金版教程·大二轮刷题首选卷·化学
专题7 化学反应速率和化学平衡
『经典题组』
1．生产硫酸的主要反应：2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g) ΔH＜0。图中L(L1、
L2)、X可分别代表压强或温度。下列说法正确的是( )
A．X代表压强 B．推断L1>L2
C．A、B两点对应的平衡常数相同
D．一定温度下，当混合气中n(SO2)∶n(O2)∶n(SO3)＝2∶1∶2，则反应一定达到平衡
答案 B
解析 因该反应正反应是一个分子数目减少的反应，增大压强，平衡正向移动，二氧化硫的平衡转化率应增大，与图示变化不符，故A错误；由上述分析可知，图中L代表压强，因该反应正反应是一个分子数目减少的反应，所以在其他条件相同时，压强越大，二氧化硫的转化率越大，则L1>L2，故B正确；由上述分析可知，X代表温度，则A、B两点的温度不同，化学平衡常数不同，故C错误；一定温度下，当混合气中n(SO2)∶n(O2)∶n(SO3)＝2∶1∶2时，反应混合物中各组分的浓度不一定保持不变，不一定是平衡状态，故D错误。
2.在密闭容器中充入一定量NO2，发生反应2NO2(g)图所示。下列说法正确的是( )
N2O4(g) ΔH＝－57
kJ· mol－1。在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如
金版教程·大二轮刷题首选卷·化学
A．a、c两点的反应速率：a>c B．a、b两点NO2的转化率：a
解析 由图像可知，a、c两点都在等温线上，c点的压强大，则a、c两点的反应速率：a＜c，故A错误；由图像可知，a点的二氧化氮体积分数高，所以转化率a＜b，故B正确；根据平衡常数可知，a、c两点温度相同，c点压强大，则二氧化氮浓度大，因此a、c两点气体的颜色：a浅、c深，故C错误；升高温度，化学平衡向着逆向移动，NO2的体积分数增大，a点到b点二氧化氮体积分数减少，说明是降低了温度，所以不能用加热的方法实现由a点到b点的转变，故D错误。
3．一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收，其中Y是单质。
催化剂
SO2(g)＋2CO(g)
2X(g)＋Y(l)。为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，
在某温度下用超灵敏气体传感器测得不同时间的SO2和CO浓度如下表：
下列说法不正确的是( ) A．X的化学式为CO2
B．前1 s内v(X)＝1.00 mol·L－1·s－1 C．该回收原理运用了SO2的还原性
D．该温度下，此反应的平衡常数的数值是3.33×1036 答案 C
解析 该反应是进行硫的回收，所以Y单质是S单质，根据质量守恒定律，则X的化学式是CO2，A正确；前1 s 内，CO的物质的量浓度减小1.00 mol·L－
1
，则X的物质的量浓度增加1.00 mol·L－1，所以v(X)＝1.00 mol·L－1·s－1，B正
确；在该反应中，S元素的化合价降低，作氧化剂，所以利用了二氧化硫的氧化
金版教程·大二轮刷题首选卷·化学
性，C错误；3 s时，该反应达到平衡状态，CO的物质的量浓度减少2.00 mol·L
－1
，则X的浓度增加2.00 mol·L－1，所以该反应的平衡常数K＝
2.002÷[2.002×(3.00×10－37)]≈3.33×1036，D正确。
4．碳热还原制备氮化铝的总化学反应方程式为：Al2O3(s)＋3C(s)＋N2(g)
2AlN(s)＋3CO(g)。在温度、容积恒定的反应体系中，CO浓度随时间的
变化关系如图曲线甲所示。下列说法不正确的是( )
A．在不同时刻都存在关系：3v(N2)＝v(CO)
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．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 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
答案 D
解析 由化学反应速率之比等于化学方程式计量数之比分析，3v(N2)＝v(CO)，故A正确；c点处的切线的斜率是此时刻物质浓度除以此时刻时间，为一氧化碳的瞬时速率，故B正确；图像中可以得到单位时间内的浓度变化，反应速率是由单位时间内物质的浓度变化计算得到，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，故C正确；维持温度、容积不变，若减少N2的物质的量进行反应，平衡逆向进行，达到新的平衡状态，平衡状态与原来的平衡状态不同，故D错误。
5．中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～50%。减少CO2排放是一项重要课题。
金版教程·大二轮刷题首选卷·化学
(1)以CO2为原料抽取碳(C)的太阳能工艺如图所示。 ①过程1中每生成1 mol FeO转移电子数为________。
②过程2中发生反应的化学方程式为__________________________。 (2)碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3，简称DMC)是一种应用前景广泛的新材料，用甲醇、CO、CO2在常压、70～120 ℃和催化剂条件下合成DMC。
已知：①CO的燃烧热为ΔH1＝－283.0 kJ·mol－1 ②H2O(l)===H2O(g) ΔH2＝＋44.0 kJ·mol－1 ③2CH3OH(g)＋CO2(g)
－1
CH3OCOOCH3(g)＋H2O(g) ΔH3＝－15.5 kJ·mol
1
则2CH3OH(g)＋CO(g)＋2O2(g)
CH3OCOOCH3(g)＋H2O(l) ΔH＝
________。
(3)在密闭容器中按n(CH3OH)∶n(CO2)＝2∶1投料直接合成DMC，一定条件下，平衡时CO2的转化率如图所示，则：
①v(A)、v(B)、v(C)由快到慢的顺序为________； ②K(A)、K(B)、K(C)由大到小的顺序为________； ③下列能说明在此条件下反应达到平衡状态的是________。 A．2v正(CH3OH)＝v逆(CO2)
B．CH3OH与CO2的物质的量之比保持不变 C．恒容条件，容器内气体的密度保持不变 D．各组分的物质的量分数保持不变
700 K
2
答案 (1)①3NA ②6FeO＋CO2=====C＋2Fe3O4
金版教程·大二轮刷题首选卷·化学
(2)－342.5 kJ·mol－1
(3)①v(C)＞v(B)＞v(A) ②K(A)＝K(B)＞K(C) ③D
2300 K
解析 (1)①反应2Fe3O4=====6FeO＋O2↑中O元素化合价由－2价升高到0价，由方程式可知，2 mol Fe3O4参加反应，生成1 mol氧气和6 mol FeO，转移4 2
mol电子，则每生成1 mol FeO转移电子数为3NA。
②由示意图可知，过程2中CO2和FeO反应生成Fe3O4和C，反应的方程式700 K
为6FeO＋CO2=====2Fe3O4＋C。
1
(2)根据CO的燃烧热得①CO(g)＋2O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－283.0 kJ·mol－
1
，又已知②H2O(l)===H2O(g) ΔH2＝＋44.0 kJ·mol－1，③2CH3OH(g)＋
CH3OCOOCH3(g)＋H2O(g) ΔH3＝－15.5 kJ·mol－1，根据盖斯定律，
CO2(g)
所要求的方程式通过①＋③－②即可得到，则ΔH＝ΔH1－ΔH2＋ΔH3＝－342.5 kJ·mol－1。
(3)①温度越高反应速率越快，C点对应温度最高，所以v(C)最快；通过反应2CH3OH(g)＋CO2(g)
CH3OCOOCH3(g)＋H2O(g)可知，该反应是一个气体体积
减小的可逆反应，在同一温度下，反应由A→B，二氧化碳的转化率增大，增大压强，平衡右移，因此p1 ②K只是温度的函数，C点对应温度最高，A、B两点对应温度相同，且低于C点；由图可知温度升高，二氧化碳的转化率减小，该反应为放热反应，温度升高，K减小；所以K(A)、K(B)、K(C)由大到小的顺序为K(A)＝K(B)＞K(C)。 ③甲醇与二氧化碳反应如下：2CH3OH(g)＋CO2(g) CH3OCOOCH3(g)＋ H2O(g)；v正(CH3OH)＝2v逆(CO2)，反应才能达到平衡状态，A错误；CH3OH与CO2均为反应物，加入的量之比与反应的量之比相同，即二者物质的量之比一直不变，因此CH3OH与CO2的物质的量之比保持不变不能确定反应达到平衡状态，B错误；反应前后气体的总质量不变，容器的体积不变，混合气体的密度恒为定
高中化学 专题7
