【名师一号】2014-2015学年苏教版化学选修四：《专题2 化学反应速率与化学平衡》检测卷（含解析）
文档属性
| 名称 | 【名师一号】2014-2015学年苏教版化学选修四：《专题2 化学反应速率与化学平衡》检测卷（含解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 89.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2014-12-05 21:09:33 | ||
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文档简介
《专题2》检测卷
时间：90分钟 满分：100分
可能用到的相对原子质量：H 1 N 14 O 16 S 32 Cu 64 Ba 137
一、选择题(本题共16道小题，每小题3分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．在一定条件下，反应N2＋3H2??2NH3在2 L容器中进行，5 min内NH3的质量增加了1.7 g，则反应速率为( )
A．ν(H2)＝0.03 mol·L－1·min－1
B．ν(NH3)＝1.7 g·L－1·min－1
C．ν(N2)＝0.02 mol·L－1·min－1
D．ν(NH3)＝0.01 mol·L－1·min－1
解析 ν(NH3)＝＝0.01 mol·L－1·min－1，根据化学计量数与化学反应速率的关系可求出ν(H2)＝0.015 mol·L－1·min－1，ν(N2)＝0.005 mol·L－1·min－1。
答案 D
2．下列条件的变化是因为降低活化能，增加单位体积内反应物分子中活化分子的百分数而使反应速率加快的是( )
A．增大浓度 B．增大压强
C．升高温度 D．使用催化剂
解析 只有使用催化剂可以降低活化能，使更多反应物分子成为活化分子，从而增加单位体积内反应物分子中活化分子的百分数，加快反应速率。
答案 D
3．一定条件下，在密闭容器中能表示反应X(g)＋2Y(g)??2Z(g)一定达到平衡状态的是( )
①X、Y、Z的物质的量之比为1：2：2 ②X、Y、Z的浓度不再发生变化 ③容器中的压强不再发生变化 ④单位时间内生成n mol Z，同时生成2n mol Y
A．①② B．①④
C．②③ D．③④
解析 根据化学平衡状态的概念可知，可逆反应达到平衡时，正反应速率与逆反应速率相等，对于反应前后气体总体积不等的反应，其压强不再发生变化，则有关物质的浓度不再变化，但他们的物质的量之比不一定等于其化学计量数之比。
答案 C
4．在一定条件下，对于可逆反应X(g)＋3Y(g)??2Z(g)，若X、Y、Z起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，到达平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.08 mol·L－1，则下列判断不合理的是( )
A．c1?c2＝1?3
B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2?3
C．X和Y的转化率相等
D．c1的取值范围为0 mol·L－1解析 平衡时X、Y的浓度比为1?3，反应消耗X、Y的浓度比为1?3，故起始时c1?c2＝1?3，A项正确；平衡时ν正＝ν逆，故Y、Z的生成速率之比为3?2，B项错误；X、Y起始浓度c1?c2＝1?3，故X、Y的转化率相等，C项正确；如果该平衡从正反应方向开始建立，c1＝0.1 mol·L－1＋0.04 mol·L－1＝0.14 mol·L－1，如果该平衡从逆反应开始建立，c1＝0 mol·L－1，因c1、c2、c3均不为零，故0 mol·L－1答案 B
5．已知：C(s)＋CO2(g)??2CO(g) ΔH>0。该反应达到平衡后，下列条件有利于反应向正反应方向进行的是( )
A．升高温度和减小压强
B．降低温度和减小压强
C．降低温度和增大压强
D．升高温度和增大压强
解析 该反应的正反应吸热且气体分子数目增大，所以升高温度和减小压强有利于平衡正向移动。
答案 A
6．下列说法正确的是( )
A．ΔH>0、ΔS>0的反应一定不能自发进行
B．反应4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)的ΔH<0、ΔS>0
C．反应物分子有效碰撞次数增加则反应物的浓度一定增加
D．压强和浓度对反应速率的影响都是通过改变单位体积活化分子数从而影响有效碰撞次数来实现的
解析 ΔH>0、ΔS>0的反应能在高温下自发进行；B项中的ΔS<0；C项中有可能是升温或使用了催化剂。
答案 D
7．低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物，发生的化学反应为：
2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g)2N2(g)＋3H2O(g) ΔH<0
在恒容的密闭容器中，下列有关说法正确的是( )
A．平衡时，其他条件不变，升高温度可使该反应的平衡常数增大
B．平衡时，其他条件不变，增加NH3的浓度，废气中氮氧化物的转化率减小
C．单位时间内消耗NO和N2的物质的量比为1?2时，反应达到平衡
D．其他条件不变，使用高效催化剂，废气中氮氧化物的转化率增大
解析 该反应是放热反应，升温使该反应的平衡常数减小，A项错误；增加NH3的浓度，NO、NO2的转化率增大，B项错误；使用催化剂，化学平衡不移动，不能提高NO、NO2的转化率，D项错误。
答案 C
8．COCl2(g)??CO(g)＋Cl2(g) ΔH>0。当反应达到平衡时，下列措施：①升温 ②恒容通入惰性气体 ③增加CO的浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是( )
A．①②④ B．①④⑥
C．②③⑥ D．③⑤⑥
解析 该反应为吸热反应，升温则平衡正向移动，反应物转化率提高，①正确；恒容时，通入惰性气体，反应物与生成物浓度不变，平衡不移动，②错；增加CO浓度，平衡逆向移动，反应物转化率降低，③错；该反应正反应为气体分子数增大的反应，减压时平衡向正反应方向移动，反应物转化率提高，④正确；催化剂只能改变反应速率，不能改变平衡状态，⑤错；恒压时，通入惰性气体，容器体积增大，反应物与生成物浓度降低，平衡向气体分子数增大的方向移动，即向正反应方向移动，反应物转化率提高，⑥正确。
答案 B
9．高温下，某反应达平衡，平衡常数K＝，恒容时，温度升高，H2浓度减小。下列说法正确的是( )
A．该反应的焓变为正值
B．恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小
C．升高温度，逆反应速率减小
D．该反应化学方程式为CO＋H2O===CO2＋H2
解析 B项中由于反应前后气体体积不发生变化，因此，压强改变平衡不发生移动，B项错误；温度升高，正、逆反应的反应速率都增大，C项错误；根据平衡常数表达式，可以确定题给反应为：CO2＋H2??CO＋H2O(g)，D项错误。
答案 A
10．X、Y、Z三种气体，取X和Y按1：1的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：X＋2Y??2Z，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3?2，则Y的转化率最接近于( )
A．33% B．40%
C．50% D．67%
解析 由已知：X ＋ 2Y??2Z
起始： 1 1 0
转化： a 2a 2a
平衡： 1－a 1－2a 2a
根据题意有：＝，a＝，Y的转化率最接近67%。
答案 D
11．25 ℃时，在含有Pb2＋、Sn2＋的某溶液中，加入过量金属锡(Sn)，发生反应：
Sn(s)＋Pb2＋(aq)??Sn2＋(aq)＋Pb(s)
体系中c(Pb2＋)和c(Sn2＋)变化关系如图所示。
下列判断正确的是( )
A．往平衡体系中加入金属铅后，c(Pb2＋)增大
B．往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后，c(Pb2＋)变小
C．升高温度，平衡体系中c(Pb2＋)增大，说明该反应ΔH>0
D．25 ℃时，该反应的平衡常数K＝2.2
解析 由于铅是固体状态，往平衡体系中加入金属铅后，平衡不移动，c(Pb2＋)不变；往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后，增大c(Sn2＋)，平衡逆向移动，c(Pb2＋)变大；升高温度，平衡体系中c(Pb2＋)增大，可知平衡逆向移动了，说明该反应是放热反应，ΔH<0；25 ℃时，该反应的平衡常数K＝＝＝2.2，故D项正确。
答案 D
12．某温度下，H2(g)＋CO2(g)??H2O(g)＋CO(g)的平衡常数K＝。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入H2(g)和CO2(g)，其起始浓度如下表所示。
起始浓度
甲
乙
丙
c(H2)(mol·L－1)
0.010
0.020
0.020
c(CO2)(mol·L－1)
0.010
0.010
0.020
下列判断不正确的是( )
A．平衡时，乙中CO2的转化率大于60%
B．平衡时，甲中和丙中H2的转化率均是60%
C．平衡时，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.012 mol·L－1
D．反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢
解析 设平衡时甲中CO2的转化浓度为x mol·L－1，则平衡时H2、CO2、H2O、CO的浓度分别为(0.01－x)mol·L－1、(0.01－x)mol·L－1、x mol·L－1、x mol·L－1，根据平衡常数K＝＝，解得x＝0.006，则甲中H2和CO2的转化率均为×100%＝60%，由于乙相对于甲增大了c(H2)，因此CO2的转化率增大，A项正确；设平衡时丙中H2的转化浓度为y mol·L－1，则平衡时H2、CO2、H2O、CO的浓度分别为(0.02－y)mol·L－1、(0.02－y)mol·L－1、y mol·L－1、y mol·L－1，根据平衡常数K＝＝，解得y＝0.012，则丙中H2和CO2的转化率均为×100%＝60%，B项正确；平衡时甲中c(CO2)＝0.01－0.006＝0.004(mol·L－1)，丙中c(CO2)＝0.02－0.012＝0.008 (mol·L－1)，C项错误；反应开始时，丙中反应物浓度最大，反应速率最快，甲中反应物浓度最小，反应速率最慢，D项正确。
答案 C
13．I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)??I(aq)，某I2、KI混合溶液中I的物质的量浓度c(I)与温度T的关系如图所示，(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法正确的是( )
A．反应：I2(aq)＋I－(aq)??I(aq)的ΔH>0
B．若温度为T1、T2，反应平衡常数分别为K1、K2，则K1C．若反应进行到状态D时，一定有ν正>ν逆
D．状态A与状态B比较，状态A的c(I2)大
解析 由温度升高，c(I)降低，所以该反应的正反应为放热反应，ΔH<0，A项错误；温度升高，平衡左移，则平衡常数K减小，故K2ν逆，C项正确；温度升高，平衡左移，所以状态B的c(I2)大，D项不正确。
答案 C
14．反应aM(g)＋bN(g)??cP(g)＋dQ(g)达到平衡时，M的体积分数y(M)与反应条件的关系如图所示。其中z表示反应开始时N的物质的量与M的物质的量之比。下列说法正确的是( )
A．同温同压同z时，加入催化剂，平衡时Q的体积分数增加
B．同压同z时，升高温度，平衡时Q的体积分数增加
C．同温同z时，增加压强，平衡时Q的体积分数增加
D．同温同压时，增加z，平衡时Q的体积分数增加
解析 可逆反应中，催化剂只能改变化学反应速率，A项错；由两个图象可知，M的体积分数随着温度升高而降低，即温度升高，平衡正向移动，故平衡时生成物Q的体积分数增加，B项正确；同为650 ℃、z＝2.0，压强为1.4 MPa时，y(M)＝30%，而压强为2.1 MPa时，y(M)＝35%，即增大压强，平衡逆向移动，故平衡时Q的体积分数减小，C项错；由图象可知，同温、同压时，若N的物质的量增加，而M的物质的量不变，则尽管z越大，y(M)减小，平衡正向移动，但Q增加的物质的量远小于加入的N的物质的量，此时Q的体积分数减小，D项错。
答案 B
15．在一个固定容积的密闭容器中充入2 mol A和1 mol B，发生反应：2A(g)＋B(g)??xC(g)，达到平衡后，C的体积分数为w%。若维持容器体积和温度不变，将0.6 mol A、0.3 mol B和1.4 mol C充入该容器中，达平衡后，C的体积分数也为w%，则x值为( )
A．只能为2
B．只能为3
C．可能是2，也可能是3
D．无法确定
解析 此题为等效平衡的题目。如果x＝2，将1.4 mol C折算为1.4 mol A和0.7 mol B，相当于起始加入2 mol A和1 mol B，此平衡与原平衡等效；如果x＝3，起始投料nA?nB＝?＝2?1，则此平衡与原平衡等效。
答案 C
16．在体积恒定的密闭容器中，一定量的SO2与1.100 mol O2在催化剂作用下加热到600 ℃发生反应：2SO2＋O22SO3 ΔH<0。当气体的物质的量减少0.315 mol时反应达到平衡，在相同温度下测得气体压强为反应前的82.5%。下列有关叙述正确的是( )
A．当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时反应达到平衡
B．降低温度，正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度大
C．将平衡混合气体通入过量BaCl2溶液中，得到沉淀的质量为161.980 g
D．达到平衡时，SO2的转化率为90%
解析 SO3的生成速率与SO2的消耗速率都是正反应速率，两者相等时不能作为反应达到平衡的标志，A项错误；降低温度，逆反应(吸热反应)的化学反应速率下降的程度更大，B项错误；根据化学方程式可知，当气体的物质的量减少0.315 mol时，消耗O2的物质的量为0.315 mol，消耗SO2的物质的量和生成SO3的物质的量均为：2×0.315 mol＝0.63 mol，混合气体中，只有SO3能与BaCl2溶液反应，m(BaSO4)＝233 g·mol－1×0.63 mol＝146.79 g，C项错误；气体的压强之比等于气体的物质的量之比，设反应开始时，n(SO2)＝x mol，则×100%＝82.5%，得x＝0.7 mol，达到平衡时，SO2的转化率为×100%＝90%，D项正确。
答案 D
二、非选择题(本题包括6道题，共52分)
17．(8分)如图，①、②、③分别表示在不同条件下可逆反应：A(g)＋B(g)??xC(g)的生成物C在反应混合物中的百分含量(C%)和反应时间(t)的关系。
请根据图象回答下列问题：
(1)若图①中两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂的情况，则________曲线表示无催化剂时的情况(填字母，下同)。
(2)若图②表示反应达到平衡后分别在恒温恒压条件下和恒温恒容条件下向平衡混合气体中充入惰性气体后的情况，则________曲线表示恒温恒容的情况。
(3)根据图③可以判断该可逆反应的正反应是________热反应(填“吸”或“放”)，计量数x的值________(填取值范围)；判断的依据分别是____________________________________________________
_________________________________________________________。
解析 (3)利用压强相等判断温度对平衡的影响；利用温度相等判断压强对平衡的影响。压强相同时，温度升高，C%增加，说明平衡正向移动，正反应是吸热反应。
答案 (1)b
(2)a
(3)吸 大于2(或>2或≥3)
压强不变，升高温度，C%增大，说明平衡向正反应方向移动，故正反应为吸热反应；保持温度不变，增大压强，C%减小，说明平衡向逆反应方向移动，故x>1＋1＝2
18．(8分)在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：
t ℃
700
800
830
1 000
1 200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题：
(1)该反应化学平衡常数的表达式：K＝___________________。
(2)该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)能判断是否达到平衡状态的依据是________。
A．容器中压强不变
B．混合气体中c(CO)不变
C．ν正(H2)＝ν逆(H2O)
D．c(CO2)＝c(CO)
(4)某温度下，平衡浓度符合下式c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，试判断此时温度为________。
解析 (1)该反应化学平衡常数
K＝。
(2)由表中数据可知，温度升温，K值增大，说明温度升高，平衡正向移动，该反应为吸热反应。
(3)该反应前后气体体积不变，故AD不能作为平衡的判据，B、C正确。
(4)中该温度下K＝＝1，温度为830 ℃。
答案 (1)
(2)吸热
(3)BC
(4)830 ℃
19．(8分)有A、B两容器(如图所示)，A容积固定，B容积可变。一定温度下，在A中加2 mol N2、3 mol H2，发生反应：N2＋3H2??2NH3，达平衡时生成NH3的物质的量为n。
(1)相同温度下，在B中充入4 mol N2、6 mol H2，当B的压强与A的压强相等，B中反应达平衡时，生成NH3的物质的量________2n(填“>”“<”或“＝”，下同)；当B的容积与A的容积相等，B中反应达平衡时，生成NH3的物质的量________2n。
(2)相同温度下，保持B的容积为A的一半，并加入1 mol NH3，要使B中反应达平衡时各物质的浓度分别与上述A容器中平衡时相同，则起始时应加入________mol N2和________mol H2。
解析 (1)在同温同压下分别在A、B中进行合成氨反应，因A、B中起始反应物都为N2和H2，且物质的量比值为2?3，所以建立了相同的平衡状态。因B中反应物的用量是A的2倍，故B中生成NH3的物质的量为2n。在同温同容下分别在A、B中进行合成NH3的反应，二者不能建立相同的平衡状态，将第一问中B压缩至与A等体积即可。压缩体积，压强增大，故B中的化学平衡向正反应方向移动，生成NH3的物质的量必定大于2n。
(2)依题意为在同温同压下建立相同平衡状态，B的体积为A的一半，故B中加入起始反应物为A中的一半，将1 mol NH3折算为N20.5 mol、H2 1.5 mol，与原起始状态相比(1 mol N2、1.5 mol H2)，需再加入N20.5 mol，不必再加H2。
答案 (1)＝ >
(2)0.5 0
20．(10分)在450 ℃并有催化剂存在下，于一容积恒定的密闭容器内进行下列反应：
2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g) ΔH＝－190 kJ·mol－1
(1)该反应500 ℃时的平衡常数________450 ℃时的平衡常数(填“>”、“<”或“＝”)。
(2)450 ℃时，在一2 L密闭容器中，将二氧化硫和氧化混合，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图，反应处于平衡状态的时间是________________。
(3)据图判断，反应进行至20 min时，曲线发生变化的原因是__________________(用文字表达)，10 min到15 min的曲线变化的原因可能是________(填字母)。
A．加了催化剂
B．缩小容器体积
C．降低温度
D．增加SO3物质的量
(4)欲提高SO2的转化率，下列措施可行的是________。(填字母)
a．向装置中再充入N2
b．向装置中再充入O2
c．改变反应的催化剂
d．升高温度
(5)利用图中数据计算450 ℃时反应进行至15 min时，SO2的平衡转化率为：________。
(6)450 ℃时，另一2 L容积不变的密闭容器中，测得某时刻各物质的量如下：
n(SO2)＝0.4 mol，n(O2)＝0.2 mol，n(SO3)＝0.8 mol，则此时该反应向________进行(填“正反应方向”“逆反应方向”或“处于平衡状态”)。
解析 (1)该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小。
(2)平衡状态为各物质的浓度保持不变的状态，所以15～20 min和25～30 min这两个时间段，该反应处于平衡状态。
(3)20 min时O2的浓度从0.08 mol变成0.12 mol，而SO2、SO3的浓度未变，所以曲线变化的原因是增大了O2的浓度；观察10～15 min的曲线，可知：SO2、O2的物质的量继续减小，SO3的物质的量继续增加，但反应速率明显加快了，可能使用了催化剂，也可能缩小了容器的体积。
(4)欲提高SO2的转化率，应使平衡正向移动。
(5)φ(SO2)＝×100%＝20%。
(6)450 ℃时，该反应的平衡常数为：K＝＝＝1.56，而此时各物质的浓度商为：Qc＝＝＝40>K，所以该反应此时向逆反应方向进行。
答案 (1)< (2)15～20 min和25～30 min (3)增大O2浓度(或通入O2) AB (4)b (5)20% (6)逆反应方向
21．(10分)某化学反应2A(g)??B(g)＋D(g)在四种不同条件下进行，B、D起始浓度为0，反应物A的浓度(mol·L－1)随反应时间(min)的变化情况如下表所示。
实验序号
时间浓度温度
0
10
20
30
40
50
60
1
800°C
1.0
0.80
0.67
0.57
0.50
0.50
0.50
2
800°C
c2
0.60
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
3
800°C
c3
0.92
0.75
0.63
0.60
0.60
0.60
4
820°C
1.0
0.40
0.25
0.20
0.20
0.20
0.20
根据上述数据，完成下列空白：
(1)在实验1中，反应在10 min～20 min内平均反应速率为________mol·L－1·min－1。
(2)在实验2中，A的初始浓度c2＝________mol·L－1，反应经20 min就达到平衡状态，可推测实验2中还隐含的条件是______________________。
(3)设实验3的反应速率为ν3，实验1的反应速率为ν1，则ν3________ν1(填“>”“＝”或“<”)，且c3________1.0 mol·L－1(填“>”“＝”或“<”)。
(4)比较实验4和实验1，可推测该反应是________(填“吸热”“放热”)反应；理由是______________________________________。
解析 (1)在实验1中，反应在10至20分钟时间内平均速率为(0.80 mol·L－1－0.67 mol·L－1)÷(20－10) min＝0.013 mol·L－1·min－1。
(2)在实验2中，因为与实验1达到相同的平衡状态，所以与实验1的起始浓度相同。A为1.0 mol·L－1，但达到平衡所需时间减少，即反应速率增大，可推测发生这种变化的外界条件为使用催化剂。
(3)在实验3中，反应在10至20分钟时间内平均速率为(0.92 mol·L－1－0.75 mol·L－1)÷(20－10)min＝0.017 mol·L－1·min－1，A的起始浓度大于0.92 mol·L－1＋0.017 mol·L－1·min－1×10 min＝1.09 mol·L－1，所以：ν3>ν1，c3>1.0 mol·L－1。
(4)比较实验4和实验1，可知升高温度后，反应物A的平衡浓度减小，平衡向右移动，正反应是吸热反应。
答案 (1)0.013
(2)1.0 使用了催化剂
(3)> >
(4)吸热 温度升高时，平衡向右移动
22．(8分)
(1)已知：2NO2(g)??N2O4(g) ΔH＝－57.20 kJ·mol－1。一定温度下，在密闭容器中反应 2NO2(g)??N2O4(g)达到平衡。
其他条件不变时，下列措施能提高NO2的转化率的是________(填字母)。
A．减小NO2的浓度 B．降低温度
C．增加NO2的浓度 D．升高温度
(2)17 ℃、1.01×105Pa，密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时，c(NO2)＝0.030 0 mol·L－1、c(N2O4)＝0.012 0 mol·L－1。计算反应2NO2(g)??N2O4(g)的平衡常数K。
(3)现用一定量的Cu与足量的浓HNO3反应，制得1.00 L已达到平衡的N2O4和NO2的混合气体(17 ℃、1.01×105Pa)，理论上至少需消耗Cu多少克？
解析 (1)A项，减小NO2的浓度，平衡左移，NO2转化率降低；B项，降温，化学平衡正向移动，NO2转化率增大；C项，增加NO2的浓度，相当于加压，化学平衡正向移动，NO2转化率增大；D项，升温，平衡逆向移动，NO2转化率降低。
答案 (1)BC
(2)根据题意知平衡时：
c(N2O4)＝0.012 0 mol·L－1；
c(NO2)＝0.030 0 mol·L－1
K＝＝＝13.3
答：平衡常数为13.3
(3)由②可知，在17 ℃、1.01×105Pa达到平衡时，1.00 L混合气体中：
n(N2O4)＝c(N2O4)×V＝0.012 0 mol·L－1×1.00 L＝0.012 0 mol
n(NO2)＝c(NO2)×V＝0.030 0 mol·L－1×1.00 L＝0.030 0 mol
则n总(NO2)＝n(NO2)＋2×n(N2O4)＝0.054 0 mol
由Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O可得
m(Cu)＝×64 g·mol－1＝1.73 g
答：理论上至少需消耗Cu 1.73 g
时间：90分钟 满分：100分
可能用到的相对原子质量：H 1 N 14 O 16 S 32 Cu 64 Ba 137
一、选择题(本题共16道小题，每小题3分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．在一定条件下，反应N2＋3H2??2NH3在2 L容器中进行，5 min内NH3的质量增加了1.7 g，则反应速率为( )
A．ν(H2)＝0.03 mol·L－1·min－1
B．ν(NH3)＝1.7 g·L－1·min－1
C．ν(N2)＝0.02 mol·L－1·min－1
D．ν(NH3)＝0.01 mol·L－1·min－1
解析 ν(NH3)＝＝0.01 mol·L－1·min－1，根据化学计量数与化学反应速率的关系可求出ν(H2)＝0.015 mol·L－1·min－1，ν(N2)＝0.005 mol·L－1·min－1。
答案 D
2．下列条件的变化是因为降低活化能，增加单位体积内反应物分子中活化分子的百分数而使反应速率加快的是( )
A．增大浓度 B．增大压强
C．升高温度 D．使用催化剂
解析 只有使用催化剂可以降低活化能，使更多反应物分子成为活化分子，从而增加单位体积内反应物分子中活化分子的百分数，加快反应速率。
答案 D
3．一定条件下，在密闭容器中能表示反应X(g)＋2Y(g)??2Z(g)一定达到平衡状态的是( )
①X、Y、Z的物质的量之比为1：2：2 ②X、Y、Z的浓度不再发生变化 ③容器中的压强不再发生变化 ④单位时间内生成n mol Z，同时生成2n mol Y
A．①② B．①④
C．②③ D．③④
解析 根据化学平衡状态的概念可知，可逆反应达到平衡时，正反应速率与逆反应速率相等，对于反应前后气体总体积不等的反应，其压强不再发生变化，则有关物质的浓度不再变化，但他们的物质的量之比不一定等于其化学计量数之比。
答案 C
4．在一定条件下，对于可逆反应X(g)＋3Y(g)??2Z(g)，若X、Y、Z起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，到达平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.08 mol·L－1，则下列判断不合理的是( )
A．c1?c2＝1?3
B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2?3
C．X和Y的转化率相等
D．c1的取值范围为0 mol·L－1
5．已知：C(s)＋CO2(g)??2CO(g) ΔH>0。该反应达到平衡后，下列条件有利于反应向正反应方向进行的是( )
A．升高温度和减小压强
B．降低温度和减小压强
C．降低温度和增大压强
D．升高温度和增大压强
解析 该反应的正反应吸热且气体分子数目增大，所以升高温度和减小压强有利于平衡正向移动。
答案 A
6．下列说法正确的是( )
A．ΔH>0、ΔS>0的反应一定不能自发进行
B．反应4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)的ΔH<0、ΔS>0
C．反应物分子有效碰撞次数增加则反应物的浓度一定增加
D．压强和浓度对反应速率的影响都是通过改变单位体积活化分子数从而影响有效碰撞次数来实现的
解析 ΔH>0、ΔS>0的反应能在高温下自发进行；B项中的ΔS<0；C项中有可能是升温或使用了催化剂。
答案 D
7．低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物，发生的化学反应为：
2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g)2N2(g)＋3H2O(g) ΔH<0
在恒容的密闭容器中，下列有关说法正确的是( )
A．平衡时，其他条件不变，升高温度可使该反应的平衡常数增大
B．平衡时，其他条件不变，增加NH3的浓度，废气中氮氧化物的转化率减小
C．单位时间内消耗NO和N2的物质的量比为1?2时，反应达到平衡
D．其他条件不变，使用高效催化剂，废气中氮氧化物的转化率增大
解析 该反应是放热反应，升温使该反应的平衡常数减小，A项错误；增加NH3的浓度，NO、NO2的转化率增大，B项错误；使用催化剂，化学平衡不移动，不能提高NO、NO2的转化率，D项错误。
答案 C
8．COCl2(g)??CO(g)＋Cl2(g) ΔH>0。当反应达到平衡时，下列措施：①升温 ②恒容通入惰性气体 ③增加CO的浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是( )
A．①②④ B．①④⑥
C．②③⑥ D．③⑤⑥
解析 该反应为吸热反应，升温则平衡正向移动，反应物转化率提高，①正确；恒容时，通入惰性气体，反应物与生成物浓度不变，平衡不移动，②错；增加CO浓度，平衡逆向移动，反应物转化率降低，③错；该反应正反应为气体分子数增大的反应，减压时平衡向正反应方向移动，反应物转化率提高，④正确；催化剂只能改变反应速率，不能改变平衡状态，⑤错；恒压时，通入惰性气体，容器体积增大，反应物与生成物浓度降低，平衡向气体分子数增大的方向移动，即向正反应方向移动，反应物转化率提高，⑥正确。
答案 B
9．高温下，某反应达平衡，平衡常数K＝，恒容时，温度升高，H2浓度减小。下列说法正确的是( )
A．该反应的焓变为正值
B．恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小
C．升高温度，逆反应速率减小
D．该反应化学方程式为CO＋H2O===CO2＋H2
解析 B项中由于反应前后气体体积不发生变化，因此，压强改变平衡不发生移动，B项错误；温度升高，正、逆反应的反应速率都增大，C项错误；根据平衡常数表达式，可以确定题给反应为：CO2＋H2??CO＋H2O(g)，D项错误。
答案 A
10．X、Y、Z三种气体，取X和Y按1：1的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：X＋2Y??2Z，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3?2，则Y的转化率最接近于( )
A．33% B．40%
C．50% D．67%
解析 由已知：X ＋ 2Y??2Z
起始： 1 1 0
转化： a 2a 2a
平衡： 1－a 1－2a 2a
根据题意有：＝，a＝，Y的转化率最接近67%。
答案 D
11．25 ℃时，在含有Pb2＋、Sn2＋的某溶液中，加入过量金属锡(Sn)，发生反应：
Sn(s)＋Pb2＋(aq)??Sn2＋(aq)＋Pb(s)
体系中c(Pb2＋)和c(Sn2＋)变化关系如图所示。
下列判断正确的是( )
A．往平衡体系中加入金属铅后，c(Pb2＋)增大
B．往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后，c(Pb2＋)变小
C．升高温度，平衡体系中c(Pb2＋)增大，说明该反应ΔH>0
D．25 ℃时，该反应的平衡常数K＝2.2
解析 由于铅是固体状态，往平衡体系中加入金属铅后，平衡不移动，c(Pb2＋)不变；往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后，增大c(Sn2＋)，平衡逆向移动，c(Pb2＋)变大；升高温度，平衡体系中c(Pb2＋)增大，可知平衡逆向移动了，说明该反应是放热反应，ΔH<0；25 ℃时，该反应的平衡常数K＝＝＝2.2，故D项正确。
答案 D
12．某温度下，H2(g)＋CO2(g)??H2O(g)＋CO(g)的平衡常数K＝。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入H2(g)和CO2(g)，其起始浓度如下表所示。
起始浓度
甲
乙
丙
c(H2)(mol·L－1)
0.010
0.020
0.020
c(CO2)(mol·L－1)
0.010
0.010
0.020
下列判断不正确的是( )
A．平衡时，乙中CO2的转化率大于60%
B．平衡时，甲中和丙中H2的转化率均是60%
C．平衡时，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.012 mol·L－1
D．反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢
解析 设平衡时甲中CO2的转化浓度为x mol·L－1，则平衡时H2、CO2、H2O、CO的浓度分别为(0.01－x)mol·L－1、(0.01－x)mol·L－1、x mol·L－1、x mol·L－1，根据平衡常数K＝＝，解得x＝0.006，则甲中H2和CO2的转化率均为×100%＝60%，由于乙相对于甲增大了c(H2)，因此CO2的转化率增大，A项正确；设平衡时丙中H2的转化浓度为y mol·L－1，则平衡时H2、CO2、H2O、CO的浓度分别为(0.02－y)mol·L－1、(0.02－y)mol·L－1、y mol·L－1、y mol·L－1，根据平衡常数K＝＝，解得y＝0.012，则丙中H2和CO2的转化率均为×100%＝60%，B项正确；平衡时甲中c(CO2)＝0.01－0.006＝0.004(mol·L－1)，丙中c(CO2)＝0.02－0.012＝0.008 (mol·L－1)，C项错误；反应开始时，丙中反应物浓度最大，反应速率最快，甲中反应物浓度最小，反应速率最慢，D项正确。
答案 C
13．I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)??I(aq)，某I2、KI混合溶液中I的物质的量浓度c(I)与温度T的关系如图所示，(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法正确的是( )
A．反应：I2(aq)＋I－(aq)??I(aq)的ΔH>0
B．若温度为T1、T2，反应平衡常数分别为K1、K2，则K1
D．状态A与状态B比较，状态A的c(I2)大
解析 由温度升高，c(I)降低，所以该反应的正反应为放热反应，ΔH<0，A项错误；温度升高，平衡左移，则平衡常数K减小，故K2
答案 C
14．反应aM(g)＋bN(g)??cP(g)＋dQ(g)达到平衡时，M的体积分数y(M)与反应条件的关系如图所示。其中z表示反应开始时N的物质的量与M的物质的量之比。下列说法正确的是( )
A．同温同压同z时，加入催化剂，平衡时Q的体积分数增加
B．同压同z时，升高温度，平衡时Q的体积分数增加
C．同温同z时，增加压强，平衡时Q的体积分数增加
D．同温同压时，增加z，平衡时Q的体积分数增加
解析 可逆反应中，催化剂只能改变化学反应速率，A项错；由两个图象可知，M的体积分数随着温度升高而降低，即温度升高，平衡正向移动，故平衡时生成物Q的体积分数增加，B项正确；同为650 ℃、z＝2.0，压强为1.4 MPa时，y(M)＝30%，而压强为2.1 MPa时，y(M)＝35%，即增大压强，平衡逆向移动，故平衡时Q的体积分数减小，C项错；由图象可知，同温、同压时，若N的物质的量增加，而M的物质的量不变，则尽管z越大，y(M)减小，平衡正向移动，但Q增加的物质的量远小于加入的N的物质的量，此时Q的体积分数减小，D项错。
答案 B
15．在一个固定容积的密闭容器中充入2 mol A和1 mol B，发生反应：2A(g)＋B(g)??xC(g)，达到平衡后，C的体积分数为w%。若维持容器体积和温度不变，将0.6 mol A、0.3 mol B和1.4 mol C充入该容器中，达平衡后，C的体积分数也为w%，则x值为( )
A．只能为2
B．只能为3
C．可能是2，也可能是3
D．无法确定
解析 此题为等效平衡的题目。如果x＝2，将1.4 mol C折算为1.4 mol A和0.7 mol B，相当于起始加入2 mol A和1 mol B，此平衡与原平衡等效；如果x＝3，起始投料nA?nB＝?＝2?1，则此平衡与原平衡等效。
答案 C
16．在体积恒定的密闭容器中，一定量的SO2与1.100 mol O2在催化剂作用下加热到600 ℃发生反应：2SO2＋O22SO3 ΔH<0。当气体的物质的量减少0.315 mol时反应达到平衡，在相同温度下测得气体压强为反应前的82.5%。下列有关叙述正确的是( )
A．当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时反应达到平衡
B．降低温度，正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度大
C．将平衡混合气体通入过量BaCl2溶液中，得到沉淀的质量为161.980 g
D．达到平衡时，SO2的转化率为90%
解析 SO3的生成速率与SO2的消耗速率都是正反应速率，两者相等时不能作为反应达到平衡的标志，A项错误；降低温度，逆反应(吸热反应)的化学反应速率下降的程度更大，B项错误；根据化学方程式可知，当气体的物质的量减少0.315 mol时，消耗O2的物质的量为0.315 mol，消耗SO2的物质的量和生成SO3的物质的量均为：2×0.315 mol＝0.63 mol，混合气体中，只有SO3能与BaCl2溶液反应，m(BaSO4)＝233 g·mol－1×0.63 mol＝146.79 g，C项错误；气体的压强之比等于气体的物质的量之比，设反应开始时，n(SO2)＝x mol，则×100%＝82.5%，得x＝0.7 mol，达到平衡时，SO2的转化率为×100%＝90%，D项正确。
答案 D
二、非选择题(本题包括6道题，共52分)
17．(8分)如图，①、②、③分别表示在不同条件下可逆反应：A(g)＋B(g)??xC(g)的生成物C在反应混合物中的百分含量(C%)和反应时间(t)的关系。
请根据图象回答下列问题：
(1)若图①中两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂的情况，则________曲线表示无催化剂时的情况(填字母，下同)。
(2)若图②表示反应达到平衡后分别在恒温恒压条件下和恒温恒容条件下向平衡混合气体中充入惰性气体后的情况，则________曲线表示恒温恒容的情况。
(3)根据图③可以判断该可逆反应的正反应是________热反应(填“吸”或“放”)，计量数x的值________(填取值范围)；判断的依据分别是____________________________________________________
_________________________________________________________。
解析 (3)利用压强相等判断温度对平衡的影响；利用温度相等判断压强对平衡的影响。压强相同时，温度升高，C%增加，说明平衡正向移动，正反应是吸热反应。
答案 (1)b
(2)a
(3)吸 大于2(或>2或≥3)
压强不变，升高温度，C%增大，说明平衡向正反应方向移动，故正反应为吸热反应；保持温度不变，增大压强，C%减小，说明平衡向逆反应方向移动，故x>1＋1＝2
18．(8分)在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：
t ℃
700
800
830
1 000
1 200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题：
(1)该反应化学平衡常数的表达式：K＝___________________。
(2)该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)能判断是否达到平衡状态的依据是________。
A．容器中压强不变
B．混合气体中c(CO)不变
C．ν正(H2)＝ν逆(H2O)
D．c(CO2)＝c(CO)
(4)某温度下，平衡浓度符合下式c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，试判断此时温度为________。
解析 (1)该反应化学平衡常数
K＝。
(2)由表中数据可知，温度升温，K值增大，说明温度升高，平衡正向移动，该反应为吸热反应。
(3)该反应前后气体体积不变，故AD不能作为平衡的判据，B、C正确。
(4)中该温度下K＝＝1，温度为830 ℃。
答案 (1)
(2)吸热
(3)BC
(4)830 ℃
19．(8分)有A、B两容器(如图所示)，A容积固定，B容积可变。一定温度下，在A中加2 mol N2、3 mol H2，发生反应：N2＋3H2??2NH3，达平衡时生成NH3的物质的量为n。
(1)相同温度下，在B中充入4 mol N2、6 mol H2，当B的压强与A的压强相等，B中反应达平衡时，生成NH3的物质的量________2n(填“>”“<”或“＝”，下同)；当B的容积与A的容积相等，B中反应达平衡时，生成NH3的物质的量________2n。
(2)相同温度下，保持B的容积为A的一半，并加入1 mol NH3，要使B中反应达平衡时各物质的浓度分别与上述A容器中平衡时相同，则起始时应加入________mol N2和________mol H2。
解析 (1)在同温同压下分别在A、B中进行合成氨反应，因A、B中起始反应物都为N2和H2，且物质的量比值为2?3，所以建立了相同的平衡状态。因B中反应物的用量是A的2倍，故B中生成NH3的物质的量为2n。在同温同容下分别在A、B中进行合成NH3的反应，二者不能建立相同的平衡状态，将第一问中B压缩至与A等体积即可。压缩体积，压强增大，故B中的化学平衡向正反应方向移动，生成NH3的物质的量必定大于2n。
(2)依题意为在同温同压下建立相同平衡状态，B的体积为A的一半，故B中加入起始反应物为A中的一半，将1 mol NH3折算为N20.5 mol、H2 1.5 mol，与原起始状态相比(1 mol N2、1.5 mol H2)，需再加入N20.5 mol，不必再加H2。
答案 (1)＝ >
(2)0.5 0
20．(10分)在450 ℃并有催化剂存在下，于一容积恒定的密闭容器内进行下列反应：
2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g) ΔH＝－190 kJ·mol－1
(1)该反应500 ℃时的平衡常数________450 ℃时的平衡常数(填“>”、“<”或“＝”)。
(2)450 ℃时，在一2 L密闭容器中，将二氧化硫和氧化混合，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图，反应处于平衡状态的时间是________________。
(3)据图判断，反应进行至20 min时，曲线发生变化的原因是__________________(用文字表达)，10 min到15 min的曲线变化的原因可能是________(填字母)。
A．加了催化剂
B．缩小容器体积
C．降低温度
D．增加SO3物质的量
(4)欲提高SO2的转化率，下列措施可行的是________。(填字母)
a．向装置中再充入N2
b．向装置中再充入O2
c．改变反应的催化剂
d．升高温度
(5)利用图中数据计算450 ℃时反应进行至15 min时，SO2的平衡转化率为：________。
(6)450 ℃时，另一2 L容积不变的密闭容器中，测得某时刻各物质的量如下：
n(SO2)＝0.4 mol，n(O2)＝0.2 mol，n(SO3)＝0.8 mol，则此时该反应向________进行(填“正反应方向”“逆反应方向”或“处于平衡状态”)。
解析 (1)该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小。
(2)平衡状态为各物质的浓度保持不变的状态，所以15～20 min和25～30 min这两个时间段，该反应处于平衡状态。
(3)20 min时O2的浓度从0.08 mol变成0.12 mol，而SO2、SO3的浓度未变，所以曲线变化的原因是增大了O2的浓度；观察10～15 min的曲线，可知：SO2、O2的物质的量继续减小，SO3的物质的量继续增加，但反应速率明显加快了，可能使用了催化剂，也可能缩小了容器的体积。
(4)欲提高SO2的转化率，应使平衡正向移动。
(5)φ(SO2)＝×100%＝20%。
(6)450 ℃时，该反应的平衡常数为：K＝＝＝1.56，而此时各物质的浓度商为：Qc＝＝＝40>K，所以该反应此时向逆反应方向进行。
答案 (1)< (2)15～20 min和25～30 min (3)增大O2浓度(或通入O2) AB (4)b (5)20% (6)逆反应方向
21．(10分)某化学反应2A(g)??B(g)＋D(g)在四种不同条件下进行，B、D起始浓度为0，反应物A的浓度(mol·L－1)随反应时间(min)的变化情况如下表所示。
实验序号
时间浓度温度
0
10
20
30
40
50
60
1
800°C
1.0
0.80
0.67
0.57
0.50
0.50
0.50
2
800°C
c2
0.60
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
3
800°C
c3
0.92
0.75
0.63
0.60
0.60
0.60
4
820°C
1.0
0.40
0.25
0.20
0.20
0.20
0.20
根据上述数据，完成下列空白：
(1)在实验1中，反应在10 min～20 min内平均反应速率为________mol·L－1·min－1。
(2)在实验2中，A的初始浓度c2＝________mol·L－1，反应经20 min就达到平衡状态，可推测实验2中还隐含的条件是______________________。
(3)设实验3的反应速率为ν3，实验1的反应速率为ν1，则ν3________ν1(填“>”“＝”或“<”)，且c3________1.0 mol·L－1(填“>”“＝”或“<”)。
(4)比较实验4和实验1，可推测该反应是________(填“吸热”“放热”)反应；理由是______________________________________。
解析 (1)在实验1中，反应在10至20分钟时间内平均速率为(0.80 mol·L－1－0.67 mol·L－1)÷(20－10) min＝0.013 mol·L－1·min－1。
(2)在实验2中，因为与实验1达到相同的平衡状态，所以与实验1的起始浓度相同。A为1.0 mol·L－1，但达到平衡所需时间减少，即反应速率增大，可推测发生这种变化的外界条件为使用催化剂。
(3)在实验3中，反应在10至20分钟时间内平均速率为(0.92 mol·L－1－0.75 mol·L－1)÷(20－10)min＝0.017 mol·L－1·min－1，A的起始浓度大于0.92 mol·L－1＋0.017 mol·L－1·min－1×10 min＝1.09 mol·L－1，所以：ν3>ν1，c3>1.0 mol·L－1。
(4)比较实验4和实验1，可知升高温度后，反应物A的平衡浓度减小，平衡向右移动，正反应是吸热反应。
答案 (1)0.013
(2)1.0 使用了催化剂
(3)> >
(4)吸热 温度升高时，平衡向右移动
22．(8分)
(1)已知：2NO2(g)??N2O4(g) ΔH＝－57.20 kJ·mol－1。一定温度下，在密闭容器中反应 2NO2(g)??N2O4(g)达到平衡。
其他条件不变时，下列措施能提高NO2的转化率的是________(填字母)。
A．减小NO2的浓度 B．降低温度
C．增加NO2的浓度 D．升高温度
(2)17 ℃、1.01×105Pa，密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时，c(NO2)＝0.030 0 mol·L－1、c(N2O4)＝0.012 0 mol·L－1。计算反应2NO2(g)??N2O4(g)的平衡常数K。
(3)现用一定量的Cu与足量的浓HNO3反应，制得1.00 L已达到平衡的N2O4和NO2的混合气体(17 ℃、1.01×105Pa)，理论上至少需消耗Cu多少克？
解析 (1)A项，减小NO2的浓度，平衡左移，NO2转化率降低；B项，降温，化学平衡正向移动，NO2转化率增大；C项，增加NO2的浓度，相当于加压，化学平衡正向移动，NO2转化率增大；D项，升温，平衡逆向移动，NO2转化率降低。
答案 (1)BC
(2)根据题意知平衡时：
c(N2O4)＝0.012 0 mol·L－1；
c(NO2)＝0.030 0 mol·L－1
K＝＝＝13.3
答：平衡常数为13.3
(3)由②可知，在17 ℃、1.01×105Pa达到平衡时，1.00 L混合气体中：
n(N2O4)＝c(N2O4)×V＝0.012 0 mol·L－1×1.00 L＝0.012 0 mol
n(NO2)＝c(NO2)×V＝0.030 0 mol·L－1×1.00 L＝0.030 0 mol
则n总(NO2)＝n(NO2)＋2×n(N2O4)＝0.054 0 mol
由Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O可得
m(Cu)＝×64 g·mol－1＝1.73 g
答：理论上至少需消耗Cu 1.73 g