【2021-2022学年】化学选修4 新人教版 第二章化学反应速率和化学平衡章末测试（解析版）
文档属性
| 名称 | 【2021-2022学年】化学选修4 新人教版 第二章化学反应速率和化学平衡章末测试（解析版） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.7MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2021-11-08 14:34:30 | ||
图片预览
文档简介
中小学教育资源及组卷应用平台
选修4第二章化学反应速率和化学平衡章末测试
第I卷（选择题）
一、单选题
1．已知，当时，反应能自发进行，当时，反应不能自发进行。下列说法中正确的是（ ）
A．自发反应的实现与反应条件无关
B．熵增加且放热的反应一定是自发反应
C．自发反应一定是熵增加的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应
D．凡是放热反应都是能自发进行的反应，而吸热反应都是不能自发进行的反应
2．实现“节能减排”和“低碳经济”的一个重要课题就是如何将转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用来生产甲醇。一定条件下发生反应：，如图表示该反应过程中能量(单位为)的变化。下列说法中，正确的是（ ）
A．， B．，
C．， D．，
3．如图是可逆反应在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述正确的是（ ）
A．时，各物质的浓度不再发生变化
B．时，反应未达到限度
C．时，反应已停止进行
D．时，反应只向正反应方向进行
4．用氮化硅()陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应为。一定条件下，在恒容密闭容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是（ ）
A．3ν(N2)=ν(H2) B．
C．混合气体密度保持不变 D．
5．向容积为 1.00L 的密闭容器中通入一定量的 N2O4 和 NO2 的混合气体，发生反应： N2O4(g)2NO2(g) ΔH > 0，体系中各物质浓度随时间变化如图所示。下列有关说法正确的是（ ）
已知：NO2 为红棕色气体，N2O4 为无色气体
A．64s 时，反应达到化学平衡状态
B．到达化学平衡前，混合气体的颜色逐渐变浅
C．若该容器与外界无热传递，则反应达到平衡前容器内气体的温度逐渐升高
D．前 100s 内，用 NO2 浓度的变化表示的化学反应速率是 0.008mol·L -1·s -1
6．吸热反应，在2000℃时，。2000℃时，向10 L密闭容器内充入、，和，则下列说法正确的是（ ）
A．此反应的初始状态为化学平衡状态
B．此反应的初始状态为非化学平衡状态，反应将正向进行
C．此反应的初始状态为非化学平衡状态，反应将逆向进行
D．无法判断此反应的初始状态是否为化学平衡状态
7．下列相关实验示意图不能达到实验目的的是（ ）
图1 图2
图3 图4
A．图1探究不同催化剂对H2O2分解速率影响
B．图2探究温度对2NO2N2O4平衡影响
C．图3验证+H2O2+2H+平衡状态变化
D．图4验证钠和水反应的热效应
8．两个容积相同的带活塞的容器，分别盛有一定质量的和，都为一样的红棕色，迅速将两容器同时压缩到原容积的一半(如图)，假设气体不液化，则下列说法正确的是 （ ）
A．a→aˊ过程中，颜色突然加深，然后逐渐变浅，最终颜色比原来的深
B．aˊ、bˊ的颜色一样深
C．aˊ、bˊ的压强分别为、的压强的2倍
D．aˊ中的一定比bˊ中的小
9．对于100 mL1 mol·L-1盐酸与铁片的反应，采取下列措施：①升高温度；②改用100 mL3 mol·L-1盐酸；③多用300 mL1 mol·L-1盐酸；④用等量铁粉代替铁片；⑤改用98%的硫酸。其中能使反应速率加快的是（ ）
A．①③④ B．①②④ C．①②③④ D．①②③⑤
10．X、Y混合气体在密闭容器中发生反应 ；达到化学平衡后，测得X气体的浓度为；恒温条件下将密闭容器的容积扩大一倍并再次达到平衡时，测得X气体的浓度为。则下列叙述正确的是（ ）
A．平衡向右移动 B． C．Y的转化率提高 D．Z的体积分数增加
11．向绝热恒容密闭容器中通入和，一定条件下使反应达到平衡，在此过程中正反应速率随时间变化的曲线如图所示。由图得出的结论正确的是（ ）
A．反应在c点达到平衡状态 B．的浓度：a点小于b点
C．反应物的总能量低于生成物的总能量 D．若，则的消耗量：a~b段小于b~c段
12．氢气是合成氨的重要原料，合成氨反应的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ· mol-1，当该反应达到平衡后，改变某一外界条件(不改变N2、H2和NH3的量)，反应速率随时间的变化关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．图中t1时刻引起平衡移动的条件可能是升高温度
B．表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是t5～t6
C．温度为T℃时，将2a mol H2和a mol N2充入0.5 L密闭容器中，充分反应后N2的转化率为50%，则该温度时反应的平衡常数为
D．在t2～t3时间段，保持容器容积不变，充入一定量的惰性气体，N2的浓度不变
13．甲醇既是重要的化工原料，也是性能优良的能源和车用燃料。利用煤气过程中生成的CO和可制备甲醇： ，有关能量的变化如图甲所示。一定温度下，在容积为1L的恒容密闭容器中充入1 mol CO和，测得部分相关物质的浓度随时间的变化如图乙所示。
下列有关说法正确的是（ ）
A．该反应的 B．前3 min内
C．氢气的平衡转化率为75% D．该反应的平衡常数
14．已知下列反应的平衡常数：①S(s)＋O2(g) SO2(g)，K1；②H2(g)＋S(s) H2S(g)，K2；则反应H2(g)＋SO2(g) O2(g)＋H2S(g)的平衡常数是（ ）
A．K1-K2 B．K2-K1 C．K2 /K1 D．K1/K2
15．在一定压强下，向10 L密闭容器中充入和，发生反应 。与的消耗速率()与温度()的关系如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．
B．达到平衡后继续加热，平衡向逆反应方向移动
C．A、B、C、D点中，达到平衡状态的为B、D点
D．一定温度下，在恒容密闭容器中，达到平衡后缩小容器容积，重新达到平衡后，的平衡转化率不变
16．在恒容密闭容器中发生2NO2(g)2NO(g)+O2(g)，下列说法能够判断该反应达到化学平衡状态的个数是（ ）
①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO
②单位时间内NO2、NO、O2的物质的量浓度变化量之比为2︰2︰1
③混合气体的颜色不再改变
④混合气体的密度不再改变
⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变
⑥混合体系中c(NO)保持不变
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
17．利用CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2N2O(g)可消除NO2的污染。在1 L的密闭容器中，控制不同温度，分别加入0.50 mol CH4(g)和1.20 mol NO2(g)进行上述反应，测得n(CH4)随时间变化的实验数据如表。下列说法错误的是（ ）
组别 温度 n/mol 0 min 10 min 20 min 40 min 50 min
① T1 n(CH4) 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10
② T2 n(CH4) 0.50 0.30 0.18 x 0.15
A．由实验数据可知：T1＞T2
B．实验①中，0～20 min内，v(CH4)=0.0125 mol·L-1·min-1
C．实验②中，0～10 min内，NO2的转化率为33.3%
D．40 min时，实验②中反应已达平衡状态
18．某工业流程中，进入反应塔的混合气体共amol，其中NO和O2的物质的量分数分别为0.10、0.06，发生反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)，其他条件相同时，测得实验数据如下表：
压强/(×105Pa) 温度/℃ NO达到所列转化率需要时间/s
50％ 90％ 98％
1.0 30 12 250 2830
90 25 510 5760
8.0 30 0.2 3.9 36
90 0.6 7.9 74
根据表中数据，下列说法正确的是（ ）
A．降低温度，反应速率减慢
B．减小压强，速率变慢
C．在1.0×105Pa、90℃条件下，当转化率达到98％时反应已达平衡
D．在8×105Pa，30℃条件下，转化率从50％增至90％时段NO的反应速率为
19．用来表示可逆反应：2A(g)＋B(g) 2C(g)(正反应为吸热反应)的正确图像是（ ）
A． B．C． D．
20．合成氨的反应历程有多种，有一种反应历程如图所示，吸附在催化剂表面的物质用*表示。下列说法错误的是（ ）
A．适当提高分压，可以提高反应速率
B．过程中被氧化
C．两个氮原子上的加氢过程分步进行
D．大量氨分子吸附在催化剂表面，将降低反应速率
第II卷（非选择题）
二、原理综合题
21．高炉炼铁中常见的反应为 。
(1)某实验小组在实验室模拟上述反应。一定温度下，在2 L盛有粉末的恒容密闭容器中通入0.1mol CO，5 min时生成2.24 g Fe。0~5 min内用CO的浓度变化表示的平均反应速率是_______；5 min时的体积分数为_______。
(2)上述反应的平衡常数表达式为K=_______。下列能说明该反应已经达到平衡状态的是_______(填序号)。
a.容器内固体质量保持不变 b.容器中气体压强保持不变
c. d
(3)已知上述反应的平衡常数K与温度T(单位：K)间的关系如图所示，其中直线的斜率为()
①根据图象可知，该反应的平衡常数随温度升高而_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
②该反应的_______。
22．肼(N2H4)可作为火箭发动机的燃料，与N2O4反应生成N2和水蒸气。已知：
①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l) ΔH1=-19.5kJ·mol-1
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534.2kJ·mol-1
(1)写出肼和N2O4反应的热化学方程式_____________________________________；
(2)火箭残骸中常现红棕色气体，当温度升高时，气体颜色变深，原因是存在如下反应：N2O4(g) 2NO2(g)
①上述反应的ΔH_______0(选填“＞”或“＜”)。
②保持温度和体积不变向上述平衡体系中再充入一定量的N2O4，再次达到平衡时，混合气体中NO2的体积分数_______(填“增大”、“减小”或“不变”)，混合气体的颜色_______(填“变深”或“变浅”)。
③一定温度下，将1molN2O4充入一恒压密闭容器中发生上述反应，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是______________________。
④相同温度下，上述反应改在10L的恒容密闭容器中进行，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·L-1·s-1。
(3)CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)。已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：
化学键 C—H C=O H—H CO(CO)
键能/kJ·mol-1 413 745 436 1075
则该反应的ΔH=_______。
23．2021年国务院政府工作报告指出，要做好碳达峰、碳中和各项工作，制定2030年前碳排放达峰行动方案。二氧化碳加氢制备甲醇既可以实现二氧化碳的资源化利用，又可以有效缓解温室效应问题。
已知：(I)CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH1=+40.9 kJ/mol
(Ⅱ)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH2=-90.3 kJ/mol
(Ⅲ)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3
(1) ΔH3=___________ ；
(2)提高反应(Ⅲ)平衡转化率的方法有___________。
(3)当反应压力2 MPa、原料气CO2和H2体积比1∶3时，一定范围内温度对CO2转化率、CH3OH选择性、CH3OH产率的影响如下图所示。CH3OH产率在250℃时达到最大的主要原因是___________。
(4)在240℃、4MPa恒压条件下发生反应(Ⅲ)，原料气体积组成为V(H2)∶V(CO2)∶V(N2)=3∶1∶1，平衡时CO2的转化率为50%，则CH3OH的压强为___________，反应(Ⅲ)的平衡常数：Kp=___________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压x物质的量分数)。
(5)某温度下，反应(Ⅲ)在初期阶段的速率方程为r=k×p(CO2)×p3(H2)×(1- Kp)。其中：k为反应速率常数，随温度升高而增大，Kp为该反应的平衡常数。对于处于初期阶段的该反应，若增加CO2压强，则r___________(填“增大”“不变”或“减小”，下同)；若升高温度，则r___________。
三、填空题
24．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
四、计算题
25．汽车尾气是城市主要空气污染物，利用反应2NO(g) +2CO(g) N2+2CO2(g)可实现汽车尾气的无害化处理。向甲、乙两个体积都为2.0 L的恒容密闭容器中分别充入2mol CO和2 mol NO，分别在T1、T2温度下，经过一段时间后达到平衡。反应过程中n(CO2)随时间(t)变化情况见下表：
时间/s 0 2 4 6 8 10
甲容器(T1)n(CO2)/mol 0 0.72 1.20 1.60 1.60 1.60
乙容器(T2)n(CO2)/mol 0 0.60 1.00 1.40 1.70 1.70
(1)T1___________T2(填“＞”、“＜”或“=”下同)，该反应ΔH___________0。
(2)乙容器中，2~4s内N2的平均反应速率υ(N2)=___________。
(3)甲容器中NO平衡转化率为___________，T1温度下该反应的平衡常数为___________。
(4)该反应达到平衡后，为提高反应速率同时提高NO的转化率，可采取的措施有___________(填字母序号)。
a．增大NO浓度 b．压缩容器体积 c．移去部分N2 d．改用高效催化剂
参考答案
1．B
解析：
A．与温度相关，则自发反应的实现与反应条件有关，A错误；
B．熵增加且放热的反应，、，则，反应一定能自发进行，B正确；
C．反应能否自发进行，由熵变、焓变和反应温度共同决定，所以熵增加、熵减小或熵不变的反应都可能自发进行，C错误；
D．放热反应或吸热反应都可能自发进行，D错误。
故选B。
2．C
解析：
由图可知：反应物总能量高于生成物总能量，正反应为放热反应，正反应为气体物质的量减小的反应，则为熵减的反应，即△H＜0，△S＜0，答案选C。
3．A
解析：
A．时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，各物质的浓度不再发生变化，A正确；
B．时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，即反应达到限度，B错误；
C．时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，但反应速率不为0，反应没有停止，C错误；
D．时，正、逆反应速率均不为0，反应向正反应方向进行的同时也向逆反应方向进行，D错误。
答案选A。
4．C
解析：
A.根据化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比，可以确定，说明反应达到平衡状态，选项A没有指明是正反应速率还是逆反应速率，描述错误，不符题意；
B.都表示正反应速率，等式任何时刻都成立，不能说明反应达到平衡状态，描述错误，不符题意；
C.在恒容密闭容器中，混合气体的密度保持不变说明混合气体的总质量不变，可以说明反应达到平衡状态，描述正确，符合题意；
D.平衡时浓度关系与起始浓度、转化率有关，不能说明反应达到平衡状态，描述错误，不符题意；
综上，本题选C。
5．D
解析：
A．64s后，N2O4和NO2的浓度仍在发生改变，因此并没有达到平衡，A错误；
B．根据图示，达到平衡前，NO2的浓度在不断增大，因此混合气体的颜色逐渐变深，B错误；
C．若为绝热仪器，根据图示，反应正向进行，正反应吸热，容器内气体的温度逐渐，C错误；
D．前100s，NO2的浓度从0.20mol/L变化为1.00mol/L，则 v(NO2)==0.008mol L 1 s 1，D正确；
答案选D。
6．C
解析：
该反应的浓度商，，故反应的初始状态为非化学平衡状态，反应逆向进行，综上所述C项正确。
7．A
解析：
A．由变量唯一化可知，探究不同催化剂对过氧化氢分解速率时，过氧化氢溶液的质量分数应该相同，图中过氧化氢溶液的质量分数不同，则不能达到实验目的，故A错误；
B．二氧化氮为红棕色气体，四氧化二氮为无色气体，可根据热水和冷水中气体颜色的不同探究温度对化学平衡的影响，故B正确；
C．重铬酸根离子在溶液中为橙色，铬酸根离子在溶液中为黄色，向重铬酸钾溶液中加入稀硫酸，可以根据溶液颜色的变化验证化学平衡状态的变化，故C正确；
D．根据U型管中右边液面高于左边液面可验证钠和水的反应为放热反应，故D正确；
故选A。
8．A
解析：
a中存在可逆反应，a→aˊ过程中增大压强，平衡正向移动，气体分子物质的量减小，b→bˊ过程中气体分子物质的量不变，据此分析作答。
A．a→aˊ过程中，容积缩小为原来的一半，各物质物质的量浓度迅速增大为原来的两倍，颜色突然加深，后平衡正向移动，增大压强，不论平衡怎样移动，新平衡时各物质(气体)的浓度均比旧平衡的大，最终颜色比原来深，A正确；
B．在压缩中有一定量的转化成，aˊ颜色应比bˊ中的浅，B错误；
C．aˊ中气体的物质的量比中要少，aˊ的压强比的压强2倍要小，和bˊ中物质的量相等，bˊ的压强为的压强的2倍，C错误；
D．二者颜色一样深，并不意味着和相等，aˊ中的不一定比bˊ中的小，D错误；
答案选A。
9．B
解析：
盐酸与铁片的反应的实质是Fe+2H+=Fe2++H2↑。
①升高温度，物质的内能增加，微粒之间有效碰撞次数增加，化学反应速率加快，①符合题意；
②改用100 mL3 mol·L-1盐酸，c(H+)增大，微粒之间有效碰撞次数增加，化学反应速率加快，②符合题意；
③多用300 mL1 mol·L-1盐酸，由于c(H+)不变，反应速率不变，③不符合题意；
④用等量铁粉代替铁片，固体表面积增大，反应物接触面积增大，反应速率加快，④符合题意；
⑤改用98%的硫酸，由于浓硫酸中硫酸主要以H2SO4分子存在，c(H+)减小。浓硫酸具有强氧化性，在室温下遇铁会发生钝化，使铁不能进一步与硫酸反应，因此反应产生氢气的速率减小，⑤不符合题意；
综上所述可知：能够加快反应速率措施的序号是①②④，合理选项是B。
10．B
解析：
在恒温条件下将密闭容器的容积扩大一倍，相当于减小压强，若平衡不移动，则X气体的浓度应该为。因为，说明减小压强时，平衡向逆反应方向移动，即向气体分子数增大的方向移动，据此分析解答。
A．根据以上分析，减小压强时，平衡向逆反应方向移动，即平衡向左移动，故A错误；
B．减小压强时，平衡向逆反应方向移动，即向气体分子数增大的方向移动，则，故B正确；
C．平衡向逆反应方向移动，则Y的转化率降低，故C错误；
D．平衡向逆反应方向移动，则Z的体积分数减小，故D错误；
答案选B。
11．D
解析：
A．当达到化学平衡时，正、逆反应速率相等且保持不变，，当到达c点后正反应速率逐渐降低，故反应在c点未达到平衡状态，A项错误；
B．a到b时正反应速率增加，反应物浓度随时间不断减小，所以a点反应物浓度大于b点的，B项错误；
C．从a到c正反应速率增大，之后正反应速率减小，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，C项错误；
D．随着反应的进行，正反应速率增大，△t1＝△t2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段，D项正确；
答案选D。
12．D
解析：
A．根据图示可知：在t1时刻v正、v逆都增大，v正＞v逆，化学平衡正向移动。若改变的外界条件是升高温度，由于该反应的正反应是放热反应，升高温度，化学平衡会向吸热的逆向移动，与实际情况不符合，改变的条件应该是增大体系的压强，A错误；
B．反应在t0～t1时间段反应处于平衡状态；在t1时刻平衡正向移动，到t2时刻处于平衡状态，故在t2～t3时间段NH3的含量增大；在t3时刻后v逆＞v正，化学平衡逆向移动，使NH3的含量降低，至t4时反应又达到平衡状态，则t4～t5时间段NH3的含量比t2～t3时间段低；在t5时改变外界条件使正、逆反应速率都增大，且增大后相同，因此化学平衡不发生移动，则t5～t6时间段与t4～t5时间段相同，可见表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是t2～t3，B错误；
C.在温度为T℃时，将2a mol H2和a mol N2充入0.5 L密闭容器中，充分反应后N2的转化率为50%，则反应的N2是0.5a mol，反应H2的物质的量是1.5a mol，反应产生NH3的物质的量是a mol，平衡时N2有0.5a mol，H2有0.5a mol，NH3有a mol，则该温度时反应的平衡常数K=，C错误；
D．在t2～t3时间段，保持容器容积不变，充入一定量的惰性气体，容器内气体总压强增大，但反应混合气体中各组分在单位体积的物质的量不变，即各组成成分的浓度不变，因此N2的浓度也不变，D正确；
故合理选项是D。
13．D
解析：
A．由图甲可知，A项错误；
B．由图乙可知前3 min内消耗的，则，B项错误；
C．根据“三段式”法计算：
故氢气的平衡转化率为，C项错误；
D．平衡常数，D项正确；
故选：D。
14．C
解析：
由题干方程式可知，，，反应H2(g)＋SO2(g) O2(g)＋H2S(g)的平衡常数；
答案选C。
15．A
解析：
A．根据反应可知，时，反应达到平衡状态，由图象可知，B、D点时，反应达到平衡状态，继续加热，，即，平衡逆向移动，该反应的，A错误；
B．该反应的，到平衡后继续加热，平衡向逆反应方向移动，B正确；
C．由图象可知，B、D点时，反应达到平衡状态，C正确；
D．该反应是反应前后气体分子数不变的纯气体反应，改变压强平衡不移动，所以达到平衡后缩小容器容积，重新达到平衡后，的平衡转化率不变，D正确；
答案选A。
16．C
解析：
2NO2(g)2NO(g)+O2(g)为气体体积增大的可逆反应，该反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各组分的浓度、百分含量等不再变化，据此判断。
①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO，都是正反应速率，无法判断是否达到平衡状态，故①错误；
②化学反应速率与化学计量数成正比，则单位时间内NO2、NO、O2的物质的量浓度变化量之比为2︰2︰1，无法据此判断平衡状态，故②错误；
③该反应中只有二氧化氮有色，当混合气体的颜色不再改变时，表明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故③正确；
④该反应中气体总质量、容器容积为定值，则混合气体的密度始终不变，不能根据混合气体的密度判断平衡状态，故④错误；
⑤混合气体总质量为定值，而混合气体的物质的量为变量，则平均摩尔质量为变量，当混合气体的平均相对分子质量不再改变时，表明达到平衡状态，故⑤正确；
⑥混合体系中c(NO)保持不变，表明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故⑥正确；
根据分析可知，能够判断该反应达到化学平衡状态的有3个，故选：C。
17．A
解析：
A．根据表格数据可知：从0～10 min，△n(CH4)是在温度为T２时比温度为T１时多，说明后者的反应速率快。由于其它外界条件相同，温度越高，反应速率越快，因此说明温度：T2＞T1，A错误；
B．实验①中，0～20 min内，△n(CH4)=0.50 mol-0.25 mol=0.25 mol，容器的容积是1 L，所以v(CH4)=0.0125 mol·L-1·min-1，B正确；
C．实验②中，0～10 min内，△n(CH4)=0.50 mol-0.30 mol=0.20 mol，则△n(NO2)=2△n(CH4)=2×0.20 mol=0.40 mol，因此NO2的转化率为，C正确；
D．根据选项A分析可知温度：T2＞T1。温度越高，反应速率越快，达到平衡所需时间就越短。由表格数据可知实验①在40 min时已经达到平衡状态，则实验②达到平衡所需时间小于40 min，故在40 min时，实验②中反应已达平衡状态，D正确；
故合理选项是A。
18．B
解析：
A．两组压强相同的实验中，当NO的转化率相同时，温度高时需要时间长，因此降低温度，速率变快，A错误；
B．两组实验温度相同时，当NO的转化率相同时，压强大时需要时间短，因此减小压强，速率减慢，B正确；
C．从题中所给的数据无法判断当转化率达到98%时，反应是否已达到平衡状态，C错误；
D．容器体积未知，无法计算，D错误；
故选B。
19．C
解析：
A．温度越高越先达平衡状态，500℃先达平衡；而且正反应为吸热反应，温度升高，反应向正反应方向移动，平衡时C的质量分数增大，与图象不符合，故A错误；
B．升高温度，正、逆反应速率都增大，与图象不符合，故B错误；
C．反应物气体的计量数之和大于生成物，增大压强，平衡向化学计量数减小的方向移动，即反应朝正向移动，正反应速率大于逆反应速率，与图象不符合，故C正确；
D．相同温度下，增大压强，平衡正向移动，A的转化率增大；在相同压强下，升高温度，平衡正向移动，A的转化率增大，与图象不符合，故D错误；
答案选C。
20．B
解析：
A．提高的分压，相当于增大的浓度，可提高反应速率，A项正确；
B．的过程中被还原，B项错误；
C．由反应历程图可知，两个氮原子上的加氢过程分步进行，C项正确；
D．大量氨分子吸附在催化剂表面，使催化剂吸附的表面积变小，反应速率降低，D项正确。
故选B。
21．0.006 60% ad 减小 -24.9
解析：
(1)2.24 g Fe的物质的量为0.04 mol，则消耗0.06 mol CO，所以0~5 min内用CO的浓度变化表示的平均反应速率为；反应前后气体总物质的量5 min不变，则5 min时的体积分数；故答案为：0.006；60%；
(2)纯固体不能代入化学平衡常数表达式中，故；
a．只要反应未达平衡，固体质量就会一直变化，当固体质量不变时，反应达到平衡状态，a项正确；
b．反应前后气体的总物质的量始终不变，b项错误；
c．时，反应不一定达到平衡状态，c项错误；
d．说明正、逆反应速率相等，d项正确；
故答案为：；ad；
(3)①根据图象可知，随增大而增大，而温度越高，越小，则该反应的平衡常数随温度的升高而减小，故答案为：减小；
②设直线与纵轴交点的纵坐标是b，则，将M、N两点的坐标代入求得，则(或)，解得，故答案为：-24.9。
22．2N2H4(l)+N2O4(l) =3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1048.9 kJ/mol ＞ 减小 变深 ad 0.01 +120 kJ·mol-1
解析：
(1)已知：①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l) ΔH1=-19.5kJ·mol-1
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534.2kJ·mol-1
根据盖斯定律，将②×2-①得2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) H=2×(-534.2kJ/mol)-(-19.5kJ/mol)=-1048.9kJ/mol，故答案为：2N2H4(l)+N2O4(l) =3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1048.9 kJ/mol。
(2)①当温度升高时，气体颜色变深，说明升高温度平衡N2O4(g) 2NO2(g)正向移动，正反应为吸热反应，则反应的ΔH＞0，故答案为：＞。
②保持温度和体积不变向上述平衡体系中再充入一定量的N2O4，增大N2O4的浓度平衡正向移动，再次达到平衡时，NO2浓度增大，则混合气体的颜色变深；再充入一定量的N2O4，相当于增大压强，平衡逆向移动，再次达到平衡时，混合气体中NO2的体积分数减小，故答案为：减小，变深。
③建立平衡过程中，气体分子总物质的量增大，在恒压容器中，容器的体积变大，达到平衡时气体分子总物质的量不变，容器的体积不变；
a．混合气体的总质量始终不变，根据ρ=，建立平衡过程中，容器的体积变大，气体密度减小，达到平衡时容器的体积不变，气体密度不变，a符合题意；
b． H始终不变， H不变不能说明反应达到平衡状态，b不符合题意；
c．建立平衡的过程中，N2O4、NO2表示的正反应速率都逐渐减小，图中只有正反应速率，不能判断反应是否达到平衡状态，c不符合题意；
d．建立平衡的过程中，N2O4的转化率增大，达到平衡时N2O4的转化率不变，d符合题意；
答案选ad。
④0~3s内的平均反应速率v(NO2)==0.02mol/(L·s)，则0~3s内的平均反应速率v(N2O4)=v(NO2)=0.01mol/(L·s)，故答案为：0.01。
(3)反应CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)的 H=反应物的键能总和-生成物的键能总和=4×413kJ/mol+2×745kJ/mol-(2×1075kJ/mol+2×436kJ/mol)=+120kJ/mol，故答案为：+120kJ/mol。
23．-49.4kJ/mol 低温、高压 温度低于250 ℃时，温度升高CO2转化率增大，而甲醇选择性略微减小；温度高于250 ℃时，温度升高甲醇选择性降低 0.5MPa (MPa)-2 增大 增大
解析：
根据盖斯定律计算解答，并根据得到的反应(Ⅲ)的方程式，结合影响化学平衡的因素分析解答；根据图象结合二氧化碳的转化率和甲醇选择性分析解答；由初期阶段的速率方程为r=k×p(CO2)×p3(H2)×(1-Kp)，结合该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数Kp减小分析判断。
(1) (I)CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g) △H1=+40.9kJ/mol，(Ⅱ)CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g) △H2=-90.3kJ/mol，由盖斯定律可知，反应(I)+(Ⅱ)得到反应(Ⅲ) CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)，则△H3=△H1+△H2=(+40.9 kJ/mol)+(-90.3 kJ/mol)=-49.4kJ/mol，故答案为：-49.4kJ/mol；
(2)反应(Ⅲ) CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)，则△H3=-49.4kJ/mol，是气体体积减小的放热反应，降低温度和增大压强，平衡都向正反应方向移动，平衡转化率增大，故答案为：低温、高压；
(3)由图可知，当温度低于250℃时，升高温度，二氧化碳的转化率增大，甲醇选择性略有减小，但甲醇的产率增大；当温度高于250℃时，升高温度，二氧化碳的转化率增大，但甲醇选择性降低，甲醇的产率减小，由此可知，温度在250℃时，甲醇选择性有利于提高甲醇产率，故答案为：温度低于250℃时，温度升高CO2转化率增大，而甲醇选择性甲醇略微减小；温度高于250℃时，温度升高甲醇选择性降低；
(4)设起始氢气、二氧化碳和氮气的物质的量分别为3mol、1mol和1mol，由平衡时二氧化碳的转化率为50%可知，平衡时氢气的物质的量为(3mol-1mol×50%×3)=1.5mol、二氧化碳的物质的量为(1mol-1mol×50%)=0.5mol、氮气的物质的量为1mol、甲醇的物质的量为1mol×50%=0.5mol、水的物质的量为1mol×50%=0.5mol，则氢气、二氧化碳、甲醇和水的分压分别为×4MPa=1.5MPa、×4MPa=0.5MPa、×4MPa=0.5MPa、×4MPa=0.5MPa，则平衡常数Kp=== (MPa)-2，故答案为：0.5MPa；(MPa)-2；
(5)由初期阶段的速率方程为r=k×p(CO2)×p3(H2)×(1-Kp)可知，增加CO2压强，初期阶段的速率r增大；该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数Kp减小，p(CO2)、p(H2)、(1-Kp)都增大，则初期阶段的速率r增大，故答案为：增大；增大。
24．
（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
解析：
（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。
25．＞ ＜ 0.05mol/(L·s) 80％ 160 b
解析：
根据表格数据，甲容器中达到平衡时间短，反应的温度高，结合温度对平衡的影响和v=，利用三段式分析解答。
(1) 2NO(g) +2CO(g) N2+2CO2(g)，向甲、乙两个体积都为2.0L的恒容密闭容器中分别充入2mol CO和2 mol NO，分别在T1、T2温度下，经过一段时间后达到平衡，甲容器达到平衡需要的时间短，则反应速率快，说明反应温度T1＞T2；达到平衡状态时，乙中CO2的物质的量大于甲中CO2的物质的量，说明降低温度，平衡正向进行，则正反应为放热反应，△H＜0，故答案为：＞；＜；
(2)乙容器中，2~4s内N2的平均反应速率v(N2)=v(CO2)= ×=0.05mol L-1 s-1，故答案为：0.05mol L-1 s-1；
(3) 甲容器中，
NO平衡转化率=×100%=80%；容器的体积为2L，则平衡常数K==160，故答案为：80%；160；
（4）a．增大NO浓度，NO的转化率降低，故a不选；b．压缩容器体积，压强增大，反应速率加快，平衡正向移动，NO的转化率增大，故b选；c．移去部分N2，反应速率减慢，故c不选；d．改用高效催化剂，平衡不移动，NO的转化率不变，故d不选；故答案为：b。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)
选修4第二章化学反应速率和化学平衡章末测试
第I卷（选择题）
一、单选题
1．已知，当时，反应能自发进行，当时，反应不能自发进行。下列说法中正确的是（ ）
A．自发反应的实现与反应条件无关
B．熵增加且放热的反应一定是自发反应
C．自发反应一定是熵增加的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应
D．凡是放热反应都是能自发进行的反应，而吸热反应都是不能自发进行的反应
2．实现“节能减排”和“低碳经济”的一个重要课题就是如何将转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用来生产甲醇。一定条件下发生反应：，如图表示该反应过程中能量(单位为)的变化。下列说法中，正确的是（ ）
A．， B．，
C．， D．，
3．如图是可逆反应在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述正确的是（ ）
A．时，各物质的浓度不再发生变化
B．时，反应未达到限度
C．时，反应已停止进行
D．时，反应只向正反应方向进行
4．用氮化硅()陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应为。一定条件下，在恒容密闭容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是（ ）
A．3ν(N2)=ν(H2) B．
C．混合气体密度保持不变 D．
5．向容积为 1.00L 的密闭容器中通入一定量的 N2O4 和 NO2 的混合气体，发生反应： N2O4(g)2NO2(g) ΔH > 0，体系中各物质浓度随时间变化如图所示。下列有关说法正确的是（ ）
已知：NO2 为红棕色气体，N2O4 为无色气体
A．64s 时，反应达到化学平衡状态
B．到达化学平衡前，混合气体的颜色逐渐变浅
C．若该容器与外界无热传递，则反应达到平衡前容器内气体的温度逐渐升高
D．前 100s 内，用 NO2 浓度的变化表示的化学反应速率是 0.008mol·L -1·s -1
6．吸热反应，在2000℃时，。2000℃时，向10 L密闭容器内充入、，和，则下列说法正确的是（ ）
A．此反应的初始状态为化学平衡状态
B．此反应的初始状态为非化学平衡状态，反应将正向进行
C．此反应的初始状态为非化学平衡状态，反应将逆向进行
D．无法判断此反应的初始状态是否为化学平衡状态
7．下列相关实验示意图不能达到实验目的的是（ ）
图1 图2
图3 图4
A．图1探究不同催化剂对H2O2分解速率影响
B．图2探究温度对2NO2N2O4平衡影响
C．图3验证+H2O2+2H+平衡状态变化
D．图4验证钠和水反应的热效应
8．两个容积相同的带活塞的容器，分别盛有一定质量的和，都为一样的红棕色，迅速将两容器同时压缩到原容积的一半(如图)，假设气体不液化，则下列说法正确的是 （ ）
A．a→aˊ过程中，颜色突然加深，然后逐渐变浅，最终颜色比原来的深
B．aˊ、bˊ的颜色一样深
C．aˊ、bˊ的压强分别为、的压强的2倍
D．aˊ中的一定比bˊ中的小
9．对于100 mL1 mol·L-1盐酸与铁片的反应，采取下列措施：①升高温度；②改用100 mL3 mol·L-1盐酸；③多用300 mL1 mol·L-1盐酸；④用等量铁粉代替铁片；⑤改用98%的硫酸。其中能使反应速率加快的是（ ）
A．①③④ B．①②④ C．①②③④ D．①②③⑤
10．X、Y混合气体在密闭容器中发生反应 ；达到化学平衡后，测得X气体的浓度为；恒温条件下将密闭容器的容积扩大一倍并再次达到平衡时，测得X气体的浓度为。则下列叙述正确的是（ ）
A．平衡向右移动 B． C．Y的转化率提高 D．Z的体积分数增加
11．向绝热恒容密闭容器中通入和，一定条件下使反应达到平衡，在此过程中正反应速率随时间变化的曲线如图所示。由图得出的结论正确的是（ ）
A．反应在c点达到平衡状态 B．的浓度：a点小于b点
C．反应物的总能量低于生成物的总能量 D．若，则的消耗量：a~b段小于b~c段
12．氢气是合成氨的重要原料，合成氨反应的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ· mol-1，当该反应达到平衡后，改变某一外界条件(不改变N2、H2和NH3的量)，反应速率随时间的变化关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．图中t1时刻引起平衡移动的条件可能是升高温度
B．表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是t5～t6
C．温度为T℃时，将2a mol H2和a mol N2充入0.5 L密闭容器中，充分反应后N2的转化率为50%，则该温度时反应的平衡常数为
D．在t2～t3时间段，保持容器容积不变，充入一定量的惰性气体，N2的浓度不变
13．甲醇既是重要的化工原料，也是性能优良的能源和车用燃料。利用煤气过程中生成的CO和可制备甲醇： ，有关能量的变化如图甲所示。一定温度下，在容积为1L的恒容密闭容器中充入1 mol CO和，测得部分相关物质的浓度随时间的变化如图乙所示。
下列有关说法正确的是（ ）
A．该反应的 B．前3 min内
C．氢气的平衡转化率为75% D．该反应的平衡常数
14．已知下列反应的平衡常数：①S(s)＋O2(g) SO2(g)，K1；②H2(g)＋S(s) H2S(g)，K2；则反应H2(g)＋SO2(g) O2(g)＋H2S(g)的平衡常数是（ ）
A．K1-K2 B．K2-K1 C．K2 /K1 D．K1/K2
15．在一定压强下，向10 L密闭容器中充入和，发生反应 。与的消耗速率()与温度()的关系如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．
B．达到平衡后继续加热，平衡向逆反应方向移动
C．A、B、C、D点中，达到平衡状态的为B、D点
D．一定温度下，在恒容密闭容器中，达到平衡后缩小容器容积，重新达到平衡后，的平衡转化率不变
16．在恒容密闭容器中发生2NO2(g)2NO(g)+O2(g)，下列说法能够判断该反应达到化学平衡状态的个数是（ ）
①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO
②单位时间内NO2、NO、O2的物质的量浓度变化量之比为2︰2︰1
③混合气体的颜色不再改变
④混合气体的密度不再改变
⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变
⑥混合体系中c(NO)保持不变
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
17．利用CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2N2O(g)可消除NO2的污染。在1 L的密闭容器中，控制不同温度，分别加入0.50 mol CH4(g)和1.20 mol NO2(g)进行上述反应，测得n(CH4)随时间变化的实验数据如表。下列说法错误的是（ ）
组别 温度 n/mol 0 min 10 min 20 min 40 min 50 min
① T1 n(CH4) 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10
② T2 n(CH4) 0.50 0.30 0.18 x 0.15
A．由实验数据可知：T1＞T2
B．实验①中，0～20 min内，v(CH4)=0.0125 mol·L-1·min-1
C．实验②中，0～10 min内，NO2的转化率为33.3%
D．40 min时，实验②中反应已达平衡状态
18．某工业流程中，进入反应塔的混合气体共amol，其中NO和O2的物质的量分数分别为0.10、0.06，发生反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)，其他条件相同时，测得实验数据如下表：
压强/(×105Pa) 温度/℃ NO达到所列转化率需要时间/s
50％ 90％ 98％
1.0 30 12 250 2830
90 25 510 5760
8.0 30 0.2 3.9 36
90 0.6 7.9 74
根据表中数据，下列说法正确的是（ ）
A．降低温度，反应速率减慢
B．减小压强，速率变慢
C．在1.0×105Pa、90℃条件下，当转化率达到98％时反应已达平衡
D．在8×105Pa，30℃条件下，转化率从50％增至90％时段NO的反应速率为
19．用来表示可逆反应：2A(g)＋B(g) 2C(g)(正反应为吸热反应)的正确图像是（ ）
A． B．C． D．
20．合成氨的反应历程有多种，有一种反应历程如图所示，吸附在催化剂表面的物质用*表示。下列说法错误的是（ ）
A．适当提高分压，可以提高反应速率
B．过程中被氧化
C．两个氮原子上的加氢过程分步进行
D．大量氨分子吸附在催化剂表面，将降低反应速率
第II卷（非选择题）
二、原理综合题
21．高炉炼铁中常见的反应为 。
(1)某实验小组在实验室模拟上述反应。一定温度下，在2 L盛有粉末的恒容密闭容器中通入0.1mol CO，5 min时生成2.24 g Fe。0~5 min内用CO的浓度变化表示的平均反应速率是_______；5 min时的体积分数为_______。
(2)上述反应的平衡常数表达式为K=_______。下列能说明该反应已经达到平衡状态的是_______(填序号)。
a.容器内固体质量保持不变 b.容器中气体压强保持不变
c. d
(3)已知上述反应的平衡常数K与温度T(单位：K)间的关系如图所示，其中直线的斜率为()
①根据图象可知，该反应的平衡常数随温度升高而_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
②该反应的_______。
22．肼(N2H4)可作为火箭发动机的燃料，与N2O4反应生成N2和水蒸气。已知：
①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l) ΔH1=-19.5kJ·mol-1
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534.2kJ·mol-1
(1)写出肼和N2O4反应的热化学方程式_____________________________________；
(2)火箭残骸中常现红棕色气体，当温度升高时，气体颜色变深，原因是存在如下反应：N2O4(g) 2NO2(g)
①上述反应的ΔH_______0(选填“＞”或“＜”)。
②保持温度和体积不变向上述平衡体系中再充入一定量的N2O4，再次达到平衡时，混合气体中NO2的体积分数_______(填“增大”、“减小”或“不变”)，混合气体的颜色_______(填“变深”或“变浅”)。
③一定温度下，将1molN2O4充入一恒压密闭容器中发生上述反应，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是______________________。
④相同温度下，上述反应改在10L的恒容密闭容器中进行，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·L-1·s-1。
(3)CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)。已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：
化学键 C—H C=O H—H CO(CO)
键能/kJ·mol-1 413 745 436 1075
则该反应的ΔH=_______。
23．2021年国务院政府工作报告指出，要做好碳达峰、碳中和各项工作，制定2030年前碳排放达峰行动方案。二氧化碳加氢制备甲醇既可以实现二氧化碳的资源化利用，又可以有效缓解温室效应问题。
已知：(I)CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH1=+40.9 kJ/mol
(Ⅱ)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH2=-90.3 kJ/mol
(Ⅲ)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3
(1) ΔH3=___________ ；
(2)提高反应(Ⅲ)平衡转化率的方法有___________。
(3)当反应压力2 MPa、原料气CO2和H2体积比1∶3时，一定范围内温度对CO2转化率、CH3OH选择性、CH3OH产率的影响如下图所示。CH3OH产率在250℃时达到最大的主要原因是___________。
(4)在240℃、4MPa恒压条件下发生反应(Ⅲ)，原料气体积组成为V(H2)∶V(CO2)∶V(N2)=3∶1∶1，平衡时CO2的转化率为50%，则CH3OH的压强为___________，反应(Ⅲ)的平衡常数：Kp=___________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压x物质的量分数)。
(5)某温度下，反应(Ⅲ)在初期阶段的速率方程为r=k×p(CO2)×p3(H2)×(1- Kp)。其中：k为反应速率常数，随温度升高而增大，Kp为该反应的平衡常数。对于处于初期阶段的该反应，若增加CO2压强，则r___________(填“增大”“不变”或“减小”，下同)；若升高温度，则r___________。
三、填空题
24．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
四、计算题
25．汽车尾气是城市主要空气污染物，利用反应2NO(g) +2CO(g) N2+2CO2(g)可实现汽车尾气的无害化处理。向甲、乙两个体积都为2.0 L的恒容密闭容器中分别充入2mol CO和2 mol NO，分别在T1、T2温度下，经过一段时间后达到平衡。反应过程中n(CO2)随时间(t)变化情况见下表：
时间/s 0 2 4 6 8 10
甲容器(T1)n(CO2)/mol 0 0.72 1.20 1.60 1.60 1.60
乙容器(T2)n(CO2)/mol 0 0.60 1.00 1.40 1.70 1.70
(1)T1___________T2(填“＞”、“＜”或“=”下同)，该反应ΔH___________0。
(2)乙容器中，2~4s内N2的平均反应速率υ(N2)=___________。
(3)甲容器中NO平衡转化率为___________，T1温度下该反应的平衡常数为___________。
(4)该反应达到平衡后，为提高反应速率同时提高NO的转化率，可采取的措施有___________(填字母序号)。
a．增大NO浓度 b．压缩容器体积 c．移去部分N2 d．改用高效催化剂
参考答案
1．B
解析：
A．与温度相关，则自发反应的实现与反应条件有关，A错误；
B．熵增加且放热的反应，、，则，反应一定能自发进行，B正确；
C．反应能否自发进行，由熵变、焓变和反应温度共同决定，所以熵增加、熵减小或熵不变的反应都可能自发进行，C错误；
D．放热反应或吸热反应都可能自发进行，D错误。
故选B。
2．C
解析：
由图可知：反应物总能量高于生成物总能量，正反应为放热反应，正反应为气体物质的量减小的反应，则为熵减的反应，即△H＜0，△S＜0，答案选C。
3．A
解析：
A．时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，各物质的浓度不再发生变化，A正确；
B．时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，即反应达到限度，B错误；
C．时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，但反应速率不为0，反应没有停止，C错误；
D．时，正、逆反应速率均不为0，反应向正反应方向进行的同时也向逆反应方向进行，D错误。
答案选A。
4．C
解析：
A.根据化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比，可以确定，说明反应达到平衡状态，选项A没有指明是正反应速率还是逆反应速率，描述错误，不符题意；
B.都表示正反应速率，等式任何时刻都成立，不能说明反应达到平衡状态，描述错误，不符题意；
C.在恒容密闭容器中，混合气体的密度保持不变说明混合气体的总质量不变，可以说明反应达到平衡状态，描述正确，符合题意；
D.平衡时浓度关系与起始浓度、转化率有关，不能说明反应达到平衡状态，描述错误，不符题意；
综上，本题选C。
5．D
解析：
A．64s后，N2O4和NO2的浓度仍在发生改变，因此并没有达到平衡，A错误；
B．根据图示，达到平衡前，NO2的浓度在不断增大，因此混合气体的颜色逐渐变深，B错误；
C．若为绝热仪器，根据图示，反应正向进行，正反应吸热，容器内气体的温度逐渐，C错误；
D．前100s，NO2的浓度从0.20mol/L变化为1.00mol/L，则 v(NO2)==0.008mol L 1 s 1，D正确；
答案选D。
6．C
解析：
该反应的浓度商，，故反应的初始状态为非化学平衡状态，反应逆向进行，综上所述C项正确。
7．A
解析：
A．由变量唯一化可知，探究不同催化剂对过氧化氢分解速率时，过氧化氢溶液的质量分数应该相同，图中过氧化氢溶液的质量分数不同，则不能达到实验目的，故A错误；
B．二氧化氮为红棕色气体，四氧化二氮为无色气体，可根据热水和冷水中气体颜色的不同探究温度对化学平衡的影响，故B正确；
C．重铬酸根离子在溶液中为橙色，铬酸根离子在溶液中为黄色，向重铬酸钾溶液中加入稀硫酸，可以根据溶液颜色的变化验证化学平衡状态的变化，故C正确；
D．根据U型管中右边液面高于左边液面可验证钠和水的反应为放热反应，故D正确；
故选A。
8．A
解析：
a中存在可逆反应，a→aˊ过程中增大压强，平衡正向移动，气体分子物质的量减小，b→bˊ过程中气体分子物质的量不变，据此分析作答。
A．a→aˊ过程中，容积缩小为原来的一半，各物质物质的量浓度迅速增大为原来的两倍，颜色突然加深，后平衡正向移动，增大压强，不论平衡怎样移动，新平衡时各物质(气体)的浓度均比旧平衡的大，最终颜色比原来深，A正确；
B．在压缩中有一定量的转化成，aˊ颜色应比bˊ中的浅，B错误；
C．aˊ中气体的物质的量比中要少，aˊ的压强比的压强2倍要小，和bˊ中物质的量相等，bˊ的压强为的压强的2倍，C错误；
D．二者颜色一样深，并不意味着和相等，aˊ中的不一定比bˊ中的小，D错误；
答案选A。
9．B
解析：
盐酸与铁片的反应的实质是Fe+2H+=Fe2++H2↑。
①升高温度，物质的内能增加，微粒之间有效碰撞次数增加，化学反应速率加快，①符合题意；
②改用100 mL3 mol·L-1盐酸，c(H+)增大，微粒之间有效碰撞次数增加，化学反应速率加快，②符合题意；
③多用300 mL1 mol·L-1盐酸，由于c(H+)不变，反应速率不变，③不符合题意；
④用等量铁粉代替铁片，固体表面积增大，反应物接触面积增大，反应速率加快，④符合题意；
⑤改用98%的硫酸，由于浓硫酸中硫酸主要以H2SO4分子存在，c(H+)减小。浓硫酸具有强氧化性，在室温下遇铁会发生钝化，使铁不能进一步与硫酸反应，因此反应产生氢气的速率减小，⑤不符合题意；
综上所述可知：能够加快反应速率措施的序号是①②④，合理选项是B。
10．B
解析：
在恒温条件下将密闭容器的容积扩大一倍，相当于减小压强，若平衡不移动，则X气体的浓度应该为。因为，说明减小压强时，平衡向逆反应方向移动，即向气体分子数增大的方向移动，据此分析解答。
A．根据以上分析，减小压强时，平衡向逆反应方向移动，即平衡向左移动，故A错误；
B．减小压强时，平衡向逆反应方向移动，即向气体分子数增大的方向移动，则，故B正确；
C．平衡向逆反应方向移动，则Y的转化率降低，故C错误；
D．平衡向逆反应方向移动，则Z的体积分数减小，故D错误；
答案选B。
11．D
解析：
A．当达到化学平衡时，正、逆反应速率相等且保持不变，，当到达c点后正反应速率逐渐降低，故反应在c点未达到平衡状态，A项错误；
B．a到b时正反应速率增加，反应物浓度随时间不断减小，所以a点反应物浓度大于b点的，B项错误；
C．从a到c正反应速率增大，之后正反应速率减小，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，C项错误；
D．随着反应的进行，正反应速率增大，△t1＝△t2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段，D项正确；
答案选D。
12．D
解析：
A．根据图示可知：在t1时刻v正、v逆都增大，v正＞v逆，化学平衡正向移动。若改变的外界条件是升高温度，由于该反应的正反应是放热反应，升高温度，化学平衡会向吸热的逆向移动，与实际情况不符合，改变的条件应该是增大体系的压强，A错误；
B．反应在t0～t1时间段反应处于平衡状态；在t1时刻平衡正向移动，到t2时刻处于平衡状态，故在t2～t3时间段NH3的含量增大；在t3时刻后v逆＞v正，化学平衡逆向移动，使NH3的含量降低，至t4时反应又达到平衡状态，则t4～t5时间段NH3的含量比t2～t3时间段低；在t5时改变外界条件使正、逆反应速率都增大，且增大后相同，因此化学平衡不发生移动，则t5～t6时间段与t4～t5时间段相同，可见表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是t2～t3，B错误；
C.在温度为T℃时，将2a mol H2和a mol N2充入0.5 L密闭容器中，充分反应后N2的转化率为50%，则反应的N2是0.5a mol，反应H2的物质的量是1.5a mol，反应产生NH3的物质的量是a mol，平衡时N2有0.5a mol，H2有0.5a mol，NH3有a mol，则该温度时反应的平衡常数K=，C错误；
D．在t2～t3时间段，保持容器容积不变，充入一定量的惰性气体，容器内气体总压强增大，但反应混合气体中各组分在单位体积的物质的量不变，即各组成成分的浓度不变，因此N2的浓度也不变，D正确；
故合理选项是D。
13．D
解析：
A．由图甲可知，A项错误；
B．由图乙可知前3 min内消耗的，则，B项错误；
C．根据“三段式”法计算：
故氢气的平衡转化率为，C项错误；
D．平衡常数，D项正确；
故选：D。
14．C
解析：
由题干方程式可知，，，反应H2(g)＋SO2(g) O2(g)＋H2S(g)的平衡常数；
答案选C。
15．A
解析：
A．根据反应可知，时，反应达到平衡状态，由图象可知，B、D点时，反应达到平衡状态，继续加热，，即，平衡逆向移动，该反应的，A错误；
B．该反应的，到平衡后继续加热，平衡向逆反应方向移动，B正确；
C．由图象可知，B、D点时，反应达到平衡状态，C正确；
D．该反应是反应前后气体分子数不变的纯气体反应，改变压强平衡不移动，所以达到平衡后缩小容器容积，重新达到平衡后，的平衡转化率不变，D正确；
答案选A。
16．C
解析：
2NO2(g)2NO(g)+O2(g)为气体体积增大的可逆反应，该反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各组分的浓度、百分含量等不再变化，据此判断。
①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO，都是正反应速率，无法判断是否达到平衡状态，故①错误；
②化学反应速率与化学计量数成正比，则单位时间内NO2、NO、O2的物质的量浓度变化量之比为2︰2︰1，无法据此判断平衡状态，故②错误；
③该反应中只有二氧化氮有色，当混合气体的颜色不再改变时，表明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故③正确；
④该反应中气体总质量、容器容积为定值，则混合气体的密度始终不变，不能根据混合气体的密度判断平衡状态，故④错误；
⑤混合气体总质量为定值，而混合气体的物质的量为变量，则平均摩尔质量为变量，当混合气体的平均相对分子质量不再改变时，表明达到平衡状态，故⑤正确；
⑥混合体系中c(NO)保持不变，表明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故⑥正确；
根据分析可知，能够判断该反应达到化学平衡状态的有3个，故选：C。
17．A
解析：
A．根据表格数据可知：从0～10 min，△n(CH4)是在温度为T２时比温度为T１时多，说明后者的反应速率快。由于其它外界条件相同，温度越高，反应速率越快，因此说明温度：T2＞T1，A错误；
B．实验①中，0～20 min内，△n(CH4)=0.50 mol-0.25 mol=0.25 mol，容器的容积是1 L，所以v(CH4)=0.0125 mol·L-1·min-1，B正确；
C．实验②中，0～10 min内，△n(CH4)=0.50 mol-0.30 mol=0.20 mol，则△n(NO2)=2△n(CH4)=2×0.20 mol=0.40 mol，因此NO2的转化率为，C正确；
D．根据选项A分析可知温度：T2＞T1。温度越高，反应速率越快，达到平衡所需时间就越短。由表格数据可知实验①在40 min时已经达到平衡状态，则实验②达到平衡所需时间小于40 min，故在40 min时，实验②中反应已达平衡状态，D正确；
故合理选项是A。
18．B
解析：
A．两组压强相同的实验中，当NO的转化率相同时，温度高时需要时间长，因此降低温度，速率变快，A错误；
B．两组实验温度相同时，当NO的转化率相同时，压强大时需要时间短，因此减小压强，速率减慢，B正确；
C．从题中所给的数据无法判断当转化率达到98%时，反应是否已达到平衡状态，C错误；
D．容器体积未知，无法计算，D错误；
故选B。
19．C
解析：
A．温度越高越先达平衡状态，500℃先达平衡；而且正反应为吸热反应，温度升高，反应向正反应方向移动，平衡时C的质量分数增大，与图象不符合，故A错误；
B．升高温度，正、逆反应速率都增大，与图象不符合，故B错误；
C．反应物气体的计量数之和大于生成物，增大压强，平衡向化学计量数减小的方向移动，即反应朝正向移动，正反应速率大于逆反应速率，与图象不符合，故C正确；
D．相同温度下，增大压强，平衡正向移动，A的转化率增大；在相同压强下，升高温度，平衡正向移动，A的转化率增大，与图象不符合，故D错误；
答案选C。
20．B
解析：
A．提高的分压，相当于增大的浓度，可提高反应速率，A项正确；
B．的过程中被还原，B项错误；
C．由反应历程图可知，两个氮原子上的加氢过程分步进行，C项正确；
D．大量氨分子吸附在催化剂表面，使催化剂吸附的表面积变小，反应速率降低，D项正确。
故选B。
21．0.006 60% ad 减小 -24.9
解析：
(1)2.24 g Fe的物质的量为0.04 mol，则消耗0.06 mol CO，所以0~5 min内用CO的浓度变化表示的平均反应速率为；反应前后气体总物质的量5 min不变，则5 min时的体积分数；故答案为：0.006；60%；
(2)纯固体不能代入化学平衡常数表达式中，故；
a．只要反应未达平衡，固体质量就会一直变化，当固体质量不变时，反应达到平衡状态，a项正确；
b．反应前后气体的总物质的量始终不变，b项错误；
c．时，反应不一定达到平衡状态，c项错误；
d．说明正、逆反应速率相等，d项正确；
故答案为：；ad；
(3)①根据图象可知，随增大而增大，而温度越高，越小，则该反应的平衡常数随温度的升高而减小，故答案为：减小；
②设直线与纵轴交点的纵坐标是b，则，将M、N两点的坐标代入求得，则(或)，解得，故答案为：-24.9。
22．2N2H4(l)+N2O4(l) =3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1048.9 kJ/mol ＞ 减小 变深 ad 0.01 +120 kJ·mol-1
解析：
(1)已知：①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l) ΔH1=-19.5kJ·mol-1
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534.2kJ·mol-1
根据盖斯定律，将②×2-①得2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) H=2×(-534.2kJ/mol)-(-19.5kJ/mol)=-1048.9kJ/mol，故答案为：2N2H4(l)+N2O4(l) =3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1048.9 kJ/mol。
(2)①当温度升高时，气体颜色变深，说明升高温度平衡N2O4(g) 2NO2(g)正向移动，正反应为吸热反应，则反应的ΔH＞0，故答案为：＞。
②保持温度和体积不变向上述平衡体系中再充入一定量的N2O4，增大N2O4的浓度平衡正向移动，再次达到平衡时，NO2浓度增大，则混合气体的颜色变深；再充入一定量的N2O4，相当于增大压强，平衡逆向移动，再次达到平衡时，混合气体中NO2的体积分数减小，故答案为：减小，变深。
③建立平衡过程中，气体分子总物质的量增大，在恒压容器中，容器的体积变大，达到平衡时气体分子总物质的量不变，容器的体积不变；
a．混合气体的总质量始终不变，根据ρ=，建立平衡过程中，容器的体积变大，气体密度减小，达到平衡时容器的体积不变，气体密度不变，a符合题意；
b． H始终不变， H不变不能说明反应达到平衡状态，b不符合题意；
c．建立平衡的过程中，N2O4、NO2表示的正反应速率都逐渐减小，图中只有正反应速率，不能判断反应是否达到平衡状态，c不符合题意；
d．建立平衡的过程中，N2O4的转化率增大，达到平衡时N2O4的转化率不变，d符合题意；
答案选ad。
④0~3s内的平均反应速率v(NO2)==0.02mol/(L·s)，则0~3s内的平均反应速率v(N2O4)=v(NO2)=0.01mol/(L·s)，故答案为：0.01。
(3)反应CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)的 H=反应物的键能总和-生成物的键能总和=4×413kJ/mol+2×745kJ/mol-(2×1075kJ/mol+2×436kJ/mol)=+120kJ/mol，故答案为：+120kJ/mol。
23．-49.4kJ/mol 低温、高压 温度低于250 ℃时，温度升高CO2转化率增大，而甲醇选择性略微减小；温度高于250 ℃时，温度升高甲醇选择性降低 0.5MPa (MPa)-2 增大 增大
解析：
根据盖斯定律计算解答，并根据得到的反应(Ⅲ)的方程式，结合影响化学平衡的因素分析解答；根据图象结合二氧化碳的转化率和甲醇选择性分析解答；由初期阶段的速率方程为r=k×p(CO2)×p3(H2)×(1-Kp)，结合该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数Kp减小分析判断。
(1) (I)CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g) △H1=+40.9kJ/mol，(Ⅱ)CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g) △H2=-90.3kJ/mol，由盖斯定律可知，反应(I)+(Ⅱ)得到反应(Ⅲ) CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)，则△H3=△H1+△H2=(+40.9 kJ/mol)+(-90.3 kJ/mol)=-49.4kJ/mol，故答案为：-49.4kJ/mol；
(2)反应(Ⅲ) CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)，则△H3=-49.4kJ/mol，是气体体积减小的放热反应，降低温度和增大压强，平衡都向正反应方向移动，平衡转化率增大，故答案为：低温、高压；
(3)由图可知，当温度低于250℃时，升高温度，二氧化碳的转化率增大，甲醇选择性略有减小，但甲醇的产率增大；当温度高于250℃时，升高温度，二氧化碳的转化率增大，但甲醇选择性降低，甲醇的产率减小，由此可知，温度在250℃时，甲醇选择性有利于提高甲醇产率，故答案为：温度低于250℃时，温度升高CO2转化率增大，而甲醇选择性甲醇略微减小；温度高于250℃时，温度升高甲醇选择性降低；
(4)设起始氢气、二氧化碳和氮气的物质的量分别为3mol、1mol和1mol，由平衡时二氧化碳的转化率为50%可知，平衡时氢气的物质的量为(3mol-1mol×50%×3)=1.5mol、二氧化碳的物质的量为(1mol-1mol×50%)=0.5mol、氮气的物质的量为1mol、甲醇的物质的量为1mol×50%=0.5mol、水的物质的量为1mol×50%=0.5mol，则氢气、二氧化碳、甲醇和水的分压分别为×4MPa=1.5MPa、×4MPa=0.5MPa、×4MPa=0.5MPa、×4MPa=0.5MPa，则平衡常数Kp=== (MPa)-2，故答案为：0.5MPa；(MPa)-2；
(5)由初期阶段的速率方程为r=k×p(CO2)×p3(H2)×(1-Kp)可知，增加CO2压强，初期阶段的速率r增大；该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数Kp减小，p(CO2)、p(H2)、(1-Kp)都增大，则初期阶段的速率r增大，故答案为：增大；增大。
24．
（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
解析：
（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。
25．＞ ＜ 0.05mol/(L·s) 80％ 160 b
解析：
根据表格数据，甲容器中达到平衡时间短，反应的温度高，结合温度对平衡的影响和v=，利用三段式分析解答。
(1) 2NO(g) +2CO(g) N2+2CO2(g)，向甲、乙两个体积都为2.0L的恒容密闭容器中分别充入2mol CO和2 mol NO，分别在T1、T2温度下，经过一段时间后达到平衡，甲容器达到平衡需要的时间短，则反应速率快，说明反应温度T1＞T2；达到平衡状态时，乙中CO2的物质的量大于甲中CO2的物质的量，说明降低温度，平衡正向进行，则正反应为放热反应，△H＜0，故答案为：＞；＜；
(2)乙容器中，2~4s内N2的平均反应速率v(N2)=v(CO2)= ×=0.05mol L-1 s-1，故答案为：0.05mol L-1 s-1；
(3) 甲容器中，
NO平衡转化率=×100%=80%；容器的体积为2L，则平衡常数K==160，故答案为：80%；160；
（4）a．增大NO浓度，NO的转化率降低，故a不选；b．压缩容器体积，压强增大，反应速率加快，平衡正向移动，NO的转化率增大，故b选；c．移去部分N2，反应速率减慢，故c不选；d．改用高效催化剂，平衡不移动，NO的转化率不变，故d不选；故答案为：b。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)