第二章__化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡_單元測試__人教選修4

1、第二章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 單元測試 人教選修4(90分鐘，100分)一、選擇題(本題包括16小題，每小題3分，共48分)1(2012·濟(jì)寧高二檢測)2010年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予理查德·赫克等三位科學(xué)家，以表彰他們?cè)凇扳Z催化交叉偶聯(lián)”方面的研究。下面關(guān)于催化劑的說法正確的是()A催化劑只改變反應(yīng)的正反應(yīng)速率B催化劑通過升高反應(yīng)的活化能來加快反應(yīng)速率C催化劑能夠改變反應(yīng)的反應(yīng)熱D催化劑不能改變反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率解析：在化學(xué)反應(yīng)中加入催化劑能同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率，是因?yàn)楦淖兞朔磻?yīng)的活化能，使反應(yīng)速率改變，但不能改變反應(yīng)的反應(yīng)熱和轉(zhuǎn)化率。答案：D2將3 mol O2加入到V

2、 L的反應(yīng)器中，在高溫下放電，經(jīng)t1 s建立了平衡體系：3O22O3，此時(shí)測知O2的轉(zhuǎn)化率為30%。下列圖像能正確表示氣體的物質(zhì)的量(n)跟時(shí)間(t)的關(guān)系的是()解析：O2為反應(yīng)物，隨著反應(yīng)的進(jìn)行濃度逐漸減??；O3為生成物，隨著反應(yīng)的進(jìn)行濃度逐漸增大。達(dá)到平衡時(shí)n(O2)2.1 mol>n(O3)0.6 mol。答案：C3(2011·全國卷)在容積可變的密閉容器中，2 mol N2和8 mol H2在一定條件下反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，H2的轉(zhuǎn)化率為25%，則平衡時(shí)氨氣的體積分?jǐn)?shù)接近于()A5%B10%C15% D20%解析：平衡時(shí)轉(zhuǎn)化的H2的物質(zhì)的量為：8 mol×25%

3、2 mol。N23H22NH3起始量(mol) 2 8 0轉(zhuǎn)化量(mol) 2 平衡量(mol) 6 所以NH3的體積分?jǐn)?shù)為×100%15%。答案：C4加熱N2O5時(shí)，發(fā)生以下兩個(gè)分解反應(yīng)：N2O5N2O3O2，N2O3N2OO2，在1 L密閉容器中加熱 4 mol N2O5達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)c(O2)為4.50 mol/L，c(N2O3)為1.62 mol/L，則在該溫度下各物質(zhì)的平衡濃度正確的是()Ac(N2O5)1.44 mol/LBc(N2O5)0.94 mol/LCc(N2O)1.40 mol/LDc(N2O)3.48 mol/L解析：N2O5N2O3O2起始(mol/L):

4、4 0 0變化(mol/L): x x x平衡(mol/L): 4x x x N2O3N2OO2起始(mol/L): x 0 0變化(mol/L): y y y平衡(mol/L): xy y y根據(jù)題意列方程得解得：x3.06 mol/L，y1.44 mol/L.則：c(N2O5)4 mol/L3.06 mol/L0.94 mol/L；c(N2O)y1.44 mol/L。答案：B5(2012·包鋼一中高二期中檢測)對(duì)可逆反應(yīng)4NH3(g)5O2(g) 4NO(g)6H2O(g)，下列敘述正確的是()A達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)4v正(O2)5v逆(NO)B若單位時(shí)間內(nèi)生成x mol NO的同時(shí)，

5、消耗x mol NH3，則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)C達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，若增大容器容積，則正反應(yīng)速率減小，逆反應(yīng)速率增大D化學(xué)反應(yīng)速率關(guān)系：2v正(NH3)3v正(H2O)解析：A項(xiàng)，表明正、逆反應(yīng)速率達(dá)到相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；B項(xiàng)，任何情況下消耗x mol NH3，必生成x mol NO；C項(xiàng)， 加壓時(shí)，正、逆反應(yīng)速率均增大；D項(xiàng)，反應(yīng)速率關(guān)系應(yīng)為3v正(NH3)2v正(H2O)。答案：A6某溫度下，可逆反應(yīng)mA(g)nB(g)pC(g)的平衡常數(shù)為K，下列對(duì)K的說法正確的是()AK值越大，表明該反應(yīng)越有利于C的生成，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大B若縮小反應(yīng)器的容積，能使平衡正向移動(dòng)，則K增大C溫度越高，K一定

6、越大D如果mnp，則K1解析：K值越大，該反應(yīng)正向進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大，A正確；K只是溫度的函數(shù)，溫度一定，K一定，與壓強(qiáng)無關(guān)，B錯(cuò)誤；因該反應(yīng)的熱效應(yīng)不確定，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；K，故mnp，無法判斷K的大小。答案：A7在密閉容器中，給一氧化碳和水蒸氣的氣體混合物加熱，在催化劑存在下發(fā)生反應(yīng)：CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)。在500 時(shí)，平衡常數(shù)K9。若反應(yīng)開始時(shí)，一氧化碳和水蒸氣的濃度都是0.02 mol/L，則在此條件下CO的轉(zhuǎn)化率為()A25% B50%C75% D80%解析：設(shè)平衡時(shí)CO2的濃度為xmol/L。COH2OH2CO2起始濃度(mol/L) 0.02

7、0.02 0 0平衡濃度(mol/L) 0.02x 0.02x x xK9，解得x0.015。所以，CO的轉(zhuǎn)化率×100%75%。答案：C8(2012·福建師大附中高二期末)在恒溫恒壓、不做功時(shí)，反應(yīng)AB= CD在下列哪種情況下，一定能自發(fā)進(jìn)行()AH<0、S<0BH>0、S<0CH<0、S>0DH>0、S>0解析：當(dāng)H<0，S>0時(shí)，HTS<0，反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行。答案：C9下列關(guān)于化學(xué)平衡狀態(tài)的說法中正確的是()A改變外界條件不能改變化學(xué)平衡狀態(tài)B當(dāng)某反應(yīng)在一定條件下反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率保持不變時(shí)即達(dá)到了化學(xué)平衡

8、狀態(tài)C當(dāng)某反應(yīng)體系中氣體的壓強(qiáng)不再改變時(shí)，該反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)D當(dāng)某反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度一定相等解析：A項(xiàng)，外界條件改變時(shí)，可能改變化學(xué)平衡狀態(tài)。C項(xiàng)，如反應(yīng)H2(g)I2(g)2HI(g)在恒容條件下，壓強(qiáng)一直不變，因此壓強(qiáng)不變不能作為達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志。D項(xiàng)，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度不再變化，但并不一定相等。答案：B10(2012·錢橋中學(xué)高二期末)在一定溫度不同壓強(qiáng)(p1<p2)下，可逆反應(yīng)2X(g)2Y(g)Z(g)中，生成物Z在反應(yīng)混合物中的體積分?jǐn)?shù)()與反應(yīng)時(shí)間(t)的關(guān)系如圖所示，正確的是()解析：根據(jù)“先拐先平、數(shù)值

9、大”的原則，因p1<p2，所以p2應(yīng)先“拐”，所以A和C均錯(cuò)。根據(jù)方程式特點(diǎn)，增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，即向消耗Z的方向移動(dòng)，即增大壓強(qiáng)，Z在平衡體系中的體積分?jǐn)?shù)將減小，B符合題意。答案：B11雙選題將等物質(zhì)的量的X、Y氣體充入一個(gè)密閉容器中，在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)并達(dá)到平衡：X(g)Y(g)2Z(g)H<0。當(dāng)改變某個(gè)條件并達(dá)到新平衡后，下列敘述正確的是()A升高溫度，X的體積分?jǐn)?shù)增大B增大壓強(qiáng)(縮小容器體積)，Z的濃度不變C保持容器體積不變，充入一定量的惰性氣體，Y的濃度不變D保持容器體積不變，充入一定量的Z，X的體積分?jǐn)?shù)增大解析：題干中給定的反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積不變，正

10、反應(yīng)放熱的反應(yīng)。在容器體積不變時(shí)，充入惰性氣體，對(duì)反應(yīng)無影響。D項(xiàng)中充入Z達(dá)到平衡后，平衡不移動(dòng)，X的體積分?jǐn)?shù)不變。B項(xiàng)，增大壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，但Z的濃度增大。答案：AC12對(duì)于化學(xué)反應(yīng)方向的確定，下列說法正確的是()A在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，焓因素和熵因素共同決定一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的方向B溫度、壓強(qiáng)一定時(shí)，放熱的熵增加反應(yīng)不一定能自發(fā)進(jìn)行C反應(yīng)焓變是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一因素D固體的溶解過程與焓變有關(guān)解析：焓變和熵變是一定溫度、壓強(qiáng)下化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的復(fù)合判據(jù)，A正確，C不正確。放熱反應(yīng)的H0，熵增反應(yīng)的S>0，反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行，B不正確。固體的溶解過程，體系的混亂度增大，它是熵

11、增加的過程，D不正確。答案：A13(2011·石家莊一檢)一定條件下，在某密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，若增大壓強(qiáng)或升高溫度，重新達(dá)到平衡，反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化過程如圖所示，則對(duì)該反應(yīng)的敘述正確的是()A正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B逆反應(yīng)是放熱反應(yīng)Cmn<pq Dmn>pq解析：升高溫度，由圖像判斷平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，A、B不正確；增大壓強(qiáng)，由圖像判斷平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，即逆反應(yīng)氣體體積減小，C正確，D不正確。答案：C142SO2(g)O2(g)2SO3(g)是制備硫酸的重要反應(yīng)。下列敘述正確的是()A催

12、化劑V2O5不改變?cè)摲磻?yīng)的逆反應(yīng)速率B增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)、反應(yīng)速率一定增大C該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度將縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間D在t1、t2時(shí)刻，SO3(g)的濃度分別是c1、c2，則時(shí)間間隔t1t2內(nèi)，SO3(g)生成的平均速率為v解析：B項(xiàng)中，如果是在恒容時(shí)通入惰性氣體，雖增大了體系的總壓強(qiáng)，但反應(yīng)混合物的濃度未變，反應(yīng)速率不變，所以B項(xiàng)錯(cuò)。答案：D15把0.6 mol X氣體和0.4 mol Y氣體混合于2 L容器中使它們發(fā)生如下反應(yīng)，3X(g)Y(g)nZ(g)2W(g)，5 min末已生成0.2 mol W，若測知以Z濃度變化來表示反應(yīng)的平均速率為0.01 mol/(L·m

13、in)，則上述反應(yīng)中Z氣體的反應(yīng)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)n的值是()A1 B2C3 D4解析：根據(jù)化學(xué)方程式中各物質(zhì)的計(jì)量關(guān)系，生成2 mol W的同時(shí)，必生成n mol 的Z。v(Z)0.01 mol/(L·min)，c(Z)v·t0.01 mol/(L·min)×5 min0.05 mol/L，則n(Z)0.05 mol/L×2 L0.1 mol。n20.10.2，所以n1。答案：A16(2012·朝陽模擬)對(duì)于可逆反應(yīng)N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H<0，下列各項(xiàng)對(duì)示意圖的解釋與圖像相符的是()A壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響(p2&

14、gt;p1)B溫度對(duì)反應(yīng)的影響C平衡體系增加N2對(duì)反應(yīng)的影響D催化劑對(duì)反應(yīng)的影響解析：中由于p1條件下反應(yīng)先達(dá)平衡狀態(tài)，即p1>p2，A錯(cuò)誤；升高溫度，N2(g)3H2(g)2NH3(g)H<0的平衡逆向移動(dòng)，N2的轉(zhuǎn)化率降低，圖像錯(cuò)誤；催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡的時(shí)間，故有催化劑時(shí)先達(dá)平衡，錯(cuò)誤；向平衡體系中加入N2瞬間，v正增大，v逆不變，v正>v逆，平衡正向移動(dòng)，C正確。答案：C二、非選擇題(本題包括6小題，共52分)17(6分)(2012·長春調(diào)研)300 時(shí)，將2 mol A和2 mol B兩種氣體混合于2 L密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A(g

15、)B(g)2 C(g)2D(g) HQ, 2 min末達(dá)到平衡，生成0.8 mol D。(1)300時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K_已知K300<K350，則H_0(填“>”或“<”)。(2)在2 min末時(shí)，B的平衡濃度為_，D的平均反應(yīng)速率為_。(3)若溫度不變，縮小容器容積，則A的轉(zhuǎn)化率_(填“增大”“減小”或“不變”)。解析：(1)溫度越高，K越大，則說明升溫平衡正向移動(dòng)，即正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，H>0。(2)生成0.8 mol D，則反應(yīng)掉0.4 mol B，剩余1.6 mol B，c(B)1.6 mol/2 L0.8 mol/L，v(B)0.1 mol/(L&#

16、183;min)，由化學(xué)計(jì)量數(shù)知，D的反應(yīng)速率應(yīng)為B的2倍，故v(D)2v(B)2×0.1 mol/(L·min)0.2 mol/(L·min)。(3)該反應(yīng)為等體積變化，加壓平衡不移動(dòng)，故A的轉(zhuǎn)化率不變。答案：(1)>(2)0.8 mol/L0.2 mol/(L·min)(3)不變18(6分)(2010·天津高考，節(jié)選)，已知反應(yīng)2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)某溫度下的平衡常數(shù)為400。此溫度下，在密閉容器中加入CH3OH，反應(yīng)到某時(shí)刻測得各組分的濃度如下：物質(zhì)CH3OHCH3OCH3H2O濃度/(mol·

17、L1)0.440.60.6(1)比較此時(shí)正、逆反應(yīng)速率的大小：v正_v逆(填“>”“<”或“”)。(2)若加入CH3OH后，經(jīng)10 min反應(yīng)達(dá)到平衡，此時(shí)c(CH3OH)_；該時(shí)間內(nèi)反應(yīng)速率v(CH3OH)_。解析：(1)此時(shí)的濃度商Q1.86<400，反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故v正>v逆。(2)設(shè)反應(yīng)在上表基礎(chǔ)上又生成了CH3OCH3，濃度為x，則由題述方程式可知，平衡時(shí)生成物CH3OCH3和H2O的濃度為0.6x，則甲醇的濃度為(0.442x)有：400，解得x0.2 mol·L1，故c(CH3OH)0.04 mol·L12x0.

18、04 mol·L1。由表可知，甲醇的起始濃度為(0.441.2) mol·L11.64 mol·L1，其平衡濃度為0.04 mol·L1，10 min變化的濃度為1.6 mol·L1，故v(CH3OH)0.16 mol·L1·min1。答案：(1)>(2) 0.04 mol·L10.16 mol·L1·min119(10分)已知2A2(g)B2(g)2C3(g)Ha kJ·mol1(a>0)，在一個(gè)有催化劑的固定容積的容器中加入2 mol A2和1 mol B2，在500

19、時(shí)充分反應(yīng)達(dá)平衡后C3的濃度為 mol·L1，放出熱量b kJ。(1)比較a_b(填“>”“”或“<”)。(2)若將反應(yīng)溫度升高到700 ，該反應(yīng)的平衡常數(shù)將_(填“增大”“減小”或“不變”)。(3)能說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_。av(C3)2v(B2) b容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變cv逆(A2)2v正(B2) d容器內(nèi)的密度保持不變(4)為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的操作是_。a及時(shí)分離出C3氣體 b適當(dāng)升高溫度c增大B2的濃度 d選擇高效的催化劑解析：(1)由熱化學(xué)方程式的含義知，2A2(g)B2(g)2C3(g)Ha kJ·mol1表示2

20、 mol A2與1 mol B2反應(yīng)生成2 mol C3時(shí)放出a kJ的熱量，可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底，因此生成的C3少于2 mol，放出的熱量小于a kJ。(2)溫度升高，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)減小。(3)因反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等的反應(yīng)，壓強(qiáng)不變，說明達(dá)到平衡狀態(tài)；因容積固定且反應(yīng)物和生成物均為氣體，反應(yīng)過程中氣體密度始終不變，故密度不變，無法判斷是否平衡；在反應(yīng)過程中始終存在如下關(guān)系：v(C3)2v(B2)，因此無法確定是否達(dá)到平衡。由化學(xué)方程式知，v正(A2)2v正(B2)，此時(shí)v正(A2)v逆(A2)，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。綜合分析b、c(4)為使化學(xué)反應(yīng)速率增大可升

21、高溫度、增大B2的濃度、使用催化劑；為使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，可及時(shí)分離出C3氣體、增大B2的濃度，綜合分析，滿足條件的為c項(xiàng)。答案：(1)>(2)減小(3)bc(4)c20(8分)在一定條件下，可逆反應(yīng)ABmC變化如圖所示。已知縱坐標(biāo)表示在不同溫度和壓強(qiáng)下生成物C在混合物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，p為反應(yīng)在T2溫度時(shí)達(dá)到平衡后向容器加壓的變化情況，問：(1)溫度T1_T2(填“大于”“等于”或“小于”)。(2)正反應(yīng)是_反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。(3)如果A、B、C均為氣體，則m_2(填“大于”“等于”或“小于”)。(4)當(dāng)溫度和容積不變時(shí)，如在平衡體系中加入一定量的某稀有氣體，則體系的壓強(qiáng)_

22、(填“增大”“減小”或“不變”)，平衡_移動(dòng)(填“向正反應(yīng)方向”“向逆反應(yīng)方向”或“不”)。解析：由圖像知溫度T1時(shí)到達(dá)平衡用時(shí)間少，則反應(yīng)速率快，說明溫度大于T2；升高溫度C的百分含量降低，平衡逆移，則正反應(yīng)放熱；加壓C的百分含量降低，平衡逆移，則正反應(yīng)體積增大，m大于2；當(dāng)溫度和容積不變時(shí)，如在平衡體系中加入一定量的某稀有氣體，則體系的壓強(qiáng)增大，但對(duì)該反應(yīng)體系來說，各物質(zhì)濃度沒有變化，平衡不移動(dòng)。答案：(1)大于(2)放熱(3)大于(4)增大 不21(10分)(2011·廣東高考，有改動(dòng))利用光能和光催化劑，可將 CO2 和 H2O(g)轉(zhuǎn)化為 CH4 和 O2。紫外光照射時(shí)，在

23、不同催化劑(，)作用下，CH4產(chǎn)量隨光照時(shí)間的變化如圖所示。(1)在030 小時(shí)內(nèi)，CH4的平均生成速率 v、v和v從大到小的順序?yàn)開；反應(yīng)開始后的 12 小時(shí)內(nèi)，在第_種催化劑作用下，收集的 CH4最多。(2)將所得 CH4 與 H2O(g)通入聚焦太陽能反應(yīng)器，發(fā)生反應(yīng)：CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)。該反應(yīng)H206 kJ·mol1。畫出反應(yīng)過程中體系能量變化圖(進(jìn)行必要標(biāo)注)。將等物質(zhì)的量的CH4 和 H2O(g)充入 1 L 恒容密閉反應(yīng)器中，某溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡，平衡常數(shù) K 27，此時(shí)測得 CO 的物質(zhì)的量為 0.10 mol，求CH4的平衡轉(zhuǎn)化率(計(jì)算結(jié)

24、果保留兩位有效數(shù)字)。解析：本題考查化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡，意在考查考生的識(shí)圖能力、三段式解決化學(xué)平衡問題能力和蓋斯定律的使用。(1)030小時(shí)內(nèi)，CH4的平均速率，由圖可知，30小時(shí)內(nèi)CH4的產(chǎn)量>>，即CH4的平均生成速率的關(guān)系為v>v>v；前12小時(shí)內(nèi)在第種催化劑作用下，收集的CH4最多。(2)該反應(yīng)中，CH4的用量越多，吸收的熱量越多，二者成正比例關(guān)系。假設(shè)CH4和H2O的起始量均為x mol，結(jié)合平衡時(shí)n(CO)0.10 mol，有： CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)起始濃度(mol·L1)xx 0 0變化量(mol·L1)

25、 0.10 0.10 0.10 0.30平衡濃度(mol·L1) x0.10 x0.10 0.10 0.30結(jié)合K27，解得x0.11 mol·L1，CH4的轉(zhuǎn)化率×100%91%。答案：(1)v>v>v(2)如圖91%22(12分)(2011·浙江高考)某研究小組在實(shí)驗(yàn)室探究氨基甲酸銨(NH2COONH4)分解反應(yīng)平衡常數(shù)和水解反應(yīng)速率的測定。(1)將一定量純凈的氨基甲酸銨固體置于特制的密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計(jì))，在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)CO2(g)實(shí)驗(yàn)測得的不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表：溫度/15.020.025.030.035.0平衡總壓強(qiáng)/kPa5.78.312.017.124.0平衡氣體總濃度/mol·L12.4×1033.4×1034.8×1036.8×1039.4×103可以判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的是_。A2v(NH3)v(CO2)B密閉容器中總壓強(qiáng)不變C密閉容器中混合氣體的密度不變D密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變根據(jù)表中數(shù)據(jù)，列式計(jì)算 25.0 時(shí)氨基甲酸銨的分解平衡常數(shù)：_。取一