第二章化学反应速率和化学平衡知识点题库

乙烯可用作合成纤维、合成橡胶、合成塑料的原料。回答下列问题：

（1）实验室用乙醇和五氧化二磷制取乙烯的过程如下：
P₂O₅+3H₂O=2H₃PO₄
H₃PO₄+C₂H₅OH→C₂H₅OPO(OH)₂(磷酸单乙醋)+H₂O；
170～200 ℃时，C₂H₅OPO(OH)₂会分解生成乙烯和磷酸。
C₂H₅OPO(OH)₂分解反应的化学方程式为。
（2）向2 L的恒容密闭容器中充入0.1mol C₂H₆和0.1 molCO₂ ，发生的反应为
C₂H₆ (g)+CO₂(g) C₂H₄(g)+CO(g)+H₂O(g)，C₂H₆的平衡转化率与温度的关系如图所示。
①在相应温度下，A点的反应速率v(正)(填“>”“<”或“=”)v(逆）。
②若不考虑副反应的发生，为提高C₂H₆的平衡转化率，除了将生成物及时从体系中分离出来外，还可采取的措施有 (任写一种)。
③720℃时，上述反应的平衡常数K=。
（3）用CrO₃作催化剂，CO₂重整C₂H₆制乙烯的反应过程如下：
C₂H₆(g) C₂H₄(g)+H₂(g) △H₁ ；
3H₂(g)+2CrO₃(s)=3H₂O(g)+Cr₂O₃(s) △H₂ ；
Cr₂O₃(s)+3CO₂(g)=3CO(g)+2CrO₃(s) △H₃。
①反应：C₂H₆(g)+CO₂(g) C₂H₄(g)+ CO₂(g) +H₂O(g)的△H=(用含△H₁、△H₂、△H₃的代数式表示）。
②已知部分化学键的键能数据如下表所示，则△H₁=kJ·mol^-1。
化学键
C-C
C=C
C-H
H-H
键能/kJ • mol^-1
348
615
413
436

影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验的方法通过图1所示装置研究反应速率的有关问题。

（1）取一段镁条，用砂纸擦去表面的氧化膜，使镁条浸入锥形瓶内足量的稀盐酸中。足量镁条与一定量盐酸反应生成H₂的量与反应时间的关系曲线如图2所示。
①请在图3 的方框中画出上述反应的速率(mL/min)与时间(min,)的关系曲线。
图3
②在前4min内，镁条与盐酸的反应速率逐渐加快，在4min之后，反应速率逐渐减慢，请简述其原因：。
（2）某同学发现，纯度、质量、表面积都相同的两铝片与H⁺浓度相同的盐酸和硫酸在同温同压下反应时产生氢气的速率差别很大，铝和盐酸反应速率更快。他决定对其原因进行探究。填写下列空白：
①该同学认为：由于预先控制了反应的其他条件，那么，两次实验时反应的速率不一样的原因，只有以下五种可能：
原因Ⅰ：Cl^-对反应具有促进作用，而SO₄^2-对反应没有影响；
原因Ⅱ：；
原因Ⅲ：Cl^-对反应具有促进作用，而SO₄^2-对反应具有阻碍作用；
原因Ⅳ：Cl^-、SO₄^2-均对反应具有促进作用，但Cl^-影响更大；
原因Ⅴ：。
②该同学设计并进行了两组实验，即得出了正确结论。他取了两片等质量、外形和组成相同、表面经过砂纸充分打磨的铝片，分别放入到盛有同体积、c(H⁺)相同的稀硫酸和盐酸的试管（两试管的规格相同）中：
a．在盛有硫酸的试管中加入少量NaCl或KCl固体，观察反应速率是否变化；
b．在盛有盐酸的试管中加入少量Na₂SO₄或K₂SO₄固体，观察反应速率是否变化。
若观察到实验a中，实验b中，则说明原因Ⅲ是正确的。依次类推。该同学通过分析实验现象，得出了结论：Cl^-对反应具有加速作用。

298 K时，在2 L固定体积的密闭容器中，发生可逆反应：2NO₂(g) $\text{[math]}$ N₂O₄(g)ΔH＝－a kJ/mol(a>0)。N₂O₄的物质的量浓度随时间变化如图。达平衡时，N₂O₄的浓度为NO₂的2倍，若反应在398 K进行，某时刻测得n(NO₂)＝0.6 mol，n(N₂O₄)＝1.2 mol，则此时，下列大小关系正确的是( )

A . v(正)>v(逆) B . v(正)<v(逆) C . v(正)＝v(逆) D . v(正)、v(逆)大小关系不确定

在2 L密闭容器中，800℃时反应2NO（g）＋O₂（g） $\text{[math]}$ 2NO₂（g）体系中，n（NO）随时间的变化如表：

时间/s	0	1	2	3	4	5
n（NO）/mol	0.020	0.010	0.008	0.007	0.007	0.007

（1）上述反应（填“是”或“不是”）可逆反应。
（2）如图所示，表示NO₂变化曲线的是。用O₂表示从0～2s内该反应的平均速率v＝。
（3）能说明该反应已达到平衡状态的是（填序号）。
a．v（NO₂）＝2v（O₂）
b.容器内压强保持不变
c.v_逆（NO）＝2v_正（O₂）
d.容器内密度保持不变

难挥发性二硫化钽（TaS₂）可采用如下装置提纯。将不纯的TaS₂粉末装入石英管一端，抽真空后引入适量碘并封管，置于加热炉中。反应如下：TaS₂(s)+2I₂(g) $\text{[math]}$ TaI₄(g)+S₂(g)下列说法正确的是（）

A . 在不同温度区域，TaI₄的量保持不变 B . 在提纯过程中，I₂的量不断减少 C . 在提纯过程中，I₂的作用是将TaS₂从高温区转移到低温区 D . 该反应的平衡常数与TaI₄和S₂的浓度乘积成反比

（1）在高温下一氧化碳可将二氧化硫还原为单质硫。
已知：①C(s)＋O₂(g)=CO₂(g)；ΔH₁＝－393.5 kJ·mol^－1

②CO₂(g)＋C(s)=2CO(g)；ΔH₂＝＋172.5 kJ·mol^－1

③S(s)＋O₂(g)=SO₂(g)；ΔH₃＝－296.0 kJ·mol^－1

请写出CO与SO₂反应的热化学方程式

（2）在2 L固定体积的密闭容器内，800℃时反应2NO(g)＋O₂(g)

2NO₂(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：

时间(s)	0	1	2	3	4	5
n(NO)(mol)	0.020	0.010	0.008	0.007	0.007	0.007

①写出该反应的平衡常数表达式：K＝。已知：K_300℃>K_350℃ ，则该反应是反应（填“放热”或“吸热”）。

②下图表示NO₂的变化的曲线是。用O₂表示从0～2 s内该反应的平均速率v＝。

③能说明该反应已达到平衡状态的是。

a．v(NO₂)＝2v(O₂) b．容器内压强保持不变

c．v_逆(NO)＝2v_正(O₂) d．容器内密度保持不变

④为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是。

a．及时分离出NO₂气体 b．适当升高温度

c．增大O₂的浓度 d．选择高效催化剂

工业制硫酸中的一步重要反应是SO₂的催化氧化：2SO₂＋O₂⇌2SO₃（正反应放热），下列有关说法正确的是（）

A . 升高温度只提高逆反应速率 B . 降低温度可提高正反应速率 C . 使用催化剂能显著增大反应速率 D . 达到化学平衡时正、逆反应速率相等且等于0

随着科技的进步，合理利用资源、保护环境成为当今社会关注的焦点。甲胺铅碘(CH₃NH₃PbI₃)用作全固态钙钛矿敏化太阳能电池的敏化剂，可由CH₃NH₂、PbI₂及HI为原料合成，回答下列问题：

（1）制取甲胺的反应为CH₃OH(g)＋NH₃(g) $\text{[math]}$ CH₃NH₂(g)＋H₂O(g)　ΔH。已知该反应中相关化学键的键能数据如下：

则该反应的ΔH＝kJ·mol^－¹。
（2）上述反应中所需的甲醇工业上利用水煤气合成，反应为CO(g)＋2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g) ΔH<0。在一定条件下，将1 mol CO和2 mol H₂通入密闭容器中进行反应，当改变某一外界条件(温度或压强)时，CH₃OH的体积分数φ(CH₃OH)变化趋势如图所示：

①平衡时，M点CH₃OH的体积分数为10%，则CO的转化率为。

②X轴上a点的数值比b点(填“大”或“小”)。某同学认为上图中Y轴表示温度，你认为他判断的理由是。
（3）实验室可由四氧化三铅和氢碘酸反应制备难溶的PbI₂ ，则每生成3 mol PbI₂的反应中，转移电子的物质的量为。
（4）常温下，PbI₂饱和溶液(呈黄色)中c(Pb²^＋)＝1.0×10^－³ mol·L^－¹ ，则K_sp(PbI₂)＝；已知K_sp(PbCl₂)＝1.6×10^－⁵ ，则转化反应PbCl₂(s)＋2I^－(aq) $\text{[math]}$ PbI₂(s)＋2Cl^－(aq)的平衡常数K＝。
（5）分解HI曲线和液相法制备HI反应曲线分别如图1和图2所示：

①反应H₂(g)＋I₂(g) $\text{[math]}$ 2HI(g)的ΔH(填大于或小于)0。

②将二氧化硫通入碘水中会发生反应：SO₂＋I₂＋2H₂O $\text{[math]}$ 3H⁺＋HSO₄^-＋2I^－， I₂＋I^－ $\text{[math]}$ I₃^- ，图2中曲线a、b分别代表的微粒是、(填微粒符号)；由图2知要提高碘的还原率，除控制温度外，还可以采取的措施是。

石油产品中含有H₂S及COS、CH₃SH等多种有机硫，石油化工催生出多种脱硫技术。回答下列问题：

（1）已知热化学方程式：①2H₂S(g)+SO₂(g)=3S(s)+2H₂O(l) △H₁=-362 kJ·mol^-1
②2H₂S(g)+3O₂(g)=2SO₂(g)+2H₂O(l) △H₂=-1172 kJ·mol^-1

则H₂S气体和氧气反应生成固态硫和液态水的热化学方程式为。
（2）可以用K₂CO₃溶液吸收H₂S，其原理为K₂CO₃+H₂S=KHS+KHCO₃ ，该反应的平衡常数为。(已知H₂CO₃ 的K_a1=4.2×10^-7 ， K_a2=5.6×10^-11；H₂S的K_a1=5.6×10^-8 ， K_a2=1.2×10^-15)
（3）在强酸溶液中用H₂O₂ 可将COS氧化为硫酸，这一原理可用于COS 的脱硫。该反应的化学方程式为。
（4） COS的水解反应为COS(g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)+H₂S(g) △H<0。某温度时，用活性α-Al₂O₃作催化剂，在恒容密闭容器中COS(g)的平衡转化率随不同投料比[n(H₂O)/n(COS)]的转化关系如图1所示。其它条件相同时，改变反应温度，测得一定时间内COS的水解转化率如图2所示：

①该反应的最佳条件为:投料比[n(H₂O)/n(COS)]，温度。

②P点对应的平衡常数为。(保留小数点后2 位)

已知反应①：C(s)＋CO₂(g)⇌2CO(g)(吸热反应)，反应②：2SO₂(g)＋O₂(g)⇌2SO₃(g)(放热反应)。下列说法错误的是（）

A . 其他条件不变，压缩容器体积，反应①和反应②的逆反应速率均增大 B . 其他条件不变，降低温度，反应①的正反应速率减小，反应②的逆反应速率增大 C . 其他条件不变，增加CO₂的用量，一段时间后，反应①的逆反应速率增大 D . 其他条件不变，使用催化剂，反应②的逆反应速率增大

草酸（H₂C₂O₄）是一种二元弱酸，广泛分布于动植物体中。

（1）人体内草酸累积过多是导致结石（主要成分是草酸钙）形成的原因之一。有研究发现，EDTA（一种能结合金属离子的试剂）在一定条件下可以有效溶解结石，用化学平衡原理解释其原因：。
（2）已知：0.1 mol·L^－¹KHC₂O₄溶液呈酸性。下列说法正确的是（填字母序号）。
a. 0.1 mol·L^－¹KHC₂O₄溶液中：c(K⁺) + c(H⁺) = c(HC₂O₄^-) + 2c(C₂O₄^2-) + c(OH^-)

b. 0.1 mol·L^－¹KHC₂O₄溶液中：c(K⁺) > c(HC₂O₄^-) > c(C₂O₄^2-) > c(H₂C₂O₄)

c. 浓度均为0.1 mol·L^－¹KHC₂O₄和K₂C₂O₄的混合溶液中：2c(K⁺) = c(HC₂O₄^-) + c(C₂O₄^2-)

d. 0.1 mol/L KHC₂O₄溶液中滴加等浓度NaOH溶液至中性：c(K⁺) > c(Na⁺)
（3）利用草酸制备草酸亚铁晶体(FeC₂O₄·xH₂O)的流程及组分测定方法如下：

已知：i. pH>4时，Fe²⁺易被氧气氧化

ii. 几种物质的溶解度(g /100g H₂O)如下

FeSO₄·7H₂O

(NH₄)₂SO₄

FeSO₄·(NH₄)₂SO₄·6H₂O

20℃

48

75

37

60℃

101

88

38

①用稀硫酸调溶液pH至1～2的目的是：，。

②趁热过滤的原因是：。

③氧化还原滴定法常用于测定草酸亚铁晶体的摩尔质量(M)。称取a g草酸亚铁晶体溶于稀硫酸中，用b mol·L^－¹的高锰酸钾标准液滴定，到达滴定终点时，消耗高锰酸钾VmL，则M =。(已知：部分反应产物为Mn²⁺、Fe³⁺、CO₂)

下列说法正确的是（）

A . 电解精炼铜时，若转移2N_A个电子，则阳极减少的质量为64g B . 合成氨生产中将NH₃液化分离，可加快正反应速率，提高H₂的转化率 C . $\text{[math]}$ 在常温下能自发进行，则该反应的△H＞0 D . 常温下， $\text{[math]}$ 。欲使溶液中 $\text{[math]}$ ，需调节溶液的 $\text{[math]}$

高炉炼铁过程中发生的主要反应为： $\text{[math]}$ Fe₂O₃(s) + CO(g) $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ Fe(s) + CO₂(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：

温度/℃	1000	1150	1300
平衡常数	4.0	3.7	3.5

请回答下列问题：

（1）该反应的平衡常数表达式K=，△H0(填“>”、“<”或“=”)。
（2）在一个容积为10L的密闭容器中，1000℃时加入Fe₂O₃、CO各1.0 mol，反应经过l0 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率υ(CO₂)=、CO的平衡转化率= 。
（3）欲提高（2）中CO的平衡转化率，可采取的措施是_____________。

A . 减少Fe的量 B . 增加Fe₂O₃的量 C . 移出部分CO₂ D . 提高反应温度 E . 减小容器的容积 F . 加入合适的催化剂

（4）在1L的密闭容器中，1300℃条件，下列达平衡状态的是。

	A	B	C	D
n(Fe₂O₃)	0.350	0.027	0.080	0.080
n(CO)	0.010	0.010	0.010	0.050
n(Fe)	0.100	0.064	0.080	0.080
n(CO₂)	0.035	0.088	0.040	0.050

工业合成氨N₂+3H₂

2NH₃ $\text{[math]}$ H<0的生产条件选择中能用勒夏特列原理解释的是①使用催化剂 ②高温 ③高压 ④及时将氨气液化从体系中分离出来（）

A . ①③ B . ②③ C . ③④ D . ②④

过量的铁粉与100mL0.01mol·L^﹣¹的稀盐酸反应。为了减慢反应速率而不改变H₂的产量，可以使用如下方法中的（）

①加H₂O ②加NaOH固体 ③将盐酸用量减半，浓度不变 ④加CuO固体 ⑤加NaCl溶液 ⑥加入硝酸钾溶液 ⑦降低温度（不考虑盐酸挥发）

A . ①⑤⑦ B . ①⑤⑥⑦ C . ③⑦ D . ②④⑥

$\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 等是对环境影响较大的几种气体，对它们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。

（1）二甲醚（ $\text{[math]}$ ）被誉为“21世纪的清洁燃料”，由 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 制备二甲醚的反应原理如下：
$\text{[math]}$ $\text{[math]}$

$\text{[math]}$ $\text{[math]}$

已知： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

则 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 。
（2） 200℃，在2L的密闭容器中充入 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，发生反应 $\text{[math]}$ （I）； $\text{[math]}$ （II）， $\text{[math]}$ 达到平衡，平衡时 $\text{[math]}$ 的转化率为80%，且 $\text{[math]}$ ，则：
① $\text{[math]}$ 内，反应（Ⅰ）平均反应速率 $\text{[math]}$ 。

②反应（Ⅱ）中 $\text{[math]}$ 的转化率 $\text{[math]}$ 。
（3）利用电化学原理将 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 转化为重要化工原料，装置如图所示：

①若A为 $\text{[math]}$ ，B为 $\text{[math]}$ ，C为 $\text{[math]}$ ，则通入 $\text{[math]}$ 一极的电极反应式为。

②若A为 $\text{[math]}$ ，B为 $\text{[math]}$ ，C为 $\text{[math]}$ ，则负极的电极反应式为。

中科院大连化物所的材料化学研究团队在催化合成氨的研究过程中，开发了过渡金属-氢化锂复合催化剂，实现了氨的低温催化合成。下列说法正确的是( )

A . 优良的催化剂能使正、逆反应速率显著增大，能提高氨气的平衡产率 B . 催化剂主要的功能是降低了反应所需的活化能，改变了反应的焓变 C . 合成气中含有的杂质可能影响过渡金属-氢化锂复合催化剂的催化效果，引起催化剂中毒 D . 合成氨时，使用过渡金属-氢化锂复合催化剂不能起到节能的效果

氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法不正确的是（）

A . 一定温度下，反应2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)能自发进行，该反应的△H＜0 B . 氢能有可能成为人类未来的主要能源 C . 氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2LH₂ ，则转移电子的数目为6.02×10²³ D . 反应2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)的△H可通过下式估算：△H=反应中断裂旧共价键的键能之和-反应中形成新共价键的键能之和

氨是一种重要的化工原料，主要用于化肥、纯碱、硝酸等工业。回答下列问题：

（1）某同学在实验室中，欲用下图装置制备并收集一瓶干燥的氨气。
①实验室利用 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 制备氨气的化学方程式为；
②欲用上述方法收集一瓶干燥的氨气，装置连接顺序为a→；
（2）工业合成氨的反应 $\text{[math]}$ 是一个可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。已知断裂1mol相应化学键需要的能量如下：
化学键
H－H
N－H
$\text{[math]}$
能量
436kJ
391kJ
946kJ
若反应生成 $\text{[math]}$ ，可(填“吸收”或“放出”)热量kJ；
（3）电化学气敏传感器可用于监测环境中 $\text{[math]}$ 的含量，其工作原理如图。

①离子导体中， $\text{[math]}$ 向Pt电极(填“a”或“b”)移动；
②写出Pt电极(b)上的电极反应式：。

一定条件下，在容积为2 L的密闭容器中发生反应：N₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ 2NH₃(g)，1min后测得生成0.06 mol NH₃ ，则该段时间内用NH₃来表示的化学反应速率为（）

A . 0.01 mol·L^-1·min^-1 B . 0.02 mol·L^-1·min^-1 C . 0.03 mol·L^-1·min^-1 D . 0.06 mol·L^-1·min^-1

	FeSO₄·7H₂O	(NH₄)₂SO₄	FeSO₄·(NH₄)₂SO₄·6H₂O
20℃	48	75	37
60℃	101	88	38

化学键	C-C	C=C	C-H	H-H
键能/kJ • mol^-1	348	615	413	436

化学键	H－H	N－H	$\text{[math]}$
能量	436kJ	391kJ	946kJ

第二章 化学反应速率和化学平衡 知识点题库

第二章化学反应速率和化学平衡知识点题库