第二章《化学反应速率与化学平衡》单元测试（基础巩固）（教师版）人教2019选择性必修1 高二化学 精讲专练 学案VIP

《化学反应速率与化学平衡》单元测试（基础巩固）学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题(共45分)1．(本题3分)下列说法正确的是A．活化分子的每一次碰撞都能够发生化学反应B．能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子C．反应物用量增加后，有效碰撞次数增多，反应速率增大D．催化剂能提高活化分子的活化能，从而加快反应速率【答案】B【详解】A．发生有效碰撞才反应，所以活化分子的碰撞不一定反应，还与取向有关，故A错误；B．分子发生有效碰撞时发生化学反应，此时的分子为活化分子，故B正确；C．反应物为纯固体或液体，用量增加，反应速率不变，反应物用量增加不一定反应速率加快，故C错误；D．加入催化剂可降低活化能，提高活化分子的百分数，反应速率增大，故D错误；故选B。2．(本题3分)对于反应，反应速率最快的是A． B．C． D．【答案】A【详解】将选项都变为同种物质的速率来比较，都变为D的反应速率来比较，A．υ(D)=4υ(A)=4×0.4mol∙L−1∙s−1=1.6mol∙L−1∙s−1；B．υ(D)=υ(B)=×1mol∙L−1∙s−1=mol∙L−1∙s−1；C．υ(D)=2υ(C)=2×0.6mol∙L−1∙s−1=1.2mol∙L−1∙s−1；D．υ(D)=1.0mol∙L−1∙s−1；因此A选项中速率最快，故A符合题意；综上所述，答案为A。3．(本题3分)一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入0.4molNH3和0.5molO2发生反应4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g)。4min后，NO的浓度为0.06mol·L-1。下列有关说法错误的是（）A．4min末，用NO表示的反应速率为0.03mol·L-1·min-1B．4min末，NH3的浓度为0.14mol·L-1C．0～4min内，生成的水的质量为3.24gD．0～4min内，O2的物质的量减少了0.15mol【答案】A【详解】A．4min末，用NO表示的反应速率为=0.015mol·L-1·min-1，A错误；B．4min末，NH3的浓度为=0.14mol·L-1，B正确；C．0～4min内，生成的水的物质的量为0.18mol，质量为0.18mol18g/mol=3.24g，C正确；D．0～4min内，O2的物质的量减少了0.15mol，D正确；故选A。4．(本题3分)O3在水中易分解，一定条件下，O3的浓度减少一半所需的时间(t)如表所示。pHt/minT/℃3.04.05.06.02030123116958301581084815503126157据表中的递变规律，推测O3分别在条件①40℃、pH=3.0，②10℃、pH=4.0，③30℃、pH=7.0下，分解速率依次增大的顺序为A．①②③ B．③②① C．②①③ D．③①②【答案】C【详解】由表中数据可知，温度越高反应速率越快，pH越大反应速率越快，所以40℃、pH=3.0时，所需时间在31～158min之间；10℃、pH=4.0时，所需时间＞231min；30℃、pH=7.0时，所需时间＜15min，则分解速率依次增大的顺序为②、①、③，故选C。5．(本题3分)“接触法制硫酸”的主要反应2SO2+O22SO3在催化剂表面的反应历程如下：下列说法错误的是A．使用上述催化剂能加快正逆反应速率B．反应②的活化能比反应①大C．过程中既有V-O键的断裂，也有V-O键的形成D．该反应的催化剂是V2O5【答案】B【详解】A．催化剂能同等程度加快正逆反应速率，故A正确；B．活化能越大反应越慢，反应②的活化能比反应①小，故B错误；C．反应①有V-O键的断裂，反应②有V-O键的形成，故C正确；D．根据图示，V2O5是该反应的催化剂，故D正确；选B。6．(本题3分)理论研究表明，在101kPa和298K下，HCN(g)⇌HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是A．HNC比HCN稳定B．该异构化反应的△H=-59.3kJ/molC．反应物的键能大于生成物的键能D．使用催化剂，可以改变反应的反应热【答案】C【详解】A．物质含有的能量越低，稳定性就越强。根据图示可知HNC的能量比HCN的能量高，所以HNC不如HCN稳定，故A错误；B．根据图示可知HNC比HCN的能量高59.3kJ，所以HCN(g)⇌HNC(g)的△H=59.3kJ/mol，故B错误；C．由于反应物的能量比生成物的低，则反应物的键能大于生成物的键能，故C正确；D．使用催化剂只能改变反应途径，不能改变反应物、生成物的能量，因此不能改变反应的反应热，故D错误；答案选C。7．(本题3分)已知分解1molH2O2放出热量98kJ，在含少量I-的溶液中，H2O2分解分两步基元反应：H2O2+I-→H2O+IO-慢H2O2+IO-→H2O+O2+I-快；下列有关该反应的说法正确的是A．v(H2O2)=v(H2O)=v(O2)​ B．IO-是该反应的中间产物C．反应活化能为98kJ·mol-1 D．反应速率由IO-浓度决定【答案】B【详解】A．溶液中水的浓度是常数，不能用其浓度变化表示反应速率，故A错误；B．溶液中开始含有碘离子，没有次碘酸根离子，所以IO-是该反应的中间产物，故B正确；C．1molH2O2分解=98kJ/mol，不是反应的活化能，是生成物与反应物的能量差，故C错误；D．H2O2分解分两步基元反应：H2O2+I-→H2O+IO-慢H2O2+IO-→H2O+O2+I-快；过氧化氢的分解速率有慢反应决定，对慢反应的速率有影响的还有I-，故D错误；故选：B。8．(本题3分)一定温度下的恒容密闭容器中，下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应A(g)+2B(g)⇌C(g)+D(g)已达到化学平衡状态①混合气体的压强②混合气体的密度③B的物质的量浓度④混合气体的总物质的量⑤混合气体的平均相对分子质量⑥混合气体的总质量A．①②③④⑤⑥ B．①③④⑤ C．①②③④⑤ D．②⑥【答案】B【详解】①该反应是气体体积减小的反应，反应中混合气体的压强减小，则混合气体的压强不变说明正逆反应速率相等，反应已达到化学平衡状态，故正确；②由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量不变，恒容密闭容器中，混合气体的密度始终不变，则混合气体的密度不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否已达到化学平衡状态，故错误；③B的物质的量浓度不变说明正逆反应速率相等，反应已达到化学平衡状态，故正确；④该反应是气体体积减小的反应，反应中混合气体的总物质的量减小，则混合气体的总物质的量不变说明正逆反应速率相等，反应已达到化学平衡状态，故正确；⑤由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量不变，该反应是气体体积减小的反应，反应中混合气体的减小，混合气体的平均相对分子质量增大，则混合气体的平均相对分子质量不变说明正逆反应速率相等，反应已达到化学平衡状态，故正确；⑥由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量不变，则混合气体的总质量不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否已达到化学平衡状态，故错误；①③④⑤正确，故选B。9．(本题3分)在密闭容器中，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0.2mol/L，则在此条件下CO的转化率为A．25% B．50% C．75% D．80%【答案】C【详解】对于反应CO(g)+H2O(g)⇌H2(g)+CO2(g)，在开始时c(CO)=c(H2O)=0.2mol/L，假设平衡时CO的转化浓度为x，则根据物质反应转化关系可知：平衡时c(CO)=c(H2O)=(0.2-x)mol/L，c(H2)=c(CO2)=xmol/L，由于在500℃时，平衡常数K=9，则，解得x=0.15mol/L，故在此条件下CO的转化率为，故合理选项是C。10．(本题3分)已知反应2NH3N2+3H2，在某温度下的平衡常数为0.25，在此条件下，氨的合成反应N2+3H22NH3的平衡常数为A．4 B．2 C．1 D．0.5【答案】A【详解】反应2NH3N2+3H2，在某温度下的平衡常数为0.25，则，在相同温度下，该条件下反应N2+3H22NH3的平衡常数，故答案选A。11．(本题3分)下列关于化学平衡常数的说法中错误的是A．某特定反应的平衡常数只与温度有关B．催化剂不能改变平衡常数的大小C．平衡常数发生改变，化学平衡必发生改变D．化学平衡移动时，平衡常数必改变【答案】D【详解】A．平衡常数只与温度有关，A项不符合题意；B．平衡常数只受到温度的影响，催化剂不能改变平衡常数的大小，B项不符合题意；C．平衡常数变大，平衡正向移动，平衡常数减小，平衡逆向移动，平衡常数改变，化学平衡必然移动，C项不符合题意；D．平衡常数只受温度的影响，能引起平衡移动的因素有多个，只有平衡因为温度变化而移动时，平衡常数才会改变，D项符合题意；故正确选项为D12．(本题3分)T℃时，气体物质A、B、C发生反应。反应过程中A、B、C浓度变化如图(Ⅰ)所示，若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2时，B的体积分数与时间的关系如图(Ⅱ)所示，则下列结论正确的是A．反应方程式为：2A+B3CB．T1＞T2，正反应为吸热反应C．T1＜T2，正反应为放热反应D．保持容器总压强不变，通入稀有气体，平衡向逆反应方向移动【答案】D【分析】由图Ⅰ可知，B、C为反应物、A为生成物，A、B、C的浓度变化量之比为(0.4—0)mol/L：(0.5—0.3)mol/L：(0.7—0.1)mol/L=2：1：3，由变化量之比等于化学计量数之比可知，反应的化学方程式为B+3C2A；由图Ⅱ可知，T1时反应先达到平衡，反应温度T1＞T2，升高温度，反应物B的质量分数增大，说明平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应。【详解】A．由分析可知，反应的化学方程式为B+3C2A，故A错误；B．由分析可知，反应温度T1＞T2，该反应为放热反应，故B错误；C．由分析可知，反应温度T1＞T2，故C错误；D．该反应是气体体积减小的反应，保持容器总压强不变，通入稀有气体，容器体积增大，相当于减小压强，减小压强，平衡向化学计量数增大的逆反应方向移动，故D正确；故选D。13．(本题3分)已知，在密闭容器中进行，K(300℃)>K(350℃)，某温度下，A的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系如图所示。下列说法正确的是

A．容器内气体的平均相对分子质量不变，说明反应达到化学平衡状态B．该反应正反应是吸热反应C．反应温度升高，A的转化率增大D．平衡状态由a变到b时，化学平衡常数K(a)小于K(b)【答案】A【分析】根据K(300℃)>K(350℃)，推出该反应为放热反应，根据图像，随着压强增大，A的平衡转化率增大，根据勒夏特列原理，n＜1＋2=3，据此分析；【详解】A．组分都是气体，气体总质量保持不变，增大压强，A的平衡转化率增大，气体总物质的量减小，建立平衡的过程中容器内气体的平均相对分子质量变化，当气体平均相对分子质量保持不变，说明反应达到平衡，故A说法正确；B．化学平衡常数只受温度的影响，根据K(300℃)>K(350℃)，推出该反应为放热反应，故B说法错误；C．根据B选项分析，该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向进行，A的平衡转化率降低，故C说法错误；D．化学平衡常数只受温度的影响，a→b温度不变，则化学平衡常数不变，故D说法错误；答案为A。14．(本题3分)一定条件下铁可以和发生反应：。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气体，反应过程中气体和气体的浓度与时间的关系如图所示，下列说法正确的是A．时，正、逆反应速率的大小关系为B．的平均反应速率C．内，的转化率为71.4%D．保持体积不变，充入能减慢其反应速率【答案】C【详解】A．t1时刻反应还没达到平衡，v正＞v逆，故A错误；B．达到平衡时，v(CO)==0.125mol/(L·min)，故B错误；C．4min内，CO2的转化率为≈71.4%，故C正确；D．保持体积不变，充入He，组分浓度不变，化学反应速率不变，故D错误；答案为C。15．(本题3分)反应mA(s)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g)，反应过程中，当其他条件不变时，C的百分含量(C%)与温度(T)和压强(p)的关系如图所示，下列叙述正确的是A．达到平衡后，加入催化剂，C%增大B．达到平衡后，若升温，平衡向左移动C．化学方程式中n＜p+qD．达到平衡后，增加A的量有利于平衡向右移动【答案】B【详解】A．催化剂只能加快反应速率，不能改变平衡状态，则达平衡后，加入催化剂，平衡不移动，C％不变，故A错误；B．由图可知，达平衡后，若升温，C％减少，平衡左移，故B正确；C．由图可知，增大压强，C％增大，平衡正向移动，则该反应的正反应为气体体积减小的反应，故化学方程式中n＞p+q，故C错误；D．固体的浓度视为定值，增加固体的量，平衡不移动，A为固体，则达平衡后，增加A的量平衡不移动，故D错误；故选B。二、填空题(共22分)16．(本题8分)(1)在下列事实中，什么因素影响了化学反应的速率？①石灰石煅烧时要粉碎成细小的矿粒_______；②熔化的KClO3放出气泡很慢，撒入少量MnO2，则很快产生气体_______；③同样大小的石灰石分别在0.1mol·L-1的盐酸和1mol·L-1的盐酸中反应速率不同_______；④夏天的食品易霉变，冬天就不易发生该现象_______；(2)依据实验数据，写出下列反应的热化学方程式。①1molC2H4(g)与适量O2(g)反应，生成CO2(g)和H2O(1)，放出1411kJ热量_______。②2molAl(s)与适量O2(g)发生反应，生成Al2O3(s)，放出1669.8kJ热量_______。③若适量的N2和O2完全反应，每生成23gNO2需要吸收16.95kJ热量，则表示该反应的热化学方程式为_______。④在25℃、101kPa时，4gH2在足量O2中完全燃烧生成H2O(1)放出571.6kJ的热量，则表示H2燃烧热的热化学方程式为_______。【答案】固体表面积催化剂浓度温度C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(1)ΔH=-1411kJ·mol-12Al(s)+3/2O2(g)=Al2O3(s)ΔH=-1669.8kJ·mol-1N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH=+67.8kJ·mol-1H2(g)+O2(g)=H2O(1)ΔH=-285.8kJ·mol-1【详解】(1)①表面积较大，反应速率较大。石灰石煅烧时粉碎成细小的矿粒后表面积增大，则影响化学反应的速率的因素是固体表面积。②催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率。熔化的KClO3放出气泡很慢，撒入少量MnO2，则很快产生气体，则影响化学反应的速率的因素是催化剂。③增大反应物浓度可加快反应速率。同样大小的石灰石分别在0.1mol·L-1的盐酸和1mol·L-1的盐酸中反应速率不同，则影响化学反应的速率的因素是浓度。④升温可加快反应速率。夏天的食品易霉变，冬天就不易发生该现象，则影响化学反应的速率的因素是温度。(2)①1molC2H4(g)与适量O2(g)反应，生成CO2(g)和H2O(1)，放出1411kJ热量，反应的热化学方程式为C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(1)ΔH=-1411kJ·mol-1。②2molAl(s)与适量O2(g)发生反应，生成Al2O3(s)，放出1669.8kJ热量，反应的热化学方程式为2Al(s)+3/2O2(g)=Al2O3(s)ΔH=-1669.8kJ·mol-1。③若适量的N2和O2完全反应，每生成23gNO2需要吸收16.95kJ热量，则每消耗1mol氮气、生成92gNO2需要吸收67.8kJ热量，表示该反应的热化学方程式为N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH=+67.8kJ·mol-1。④燃烧热是101kP时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，其中：C→CO2(g)、H→H2O(l)，在25℃、101kPa时，4gH2在足量O2中完全燃烧生成H2O(1)放出571.6kJ的热量，则表示H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)+O2(g)=H2O(1)ΔH=-285.8kJ·mol-1。17．(本题14分)研究化学反应的能量变化和速率变化是研究化学反应的重要角度。(1)化学反应中能量变化的主要原因是旧的化学键断裂会___________(填“放出”或“吸收”)能量；新的化学键形成会___________(填“放出”或“吸收”)能量。(2)工业上高炉炼铁，其反应为：，属于放热反应，反应物的总能量___________(填“＞”、“=”或“＜”)生成物的总能量。(3)兴趣小组的同学们把空气中久置的50g铝片投入盛有硫酸溶液的烧杯中，该铝片与硫酸产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图曲线来表示。回答下列问题：①曲线由0-a段不产生氢气的原因是___________，有关反应的离子方程式为___________。②曲线b→c段，产生氢气的速率增加较快的主要原因是___________。③曲线由c以后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是___________。【答案】吸收放出＞首先是硫酸与铝片表面的反应，不产生；该反应放热，使溶液温度升高，反应速率加快随着反应的进行，硫酸的浓度不断下降，使反应速率减慢【详解】(1)化学反应中能量变化的主要原因是旧的化学键断裂会吸收能量；新的化学键形成会放出能量。(2)放热反应中反应物的总能量＞生成物的总能量。(3)①由于铝片表面有一层致密的氧化膜，首先是硫酸与铝片表面的反应，因此曲线由0-a段不产生氢气，有关反应的离子方程式为。②由于该反应放热，使溶液温度升高，反应速率加快，因此曲线b→c段，产生氢气的速率增加较快。③由于随着反应的进行，硫酸的浓度不断下降，使反应速率减慢，因此曲线由c以后，产生氢气的速率逐渐下降。三、原理综合题(共33分)18．(本题15分)以下是关于合成氨的有关问题，请回答：（1）若在一容积为2L的密闭容器中加入0.2mol的N2和0.6mol的H2在一定条件下发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)∆H<0，若在5分钟时反应达到平衡，此时测得NH3的物质的量为0.2mol。则平衡时c(N2)=___。平衡时H2的转化率为___%。（2）平衡后，若提高H2的转化率，可以采取的措施有___。A．加了催化剂 B．增大容器体积C．降低反应体系的温度 D．加入一定量N2（3）若在0.5L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)∆H<0，其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示：请完成下列问题：T/℃200300400KK1K20.5①写出化学平衡常数K的表达式___。②试比较K1、K2的大小，K1___K2(填“>”、“<”或“=”)；③400℃时，反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数为___。当测得NH3、N2和H2物质的量分别为3mol、2mol和1mol时，则该反应的v(N2)正___v(N2)逆(填“>”、“<”或“=”)。【答案】（1）0.05mol/L50%（2）CD（3）>2>【分析】（1）若在5分钟时反应达到平衡，此时测得NH3的物质的量为0.2mol，因此消耗氢气的物质的量是0.2mol×＝0.3mol，氢气的转化率为：，由方程式可知，消耗氮气为0.1mol，平衡时氮气的浓度是＝0.05mol/L，故答案为：0.05mol/L；50%；（2）A.加了催化剂加快反应速率，不影响平衡移动，氢气转化率不变，选项A错误；B.增大容器体积，压强减小，平衡向逆反应方向移动，氢气转化率减小，选项B错误；C.正反应为放热反应，降低反应体系的温度，平衡正向移动，氢气转化率增大，选项C正确；D.加入一定量N2，平衡正向移动，氢气转化率增大，选项D正确，故答案为：CD；（3）①由反应可知平衡常数的表达式为：K=，故答案为：；②正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，故K1>K2，故答案为：>；③400℃时，反应2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数与N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的平衡常数互为倒数，则400℃时，反应2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数K==2；此时浓度商Qc=<K=2，反应向正反应进行，则该反应的v(N2)正>v(N2)逆，故答案为：2；>。19．(本题18分)目前工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇，某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应平衡常数(K1、K2、K3)如表所示：请回答下列问题：化学反应焓变平衡常数温度/℃500700800①2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)∆H1K12.50.340.15②H2(g)+CO2(g)⇌CO(g)+H2O(g)∆H2K21.01.702.52③3H2(g)+CO2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)∆H3K3（1）反应②是_______(填“吸热”或“放热”)反应。（2）根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3=_______(用K1、K2表示)，∆H3=_______(用∆H1、∆H2表示)；根据反应③判断∆S_______0(填“>”、“<”或“=”)，在_______(填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。（3）要使反应③在一定条件下建立的平衡正向移动，可采取的措施有_______(填写字母序号)。A．缩小反应容器的容积B．扩大反应容器的容积C．升高温度D．降低温度E.使用合适的催化剂F.从平衡体系中及时分离出CH3OH（4）500℃时，测得反应③在某时刻，CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度分别为0.1mol·L−1、0.3mol·L−1、0.3mol·L−1、0.15mol·L−1，则此时v正_______v逆(填“>”.“<”或“=”)。（5）根据表格测得焓变，能量关系图合理的是_______。A． B．C． D．（6）某兴趣小组研究反应②的逆反应速率在不同条件下随时间的变化曲线，开始时升温，t1时平衡，t2时降压，t3时增加CO浓度，t4时又达到平衡。请画出t2至t4的曲线______。【答案】（1）吸热（2）K1×K2∆H3=∆H1+∆H2<较低（3）ADF（4）<（5）AD（6）【分析】(1)反应②平衡常数随温度升高增大，说明升高温度平衡正向进行，正反应是吸热反应；(2)根据盖斯定律计算平衡常数，在结合合温度变化分析平衡常数的变化；(3)反应③的正反应是气体体积减小的放热反应，据此判断；(4)根据浓度商与平衡常数的比较判断；(5)根据图比较判断；(6)反应②CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)是气体体积不变的吸热反应，反应的逆反应速率在下列不同条件随时间的变化曲线，开始时升温，逆反应速率增大，t1时平衡，t2时降压，逆反应速率减小，平衡不变，t3时增加CO浓度，此时刻逆反应速率增大，随反应进行减小，达到平衡状态大于t2-t3平衡状态的逆反应速率，t4时又达到平衡，依据反应速率影响分析绘制出去下变化。（1）反应②的平衡常数随温度升高增大，说明升高温度化学平衡正向进行，则正反应是吸