高考化学一轮复习 专题八 化学反应速率和化学平衡 考点3 综合运用对点训练

综合运用

1．(双选)在体积均为1.0 L的两恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉，再分别加入0.1 mol CO2和0.2 mol CO2，在不同温度下反应CO2(g)＋C(s)说法正确的是( )

2CO(g)达到平衡，平衡时

CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上)。下列

A．反应CO2(g)＋C(s)===2CO(g)的ΔS>0、ΔH<0 B．体系的总压强p总：p总(状态Ⅱ)>2p总(状态Ⅰ) C．体系中c(CO)：c(CO，状态Ⅱ)<2c(CO，状态Ⅲ) D．逆反应速率v逆：v逆(状态Ⅰ)>v逆(状态Ⅲ) 答案 BC

解析 由图可知，升高温度，c(CO2)降低，即平衡正向移动，所以该反应为吸热反应，ΔH>0，A项错误；相同温度下，图中Ⅱ点所在曲线对应的c(CO2)高，表示通入0.2 mol CO2，则Ⅰ点所在曲线表示通入0.1 mol CO2，Ⅰ点和Ⅱ点的c(CO2)相等，由图知参加反应的CO2的物质的量：Ⅱ点大于Ⅰ点的2倍，且该反应为气体分子数增多的反应，同时Ⅱ点的温度比Ⅰ点高，所以体系的总压强p总：p总(状态Ⅱ)>2p总(状态Ⅰ)，B项正确；状态Ⅱ中CO2的投入量为状态Ⅲ的2倍，因状态Ⅱ压强比状态Ⅲ大，而加压平衡逆向移动，则状态Ⅱ中的c(CO)小于状态Ⅲ中c(CO)的2倍，C项正确；状态Ⅲ比状态Ⅰ的温度高，温度越高，反应速率越快，所以状态Ⅲ的反应速率快，D项错误。

2．臭氧是理想的烟气脱硝试剂，其脱硝反应为2NO2(g)＋O3(g)

A B N2O5(g)＋O2(g)，若

反应在恒容密闭容器中进行，下列由该反应相关图象作出的判断正确的是( )

1

升高温度，平衡常数减小 续表 C D 0～3 s内，反应速率为 v(NO2)＝0.2 mol·L－1 达平衡时，仅改变x，则x为c(O2) t1时仅加入催化剂，平衡正向移动 答案 A 解析 A项，由图象可知，该可逆反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应Δc方向移动，平衡常数减小，正确；v(NO2)＝

－1

－1

NO2

＝

Δt1.0－0.4 mol·L

＝0.2 mol·L

3 s

－1

·s，B项错误，单位不对；使用催化剂可加快反应速率，但不能使平衡发生移动，C项3．在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16 mol充入10 L恒容密闭容器中，发生反

错误；D项，若x为c(O2)，则O2浓度增大，NO2的转化率减小，与图象不符，D项错误。 应X(g)＋Y(g)

2Z(g) ΔH<0，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表：

t/min n(Y)/mol 下列说法正确的是( ) 2 0.12 4 0.11 7 0.10 9 0.10 A．反应前2 min的平均速率v(Z)＝2.0×10 mol/(L·min) B．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前v(逆)>v(正) C．该温度下此反应的平衡常数K＝1.44

D．其他条件不变，再充入0.2 mol Z，平衡时X的体积分数增大 答案 C

－3

2

0.16 mol－0.12 mol

10 L－3

解析 A项，反应前2 min的平均反应速率v(Y)＝＝2.0×10

2 minmol/(L·min), 由反应方程式可知v(Y)∶v(Z)＝1∶2，则v(Z)＝4.0×10 mol/(L·min); B项，ΔH<0，该反应的正反应为放热反应，其他条件不变，降低温度时，平衡向正反应方向移动，达到新平衡前v(正)>v(逆)；C项，该温度下7 min时反应已达平衡，若设在此过程中Y消耗的物质的量为Δn，则

X(g) ＋ Y(g)

2Z(g)

始 0.16 mol 0.16 mol 0 变 Δn Δn 2Δn 平 0.10 mol 0.10 mol 2Δn Δn＝0.16 mol－0.10 mol＝0.06 mol

Z

＝＝1.44；D项，该反应前后气体总

X·cY0.10 mol0.10 mol

×10 L10 L

－3

平衡常数K＝

c2

?0.12 mol?2

?10 L???

c体积不变，压强对平衡没有影响，再充入0.2 mol Z，达到的新平衡状态与原平衡等效，故X体积分数不变。

4．Bodensteins研究了下列反应：

2HI(g)

H2(g)＋I2(g)

在716 K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：

t/min x(HI) x(HI) 0 1 0 20 0.91 0.60 40 0.85 0.73 60 0.815 0.773 80 0.795 0.780 120 0.784 0.784 (1)根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为________。 (2)上述反应中，正反应速率为v正＝k正x(HI)，逆反应速率为v逆＝k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆为________(以K和k正表示)。若k正＝0.0027 min，在t＝40 min时，v正＝________min。

(3)由上述实验数据计算得到v正～x(HI)和v逆～x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为________(填字母)。

－1

－1

2

3

0.108×0.108－3

答案 (1) (2)k正/K 1.95×10 2

0.784(3)A、E

解析 (1)设开始加入的HI为x mol，达平衡时转化的HI是a mol，则 2HI(g)

H2(g) ＋ I2(g)

开始/mol x 0 0 转化/mol a

22平衡/mol x－a 22

aaaaaa22x－a所以＝0.784，得a＝0.216x，K＝

xx－a2

×

2

＝

0.108×0.108

。 2

0.784

k正x2HI

(2)达平衡时，v正＝v逆，k正x(HI)＝k逆x(H2)x(I2)，k逆＝＝k正/K。v正

xH2xI2

＝k正x(HI)，在40 min时，x(HI)＝0.85，所以v正＝0.0027 min×0.85×0.85＝1.95×10

－3

2

－1

min。

(3)升高温度，正、逆反应速率都增大，但平衡正向移动，HI的物质的量分数减小，H2

－1

的物质的量分数增大，分析题图，反应重新达到平衡时，相应的点分别是A、E。

5．研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应： 2NO2(g)＋NaCl(s)

NaNO3(s)＋ClNO(g) 2ClNO(g) K2 ΔH2<0 (Ⅱ)

2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数K＝________(用K1、

K1 ΔH1<0 (Ⅰ)

2NO(g)＋Cl2(g)(1)4NO2(g)＋2NaCl(s)

K2表示)。

(2)为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响，在恒温条件下，向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2，10 min时反应(Ⅱ)达到平衡。测得10 min内v(ClNO)＝7.5×10

4

－3