选择题20 化学反应速率和化学平衡移动1．(2023·北京，4)下列事实能用平衡移动原理解释的是( )A．H2O2溶液中加入少量MnO2固体，促进H2O2分解B．密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体，受热后颜色加深C．铁钢放入浓HNO3中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体D．锌片与稀H2SO4反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生答案 B解析 MnO2会催化H2O2分解，与平衡移动无关，A项不符合题意；NO2转化为N2O4是放热的可逆反应，升温平衡逆向移动，NO2浓度增大，混合气体颜色加深，B项符合题意；常温下铁在浓硝酸中钝化，加热会使表面的氧化膜溶解，铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体，与平衡移动无关，C项不符合题意；加入少量硫酸铜后，锌置换出铜，构成原电池，从而使反应速率加快，与平衡移动无关，D项不符合题意。2．(2022·辽宁，12)某温度下，在1L恒容密闭容器中2.0molX发生反应2X(s)Y(g)＋2Z(g)，有关数据如下：时间段/min产物Z的平均生成速率/(mol·L－1·min－1)0～20.200～40.150～60.10下列说法错误的是( )A．1min时，Z的浓度大于0.20mol·L－1B．2min时，加入0.20molZ，此时v正(Z)v逆(Z)，B错误；反应生成的Y与Z的物质的量之比恒等于1∶2，反应体系中只有Y和Z为气体，同温同压下，体积之比等于物质的量之比，eq\f(VY,VZ)＝eq\f(1,2)，故Y的体积分数始终约为33.3%，C正确；由B项分析可知5min时反应处于平衡状态，此时生成的Z为0.6mol，则X的转化量为0.6mol，初始X的物质的量为2.0mol，剩余X的物质的量为1.4mol，D正确。3．(2022·海南，8)某温度下，反应CH2==CH2(g)＋H2O(g)CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡，下列说法正确的是( )A．增大压强，v正>v逆，平衡常数增大B．加入催化剂，平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大C．恒容下，充入一定量的H2O(g)，平衡向正反应方向移动D．恒容下，充入一定量的CH2==CH2(g)，CH2==CH2(g)的平衡转化率增大答案 C解析 该反应是一个气体分子数减少的反应，增大压强可以加快化学反应速率，正反应速率增大的幅度大于逆反应，故v正>v逆，平衡向正反应方向移动，但是因为温度不变，故平衡常数不变，A不正确；催化剂不影响化学平衡状态，因此，加入催化剂不影响平衡时CH3CH2OH(g)的浓度，B不正确；恒容下，充入一定量的H2O(g)，H2O(g)的浓度增大，平衡向正反应方向移动，C正确；恒容下，充入一定量的CH2==CH2(g)，平衡向正反应方向移动，但是CH2==CH2(g)的平衡转化率减小，D不正确。4．(2022·重庆，14)两种酸式碳酸盐的分解反应如下。某温度平衡时总压强分别为p1和p2。反应1：NH4HCO3(s)NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g) p1＝3.6×104Pa反应2：2NaHCO3(s)Na2CO3(s)＋H2O(g)＋CO2(g) p2＝4×103Pa该温度下，刚性密闭容器中放入NH4HCO3和Na2CO3固体，平衡后以上3种固体均大量存在。下列说法错误的是( )A．反应2的平衡常数为4×106Pa2B．通入NH3，再次平衡后，总压强增大C．平衡后总压强为4.36×105PaD．缩小体积，再次平衡后总压强不变答案 B解析 反应2的平衡常数Kp2＝p(CO2)·p(H2O)＝p2×eq\f(1,2)×p2×eq\f(1,2)＝4×106Pa2，A正确；刚性密闭容器，温度不变平衡常数不变，再次达平衡后，容器内各气体分压不变，总压强不变，B错误；Kp2＝4×106Pa2，p(CO2)＝p(H2O)＝2×103Pa，Kp1＝p(NH3)·p(CO2)·p(H2O)＝(1.2×104)3Pa3，p(NH3)＝eq\f(1.2×1043,4×106)Pa＝4.32×105Pa，所以总压强为p(NH3)＋p(CO2)＋p(H2O)＝4.36×105Pa，C正确；达平衡后，缩小体积，平衡逆向移动，温度不变，平衡常数不变，再次平衡后总压强不变，D正确。1．影响化学反应速率的因素(1)催化剂对化学反应速率的影响(2)温度、浓度、压强对化学反应速率的影响2．化学平衡常数、平衡移动方向与反应速率的关系aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)K＝eq\f(ccC·cdD,caA·cbB)平衡时浓度Q＝eq\f(ccC·cdD,caA·cbB)某时刻浓度Keq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(＝Q，反应处于化学平衡状态，v正＝v逆,Q，平衡向正反应方向移动，v正>v逆))3.外因对化学平衡的影响eq\x(\a\vs4\al\co1(化学,平衡,移动,原理))—eq\x(\a\vs4\al\co1(①当增大反应物的浓度时，平衡向正反应,方向移动，反之向逆反应方向移动；,②当升高反应温度时，平衡向吸热反应方,向移动，反之向放热反应方向移动；,③在有气体参加或生成的可逆反应中，当,增大压强缩小容器容积时，平衡总是向,气体体积减小的方向移动，反之向气体体,积增大的方向移动))1．(2023·广州二模)臭氧分解2O33O2的反应历程包括以下反应：反应①：O3―→O2＋O· (快)反应②：O3＋O·―→2O2 (慢)大气中的氯氟烃光解产生的氯自由基(Cl·)能够催化O3分解，加速臭氧层的破坏。下列说法正确的是( )A．活化能：反应①>反应②B．O3分解为O2的速率主要由反应②决定C．Cl·主要参与反应①，改变O3分解的反应历程D．Cl·参与反应提高了O3分解为O2的平衡转化率答案 B解析 活化能越大，反应速率越慢，因反应②速率慢，则②活化能大，活化能：反应②>反应①，故A错误；化学反应快慢由反应速率慢的一步反应决定，则O3分解为O2的速率主要由反应②决定，故B正确；氯自由基(Cl·)能够催化O3分解，加速臭氧层的破坏，催化剂可降低最大的活化能来增大速率，则Cl·主要参与反应②，故C错误；Cl·是催化剂，只改变反应历程，不影响平衡，则O3分解为O2的平衡转化率不变，故D错误。2．(2023·辽宁朝阳市第一高级中学一模)氨气去除NO的反应原理为4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(g) ΔH<0，反应速率与浓度之间存在如下关系：v正＝k正·c4(NH3)·c6(NO)，v逆＝k逆·c5(N2)·c6(H2O)，k正、k逆为速率常数，只受温度影响。350℃时，在2L恒容密闭容器中，通入0.45molNH3(g)和0.6molNO(g)发生反应，保持温度不变，5min后反应达到平衡，NO的转化率为50%。下列说法正确的是( )A．用NH3表示的化学反应速率为0.06mol·L－1·min－1B．350℃时，该反应的平衡常数为0.5C．其他条件不变，往反应后的容器中再通入0.45molNH3(g)和0.6molNO(g)，重新达到平衡时NO的体积分数减小D．当温度改变为T℃时，若k正＝k逆，则T<350℃答案 D解析 由题意可列三段式：4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(g)起/mol0.45 0.6 0 0变/mol0.2 0.3 0.25 0.3平/mol0.25 0.3 0.25 0.3用NH3表示的化学反应速率为eq\f(\f(0.2mol,2L),5min)＝0.02mol·L－1·min－1，故A错误；350℃时，反应的平衡常数K＝eq\f(\f(0.25,2)5×\f(0.3,2)6,\f(0.25,2)4×\f(0.3,2)6)＝0.125，故B错误；其他条件不变，往反应后的容器中再通入0.45molNH3和0.6molNO，相当于增大压强，该反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，重新达到平衡时一氧化氮的体积分数增大，故C错误；反应达到平衡时，正反应速率和逆反应速率相等，则反应速率k正·c4(NH3)·c6(NO)＝k逆·c5(N2)·c6(H2O)，eq\f(k正,k逆)＝eq\f(c5N2·c6H2O,c4NH3·c6NO)＝K，当k正＝k逆时，平衡常数K＝1>0.125，说明平衡向正反应方向移动，该反应为放热反应，则反应温度小于350℃，故D正确。3．(2023·辽宁重点高中联合体模拟)一种制备蓝氢的原理是CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)。向一体积为1L的恒容密闭容器中充入1molCH4(g)和2molCO2(g)，在一定条件下发生上述反应，测得H2的物质的量与时间的关系如表所示。下列叙述错误的是( )t/min0510152025n(H2)/mol00.50.750.850.90.9A.0～10min，v(CO2)＝0.15mol·L－1·min－1B．CO的体积分数不变时，反应达到平衡状态C．上述反应中，CH4的转化率大于CO2的转化率D．其他条件不变，若加入高效催化剂，则CH4的转化率达到45%时所用时间小于20min答案 A解析 0～10min，v(H2)＝eq\f(0.75mol,1L×10min)＝0.075mol·L－1·min－1，由方程式可知v(CO2)＝eq\f(1,2)v(H2)＝0.075mol·L－1·min－1×eq\f(1,2)＝0.0375mol·L－1·min－1，故A错误；CO的体积分数不变时，说明CO的物质的量不变，反应达到平衡状态，故B正确；达到平衡时，n(H2)＝0.9mol，由方程式的系数关系可知，CH4的转化率为eq\f(0.9mol×0.5,1mol)×100%＝45%，CO2的转化率为eq\f(0.9mol×0.5,2mol)×100%＝22.5%，CH4的转化率大于CO2的转化率，故C正确；其他条件不变，若加入高效催化剂，反应速率增大，但不影响最终平衡时CH4的转化率，则CH4的转化率达到45%时所用时间小于20min，故D正确。4．(2023·温州二模)工业上利用CO2和H2制备HCOOH，相关化学键的键能如表所示：化学键C==OH—HO—HC—HC—O键能/(kJ·mol－1)745436462.8413.4351已