20192020学年高中化学 第2章 化学反应速率和化学平衡本章整合测评含解析新人教版选修4

第二章化学反应速率和化学平衡测评(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题包括12小题。每小题4分,共48分)1.下列说法正确的是()A.催化剂是影响化学反应速率的本质因素B.当反应体系容积不变时,减小反应物的量肯定能降低反应速率C.可逆反应达到反应限度时,化学反应速率为0D.化学反应速率可用单位时间内反应物的浓度的变化量来表示解析影响化学反应速率的本质因素是反应物的性质,A项错误;如果反应物是固体或液体,减小反应物的量不会影响反应速率,B项错误;达到反应限度时,正、逆反应速率相等,但不为零,C项错误。答案D2.下列说法正确的是()A.自发反应在任何条件下都能实现B.所有的自发反应都是放热的C.升高温度,活化分子百分数增大,化学反应速率一定增大D.一般使用催化剂可以降低反应的活化能,增大活化分子百分数,从而提高反应物的转化率解析自发反应在恰当条件下才能实现,A项错误;有的吸热反应也能自发进行,B项错误;升高温度,活化分子百分数增大,化学反应速率增大,C项正确;使用催化剂可以降低反应的活化能,增大活化分子百分数,对化学平衡没有影响,不影响反应物的转化率,D项错误。答案C3.可逆反应:2SO2+O22SO3达到平衡状态时,保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2。下列说法正确的是(K为平衡常数,Qc为浓度商)()A.Qc不变,K变大,O2转化率增大B.Qc不变,K变大,SO2转化率减小C.Qc变小,K不变,O2转化率减小D.Qc增大,K不变,SO2转化率增大解析当可逆反应2SO2+O22SO3达到平衡状态时,保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2,平衡向右进行,但O2转化率减小,浓度商Qc变小,K不变。答案C4.一定温度下,在某密闭容器中发生反应:2HI(g)H2(g)+I2(g)ΔH>0,若15s内c(HI)由0.1mol·L-1降到0.07mol·L-1,则下列说法正确的是()A.0~15s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)=0.002mol·L-1·s-1B.c(HI)由0.07mol·L-1降到0.05mol·L-1所需的反应时间小于10sC.升高温度正反应速率加快,逆反应速率减慢D.减小反应体系的体积,化学反应速率加快解析0~15s内,v(I2)=v(HI)==0.001mol·L-1·s-1,A项错误;随着反应的进行,c(HI)减小,v(HI)减小,故c(HI)由0.07mol·L-1降到0.05mol·L-1所需时间大于10s,B项错误;升高温度,正、逆反应速率均增大,C项错误;减小反应体系的体积,压强增大,反应速率加快,D项正确。答案D5.在密闭容器中,一定条件下,进行如下反应:NO(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g)ΔH=-373.2kJ·mol-1,达到平衡后,为提高该反应的速率和NO的转化率,采取的正确措施是()A.加催化剂同时升高温度B.加催化剂同时增大压强C.升高温度同时充入N2D.降低温度同时增大压强解析结合该反应的特点,提高反应速率的措施有升高温度、增大压强、使用催化剂;提高NO的转化率(平衡向正反应方向移动)的措施有降低温度、增大压强。答案B6.已知某密闭容器中发生反应:X(g)+Y(g)2W(g)+Z(g)ΔH<0(Y物质易被液化)。下列有关说法中一定正确的是()A.若W为有颜色的物质,达平衡后,增大压强,体系颜色变浅B.改变压强,该反应的平衡常数一定不变C.平衡时,其他条件不变,升高温度,正反应速率增大程度比逆反应速率增大程度小D.平衡时,其他条件不变,分离出Z,正反应速率加快解析A项,增大压强,不论平衡向哪个方向移动,各物质浓度变大,体系颜色应变深;B项,Y物质易被液化,加压有可能导致Y变为液态,平衡常数的表达式变了,平衡常数也就可能改变;C项,升温,平衡逆向移动,正确;D项,分离出Z,正逆反应速率都减小。答案C7.相同温度下,有相同容积的甲、乙两容器,甲容器中充入1gN2和1gH2,乙容器中充入2gN2和2gH2。下列叙述中不正确的是()A.化学反应速率:乙>甲B.平衡后N2的浓度:乙>甲C.H2的转化率:乙>甲D.平衡混合气中H2的体积分数:乙>甲解析容器中发生的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。相同容积的容器中充入不同量的反应物,乙容器中压强大,化学反应速率:乙>甲,A项正确;根据勒夏特列原理可知,平衡时乙容器中N2的浓度应大于甲容器,但会小于甲容器中N2浓度的2倍,B项正确;乙容器中压强较大,平衡向正反应方向移动,所以H2的转化率:乙>甲,C项正确;平衡混合气中H2的体积分数:乙<甲,D项错误。答案D8.t℃时,在体积不变的密闭容器中发生反应:X(g)+3Y(g)2Z(g),各组分在不同时刻的浓度如下表:物质 X Y Z初始浓度/(mol·L-1) 0.1 0.2 02min末浓度/(mol·L-1) 0.08 a b平衡浓度/(mol·L-1) 0.05 0.05 0.1下列说法正确的是()A.平衡时,X的转化率为20%B.t℃时,该反应的平衡常数为40C.平衡后增大体系的压强,v(正)增大,v(逆)减小,平衡向正反应方向移动D.前2min内,用Y的变化量表示的平均反应速率v(Y)=0.03mol·L-1·min-1解析依据三段式进行计算X(g)+3Y(g)2Z(g)始态/(mol·L-1) 0.1 0.2 0转化/(mol·L-1) 0.05 0.15 0.1平衡/(mol·L-1) 0.05 0.05 0.1X的转化率×100%=50%,A项错误;K==1600,B项错误;增大压强,不论平衡向哪一方向移动,正逆反应速率均增大,C项错误;前2min内,Y的浓度变化量为(0.1-0.08)mol·L-1×3=0.06mol·L-1,则v(Y)=0.03mol·L-1·min-1,D项正确。答案D9.在某密闭容器中,可逆反应:A(g)+B(g)xC(g)符合图中(Ⅰ)所示关系,φ(C)表示C气体在混合气体中的体积分数。由此判断,对图像(Ⅱ)说法不正确的是()A.p3>p4,Y轴表示A的转化率B.p3>p4,Y轴表示B的质量分数C.p3>p4,Y轴表示B的转化率D.p3>p4,Y轴表示混合气体的平均相对分子质量解析据图像(Ⅰ),在压强不变时,由曲线斜率知T1>T2。降温(T1→T2)时,φ(C)增大,即平衡正向移动,说明正反应为放热反应。当温度不变时,由曲线斜率知压强p2>p1,增大压强(p1→p2)时,φ(C)增大,即平衡正向移动,故x<2,即x=1。由图像(Ⅱ)知,保持体系压强不变,升高温度,平衡逆向移动,A、B的转化率、φ(C)、混合气体的平均相对分子质量均减小,而A、B的质量分数要增大。故选B。答案B10.在容积可变的密闭容器中存在如下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<0,下列分析中不正确的是()A.图Ⅰ研究的是t0时升高温度对反应速率的影响B.图Ⅱ研究的是t0时增大压强(缩小容积)或使用催化剂对反应速率的影响C.图Ⅲ研究的是催化剂对化学平衡的影响,且甲使用了催化剂D.图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响,且乙的温度较高解析本题考查的是对化学反应速率及化学平衡图像的认识,难度一般。由于这是一个体积不变的放热反应,所以t0时温度升高,平衡向左移动,此时逆反应速率大于正反应速率,A项正确;该反应是反应前后气体物质的量不变的反应,增大压强,可同等程度地增大正、逆反应速率,平衡不移动,使用催化剂,不影响平衡,但反应速率增大,B项正确;如果图Ⅲ中考虑的是使用催化剂的话,则由图可知乙条件下先达到平衡,所以应该是乙使用了催化剂且平衡时甲、乙两条件下的CO转化率应相等,C项错误;如果图Ⅲ研究的是温度对平衡的影响,同样应该是乙条件下温度高于甲条件,那么从甲升温到乙,平衡向左移动,CO的转化率下降,D项正确。答案C11.某温度下,可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)的平衡常数为K,下列对K的说法正确的是()A.K值越大,表明该反应越有利于C的生成,反应物的转化率越大B.若缩小反应器的容积,能使平衡正向移动,则K增大C.温度越高,K一定越大D.如果m+n=p,则K=1解析K越大,该反应正向进行的程度越大,反应物的转化率越大,A项正确;对于一个确定的化学反应,K只是温度的函数,温度一定,K一定,与压强无关,B项错误;因该反应的热效应不确定,故C项错误;K=,故由m+n=p,无法判断K的大小。答案A12.一定条件下合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)CH2CH2(g)+4H2O(g);已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图,下列说法不正确的是()A.该反应的逆反应为吸热反应B.平衡常数:KM>KNC.生成乙烯的速率:v(N)一定大于v(M)D.当温度高于250℃,升高温度,催化剂的催化效率降低解析升高温度时CO2的平衡转化率降低,说明平衡逆向移动,则逆反应为吸热反应,A项正确;该反应的正反应是放热反应,升温平衡常数减小,B项正确;化学反应速率随温度的升高而加快,催化剂在250℃时催化活性最高,温度继续升高,其催化效率降低,所以v(N)有可能小于v(M),C项错误,D项正确。答案C二、非选择题(本题包括4小题,共52分)13.(13分)在密闭容器中,使2molN2和6molH2混合发生下列反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0。(1)当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是;N2和H2的转化率之比是。?(2)升高平衡体系的温度(保持体积不变),混合气体的平均相对分子质量,密度。(填“增大”“减小”或“不变”)?(3)当达到平衡时,充入氩气,并保持压强不变,平衡将(填“正向”“逆向”或“不”)移动。?(4)若容器恒容、绝热,加热使容器内温度迅速升至原来的2倍,平衡将(填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)。达到新平衡后,容器内温度(填“大于”“小于”或“等于”)原来的2倍。?解析(1)对N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,在密闭容器中,开始时n(N2)∶n(H2)=2∶6=1∶3,反应时消耗n(N2)∶n(H2)=1∶3,故平衡时n(N2)∶n(H2)=1∶3,所以c(N2)∶c(H2)=1∶3,转化率之比为1∶1。(2)升高温度,平衡向逆反应方向移动,气体的总物质的量增大,总质量不变,故平均相对分子质量变小,由ρ=知密度不变。(3)达平衡后,保持压强不变,充入氩气,使体系体积增大,浓度减小,相当于减小压强,使平衡逆向移动。(4)恒容时升高温度至原来的2倍,根据勒夏特列原理,平衡向吸热反应的方向移动,即向左移动,达新平衡后,容器内温度大于原来的温度,小于原来温度的2倍。答案(1)1∶31∶1(2)减小不变(3)逆向(4)向左移动小于14.(13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=Q,2min末达到平衡,生成0.8molD。(1)300℃时,该反应的平衡常数表达式为:K=。?已知K300℃<K350℃,则ΔH0(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”),原因是。?(4)如果在相同的条件下,上述反应从逆反应方向开始,开始时加入C、D各mol。若使平衡时各物质的物质的量浓度与原平衡相同,则还应该加入Bmol。?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0.8molD,则反应掉0.4molB,剩余1.6molB,c(B)==0.8mol·L-1。v(B)==0.1mol·L-1·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)=2×0.1mol·L-1·min-1=0.2mol·L-1·min-1。(3)该反应前后气体分子数不变,增大压强平衡不移动,故A的转化率不变。(4)将C、D的量折算成A、B的量,则相当于加入2molA和molB,容器体积固定,若浓度相同,则说明起始时物质的量相等,故还应加入B2mol-mol=mol。答案(1)>(2)0.8mol·L-10.2mol·L-1·min-1(3)不变反应前后气体分子数不变,压强对平衡无影响(4)15.(13分)某温度下,向容积为1L的容器中充入3molNO和1molCO,发生2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)反应,NO的转化率随时间的变化如右图所示。回答下列问题:(1)该温度下,化学平衡常数K=,平衡时CO的转化率为。?(2)A点的逆反应速率v逆(CO)(填“>”“<”或“=”)B点的逆反应速率v逆(NO)。?(3)下列图像正确且能表明在时间t时刻反应一定处于平衡状态的是。?如果该反应达平衡后,降低温度,平衡常数增大,则ΔH0(填“>”“<”或“=”)。?(4)达平衡后,将容器的容积扩大一倍,下列说法正确的是。?A.平衡向正反应方向移动B.CO的体积分数增大C.平衡常数减小D.一氧化碳的浓度增大解析(1)依据三段式进行计算:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) 31 0 0 0.60.6 0.3 0.6 2.40.4 0.3 0.6K=;(2)由A到B平衡正向进行,生成物浓度逐渐增大,所以逆反应速率逐渐增大;(3)假设平衡右移,温度不变,可知平衡常数不变;,式中分子不变、分母减小,气体的平均摩尔质量增大;气体的物质的量减小,压强减小;ΔH不变,B、C选项可以;(4)减小压强,平衡左移,各物质的浓度均减小,平衡常数不变,只有B项正确。答案(1)60%(2)<(3)BC<(4)B16.(13分)CO可用于合成甲醇,化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。图1(1)图1是反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。①该反应的焓变ΔH(填“>”“<”或“=”)0。?②T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1(填“>”“<”或“=”)K2。在T1温度下,往体积为1L的密闭容器中,充入1molCO和2molH2,经测得CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图2所示。则该反应的平衡常数为 。?图2③若容