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 学业质量标准检测

第二章学业质量标准检测(90分钟，100分)一、选择题(本题包括17个小题，每小题3分，共51分)1．现有两个热化学反应方程式：(l)＋H2(g)→(l)ΔH>0①(l)＋2H2(g)→(l)ΔH<0②下列说法正确的是eq\x(导学号68732362)(D)A．反应①②中都存在：ΔS>0B．反应②高温时，可自发进行C．在通常情况下，①②都能自发进行D．反应①一定不能自发进行解析：反应①②均为液体与气体反应转化为液体的反应，是熵减小的反应。ΔS<0，故A项错误；由△G＝ΔH－TΔS可知，ΔS<0，ΔH>0时，反应一定不能自发进行，故①不能自发进行；ΔS<0，ΔH<0时，低温时，反应可自发进行，故低温时，反应②可自发进行，B、C项错误，D项正确。2．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是eq\x(导学号68732363)(D)A．溴水中有下列平衡Br2＋H2OHBr＋HBrO，当加入硝酸银溶液后，溶液颜色变浅B．合成氨反应为提高氨的产率，理论上应采取降低温度的措施C．反应CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)(正反应为放热反应)，达平衡后，升高温度体系颜色变深D．对于2HI(g)H2(g)＋I2(g)，达平衡后缩小容器体积可使体系颜色变深解析：向溴水中加硝酸银溶液，银离子与溴离子结合生成硝酸银沉淀，减小了产物之一溴离子的浓度，平衡正向移动，溴水浓度减小，颜色变浅，符合勒夏特列原理；合成氨放热，降温可提高NH3的产率，符合勒夏特列原理；升温使CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)ΔH<0的平衡逆向移动，NO2浓度增大，体系颜色变深，符合勒夏特列原理；2HI(g)H2(g)＋I2(g)由于ΔV(g)＝0，缩小体积(相当于加压)平衡不移动，但I2浓度增大，体系颜色变深，不能用勒夏特列原理解释。3．120℃时，将1molCH4和2molH2O通入容积为1L的定容密封容器中，发生反应：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH＞0，不能说明该反应已经达到平衡状态的是eq\x(导学号68732364)(A)A．容器内气体密度恒定B．单位时间内消耗molCH4同时消耗molH2C．容器的压强恒定D．3v正(CH4)＝v逆(H2)解析：A项，120℃时，反应混合物都是气体，混合气体总质量不变，容器的容积不变，容器内气体密度始终不变，不能说明得到平衡；B项，单位时间内消耗molCH4时会生成molH2，若同时消耗molH2则说明到达平衡；C项，随反应进行混合气体总物质的量增大，容器容积不变，压强增大，当容器的压强恒定时，说明到达平衡；D项，3v正(CH4)＝v逆(H2)4．一定温度下的密闭容器中，反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡。缩小容器容积，对反应产生影响的叙述不正确的是 eq\x(导学号68732365)(A)A．使平衡常数K增大 B．使平衡向正反应方向移动C．使SO3的浓度增大 D．使正反应速率大于逆反应速率解析：该反应体系温度不变，则化学平衡常数不变，化学平衡常数只与温度有关，故A错误；缩小容器容积，体现压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，所以平衡向正反应方向移动，故B正确；缩小容器容积，体现压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，平衡向正反应方向移动，则生成物三氧化硫浓度增大，故C正确；化学平衡向减弱相对反应速率大的方向移动，缩小容器容积，压强增大，平衡向气体体积缩小的方向移动，则正反应速率大于逆反应速率，故D正确。5．室温下，把SiO2细粉放入蒸馏水中，搅拌至平衡，生成H4SiO4溶液(SiO2＋2H2OH4SiO4)，该反应平衡常数K随温度的变化如图所示，搅拌1小时，测得H4SiO4的质量分数为%(溶液密度为1.0g·mL－1)。下列分析正确的是eq\x(导学号68732366)(A)A．该反应平衡常数的表达式为K＝c(H4SiO4)B．该生成H4SiO4的反应为吸热反应C．用H4SiO4表示的反应速率为×10－2mol·L－1·h－1D．若K值变大，在平衡移动时逆反应速率先增大后减小解析：B项，升温，K减小，所以生成H4SiO4的反应为放热反应；C项，v(H4SiO4)＝eq\f(1000××%g,96g·mol－1×1L×1h)≈×10－3mol·L－1·h－1；D项，降温，K值变大，平衡右移，v逆应先减小后增大。6．工业合成氨的正反应是放热反应，下列关于N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)反应的图象中，错误的是eq\x(导学号68732367)(C)解析：合成氨的正反应为放热反应，温度升高平衡逆向移动，NH3的含量降低，C项错误。7．对于反应2A＋BC，在反应过程中，C的物质的量分数(C%)随温度变化如图所示，下列说法正确的是eq\x(导学号68732368)(A)A．T0时正逆反应速率的关系为：v(正)＝v(逆)B．正反应为吸热反应C．a、b两点的反应速率v(a)>v(b)D．温度T<T0时，C%逐渐增大的原因是v(正)<v(逆)解析：从图象可以看出，T0温度是平衡状态，故T0时，v(正)＝v(逆)，A项正确；当T>T0时，升高温度，C%减小，即平衡逆向移动，说明正反应为放热反应，B项错误；因Ta<Tb，所以v(b)>v(a)，C项错误；当T<T0时，反应是从正向开始，并趋向平衡的过程，所以此过程中，可知v(正)>v(逆)，D项错误。8．在一定温度下，将气体X和气体Y各mol充入10L恒容密闭容器中，发生反应X(g)＋Y(g)2Z(g)ΔH＜0，一段时间后达到平衡。t/min2479n(Y)/mol下列说法正确的是eq\x(导学号68732369)(C)A．反应前2min的平均速率v(Z)＝×10－3mol·L－1·min－1B．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前v(逆)＞v(正)C．该温度下此反应的平衡常数K＝D．其他条件不变，再充入molZ，平衡时X的体积分数增大解析：A不正确，利用反应式可知v(Z)＝2v(Y)＝2×mol－mol)÷(10L×2min)＝×10－3mol·L－1·min－1；B不正确，该反应放热，降温平衡正向移动，v(正)＞v(逆)；C正确，列三段式，K＝eq\f([Z]2,[X]·[Y])＝eq\f,×＝；D不正确，因反应前后气体物质的量不变，故再充入molZ，新平衡相当于原平衡增大压强，平衡不移动，平衡时X的体积分数不变。9．在一密闭容器中发生反应：2X(g)＋Y(g)aZ(g)ΔH＝QkJ·mol－1，开始按体积比2∶1将X、Y充入反应器中，一定条件下发生反应。图甲和图乙是根据反应绘制的图象，下列有关说法正确的是eq\x(导学号68732370)(C)A．图甲，p1＞p2，a＜3B．图甲，T1＜T2，Q＞0C．图乙，t1时表示恒温、恒压条件下，向平衡体系中充入一定量的Z气体D．图乙，如果a＝3，t2时表示向体系中加入了催化剂解析：A项，图甲，在同一温度下(T1)，p1压强下先达到平衡，说明p1>p2，由图可知压强大时Z的体积分数反而小，说明增大压强平衡逆向移动，则a>3；B项，图甲，在同一压强下(p2)，T2温度下先达到平衡，说明T2>T1，由图可知温度高时Z的体积分数反而小，说明升高温度平衡逆向移动，则Q<0；C项，恒温、恒压充入Z气体，c(Z)增大，c(X)、c(Y)减小，v(逆)增大，v(正)减小且平衡与原平衡等效，建立新平衡与原平衡相同；D项，图乙，t2时正、逆反应速率同等倍数增大，则可能是使用了催化剂或a＝3时增大压强。10．在密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)(正反应放热)，如图是某次实验的化学反应速率随时间变化的图像，推断在t1时刻突然变化的条件可能是eq\x(导学号68732371)(C)A．催化剂失效 B．减小生成物的浓度C．降低体系温度 D．增大容器的体积解析：从图像可以看出：改变条件后，反应速率与原平衡速率出现断层且低于原平衡反应速率，说明改变的条件可能是降低温度或减压，从改变条件后的v′(正)与v′(逆)的大小关系，可得出化学平衡应向正向移动。现分析，降低温度，该平衡向正向移动，必有v′(正)>v′(逆)，故选C。11．臭氧是理想的烟气脱硝试剂，其脱硝反应为：2NO2(g)＋O3(g)N2O5(g)＋O2(g)，若反应在恒容密闭容器中进行，下列由该反应相关图像作出的判断正确的是eq\x(导学号68732372)(A)ABCD升高温度，平衡常数减小0～3s内，反应速率为：v(NO2)＝mol·L－1t1时仅加入催化剂，平衡正向移动达平衡时，仅改变x，则x为c(O2)解析：A项正确，由图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，说明此反应是放热反应，所以升高温度，平衡将逆向移动，平衡常数减小；B项错误，v(NO2)应等于mol·L－1·s－1；C项错误，加入催化剂，平衡不发生移动；D项错误，达平衡时，增大c(O2)，平衡逆向移动，NO2的转化率会减小。12．一定温度下，向某密闭容器中加入molCO和molH2O，发生反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，4min时反应达到平衡状态，测得，n(CO)∶n(CO2)＝3∶2，下列说法正确的是eq\x(导学号68732373)(C)A．缩小容器的体积，混合气体的密度不变B．v(CO)＝v(CO2)时，表明反应达到平衡状态C．平衡时CO和H2O的转化率相等D．无法计算该条件下反应的化学平衡常数解析：缩小容器的体积，化学平衡不移动，但混合气体的密度变大，A项错误；v(CO)＝v(CO2)指的是同一反应方向，不能表示反应已达到平衡状态，B项错误；由于起始充料的量之比与方程式中反应物的化学计量数之比一致，故各反应物的转化率一样，C项正确；由化学平衡常数表达式K＝eq\f(cCO2·cH2,cCO·cH2O)＝eq\f(\f(nCO2,V)·\f(nH2O,V),\f(nCO,V)·\f(nH2O,V))＝eq\f(nCO2·nH2,nCO·nH2O)，而根据题意可求出达到平衡状态时，反应体系中CO、H2O、CO2、H2的物质的量，则可求出其平衡常数，D项错误。13．已知：在300K时，A(g)＋B(g)2C(g)＋D(s)的化学平衡常数K＝4，在该温度下，向1L容器中加入1molA和1molB发生反应，下列叙述不能作为该反应达到平衡状态的标志的是eq\x(导学号68732374)(A)①C的生成速率与C的消耗速率相等②单位时间内生成amolA，同时消耗2amolC③A、B、C的浓度不再变化④C的物质的量不再变化⑤混合气体的总压强不再变化⑥混合气体的密度不再变化⑦A、B、C的分子数之比为1∶1∶A．②⑤ B．④⑦C．②③ D．④⑥解析：①C的生成速率为v(正)，C的消耗速率为v(逆)，因为v(正)＝v(逆)，故反应达到平衡状态。②在反应过程中的任意时刻都符合，不能用于判断反应是否达到平衡状态。③④都能说明反应体系中各物质的百分含量不变，可以判断反应达到平衡状态。⑤该反应是一个气体体积不变的可逆反应，压强始终保持不变，所以不能用压强不变来判断反应是否达到平衡状态。⑥该反应中气体的体积不变，当气体的质量不再变化时，则混合气体的密度不变，可以判断反应达到平衡状态。⑦由A、B、C的分子数之比为1∶1∶2，可以计算出此时的浓度商和平衡常数相等，可以判断反应达到平衡状态。14．密闭容器中，给一氧化碳和水蒸气的气体混合物加热，在催化剂存在下发生反应：CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)。在500℃时，平衡常数K＝9。若反应开始时，一氧化碳和水蒸气的浓度都是mol/L，则在此条件下CO的转化率为eq\x(导学号68732375)(C)A．25% B．50%C．75% D．80%解析：设平衡时CO2的浓度为xmoI/L。CO＋H2OH2＋CO2起始浓度(mol/L)00平衡浓度(mol/L)－x－xxxK＝eq\f(cH2·cCO2,cCO·cH2O)＝eq\f(x2,－x－x)＝9，解得x＝。所以，CO的转化率＝eq\fmol·L－1,mol·L－1)×100%＝75%。15．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像相符的是eq\x(导学号68732376)(C)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，图像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。16．一定条件下，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eq\x(导学号68732377)(C)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解析：升高温度，由图像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，由图像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。17．一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2molSO2和1molO2，发生下列反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，达到平衡后改变下列条件，SO3气体平衡浓度不改变的是eq\x(导学号68732378)(B)A．保持温度和容器体积不变，充入1molSO3(g)B．保持温度和容器内压强不变，充入1molSO3(g)C．保持温度和容器内压强不变，充入1molO2(g)D．保持温度和容器内压强不变，充入1molAr(g)解析：充入1molSO3相当于充入1mol的SO2和mol的O2，在恒温恒容下，相当于加压，SO3的平衡浓度增大；在恒温恒压下，由于新充入的SO3完全转化成SO2和O2与起始充入的SO2和O2的物质的量比值相同，故SO3的浓度不变，A不符合题意，B符合题意。恒温恒压下充入O2，平衡正向移动，SO3浓度增大，恒温恒压下充入Ar气相当于减压，SO3浓度减小，C、D都不符合题意。二、非选择题(本题包括5小题，共49分)18．(10分)在一定条件下，可逆反应A＋BmC变化如图所示。已知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为反应在T2温度时达到平衡后向容器加压的变化情况，问：eq\x(导学号68732379)(1)温度T1__大于__T2(填“大于”“等于”或“小于”)。(2)正反应是__放热__反应(填“吸热”或“放热”)。(3)如果A、B、C均为气体，则m__大于__2(填“大于”“等于”或“小于”)。(4)当温度和容积不变时，如在平衡体系中加入一定量的某稀有气体，则体系的压强__增大__(填“增大”“减小”或“不变”)，平衡__不__移动(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)。解析：由图像知温度T1时到达平衡用时间少，则反应速率快，说明温度大于T2；升高温度C的百分含量降低，平衡逆移，则正反应放热；加压C的百分含量降低，平衡逆移，则正反应体积增大，m大于2；当温度和容积不变时，如在平衡体系中加入一定量的某稀有气体，则体系的压强增大，但对该反应体系来说，各物质浓度没有变化，平衡不移动。19．(9分)在某一容积为2L的密闭容器内，加入mol的H2和mol的I2，在一定条件下发生如下反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)，ΔH<0，反应中各物质的浓度随时间变化情况如图1：eq\x(导学号68732380)(1)该反应的化学平衡常数表达式为__K＝eq\f(c2HI,cH2·cI2)__。(2)根据图1数据，反应开始至达到平衡时，平均速率v(HI)为·L－1·min－1__。(3)反应达到平衡后，第8分钟时：①若升高温度，化学平衡常数K__减小__(填“增大”、“减小”或“不变”)，HI浓度的变化正确的是__c__(用图2中a～c的编号回答)。②若加入I2，H2浓度的变化正确的是__f__。(用图2中d～f的编号回答)解析：(1)由化学平衡常数概念直接写出其表达式K＝eq\f(c2HI,cH2·cI2)。(2)由图1知在3min时反应达平衡状态，故v(HI)＝Δc(HI)/Δt＝mol·L－1/3min≈mol·L－1·min－1。(3)①因正反应放热，故升温平衡左移，K值变小，c(HI)减小，图2中c曲线符合这一事实，②当加入I2时平衡右移，c(H2)减小，图2中f曲线符合这一事实。20．(6分)在真空密闭容器内加入amolPH4I固体，在一定温度下发生如下反应：eq\x(导学号68732381)PH4I(s)PH3(g)＋HI(g)4PH3(g)P4(g)＋6H2(g)2HI(g)H2(g)＋I2(g)以上三个反应建立平衡后，测得HI为bmol、I2为cmol、H2为dmol。求：(1)平衡后，容器内P4和PH3的物质的量为__n(P4)＝(d－c)/6_mol，n(PH3)＝(8c＋3b－2d)/3_mol__(用代数式表示(2)a、b、c三者的关系服从a>__b＋2c__(填含b、c的代数式)。b、c、d三者的关系服从b>__2/3(d－4c)__(填含c、d解析：分别列出三个平衡的起始量、反应量、平衡量即可简单求得P4和PH3的平衡量。由于平衡量均大于0，可求出两个不等关系。21．(12分)甲醇被称为21世纪的新型燃料，工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ，用CH4和H2O为原料来制备甲醇。eq\x(导学号68732382)(1)将molCH4和molH2O(g)通入反应室(容积为100L)，CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ⅠCH4的转化率与温度、压强的关系如图。①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示的平均反应速率为·L－1·min②图中的p1__<__p2(填“<”“>”或“＝”)，100℃时的平衡常数为×10③在其他条件不变的情况下降低温度，逆反应速率将__减小__(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)在压强为MPa条件下，将amolCO与3amolH2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)Ⅱ①该反应的ΔH__<__0，ΔS__<__0(填“<”“>”或“＝”)。②若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是__B、D__。A．升高温度B．将CH3OH(g)从体系中分离C．充入He，使体系总压强增大D．再充入1molCO和3molH2解析：(1)①用甲烷表示的平均反应速率为×÷(5×100)＝0mol·L－1·min－1，则用氢气表示为0mol·L－1·min－1。②同一温度下，p1的转化率大于p2，此反应增大压强反应左移，所以p1小于p2。③降低温度，反应速率减小(不受平衡移动的影响)。(2)①此反应为化合反应，放热，ΔH<0，反应3mol气体生成1mol气体为熵减，ΔS<0。②A．升高温度，平衡左移，错。B．将CH3OH(g)从体系中分离，平衡右移，对。C．充入He，使体系总压强增大，对平衡无影响，错。D．再充入1molCO和3molH2，成比例增加反应物，相当于增大压强，平衡右移，对。22．(12分)工业上通常采用CO(g)和H2(g)催化合成甲醇CH3OH(g)。eq\x(导学号68732383)(1)在—定温度和压强下，CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH＝－kJ/mol。若将10amolCO和20amolH2放入2L的密闭容器中，充分反应后测得CO的转化率为60%，则该反应的平衡常数为__eq\f(3,32a2)__(用含a的代数式表示)。若此时再向该容器中投入10amolCO、20amolH2和10amolCH3OH(g)，判断平衡移动的方向是__正向移动__(填“正向移动”、“