高中化学第二章化学反应速率和化学平衡单元测试新人教版选修4

章末质量检测（二） 化学反应速率和化学平衡一、选择题(本题包括12小题，每小题5分，共60分)1下列有关化学反应速率的说法中，正确的是()A100 mL 2 molL1的盐酸与锌反应时，加入适量的NaCl溶液，生成H2的速率不变B用铁片和稀硫酸反应制取H2时，改用铁片和浓硫酸可以加快产生H2的速率C二氧化硫的催化氧化反应是一个放热反应，所以升高温度，反应速率减慢拼十年寒窗挑灯苦读不畏难；携双亲期盼背水勇战定夺魁。如果你希望成功，以恒心为良友，以经验为参谋，以小心为兄弟，以希望为哨兵。D汽车尾气中的CO和NO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强，反应速率减慢解析：选DA项，加入NaCl溶液，相当于稀释盐酸，使其浓度降低，反应速率减慢；B项，改用铁片与浓硫酸反应时，若在常温下，则铁片发生钝化，若在加热条件下，则反应生成二氧化硫气体，得不到H2；C项，化学反应不论是放热反应还是吸热反应，升高温度，化学反应速率都加快；D项，对有气体参与的反应，减小压强，气体的浓度降低，反应速率减慢。2美国亚利桑那州大学和阿贡国家实验室的科学家最近设计出生产氢气的人造树叶，原理为2H2O(g)2H2(g)O2(g)。有关该反应的说法正确的是()AH 0BS 0C化学能转变为电能 D氢能是理想的绿色能源解析：选D水生成氢气和氧气需要吸收能量，故H 0；水蒸气生成氢气和氧气，气体的物质的量增加，熵值增大，故S 0。3下列叙述中，不能用勒夏特列原理解释的是()A红棕色的NO2，加压后颜色先变深后变浅B高压比常压有利于合成SO3的反应C加入催化剂有利于氨的合成D工业制取金属钾Na(l)KCl(l)NaCl(l)K(g)选取适宜的温度，使K变成蒸气从反应混合物中分离出来解析：选C勒夏特列原理是用来解释化学平衡移动的，加入催化剂，平衡不移动。4反应CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)H 0，改变其中一种条件，能加快反应速率且反应放出的热量不变的是()A升高温度 B减小压强C加入CO D加入催化剂 解析：选DA项升高温度，平衡逆向移动，反应放热会减少，错误；B项减压，反应速率减慢，错误；C项加入CO，反应物浓度增大，平衡正向移动，反应放热增多，错误；D项加入催化剂，加快反应速率，平衡不移动，反应放出的热量不变，正确。5在某温度下，反应ClF(g)F2(g)ClF3(g)H268 kJmol1，在密闭容器中达到平衡，下列说法中正确的是()A升高温度，K不变，平衡向正反应方向移动B升高温度，平衡常数变小C升高温度，平衡向正反应方向移动，F2的转化率提高D降低温度，ClF3的产率提高解析：选C正反应为吸热反应，升高温度K增大，平衡向正反应方向移动，F2的转化率提高。6一定温度下，向容积固定为a L的密闭容器中充入1 mol X气体和2 mol Y气体，发生反应X(g)2Y(g)2Z(g)，此反应达到平衡状态的标志是()A容器内气体密度不随时间变化B容器内各物质的浓度不随时间变化C容器内X、Y、Z的浓度之比为122D单位时间内消耗0.1 mol X，同时生成0.2 mol Z解析：选BA项，反应物、生成物都是气体，反应容器的体积不变，故反应过程中，密度始终不变，不能用密度判断反应是否达到平衡状态；B项，各组分的物质的量浓度不变时，可说明平衡已建立；C项，平衡时，X、Y、Z的浓度之比不一定是122，不能说明反应达到平衡状态；D项，单位时间内消耗X和生成Z，描述的是同一反应方向，不存在v正和v逆的关系，不能判断该反应是否达到平衡状态。7如图表示的是可逆反应A2B2C3D的化学反应速率随外界条件改变(先降温后加压)而变化的情况，由此可推断出()A正反应是吸热反应B若A、B是气体，则D是纯液体或固体C逆反应是放热反应DA、B、C、D均为气体解析：选B由图可知，降温时平衡向正反应方向移动，故正反应为放热反应，A、C项错误；加压时平衡向正反应方向移动，正反应方向是气体分子数减小的方向，故B项正确，D项错误。8在1.5 L的密闭容器中通入2 mol N2和3 mol H2的混合气体，在一定温度下发生反应。达到平衡时，容器内压强为反应开始时的0.8，则该反应的化学平衡常数为()A0.34 B0.64C0.44 D0.54解析：选C定T、V的情况下，压强之比等于物质的量之比，设N2转化x mol，则N23H22NH3起始量(mol) 2 3 0转化量(mol) x 3x 2x平衡量(mol)2x33x2x解得x0.5则K0.44。9.如图所示为800 时A、B、C三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化，只从图上分析不能得出的结论是()AA是反应物B前2 min A的分解速率为0.1 molL1min1C达平衡后，若升高温度，平衡向正反应方向移动D反应的方程式为2A(g)2B(g)C(g)解析：选CA的浓度逐渐减小，为反应物，A项正确；v(A)0.1 molL1min1，B项正确；v(A)v(B)v(C)c(A)c(B)c(C)0.20.20.1221，该反应的化学方程式为2A(g)2B(g)C(g)，D项正确；本题未说明该反应的热效应，不能判断反应热，也不能判断温度变化后平衡移动方向，C项错误。10往一体积不变的密闭容器中充入H2和I2(g)，发生反应H2(g)I2(g)2HI(g)H0，当达到平衡后，t0时若保持混合气体总物质的量不变而改变某一反应条件，使容器内压强增大(如图所示)，下列说法正确的是()A容器内气体颜色变深，平均相对分子质量不变B平衡不移动，混合气体密度不变CH2转化率增大，HI平衡浓度减小Dt0时改变的条件是减小体积或升高体系温度解析：选A由图像知平衡逆向移动，I2(g)物质的量增大，颜色加深，体积不变，平均相对分子质量不变，密度不变，A正确，B错误；平衡逆向移动，H2转化率减小，C错误；t0时改变条件为升高温度，使压强增大，D错误。11下图表示反应X(g)4Y(g)Z(g)H0，在某温度时X的浓度随时间变化的曲线：下列有关该反应的描述正确的是()A第6 min后，反应就终止了BX的平衡转化率为85%C若升高温度，X的平衡转化率将大于85%D若降低温度，v(正)和v(逆)将以同样倍数减小解析：选BA项，6 min时反应达到了平衡状态，但正、逆反应并未停止；B项，X的起始浓度为1.0 molL1，平衡时为0.15 molL1，浓度变化量为0.85 molL1，转化率为85%；C项，反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，X的转化率将小于85%；D项，降温正、逆反应速率均减小，但逆反应速率减小的倍数大于正反应速率减小的倍数。12将NO2装入带活塞的密闭容器中，当反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡后，改变下列一个条件，其中叙述正确的是()A升高温度，气体颜色加深，则此反应为吸热反应B慢慢压缩气体体积，平衡向右移动，混合气体颜色变浅C慢慢压缩气体体积，若体积减小一半，压强增大，但小于原来的两倍D恒温恒容时，充入稀有气体，压强增大，平衡向右移动，混合气体的颜色变浅解析：选CA项，升高温度，气体颜色加深，说明升高温度化学平衡向逆反应方向移动，逆反应是吸热反应，此反应的正反应为放热反应，错误；B项，慢慢压缩气体体积，使体系的压强增大，各物质的浓度增大，由于该反应的正反应是气体体积减小的反应，所以增大压强化学平衡向右移动，各物质的浓度与原来比大，混合气体颜色变深，错误；C项，慢慢压缩气体体积，若体积减小一半，压强增大，如果平衡不移动，压强为原来的二倍，现在平衡向正反应方向移动，体系的压强小于原来的两倍，正确；D项，恒温恒容时，充入少量稀有气体，压强增大，但由于反应混合物中各物质的浓度没有发生变化，所以平衡不移动，混合气体的颜色不变，错误。二、非选择题(本题包括3小题，共40分)13(12分)现有反应mA(g)nB(g)pC(g)，达到平衡后，当升高温度时，B的转化率变大；当减小压强时，混合体系中C的质量分数减小，则(1)该反应的逆反应是_热反应，且mn_(填“”“”或“”)p。(2)减压时，A的质量分数_(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。(3)若加入B(体积不变)，则A的转化率_，B的转化率_。(4)若升高温度，则平衡时，B、C的浓度之比将_。(5)若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量_。(6)若B是有色物质，A、C均为无色物质，则加入C(体积不变)时混合物的颜色_，而维持容器内气体的压强不变，充入氖气时，混合物的颜色_(填“变浅”“变深”或“不变”)。解析：升高温度，B的转化率变大，说明此反应的正反应为吸热反应；减小压强，混合体系中C的质量分数变小，说明减小压强时平衡向逆反应方向移动，则mnp，催化剂对化学平衡无影响；若B为有色物质，体积不变时加入C，平衡向逆反应方向移动，生成更多的B而使混合物的颜色加深。如维持容器内压强不变，充入氖气可使容器体积增大，虽然平衡向逆反应方向移动，B的物质的量增加，但B的浓度比原平衡时小，因而混合物的颜色变浅。答案：(1)放(2)增大(3)增大减小(4)减小(5)不变(6)变深变浅14(14分)(1)反应Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)H1，平衡常数为K1；反应Fe(s)H2O(g)FeO(s)H2(g)H2，平衡常数为K2；在不同温度时K1、K2的值如下表：700 900 K11.472.15K22.381.67反应CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H平衡常数为K，则H_(用H1和H2表示)，K_(用K1和K2表示)，且由上述计算可知，反应CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)是 _反应(填“吸热”或“放热”)。能判断CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)达到化学平衡状态的依据是_(填字母)。A容器中压强不变B混合气体中c(CO)不变Cv正(H2)v逆(H2O)Dc(CO)c(CO2)(2)一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，发生反应Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)H0，CO2的浓度与时间的关系如图所示。该条件下反应的平衡常数为_；若铁粉足量，CO2的起始浓度为2.0 molL1，则平衡时CO2的浓度为_ molL1。下列措施中能使平衡时增大的是_(填字母)。A升高温度 B增大压强C充入一定量的CO2 D再加入一定量铁粉解析：(1)根据盖斯定律，可得CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)HH1H2，反应的平衡常数K1c(CO)/c(CO2)，反应的平衡常数K2c(H2)/c(H2O)，反应CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)的平衡常数Kc(CO)c(H2O)/c(CO2)c(H2)；计算可知，对于反应CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，温度升高K增大，说明平衡正向移动，该反应的H0。该反应过程中压强为恒量，压强不变不一定平衡；混合气体中c(CO)不变，一定达到平衡状态；v(正)v(逆)，为平衡状态；c(CO)c(CO2)不一定平衡；(2)根据化学方程式，消耗二氧化碳的浓度为1 molL1，达到平衡时，c(CO)1 molL1，该条件下反应的平衡常数Kc(CO)/c(CO2)(1 molL1)/(0.5 molL1)2.0；Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)起始(molL1) 20转化(molL1) xx平衡(molL1)2xxK2，则x(2x)2得x4/3；所以CO2的浓度为24/32/3。升高温度，平衡正向移动，增大；增大压强，平衡不移动，不变；充入一定量的CO2，由于K不变，所以不变；再加入一定量铁粉，平衡不移动，不变。答案：(1)H1H2吸热B、C(2)2.00.67(或2/3)A15(14分)以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业叫煤化工。(1)将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气。反应为C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)H131.3 kJmol1。该反应在常温下_(填“能”或“不能”)自发进行。一定温度下，在一个容积可变的密闭容器中，发生上述反应，下列能判断该反应达到化学平衡状态的是_(填字母，下同)。a容器中的压强不变b1 mol HH键断裂的同时，断裂2 mol HO键cc(CO)c(H2)d密闭容器的容积不再改变(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中，进行反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，得到如下三组数据：实验组温度/起始量/moll平衡量/mo达到平衡所需时间/minH2OCOH2CO1650241.62.462900120.41.633900abcdt实验1中从反应开始至平衡以CO2表示的平均反应速率为v(CO2)_(取小数点后两位，下同)。该反应的正反应为_(填“吸”或“放”)热反应，实验2条件下平衡常数K_。(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)，如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJmol1)的变化。在体积为1 L的恒容密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，达到平衡后下列措施中能使c(CH3OH)增大的是_。a升高温度b充入He(g)，使体系压强增大c将H2O(g)从体系中分离出来d再充入1 mol CO2和3 mol H2解析：(1)根据GHTS，其中H0，S0，在高温下，G才会小于0，该反应才能自发进行。该反应容器容积可变，随着反应的进行，不论是否达到平衡，容器中的压强始终不变，故a项不能判断是否达到平衡；1 mol HH键断裂的同时会生成2 mol HO键，如果2 mol HO键也同时断裂，则表明达到了平衡状态；若起始时仅加入反应物，或按物质的量之比为11充入CO和H2，则不论反应是否达到平衡，均有c(CO)c(H2)，故c项不能判断反应是否达到平衡；该反应未达到平衡时，容器的容积会发生变化，如果容器的容积不再变化，则表明达到化学平衡状态。(2)实验1中6 min时反应达到平衡，v(CO2)v(CO)0.13 molL1min1。由实验1、2可知，实验1中平衡时CO的转化率为100%40%，实验2中平衡时CO的转化率为100%20%，说明升高温度反应物的转化率降低，即正反应是放热反应；实验2中，CO与H2O均转化了0.4 mol，故平衡时H2O为0.6 mol，CO为1.6 mol，H2与CO2均为0.4 mol，则平衡常数K0.17。(3)根据反应过程中能量变化图像可知反应物的总能量大于生成物的总能量，则该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，c(CH3OH)减小；恒容容器中充入He(g)，平衡不移动，即c(CH3OH)不变；将H2O(g)从体系中分离出来，平衡向正反应方向移动，故c(CH3OH)增大；再充入1 mol CO2和3 mol H2，相当于增大压强，则平衡向正反应方向移动，故c(CH3OH)增大。答案：(1)不能bd(2)0.13 molL1min1放0.17(3)cd- 8 -