高中化学人教版化学反应原理第二章化学反应速率和化学平衡 水平测试

第二章水平测试时间：90分钟满分：100分第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题(本题包括16个小题，每小题3分，共48分)1．[2023·西安期末]通过控制或改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行，使化学反应有利于人类的生存和提高生活质量。下列各图所示的措施中，能加快化学反应速率的是()答案C解析A项做法能减缓铁门的氧化腐蚀；B项橡胶中加炭黑能增加橡胶的强度和耐老化程度；D项烧焦的木炭，能减慢电线杆腐烂的速率。2．[2023·山西模拟]下列有关化学反应自发性的说法正确的是()A．放热反应一定是自发进行的反应B．化学反应的熵变与反应的方向无关C．反应的自发性要综合考虑焓变和熵变两种因素D．只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程答案C解析本题考查化学反应的自发性，考查考生对化学反应进行方向的理解能力。放热反应不一定能自发进行；反应的熵变与反应的方向有关；反应的自发性由焓变和熵变共同决定；自发过程并不是不需要反应条件。3．[2023·洛阳期中]一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：若反应在恒容的密闭容器中进行，下列有关说法正确的是()A．平衡前，随着反应的进行，容器内压强始终不变B．平衡时，其他条件不变，分离出硫，正反应速率加快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，该反应的平衡常数不变答案D解析该反应为气体体积减小的反应，平衡前，随着反应的进行，容器内压强逐渐变小，A项错误；因硫单质为液体，分离出硫对正反应速率没有影响，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；该反应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。4．A．反应①的平衡常数B．反应③的平衡常数C．对于反应③，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的焓变为正值D．对于反应③，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小答案B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；由于反应③＝反应①－反应②，因此平衡常数，B正确；反应③中，温度升高，H2浓度减小，则平衡左移，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此ΔH＜0，C错误；对于反应③，在恒温恒容下，增大压强，如充入惰性气体，则平衡不移动，H2的浓度不变，D错误。5．[2023·合肥期中]一定温度下，反应2NO2(g)N2O4(g)ΔH＜0，在密闭容器中达到平衡状态。下列说法中正确的是()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，逆反应速率加快，正反应速率减慢C．若改变条件使平衡向右移动，则该反应的平衡常数将增大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答案D解析本题考查压强、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、逆反应速率都加快；C项错误，平衡常数只随温度的改变而改变，对于该反应，要使平衡向右移动，若改变的条件不是温度，则该反应的平衡常数就不变；D项正确，恒温恒容，充入少量NO2，使c(NO2)增大，平衡向右移动，运用等效平衡思想，相当于加压，平衡右移，NO2转化率增大。6．[2023·南昌联考]一定温度和压强不变的条件下，发生可逆反应：A(g)＋3B(g)4C(g)，下列叙述能作为该反应达到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．②③④⑤⑥⑦ B．③④⑦C．②③④⑦ D．①③⑤⑥⑦答案B解析由于气体的物质的量不变，气体质量不变，则平均摩尔质量不能作为判断平衡状态，①错误；无论反应是否达平衡状态，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，则气体的密度不变，不能作为判断化学平衡状态，⑥错误。7．[2023·辽宁检测]在一真空密闭的定容容器中放入N2O4晶体并使之汽化，当反应N2O42NO2建立平衡后，再通入一些N2O4气体(温度不变)，待反应再次达到新的平衡，则平衡混合气体中的比值新平衡与旧平衡相比()A．新平衡时大 B．新平衡时小C．不变 D．无法确定答案B解析本题考查化学平衡的移动。设原来加入1molN2O4，平衡后再加入amolN2O4，此时将体积增大到原来的(a＋1)倍，得到的新平衡与原平衡为等效平衡，再压缩回原来的体积，平衡逆向移动，c(N2O4)增大，c(NO2)减小，c(NO2)/c(N2O4)减小，B选项正确。8．[2023·东北师大附中调研]某密闭容器中发生如下反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)(正反应放热)上图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是()A．t2时加入了催化剂 B．t3时降低了温度C．t5时增大了压强 D．t4～t5时间内转化率最低答案A解析t2时正、逆反应速率同等程度加快，即t2时加入了催化剂，A正确；t3时正、逆反应速率均减小，且平衡逆向移动，即减小了体系压强，B错误；而t5时正、逆反应速率均加快，且平衡逆向移动，即升高了体系温度，C错误；从图中可以看出t5～t6时间内反应也逆向移动，故t6时转化率最低。所以本题答案为A。9．[2023·衡水调研]一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：MgSO4(s)＋CO(g)MgO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)ΔH＞0。该反应在恒容密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横轴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反应温度逆反应速率C体系压强平衡常数KDMgSO4的质量(忽略体积)CO的转化率答案B解析本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，无论是正反应速率还是逆反应速率都加快；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。10．[2023·北京四中月考]在密闭容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－kJ·mol－1，NH3在平衡混合气中的体积分数(φ)与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。下列判断正确的是()A．T1大于T2B．升高温度，该反应的化学平衡常数增大C．其他条件不变，增大压强，可提高单位时间内的NH3的产量D．当n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)＝1∶3∶2时，反应一定达到平衡状态答案C解析A选项错误，此反应是放热反应，升温时平衡逆向移动，φ减小，所以T1应小于T2；B选项错误，升温将使平衡逆向移动，化学平衡常数减小；C选项正确，正反应是体积缩小的反应，加压时平衡正向移动且反应速率增大；D选项错误，n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)＝1∶3∶2不能作为达到平衡状态的标志。11．[2023·石家庄一检]一定条件下，在某密闭容器中进行如下反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，若增大压强或升高温度，重新达到平衡，反应速率随时间的变化过程如图所示，则对该反应的叙述正确的是()A．正反应是吸热反应 B．逆反应是放热反应C．m＋n<p＋q D．m＋n>p＋q答案C解析升高温度，由图象判断平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，逆反应为吸热反应，A、B不正确；增大压强，由图象判断平衡向逆反应方向移动，即逆反应气体体积减小，C正确，D不正确。12．相同温度下，在体积均为L的两个恒容容器中发生可逆反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－kJ·mol－1，实验测得反应在起始时和平衡时的有关数据如下表所示，下列叙述不正确的是()容器编号起始时各物质的物质的量/mol平衡时体系能量的变化N2H2NH3①130放热kJ②QkJ(Q>0)A.容器①、②中反应的平衡常数相等B．容器①、②中达到平衡时各物质的百分含量相同C．达平衡时，两个容器中NH3的物质的量浓度均为4mol·L－1D．若容器①体积为L，则达平衡时放出的热量小于kJ答案D解析化学平衡常数只随温度而变，温度不变，平衡常数不变，A正确；根据极端假设法，将②中NH3全部转化为反应物，则①、②构成等效平衡，B正确；由题意可知①中N2的转化率为50%，则平衡时生成NH3的物质的量为1mol，NH3的物质的量浓度为＝4mol·L－1，C正确；容积缩小，压强增大，平衡正向移动，达平衡时放出热量大于kJ，D错误。13．[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，发生下列反应：A(g)＋B(g)xC(g)(正反应为放热反应)。测得两容器中c(A)随时间t的变化如图所示，下列说法正确的是()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mol·L－1＜c(A)＜mol·L－1答案D解析由图可知，若增大压强，c(A)减小，即该反应正向是气体体积减小的反应，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，则c(A)不变，B错；升高温度，平衡左移，A的转化率降低，C错；向甲容器中再充入2molA、2molB，则相当于是在甲的基础上增大压强，平衡向正反应方向移动，所以根据勒夏特列原理可知，最终平衡时甲容器中mol·L－1<c(A)<mol·L－1，D正确。14．PCl3和PCl5都是重要的化工原料。将PCl3(g)和Cl2(g)充入体积不变的2L密闭容器中，在一定条件下发生下述反应，并于10min时达到平衡：PCl3(g)＋Cl2(g)PCl5(g)。有关数据如下表所示，下列判断不正确的是()PCl3(g)Cl2(g)PCl5(g)初始浓度(mol/L)0平衡浓度(mol/L)c1c2A.10min内，v(Cl2)＝mol/(L·min)B．当反应达到平衡时，容器中Cl2为molC．升高温度(T1<T2)，反应的平衡常数减小，平衡时PCl3的D．平衡后移走molPCl3和molCl2，在相同条件下再达平衡时，c(PCl5)<mol/L答案C解析A选项，由方程式中的计量数关系可知，Cl2的变化浓度与PCl5的变化浓度相等，所以在10min内，v(Cl2)＝mol/(L·min)，A正确；B选项，可由PCl5的变化浓度计算出Cl2的变化浓度，则Cl2变化的物质的量为mol，剩余mol，B正确；C选项，升温时平衡常数减小，说明此反应是放热反应，所以T1温度时的PCl3减少量大于T2温度下的PCl3减少量，C错误；D选项，由计算可知原平衡时PCl3、Cl2、PCl5的物质的量分别为mol、mol和mol，若移走molPCl3和molCl2，则最终剩余molPCl3和molCl2。运用等效平衡原理将PCl5转化为反应物，则可得2molPCl3和1molCl2，与起始投入4molPCl3和2molCl2相比，相当于减压，则平衡逆向移动，即再次平衡时c(PCl5)<mol/L，D正确。15．[2023·朝阳测试]对于可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，下列各项对示意图的解释与图象相符的是()A．①压强对反应的影响(p2>p1)B．②温度对反应的影响C．③平衡体系增加N2对反应的影响D．④催化剂对反应的影响答案C解析①中由于p1条件下反应先达平衡状态，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应速率，缩短达到平衡的时间，故有催化剂时先达平衡，④错误；向平衡体系中加入N2瞬间，v正增大，v逆不变，v正>v逆，平衡正向移动，C正确。16．[2023·资阳模拟]相同温度下，体积均为L的两个恒容容器中发生可逆反应：X2(g)＋3Y2(g)2XY3(g)ΔH＝－kJ·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达到平衡时体系能量的变化X2Y2XY3①130放热kJ②QkJ(Q＞0)下列叙述不正确的是()A．容器①中达到平衡时，Y2的转化率为50%B．Q＝C．若容器①体积改为L，则达到平衡时放出的热量大于kJD．容器①、②中反应的平衡常数相等，答案D解析利用①中放热kJ，说明X2的变化量为mol，则X2(g)＋3Y2(g)2XY3(g)起始量1mol3mol0变化量molmol1mol平衡量molmol1mol容器①中达平衡时，Y2的转化率为,3×100%＝50%，A正确；①②温度相同，所以平衡常数不变，利用K求出Q＝，B正确；当容器①体积改为L时，压强增大，平衡右移，平衡时，放出的热量增多，C正确；又K＝，D错误。第Ⅱ卷(非选择题，共52分)二、非选择题(本题包括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，发生如下反应：3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)ΔH,2min末达到平衡，生成molD。(1)300℃时，该反应的平衡常数表达式为K＝________，已知K300℃<K350℃，则ΔH________0(填“>”或“<”)。(2)在2min末时，B的平衡浓度为________，D的平均反应速率为________。(3)若温度不变，缩小容器容积，则A的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。答案(2)mol·L－1mol·(L·min)－1(3)不变解析(1)温度越高，K越大，则说明升温平衡正向移动，即正反应为吸热反应，ΔH>0。(2)生成molD，则反应掉molB，剩余molB，c(B)＝mol/2L＝mol·L－1，v(B)＝＝mol·(L·min)－1，由化学计量数知，D的反应速率应为B的2倍，故v(D)＝2v(B)＝2×mol·(L·min)－1＝mol·(L·min)－1。(3)该反应为等体积变化，加压平衡不移动，故A的转化率不变。18．[2023·广州二中期末](6分)在2L的密闭容器中，某化学反应2AB＋D在四种不同条件下进行，A、B、D都为气体，且B、D起始浓度为0，反应物A的物质的量(mol)随反应时间(min)的变化情况如下表：根据上述数据，回答以下问题：(1)实验1中，10至30分钟时间内A的平均反应速率为________mol·L－1·min－1，达平衡时B物质的浓度为________，A的转化率为________。(2)实验2中，隐含的反应条件可能是________。(3)实验3中，A的起始的物质的量________(填“>”“<”或“＝”)mol，实验3和实验1的起始速率v3________(填“>”“<”或“＝”)v1，由实验1和实验5可确定上述反应为________(填“放热”或“吸热”)反应，实验4中，该反应温度下其平衡常数为________。(4)若开始时在实验2的密闭容器中充入1molB,1molD，达平衡时A物质的浓度为________。答案(1)×10－3mol·L－150%(2)缩小容器的体积或使用催化剂(3)>>吸热4(4)mol·L－1解析(1)v(A)＝－mol÷2L÷20min＝×10－3mol·L－1·min－1，达到平衡时消耗Amol，则A的转化率为50%，生成B为mol，其浓度为mol÷2L＝mol·L－1。(2)实验2中达到化学平衡的时间缩短了，可能是缩小容器的体积或使用了催化剂。(3)从数据变化可确定c>mol。实验3中A的浓度大于实验1中的浓度，故v3>v1。由实验1和实验5可确定，升温平衡正向移动，即正反应为吸热反应，实验4中平衡时A、B、D的物质的量浓度分别为mol·L－1、mol·L－1和mol·L－1，则K＝4。(4)相当于起始时加入的A为2mol，起始浓度是实验2中的2倍，由于反应前后气体体积不变，故平衡浓度也为实验2中的2倍，即mol·L－1。19．[2023·济南联考](8分)某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：【实验原理】2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O【实验内容及记录】请回答：(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____________________，化学反应速率越大。(2)利用实验1中数据计算，用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为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若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是________________________。答案(1)反应物浓度越大(2)mol·L－1·min－1(3)Mn2＋对该反应有催化作用加硫酸锰溶液褪色时间更短解析(1)研究浓度对化学反应速率的影响时，应保证总体积相同的条件下来研究某物质浓度对v的影响才有意义，由表可知总体积均应为10mL，所以V1＝，V2＝；分析3组实验数据可知，在H2C2O4、H2SO4浓度均相同的情况下，KMnO4浓度越大，混合溶液褪为无色所需的时间越短，说明反应速率越快。(3)由图2可知，开始阶段反应较慢，反应过程中，反应速率突然增大，说明反应过程中产生了能加速反应进行的物质(催化剂)，分析产物，最有可能的应是MnSO4，由实验1与实验4进行对照可知应加入的固体为MnSO4，如果假设成立，则第4组溶液褪色所需的时间应比第1组的短即小于4min。20．[2023·玉溪月考](12分)在容积为L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。回答下列问题：(1)反应的ΔH__________0(填“大于”或“小于”)；100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在0～60s时段，反应速率v(N2O4)为__________mol·L－1·s－1；反应的平衡常数K1为__________。(2)100℃时达到平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以mol·L－1·s－1的平均速率降低，经10s又达到平衡。①T__________100℃(填“大于”或“小于”)，判断理由是________________________________。②温度T时反应的平衡常数K2__________。(3)温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半。平衡向__________(填“正反应”或“逆反应”)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(2)①大于反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高②平衡时，c(NO2)＝mol·L－1＋mol·L－1·s－1×10s＝mol·L－1K2＝＝mol·L－1(3)逆反应对气体分子数增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动(4)吸热反应升高温度平衡常数增大解析(1)根据题意知，随温度升高，混合气体的颜色变深，NO2的浓度增大，说明平衡向正反应方向移动，当其他条件不变时，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，故ΔH>0。根据题给图象知，0～60s时段，N2O4的物质的量浓度变化为mol·L－1，根据公式v＝Δc/Δt计算，v(N2O4)＝mol·L－1·s－1；分析题给图象知，(2)①根据题意知，改变反应温度为T后，c(N2O4)以mol·L－1·s－1的平均速率降低，即平衡向正反应方向移动，又反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故为温度升高，T大于100℃；②根据题意知，平衡时，。(3)温度为T时，反应达平衡，将反应容器的体积减小一半，即增大压强，平衡向气体物质系数减小的方向移动，即向逆反应方向移动。(4)对吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大。21．[2023·益阳期末](10分)25℃时，在体积为2L的密闭容器中，气态物质A、B、C的物质的量n随时间t的变化如图1所示，已知达平衡后，降低温度，A的转化率将增大。t2～t3t4～t5t5～t6t7～t8K1KK3K4(1)根据图1数据，写出该反应的化学方程式：________________。此反应的平衡常数表达式K＝________，从反应开始到第一次平衡时的平均速率v(A)为________。(2)在5～7min内，若K值不变，则此处曲线变化的原因是____________________________。(3)如图2表示此反应的反应速率v和时间t的关系图，各阶段的平衡常数如表所示。K1、K2、K3、K4之间的关系为________(用“>”“<”或“＝”连接)。A的转化率最大的一段时间是________。答案(1)A(g)＋2B(g)2C(g)(不写物质的状态也可)mol·L－1·min－1(2)增大压强(或缩小容器体积)(3)K1>K2＝K3＝K4t2～t3解析(1)由图1中曲线变化情况可知：A和B是反应物，C是生成物，再由物质的量的变化值可得化学计量数之比。(2)已知反应达平衡后，降低温度，A的转化率将增大，说明正反应是放热反应。在5～7min内，K值不变，说明平衡移动不是由温度变化引起的，因此此处改变的条件只能是增大压强。(3)根据速率—时间图象分析，t3时改变的条件是升温，t5时改变的条件是使用催化剂，t6时改变的条件是减压，因此有K1>K2＝K3＝K4。由于t3、t6时条件的改变均导致化学平衡逆向移动，因此A的转化率最大的一段时间是t2～t3。22．[202