2019年高中化学第二章化学反应速率和化学平衡检测新人教版选修4

第二章化学反应速率和化学平衡检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题包括18个小题,每小题3分,共54分)1下列说法中,正确的是()A.0.1mol·L1盐酸和0.1mol·L1硫酸与2mol·L1NaOH溶液反应,其反应速率相同B.大理石块与大理石粉分别同0.1mol·L1盐酸反应,其反应速率相同C.Mg、Al在相同条件下分别与0.1mol·L1盐酸反应,其反应速率相同D.0.1mol·L1盐酸和0.1mol·L1硝酸与相同形状和大小的大理石反应,其反应速率相同答案D21000℃时,FeO(s)+H2(g)Fe(s)+H2O(g),K=0.52。欲使容器中有1.0molFeO被还原,反应前容器中应充入amolH2。则a的值最接近()A.1.0 B.2.0 C.3.0 D.4.0答案C3下列说法正确的是()A.增大压强,活化分子数增多,化学反应速率一定增大B.升高温度,活化分子百分数不一定增大,化学反应速率一定增大C.加入反应物,使活化分子百分数增加,化学反应速率增大D.使用催化剂,降低了反应的活化能,增大了活化分子百分数,化学反应速率一定增大答案D4在一定条件下,将X和Y两种物质按不同的比例放入密闭容器中反应,平衡后测得X、Y的转化率与起始时两物质的物质的量之比的关系如图所示,则X、Y反应的化学方程式可表示为()A.2X+Y3Z B.3X+2Y2ZC.X+3YZ D.3X+YZ答案D5一定温度下,在2L的密闭容器中发生反应:M(g)+2N(g)xP(g)ΔH<0,N、P的物质的量随时间变化的关系如图所示。下列有关说法不正确的是()A.x=2B.反应开始2min内,v(P)=0.1mol·L1·min1C.2min后,降低温度平衡向右移动D.当容器内混合气体压强不再改变时,反应体系达到化学平衡状态答案B6根据反应Br+H2HBr+H的能量随反应历程的变化示意图甲进行判断,下列叙述中不正确的是()A.正反应吸热B.加入催化剂,该化学反应的反应热不变C.加入催化剂后,该反应的能量随反应历程的变化示意图可用图乙表示D.加入催化剂可增大正反应速率,降低逆反应速率解析加入催化剂能同等程度地增大正、逆反应速率。答案D7下列反应中,在高温下不能自发进行的是()A.CO(g)C(s)+12O2(g)B.2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)C.(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)D.MgCO3(s)MgO(s)+CO2(g)解析A、B、C、D都是分解反应,都是吸热反应。B、C、D三个反应又都是熵增的反应,所以高温时能自发进行,A中变化需要吸热且不是熵增的反应,在高温下不能自发进行。答案A8(2018上海长宁二模)一定条件下,工业合成氨的反应达到平衡。下列措施,既能加快该反应的速率,又能增大反应物转化率的是()A.使用催化剂B.移走NH3C.提高反应温度D.缩小容器容积解析使用催化剂,加快了反应速率,但是不影响化学平衡,反应物的转化率不变,故A错误;移走氨气,反应物减少,正逆反应速率都将减小,故B错误;提高反应温度,增大了反应速率,但是平衡逆向移动,反应物转化率减小,故C错误;缩小容器容积,增大了反应速率,平衡正向移动,反应物转化率增大,故D正确。答案D9可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),在500℃时,将2molN2和2molH2充入容积为10L的密闭容器中进行反应,达到平衡时,NH3不可能达到的浓度是()A.0.01mol·L1 B.0.02mol·L1C.0.05mol·L1 D.0.15mol·L1解析假设反应完全进行,由化学方程式知2molH2完全反应生成43molNH3,此时NH3浓度为215mol·L1。但由于是可逆反应,故NH3的浓度肯定小于215mol·答案D10在一密闭容器中进行以下可逆反应:M(g)+N(g)P(g)+2L(?)。在不同的条件下P的体积分数φ(P)的变化情况如图,则该反应()A.正反应放热,L是固体B.正反应放热,L是气体C.正反应吸热,L是气体D.正反应放热,L是固体或气体解析图像横轴为时间,纵轴为P的体积分数,所以图中曲线的斜率表示反应速率,斜率越大,反应速率越大。曲线Ⅰ表示的反应速率最小,达到平衡所需时间最长;曲线Ⅲ表示的反应速率最大,达到平衡所需时间最短。三条曲线水平部分的高低不同则表示达到平衡状态时生成物P的体积分数的高低。联系反应条件,曲线Ⅰ和Ⅱ压强相同,但Ⅱ的温度较高,所以反应速率Ⅱ>Ⅰ,但达到平衡时φ(P)却是Ⅰ>Ⅱ,这说明升高温度时φ(P)降低,因而平衡应向逆反应方向移动,则该反应的正反应为放热反应;比较曲线Ⅱ和Ⅲ,二者温度相同,但压强Ⅲ>Ⅱ,这时φ(P)却是Ⅱ>Ⅲ,这说明增大压强时φ(P)降低,因此生成物气体的总体积应大于反应物中气体的总体积,由此判断L一定为气体。答案B11在一定温度下,向一个容积可变的容器中,通入3molSO2和2molO2及固体催化剂,使之反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=196.6kJ·mol1,平衡时容器内气体总的物质的量为起始时的90%。保持同一反应温度,在相同容器中,将起始物质的量改为4molSO2、3molO2、2molSO3(g),下列说法正确的是()A.第一次平衡时反应放出的热量为294.9kJB.两次平衡SO2的转化率相等C.第二次达平衡时SO3的体积分数大于90%D.达平衡时用O2表示的反应速率为0.25mol·L1·min1解析设达平衡时生成SO3(g)物质的量为2x,则剩余SO2(g)的物质的量为(3mol2x)、O2(g)为(2molx),混合气体总的物质的量为(5molx)。根据5mol5mol-x=10.9,解得x=0.5mol,再结合热化学方程式可知,放出的热量为196.6kJ÷2=98.3kJ。选项B,起始物质的量改为4molSO2、3molO2、2molSO3(g),将SO3转化为SO2和O2可知相当于初始加入6molSO2、4molO答案B12羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂,能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中,将CO和H2S混合加热并达到下列平衡:CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)K=0.1反应前CO物质的量为10mol,平衡后CO物质的量为8mol。下列说法正确的是()A.升高温度,H2S浓度增加,表明该反应是吸热反应B.通入CO后,正反应速率逐渐增大C.反应前H2S物质的量为7molD.CO的平衡转化率为80%解析升高温度,H2S浓度增加,说明平衡向左移动,则正反应为放热反应,A项错误;通入CO,在恒容密闭容器中相当于增大反应物浓度,故正反应速率瞬间增大,然后又逐渐减小,B项错误;设反应前H2S的物质的量为xmol,则根据方程式得:K=2×28×(x-2)=0答案C13在恒温、恒容的容器中进行反应:2HIH2+I2,反应物的浓度由0.1mol·L1降到0.06mol·L1需要20s,那么由0.06mol·L1降到0.036mol·L1所需时间为()A.等于10s B.等于12sC.大于12s D.小于12s解析随着反应的进行,反应物的浓度逐渐减小,所以后一阶段的平均反应速率小于前一阶段的平均反应速率,即0.1mol·L-1答案C14将4molA气体和2molB气体充入2L的密闭容器中,一定条件下发生如下反应:2A(g)+B(g)2C(g)。若经2s后测得C的浓度为0.6mol·L1,下列几种说法正确的是()①用物质A表示的反应平均速率为0.3mol·L1·s1②用物质B表示的反应平均速率为0.3mol·L1·s1③2s时物质A的转化率为70%④2s时物质B的浓度为0.7mol·L1A.①③ B.①④ C.②③ D.③④解析2A(g)+B(g)2C(g)起始物质的量/mol 4 2 0转化物质的量/mol 1.2 0.6 1.22s后物质的量/mol 2.8 1.4 1.2则:用物质A表示的反应平均速率=1.2mol÷(2L×2s)=0.3mol·L1·s1,故①正确;用物质B表示的反应平均速率为0.15mol·L1·s1,故②错误;2s时物质A的转化率=1.2mol÷4mol×100%=30%,③错误;2s时物质B的浓度=1.4mol÷2L=0.7mol·L1,④正确。答案B15在一定温度下,向体积恒定为2L的密闭容器里充入2molM和一定量的N,发生如下反应:M(g)+N(g)E(g);当反应进行到4min时达到平衡,测知M的浓度为0.2mol·L1。下列说法正确的是()A.4min时,M的转化率为80%B.4min时,用M表示的反应速率为0.8mol·L1·min1C.4min后,向容器中充入不参与反应的稀有气体,M的物质的量减小D.2min时,M的物质的量浓度为0.6mol·L1解析M(g)+N(g)E(g)起始浓度(mol转化浓度(mol·L-1平衡浓度(mol·L-1故4min时,M的转化率为0.8mol·L-11mol·L-1×100%=80%;用M表示的化学反应速率0.8mol·L-14min=0.2mol·L1·min1,若是匀速反应,2min时,反应的M为0.2mol·L1·min1×2min=0.答案A16对达到化学平衡状态的可逆反应:A+BC+D。若t0时增大压强,正、逆反应速率变化如图所示(v代表反应速率,t代表时间),下列有关A、B、C、D的状态叙述中正确的是()A.A、B、C是气体,D不是气体B.A、B是气体,C、D有一种是气体C.C、D是气体,A、B有一种是气体D.C、D有一种是气体,A、B都不是气体解析t0时加压,v(正)、v(逆)均增加,说明反应物和生成物中均有气体。v'(逆)>v'(正),生成物气体物质的量大于反应物气体物质的量。答案C17对于可逆反应:2A(g)+B(g)2C(g)ΔH<0,下列各图正确的是()解析A项,升温,平衡左移,C的质量分数减小,正确;B项,增大压强,v(正)、v(逆)均增大,错误;C项,催化剂只能增大反应速率,不会使平衡移动,错误;D项,加压平衡右移,A的转化率增大,升温平衡左移,A的转化率应减小,错误。答案A18在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下[已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=92.4kJ·mol1],下列说法错误的是()容器甲乙丙反应物投入量1molN2、3molH22molNH34molNH3NH3的平衡浓度(mol·L1)c1c2c3反应的能量变化放出akJ吸收bkJ吸收ckJ体系压强(Pa)p1p2p3反应物转化率α1α2α3A.2c1<c3 B.a+b=92.4C.α1+α3<1 D.p3>2p2=2p1解析A项,丙相当于乙平衡后,把体积缩小为原来的12,若平衡不移动c3=2c2,而事实上平衡右移,所以c3>2c2,恒温恒容条件下,甲、乙两容器中平衡时等效,则有c1=c2,即有c3>2c1正确;B项,甲中生成NH3的物质的量与乙中分解NH3的物质的量之和为1mol,所以a+b=92.4,正确;C项,α1+α2=1,而α3<α2,所以α1+α3<1;D项,丙相对于乙来说,相当于把体积缩小一半,若平衡不移动,p3=2p2,而事实上,平衡右移,所以p3<2p2,又由p1=p2,故p3<2p2=2p1答案D二、非选择题(本题包括6个小题,共46分)19(8分)在80℃时,将0.40mol的N2O4气体充入2L已经抽空的固定容积的密闭容器中,发生如下反应:N2O42NO2,隔一段时间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据:时间/sn/mol物质020406080100n(N2O4)0.40a0.20cden(NO2)0.000.24b0.520.600.60(1)计算20~40s内用N2O4表示的平均反应速率为mol·L1·s1。

(2)计算在80℃时该反应的平衡常数K=。

(3)反应进行至100s后将反应混合物的温度降低,混合气体的颜色(填“变浅”“变深”或“不变”)。

(4)要增大该反应的K值,可采取的措施有(填序号)。

A.增大N2O4起始浓度 B.向混合气体中通入NO2C.使用高效催化剂 D.升高温度解析(1)20s时,n(N2O4)=0.40mol12×0.24mol=0.v(N2O4)=0.0.0020mol·L1·s1。(2)反应进行到80s时达到平衡状态,d=0.40mol12×0.60mol=0.K=c2(N答案(1)0.0020(2)1.8(3)变浅(4)D20(6分)T℃时,A气体与B气体反应生成C气体,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。(Ⅰ)(Ⅱ)根据以上条件,回答下列问题:(1)A与B反应生成C的化学方程式为,正反应为(填“吸热”或“放热”)反应。

(2)t1min后,改变下列某一条件,能使平衡向逆反应方向移动的有(填字母编号)。

A.保持其他条件不变,增大压强B.保持容器总体积不变,通入少量稀有气体C.保持其他条件不变,升高温度解析(1)由图(Ⅰ)可知,A、B为反应物,C为生成物,其变化量之比Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)=0.2∶0.6∶0.4=1∶3∶2,所以化学方程式为A(g)+3B(g)2C(g);由图(Ⅱ)可知T1>T2,升温B的体积分数增加,说明升温平衡逆向移动,则说明逆反应为吸热反应,正反应为放热反应。(2)A项,增压平衡向体积减小即正反应方向移动。B项,体积不变,充入稀有气体,平衡不移动。C项,升温,平衡向吸热即逆反应方向移动。答案(1)A(g)+3B(g)2C(g)放热(2)C21(8分)反应A(g)B(g)+C(g)在容积为1.0L的密闭容器中进行,A的初始浓度为0.050mol·L1。温度T1和T2下A的浓度与时间关系如图所示。回答下列问题:(1)上述反应的温度T1(填“大于”“小于”或“等于”,下同)T2,平衡常数K(T1)K(T2)。

(2)若温度T2时,5min后反应达到平衡,A的转化率为70%,则:①平衡时体系总的物质的量为。

②反应的平衡常数K=。

③反应在0~5min区间的平均反应速率v(A)=。

解析(1)图中显示,T2时达到平衡所用时间少,反应速率大,所以温度高;而温度越高c(A)越小,说明平衡正向移动,可判断正反应为吸热反应,升温K将增大。(2)根据“三段式”求解:A(g)B(g)+C(g)开始/(mol·L1) 0.050 0 0转化/(mol·L1) 0.050×70%

=0.0350 0.0350 0.0350平衡/(mol·L1) 0.0150 0.0350 0.0350故①平衡时体系总的物质的量=(0.0150mol·L1+0.0350mol·L1+0.0350mol·L1)×1.0L=0.085mol②平衡常数K=0.035③0~5min平均反应速率v(A)=0.0350mol·L-15min答案(1)小于小于(2)①0.085mol②0.082③0.007mol·L1·min122(8分)偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂,二者发生如下化学反应:(CH3)2NNH2(l)+2N2O4(l)2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g)(Ⅰ)(1)火箭残骸中常出现红棕色气体,原因为:N2O4(g)2NO2(g)(Ⅱ)当温度升高时,气体颜色变深,则反应(Ⅱ)为(填“吸热”或“放热”)反应。

(2)一定温度下,反应(Ⅱ)的焓变为ΔH。现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是。

若在相同温度下,上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行,平衡常数(填“增大”“不变”或“减小”),反应3s后NO2的物质的量为0.6mol,则0~3s内的平均反应速率v(N2O4)=mol·L1·s1。

解析(1)温度升高时,气体颜色加深,说明平衡向正反应方向移动,则正反应为吸热反应。(2)该反应由反应正方向开始,气体分子数逐渐增大,而压强保持不变,则容器体积增大,气体密度减小,达平衡时保持不变,a正确;该反应的ΔH始终保持不变,不能说明达到平衡状态,b错误;该反应由正反应方向开始,N2O4逐渐减少,恒压过程中容器体积增大,N2O4浓度减小,v(正)逐渐减小,达平衡时保持不变,c错误;该反应由正反应方向开始,N2O4转化率逐渐增大,达平衡时保持不变,d对。平衡常数只与温度有关,温度保持不变,平衡常数不变。v(N2O4)=12v(NO2)=12×0.6mol1L×答案(1)吸热(2)ad不变0.123(8分)已知2A2(g)+B2(g)2C(g)ΔH=akJ·mol1(a>0),在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2molA2和1molB2,在500℃时充分反应达到平衡后C的浓度为wmol·L1,放出热量bkJ。(1)a(填“>”“=”或“<”)b。

(2)若将反应温度升高到700℃,该反应的平衡常数将(填“增大”“减小”或“不变”)。

(3)若在原来的容器中,只加入2molC,500℃时充分反应达到平衡后,吸收热量ckJ,C的浓度(填“>”“=”或“<”)wmol·L1。

(4)能说明该反应已经达到平衡状态的是。

a.v(C)=2v(B2) b.容器内压强保持不变c.v逆(A2)=2v正(B2) d.容器内气体的密度保持不变(5)使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的操作是。

a.及时分离出C气体 b.适当升高温度c.增大B2的浓度 d.选择高效的催化剂解析(1)由热化学方程式的含义知,2A2(g)+B2(g)2C(g)ΔH=akJ·mol1表示2molA2与1molB2完全反应生成2molC时放出akJ的热量,可逆反应不能进行到底,因此生成的C少于2mol,放出的热量小于akJ。(2)温度升高,化学平衡向逆反应方向移动,化学平衡常数减小。(3)在相同条件下,加入2molA2、1molB2(平衡Ⅰ)与加入2molC(平衡Ⅱ)最终建立相同的平衡状态;C的平衡浓度相等。(4)此反应为反应前后气体分子数不等的反应,压强