2019年高中化學第二章化學反應速率和化學平衡檢測新人教版選修4

第二章化學反應速率和化學平衡檢測(時間:90分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題包括18個小題,每小題3分,共54分)1下列說法中,正確的是()A.0.1mol·L1鹽酸和0.1mol·L1硫酸與2mol·L1NaOH溶液反應,其反應速率相同B.大理石塊與大理石粉分別同0.1mol·L1鹽酸反應,其反應速率相同C.Mg、Al在相同條件下分別與0.1mol·L1鹽酸反應,其反應速率相同D.0.1mol·L1鹽酸和0.1mol·L1硝酸與相同形狀和大小的大理石反應,其反應速率相同答案D21000℃時,FeO(s)+H2(g)Fe(s)+H2O(g),K=0.52。欲使容器中有1.0molFeO被還原,反應前容器中應充入amolH2。則a的值最接近()A.1.0 B.2.0 C.3.0 D.4.0答案C3下列說法正確的是()A.增大壓強,活化分子數(shù)增多,化學反應速率一定增大B.升高溫度,活化分子百分數(shù)不一定增大,化學反應速率一定增大C.加入反應物,使活化分子百分數(shù)增加,化學反應速率增大D.使用催化劑,降低了反應的活化能,增大了活化分子百分數(shù),化學反應速率一定增大答案D4在一定條件下,將X和Y兩種物質(zhì)按不同的比例放入密閉容器中反應,平衡后測得X、Y的轉(zhuǎn)化率與起始時兩物質(zhì)的物質(zhì)的量之比的關(guān)系如圖所示,則X、Y反應的化學方程式可表示為()A.2X+Y3Z B.3X+2Y2ZC.X+3YZ D.3X+YZ答案D5一定溫度下,在2L的密閉容器中發(fā)生反應:M(g)+2N(g)xP(g)ΔH<0,N、P的物質(zhì)的量隨時間變化的關(guān)系如圖所示。下列有關(guān)說法不正確的是()A.x=2B.反應開始2min內(nèi),v(P)=0.1mol·L1·min1C.2min后,降低溫度平衡向右移動D.當容器內(nèi)混合氣體壓強不再改變時,反應體系達到化學平衡狀態(tài)答案B6根據(jù)反應Br+H2HBr+H的能量隨反應歷程的變化示意圖甲進行判斷,下列敘述中不正確的是()A.正反應吸熱B.加入催化劑,該化學反應的反應熱不變C.加入催化劑后,該反應的能量隨反應歷程的變化示意圖可用圖乙表示D.加入催化劑可增大正反應速率,降低逆反應速率解析加入催化劑能同等程度地增大正、逆反應速率。答案D7下列反應中,在高溫下不能自發(fā)進行的是()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都是分解反應,都是吸熱反應。B、C、D三個反應又都是熵增的反應,所以高溫時能自發(fā)進行,A中變化需要吸熱且不是熵增的反應,在高溫下不能自發(fā)進行。答案A8(2018上海長寧二模)一定條件下,工業(yè)合成氨的反應達到平衡。下列措施,既能加快該反應的速率,又能增大反應物轉(zhuǎn)化率的是()A.使用催化劑B.移走NH3C.提高反應溫度D.縮小容器容積解析使用催化劑,加快了反應速率,但是不影響化學平衡,反應物的轉(zhuǎn)化率不變,故A錯誤;移走氨氣,反應物減少,正逆反應速率都將減小,故B錯誤;提高反應溫度,增大了反應速率,但是平衡逆向移動,反應物轉(zhuǎn)化率減小,故C錯誤;縮小容器容積,增大了反應速率,平衡正向移動,反應物轉(zhuǎn)化率增大,故D正確。答案D9可逆反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g),在500℃時,將2molN2和2molH2充入容積為10L的密閉容器中進行反應,達到平衡時,NH3不可能達到的濃度是()A.0.01mol·L1 B.0.02mol·L1C.0.05mol·L1 D.0.15mol·L1解析假設(shè)反應完全進行,由化學方程式知2molH2完全反應生成43molNH3,此時NH3濃度為215mol·L1。但由于是可逆反應,故NH3的濃度肯定小于215mol·答案D10在一密閉容器中進行以下可逆反應:M(g)+N(g)P(g)+2L(?)。在不同的條件下P的體積分數(shù)φ(P)的變化情況如圖,則該反應()A.正反應放熱,L是固體B.正反應放熱,L是氣體C.正反應吸熱,L是氣體D.正反應放熱,L是固體或氣體解析圖像橫軸為時間,縱軸為P的體積分數(shù),所以圖中曲線的斜率表示反應速率,斜率越大,反應速率越大。曲線Ⅰ表示的反應速率最小,達到平衡所需時間最長;曲線Ⅲ表示的反應速率最大,達到平衡所需時間最短。三條曲線水平部分的高低不同則表示達到平衡狀態(tài)時生成物P的體積分數(shù)的高低。聯(lián)系反應條件,曲線Ⅰ和Ⅱ壓強相同,但Ⅱ的溫度較高,所以反應速率Ⅱ>Ⅰ,但達到平衡時φ(P)卻是Ⅰ>Ⅱ,這說明升高溫度時φ(P)降低,因而平衡應向逆反應方向移動,則該反應的正反應為放熱反應;比較曲線Ⅱ和Ⅲ,二者溫度相同,但壓強Ⅲ>Ⅱ,這時φ(P)卻是Ⅱ>Ⅲ,這說明增大壓強時φ(P)降低,因此生成物氣體的總體積應大于反應物中氣體的總體積,由此判斷L一定為氣體。答案B11在一定溫度下,向一個容積可變的容器中,通入3molSO2和2molO2及固體催化劑,使之反應:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=196.6kJ·mol1,平衡時容器內(nèi)氣體總的物質(zhì)的量為起始時的90%。保持同一反應溫度,在相同容器中,將起始物質(zhì)的量改為4molSO2、3molO2、2molSO3(g),下列說法正確的是()A.第一次平衡時反應放出的熱量為294.9kJB.兩次平衡SO2的轉(zhuǎn)化率相等C.第二次達平衡時SO3的體積分數(shù)大于90%D.達平衡時用O2表示的反應速率為0.25mol·L1·min1解析設(shè)達平衡時生成SO3(g)物質(zhì)的量為2x,則剩余SO2(g)的物質(zhì)的量為(3mol2x)、O2(g)為(2molx),混合氣體總的物質(zhì)的量為(5molx)。根據(jù)5mol5mol-x=10.9,解得x=0.5mol,再結(jié)合熱化學方程式可知,放出的熱量為196.6kJ÷2=98.3kJ。選項B,起始物質(zhì)的量改為4molSO2、3molO2、2molSO3(g),將SO3轉(zhuǎn)化為SO2和O2可知相當于初始加入6molSO2、4molO答案B12羰基硫(COS)可作為一種糧食熏蒸劑,能防止某些昆蟲、線蟲和真菌的危害。在恒容密閉容器中,將CO和H2S混合加熱并達到下列平衡:CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)K=0.1反應前CO物質(zhì)的量為10mol,平衡后CO物質(zhì)的量為8mol。下列說法正確的是()A.升高溫度,H2S濃度增加,表明該反應是吸熱反應B.通入CO后,正反應速率逐漸增大C.反應前H2S物質(zhì)的量為7molD.CO的平衡轉(zhuǎn)化率為80%解析升高溫度,H2S濃度增加,說明平衡向左移動,則正反應為放熱反應,A項錯誤;通入CO,在恒容密閉容器中相當于增大反應物濃度,故正反應速率瞬間增大,然后又逐漸減小,B項錯誤;設(shè)反應前H2S的物質(zhì)的量為xmol,則根據(jù)方程式得:K=2×28×(x-2)=0答案C13在恒溫、恒容的容器中進行反應:2HIH2+I2,反應物的濃度由0.1mol·L1降到0.06mol·L1需要20s,那么由0.06mol·L1降到0.036mol·L1所需時間為()A.等于10s B.等于12sC.大于12s D.小于12s解析隨著反應的進行,反應物的濃度逐漸減小,所以后一階段的平均反應速率小于前一階段的平均反應速率,即0.1mol·L-1答案C14將4molA氣體和2molB氣體充入2L的密閉容器中,一定條件下發(fā)生如下反應:2A(g)+B(g)2C(g)。若經(jīng)2s后測得C的濃度為0.6mol·L1,下列幾種說法正確的是()①用物質(zhì)A表示的反應平均速率為0.3mol·L1·s1②用物質(zhì)B表示的反應平均速率為0.3mol·L1·s1③2s時物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為70%④2s時物質(zhì)B的濃度為0.7mol·L1A.①③ B.①④ C.②③ D.③④解析2A(g)+B(g)2C(g)起始物質(zhì)的量/mol 4 2 0轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量/mol 1.2 0.6 1.22s后物質(zhì)的量/mol 2.8 1.4 1.2則:用物質(zhì)A表示的反應平均速率=1.2mol÷(2L×2s)=0.3mol·L1·s1,故①正確;用物質(zhì)B表示的反應平均速率為0.15mol·L1·s1,故②錯誤;2s時物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率=1.2mol÷4mol×100%=30%,③錯誤;2s時物質(zhì)B的濃度=1.4mol÷2L=0.7mol·L1,④正確。答案B15在一定溫度下,向體積恒定為2L的密閉容器里充入2molM和一定量的N,發(fā)生如下反應:M(g)+N(g)E(g);當反應進行到4min時達到平衡,測知M的濃度為0.2mol·L1。下列說法正確的是()A.4min時,M的轉(zhuǎn)化率為80%B.4min時,用M表示的反應速率為0.8mol·L1·min1C.4min后,向容器中充入不參與反應的稀有氣體,M的物質(zhì)的量減小D.2min時,M的物質(zhì)的量濃度為0.6mol·L1解析M(g)+N(g)E(g)起始濃度(mol轉(zhuǎn)化濃度(mol·L-1平衡濃度(mol·L-1故4min時,M的轉(zhuǎn)化率為0.8mol·L-11mol·L-1×100%=80%;用M表示的化學反應速率0.8mol·L-14min=0.2mol·L1·min1,若是勻速反應,2min時,反應的M為0.2mol·L1·min1×2min=0.答案A16對達到化學平衡狀態(tài)的可逆反應:A+BC+D。若t0時增大壓強,正、逆反應速率變化如圖所示(v代表反應速率,t代表時間),下列有關(guān)A、B、C、D的狀態(tài)敘述中正確的是()A.A、B、C是氣體,D不是氣體B.A、B是氣體,C、D有一種是氣體C.C、D是氣體,A、B有一種是氣體D.C、D有一種是氣體,A、B都不是氣體解析t0時加壓,v(正)、v(逆)均增加,說明反應物和生成物中均有氣體。v'(逆)>v'(正),生成物氣體物質(zhì)的量大于反應物氣體物質(zhì)的量。答案C17對于可逆反應:2A(g)+B(g)2C(g)ΔH<0,下列各圖正確的是()解析A項,升溫,平衡左移,C的質(zhì)量分數(shù)減小,正確;B項,增大壓強,v(正)、v(逆)均增大,錯誤;C項,催化劑只能增大反應速率,不會使平衡移動,錯誤;D項,加壓平衡右移,A的轉(zhuǎn)化率增大,升溫平衡左移,A的轉(zhuǎn)化率應減小,錯誤。答案A18在溫度、容積相同的3個密閉容器中,按不同方式投入反應物,保持恒溫、恒容,測得反應達到平衡時的有關(guān)數(shù)據(jù)如下[已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=92.4kJ·mol1],下列說法錯誤的是()容器甲乙丙反應物投入量1molN2、3molH22molNH34molNH3NH3的平衡濃度(mol·L1)c1c2c3反應的能量變化放出akJ吸收bkJ吸收ckJ體系壓強(Pa)p1p2p3反應物轉(zhuǎn)化率α1α2α3A.2c1<c3 B.a+b=92.4C.α1+α3<1 D.p3>2p2=2p1解析A項,丙相當于乙平衡后,把體積縮小為原來的12,若平衡不移動c3=2c2,而事實上平衡右移,所以c3>2c2,恒溫恒容條件下,甲、乙兩容器中平衡時等效,則有c1=c2,即有c3>2c1正確;B項,甲中生成NH3的物質(zhì)的量與乙中分解NH3的物質(zhì)的量之和為1mol,所以a+b=92.4,正確;C項,α1+α2=1,而α3<α2,所以α1+α3<1;D項,丙相對于乙來說,相當于把體積縮小一半,若平衡不移動,p3=2p2,而事實上,平衡右移,所以p3<2p2,又由p1=p2,故p3<2p2=2p1答案D二、非選擇題(本題包括6個小題,共46分)19(8分)在80℃時,將0.40mol的N2O4氣體充入2L已經(jīng)抽空的固定容積的密閉容器中,發(fā)生如下反應:N2O42NO2,隔一段時間對該容器內(nèi)的物質(zhì)進行分析,得到如下數(shù)據(jù):時間/sn/mol物質(zhì)020406080100n(N2O4)0.40a0.20cden(NO2)0.000.24b0.520.600.60(1)計算20~40s內(nèi)用N2O4表示的平均反應速率為mol·L1·s1。

(2)計算在80℃時該反應的平衡常數(shù)K=。

(3)反應進行至100s后將反應混合物的溫度降低,混合氣體的顏色(填“變淺”“變深”或“不變”)。

(4)要增大該反應的K值,可采取的措施有(填序號)。

A.增大N2O4起始濃度 B.向混合氣體中通入NO2C.使用高效催化劑 D.升高溫度解析(1)20s時,n(N2O4)=0.40mol12×0.24mol=0.v(N2O4)=0.0.0020mol·L1·s1。(2)反應進行到80s時達到平衡狀態(tài),d=0.40mol12×0.60mol=0.K=c2(N答案(1)0.0020(2)1.8(3)變淺(4)D20(6分)T℃時,A氣體與B氣體反應生成C氣體,反應過程中A、B、C濃度變化如圖(Ⅰ)所示,若保持其他條件不變,溫度分別為T1和T2時,B的體積分數(shù)與時間的關(guān)系如圖(Ⅱ)所示。(Ⅰ)(Ⅱ)根據(jù)以上條件,回答下列問題:(1)A與B反應生成C的化學方程式為,正反應為(填“吸熱”或“放熱”)反應。

(2)t1min后,改變下列某一條件,能使平衡向逆反應方向移動的有(填字母編號)。

A.保持其他條件不變,增大壓強B.保持容器總體積不變,通入少量稀有氣體C.保持其他條件不變,升高溫度解析(1)由圖(Ⅰ)可知,A、B為反應物,C為生成物,其變化量之比Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)=0.2∶0.6∶0.4=1∶3∶2,所以化學方程式為A(g)+3B(g)2C(g);由圖(Ⅱ)可知T1>T2,升溫B的體積分數(shù)增加,說明升溫平衡逆向移動,則說明逆反應為吸熱反應,正反應為放熱反應。(2)A項,增壓平衡向體積減小即正反應方向移動。B項,體積不變,充入稀有氣體,平衡不移動。C項,升溫,平衡向吸熱即逆反應方向移動。答案(1)A(g)+3B(g)2C(g)放熱(2)C21(8分)反應A(g)B(g)+C(g)在容積為1.0L的密閉容器中進行,A的初始濃度為0.050mol·L1。溫度T1和T2下A的濃度與時間關(guān)系如圖所示?；卮鹣铝袉栴}:(1)上述反應的溫度T1(填“大于”“小于”或“等于”,下同)T2,平衡常數(shù)K(T1)K(T2)。

(2)若溫度T2時,5min后反應達到平衡,A的轉(zhuǎn)化率為70%,則:①平衡時體系總的物質(zhì)的量為。

②反應的平衡常數(shù)K=。

③反應在0~5min區(qū)間的平均反應速率v(A)=。

解析(1)圖中顯示,T2時達到平衡所用時間少,反應速率大,所以溫度高;而溫度越高c(A)越小,說明平衡正向移動,可判斷正反應為吸熱反應,升溫K將增大。(2)根據(jù)“三段式”求解:A(g)B(g)+C(g)開始/(mol·L1) 0.050 0 0轉(zhuǎn)化/(mol·L1) 0.050×70%

=0.0350 0.0350 0.0350平衡/(mol·L1) 0.0150 0.0350 0.0350故①平衡時體系總的物質(zhì)的量=(0.0150mol·L1+0.0350mol·L1+0.0350mol·L1)×1.0L=0.085mol②平衡常數(shù)K=0.035③0~5min平均反應速率v(A)=0.0350mol·L-15min答案(1)小于小于(2)①0.085mol②0.082③0.007mol·L1·min122(8分)偏二甲肼與N2O4是常用的火箭推進劑,二者發(fā)生如下化學反應:(CH3)2NNH2(l)+2N2O4(l)2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g)(Ⅰ)(1)火箭殘骸中常出現(xiàn)紅棕色氣體,原因為:N2O4(g)2NO2(g)(Ⅱ)當溫度升高時,氣體顏色變深,則反應(Ⅱ)為(填“吸熱”或“放熱”)反應。

(2)一定溫度下,反應(Ⅱ)的焓變?yōu)棣?，F(xiàn)將1molN2O4充入一恒壓密閉容器中,下列示意圖正確且能說明反應達到平衡狀態(tài)的是。

若在相同溫度下,上述反應改在體積為1L的恒容密閉容器中進行,平衡常數(shù)(填“增大”“不變”或“減小”),反應3s后NO2的物質(zhì)的量為0.6mol,則0~3s內(nèi)的平均反應速率v(N2O4)=mol·L1·s1。

解析(1)溫度升高時,氣體顏色加深,說明平衡向正反應方向移動,則正反應為吸熱反應。(2)該反應由反應正方向開始,氣體分子數(shù)逐漸增大,而壓強保持不變,則容器體積增大,氣體密度減小,達平衡時保持不變,a正確;該反應的ΔH始終保持不變,不能說明達到平衡狀態(tài),b錯誤;該反應由正反應方向開始,N2O4逐漸減少,恒壓過程中容器體積增大,N2O4濃度減小,v(正)逐漸減小,達平衡時保持不變,c錯誤;該反應由正反應方向開始,N2O4轉(zhuǎn)化率逐漸增大,達平衡時保持不變,d對。平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),溫度保持不變,平衡常數(shù)不變。v(N2O4)=12v(NO2)=12×0.6mol1L×答案(1)吸熱(2)ad不變0.123(8分)已知2A2(g)+B2(g)2C(g)ΔH=akJ·mol1(a>0),在一個有催化劑的固定容積的容器中加入2molA2和1molB2,在500℃時充分反應達到平衡后C的濃度為wmol·L1,放出熱量bkJ。(1)a(填“>”“=”或“<”)b。

(2)若將反應溫度升高到700℃,該反應的平衡常數(shù)將(填“增大”“減小”或“不變”)。

(3)若在原來的容器中,只加入2molC,500℃時充分反應達到平衡后,吸收熱量ckJ,C的濃度(填“>”“=”或“<”)wmol·L1。

(4)能說明該反應已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是。

a.v(C)=2v(B2) b.容器內(nèi)壓強保持不變c.v逆(A2)=2v正(B2) d.容器內(nèi)氣體的密度保持不變(5)使該反應的反應速率增大,且平衡向正反應方向移動的操作是。

a.及時分離出C氣體 b.適當升高溫度c.增大B2的濃度 d.選擇高效的催化劑解析(1)由熱化學方程式的含義知,2A2(g)+B2(g)2C(g)ΔH=akJ·mol1表示2molA2與1molB2完全反應生成2molC時放出akJ的熱量,可逆反應不能進行到底,因此生成的C少于2mol,放出的熱量小于akJ。(2)溫度升高,化學平衡向逆反應方向移動,化學平衡常數(shù)減小。(3)在相同條件下,加入2molA2、1molB2(平衡Ⅰ)與加入2molC(平衡Ⅱ)最終建立相同的平衡狀態(tài);C的平衡濃度相等。(4)此反應為反應前后氣體分子數(shù)不等的反應,壓強