专题11：反应速率、化学平衡

【2015重庆理综化学】羰基硫（COS）可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将CO和H₂S混合加热并达到下列平衡：
CO（g）+H₂S（g）COS（g）+H₂（g）K=0.1
反应前CO物质的量为10mol，平衡后CO物质的量为8mol。下列说法正确的是

【2015天津理综化学】下列说法不正确的是

A．Na与H2O的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行

B．饱和Na2SO4溶液或浓硝酸均可使蛋白质溶液产生沉淀，但原理不同

C．FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解，同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同

D．Mg（OH）2固体在溶液中存在平衡：Mg（OH）2（s）Mg2+（aq）+2OH—（aq），该固体可溶于NH4Cl溶液

【2015天津理综化学】某温度下，在2L的密闭容器中，加入1molX（g）和2molY（g）发生反应：X（g）+m Y（g）3Z（g），平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1molZ（g），再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是

【2015四川理综化学】一定量的CO₂与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C（s）+CO₂（g）2CO（g）。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示：

已知：气体分压（P_分）=气体总压（P_总）×体积分数。下列说法正确的是

【2015福建理综化学】在不同浓度（c）、温度（T）条件下，蔗糖水解的瞬时速率（v）如下表。下列判断不正确的是

【2015海南化学】10ml浓度为1mol/L的盐酸与过量的锌粉反应，若加入适量的下列溶液，能减慢反应速率但又不影响氢气生成的是

【2015江苏化学】在体积均为1．0L的量恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉，再分别加入0.1molCO₂和0.2molCO₂，在不同温度下反应CO₂（g）＋c（s）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）。下列说法正确的是

A．反应CO2（g）＋c（s）2CO（g）△S>0、△H<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）

【2015上海化学】已知H₂O₂在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如下图所示。下列说法正确的是

【2015上海化学】对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是

【2015海南化学】氨是合成硝酸、铵盐和氮肥的基本原料，回答下列问题：
（1）氨的水溶液显弱碱性，其原因为       （用离子方程式表示），0．1 mol·L^-1的氨水中加入少量的NH₄Cl固体，溶液的PH       （填“升高”或“降低”）；若加入少量的明矾，溶液中的NH₄⁺的浓度        （填“增大”或“减小”）。
（2）硝酸铵加热分解可得到N₂O和H₂O，250℃时，硝酸铵在密闭容器中分解达到平衡，该分解反应的化学方程式为       ，平衡常数表达式为        ；若有1mol硝酸铵完全分解，转移的电子数为        mol。
（3）由N₂O和NO反应生成N₂和NO₂的能量变化如图所示，若生成1molN₂，其△H=      kJ·mol^-1。

【2015北京理综化学】氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示：

（1）反应Ⅰ的化学方程式是         。
（2）反应Ⅰ得到的产物用I₂进行分离。该产物的溶液在过量I₂的存在下会分成两层——含低浓度I₂的H₂SO₄层和高浓度的I₂的HI层。
①根据上述事实，下列说法正确的是          （选填序号）。
a．两层溶液的密度存在差异
b．加I₂前，H₂SO₄溶液和HI溶液不互溶
c．I₂在HI溶液中比在H₂SO₄溶液中易溶
②辨别两层溶液的方法是          。
③经检测，H₂SO₄层中c（H⁺）：c（SO₄^2-）=2.06：1。其比值大于2的原因是          。
（3）反应Ⅱ：2H₂SO₄（l）=2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（g）△H=+550kJ/mol
它由两步反应组成：i．H₂SO₄（l）=SO₃（g）+H₂O（g）△H=+177kJ/mol
ii．SO₃（g）分解。
L（L₁、L₂），X可分别代表压强或温度。下图表示L一定时，ii中SO₃（g）的平衡转化率随X的变化关系。

①X代表的物理量是                  。
②判断L₁、L₂的大小关系，并简述理由：                  。

【2015北京理综化学】为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系，某同学通过改变浓度研究“2Fe³⁺+2I^-2Fe²⁺+I₂”反应中Fe³⁺和Fe²⁺的相互转化。实验如下：

（1）待实验I溶液颜色不再改变时，再进行实验II，目的是使实验I的反应达到         。
（2）iii是ii的对比试验，目的是排除有ii中         造成的影响。
（3）i和ii的颜色变化表明平衡逆向移动，Fe²⁺向Fe³⁺转化。用化学平衡移动原理解释原因：       。
（4）根据氧化还原反应的规律，该同学推测i中Fe²⁺向Fe³⁺转化的原因：外加Ag⁺使c（I^-）降低，导致I^-的还原性弱于Fe²⁺，用下图装置（a、b均为石墨电极）进行实验验证。

①K闭合时，指针向右偏转，b作       极。
②当指针归零（反应达到平衡）后，向U型管左管滴加0.01 mol/L AgNO₃溶液，产生的现象证实了其推测，该现象是         。
（5）按照（4）的原理，该同学用上图装置进行实验，证实了ii中Fe²⁺向Fe³⁺转化的原因，
①转化原因是        。
②与（4）实验对比，不同的操作是       。
（6）实验I中，还原性：I^->Fe²⁺；而实验II中，还原性：Fe²⁺>I^-，将（3）和（4）、（5）作对比，得出的结论是          。

【2015安徽理综化学】汽车尾气中，产生NO的反应为：N₂（g）+O₂（g）2NO（g），一定条件下，等物质的量的N₂（g）和O₂（g）在恒容密闭容器中反应，下图曲线a表示该反应在温度T下N₂的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始条件改变时N₂的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是

A．温度T下，该反应的平衡常数K=

B．温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小

C．曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂

D．若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的△H＜0

【2015广东理综化学】用O₂将HCl转化为Cl₂，可提高效益，减少污染，
（1）传统上该转化通过如图1所示的催化剂循环实现，

其中，反应①为：2HCl（g）+ CuO（s）H₂O（g）+CuCl₂（g）△H₁
反应②生成1molCl₂（g）的反应热为△H₂，则总反应的热化学方程式为       ,（反应热用△H₁和△H₂表示）。
（2）新型RuO₂催化剂对上述HCl转化为Cl₂的总反应具有更好的催化活性，
①实验测得在一定压强下，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的a_HCl—T曲线如图2，则总反应的△H     0,（填“＞”、“﹦”或“＜”）；A、B两点的平衡常数K（A）与K（B）中较大的是        。
②在上述实验中若压缩体积使压强增大，画出相应a_HCl—T曲线的示意图，并简要说明理由：               。
③下列措施中有利于提高a_HCl的有            。
A、增大n（HCl）             B、增大n（O₂）
C、使用更好的催化剂             D、移去H₂O
（3）一定条件下测得反应过程中n（Cl₂）的数据如下：

计算2.0～6.0min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率（以mol·min^-1为单位，写出计算过程）。
（4）Cl₂用途广泛，写出用Cl₂制备漂白粉的化学方程式               。

【2015山东理综化学】合金贮氢材料具有优异的吸收氢性能，在配合氢能的开发中起到重要作用。
（1）一定温度下，某贮氢合金（M）的贮氢过程如图所示，纵轴为平衡时氢气的压强（p），横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比（H/M）。

在OA段，氢溶解于M中形成固溶体MH_x，随着氢气压强的增大，H/M逐惭增大；在AB段，MH_x与氢气发生氢化反应生成氢化物MH_y，氢化反应方程式为：zMH_x（s）+H2（g）==ZMH_y（s）△H（Ⅰ）；在B点，氢化反应结束，进一步增大氢气压强，H/M几乎不变。反应（Ⅰ）中z=_____（用含x和y的代数式表示）。温度为T₁时，2g某合金4min内吸收氢气240mL，吸氢速率v=______mL•g-1•min。反应的焓变△H_Ⅰ_____0（填“>”“<”或“=”）。
（2）η表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占其总吸氢量的比例，则温度为T1、T2时，η（T₁）____η（T₂）（填“>”“<”或“=”）。当反应（Ⅰ）处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，达到平衡后反应（Ⅰ）可能处于图中的_____点（填“b”“c”或“d”），该贮氢合金可通过______或_______的方式释放氢气。
（3）贮氢合金ThNi₅可催化由CO、H₂合成CH₄的反应，温度为T时，该反应的热化学方程式为_________。已知温度为T时：CH₄（g）+2H₂O=CO₂（g）+4H₂（g）△H=+165KJ•mol
CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-41KJ•mol

【2015天津理综化学】FeCl₃具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比FeCl₃高效，且腐蚀性小。请回答下列问题：
（1）FeCl₃净水的原理是        。FeCl₃溶液腐蚀钢铁设备，除H^＋作用外，另一主要原因是（用离子方程式表示）         。
（2）为节约成本，工业上用NaClO₃氧化酸性FeCl₂废液得到FeCl₃。
①若酸性FeCl₂废液中c（Fe^2＋）=2.0×10^-2mol·L^-1, c（Fe^3＋）=1.0×10^-3mol·L^-1, c（Cl^－）=5.3×10^-2mol·L^-1,则该溶液的PH约为     。
②完成NaClO₃氧化FeCl₂的离子方程式：

（3）FeCl₃在溶液中分三步水解：
Fe^3＋+H₂O Fe（OH）²⁺+H^＋    K₁
Fe（OH）²⁺+H₂OFe（OH）₂⁺+H^＋    K₂
Fe（OH）⁺+H₂OFe（OH）₃+H^＋       K₃
以上水解反应的平衡常数K₁、K₂、K₃由大到小的顺序是    。
通过控制条件，以上水解产物聚合，生成聚合氧化铁，离子方程式为：
xFe³⁺+yH₂OFe_x（OH）_y^（3x-y）++yH⁺
欲使平衡正向移动可采用的方法是（填序号）  。
a．降温               b．加水稀释
c．加入NH₄Cl         d．加入NaHCO₃
室温下，使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是        。
（4）天津某污水处理厂用氯化铁净化污水的结果如下图所示。由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁[以Fe（mg·L^-1）表示]的最佳范围约为      mg·L^-1。

 

【2015重庆理综化学】我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值，但出土的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要意义。
（1）原子序数为29的铜元素位于元素周期表中第    周期。
（2）某青铜器中Sn、Pb的质量分别为119g、20.7g，则该青铜器中Sn和Pb原子的数目之比为     。
（3）研究发现，腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用，下列叙述正确的是       。

（4）采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状Ag₂O涂在被腐蚀部位，Ag₂O与有害组分CuCl发生复分解反应，该化学方程式为            。
（5）下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。

①腐蚀过程中，负极是       （填图中字母“a”或“b”或“c”）；
②环境中的Cl^-扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈u₂（OH）₃Cl，其离子方程式为             ；
③若生成4.29 g Cu₂（OH）₃Cl，则理论上耗氧体积为     L（标准状况）。

【2015浙江理综化学】乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：

（1）已知：

计算上述反应的△H＝________ kJ·mol^－1。
（2）维持体系总压强p恒定，在温度T时，物质的量为n、体积为V的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为α，则在该温度下反应的平衡常数K＝____________（用α等符号表示）。
（3）工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气（原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1︰9），控制反应温度600℃，并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性（指除了H₂以外的产物中苯乙烯的物质的量分数）示意图如下：

①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实___________。
②控制反应温度为600℃的理由是____________。
（4）某研究机构用CO₂代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺——乙苯－二氧化碳耦合催化脱氢制苯乙烯。保持常压和原料气比例不变，与掺水蒸汽工艺相比，在相同的生产效率下，可降低操作温度；该工艺中还能够发生反应：CO₂＋H₂＝CO＋H₂O，CO₂＋C＝2CO。新工艺的特点有_________（填编号）。
①CO₂与H₂反应，使乙苯脱氢反应的化学平衡右移
②不用高温水蒸气，可降低能量消耗
③有利于减少积炭
④有利于CO₂资源利用

【2015新课标Ⅰ卷理综化学】碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：
（1）大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加MnO₂和H₂SO₄，即可得到I₂，该反应的还原产物为____________。
（2）上述浓缩液中含有I^-、Cl^-等离子，取一定量的浓缩液，向其中滴加AgNO₃溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中为：_____________，已知K_sp（AgCl）=1.8×10^-10，K_sp（AgI）=8.5×10^-17。
（3）已知反应2HI（g）===H₂（g）+ I₂（g）的ΔH= +11kJ·mol^－1，1mol H₂（g）、1mol I₂（g）分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量，则1molHI（g）分子中化学键断裂时需吸收的能量为______________kJ。
（4）Bodensteins研究了下列反应：
2HI（g）H₂（g）+ I₂（g）
在716K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：

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·x²（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 = 0.0027min^-1，在t=40min时，v_正=__________min^-1
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）

【2015新课标Ⅱ卷理综化学】甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。利用合成气（主要成分为CO、CO₂和H₂）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：
①CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）        △H₁
②CO₂（g）+3H₂（g）CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₂
③CO₂（g）+H₂（g）CO（g）+H₂O（g）    △H₃
回答下列问题：
（1）已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：

由此计算△H₁＝      kJ·mol^-1，已知△H₂＝-58kJ·mol^-1，则△H₃＝   kJ·mol^-1。
（2）反应①的化学平衡常数K的表达式为         ；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为        （填曲线标记字母），其判断理由是             。

（3）合成气的组成n（H₂）/n（CO+CO₂）＝2.60时，体系中的CO平衡转化率（α）与温度和压强的关系如图2所示。α（CO）值随温度升高而      （填“增大”或“减小”），其原因是        。图2中的压强由大到小为_____，其判断理由是_____。