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第二章 化学反应速率和化学平衡检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题包括18个小题,每小题3分,共54分)1下列说法中,正确的是()A.0.1 molL-1盐酸和0.1 molL-1硫酸与2 molL-1 NaOH溶液反应,其反应速率相同B.大理石块与大理石粉分别同0.1 molL-1盐酸反应,其反应速率相同C.Mg、Al在相同条件下分别与0.1 molL-1盐酸反应,其反应速率相同D.0.1 molL-1盐酸和0.1 molL-1硝酸与相同形状和大小的大理石反应,其反应速率相同答案D21 000 时,FeO(s)+H2(g)Fe(s)+H2O(g),K=0.52。欲使容器中有1.0 mol FeO被还原,反应前容器中应充入a mol H2。则a的值最接近()A.1.0B.2.0C.3.0D.4.0答案C3下列说法正确的是()A.增大压强,活化分子数增多,化学反应速率一定增大B.升高温度,活化分子百分数不一定增大,化学反应速率一定增大C.加入反应物,使活化分子百分数增加,化学反应速率增大D.使用催化剂,降低了反应的活化能,增大了活化分子百分数,化学反应速率一定增大答案D4在一定条件下,将X和Y两种物质按不同的比例放入密闭容器中反应,平衡后测得X、Y的转化率与起始时两物质的物质的量之比的关系如图所示,则X、Y反应的化学方程式可表示为()A.2X+Y3ZB.3X+2Y2ZC.X+3YZD.3X+YZ答案D5一定温度下,在2 L的密闭容器中发生反应:M(g)+2N(g)xP(g)H,但达到平衡时(P)却是,这说明升高温度时(P)降低,因而平衡应向逆反应方向移动,则该反应的正反应为放热反应;比较曲线和,二者温度相同,但压强,这时(P)却是,这说明增大压强时(P)降低,因此生成物气体的总体积应大于反应物中气体的总体积,由此判断L一定为气体。答案B11在一定温度下,向一个容积可变的容器中,通入3 mol SO2和2 mol O2及固体催化剂,使之反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=-196.6 kJmol-1,平衡时容器内气体总的物质的量为起始时的90%。保持同一反应温度,在相同容器中,将起始物质的量改为4 mol SO2、3 mol O2、2 mol SO3(g),下列说法正确的是()A.第一次平衡时反应放出的热量为294.9 kJB.两次平衡SO2的转化率相等C.第二次达平衡时SO3的体积分数大于90%D.达平衡时用O2表示的反应速率为0.25 molL-1min-1解析设达平衡时生成SO3(g)物质的量为2x,则剩余SO2(g)的物质的量为(3 mol-2x)、O2(g)为(2 mol-x),混合气体总的物质的量为(5 mol-x)。根据5mol5mol-x=10.9,解得x=0.5 mol,再结合热化学方程式可知,放出的热量为196.6 kJ2=98.3 kJ。选项B,起始物质的量改为4 mol SO2、3 mol O2、2 mol SO3(g),将SO3转化为SO2和O2可知相当于初始加入6 mol SO2、4 mol O2,n(SO2)n(O2)=32,故与第一次平衡是等效平衡,两次平衡中SO2的转化率、SO3的体积分数相等,故选项B正确、C错误;选项D,题目没有告诉达到平衡时的时间,无法计算反应速率。答案B12羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂,能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中,将CO和H2S混合加热并达到下列平衡:CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)K=0.1反应前CO物质的量为10 mol,平衡后CO物质的量为8 mol。下列说法正确的是()A.升高温度,H2S浓度增加,表明该反应是吸热反应B.通入CO后,正反应速率逐渐增大C.反应前H2S物质的量为7 molD.CO的平衡转化率为80%解析升高温度,H2S浓度增加,说明平衡向左移动,则正反应为放热反应,A项错误;通入CO,在恒容密闭容器中相当于增大反应物浓度,故正反应速率瞬间增大,然后又逐渐减小,B项错误;设反应前H2S的物质的量为x mol,则根据方程式得:K=228(x-2)=0.1,解之得x=7,故C项正确;(CO)=2mol10mol100%=20%,D项错误。答案C13在恒温、恒容的容器中进行反应:2HIH2+I2,反应物的浓度由0.1 molL-1降到0.06 molL-1需要20 s,那么由0.06 molL-1降到0.036 molL-1所需时间为()A.等于10 sB.等于12 sC.大于12 sD.小于12 s解析随着反应的进行,反应物的浓度逐渐减小,所以后一阶段的平均反应速率小于前一阶段的平均反应速率,即0.1molL-1-0.06 molL-120 s0.06molL-1-0.036 molL-1t,解得t12 s。答案C14将4 mol A气体和2 mol B气体充入2 L的密闭容器中,一定条件下发生如下反应: 2A(g)+B(g)2C(g)。若经2 s后测得C的浓度为0.6 molL-1,下列几种说法正确的是()用物质A表示的反应平均速率为0.3 molL-1s-1用物质B表示的反应平均速率为0.3 molL-1s-12 s时物质A的转化率为70%2 s时物质B的浓度为0.7 molL-1 A.B.C.D.解析2A(g)+B(g)2C(g)起始物质的量/mol420转化物质的量/mol1.20.61.22 s后物质的量/mol2.81.41.2则:用物质A表示的反应平均速率=1.2 mol (2 L2 s)=0.3 molL-1s-1,故正确;用物质B表示的反应平均速率为0.15 molL-1s-1, 故错误;2 s时物质A的转化率=1.2 mol4 mol100%= 30%,错误;2 s时物质B的浓度=1.4 mol2 L=0.7 molL-1,正确。答案B15在一定温度下,向体积恒定为2 L的密闭容器里充入2 mol M和一定量的N,发生如下反应:M(g)+N(g)E(g);当反应进行到4 min时达到平衡,测知M的浓度为0.2 molL-1。下列说法正确的是()A.4 min时,M的转化率为80%B.4 min时,用M表示的反应速率为0.8 molL-1min-1C.4 min后,向容器中充入不参与反应的稀有气体,M的物质的量减小D.2 min时,M的物质的量浓度为0.6 molL-1解析M(g)+N(g)E(g)起始浓度(molL-1)10转化浓度(molL-1)0.80.8平衡浓度(molL-1)0.20.8故4 min时,M的转化率为0.8molL-11molL-1100%=80%;用M表示的化学反应速率0.8molL-14min=0.2 molL-1min-1,若是匀速反应,2 min时,反应的M为0.2 molL-1min-12 min=0.4 molL-1,M的物质的量浓度为0.6 molL-1,但正反应过程中反应速率逐渐减小,2 min时,M的物质的量浓度小于0.6 molL-1;恒容条件下,充入稀有气体,平衡不移动,M的物质的量不变。答案A16对达到化学平衡状态的可逆反应:A+BC+D。若t0时增大压强,正、逆反应速率变化如图所示(v代表反应速率,t代表时间),下列有关A、B、C、D的状态叙述中正确的是()A.A、B、C是气体,D不是气体B.A、B是气体,C、D有一种是气体C.C、D是气体,A、B有一种是气体D.C、D有一种是气体,A、B都不是气体解析t0时加压,v(正)、v(逆)均增加,说明反应物和生成物中均有气体。v(逆)v(正),生成物气体物质的量大于反应物气体物质的量。答案C17对于可逆反应:2A(g)+B(g)2C(g)H0,下列各图正确的是()解析A项,升温,平衡左移,C的质量分数减小,正确;B项,增大压强,v(正)、v(逆)均增大,错误;C项,催化剂只能增大反应速率,不会使平衡移动,错误;D项,加压平衡右移,A的转化率增大,升温平衡左移,A的转化率应减小,错误。答案A18在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.4 kJmol-1,下列说法错误的是()容器甲乙丙反应物投入量1 mol N2、3 mol H22 mol NH34 mol NH3NH3的平衡浓度(molL-1)c1c2c3反应的能量变化放出a kJ吸收b kJ吸收c kJ体系压强(Pa)p1p2p3反应物转化率123A.2c1c3B.a+b=92.4C.1+32p2=2p1解析A项,丙相当于乙平衡后,把体积缩小为原来的12,若平衡不移动c3=2c2,而事实上平衡右移,所以c32c2,恒温恒容条件下,甲、乙两容器中平衡时等效,则有c1=c2,即有c32c1正确;B项,甲中生成NH3的物质的量与乙中分解NH3的物质的量之和为1 mol,所以a+b=92.4,正确;C项,1+2=1,而32,所以1+31;D项,丙相对于乙来说,相当于把体积缩小一半,若平衡不移动,p3=2p2,而事实上,平衡右移,所以p32p2,又由p1=p2,故p3T2,升温B的体积分数增加,说明升温平衡逆向移动,则说明逆反应为吸热反应,正反应为放热反应。(2)A项,增压平衡向体积减小即正反应方向移动。B项,体积不变,充入稀有气体,平衡不移动。C项,升温,平衡向吸热即逆反应方向移动。答案(1)A(g)+3B(g)2C(g)放热(2)C21(8分)反应A(g)B(g)+C(g)在容积为1.0 L的密闭容器中进行,A的初始浓度为0.050 molL-1。温度T1和T2下A的浓度与时间关系如图所示。回答下列问题:(1)上述反应的温度T1(填“大于”“小于”或“等于”,下同)T2,平衡常数K(T1)K(T2)。(2)若温度T2时,5 min后反应达到平衡,A的转化率为70%,则:平衡时体系总的物质的量为。反应的平衡常数K=。反应在05 min区间的平均反应速率v(A)=。解析(1)图中显示,T2时达到平衡所用时间少,反应速率大,所以温度高;而温度越高c(A)越小,说明平衡正向移动,可判断正反应为吸热反应,升温K将增大。(2)根据“三段式”求解:A(g)B(g)+C(g)开始/(molL-1)0.05000转化/(molL-1)0.05070%=0.035 00.035 00.035 0平衡/(molL-1)0.015 00.035 00.035 0故平衡时体系总的物质的量=(0.015 0 molL-1+0.035 0 molL-1+0.035 0 molL-1)1.0 L=0.085 mol平衡常数K=0.035 00.035 00.015 0=0.08205 min平均反应速率v(A)=0.035 0molL-15min=0.007 molL-1min-1答案(1)小于小于(2)0.085 mol0.0820.007 molL-1min-122(8分)偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂,二者发生如下化学反应:(CH3)2NNH2(l)+2N2O4(l)2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g)()(1)火箭残骸中常出现红棕色气体,原因为:N2O4(g)2NO2(g)()当温度升高时,气体颜色变深,则反应()为(填“吸热”或“放热”)反应。(2)一定温度下,反应()的焓变为H。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是。若在相同温度下,上述反应改在体积为1 L的恒容密闭容器中进行,平衡常数(填“增大”“不变”或“减小”),反应3 s后NO2的物质的量为0.6 mol,则03 s内的平均反应速率v(N2O4)= molL-1s-1。解析(1)温度升高时,气体颜色加深,说明平衡向正反应方向移动,则正反应为吸热反应。(2)该反应由反应正方向开始,气体分子数逐渐增大,而压强保持不变,则容器体积增大,气体密度减小,达平衡时保持不变,a正确;该反应的H始终保持不变,不能说明达到平衡状态,b错误;该反应由正反应方向开始,N2O4逐渐减少,恒压过程中容器体积增大,N2O4浓度减小,v(正)逐渐减小,达平衡时保持不变,c错误;该反应由正反应方向开始,N2O4转化率逐渐增大,达平衡时保持不变,d对。平衡常数只与温度有关,温度保持不变,平衡常数不变。v(N2O4)=12v(NO2)=120.6mol1 L3 s=0.1 molL-1s-1。答案(1)吸热(2)ad不变0.123(8分)已知2A2(g)+B2(g)2C(g)H=-a kJmol-1(a0),在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2 mol A2和1 mol B2,在500 时充分反应达到平衡后C的浓度为w molL-1,放出热量b kJ。(1)a(填“”“=”或“”“=”或“(2)减小(3)=(4)bc(5)c24(8分)在一固定容积的密闭容器中,保持一定温度,在一定条件下发生以下反应:2A(g)+B(g)3C(g),已知加入1 mol A和2 mol B且达到平衡后,生成了a mol C。(1)达到平衡时,C在反应混合气体中的体积分数是(用含a的代数式表示)。(2)在相同的实验条件下,若在同一容器中改为加入2 mol A和4 mol B,达到平衡后,C的物质的量为mol(用含a的代数式表示)。此时C在反应混合气体中的体积分数与原平衡相比(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)在相同实验条件下,若在同一容器中改为加入2 mol A和5 mol B,若要求平衡后C在反应混合气体中的体积分数仍与原平衡相同,则还应加入mol C。解析(1)根据化学方程式,该反应是一个气体体积不变的反应,达到平衡时气体的总物质的量仍为3 mol,C的体积分数为a3。(2)由于是气体物质的量不变的反应,故加入2 mol A和4 mol B达平衡时与(1)中平衡互为等效平衡,则相同组分的体积分数相同,C的物质的量是(1)平衡时的2倍,为2a mol。(3)该反应前后气体分子数不变,欲达到等效平衡,只需所投入的A、B的物质的量之比为12即可。设应加入x mol C,将x mol C完全换算成A、B后共有(2+2x3) mol A、(5+x3)mol B,由(2+2x3)(5+x3)=12,解得x=1。答案(1)a3(2)2a不变(3)1
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