡后，混合气体中各物质的体积分数仍与上述平衡完全相同。那么：
①若a=1.0，c=2.0，则b=___________。在此情况下，反应起始时将向___________方向进行（填“正”或“逆）。
②若规定起始时反应向逆方向进行，则c的范围是_______。（用含a、b的式子表示）。
（2）在上述装置中，若需控制平衡后混合气体为6.5体积，则可采取的措施是______
原因是___________________________________。
五、本题共1小题，共15分。
25．（15分）某化工厂在硫黄矿为原料生产硫酸。若空气中氧气的体积分数按20%计算且不考虑各生产阶段的物质损失，回答下列问题。
（1）已知2SO2（g）+O2(g) 2SO3（g），△H<0。生产中，为了提高SO2的转化率，
依据化学平衡原理所确定的条件或措施有 （填序号）。
a．原料在进入焚硫炉之前先粉碎 b．使用V2O5做催化剂
c．接触室中不使用很高的温度 d．用过量的空气跟SO2反应
e．接触氧化在常压下进行
（2）如果生产98%的硫酸10t，需要原料硫黄的质量为 t，需要消耗空气的体积（标准状况）为 m3。
（3）该厂每天消耗空气2.24×104m3（标准状况），生产98%的硫酸a t。若在SO2催化氧化时不再补充空气，并假设生产过程中硫酸的产率为100%，当硫燃烧后的混合气体中氧气的体积分数为b时，a= （用b表示），b的取值范围是 。
化学反应速率与化学平衡
参考答案
1．答案：D 解析：当出现同一化学反应用不同反应物或生成物表示的反应速率时，要比较几种情况下反应速率快慢，只需将它们转化为同一物质的速率变化后即可得出结论。
2．答案：B 解析：放热反应常常是容易进行的过程，吸热反应有些也是自发反应；自发反应的熵不一定增大，可能减小，也可能不变。过程的自发性只能用于判断过程的方向，是否能实现还要看具体的条件。
3．答案：C 解析：因为任何化学反应都存在热效应，所以改变（升高）温度，平衡必然向着反应吸热的方向移动。
4．答案：C 解析：对于反应前后气体体积改变的化学反应，只要是改变压强，平衡肯定移动。A中加压后颜色先变深后变浅，是由于加压体积变小，二氧化氮的浓度突然增大，而后平衡向生成四氧化二氮的方向移动，使得二氧化氮的浓度又降低；B中因为生成SO3的反应是一个气体体积缩小的反应，高压使平衡向生成SO3的方向移动。D中是由于HClO分解后导致氯水中Cl2的溶解平衡发生移动，使溶液中Cl2浓度降低。
5．答案：B 解析：本题考查条件对反应速率的影响。如对反应体系升高温度、浓度增大（增大接触面积）、体系加压（有气体参加的反应）。在C中，是形成原电池加快反应速率；而B中，当改用浓硫酸后，溶液中氢离子的浓度反而减小，故选B。
6．答案：C 解析：由于正反应是气体体积减小的放热反应，所以压强越大、温度越低，Z的百分含量增大，故选C。
7．答案：Ａ 解析：本题综合考查化学平衡的建立及外界条件对化学反应速率的影响。根据不同物质表示同一反应时的速率关系可知，υ正（O2）：υ逆（NO ）＝５：４，υ逆（NO ）＝４/５υ正（O2）代入Ａ中表达式知Ａ正确。NO的生成与NH3的消耗同时表示正反应在任意时刻都成比例，故Ｂ不正确。达到平衡时，增加容器体积，反应物、生成物浓度同时减少，正逆反应速率同时减少，Ｃ不正确。在反应的任意状态总有υ正
（NH3）：υ正（H2O）＝４：６，即３υ正（NH3）= ２υ正（H2O），Ｄ不正确。
8．答案：C 解析：本题注意用反例法分析。有些吸热反应也可以自发进行，如在常温下
2N2O5== 4NO2 + O2的反应；自发反应是体系能量趋于降低的反应，而石墨转化为金刚石是体系能量增加；对于同一种物质而言，气态时的熵值最大，液态时次之，气态时最小。
9．答案：C 解析：在浓度一定时，升高温度，反应物分子的能量增加，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子，从而增加了反应物分子中活化分子的百分数，使有效碰撞次数增多，因而使反应速率增大。此外，由于温度升高，会使分子的运动加快，这样单位时间里反应物分子间的碰撞次数增加，反应速率也会相应加快。但前者是反应加快的主要原因。
10．答案：AD 解析：因为该反应如果达平衡，混合物体系中各组分的浓度与总物质的量均保持不变，即颜色不变，压强、平均分子量也不变。因此可作为达平衡的标志A、D。注意，若题目将“平均分子量也不变”也设置在选项中，也应该选上。
11．答案：B 解析：由2秒后C的浓度为0.6 mol·L－1，可以知道A表示的平均反应速率是0.3mol·L－1·s－1，B表示的平均反应速率是0.15mol·L－1·s－1，故①正确，②错误。再由方程式计算出2秒时A的转化率为30%，B的浓度为0.7 mol·L－1，故④正确，③错误。
12．答案：AB 解析：本题可采用假设思维法，即：假定当体积扩大为原平衡时的两倍后，平衡不移动，则有A的浓度应为0.25 mol·L－1，现在测得A的浓度是0.3 mol·L－1，说明平衡发生逆向移动。然后依据体积增大（即压强减小）对化学平衡的影响规律即可解答。
13．答案：D 解析：题给反应的正反应是一个气体体积缩小的放热反应，图像中的三条曲线表示生成物R的含量在不同温度、压强下，不同反应时间的变化情况。依据“定一议二”法，确定T1＞T2，P1＜P2，进一步推出正反应是放热反应，且L为气体，故选D。
14．答案：B 解析：本题的实质是热化学方程式及焓变的意义理解。在热化学方程式中，△H表示完全燃烧2 molSO2时放出的热量，要想得到2a kJ热量，必须加入过量SO2和O2，故选B。学生做题时很容易当成一个等效平衡题来分析，则可能会找不到思路。
15．答案：B 解析：题给反应中A是固态，压强的改变对A的浓度没有影响。由题给曲线图可知，随压强的增大，B％也增大，即增大压强时平衡逆向移动，故该反应的正反应是气体体积增大的反应，可知n＜P。
x点和y点都在曲线的线外，而不在曲线上，即x点和y点都是未达平衡状态的点。x点时，B％大于平衡时B％，要使x点趋向平衡则应使B％减小，即应使平衡正向移动，故x点时正反应速率大于逆反应速率。y点时，B％小于平衡时B％，要使y点趋向平衡则应使B％增大，即应使平衡逆向移动，故y点时正反应速率小于逆反应速率。
x点时的压强小于y点时的压强，根据压强对化学反应速率的影响，可知x点时的反应速率小于y点时的反应速率。故答案选B。
16．答案：B 解析：建立这样的模型，把乙中的SO2 、O2平均分成2份，每份为1克 SO2和 O2，然后，在与甲相同的容器中建立两个完全相同的平衡状态。如：
|
|
|
V V V
然后把两个容器中的物质压缩到一个容器中去，而对于2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ,压缩，平衡右移，故SO2的转化率增大。
17．答案：Ｄ 解析：本题考查外界条件对化学反应速率和限度的影响。压强增大，正逆反应速率都增大，故Ａ不正确。对于达到平衡的该反应，在某一时刻正逆反应突然都增大，应是压强增大或温度升高；由于正反应是体积缩小的吸热反应，增大压强或升高温度，正反应速率增幅应更大，Ｂ不正确。温度越高，到达平衡用时越短，500℃时应先达平衡，故Ｃ不正确。在不同温度下，温度越高，到达平衡用时越短，且升高温度，平衡逆向移动，Ａ％降低，故Ｄ正确。
18．答案：C 解析：移走0.5molSO2和0.5molO2相当于超始时只有0.5molSO2和0.5gmolO2，若将此时的容积缩小为厚容器容积的一半，则前后为等效平衡SO3的物质的量为0.15mol；再将容器扩大到原容积，平衡逆向移动，则SO3的物质的量小于0.15mol。
19．（1）在空气中久置的铝片表面存在氧化膜（Al2O3），Al2O3与硫酸反应不产生氢气；Al2O3+
3H2SO4
Al2(SO4)3 + 3H2O。
（2）反应开始阶段温度较低，导致反应速率较慢。
（3）因为金属与酸的反应是放热反应，随着反应的进行，放出的热量使体系温度升高，导致产生气体的速率明显加快。
（4）随着反应的进行，溶液中c(H+)逐渐减小，反应物的浓度降低，导致反应速率逐渐下降。
20．解析：（1）中考查催化剂对反应速率及转化率的影响，催化剂一般是加快化学反应速率，缩短到达平衡所用的时间，不能提高反应物的转化率，故选a。（2）中考查温度对反应热效应的影响，根据“先拐先平”的原则，a曲线先达到平衡，说明a曲线情况是温度高；再根据温度升高，平衡向着体系温度降低的方向移动，即该可逆反应的正反应是吸热反应。（3）中考查压强对反应速率及转化率的影响，压强增大，反应速率加快，反应首先达到平衡，即b曲线先达到平衡；再根据压强增大，C%反而降低，说明正反应是气体体积增大的反应，跟题意相一致，故选b。
答案：（1）a （2）吸 （3）b
21．（1） 0.025mol/L. min
（2）a=0.05 mol/L 图象如右
（3）BD
22．（1） 0.05； （2） ③⑤； （3） 2b-4a=c
23．解析：（1）中是化学平衡的基本计算：
A(g) + 2B(g) 3C(g)
起始： 1mol 3mol 0
转化：-a/3mol -2a/3mol +a mol
平衡：（1-a/3）mol （3-2a/3）mol a mol
依题意解得：C在反应混合气体中的体积分数是a/4。
（2）中属于等效平衡问题，C的体积分数不变，物质的量是原来的2倍。
（3）中必须保证将C转化为A和B，且此时n(A)：n(B)=1:3即可。
（4）中若C的物质的量为m时，求得：n>m/3；若C的物质的量为2m时，求得：n>2m/3；综合两种情况，n与m的关系应是n>2m/3。
答案：（1）a /4 （2）2a ，不变 （3）6。 （4）n>2m/3
24．解析：(1)题设反应是在恒温恒压下进行的，恒温恒压建立等效平衡的条件是：相同物质的投料比相等(若投料物质不一样，可依化学方程式转化后再作比较)。就本题而言，不论向原平衡体系中充入任意体积的NH3，还是充入任意体积的比例符合V(N2)∶V(H2)=2.0∶6.0=1∶3的N2和H2的混合气体，建立新平衡后，混合气体中各气体的体积分数都与原平衡体系中同种物质的体积分数相同。
先求原平衡体系中N2、H2、NH3的体积：V(N2)、V(H2)、V(NH3)
N2 ＋ 3H2 2NH3 ～ ΔV
1 3 2 1＋3－2
2.0－V(N2) 6.0－V(H2) V (NH3) 2.0＋6.0－7.0
V(N2) = 1.5，V(H2) = 4.5，V(NH3)=1.0
则a =1.0，c =2.0时，b的求法为：
N2 ＋ 3H2 2NH3
V平 1.5 4.5 1.0
① 1.0 b 2.0
因为NH3投入的多少对等效平衡无影响，所以 
b=3.0
若求起始时，反应向逆反应方向进行的c的范围，须先求加入多少c平衡不移动，即在已充入a体积N2和b体积H2的前提下，先求c的平衡不动量。当然，这时a、b应为已知量。设平衡不移动时充入NH3的体积为x
N2 ＋ 3H2 2NH3
V平 1.5 4.5 1.0
② a b x
则当
时，平衡不移动，解得：x=
（或x=
）
所以，当c＞（或c＞）时；起始时反应逆向进行。
答案：（1）①3.0
逆 ②c＞ （或c＞） （2）适当降温或加压 降温或加压，平衡向正反应方向移动，气体总物质的量减少
25．（1）c d （2）3.2t 1.68×104
（3）a=20－100b ； 0.067≤b＜0.2 （0.067写成1/15得分）