2024-2025学年高中化学第2章化学反应的方向限度与速率章末综合测评含解析鲁科版选修4

PAGE12-章末综合测评(二)化学反应的方向、限度与速率(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)1．肯定温度下，在容积恒定的密闭容器中，进行可逆反应：A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，当下列物理量不再发生变更时，能说明该反应已达到平衡状态的是()①混合气体的密度②容器内气体的压强③混合气体的总物质的量④B物质的量浓度A．①④ B．②③C．②③④ D．④A[依据反应方程式可知该反应是反应前后气体分子数不变的反应，即在反应过程中，混合气体的总物质的量和容器内气体的压强始终不变，②③不正确。混合气体的密度是混合气体的质量和容器的容积之比，容器的容积不变，但混合气体的质量是变更的，所以当混合气体的密度不再变更时，可以说明反应达到平衡状态，①正确。反应体系中气体的浓度或含量不再发生变更时，说明反应达到平衡状态，④正确。]2．下列对化学反应方向的叙述正确的是()A．室温下不能自发进行的反应，在高温下有可能自发进行B．熵增加有利于反应的自发进行，熵减小的反应常温下都不会自发进行C．非自发反应在任何状况下都不会发生D．凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的A[碳酸钙的分解反应在室温下不能自发进行，但在高温下能自发进行，A项正确，C项错误；有些放热的熵减小反应能自发进行，B项错误；有些吸热反应也能自发进行，如氯化铵与消石灰的反应，D项错误。]3．已知反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是()A．催化剂V5O5不变更该反应的逆反应速率B．增大反应体系的压强，反应速率肯定增大C．该反应是放热反应，降低温度将缩短反应达到平衡的时间D．在t1、t2时刻，SO3(g)的浓度分别是c1、c2，则在t1～t2内，SO3(g)的平均生成速率为eq\f(c2－c1,t2－t1)D[催化剂能同时、同等程度地变更正、逆反应速率，A项错误；增大压强时若能增大反应体系中物质的浓度，化学反应速率才会增大，假如反应体系中物质的浓度没有增大，反应速率不会增大，B项错误；降低温度，化学反应速率减小，会延长达到化学平衡的时间，C项错误；化学反应速率用单位时间内某物质物质的量浓度的变更来表示，D项正确。]4．等质量的铁与过量的盐酸在不同的试验条件下进行反应，测定在不同时间t产生气体体积V的数据，依据数据绘制得到如图，则曲线a、b、c、d所对应的试验组别是()组别c(HCl)/(mol·L－1)温度/℃状态12.025块状22.530块状32.550块状42.550粉末状A．4、3、2、1 B．1、2、3、4C．3、4、2、1 D．1、2、4、3A[化学反应速率与温度、浓度和固体物质的表面积大小有关，试验1的盐酸的浓度最小，反应的温度最低，所以化学反应速率最小；物质状态相同时由于试验3的反应温度比试验2的反应温度高，所以反应速率试验3的大于试验2的；而试验4和试验3盐酸的浓度相同，反应的温度也相同，但物质的状态不相同，所以试验4的反应速率大于试验3的。]5．在密闭容器中的肯定量混合气体发生反应：xX(g)＋yY(g)zZ(g)，达到平衡时，测得X的浓度为0.5mol·L－1，在温度不变的条件下，将容器的体积扩大到两倍，再达到平衡，则得X的浓度降低为0.3mol·L－1，下列有关推断正确的是()A．x＋y<z B．平衡向正反应方向移动C．Z的体积分数减小 D．Y的浓度增大C[在温度不变的条件下，将容器的体积扩大到两倍，瞬间X的浓度变为0.25mol·L－1，再达到平衡，测得X的浓度为0.3mol·L－1，说明减小压强平衡向逆反应方向移动，则x＋y>z，A、B选项错误；平衡向逆反应方向移动，Z的体积分数减小，C选项正确；Y的浓度减小，D选项错误。]6．如图所示，a曲线表示肯定条件下可逆反应X(g)＋Y(g)=2Z(g)＋W(s)ΔH＜0的反应过程。若使a曲线变为b曲线，可采纳的措施是()A．上升温度B．增大Y的浓度C．降低温度D．增大体系压强D[A项，正反应是放热反应，上升温度，平衡向逆反应方向移动，X的转化率降低，A项错误；B项，增大Y的浓度，反应速率加快，平衡向正反应方向移动，平衡时X的转化率增大，B项错误；C项，降低温度，反应速率减慢，平衡向正反应方向移动，平衡时X的转化率增大，C项错误；D项，增大压强，反应速率加快，该反应前后气体的分子数不变，平衡不移动，X的转化率不变，D项正确。]7．对于可逆反应：aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)ΔH，使之同时符合如下两图中各曲线的条件是()A．a＋b＞c＋dT1＞T2ΔH＞0B．a＋b＞c＋dT1＜T2ΔH＜0C．a＋b＜c＋dT1＞T2ΔH＞0D．a＋b＜c＋dT1＜T2ΔH＜0B[由于T2时反应先达到化学平衡，则T2＞T1，且T2时生成物的平衡浓度较小，说明上升温度使平衡逆向移动，即ΔH＜0；反应平衡(v正＝v逆)后，增大压强，v正＞v逆，即平衡正向移动，说明正反应是气体分子数减小的反应，即a＋b＞c＋d。综上可知，B项正确。]8．在一个绝热的密闭反应容器中只发生两个反应：A(g)＋B(g)2C(g)ΔH1＜0X(g)＋3Y(g)2Z(g)ΔH2＞0进行相关操作并达到平衡时(忽视体积变更所做的功)，下列叙述错误的是()A．等压时，通入惰性气体，C的物质的量不变B．等压时，通入Z气体，反应器中温度上升C．等容时，通入惰性气体，各反应的速率不变D．等容时，通入Z气体，Y的物质的量浓度增大A[本题要特殊留意题干中的信息“绝热的密闭反应容器”。等压时，通入情性气体，气体的体积增大，反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)的平衡向左移动，反应放出热量，反应体系的温度上升，由于该反应容器是一个绝热的容器，所以反应A(g)＋B(g)2C(g)的平衡向左(吸热方向)移动，C的物质的量减小，A项错误；同理，等压时，通入Z气体，反应器中温度上升，B项正确；等容时，通入惰性气体，各反应物和生成物的物质的量没有变更，即各组分的浓度没有发生变更，所以各反应的速率不发生变更，C项正确；等容时，通入Z气体，增大了生成物Z的浓度，平衡逆向移动，所以Y的物质的量浓度增大，D项正确。]9．在5L的密闭容器中充入2mol气体A和1mol气体B，肯定条件下发生反应2A(g)＋B(g)2C(g)。达到平衡时，在相同温度下测得容器内混合气体的压强是反应前的5/6，则A的转化率为()A．67% B．50%C．25% D．5%B[同温度同体积时，气体的物质的量之比等于压强之比，故反应后混合气体的物质的量为(2＋1)mol×5/6＝2.5mol，再由“三段式”法可求得反应中A的消耗量为1mol，所以A的转化率为1mol÷2mol×100%＝50%。]10．某条件下，恒容密闭容器中发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＜0，下列说法不正确的是()A．增加氢气的浓度，可使CO2的平衡转化率增大B．单位时间内消耗CO2和H2的物质的量比为1∶3时，反应达到平衡C．刚好分别出CH3OH和H2O(g)可提高CO2和H2的转化率D．上升温度可使该反应的平衡常数减小[答案]B11．现有下列四个图像：下列反应中符合上述全部图像的是()A．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－Q1kJ·mol－1(Q1＞0)B．2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋Q2kJ·mol－1(Q2＞0)C．4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)ΔH＝－Q3kJ·mol－1(Q3＞0)D．H2(g)＋CO(g)C(s)＋H2O(g)ΔH＝－Q4kJ·mol－1(Q4＞0)B[图a，温度不变的状况下增大压强，生成物浓度减小，说明平衡向左移动，则该反应的正反应为气体分子数增大的反应；压强不变的状况下，上升温度，生成物浓度增大，说明平衡向右移动，则该反应的正反应为吸热反应；图b也是恒压条件下，上升温度生成物浓度变大，说明该反应的正反应为吸热反应；图d，温度不变，增大压强，逆反应速率增大得比正反应速率快，平衡向逆反应方向移动，则该反应的正反应为气体分子数增大的反应。综上所述，B项正确。]12．肯定条件下，某容积固定的密闭容器中发生反应：2NO2(g)O2(g)＋2NO(g)ΔH＞0，达到平衡状态后，变更其中一个条件X，则Y随X的变更状况符合图中曲线的是()①当X表示温度时，Y表示NO2的物质的量②当X表示压强时，Y表示NO2的转化率③当X表示反应时间时，Y表示混合气体的密度④当X表示NO2的物质的量时，Y表示O2的物质的量A．①② B．①④C．②③ D．③④A[上升温度，平衡向正反应方向移动，NO2的物质的量减小，①正确；增大压强，平衡向逆反应方向移动，NO2的转化率减小，②正确；达到平衡后，随着时间的变更，混合气体的密度不变，③不正确；增大NO2的物质的量，使容积固定的密闭容器中NO2的浓度增大，平衡向正反应方向移动，则O2的物质的量增大，④不正确。]13．将固体NH4I置于密闭容器中，肯定温度下发生反应：①NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)，②2HI(g)H2(g)＋I2(g)。反应达到平衡时，[H2]＝0.5mol·L－1，[NH3]＝6mol·L－1，则此温度下反应②的平衡常数为()A．0.25 B．0.20C．0.10 D．0.01D[平衡时[NH3]＝6mol·L－1，HI分解生成的H2的浓度为0.5mol·L－1，NH4I分解生成的HI的浓度为6mol·L－1，则平衡时HI的浓度为5mol·L－1，所以反应②的平衡常数K＝eq\f([H2][I2],[HI]2)＝0.5mol·L－1×0.5mol·L－1/(5mol·L－1)2＝0.01。]14．肯定条件下，某可逆反应aA(g)bB(s)＋cC(g)达到平衡状态后，A的转化率α(A)与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。下列推断正确的是()A．a＞b＋cB．该反应的ΔH＞0C．若T2＞T1，则该反应在低温条件下自发进行D．若T2＜T1，则该反应肯定能自发进行D[由图像可知，随着压强的增大，A的转化率降低，则增大压强平衡向逆反应方向移动，考虑到B物质呈固态，故a＜c，A项错误；由于不知道T1、T2的相对大小，故不能确定该反应是吸热反应还是放热反应，B项错误；若T2＞T1，则依据图像可知，上升温度，A的转化率增大，平衡向正反应方向移动，故正反应为吸热反应，即ΔH＞0，又ΔS＞0，所以该反应在高温条件下自发进行，C项错误；若T2＜T1，则依据图像可知，上升温度，A的转化率减小，平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，即ΔH＜0，又ΔS＞0，所以该反应肯定能自发进行，D项正确。]15．在某体积可变的密闭容器中加入肯定量的X、Y，发生反应mX(g)nY(g)ΔH＝QkJ·mol－1。反应达到平衡时，Y的物质的量浓度与温度、容器容积的关系如表所示：下列说法正确的是()A．m＞nB．Q<0C．温度不变，压强增大，Y的质量分数减小D．容器容积不变，温度上升，平衡向逆反应方向移动C[容器容积不变，上升温度，[Y]增大，平衡向正反应方向移动，所以Q＞0，B、D项错误；温度不变，容器容积增大到原来的2倍，相当于减小压强，若平衡不移动，[Y]应减小为原来的一半，但由表中数据可知[Y]比原来的一半大，即减小压强平衡向正反应方向移动，则m＜n，A项错误；由于m＜n，故压强增大，平衡向逆反应方向移动，Y的质量分数减小，C项正确。]16．在恒压、NO和O2的起始浓度肯定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变更)。下列说法正确的是()A．反应2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g)的ΔH>0B．图中X点所示条件下，延长反应时间能降低NO转化率C．图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率D．380℃下，c起始(O2)＝5.0×10－4mol·L－1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K>2000D[随温度上升NO的转化领先上升后降低，说明温度较低时反应较慢，一段时间内并未达到平衡，分析温度较高时，已达到平衡时的NO转化率可知，温度越高NO转化率越低，说明温度上升平衡向逆方向移动，依据勒·夏特列原理分析该反应为放热反应，ΔH<0，故A错误；依据上述分析，X点时，反应还未到达平衡状态，反应正向进行，所以延长反应时间能提高NO的转化率，故B错误；Y点，反应已经达到平衡状态，此时增加O2的浓度，使得正反应速率大于逆反应速率，平衡向正反应方向移动，可以提高NO的转化率，故C错误；设NO起始浓度为amol·L－1，NO的转化率为50%，则平衡时NO、O2和NO2的浓度分别为0.5amol·L－1、(5×10－4－0.25a)mol·L－1、0.5amol·L－1，依据平衡常数表达式K＝eq\f(c2NO2,c2NO·cO2)＝eq\f(0.5a2,0.5a2×5×10－4－0.25a)>eq\f(1,5×10－4)＝2000，故D正确。][老师备选]取五等份NO2，分别充入五个温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生反应：2NO2(g)N2O4(g)ΔH＜0，反应相同时间后，分别测定体系中NO2的体积分数[φ(NO)2]，并作出其随反应温度(T)变更的关系图。下列示意图中，可能与试验结果相符的是()A．①② B．①④C．②③ D．②④D[恒容条件下，在五个温度不同的密闭容器中同时通入等量的NO2，反应相同的时间，那么有三种可能的状况：一是全部反应已达到平衡状态，二是部分反应还没有达到平衡状态，三是全部反应没有达到平衡状态。若五个容器中的反应在反应相同的时间后，均已达到平衡，则因为该反应是放热反应，故温度上升，平衡向逆反应方向移动，NO2的体积分数增大，所以②正确。若五个容器中的反应有未达到平衡状态的，则反应正向进行，那么温度越高，反应速率越快，则NO2转化得越快，故NO2的体积分数削减；而对于其他达到平衡状态的反应，随着温度上升，平衡左移，NO2的体积分数增大，④正确；若五个容器中的反应均未达到平衡状态，那么随着温度的上升，反应速率增大，则NO2的体积分数持续降低。综上所述，答案选D。]二、非选择题(本题包括6小题，共52分)17．(10分)某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法，探讨影响反应速率的因素，所用HNO3浓度为1.00mol·L－1、2.00mol·L－1，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，试验温度为298K、308K。请完成以下试验设计表，并在试验目的一栏中填出对应的试验编号：试验编号T/K大理石规格HNO3浓度/(mol·L－1)试验目的①298粗颗粒2.00(Ⅰ)试验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响(Ⅱ)试验①和________探究温度对该反应速率的影响(Ⅲ)试验①和________探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响②③粗颗粒④[解析]考查影响反应速率的因素的试验设计。试验①和②探究HNO3浓度对反应速率的影响，故大理石规格和反应温度应相同，而HNO3浓度不同；同理，①和③应选择不同的温度、①和④应选择不同的大理石规格，而另外两个条件相同。[答案]②298粗颗粒1.00③3082.00④298细颗粒2.00(Ⅱ)③(Ⅲ)④18．(7分)氨是产量最大的化工产品之一。德国人哈伯在1905年独创了合成氨的方法，其合成原理为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.2kJ·mol－1，他因此获得了1918年诺贝尔化学奖。在密闭容器中充入2molN2和6molH2，请回答下列问题：(1)当反应达到平衡时，N2和H2的浓度之比是________________________；N2和H2的转化率之比是________。(2)上升平衡体系的温度(保持体积不变)，混合气体的平均相对分子质量________(填“变大”“变小”或“不变”，下同)，混合气体的密度________。(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”，下同)移动。(4)若容器恒容、绝热，加热使容器内温度快速升至原来的2倍，平衡将________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)在密闭容器中，起先时n(N2)∶n(H2)＝2mol∶6mol＝1∶3，反应消耗n(N2)∶n(H2)＝1∶3，故平衡时n(N2)∶n(H2)＝1∶3，所以平衡时[N2]∶[H2]＝1∶3，N2和H2的转化率之比为1∶1。(2)上升温度，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，由于ρ＝eq\f(m,V)，且V不变，可知密度不变。(3)达到平衡后，保持压强不变，充入氩气，体系体积增大，相当于减小压强，平衡逆向移动。(4)恒容时上升温度至原来的2倍，平衡向吸热反应方向移动，即向左移动，依据勒·夏特列原理，达到新平衡后，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)变小不变(3)逆向(4)逆向小于19．(9分)在2L的密闭容器中，放入0.4molA和0.6molB，在肯定温度下，压强为p，加入催化剂(体积忽视)，发生反应：2A(g)＋3B(g)催化剂,xC(g)＋2D(g)，保持温度不变，在amin后反应达到平衡状态，容器中[D]＝0.1mol·L－1，容器内压强变为0.9p，则：(1)物质B的转化率是________。(2)化学反应速率v(C)是________。(3)x为________。[解析]2A(g)＋3B(g)xC(g)＋2D(g)起始/mol0.40.600转化/mol0.20.30.1x0.2平衡/mol0.20.30.1x0.2α(B)＝eq\f(0.3mol,0.6mol)×100%＝50%。同温同体积下气体的压强之比等于气体的物质的量之比：(0.6＋0.4)∶(0.2＋0.3＋0.1x＋0.2)＝1∶0.9，解得x＝2，v(C)＝0.2mol/(2L×amin)＝eq\f(0.1,a)mol·L－1·min－1。[答案](1)50%(2)eq\f(0.1,a)mol·L－1·min－1(3)220．(8分)将等物质的量的A、B、C、D四种物质混合后充入容积为V的密闭容器中，此时容器内的压强为p。然后在肯定条件下发生反应aA(？)＋bB(？)cC(g)＋dD(？)(a、b、c、d均为正整数，且d≤3)。当反应进行一段时间后达到化学平衡，测得A削减了nmol，B削减了0.5nmol，C增加了nmol，D增加了1.5nmol。(1)该化学方程式中，各物质的系数分别为a＝________；b＝________；c＝________；d＝________。(2)当只变更压强时，反应速率发生变更，但平衡不发生移动，则在上述平衡混合物中再加入B物质，上述平衡________(填序号)。A．向正反应方向移动B．向逆反应方向移动C．不移动D．无法推断(3)若只上升温度，反应一段时间后，测得四种物质的物质的量又重新相等，则该反应的正反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。[解析](1)依据化学方程式中对应物质的系数之比等于参与反应的各物质的物质的量之比可知，a∶b∶c∶d＝2∶1∶2∶3。(2)只变更压强，反应速率发生变更，但平衡不发生移动，说明该反应前后气体分子数不变，已知C为气态，则A是气态，B是固态或液态，D是固态或液态，故变更B的量平衡不发生移动。(3)其他条件不变，只上升温度，四种物质的物质的量又重新相等，说明升温平衡向逆反应方向移动，故该反应的正反应为放热反应。[答案](1)2123(2)C(3)放热21．(9分)向容积为2L的某密闭容器中充入3molCH4和4molH2O，发生反应：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH＞0。测得温度为t℃时，容器内H2的物质的量浓度(mol·L－1)随时间(min)的变更如图中曲线Ⅱ所示。图中曲线Ⅰ、Ⅲ分别表示保持反应物起始浓度不变变更反应条件后H2的物质的量浓度随时间的变更状况。(1)若曲线Ⅰ表示的是仅变更一个反应条件后的变更状况，则变更的条件可能是________。(2)曲线Ⅱ对应反应的平衡常数K＝________；该温度下，若将等物质的量浓度的CH4、H2O、CO、H2混合在该容器中，则起先时H2的生成速率________(填“＞”“＜”“＝”或“无法确定”)H2的消耗速率。(3)曲线Ⅲ相对于曲线Ⅱ变更的反应条件是________(填序号)。a．降低温度b．运用催化剂c．加压[解析](1)曲线Ⅰ相对于曲线Ⅱ而言，达到平衡所须要的时间削减，平衡时[H2]更大，说明反应条件变更后反应速率加快，平衡向右移动，故变更的条件是上升温度。(2)由题给数据并结合反应的化学方程式可求出，平衡时[H2]＝3mol·L－1，[CH4]＝0.5mol·L－1，[H2O]＝1mol·L－1，[CO]＝1mol·L－1，故平衡常数K＝eq\f([CO][H2]3,[CH4][H2O])＝54mol2·L－2；当几种物质以相等的物质的量浓度c混合时，其浓度商Q＝c2，因c的值不确定，故无法确定浓度商与K的相对大小，所以反应进行的方向也无法确定。(3)曲线Ⅲ对应的反应速率大于曲线Ⅱ，且曲线Ⅲ相对于曲线Ⅱ，平衡向左移动，故答案为c。[答案](1)上升温度(2)54mol2·L－2无法确定(3)c22．(9分)硫及其化合物对人类的生产和生活有着重要的作用。(1)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－198kJ·mol－1是制备硫酸的一个重要反应。在容积为VL的密闭容器中分别充入2molSO2和1molO2，在不同条件下进行反应，反应体系的总压强随时间的变更如图所示。与试验a相比，试验b变更的条件是________________，推断的依据是________。(2)二氧化硫在肯定条件下还可以发生如下反应：SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)ΔH＝－42kJ·mol－1。在1L的恒容密闭容器中充入SO2(g)和NO2(g)，所得试验数据如表所示：试验编号温度起始时物质的量/mol平衡时物质的量/moln(SO2)n(NO2)n(NO)甲T10.800.200.18乙T20.200.800.16丙T20.200.30a①在试验甲中，若2min时测得反应放出的热量是4.2kJ，则0～