20192020學(xué)年高中化學(xué) 第2章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡本章整合測評含解析新人教版選修4

第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡測評(時間:90分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題包括12小題。每小題4分,共48分)1.下列說法正確的是()A.催化劑是影響化學(xué)反應(yīng)速率的本質(zhì)因素B.當反應(yīng)體系容積不變時,減小反應(yīng)物的量肯定能降低反應(yīng)速率C.可逆反應(yīng)達到反應(yīng)限度時,化學(xué)反應(yīng)速率為0D.化學(xué)反應(yīng)速率可用單位時間內(nèi)反應(yīng)物的濃度的變化量來表示解析影響化學(xué)反應(yīng)速率的本質(zhì)因素是反應(yīng)物的性質(zhì),A項錯誤;如果反應(yīng)物是固體或液體,減小反應(yīng)物的量不會影響反應(yīng)速率,B項錯誤;達到反應(yīng)限度時,正、逆反應(yīng)速率相等,但不為零,C項錯誤。答案D2.下列說法正確的是()A.自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實現(xiàn)B.所有的自發(fā)反應(yīng)都是放熱的C.升高溫度,活化分子百分數(shù)增大,化學(xué)反應(yīng)速率一定增大D.一般使用催化劑可以降低反應(yīng)的活化能,增大活化分子百分數(shù),從而提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率解析自發(fā)反應(yīng)在恰當條件下才能實現(xiàn),A項錯誤;有的吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進行,B項錯誤;升高溫度,活化分子百分數(shù)增大,化學(xué)反應(yīng)速率增大,C項正確;使用催化劑可以降低反應(yīng)的活化能,增大活化分子百分數(shù),對化學(xué)平衡沒有影響,不影響反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,D項錯誤。答案C3.可逆反應(yīng):2SO2+O22SO3達到平衡狀態(tài)時,保持恒溫恒容向容器中加入一定量的O2。下列說法正確的是(K為平衡常數(shù),Qc為濃度商)()A.Qc不變,K變大,O2轉(zhuǎn)化率增大B.Qc不變,K變大,SO2轉(zhuǎn)化率減小C.Qc變小,K不變,O2轉(zhuǎn)化率減小D.Qc增大,K不變,SO2轉(zhuǎn)化率增大解析當可逆反應(yīng)2SO2+O22SO3達到平衡狀態(tài)時,保持恒溫恒容向容器中加入一定量的O2,平衡向右進行,但O2轉(zhuǎn)化率減小,濃度商Qc變小,K不變。答案C4.一定溫度下,在某密閉容器中發(fā)生反應(yīng):2HI(g)H2(g)+I2(g)ΔH>0,若15s內(nèi)c(HI)由0.1mol·L-1降到0.07mol·L-1,則下列說法正確的是()A.0~15s內(nèi)用I2表示的平均反應(yīng)速率為v(I2)=0.002mol·L-1·s-1B.c(HI)由0.07mol·L-1降到0.05mol·L-1所需的反應(yīng)時間小于10sC.升高溫度正反應(yīng)速率加快,逆反應(yīng)速率減慢D.減小反應(yīng)體系的體積,化學(xué)反應(yīng)速率加快解析0~15s內(nèi),v(I2)=v(HI)==0.001mol·L-1·s-1,A項錯誤;隨著反應(yīng)的進行,c(HI)減小,v(HI)減小,故c(HI)由0.07mol·L-1降到0.05mol·L-1所需時間大于10s,B項錯誤;升高溫度,正、逆反應(yīng)速率均增大,C項錯誤;減小反應(yīng)體系的體積,壓強增大,反應(yīng)速率加快,D項正確。答案D5.在密閉容器中,一定條件下,進行如下反應(yīng):NO(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g)ΔH=-373.2kJ·mol-1,達到平衡后,為提高該反應(yīng)的速率和NO的轉(zhuǎn)化率,采取的正確措施是()A.加催化劑同時升高溫度B.加催化劑同時增大壓強C.升高溫度同時充入N2D.降低溫度同時增大壓強解析結(jié)合該反應(yīng)的特點,提高反應(yīng)速率的措施有升高溫度、增大壓強、使用催化劑;提高NO的轉(zhuǎn)化率(平衡向正反應(yīng)方向移動)的措施有降低溫度、增大壓強。答案B6.已知某密閉容器中發(fā)生反應(yīng):X(g)+Y(g)2W(g)+Z(g)ΔH<0(Y物質(zhì)易被液化)。下列有關(guān)說法中一定正確的是()A.若W為有顏色的物質(zhì),達平衡后,增大壓強,體系顏色變淺B.改變壓強,該反應(yīng)的平衡常數(shù)一定不變C.平衡時,其他條件不變,升高溫度,正反應(yīng)速率增大程度比逆反應(yīng)速率增大程度小D.平衡時,其他條件不變,分離出Z,正反應(yīng)速率加快解析A項,增大壓強,不論平衡向哪個方向移動,各物質(zhì)濃度變大,體系顏色應(yīng)變深;B項,Y物質(zhì)易被液化,加壓有可能導(dǎo)致Y變?yōu)橐簯B(tài),平衡常數(shù)的表達式變了,平衡常數(shù)也就可能改變;C項,升溫,平衡逆向移動,正確;D項,分離出Z,正逆反應(yīng)速率都減小。答案C7.相同溫度下,有相同容積的甲、乙兩容器,甲容器中充入1gN2和1gH2,乙容器中充入2gN2和2gH2。下列敘述中不正確的是()A.化學(xué)反應(yīng)速率:乙>甲B.平衡后N2的濃度:乙>甲C.H2的轉(zhuǎn)化率:乙>甲D.平衡混合氣中H2的體積分數(shù):乙>甲解析容器中發(fā)生的反應(yīng)為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。相同容積的容器中充入不同量的反應(yīng)物,乙容器中壓強大,化學(xué)反應(yīng)速率:乙>甲,A項正確;根據(jù)勒夏特列原理可知,平衡時乙容器中N2的濃度應(yīng)大于甲容器,但會小于甲容器中N2濃度的2倍,B項正確;乙容器中壓強較大,平衡向正反應(yīng)方向移動,所以H2的轉(zhuǎn)化率:乙>甲,C項正確;平衡混合氣中H2的體積分數(shù):乙<甲,D項錯誤。答案D8.t℃時,在體積不變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):X(g)+3Y(g)2Z(g),各組分在不同時刻的濃度如下表:物質(zhì) X Y Z初始濃度/(mol·L-1) 0.1 0.2 02min末濃度/(mol·L-1) 0.08 a b平衡濃度/(mol·L-1) 0.05 0.05 0.1下列說法正確的是()A.平衡時,X的轉(zhuǎn)化率為20%B.t℃時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)為40C.平衡后增大體系的壓強,v(正)增大,v(逆)減小,平衡向正反應(yīng)方向移動D.前2min內(nèi),用Y的變化量表示的平均反應(yīng)速率v(Y)=0.03mol·L-1·min-1解析依據(jù)三段式進行計算X(g)+3Y(g)2Z(g)始態(tài)/(mol·L-1) 0.1 0.2 0轉(zhuǎn)化/(mol·L-1) 0.05 0.15 0.1平衡/(mol·L-1) 0.05 0.05 0.1X的轉(zhuǎn)化率×100%=50%,A項錯誤;K==1600,B項錯誤;增大壓強,不論平衡向哪一方向移動,正逆反應(yīng)速率均增大,C項錯誤;前2min內(nèi),Y的濃度變化量為(0.1-0.08)mol·L-1×3=0.06mol·L-1,則v(Y)=0.03mol·L-1·min-1,D項正確。答案D9.在某密閉容器中,可逆反應(yīng):A(g)+B(g)xC(g)符合圖中(Ⅰ)所示關(guān)系,φ(C)表示C氣體在混合氣體中的體積分數(shù)。由此判斷,對圖像(Ⅱ)說法不正確的是()A.p3>p4,Y軸表示A的轉(zhuǎn)化率B.p3>p4,Y軸表示B的質(zhì)量分數(shù)C.p3>p4,Y軸表示B的轉(zhuǎn)化率D.p3>p4,Y軸表示混合氣體的平均相對分子質(zhì)量解析據(jù)圖像(Ⅰ),在壓強不變時,由曲線斜率知T1>T2。降溫(T1→T2)時,φ(C)增大,即平衡正向移動,說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。當溫度不變時,由曲線斜率知壓強p2>p1,增大壓強(p1→p2)時,φ(C)增大,即平衡正向移動,故x<2,即x=1。由圖像(Ⅱ)知,保持體系壓強不變,升高溫度,平衡逆向移動,A、B的轉(zhuǎn)化率、φ(C)、混合氣體的平均相對分子質(zhì)量均減小,而A、B的質(zhì)量分數(shù)要增大。故選B。答案B10.在容積可變的密閉容器中存在如下反應(yīng):CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<0,下列分析中不正確的是()A.圖Ⅰ研究的是t0時升高溫度對反應(yīng)速率的影響B(tài).圖Ⅱ研究的是t0時增大壓強(縮小容積)或使用催化劑對反應(yīng)速率的影響C.圖Ⅲ研究的是催化劑對化學(xué)平衡的影響,且甲使用了催化劑D.圖Ⅲ研究的是溫度對化學(xué)平衡的影響,且乙的溫度較高解析本題考查的是對化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡圖像的認識,難度一般。由于這是一個體積不變的放熱反應(yīng),所以t0時溫度升高,平衡向左移動,此時逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率,A項正確;該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng),增大壓強,可同等程度地增大正、逆反應(yīng)速率,平衡不移動,使用催化劑,不影響平衡,但反應(yīng)速率增大,B項正確;如果圖Ⅲ中考慮的是使用催化劑的話,則由圖可知乙條件下先達到平衡,所以應(yīng)該是乙使用了催化劑且平衡時甲、乙兩條件下的CO轉(zhuǎn)化率應(yīng)相等,C項錯誤;如果圖Ⅲ研究的是溫度對平衡的影響,同樣應(yīng)該是乙條件下溫度高于甲條件,那么從甲升溫到乙,平衡向左移動,CO的轉(zhuǎn)化率下降,D項正確。答案C11.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K的說法正確的是()A.K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,則K增大C.溫度越高,K一定越大D.如果m+n=p,則K=1解析K越大,該反應(yīng)正向進行的程度越大,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大,A項正確;對于一個確定的化學(xué)反應(yīng),K只是溫度的函數(shù),溫度一定,K一定,與壓強無關(guān),B項錯誤;因該反應(yīng)的熱效應(yīng)不確定,故C項錯誤;K=,故由m+n=p,無法判斷K的大小。答案A12.一定條件下合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)CH2CH2(g)+4H2O(g);已知溫度對CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和催化劑催化效率的影響如圖,下列說法不正確的是()A.該反應(yīng)的逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B.平衡常數(shù):KM>KNC.生成乙烯的速率:v(N)一定大于v(M)D.當溫度高于250℃,升高溫度,催化劑的催化效率降低解析升高溫度時CO2的平衡轉(zhuǎn)化率降低,說明平衡逆向移動,則逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),A項正確;該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升溫平衡常數(shù)減小,B項正確;化學(xué)反應(yīng)速率隨溫度的升高而加快,催化劑在250℃時催化活性最高,溫度繼續(xù)升高,其催化效率降低,所以v(N)有可能小于v(M),C項錯誤,D項正確。答案C二、非選擇題(本題包括4小題,共52分)13.(13分)在密閉容器中,使2molN2和6molH2混合發(fā)生下列反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0。(1)當反應(yīng)達到平衡時,N2和H2的濃度比是;N2和H2的轉(zhuǎn)化率之比是。?(2)升高平衡體系的溫度(保持體積不變),混合氣體的平均相對分子質(zhì)量,密度。(填“增大”“減小”或“不變”)?(3)當達到平衡時,充入氬氣,并保持壓強不變,平衡將(填“正向”“逆向”或“不”)移動。?(4)若容器恒容、絕熱,加熱使容器內(nèi)溫度迅速升至原來的2倍,平衡將(填“向左移動”“向右移動”或“不移動”)。達到新平衡后,容器內(nèi)溫度(填“大于”“小于”或“等于”)原來的2倍。?解析(1)對N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,在密閉容器中,開始時n(N2)∶n(H2)=2∶6=1∶3,反應(yīng)時消耗n(N2)∶n(H2)=1∶3,故平衡時n(N2)∶n(H2)=1∶3,所以c(N2)∶c(H2)=1∶3,轉(zhuǎn)化率之比為1∶1。(2)升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,氣體的總物質(zhì)的量增大,總質(zhì)量不變,故平均相對分子質(zhì)量變小,由ρ=知密度不變。(3)達平衡后,保持壓強不變,充入氬氣,使體系體積增大,濃度減小,相當于減小壓強,使平衡逆向移動。(4)恒容時升高溫度至原來的2倍,根據(jù)勒夏特列原理,平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動,即向左移動,達新平衡后,容器內(nèi)溫度大于原來的溫度,小于原來溫度的2倍。答案(1)1∶31∶1(2)減小不變(3)逆向(4)向左移動小于14.(13分)300℃時,將2molA和2molB兩種氣體混合于2L密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g)ΔH=Q,2min末達到平衡,生成0.8molD。(1)300℃時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為:K=。?已知K300℃<K350℃,則ΔH0(填“>”或“<”)。?(2)在2min末時,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”),原因是。?(4)如果在相同的條件下,上述反應(yīng)從逆反應(yīng)方向開始,開始時加入C、D各mol。若使平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度與原平衡相同,則還應(yīng)該加入Bmol。?解析(1)溫度越高,K越大,則說明升溫平衡正向移動,即正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),ΔH>0。(2)生成0.8molD,則反應(yīng)掉0.4molB,剩余1.6molB,c(B)==0.8mol·L-1。v(B)==0.1mol·L-1·min-1,由化學(xué)計量數(shù)知,D的反應(yīng)速率應(yīng)為B的2倍,故v(D)=2v(B)=2×0.1mol·L-1·min-1=0.2mol·L-1·min-1。(3)該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變,增大壓強平衡不移動,故A的轉(zhuǎn)化率不變。(4)將C、D的量折算成A、B的量,則相當于加入2molA和molB,容器體積固定,若濃度相同,則說明起始時物質(zhì)的量相等,故還應(yīng)加入B2mol-mol=mol。答案(1)>(2)0.8mol·L-10.2mol·L-1·min-1(3)不變反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變,壓強對平衡無影響(4)15.(13分)某溫度下,向容積為1L的容器中充入3molNO和1molCO,發(fā)生2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)反應(yīng),NO的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化如右圖所示?；卮鹣铝袉栴}:(1)該溫度下,化學(xué)平衡常數(shù)K=,平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為。?(2)A點的逆反應(yīng)速率v逆(CO)(填“>”“<”或“=”)B點的逆反應(yīng)速率v逆(NO)。?(3)下列圖像正確且能表明在時間t時刻反應(yīng)一定處于平衡狀態(tài)的是。?如果該反應(yīng)達平衡后,降低溫度,平衡常數(shù)增大,則ΔH0(填“>”“<”或“=”)。?(4)達平衡后,將容器的容積擴大一倍,下列說法正確的是。?A.平衡向正反應(yīng)方向移動B.CO的體積分數(shù)增大C.平衡常數(shù)減小D.一氧化碳的濃度增大解析(1)依據(jù)三段式進行計算:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) 31 0 0 0.60.6 0.3 0.6 2.40.4 0.3 0.6K=;(2)由A到B平衡正向進行,生成物濃度逐漸增大,所以逆反應(yīng)速率逐漸增大;(3)假設(shè)平衡右移,溫度不變,可知平衡常數(shù)不變;,式中分子不變、分母減小,氣體的平均摩爾質(zhì)量增大;氣體的物質(zhì)的量減小,壓強減小;ΔH不變,B、C選項可以;(4)減小壓強,平衡左移,各物質(zhì)的濃度均減小,平衡常數(shù)不變,只有B項正確。答案(1)60%(2)<(3)BC<(4)B16.(13分)CO可用于合成甲醇,化學(xué)方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。圖1(1)圖1是反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的曲線。①該反應(yīng)的焓變ΔH(填“>”“<”或“=”)0。?②T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1(填“>”“<”或“=”)K2。在T1溫度下,往體積為1L的密閉容器中,充入1molCO和2molH2,經(jīng)測得CO和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖2所示。則該反應(yīng)的平衡常數(shù)為 。?圖2③若容