高中化學(xué)選修4專題2化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡單元測(cè)試

(時(shí)間：90分鐘，滿分：100分)一、選擇題(本題包括14個(gè)小題，每題4分，共56分)1．在一定條件下發(fā)生反應(yīng)2A(g)=2B(g)＋C(g)，將2molA通入2L容積恒定的密閉容器甲中，若維持容器內(nèi)溫度不變，5min末測(cè)得A的物質(zhì)的量為0.8mol，用B的濃度變化來表示該反應(yīng)的速率為()A．0.24mol/(L·min) B．0.08mol/(L·min)C．0.06mol/(L·min) D．0.12mol/(L·min)解析：選D。根據(jù)題中數(shù)據(jù)首先計(jì)算v(A)，則v(A)＝eq\f(2mol－0.8mol,2L×5min)＝0.12mol/(L·min)，再由v(A)∶v(B)＝1∶1可得：v(B)＝0.12mol/(L·min)。2．對(duì)于化學(xué)反應(yīng)3W(g)＋2X(g)=4Y(g)＋3Z(g)，下列反應(yīng)速率關(guān)系中，正確的是()A．v(W)＝3v(Z) B．2v(X)＝3v(Z)C．2v(X)＝v(Y) D．3v(W)＝2v(X)解析：選C。用不同物質(zhì)表示同一反應(yīng)的反應(yīng)速率時(shí)，其速率值之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，C正確。3．下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的說法中正確的是()A．氫氣與氮?dú)饽軌蚓徛胤磻?yīng)生成氨氣，使用合適的催化劑可以提高化學(xué)反應(yīng)速率B．等質(zhì)量的鋅粉和鋅片與相同體積、相同濃度的鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)速率相等C．用鐵片與硫酸制備氫氣時(shí)，濃硫酸可以加快產(chǎn)生氫氣的速率D．增大反應(yīng)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的壓強(qiáng)，反應(yīng)速率不變解析：選A。鋅粉與鹽酸的接觸面積大，所以鋅粉與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的速率比鋅片快，B錯(cuò)誤；濃硫酸能夠使鐵鈍化，形成的氧化膜隔絕了硫酸與鐵的接觸，反應(yīng)停止，C錯(cuò)誤；盡管反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，但增大壓強(qiáng)，體積縮小，反應(yīng)體系中的有關(guān)氣體的濃度增大，反應(yīng)速率增大，D錯(cuò)誤。4．一定條件下，通過下列反應(yīng)可以制備特種陶瓷的原料MgO：MgSO4(s)＋CO(g)MgO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)ΔH>0該反應(yīng)在恒容的密閉容器中達(dá)到平衡后，若僅改變圖中橫坐標(biāo)x的值，重新達(dá)到平衡后，縱坐標(biāo)y隨x變化趨勢(shì)合理的是()選項(xiàng)xyA溫度容器內(nèi)混合氣體的密度BCO的物質(zhì)的量CO2與CO的物質(zhì)的量之比CSO2的濃度平衡常數(shù)KDMgSO4的質(zhì)量(忽略體積)CO的轉(zhuǎn)化率解析：選A。通過題給條件，判斷平衡移動(dòng)的方向，分析平衡移動(dòng)后各量的變化規(guī)律，再結(jié)合圖像進(jìn)行判斷。A.該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，當(dāng)升高溫度時(shí)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，生成氣體的質(zhì)量增加，由于容器的容積不變，所以容器內(nèi)混合氣體的密度增大，A項(xiàng)正確。B.方法一：增大CO的物質(zhì)的量，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，生成CO2的量雖然增多，但平衡時(shí)CO增加的量要比CO2增加的量要多，所以CO2與CO的物質(zhì)的量之比減小。方法二：因?yàn)槿萜鞯娜莘e不變，增加CO的物質(zhì)的量，相當(dāng)于增加了CO的濃度，由于反應(yīng)物中只有CO為氣體，根據(jù)“等效平衡”原理，增加CO的物質(zhì)的量的過程可以看作是增大壓強(qiáng)的過程，即平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以CO2與CO的物質(zhì)的量之比應(yīng)該減小。C.增加SO2的濃度，雖然平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，但由于溫度沒有改變，所以平衡常數(shù)K不變。D.MgSO4是固體，雖然它的質(zhì)量增加了，但平衡并不發(fā)生移動(dòng)，所以CO的轉(zhuǎn)化率不會(huì)因?yàn)镸gSO4質(zhì)量的增加而增大。5．在一定溫度下的恒容密閉容器中，取一定量的A、B于反應(yīng)容器中，當(dāng)下列物理量不再改變時(shí)，表明反應(yīng)：A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)已達(dá)平衡的是()A．混合氣體的壓強(qiáng)B．混合氣體的密度C．C、D的物質(zhì)的量的比值D．氣體的總物質(zhì)的量解析：選B。判斷可逆反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是v(正)＝v(逆)和各成分的百分含量保持不變。而此反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，氣體的壓強(qiáng)、總物質(zhì)的量始終不變，不能用來判斷反應(yīng)是否平衡，故A、D錯(cuò)，C項(xiàng)根據(jù)化學(xué)方程式n(C)∶n(D)＝1∶1始終不變，故C錯(cuò)。6．t℃時(shí)，某平衡體系中含有X、Y、Z、W四種物質(zhì)，此溫度下發(fā)生反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝eq\f(c2Y,cZ·cW)。有關(guān)該平衡體系的說法正確的是()A．當(dāng)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡B．增大壓強(qiáng)，各物質(zhì)的濃度不變C．升高溫度，平衡常數(shù)K增大D．增加X的量，平衡既可能正向移動(dòng)，也可能逆向移動(dòng)解析：選A。首先根據(jù)平衡常數(shù)的定義推知，反應(yīng)前后氣體的體積保持不變，即平衡體系中Y是生成物且是氣體，Z和W是反應(yīng)物且也是氣體，X未計(jì)入平衡常數(shù)中，說明X是固體或液體，但不能確定是反應(yīng)物還是生成物，由此可知，A正確。增大壓強(qiáng)雖然平衡不移動(dòng)，但由于體積變小，因此各物質(zhì)的濃度均增大，B錯(cuò)誤。由于反應(yīng)的熱效應(yīng)未知，因此C錯(cuò)誤。X未計(jì)入平衡常數(shù)中，X量的多少不影響平衡狀態(tài)，D錯(cuò)誤。7．一定溫度下，向容積為2L的密閉容器中通入兩種氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)中各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化如圖所示，對(duì)該反應(yīng)的推斷合理的是()A．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3B＋4D6A＋2CB．反應(yīng)進(jìn)行到1s時(shí)，v(A)＝v(D)C．反應(yīng)進(jìn)行到6s時(shí)，B的平均反應(yīng)速率為0.05mol/(L·s)D．反應(yīng)進(jìn)行到6s時(shí)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率相等解析：選C。各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化之比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)＝(1.2－0)mol∶(1.0－0.4)mol∶(1.0－0.2)mol∶(0.4－0)mol＝6∶3∶4∶2，所以化學(xué)方程式為3B＋4C6A＋2D，A錯(cuò)誤；不論在什么時(shí)刻，用各物質(zhì)表示的速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，B、D錯(cuò)誤。8．為了探索外界條件對(duì)反應(yīng)aX(g)＋bY(g)cZ(g)的影響，以X和Y物質(zhì)的量比為a∶b開始反應(yīng)，通過實(shí)驗(yàn)得到不同條件下達(dá)到平衡時(shí)Z的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。以下判斷正確的是()A．ΔH＞0，a＋b＞c B．ΔH＞0，a＋b＜cC．ΔH＜0，a＋b＞c D．ΔH＜0，a＋b＜c解析：選C。從圖像看，壓強(qiáng)越大，Z的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)越大；溫度越高，Z的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)越小，則該反應(yīng)為體積減小的放熱反應(yīng)，故有ΔH＜0，a＋b＞c，C項(xiàng)正確。9．下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的說法不正確的是()A．對(duì)于化學(xué)反應(yīng)來說，反應(yīng)速率越快，反應(yīng)現(xiàn)象不一定越明顯B．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＜0，其他條件不變時(shí)升高溫度，反應(yīng)速率v(H2)和氫氣的平衡轉(zhuǎn)化率均增大C．化學(xué)反應(yīng)速率理論可指導(dǎo)怎樣在一定時(shí)間內(nèi)快出產(chǎn)品，化學(xué)平衡理論可指導(dǎo)怎樣用有限的原料多出產(chǎn)品D．CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)室溫下不能自發(fā)進(jìn)行，說明該反應(yīng)的ΔH>0解析：選B。酸堿中和反應(yīng)速率很快，但沒有明顯現(xiàn)象，A項(xiàng)正確；合成氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，反應(yīng)速率加快，但平衡左移，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率減小，B項(xiàng)錯(cuò)誤；化學(xué)反應(yīng)速率理論可尋找加快反應(yīng)速率的方法，化學(xué)平衡理論可尋找使平衡右移的方法，前者可提高單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)量的多少，后者可提高原料的利用率，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)中反應(yīng)ΔS＜0，但室溫下不能自發(fā)反應(yīng)，故該反應(yīng)的ΔH>0，D項(xiàng)正確。10．在容積一定的密閉容器中，反應(yīng)2AB(g)＋C(g)達(dá)到平衡后，升高溫度容器內(nèi)氣體的密度增大，則下列敘述正確的是()A．正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，且A不是氣態(tài)B．正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，且A是氣態(tài)C．其他條件不變，加入少量A，該平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)D．改變壓強(qiáng)對(duì)該平衡的移動(dòng)無影響解析：選A。在恒容容器中，升高溫度容器內(nèi)氣體的密度增大，由于生成物均為氣體，反應(yīng)物只能為非氣態(tài)物質(zhì)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。結(jié)合條件變化，該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。11．在一定溫度下，將等物質(zhì)的量的CO和水蒸氣通入恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，一段時(shí)間后反應(yīng)達(dá)到平衡。對(duì)該反應(yīng)描述不正確的是()A．達(dá)平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量達(dá)到最小B．此間CO2和H2的濃度總是相等C．未達(dá)平衡前正反應(yīng)速率總是大于逆反應(yīng)速率D．若在CO中引入18O，則達(dá)平衡時(shí)，18O只可能存在于CO和CO2中解析：選D。該反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，所以反應(yīng)物的物質(zhì)的量減小，直至達(dá)平衡狀態(tài)，A正確；反應(yīng)由CO(g)和H2O(g)從開始到達(dá)平衡，CO2和H2物質(zhì)的量按照1∶1生成，所以，此間CO2和H2的濃度總是相等，B正確；反應(yīng)由正反應(yīng)開始，未達(dá)平衡前，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，v正＞v逆，到達(dá)平衡時(shí)v正＝v逆，C正確；CO、H2O、CO2中都可能含有18O，故D錯(cuò)誤。12．化學(xué)中常借助曲線圖來表示某種變化過程，有關(guān)下列四個(gè)曲線圖的說法不正確的是()A．對(duì)反應(yīng)：aA(s)＋2B(g)xC(g)，根據(jù)圖①可以求出x＝2B．曲線圖②可以表示對(duì)某化學(xué)平衡體系改變溫度后反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化C．圖③表示壓強(qiáng)對(duì)可逆反應(yīng)2A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(g)的影響，乙的壓強(qiáng)大D．升高溫度，圖④表示的反應(yīng)中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大解析：選B。圖①單位時(shí)間內(nèi)B減少的物質(zhì)的量等于C增加的物質(zhì)的量，二者的化學(xué)計(jì)量數(shù)相同，即x＝2，A項(xiàng)正確；圖②改變反應(yīng)體系的溫度正、逆反應(yīng)速率均改變，而圖②中逆反應(yīng)速率增大，正反應(yīng)速率減小，不可能是改變溫度，B項(xiàng)錯(cuò)誤；圖③中反應(yīng)前后體積不變，改變壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)，但可改變達(dá)到平衡的時(shí)間，乙比甲先達(dá)到平衡，則乙的壓強(qiáng)大，C項(xiàng)正確；圖④中正、逆反應(yīng)速率曲線的交點(diǎn)為平衡點(diǎn)，升高溫度后正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，平衡右移，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大，D項(xiàng)正確。13．下列對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的分析中，不正確的是()①已達(dá)平衡的反應(yīng)C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，當(dāng)增加反應(yīng)物物質(zhì)的量時(shí)，平衡一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)②已達(dá)平衡的反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，當(dāng)增大N2的濃度時(shí)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，N2的轉(zhuǎn)化率一定升高③有氣體參加的反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，若減小反應(yīng)器容積，平衡一定向氣體體積增大的方向移動(dòng)④有氣體參加的反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，在恒壓反應(yīng)器中充入稀有氣體，平衡一定不移動(dòng)A．①④ B．①②③C．②③④ D．①②③④解析：選D。①中若是加入碳，平衡不移動(dòng)，固體和純液體的濃度為常數(shù)。②中反應(yīng)正向移動(dòng)，但是轉(zhuǎn)化率可能下降。③中若減小反應(yīng)器容積時(shí)，即增大壓強(qiáng)，平衡一定向氣體體積減小的方向移動(dòng)。④中恒壓反應(yīng)器中充入稀有氣體，濃度減小，平衡可能移動(dòng)。14．向甲、乙、丙三個(gè)密閉容器中充入一定量的A和B，發(fā)生反應(yīng)：A(g)＋xB(g)2C(g)。各容器的反應(yīng)溫度、反應(yīng)物起始量，反應(yīng)過程中C的濃度隨時(shí)間變化關(guān)系分別以下表和下圖表示：容器甲乙丙容積0.5L0.5L1.0L溫度/℃T1T2T2反應(yīng)物起始量1.5molA0.5molB1.5molA0.5molB6.0molA2.0molB下列說法正確的是()A．10min內(nèi)甲容器中反應(yīng)的平均速率v(A)＝0.025mol/(L·min)B．由圖可知：T1<T2，且該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)C．x＝1，若平衡時(shí)保持溫度不變，改變?nèi)萜黧w積平衡不移動(dòng)D．T1℃，起始時(shí)甲容器中充入0.5molA、1.5molB，平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為25%解析：選C。甲、乙兩容器投料相同，結(jié)合圖像可知，升高溫度平衡左移，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；若x＝1，該反應(yīng)為體積不變的體系，改變壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)，C項(xiàng)正確；由圖像知，10min時(shí)甲容器中c(C)＝1.0mol/L，v(A)＝eq\f(1,2)v(C)＝eq\f(1.0mol/L,10min)×eq\f(1,2)＝0.05mol/(L·min)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)比乙、丙兩容器的體積及投料，再結(jié)合圖像可知，改變壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，則x＝1,20min時(shí)甲容器中，c(C)＝1.5mol/L，則c(A)＝2.25mol/L，c(B)＝0.25mol/L，此溫度下的平衡常數(shù)為K＝eq\f(1.52,2.25×0.25)＝4。根據(jù)三段式：A(g)＋B(g)2C(g)起始(mol/L):130轉(zhuǎn)化(mol/L):xx2x平衡(mol/L):1－x3－x2x溫度不變，平衡常數(shù)不變，則：K＝eq\f(2x2,1－x3－x)＝4，解之得：x＝0.75mol/L，則平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為75%。二、非選擇題(本題包括3個(gè)小題，共44分)15．(14分)草酸與高錳酸鉀在酸性條件下能夠發(fā)生如下反應(yīng)：MnOeq\o\al(－,4)＋H2C2O4＋H＋——Mn2＋＋CO2↑＋H2O(未配平)。用4mL0.001mol/LKMnO4溶液與2mL0.01mol/LH2C2O4溶液，研究不同條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。改變的條件如下：組別10%硫酸體積/mL溫度/℃其他物質(zhì)Ⅰ220Ⅱ22010滴飽和MnSO4溶液Ⅲ230Ⅳ1201mL蒸餾水(1)該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為________________。(2)如果研究催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，使用實(shí)驗(yàn)________和________(用Ⅰ～Ⅳ表示，下同)；如果研究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，使用實(shí)驗(yàn)________和________。(3)對(duì)比實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅳ，可以研究____________對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，實(shí)驗(yàn)Ⅳ中加入1mL蒸餾水的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)根據(jù)電子得失守恒列式可得：n(MnOeq\o\al(－,4))×(7－2)＝n(H2C2O4)×2×(4－3)，則n(MnOeq\o\al(－,4))∶n(H2C2O4)＝2∶5。(2)研究某一因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響時(shí)，要保證其他各條件完全相同。(3)對(duì)比Ⅰ和Ⅳ，反應(yīng)的溫度、溶液的體積等都相同，僅有c(H＋)不同，故可研究c(H＋)對(duì)反應(yīng)速率的影響。加1mL水的目的是確保c(KMnO4)、c(H2C2O4)不變和總體積不變。答案：(1)2∶5(2)ⅠⅡⅠⅢ(3)c(H＋)(或硫酸溶液的濃度)確保所有實(shí)驗(yàn)中c(KMnO4)、c(H2C2O4)不變和總體積不變16．(14分)(2013·高考上海卷改編題)鎳具有優(yōu)良的物理和化學(xué)特性，是許多領(lǐng)域尤其是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要原料。羰基法提純粗鎳涉及的兩步反應(yīng)依次為①Ni(s)＋4CO(g)eq\o(,\s\up10(50℃))Ni(CO)4(g)ΔH<0②Ni(CO)4(g)eq\o(,\s\up10(230℃))Ni(s)＋4CO(g)ΔH>0完成下列填空：(1)在溫度不變的情況下，要提高反應(yīng)①中Ni(CO)4的產(chǎn)率，可采取的措施有________、________。(2)已知在一定條件下的2L密閉容器中制備Ni(CO)4，粗鎳(純度98.5%，所含雜質(zhì)不與CO反應(yīng))剩余質(zhì)量和反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖表示。Ni(CO)4在0～10min的平均反應(yīng)速率為________。(3)若反應(yīng)②達(dá)到平衡后，保持其他條件不變，降低溫度，重新達(dá)到平衡時(shí)________。a．平衡常數(shù)K增大b．CO的濃度減小c．Ni的質(zhì)量減小d．v逆[Ni(CO)4]增大(4)簡(jiǎn)述羰基法提純粗鎳的操作過程。解析：(1)反應(yīng)①是正向氣體體積縮小的放熱反應(yīng)，因此，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，在溫度不變的情況下可采取增大CO濃度，加壓的方法提高產(chǎn)率；(2)根據(jù)題意，反應(yīng)的Ni為1mol，則生成Ni(CO)4為1mol，反應(yīng)速率為eq\f(1mol,2L×10min)＝0.05mol·L－1·min－1；(3)反應(yīng)②是正向氣體體積增大的吸熱反應(yīng)，則降低溫度平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)K、CO的濃度、Ni的質(zhì)量、v逆[Ni(CO)4]減??；(4)根據(jù)反應(yīng)①②的特點(diǎn)可提純粗鎳。答案：(1)增大CO濃度加壓(2)0.05mol·L－1·min－1(3)bc(4)把粗鎳和CO放于一個(gè)水平放置的密閉的玻璃容器中，然后在低溫下反應(yīng)，一段時(shí)間后在容器的一端加熱。17．(16分)已知NO2和N2O4可以相互轉(zhuǎn)化：2NO2(g)N2O4(g)ΔH＝－57kJ·mol－1，一定溫度下，將1molN2O4充入一恒壓密閉容器中。(1)下列示意圖正確且能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。(2)若在相同溫度下，上述反應(yīng)改在體積為1L的恒容密閉容器中進(jìn)行，平衡常數(shù)________(填“增大”、“不變”或“減小”)，反應(yīng)3s后NO2的物質(zhì)的量為0.6mol，則0～3s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2O4)＝________mol·L－1·s－1。(3)達(dá)到平衡后，若向該恒壓容器中再充入0.5molHe，則平衡將________(填“向左移動(dòng)”、“向右移動(dòng)”或“不移動(dòng)”)。(4)該反應(yīng)在溫度分別為T1、T2時(shí)，平衡體系中NO2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線如圖所示。下