最新高中化学第二章化学反应速率和化学平衡阶段水平测试新人教版选修4

PAGEPAGE11第二章化学反响速率和化学平衡(时间：90分钟总分值：100分)一、选择题(此题包括16个小题，每题3分，共48分)1．以下对影响反响方向因素的判断不正确的是()A．有时焓变对反响的方向起决定性作用B．有时熵变对反响的方向起决定性作用C．焓变和熵变是判断反响方向的两个主要因素D．任何情况下，温度都不可能对反响的方向起决定性作用解析：在焓变与熵变同时为正值或同时为负值的情况下，温度可能对反响的方向起决定性作用。答案：D2．[2023·河北保定高二测试]现有两个热化学反响方程式：以下说法正确的是()A．反响①②中都存在：ΔS>0B．反响②高温时，可自发进行C．在通常情况下，①②都能自发进行D．反响①一定不能自发进行解析：反响①②均为液体与气体反响转化为液体的反响，是熵减小的反响。ΔS<0，故A项错误；由ΔG＝ΔH－TΔS可知，ΔS<0，ΔH>0时，反响一定不能自发进行，故①不能自发进行；ΔS<0,ΔH<0时，低温时，反响可自发进行，故低温时，反响②可自发进行，B、C项错误，D项正确。答案：D3．[2023·洛阳一高期中]一定条件下，通过以下反响可实现燃煤烟气中硫的回收：SO2(g)＋2CO(g)eq\o(,\s\up10())2CO2(g)＋S(l)ΔH＜0假设反响在恒容的密闭容器中进行，以下有关说法正确的是()A．平衡前，随着反响的进行，容器内压强始终不变B．平衡时，其他条件不变，别离出硫，正反响速率加快C．平衡时，其他条件不变，升高温度可提高SO2的转化率D．其他条件不变，使用不同催化剂，该反响的平衡常数不变解析：该反响为气体体积减小的反响，平衡前，随着反响的进行，容器内压强逐渐变小，A项错误；因硫单质为液体，别离出硫对正反响速率没有影响，B项错误；其他条件不变，升高温度平衡向左移动，SO2的转化率降低，C项错误；该反响的平衡常数只与温度有关，使用催化剂对平衡常数没有影响，D项正确。答案：D4．[2023·广安一中期中]反响①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反响②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反响③：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数为K。那么以下说法正确的是()A．反响①的平衡常数K1＝eq\f(cCO2·cCu,cCO·cCuO)B．反响③的平衡常数K＝eq\f(K1,K2)C．对于反响③，恒容时，温度升高，H2浓度减小，那么该反响的焓变为正值D．对于反响③，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小解析：在书写平衡常数表达式时，纯固体不能表示在平衡常数表达式中，A错误；由于反响③＝反响①－反响②，因此平衡常数K＝eq\f(K1,K2)，B正确；反响③中，温度升高，H2浓度减小，那么平衡左移，即逆反响为吸热反响，正反响为放热反响，因此ΔH＜0，C错误；对于反响③，在恒温恒容下，增大压强，如充入惰性气体，那么平衡不移动，H2的浓度不变，D错误。答案：B5．[2023·合肥二中期中]一定温度下，反响2NO2(g)N2O4(g)ΔH＜0，在密闭容器中到达平衡状态。以下说法中正确的是()A．恒温缩小体积，平衡向右移动，再次达平衡时颜色比原平衡浅B．恒容升温，逆反响速率加快，正反响速率减慢C．假设改变条件使平衡向右移动，那么该反响的平衡常数将增大D．恒温恒容，充入少量NO2，再次达平衡时NO2的转化率比原平衡的大解析：此题考查压强、温度等对平衡状态的影响，意在考查综合运用所学知识分析问题的能力。A项错误，恒温缩小体积，虽然平衡会向右移动，但新平衡时NO2的浓度会比原平衡大，所以气体的颜色会比原平衡深；B项错误，升高温度会使正、逆反响速率都加快；C项错误，平衡常数只随温度的改变而改变，对于该反响，要使平衡向右移动，假设改变的条件不是温度，那么该反响的平衡常数就不变。D项正确，恒温恒容，充入少量NO2，使c(NO2)增大，平衡向右移动。答案：D6．[2023·南昌高二联考]一定温度和压强不变的条件下，发生可逆反响：A(g)＋3B(g)4C(g)，以下表达能作为该反响到达平衡状态的标志的是()①混合气体的平均摩尔质量不再变化②v(A)∶v(B)∶v(C)＝1∶3∶4③A、B、C的浓度不再变化④C的体积分数不再变化⑤A、B、C的分子数之比为1∶3∶4⑥混合气体的密度不再变化⑦单位时间消耗amolA，同时生成3amolBA．②③④⑤⑥⑦B．③④⑦C．②③④⑦D．①③⑤⑥⑦解析：由于气体的物质的量不变，气体质量不变，那么平均摩尔质量不能作为判断平衡状态，①错误；无论反响是否达平衡状态，都有v(A)∶v(B)∶v(C)＝1∶3∶4，②错误；当每种成分物质的量不变时为平衡状态，而不是分子数之比，⑤错误；由于气体质量、体积不变，那么气体的密度不变，不能作为判断化学平衡状态，⑥错误。答案：B7．[2023·咸宁模拟]某温度下，向2L恒容密闭容器中充入1.0molA和1.0molB，反响A(g)＋B(g)C(g)，经过一段时间后到达平衡。反响过程中测定的局部数据见下表。以下说法正确的是()t/s05152535n(A)/mol1.00.850.810.800.80A.反响在前5s的平均速率v(A)＝0.15mol/(L·s)B．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(A)＝0.41mol·L－1，那么反响的ΔH>0C．相同温度下，起始时向容器中充入2.0molC，到达平衡时，C的分解率大于80%D．相同温度下，起始时向容器中充入0.2molA、0.2molB和1.0molC反响到达平衡前反响速率v(正)<v(逆)解析：v(A)＝(1.0mol－0.85mol)/(2L×5s)＝0.015mol/(L·s)，A项错误；升高温度，平衡时剩余A的物质的量为0.41mol·L－1×2L＝0.82mol，说明平衡逆向移动，那么正反响为放热反响，ΔH<0，B项错误；容器内参加2molC相当于将两个平衡状态与原平衡相同的(C的转化率为80%)状态挤压在一起，平衡从左向右移动，C的分解率降低，C项错误；该温度下，反响的平衡常数为K＝5/8，Q＝50>K，反响向逆反响方向移动，v(正)<v(逆)，D项正确。答案：D8．[2023·新乡模拟]用CO合成甲醇(CH3OH)的化学方程式为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0，按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图。以下说法正确的是()A．温度：T1>T2>T3B．正反响速率：v(a)>v(c)v(b)>v(d)C．平衡常数：K(a)>K(c)K(b)＝K(d)D．平均摩尔质量：M(a)<M(c)M(b)>M(d)解析：温度升高时平衡逆向移动，CO的平衡转化率降低，所以温度：T1<T2<T3，A错误。相对于a点，c点温度高，反响速率快；相对于d点，b点压强大，反响速率快，B错误。c点温度高于a点温度，c点平衡常数小于a点；b点、d点温度不变，平衡常数不变，C正确。相对于a点，c点平衡逆向移动，平均摩尔质量减小；相对于d点，b点压强大，平衡正向移动，平均摩尔质量增大，D错误。答案：C9．[2023·衡水一中高二调研]一定条件下，通过以下反响可以制备特种陶瓷的原料MgO：MgSO4(s)＋CO(g)MgO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)ΔH＞0。该反响在恒容密闭容器中到达平衡后，假设仅改变图中横轴x的值，纵轴y随x变化趋势合理的是()选项xyACO的物质的量CO2与CO的物质的量之比B反响温度逆反响速率C体系压强平衡常数KDMgSO4的质量(忽略体积)CO的转化率解析：此题考查化学平衡图象，意在考查考生的识图能力和对化学平衡移动原理的运用能力。A项不合理，增大CO的物质的量，平衡正向移动，但CO2和CO的物质的量之比减小；B项合理，升高温度，无论是正反响速率还是逆反响速率都加快；C项不合理，化学平衡常数只与温度有关，而与压强无关；D项不合理，硫酸镁是固体，无论它的质量如何变化，CO的转化率不变。答案：B10．对于可逆反响4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，以下表达正确的是()A．化学平衡常数的表达式K＝eq\f(c4NO,c4NH3·c5O2)B．当v正(NH3)∶v正(NO)＝1∶1时，说明该化学反响已经到达平衡状态C．假设到达平衡状态时两种反响物的转化率相等，那么起始投入时n(NH3)∶n(O2)＝5∶4D．反响到达平衡状态后，恒容条件下只调节NH3和NO的量，可保持原平衡状态解析：根据化学平衡常数的定义和反响的特点，H2O(g)也应计入平衡常数中，即K＝eq\f(c4NO·c6H2O,c4NH3·c5O2)，A项错误；根据化学平衡常数K的表达式可知，D项正确；B项中的关系式在任何时刻都成立，B项错误；C项中起始投入时n(NH3)∶n(O2)应为4∶5，C项错误。答案：D11．[2023·石家庄一检]一定条件下，在某密闭容器中进行如下反响：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，假设增大压强或升高温度，重新到达平衡，反响速率随时间的变化过程如下图，那么对该反响的表达正确的是()A．正反响是吸热反响B．逆反响是放热反响C．m＋n<p＋qD．m＋n>p＋q解析：升高温度，由图象判断平衡向逆反响方向移动，那么正反响为放热反响，逆反响为吸热反响，A、B不正确；增大压强，由图象判断平衡向逆反响方向移动，即逆反响气体体积减小，C正确，D不正确。答案：C12．[2023·福州模拟]反响：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＜0。某温度下，将2molSO2和1molO2置于10L密闭容器中，反响到达平衡后，SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图甲所示。那么以下说法正确的是()甲乙丙A．由图甲推断，B点SO2的平衡浓度为0.3mol·L－1B．由图甲推断，A点对应温度下的平衡常数为80C．到达平衡后，缩小容器容积，那么反响速率变化图象可以用图乙表示D．压强为0.50MPa时不同温度下SO2转化率与温度关系如丙图，那么T2＞T1解析：图甲B点SO2的转化率为85%，可计算SO2的平衡浓度为0.03mol·L－1，A错误；在图A点，列式如下2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)起始量2mol1mol0变化量1.6mol0.8mol1.6mol平衡量0.4mol0.2mol1.6mol那么K＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1.6mol,10L)))2,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.4mol,10L)))2·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.2mol,10L))))＝800，B错误；温度越高到达平衡所用时间越短，由图可知T1＞T2，D错误。答案：C13．[2023·江西九校联考]向甲乙两个容积均为1L的恒容容器中，分别充入2molA、2molB和1molA、1molB。相同条件下，发生以下反响：A(g)＋B(g)xC(g)(正反响为放热反响)。测得两容器中c(A)随时间t的变化如下图，以下说法正确的是()eq\x(\a\al(2molA,2molB))eq\x(\a\al(1molA,1molB))甲乙A．x可能等于1也可能等于2B．向平衡后的乙容器中充入氖气可使c(A)增大C．将乙容器单独升温可使乙容器内各物质的体积分数与甲容器内的相同D．向甲容器中再充入2molA、2molB，平衡时甲容器中0.78mol·L－1＜c(A)＜1.56mol·L－1解析：由图可知，假设增大压强，c(A)减小，即该反响正向是气体体积减小的反响，x只能等于1，A错；乙为恒容容器，向平衡后的乙容器中充入氖气平衡不移动，那么c(A)不变，B错；升高温度，平衡左移，A的转化率降低，C错。答案：D14.以下图是温度和压强对X＋Y2Z反响影响的示意图。图中横坐标表示温度，纵坐标表示平衡混合气体中Z的体积分数。以下表达正确的是()A．上述可逆反响的正反响为放热反响B．X、Y、Z均为气态C．X和Y中最多只有一种为气态，Z为气态D．上述反响的逆反响的ΔH>0解析：此题通过图象考查外界条件(温度、压强)对平衡移动(Z的体积分数)的影响，主要考查逻辑推理和识图能力。由图象可知，随温度升高Z的体积分数增大，该反响为吸热反响，A、D错。相同温度下，1000kPa比10kPa时Z的体积分数小，说明增加压强平衡左移，X、Y中至少有一种不是气体，B错，应选C。答案：C15．[2023·朝阳高二测试]对于可逆反响N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)'ΔH<0，以下各项对示意图的解释与图象相符的是()A．①压强对反响的影响(p2>p1)B．②温度对反响的影响C．③平衡体系增加N2对反响的影响D．④催化剂对反响的影响解析：①中由于p1条件下反响先达平衡状态，即p1>p2，A错误；升高温度，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)'ΔH<0的平衡逆向移动，N2的转化率降低，图象②错误；催化剂能加快化学反响速率，缩短到达平衡的时间，故有催化剂时先达平衡，④错误；向平衡体系中参加N2瞬间，v正增大，v逆不变，v正>v逆，平衡正向移动，C正确。答案：C16．[2023·资阳模拟]相同温度下，体积均为1.5L的两个恒容容器中发生可逆反响：X2(g)＋3Y2(g)2XY3(g)ΔH＝－92.6kJ·mol－1，实验测得有关数据如下表：容器编号起始时各物质物质的量/mol到达平衡时体系能量的变化X2Y2XY3①130放热46.3kJ②0.82.40.4QkJ(Q＞0)以下表达不正确的是()A．容器①中到达平衡时，Y2的转化率为50%B．Q＝27.78C．假设容器①体积改为1.0L，那么到达平衡时放出的热量大于46.3kJD．容器①、②中反响的平衡常数相等，K＝eq\f(16,27)解析：利用①中放热46.3kJ，说明X2的变化量为0.5mol，那么X2(g)＋3Y2(g)2XY3(g)起始量1mol3mol0变化量0.5mol1.5mol1mol平衡量0.5mol1.5mol1molK＝eq\f(\a\vs4\al(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1mol,1.5L)))2),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.5mol,1.5L)))·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1.5mol,1.5L)))3)＝eq\f(4,3)，D错误。答案：D二、非选择题(此题包括6个小题，共52分)17．[2023·长春调研](6分)300℃时，将2molA和2molB两种气体混合于2L密闭容器中，发生如下反响：3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)'ΔH,2min末到达平衡，生成0.8molD。(1)300℃时，该反响的平衡常数表达式为K＝________，K300℃<K350℃，那么ΔH________0(填“>〞或“<〞)。(2)在2min末时，B的平衡浓度为________，D的平均反响速率为________。(3)假设温度不变，缩小容器容积，那么A的转化率________(填“增大〞“减小〞或“不变〞)。解析：(1)温度越高，K越大，那么说明升温平衡正向移动，即正反响为吸热反响，ΔH>0。(2)生成0.8molD，那么反响掉0.4molB，剩余1.6molB，c(B)＝1.6mol/2L＝0.8mol·L－1，v(B)＝eq\f(0.4mol,2L×2min)＝0.1mol·(L·min)－1，由化学计量数知，D的反响速率应为B的2倍，故v(D)＝2v(B)＝2×0.1mol·(L·min)－1＝0.2mol·(L·min)－1。(3)该反响为等体积变化，加压平衡不移动，故A的转化率不变。答案：(1)eq\f(c2C×c2D,c3A×cB)>(2)0.8mol·L－10.2mol·(L·min)－1(3)不变18．(6分)在一定条件下，可逆反响A＋BmC变化如下图。纵坐标表示在不同温度和压强下生成物C在混合物中的质量分数，p为反响在T2温度时到达平衡后向容器加压的变化情况，问：(1)温度T1________T2(填“大于〞“等于〞或“小于〞)。(2)正反响是________反响(填“吸热〞或“放热〞)。(3)如果A、B、C均为气体，那么m________2(填“大于〞“等于〞或“小于〞)。(4)当温度和容积不变时，如在平衡体系中参加一定量的某稀有气体，那么体系的压强________(填“增大〞“减小〞或“不变〞)，平衡________移动(填“向正反响方向〞“向逆反响方向〞或“不〞)。解析：由图象知温度T1时到达平衡用时间少，那么反响速率快，说明温度大于T2；升高温度C的百分含量降低，平衡逆移，那么正反响放热；加压C的百分含量降低，平衡逆移，那么正反响体积增大，m大于2；当温度和容积不变时，如在平衡体系中参加一定量的某稀有气体，那么体系的压强增大，但对该反响体系来说，各物质浓度没有变化，平衡不移动。答案：(1)大于'(2)放热'(3)大于'(4)增大'不19．[2023·济南高二联考](8分)某化学小组为了研究外界条件对化学反响速率的影响，进行了如下实验：【实验原理】2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O【实验内容及记录】请答复：(1)补充上表中的实验数据：V1＝______，V2＝________，由表中数据可以得到的结论是____________________，化学反响速率越大。(2)利用实验1中数据计算，用KMnO4的浓度变化表示的反响速率为v(KMnO4)＝______________________。(3)该小组同学根据经验绘制了n(Mn2＋)随时间变化趋势的示意图，如图1所示。但有同学查阅已有的实验资料发现，该实验过程中n(Mn2＋)随时间变化的趋势应如图2所示。该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设，并继续进行实验探究。图1图2①该小组同学提出的假设是______________________。②请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白。③假设该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是_______。答案：(1)3.01.0反响物浓度越大(2)0.015mol·L－1·min－1(3)Mn2＋对该反响有催化作用加硫酸锰溶液褪色时间更短20．[2023·玉溪一中月考](12分)在容积为1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反响N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。答复以下问题：(1)反响的ΔH__________0(填“大于〞或“小于〞)；100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如下图。在0～60s时段，反响速率v(N2O4)为__________mol·L－1·s－1；反响的平衡常数K1为__________。(2)100℃时到达平衡后，改变反响温度为T，c(N2O4)以0.0020mol·L－1·s－1的平均速率降低，经10s又到达平衡。①T__________100℃(填“大于〞或“小于〞)，判断理由是________________________________。②温度T时反响的平衡常数K2__________。(3)温度T时反响达平衡后，将反响容器的容积减少一半。平衡向__________(填“正反响〞或“逆反响〞)方向移动，判断理由是____________________________________________。(4)综合(1)、(2)小题信息你得出温度对平衡常数的影响规律是__________________________。答案：(1)大于0.0010.36(2)①大于反响正方向吸热，反响向吸热方向进行，故温度升高②平衡时，c(NO2)＝0.120mol·L－1＋0.0020mol·L－1·s－1×10s×2＝0.16mol·L－1c(N2O4)＝0.040mol·L－1－0.0020mol·L－1·s－1×10s＝0.020mol·L－1K2＝eq\f(0.162,0.020)＝1.3mol(3)逆反响对气体分子数增大的反响，增大压强平衡向逆反响方向移动(4)吸热反响升高温度平衡常数增大21．(10分)高炉炼铁过程中发生的主要反响为eq\f(1,3)Fe2O3(s)＋CO(g)eq\f(2,3)Fe(s)＋CO2(g)该反响在不同温度下的平衡常数如下：温度/℃100011501300平衡常数4.03.73.5请答复以下问题：(1)该反响的平衡常数表达式K＝______，ΔH________0(填“>〞“<〞或“＝〞)；(2)在一个容积为10L的密闭容器中，1000℃时参加Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol，反响经过10min后到达平衡。求该时间范围内反响的平均反响速率v(CO2)＝________、CO的平衡转化率＝________；(3)欲提高(2)中CO的平衡转化率，可采取的措施是()A．减少Fe的量B．增加Fe2O3的量C．移出局部CO2D．提高反响温度E．减小容器的体积F．参加适宜的催化剂解析：(1)因Fe和Fe2O3均为固体，无法表示其浓度，故K＝eq\f(cCO2,cCO)，升高温度，K减小，说明平衡向左移动，故逆反响是吸热反响，正反响是放热反响，ΔH<0；(2)eq\f(1,3)Fe2O3(s)＋CO(g)eq\f(2,3)Fe(s)＋CO2(g)初始/mol1111转化/moleq\f(x,3)xeq\f(2x,3)x平衡/mol1－eq\f(x,3)1－x1＋eq\f(2,3)x1＋xK＝eq\f(1＋x,1－x)＝4，解得x＝0.6，平均反响速率v(CO2)＝0.6mol÷10L÷10min＝0.006mol·L－1·min－1；CO的平衡转化率＝0.6mol÷1mol×100%＝60%；(3)增加或减少固体的量，不影响正、逆反响速率，对平衡状态没有影响；参加催化剂同等程度的加快正、逆反响速率，对平衡状态没有影响，A、B、F对CO的平衡转化率没有影响；移出局部CO2，生成物浓度减小，平衡向右移动，CO的平衡转化率增大；因正反响是放热反响，提高反响温度，平衡向左移动，CO的平衡转化率减小；因反响前后气体的化学计量数不变，压强对平衡没有影响，故减小容器的容积不影响CO的平衡转化率。答案：(1)eq\f(cCO2,cCO)<(2)0.006mol·L－1·min－160%(3)C22．[2023·河南豫东、豫北十所名校联考](10分)某可逆反响：X(g)＋3Y(g)2Z(g)平衡常数与温度关系如下表所示：温度(℃)360440520K0.0360.0100.0038(1)根据上述数据判断，该可逆反响的正反响是________(填“吸热〞或“放热〞)反响，理由是__________________________。(2)为了增大X