专题八 化学反应速率和化学平衡（第2课时）化学平衡
1．(2016·9月台州市选考教学质量评估，18)某温度时，反应X(g)
－1
4Y(g)＋Z(g) ΔH＝－Q kJ·mol，在2 L的恒容密闭容器中进行，X的浓度随时间变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A．2 min内，X的平均反应速度为0.25 mol·L·min B．第5 min时，该反应达到平衡状态
C．第5 min后，Y的生成速率与X的消耗速率相等且保持不变 D．5 min内，反应放出的热量为1.6Q kJ
0.9 mol/L－0.4 mol/L解析 A项，v(X)＝＝0.25 mol/(L·min)，正确；B项，第5 min
2 min之后c(X)不再变化，说明反应已达到平衡，正确；C项，反应速率之比等于化学计量数之比，故Y的生成速率是X的消耗速率的4倍，5 min后反应达到平衡，速率不再变化，错误； D项，X(g)
4Y(g)＋Z(g) ΔH＝－Q kJ/mol
－1
－1
1 mol Q kJ 0.8 mol/L×2 L x
x＝1.6Q kJ，正确。
答案 C
2．(2016·浙江4月学考，30节选)氨气及其相关产品是基本化工原料，在化工领域中具有重要的作用。
以铁为催化剂，0.6 mol氮气和1.8 mol氢气在恒温、容积恒定为1 L的密闭容器中反应生成氨气，20 min后达到平衡，氮气的物质的量为0.3 mol。
(1)在第25 min时，保持温度不变，将容器体积迅速增大至2 L并保持恒容，体系达到平衡时N2的总转化率为38.2%，请画出从第25 min起H2的物质的量浓度随时间变化的曲线。
1
(2)该反应体系未达到平衡时，催化剂对逆反应速率的影响是________(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析 (1)根据反应式计算，20 min后达到平衡，氮气的物质的量为0.3 mol时，则氢气的物质的量为0.9 mol。在第25 min时，保持温度不变，将容器体积迅速增大至2 L并保持0.9 mol－1恒容，此时c(H2)＝＝0.45 mol·L，开始按0.6 mol氮气和1.8 mol氢气投料，
2 L即n(N2)∶n(H2)＝1∶3时，H2的总转化率等于N2的总转化率为38.2%，平衡时，c(H2)＝1.8 1－0.382－1
mol×＝0.556 mol·L。取(25，0.45)和(X，0.56)两个点用光滑曲线连接起来，
2 L其中X大于25且在X点后浓度不再改变。见答案图。
(2)催化剂(指正催化剂)对化学反应起到加快速度的作用，在反应体系中，无论是正反应还是逆反应速率均同等程度增大，所以催化剂对逆反应速率的影响也是增大。 答案 (1)
(2)增大
3．(2016·9月台州市选考教学质量评估，30)(加试题)工业上以CO2和NH3为原料合成尿素。该反应过程为：
2
反应1：CO2(g)＋2NH3(g) 反应2；NH2COONH4(s) 反应3：CO2(g)＋2NH3(g)
NH2COONH4(s) ΔH1 CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH2 CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH3＜0
(1)K1、K2、K3分别为反应1、反应2、反应3对应的平衡常数，K2随温度变化的曲线如图1所示，则K1对应的是________(选填“曲线1”或“曲线2”)，理由是________。
图1
(2)现将CO2和NH3按下图比例充入体积为10 L的密闭容器中发生反应1，经15 min达到平衡，CO2、NH3物质的量浓度的变化曲线如图2所示。
图2
①若保持温度和体积不变，在第25 min时再向该容器中充入1 mol CO2和2 mol NH3，请画出从第25 min起NH3的物质的量浓度随时间变化曲线。
②若保持温度和压强不变，再向容器中充入3 mol CO2，则此时v正________v逆(选填“＞”、“＜”或“＝”)。
(3)羟胺NH2OH可以看作是NH3分子内的一个氢原子被羟基取代的衍生物，具有较强的还原性，可将AgBr还原为金属Ag，同时产生一种无色有甜味的气体X，高温下1 mol气体X分解生成0.5 mol O2和1 mol单质Y。
①写出NH2OH与AgBr反应的化学方程式_________________________。
②NH2OH水溶液呈弱碱性，室温下其电离平衡常数K＝9.0×10，某NH2OH水溶液中NH3OH
－9
＋
3
的物质的量浓度为3.0×10mol·L，则该溶液中NH2OH的电离度为________(忽略水的电离)。
③以硝酸、硫酸水溶液作电解质进行电解，在汞电极上NO3可转化为NH2OH，以铂为另一极，则该电解反应的化学方程式_________________________。
解析 (1)由图1可知，升高温度，K2增大，根据平衡常数的性质可知，该反应②为吸热反应，由盖斯定律可知ΔH1＝ΔH3－ΔH2，又因ΔH3＜0，ΔH2＞0，所以ΔH1＜0。 (2)①由反应①可知K＝
1
，起始时加入的n(NH3)∶n(CO2)＝2∶1，故平衡
c（CO2）·c2（NH3）
－
－6－1
后的c(NH3)∶c(CO2)＝2∶1，当保持恒温恒容时，再加入2 mol NH3和1 mol CO2 时，达到平衡时K不变，故c(NH3)和c(CO2)仍与原平衡相等，且达到平衡的时间要比原平衡建立的时间短。
②原平衡时n(CO2)＝0.1×10＝1 mol n(NH3)＝2 mol 再加3 mol CO2后，体积由10 L变为20 L， 2
此时c(CO2)＝0.2 mol/L c(NH3)＝＝0.1 mol/L
20
Qc＝
11
＞K＝
0.2×0.1×0.10.1×0.2×0.2
故平衡向逆反应方向移动即v逆＞v正。
高温
(3)①由题中无色有甜味气体可能是N2O，又知2N2O=====O2＋2N2 因此可知X即为N2O，故方程式为： 2NH2OH＋4AgBr===4Ag＋N2O↑＋4HBr＋H2O。 ②NH2OH＋H2O
－6
NH3OH＋ OH
－6
－6
＋－
(a－3.0×10)mol/L 3.0×10mol/L 3.0×10mol/L （3.0×10）－9
K＝＝9×10 －6
（a－3.0×10）解得a＝1×10mol/L
3.0×10mol/L
故NH2OH的电离度为×100%＝0.30%； －3
1×10mol/L
③由题意可知阴极反应物为NO3，产物为NH2OH，阳极产物为O2，故电解反应为2HNO3＋电解
2H2O=====2NH2OH＋3O2↑。
答案 (1)曲线2 由图1可知，随着温度升高，K2增大，则ΔH2＞0，根据盖斯定律又得ΔH3＝ΔH1＋ΔH2，已知ΔH3＜0所以ΔH1＜0，曲线2符合随着温度升高，K1减小
4
－－6
－3－6
2
(2)①
②＜
(3)①2NH2OH＋4AgBr===4Ag＋N2O↑＋4HBr＋H2O ②0.30%
电解
③2HNO3＋2H2O=====2NH2OH＋3O2↑
4．(2015·浙江9月选考，30)氮化铝(AlN)是一种人工合成的非氧化物陶瓷材料，可在温度高于1 500 ℃时，通过碳热还原法制得。实验研究认为，该碳热还原反应分两步进行：①Al2O3 在碳的还原作用下生成铝的气态低价氧化物X(X中Al与O 的质量比为6.75∶2)；②在碳存在下，X与N2反应生成AlN。请回答： (1)X的化学式为________。
(2)碳热还原制备氮化铝的总反应化学方程式为： Al2O3(s)＋3C(s)＋N2(g)
2AlN(s)＋3CO(g)
①在温度、容积恒定的反应体系中，CO浓度随时间的变化关系如下图曲线甲所示。下列说法不正确的是________。
A．从a、b两点坐标可求得从a到b时间间隔内该化学反应的平均速率 B．c点切线的斜率表示该化学反应在t时刻的瞬时速率 C．在不同时刻都存在关系：v(N2)＝3v(CO)
D．维持温度、容积不变，若减少N2的物质的量进行反应，曲线甲将转变为曲线乙 ②该反应在高温下自发进行，则随着温度升高，反应物Al2O3的平衡转化率将________(填
5
“增大”、“不变”或“减小”)，理由是_________________。
③一定温度下，在压强为p的反应体系中，平衡时N2的转化率为α，CO的物质的量浓度为
c；若温度不变，反应体系的压强减小为0.5p，则N2的平衡转化率将________α(填“<”、
“＝”或“>”)，平衡时CO的物质的量浓度________(填字母)。 A．小于0.5c C．等于c
B．大于0.5c，小于c
D．大于c
(3)在氮化铝中加入氢氧化钠溶液，加热，吸收产生的氨气，进一步通过酸碱滴定法可以测定氮化铝产品中氮的含量。写出上述过程中氮化铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式________________________________________。
6.752
解析 (1)X中Al与O的质量之比为6.75∶2，其物质的量之比为∶＝0.25∶0.1252716＝2∶1，化学式为Al2O。(2)①A项，从a、b两点坐标可求得从a到b时间间隔内该化学反应的平均速率，正确；B项，c点处切线的斜率表示t时刻生成CO的瞬时速率，正确；C项，在同一化学反应中，用不同物质表示的化学反应速率之比等于方程式中相应的化学计量数之比，则有3v(N2)＝v(CO)，错误；D项，维持温度、容积不变，若减少N2的物质的量进行反应，反应速率变慢，平衡逆向进行且在新的平衡状态下CO的浓度变低，错误。②Al2O3(s)＋3C(s)＋N2(g)
2AlN(s)＋3CO(g)，反应的ΔS>0，又知该反应只有在高温下才能自
发进行，则ΔH>0，升高温度，平衡正向移动，Al2O3的平衡转化率将增大，正反应为吸热反应。③若温度不变，反应体系的压强减小为0.5p，平衡向气体体积增大的方向移动，即平衡正向移动，N2的平衡转化率增大，平衡时c(CO)减小，则有0.5c 答案 (1)Al2O (2)①CD ②增大 该反应高温下自发，且ΔS>0，所以ΔH>0，即正方向为吸热反应，则升高温度，平衡正向移动 ③> B (3)AlN＋NaOH＋H2O===NH3↑＋NaAlO2 5．(2016·浙江理综，28节选)催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下： CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－53.7 kJ·mol Ⅰ －1 6 “增大”、“不变”或“减小”)，理由是_________________。 ③一定温度下，在压强为p的反应体系中，平衡时N2的转化率为α，CO的物质的量浓度为 c；若温度不变，反应体系的压强减小为0.5p，则N2的平衡转化率将________α(填“<”、 “＝”或“>”)，平衡时CO的物质的量浓度________(填字母)。 A．小于0.5c C．等于c B．大于0.5c，小于c D．大于c (3)在氮化铝中加入氢氧化钠溶液，加热，吸收产生的氨气，进一步通过酸碱滴定法可以测定氮化铝产品中氮的含量。写出上述过程中氮化铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式________________________________________。 6.752 解析 (1)X中Al与O的质量之比为6.75∶2，其物质的量之比为∶＝0.25∶0.1252716＝2∶1，化学式为Al2O。(2)①A项，从a、b两点坐标可求得从a到b时间间隔内该化学反应的平均速率，正确；B项，c点处切线的斜率表示t时刻生成CO的瞬时速率，正确；C项，在同一化学反应中，用不同物质表示的化学反应速率之比等于方程式中相应的化学计量数之比，则有3v(N2)＝v(CO)，错误；D项，维持温度、容积不变，若减少N2的物质的量进行反应，反应速率变慢，平衡逆向进行且在新的平衡状态下CO的浓度变低，错误。②Al2O3(s)＋3C(s)＋N2(g) 2AlN(s)＋3CO(g)，反应的ΔS>0，又知该反应只有在高温下才能自 发进行，则ΔH>0，升高温度，平衡正向移动，Al2O3的平衡转化率将增大，正反应为吸热反应。③若温度不变，反应体系的压强减小为0.5p，平衡向气体体积增大的方向移动，即平衡正向移动，N2的平衡转化率增大，平衡时c(CO)减小，则有0.5c 答案 (1)Al2O (2)①CD ②增大 该反应高温下自发，且ΔS>0，所以ΔH>0，即正方向为吸热反应，则升高温度，平衡正向移动 ③> B (3)AlN＋NaOH＋H2O===NH3↑＋NaAlO2 5．(2016·浙江理综，28节选)催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下： CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－53.7 kJ·mol Ⅰ －1 6 百度搜索“70edu”或“70教育网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，70教育网，提供经典综合文库(浙江选考)版高考化学二轮复习第二部分专题八化学反应速率和化学在线全文阅读。
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