2022～2023学年高三化学单元知识大讲堂第13讲 第二章《化学反应速率与化学平衡》单元测试（培优提升）

PAGE1PAGE《化学反应速率与化学平衡》单元测试(培优提升)学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题(共45分)1．(本题3分)(2021·河北邯郸·)下列关于化学反应速率的说法中错误的是A．化学反应速率是用于表示化学反应进行快慢的物理量B．化学反应速率的主要影响因素为外界条件对反应的影响C．可逆反应达到化学平衡状态时，正、逆反应速率相等且不为0D．增大反应物的浓度、提高反应体系的温度、加入催化剂都可增大反应速率【答案】B【详解】A．化学反应有的快，有的慢，则使用化学反应速率来定量表示化学反应进行的快慢，故A正确；B．反应物本身的性质是决定化学反应速率的主要因素，故B错误；C．化学平衡状态时，正、逆反应速率相等且不等于零，故C正确；D．增大反应物浓度，活化分子数目增多，反应速率加快，提高反应体系物温度，活化分子百分数增多，反应速率越快，加入催化剂降低活化能，反应速率加快，故D正确。故选B。2．(本题3分)(2021·全国高二单元测试)某温度下，浓度都是的两种气体和，在密闭容器中反应生成Z，反应2min后，测得参加反应的为，用变化表示的反应速率，生成的，则该反应方程式为A． B．C． D．【答案】A【详解】由题意可知，和反应中消耗和的浓度分别为、×2min=，生成Z的浓度为，则反应物、和生成物Z的浓度变化量之比为：：=3∶1∶2，由化学计量系数之比等于各物质的浓度变化量之比可得反应方程式为2Z，由反应前后原子个数守恒可知Z的分子式为，反应的化学方程式为，故选A。3．(本题3分)(2021·全国高二课时练习)对反应来说，下列反应速率最快的是A．B．C．D．【答案】C【分析】同一个化学反应，用不同的物质表示其反应速率时，数值可能不同，比较反应速率快慢时，可根据速率之比等于化学计量数之比换算成用同一种物质(固体及纯液体除外)表示，再进行比较，注意换算时单位要统一。【详解】A．；B．是固态，不能表示化学反应速率；C．；D．，综上，C满足；故选C。4．(本题3分)(2020·河南许昌·高二期末)下列有关化学反应速率及转化率的影响因素描述中正确的是A．在任何化学反应中，只要增大压强时，都会使反应速率增大B．在任何化学反应中，只要加入催化剂，就可提高平衡转化率C．在任何化学反应中，只要提高反应温度，就可提高反应速率D．在任何化学反应中，只要增大反应物的用量，都会使平衡转化率增大【答案】C【详解】A．对于无气体参与的化学反应而言，改变压强，对化学反应速率无影响，故A错误；B．加入催化剂，只能影响化学反应速率，不能改变平衡转化率，故B错误；C．温度升高，提高了活化分子的百分率，化学反应速率加快，故C正确；D．增大固体或纯液体的用量，对化学反应速率无影响，故D错误；答案选C。5．(本题3分)(2021·全国高三专题练习)某恒容密闭容器中进行反应：SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)ΔH=akJ·mol-1；某科研小组通过实验测出SO2的转化率(SO2、NO起始量一定)随条件P的变化情况如图所示，下列说法中正确的是A．10～15min内反应速率小于15～20min的反应速率，P为升高温度B．10～20min内反应速率小于20～40min的反应速率，P为减小SO3的浓度C．10～15min内反应速率大于40～50min的反应速率，P为减小压强D．该反应中，随着反应物浓度的减小，反应速率一直减小【答案】A【详解】在相同时间内，转化率变化值越大，表明反应中消耗的反应物越多，反应速率越大。A．由题图数据知，10～15min、15～20min内，反应物转化率变化值分别为3.7%、4.5%，故后一个时间段内反应速率较快，随着反应的进行，反应物浓度减小，又因容器容积不变，故改变的条件只能是升温，故A正确，B．由题图数据知，10～20min、20～40min内，反应物转化率变化值分别为8.2%、10.3%，故后一个时间段内反应速率较快，随着反应的进行，反应物浓度减小，又因容器容积不变，故改变的条件只能是升温，故B错误；C．由题图数据知，10～15min、40～50min内，反应物转化率变化值分别为3.7%、1.4%，故后一个时间段内反应速率较慢，SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)该反应前后气体计量数不变，故改变压强平衡不移动，改变条件只能是降温，故C错误；D．该反应中，随着反应物浓度的减小，反应速率会减小，但随温度升高，反应速率会增大，故D项错误。故答案选A。6．(本题3分)(2021·全国高三)亚氯酸钠(NaClO2)可作漂白剂，遇强酸生成亚氯酸，亚氯酸不稳定可分解，反应的离子方程式为5HClO2=4ClO2↑＋H＋＋Cl-＋2H2O。向H2SO4溶液中滴加NaClO2，开始时HClO2分解反应缓慢，随后反应迅速加快，其原因可能是A．溶液中的Cl-起催化作用 B．ClO2逸出，使反应的生成物浓度降低C．溶液中的H＋起催化作用 D．在酸性条件下，亚氯酸钠的氧化性增强【答案】A【详解】A．反应开始时，溶液中氯离子浓度很小，随着反应的进行，溶液中氯离子浓度增大，反应速率加快，可能氯离子起催化作用，故A正确；B．逸出ClO2，反应正向移动，则反应的生成物的浓度增加，故B错误；C．由于开始时溶液中就有氢离子，分解反应却非常慢，可见氢离子不起催化作用，故C错误；D．若是酸使亚氯酸的氧化性增强，应该开始时反应速率应该就很快，与信息不符，故D错误；故选A。7．(本题3分)(2021·偃师市第一高级中学高三月考)叔丁基溴在乙醇中反应的能量变化如图所示。反应1：(CH3)3CBr→(CH3)2C=CH2+HBr反应2：C2H5OH+(CH3)3CBr→(CH3)3C—OC2H5+HBr下列说法正确的是A．过渡态能量：①＞③＞②B．(CH3)3CBr转化为(CH3)3C+Br-的反应速率比(CH3)3C+Br-转化为(CH3)3C=CH2的反应速率快C．(CH3)3C+是反应1和反应2共同的催化剂D．反应1和反应2都是放热反应【答案】D【详解】A．根据图中信息可知，过渡态能量：①>②>③，选项A错误；B．转化为的活化能更大，(CH3)3CBr转化为(CH3)3C+Br-的反应速率比(CH3)3C+Br-转化为(CH3)3C=CH2的反应速率慢，选项B错误；C．是反应的中间产物，选项C错误；D．反应1和反应2都是反应物总能量大于生成物总能量，故都为放热反应，选项D正确；答案选D。8．(本题3分)(2021·江西吉安市·高二月考)中国科学技术大学黄伟新教授和美国橡树岭国家实验室的吴自力研究团队合作，研究在硼基催化剂上丙烷氧化脱氢制丙烯的反应机理，部分反应历程(其中吸附在催化剂表面的物质用“*”表示)如图所示。下列说法正确的是A．丙烷氧化脱氢制丙烯的反应为放热反应B．该反应的快慢取决于步骤C3H8*=C3H7*+H*C．图中过渡态1比过渡态2稳定D．催化剂在反应中参与化学反应并改变反应的活化能和反应热【答案】B【详解】A．根据图示，丙烷和氧气的总能量小于丙烯和过氧化氢的总能量，所以丙烷氧化脱氢制丙烯的反应为吸热反应，故A错误；B．步骤C3H8*=C3H7*+H*的活化能最大，C3H8*=C3H7*+H*是慢反应，所以该反应的快慢取决于C3H8*=C3H7*+H*，故B正确；C．能量越低越稳定，图中过渡态2比过渡态1稳定，故C错误；D．催化剂在反应中参与化学反应并改变反应的活化能，催化剂不能改变反应热，故D错误；选B。9．(本题3分)(2021·全国)对于反应，科学家根据光谱研究提出如下反应历程：第一步：快反应；第二步：慢反应；第三步：快反应。上述反应中可近似认为第二步反应不影响第一步反应的平衡，下列叙述正确的是A．该反应的速率由第二步反应决定B．反应的中间产物有N2O2、N2O和H2C．第三步反应中N2O与H2的每一次碰撞都是有效碰撞D．若第一步反应的，则升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大【答案】A【详解】A．总反应速率由慢反应决定，所以该反应的速率由第二步反应决定，故A正确；B．NO、H2是反应物，反应的中间产物有N2O2、N2O，故B错误；C．只有少数分子的碰撞能发生化学反应，能引发化学反应的碰撞称之为有效碰撞，第三步反应中N2O与H2的碰撞不都是有效碰撞，故C错误；D．升高温度，正逆反应速率均增大，故D错误；选A。10．(本题3分)(2021·吉林白城市·白城一中高二月考)在一个绝热的固定容积的密闭容器中，发生可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(s)，当m+n=p时，一定可以作为反应达到平衡状态标志的是①体系的压强不再改变②体系的温度不再改变③体系的密度不再改变④各组分质量分数不再改变A．①②③ B．①②③④ C．②③④ D．③④【答案】B【详解】①绝热的固定容积的密闭容器，体系的温度为变量，且m+n=p，则体系的压强为变量，体系的压强不再改变则达到平衡状态，①正确；②在一个不传热的固定容积的密闭容器中，体系的温度为变量，当温度不再改变，说明正、逆反应速率相等，能据此判断该反应达到平衡状态，②正确；③D为固态，混合气体的质量为变量，容器容积为定值，则密度为变量，当混合气体密度不变时，说明该反应达到平衡状态，③正确；④各组分的质量分数不再改变，表明正逆反应速率相等，该反应已经达到平衡状态，④正确；故答案选B。11．(本题3分)(2020·重庆市暨华中学校高二月考)向一活塞式的密闭容器中充入1molPCl5(g)，在一定条件下发生反应：PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)ΔH>0.达到平衡后，保持温度不变，继续向该容器中充入1molPCl5(g)，则达到新平衡时PCl5(g)的转化率将A．变大 B．变小 C．不变 D．无法判断【答案】C【详解】向一活塞式的密闭容器即为一个恒温恒容的密闭容器，则保持温度不变，继续向该容器中充入1molPCl5(g)，相当于两个容器，甲容器中加入1molPCl5(g)，乙容器中加入2molPCl5(g)，根据恒温恒容条件下只要反应物的投料比相等，二者达到等效平衡，故达到新平衡时PCl5(g)的转化率与原平衡相等，即不变，故答案为：C。12．(本题3分)(2021·怀仁市第一中学校高二月考)北京航空航天大学教授团队与中科院高能物理研究所合作，合成了Y，Sc(Y，/NC，Sc/NC)单原子催化剂，用于常温常压下的电化学催化氢气还原氮气的反应。反应历程与相对能量模拟计算结果如图所示(*表示稀土单原子催化剂)。下列说法中错误的是A．相同条件下，两种催化反应的焓变相同B．实际生产中将催化剂的尺寸处理成纳米级颗粒可提高氮气的平衡转化率C．使用Sc1/NC单原子催化剂的反应历程中，最大活化能的反应过程可表示为*N2+H→*NNHD．升高温度不一定可以提高氨气单位时间内的产率【答案】B【详解】A．催化剂能降低反应的活化能，改变反应的途径，但不能改变反应的焓变，则相同条件下，两种催化反应的焓变相同，故A正确；B．催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，但不能改变平衡的移动方向，则将催化剂的尺寸处理成纳米级颗粒，不能改变平衡的移动方向，不能提高氮气的平衡转化率，故B错误；C．由图可知，使用Sc1/NC单原子催化剂的反应历程中，最大活化能的反应过程为*N2与H反应生成*NNH，反应的方程式为*N2+H→*NNH，故C正确；D．升高温度，反应速率增大，氨气单位时间内的产率提高，若升高温度，催化剂的活性降低，反应速率减小，氨气单位时间内的产率会降低，则升高温度不一定可以提高氨气单位时间内的产率，故D正确；故选B。13．(本题3分)(2021·怀仁市第一中学校高二月考)利用传感技术可探究压强对反应2NO2(g)N2O4(g)化学平衡移动的影响。在常温、100kPa条件下，往注射器中充入适量NO2气体，当活塞位置不变时。分别在t1、t2s时快速移动注射器活塞并保持活塞位置不变，测得注射器内气体总压强随时间变化的曲线如图所示。下列说法中错误的是A．由B点到D点观察到注射器内气体颜色先变浅后逐渐变深B．由E点到F点注射器内气体颜色加深是平衡移动所致C．B、H两点对应的正反应速率：v(B)=v(H)D．B点处NO2的转化率为6%【答案】B【详解】A．由图可知，B点到C点的过程中注射器内气体总压强迅速减小，说明t1时的操作为向外快速移动注射器活塞并保持活塞位置不变，使注射器内气体体积增大，导致气体浓度减小，颜色变浅，该反应是气体体积减小的反应，C点到D点的过程中，因气体压强减小，平衡向逆反应方向移动，二氧化氮的浓度增大，颜色又逐渐变深，但D点颜色依然比B点颜色浅，故A正确；B．由图可知，E点到F点的过程中注射器内气体总压强迅速增大，说明t2时的操作为向内快速移动注射器活塞并保持活塞位置不变，使注射器内气体体积减小，导致气体浓度增大，气体颜色加深，与平衡移动无关，故B错误；C．由图可知，B、H两点对应压强相同，平衡状态相同，则正反应速率：v(B)=v(H)，故C正确；D．设起始二氧化氮的物质的量为1mol，B点时二氧化氮的转化率为a，由方程式可知，平衡时二氧化氮和四氧化二氮的物质的量分别为1mol—1mol×a=(1—a)mol、1mol×a×=0.5amol，由P1：P2=n1：n2可得：=，解得a=0.06，则B点处二氧化氮的转化率为6%，故D正确；故选B。14．(本题3分)(2021·绥德中学高二月考)下列有关可逆反应2A(g)+B(g)⇌2C(g)△H<0的图像正确的是A． B．C． D．【答案】A【分析】根据题干信息可知，可逆反应2A(g)+B(g)⇌2C(g)△H<0为正反应是一个气体体积减小的放热反应，据此分析解题。【详解】A．温度越高，反应速率越快，越早达到平衡，升高温度，平衡逆向移动，C的质量分数减小，A正确；B．升高温度，正逆反应速率均增大，化学平衡逆向移动，故逆反应速率大于正反应速率，最终重新达到相等，再次平衡，B错误；C．增大压强，正逆反应速率均增大，化学平衡正向移动，故正反应速率大于逆反应速率，最终重新达到相等，再次平衡，C错误；D．温度相同时，增大压强，平衡正向移动，A的转化率增大，压强相同时，升高温度，平衡逆向移动，A的转化率减小，D错误；故答案为：A。15．(本题3分)(2020·江西九江市·九江一中高二月考)某温度下，CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数K=1，该温度下在体积均为1L的甲、乙两个恒容密闭容器中，投入CO(g)和H2O(g)的起始浓度及5min时的浓度如表所示。甲乙起始浓度5min时浓度起始浓度5min时浓度c(CO)/mol/L0.10.080.2xc(H2O)/mol/L0.10.080.2y下列判断不正确的是A．甲中0-5min平均反应速率V(CO)=0.004mol•L-1•min-1B．反应开始时，乙中反应速率快C．x=y=0.16D．平衡时，乙中的转化率是50%，C(CO)是甲中的2倍【答案】C【分析】设平衡时甲中H2O的转化浓度为a，则，解得a=0.05，平衡时CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)均为0.05mol/L，则5分钟时，甲还未平衡；设平衡时乙中H2O的转化浓度为b，则，解得b=0.1mol/L，平衡时CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)均为0.1mol/L。【详解】A．根据表中数据计算，甲中0～5min的平均反应速率：v(CO)=，A正确；B．乙容器中反应物的浓度是甲容器反应物浓度的2倍，反应开始时，乙中反应速率比甲快，B正确；C．乙容器中反应物的起始浓度是甲容器中起始浓度的2倍，按等效平衡的知识，若反应速率相等时、同一时刻乙中物质的浓度是甲的两倍。而实际上乙反应速率快、故x=y应该小于0.16，C错误；D．由分析知，乙中水的转化率是，根据等效平衡知识判断达平衡时c(CO)是甲中的2倍，D正确。故选C。二、填空题(共25分)16．(本题11分)(2020·邯郸市永年区第一中学高二月考)某学生设计如图Ⅰ装置，测定2mol·L-1的硫酸分别与锌粒、锌粉反应的速率。请回答：(1)图Ⅰ装置中盛放硫酸的仪器名称是___。(2)按照图Ⅰ装置实验时，已限定了两次实验时间均为10min，还需要测定的另一个数据是___。(3)实验结束后，得到的结论是____。(4)该学生又将图Ⅰ装置中的气体收集装置改为图Ⅱ，实验完毕待冷却室温后，该生准备读取滴定管上液面所处的刻度数时，发现滴定管中液面高于干燥管中液面，应首先采取的操作是___。(5)探究一定质量的锌粒与足量的2mol·L-1稀硫酸反应时，能减慢反应速率，又不影响氢气体积的条件是___。A．加入一定量的醋酸钠固体 B．加入一定量的硫酸铜C．加入一定KNO3溶液 D．加入一定体积的Na2SO4溶液【答案】(1)分液漏斗(2)收集到气体的体积(3)其他条件相同时，锌粉与硫酸的反应速率比锌粒与硫酸的反应速率快(4)调节滴定管的高度使得两侧液面相平(5)AD【分析】(1)根据装置的特点可知，图Ⅰ装置中盛放硫酸的仪器名称是分液漏斗。(2)若测定反应速率，则还需要测定的另一个数据是收集到气体的体积。(3)由于增大反应物的接触面积可以加快反应速率，所以该实验中得出的结论是：其他条件相同时，锌粉与硫酸的反应速率比锌粒与硫酸的反应速率快。(4)由于气体的体积受压强的影响大，所以在读数之前还需要采取的措施是调节滴定管的高度，使得两侧液面相平。(5)A.加入一定量的醋酸钠固体，生成弱酸醋酸，氢离子浓度减小，速率减小，但不影响氢气的总量，符合题意；B.加入一定量的硫酸铜和锌生成铜，组成原电池，加快反应速率，不符合题意；C.加入一定KNO3溶液，生成硝酸和锌不生成氢气，不符合题意；D.加入一定体积的Na2SO4溶液，稀释了溶液，浓度减小，速率减慢，不影响氢气的总量，符合题意；故选AD。17．(本题14分)(2021·全国高二课时练习)硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是的催化氧化：。回答下列问题：(1)当、和起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下，平衡转化率随温度的变化如图所示。反应在5.0MPa，550℃时的______，判断的依据是______。影响的因素有______。(2)将组成(物质的量分数)为、和的气体通入反应器，在温度、压强条件下进行反应。平衡时，若转化率为，则压强为______，平衡常数______(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。(3)研究表明，催化氧化的反应速率方程为：，式中：为反应速率常数，随温度升高而增大；为平衡转化率，为某时刻转化率，为常数。在时，将一系列温度下的、值代入上述速率方程，得到曲线，如图所示。曲线上最大值所对应温度称为该下反应的最适宜温度。时，逐渐提高；后，逐渐下降。原因是______。【答案】0.975该反应气体分子数减少，增大压强，提高，所以温度、压强和反应物的起始浓度(组成)升高温度，增大使逐渐提高，但降低使逐渐下降。时，增大对的提高大于引起的降低；后，增大对的提高小于引起的降低。【详解】(1)由题给反应式知，该反应为气体分子数减少的反应，其他条件一定时，增大压强，平衡转化率增大，故，结合题图(b)知5.0MPa、550℃时对应的平衡转化率为0.975。影响平衡转化率的因素有：温度、压强、反应物的起始浓度等。(2)设通入的、和共100mol，利用三段式法进行计算：平衡时气体的总物质的量为，则，，，因，，代入计算得。(3)升高温度，反应速率常数增大，反应速率，提高但降低使反应速率逐渐下降。时，增大对的提高大于引起的降低后，增大对的提高小于引起的降低。三、原理综合题(共30分)18．(本题12分)(2022·四川成都七中高三开学考试)CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为2L的恒温密闭容器中，按物质的量之比1∶3.5充入CO2和H2，一定条件下发生反应：，测得CO2和CH3OH的浓度随时间变化如图所示。已知键能数据：C=OC－OC－HH－HO－H键能/kJ/mol799358411432459(1)___________。(2)能说明上述反应达到平衡状态的是___________(填字母)。A．反应中CO2和CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交叉点)B．混合气体的压强不随时间的变化而变化C．单位时间内生成，同时生成D．混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化E．混合气体的密度不随时间的变化而变化(3)平衡时H2的转化率为___________(保留一位小数)。(4)保持温度和容积不变，除充入H2外，还能使平衡后增大的措施是___________(任写两条)。(5)若其他条件不变，平衡后再同时充入四种物质各0.5mol，则平衡如何移动？请简要说明理由：___________。【答案】(1)(2)BD(3)64.3%(4)将从体系中分离或再按照1∶3.5充入和等(5)再充入0.5mol后，则平衡右移【分析】(1)根据反应的焓变反应物的总键能和-生成物的总键能和=(2×799kJ/mol+3×432kJ/mol)-(3×411kJ/mol+358kJ/mol+459kJ/mol+2×459kJ/mol)=-74kJ/mol。(2)A．反应中CO2和CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交叉点)，说明此时浓度相等，但是还在变化，故不是平衡状态，错误；B．气体的物质的量变化即压强变化，故压强不变则达到了平衡状态，正确；C．速率之比不等于系数之比，故不是平衡状态，错误；D．该反应前后气体分子数不相等，即混合气体的物质的星在变化，密闭容器中气体的质量不变，则混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化时，说明平衡，正确；E．密度是混合气体的质量和容器容积的比值，在反应过程中气体质量和容器容积始终保持不变，所以混合气体的密度不随时间的变化而变化，不能说明反应达到平衡状态，错误；故选BD。(3)反应中二氧化碳消耗了0.75mol/L，根据反应的物质的量之比等于系数之比，故反应的氢气的物质的量为2.25mol/L，则氢气的转化率为64.3%。(4)将H2O(g)从体系中分离或再按照1∶3.5充入CO2和H2等，可以使平衡后增大。(5)平衡后再同时充入四种物质各0.5mol，则平衡右移。19．(本题18分)(2020·重庆市暨华中学校高二月考)能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。(1)利用反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)合成清洁能源CH3OH，一定条件下向2L的密闭容器中充入1molCO和2molH2发生反应，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示：①该可逆反应的ΔH___________0(填“>”“<”或“；A、B、C三点平衡常数KA、KB、KC的大小关系是___________；②压强p1___________p2(填“>”“<”或“=”)；若p2=100kPa，则B点的Kp=___________kPa-2(Kp为以分压表示的平衡常数；分压=总压×物质的量分数)③在T1和p1条件下，由D点到A点过程中，正、逆反应速率之间的关系：υ正___________υ逆(填“>”“<”或“