第2章 化学反应的方向、限度与速率 （含解析）测试题 2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

第2章 化学反应的方向、限度与速率 测试题
一、选择题
1．只改变一个影响因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述不正确的是
A．平衡移动，K一定变化 B．平衡移动，K可能不变
C．K变化，平衡一定移动 D．K不变，平衡可能移动
2．下列描述能用勒夏特列原理解释的是
A．晶体溶于浓盐酸配制溶液
B．溶液中加入少量粉末后产生气泡速率变快
C．、、HI平衡混合气体加压后颜色加深
D．500℃左右的温度比室温更有利于合成氨反应
3．下列过程中，化学反应速率的增大对人类有益的是
A．金属的腐蚀 B．橡胶的老化 C．氨的合成 D．食物的腐败
4．已知反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<0，在一定温度的密闭容器中，反应达到平衡时，下列叙述正确的是
A．升高温度，H2的浓度增大
B．增大压强，K增大
C．增大CO浓度，H2O的转化率增大
D．更换高效催化剂，可以使该平衡正向移动
5．甲烷，水蒸气在镍基催化剂催化下重整制备氢气的主要反应为：；工业上常将镍基催化剂和纳米混合制成微球颗粒使用。将一定比例的和的混合气体置于密闭容器内催化制氢，平衡时所占的体积分数与温度的关系如图所示，下列说法正确的是
A．该反应的平衡常数表达式为
B．后曲线X显著下降的可能原因是催化剂失活
C．其他条件不变，缩小容器体积，的平衡转化率增大
D．添加可以吸收生成的并放热，从而促使平衡正移
6．在一定温度下、恒容密闭容器中，发生反应：，达平衡后，下列说法正确的是
A．该反应的
B．将平衡体系升温，平衡常数减小
C．向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动
D．向平衡体系中加入的平衡转化率增大
7．二氧化硫是一种重要的化工原料，可以制取硫酸、焦亚硫酸钠等化工产品。其中，催化制取三氧化硫的热化学方程式为： 。在恒温恒压的密闭容器中进行二氧化硫转化成三氧化硫的反应时，下列说法正确的是
A．该反应中，反应物的键能之和大于产物的键能之和
B．升高温度，能加快反应速率，提高二氧化硫的平衡转化率
C．增大压强，可使平衡时的值增大
D．其他条件不变，加入高效的催化剂能提高单位体积内的活化分子百分数
8．下列有关化学反应方向及判据的说法中不正确的是
A．自发反应就是能较快进行的反应，非自发反应就是无法进行的反应
B．自发反应的方向与焓变和熵变有关，但焓变和熵变都不能单独作为判断反应自发进行方向的依据
C．1mol 在不同状态时的熵值：
D．反应 △H>0，能否自发进行与温度有关
9．下列说法正确的是
A．放热反应一定是自发进行的反应
B．吸热反应一定是非自发进行的
C．自发进行的反应一定容易发生
D．有些吸热反应也能自发进行
10．奥地利物理学家Boltzmann首次将熵与混乱度定量地联系起来，即[k为Boltzmann常数；为混乱度(即微观状态数)，也粗略地看作空间排列的可能性数目]。在常温常压下，下列反应是熵增反应的是
A．
B．
C．
D．
11．氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。氮气经过一系列的变化可以合成氨、氮的氧化物、硝酸等重要的化工原料；NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H2O)5]SO4，减少环境污染。对于反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) H<0，下列有关说法不正确的是
A．升高温度，该反应的平衡常数增大
B．催化剂降低了正、逆反应的活化能
C．1molN-H断裂同时有1molO-H断裂，说明达该条件下的平衡状态
D．其它条件不变，加入高效的催化剂能提高单位体积内的活化分子百分数
12．在可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)达到平衡后，若反应速率分别用vA，vB，vC，vD表示(单位为mol·L-1·min-1)，则下列关系式正确的是
A． B． C． D．
13．在反应中，不同条件下，下列表示的该反应速率最快的是
A． B．
C． D．
14．反应，关于该反应下列说法正确的是
A．是吸热反应 B．
C．反应物总能量大于生成物总能量 D．反应速率：
15．在容积一定的密闭容器中，置入一定量的一氧化氮和足量碳发生化学反应：C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g)，平衡时c(NO)与温度T的关系如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．该反应的ΔH＞0
B．若该反应在T1℃、T2℃时的平衡常数分别为K1、K2，则K1＜K2
C．在T2℃时，若反应体系处于状态D，则此时υ正＞υ逆
D．若状态B、C、D的压强分别为p(B)、p(C)、p(D)，则p(C)=p(D)＞p(B)
二、填空题
16．在密闭容器中的可逆反应CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g) △H<0。达到平衡后：
(1)扩大容器体积，平衡 移动(填“正向”、“逆向”、“不”)，c(NO2)将 (填“增大”、“减小”、“不变”)，反应混合物的颜色将变 (填“深”、“浅”、“不变”)。
(2)升高温度平衡 移动(填“正向”、“逆向”、“不”)，加入催化剂，NO的物质的量 (填“增大”、“减小”、“不变”)，原因是 。
17．在一定温度下，已知以下三个反应的平衡常数：
反应①：CO(g)＋CuO(s) CO2(g)＋Cu(s) K1
反应②：H2(g)＋CuO(s) Cu(s)＋H2O(g) K2
反应③：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) K3
(1)反应①的平衡常数表达式为 。
(2)反应③的K3与K1、K2的关系是K3= 。
18．化学科学家采用丙烯歧化法制取乙烯和丁烯的反应原理为 。向恒温反应器中加入一定量的，生成的物质的量与时间的关系如表所示：
反应时间/min 0 5 10 15 20 25
的物质的量 0 0.8 1.2 1.5 1.5
(1) ；容器初始压强为p0 KPa；平衡压强= KPa。内的平均反应速率为 。
(2)该条件下，任写一个能说明上述反应达到化学平衡状态的证据 。
(3)将置于体积为恒容反应器，反应进行时丙烯的转化率与温度的关系如图：
①该反应的 0(填“>”或“<”)。
②时 (保留小数点后两位)。
③时若继续加入，再次达到平衡后，乙烯体积分数为 。
19．某温度时，在2L密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。
由图中数据分析：
(1)该反应的化学方程式： ；
(2)反应开始至3min，X的反应速率为 ；3min末c(Z) mol·L－1，此时Z的反应速率 4min时的反应速率(填“>”“<”或“＝”)。
20．温度对反应速率的影响可用阿伦尼乌斯公式的一种形式表示：。式中k1、k2分别为温度T1、T2时某反应的速率常数；E为反应的活化能(单位：kJ/mol)(假定活化能在温度变化范围不大时是常数)；R为常数8.314，单位J/（mol·K）。又对同一反应，在不同温度下反应速率常数与反应时间的关系如下：。
(1)现知在300K，鲜牛奶5小时后即变酸，但在275K的冰箱里可保存50小时，牛奶变酸反应的活化能是 。
(2)若鲜牛奶存放2.5小时后即变酸，则此时温度为 。
21．将1molCO和2molH2充入恒容密闭容器中，在催化剂作用下发生如下反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，不同压强下CH3OH在平衡混合气体中的体积分数随温度的变化如图所示，A、B、C三点的化学平衡常数KA、KB、KC的相对大小为 ，计算C点的压强平衡常数Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×体积分数)。
22．将氢化制备CO的反应称为逆水煤气变换反应(RWGS)，工业上常利用RWGS反应制备化工原料CO，此举可有效缓解温室效应．涉及反应如下：
RWGS反应Ⅰ：
副反应Ⅱ：
回答下列问题：
(1)反应 。
(2)相比RWGS反应，副反应Ⅱ在化学热力学上进行的趋势很大，原因为 。
(3)研究表明由不同的方法制备得到的催化剂对RWGS反应的催化活性和选择性不同。在某恒压密闭容器中充入一定量和，在不同的温度下反应相同的时间，实验测得转化率、的选择性与反应温度的关系分别如图1和图2所示：
600℃时，为提高CO的产率，适宜选择的催化剂为 (填“Ni--IM800”或“Ni--CP800”)，原因为 。
(4)T℃时，在某刚性密闭容器中充入1mol和2mol，发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，达到平衡时测得转化率为40%，生成0.2mol平衡时，该温度下RWGS反应的平衡常数为 。
(5)对于反应Ⅰ和反应Ⅱ同时发生的体系，在投料比一定时测得的平衡转化率与压强(0.1MPa、1MPa、10MPa)、温度的关系如图所示。、、三条曲线中表征压强是0.1MPa的是 (填“”“”或“”)。
23．化学反应速率是描述化学反应进行快慢程度的物理量。下面是某同学测定化学反应速率的实验。
该同学利用如图装置测定化学反应速率。(已知：S2O+2H+ = H2O+S↓+SO2↑)
(1)除如图装置所示的实验用品外，还需要的一件实验用品是 。
(2)若在2 min时收集到224 mL(已折算成标准状况)气体，可计算出该2 min内H+的反应速率，而该测定值比实际值偏小，其原因可能是 。
(3)利用该化学反应，试简述测定反应速率的其他方法： (写一种)。
【参考答案】
一、选择题
1．A
【分析】平衡常数只与温度有关。
解析：A．平衡移动，温度可能不变，因此K值不一定变化，A错误；
B．平衡移动，温度可能不变，因此K值可能不变，B正确；
C．K值变化，说明反应的温度一定发生了变化，化学反应一定伴随着热量变化，因此平衡一定移动，C正确；
D．温度不变，K值不变，但改变压强、浓度等平衡也可能发生移动，因此平衡可能移动，D正确；
故选A。
2．A
解析：A．易发生水解：，晶体溶于浓盐酸配制溶液，使水解平衡逆向移动，可以抑制水解，A正确；
B．作为催化剂，溶液中加入少量粉末后产生气泡速率变快，不影响反应的限度，不能用勒夏特列原理解释，B错误；
C．反应前后气体分子数不变，增大压强，平衡不移动，但是缩小体积，气体浓度增大，体系颜色加深，不能用勒夏特列原理解释，C错误；
D．合成氨反应为放热反应，升高温度，是为了使催化剂活性增大，加快反应速率，不能使平衡正向移动，不能用勒夏特列原理解释，D错误；
故选A。
3．C
解析：A．金属的腐蚀会消耗金属，造成损失，应该减慢速率，A错误；
B．橡胶的老化会减少橡胶制品的使用寿命，造成浪费，应该减慢速率，B错误；
C．合成氨时反应速率增大会提高生产效率，对人类有益，C正确；
D．食物的腐败会消耗食物，造成浪费，应该减慢速率，D错误；
故选C。
4．C
解析：A．升高温度，平衡逆向移动，H2的浓度减小，故A错误；
B．K只与温度有关，故B错误；
C．增大CO浓度，H2O的转化率增大，故C正确；
D．催化剂只能加快反应速率，不能改变平衡移动，故D错误；
故选C。
5．D
解析：A．由方程式可知，反应的平衡常数表达式为，故A错误；
B．由未添加纳米氧化钙的曲线变化可知，后氧化钙吸收水蒸气的反应强于吸收二氧化碳的反应，反应物浓度减小，平衡向逆反应方向移动，氢气的体积分数减小，则曲线X显著下降与催化剂失活无关，故B错误；
C．该反应是气体体积增大的反应，其他条件不变，缩小容器体积，容器中气体压强增大，平衡向逆反应方向移动，甲烷的平衡转化率减小，故C错误，
D．添加纳米氧化钙，氧化钙能与二氧化碳反应放出热量，使反应温度升高，生成物的浓度减小、升高温度，都有利于平衡向正反应方向移动，故D正确；
故选D。
6．C
解析：A．由方程式可知，该反应是气体体积不变、固体质量减少的熵减的反应，反应ΔS＜0，故A错误；
B．该反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，反应的平衡常数增大，故B错误；
C．恒容密闭容器中充入惰性气体，反应体系中气体的浓度不变，化学反应速率不变，化学平衡不移动，故C正确；
D．固体的浓度为定值，增加固体的质量，化学反应速率不变，化学平衡不移动，则向平衡体系中加入硫酸钡固体，平衡不移动，氢气的平衡转化率不变，故D错误；
故选C。
7．D
解析：A．该反应放热，反应物的键能之和小于产物的键能之和，故A错误；
B．该反应放热，升高温度，平衡逆向移动，二氧化硫的平衡转化率减小，故B错误；
C．平衡常数只与温度有关，增大压强，K=的值不变，故C错误；
D．其他条件不变，催化剂能降低反应活化能，所以加入高效的催化剂能提高单位体积内的活化分子百分数，故D正确；
选D。
8．A
解析：A．反应的自发性仅仅是指反应进行的倾向，与反应快慢无关，即自发反应不一定能较快进行的反应，非自发反应改变条件后也可能进行的反应，A错误；
B．根据自由能变可以准确地判断反应的自发性，故自发反应的方向与焓变和熵变有关，但焓变和熵变都不能单独作为判断反应自发进行方向的依据，B正确；
C．熵是衡量物体混乱程度的物理量，物体混乱度越大其熵值越大，气态的混乱度大于液体大于固体，故1mol 在不同状态时的熵值：，C正确；
D．已知反应 △H>0，，根据自由能变可知，该反应能否自发进行与温度有关，D正确；
故答案为：A。
9．D
解析：A、放热反应容易自发进行，但不是所有的放热反应都能自发进行，故A错误；
B、吸热反应不易自发进行，但在一定条件下也可以自发进行，故B错误；
C、自发反应是在一定条件下进行的，故C错误；
D、吸热反应△H＞0，△S＞0，高温下反应自发进行，△H-T△S＜0，故D正确；
故选D
10．A
解析：A．反应是固体生成气体的反应，属于熵增反应，故A选；
B．是气体分子数减少的反应，属于熵减反应，故B不选；
C．是气体生成固体的反应，属于熵减反应，故C不选；
D．是气体生成液体的反应，属于熵减反应，故D不选；
故选A。
11．A
解析：A．该反应为放热反应，升温平衡常数减小，A项错误；
B．催化剂改变反应历程，降低反应的正逆活化能加快反应速率，B项正确；
C．反应断裂1mol N-H为正向进行，同时形成1molO-H键，当1mol O-H断裂时为逆向，可与看出逆向和正向反应速率相等，反应达到平衡，C项正确；
D．加入催化剂降低活化能单位体积内活化分子数增加，单位体积内活化分子百分数增加，D项正确；
故选A。
12．D
解析：化学反应速率之比等于化学计量数之比，vA：vB：vC：vD=m：n：p：q，则vA=vB、vD=vC、正确，D项符合题意。
答案为D。
13．B
解析：将A、B、C、D选项全部转化为B的反应速率，则A项中：；B项中：，转化为；C项中：，转化为；D项中：，转化为；
综上所述，反应速率最快的是；
故答案选B。
14．C
解析：A．该反应的，则该反应属于放热反应，故A错误；
B．该反应是气体体积减小的反应，，故B错误；
C．该反应是放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，故C正确；
D．化学反应速率之比等于化学计量数之比，则反应速率：，故D错误；
故答案选C。
15．C
解析：A．升高温度，NO浓度增大，平衡逆向移动，逆向是吸热个，正向为放热反应，故A错误；
B．该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，因此K2＜K1，故B错误；
C．在T2℃时，若反应体系处于状态D，D向平衡方向移动，浓度减低，则为正向移动，因此υ正＞υ逆，故C正确；
D．该反应是等体积反应，B、D温度相同，物质的量相同，因此p(D)=p(B)，C、D物质的量相等，温度C大于D点，因此压强p(C)＞p(D)，故D错误。
综上所述，答案为C。
二、填空题
16．(1) 不 减小 浅
(2)逆向 不变 催化剂只能缩短反应达平衡的时间
解析：（1）反应为气体分子数不变的反应，扩大容器体积，平衡不移动；容器体积变大，c(NO2)将减小，物质浓度减小则反应混合物的颜色将变浅；
（2）反应焓变小于零，为放热反应，升高温度平衡逆向移动；加入催化剂，改变反应速率，不改变平衡移动，故NO的物质的量不变。
17．(1)
(2)
解析： (1)根据平衡常数的定义是在一定温度下，生成物浓度的系数次幂之积和反应物浓度的系数次幂之积的比值，固体或纯液体的浓度为常数，通常不出现在平衡常数表达式中，故反应①的平衡常数表达式为K=，故答案为：；
(2)根据平衡常数的定义可知，K3=，K2=，结合K1=，可知K3=。
18．(1) 1.5 p0 0.12mol/(L·min)
(2)C2H4的物质的量不变、C2H4的体积分数不变，的生成速率等于的消耗速率等
(3)< 0.11 20%
解析：（1）由表格数据可知，1.5min后C2H4物质的量没有发生变化，反应达到平衡，故20min时，C2H4物质的量不变仍为1.5mol，a=1.5；该反应是气体体积不变的反应，反应过程中压强不变，平衡压强=初始压强=p0；内的平均反应速率=2v(C2H4)= =0.12mol/(L·min)。
（2）上述反应达到化学平衡状态的证据有：C2H4的物质的量不变、C2H4的体积分数不变，的生成速率等于的消耗速率等。
（3）①由图可知，升高温度，丙烯的平衡转化率减小，说明平衡逆向移动，该反应是放热反应，<0；
②T3时刻反应达到平衡，且由图丙烯的平衡转化率为40%，
平衡常数K=；
③再加入2mol丙烯，
K=，解得x=0.4，故乙烯体积分数为=20%。
19．(1)
(2) =
解析：（1）反应进行到3min时，Z和Y的物质的量分别减少0.4mol、0.2mol，X的物质的量增加0.6mol。所以根据变化量之比是相应的化学计量数之比可知，方程式为；
（2）反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示，所以0~3min，X的平均反应速率为= ；3min末c(Z)=，3min后物质的物质的量不发生变化，反应达到平衡状态，所以此时Z的反应速率等于4min时的反应速率。故答案为： ；；=。
20．(1)63.19kJ/mol
(2)308.5K
解析：（1）根据可知，==10，则=1，可求出E=63187.8J/mol=63.19kJ/mol。
（2）若鲜牛奶存放2.5小时后即变酸，设此时温度为T，速率常数为k，则，可求出T=308.5K。
21．KA>KB=KC
解析：平衡常数是温度函数，温度不变，平衡常数不变，由图可知，温度升高，甲醇的体积分数减小，说明平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应，平衡常数减小，B、C的温度相同，高于A，则A、B、C三点的化学平衡常数相对大小为KA>KB=KC；设C点平衡时甲醇的物质的量为amol，由题意可建立如下三段式：
由甲醇的百分含量为50%可得：×100%=50%，解得a=0.5，则平衡时一氧化碳、氢气和甲醇的分压分别为×p2=0.25p2、×p2=0.5p2、×p2=0.25p2，反应的平衡常数Kp===，故答案为：KA>KB=KC；。
22．(1)+205.2
(2)反应Ⅱ为放热量较大的反应
(3)Ni--CP800 的转化率高，的选择性相差不大
(4)0.2
(5)
解析：（1）反应Ⅰ：
副反应Ⅱ：
由盖斯定律可知，由Ⅰ-Ⅱ得反应 则+205.2。
（2）反应Ⅱ焓变为反应，是放热的反应，放热利于反应的进行；
（3）反应Ⅰ中生成CO、反应Ⅱ中生成甲烷，由图2可知的选择性相差不大，由图1可知，选用Ni--CP800时的转化率高，故600℃时，为提高CO的产率，适宜选择的催化剂为Ni--CP800；
（4）T℃时，在某刚性密闭容器中充入1mol和2mol，发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，达到平衡时测得转化率为40%，生成0.2mol平衡时，则反应总的二氧化碳为0.4mol；
则平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳、水的物质的量分别为0.6mol、1.0mol、0.2mol、0.6mol，则该温度下RWGS反应的平衡常数为；
（5）反应Ⅰ为气体分子数不变的反应，反应Ⅱ为气体分子数减小的，相同条件下，增大压强，导致反应Ⅱ正向移动，二氧化碳的平衡转化率提高，故、、三条曲线中表征压强是0.1MPa的是。
23．(1)秒表
(2)SO2会部分溶于水
(3)测定一段时间内生成沉淀的质量(或实时测定溶液中氢离子浓度，或其他合理答案)
解析：稀硫酸与Na2S2O3混合会发生反应：H2SO4+Na2S2O3=Na2SO4+H2O+S↓+SO2↑。可以通过测量一定时间内反应产生SO2气体的多少，或通过测量产生一定体积的SO2所需时间长短或通过测定一段时间内生成沉淀的质量来测量化学反应速率。
（1）除如图装置所示的实验用品外，还需要的一件实验用品是及时用的秒表；
（2）若在2 min时收集到224 mL(已折算成标准状况)气体，可计算出该2 min内H+的反应速率，而该测定值比实际值偏小，这是由于SO2会部分溶于水，导致根据SO2气体计算的H+的浓度改变值减少；
（3）利用该化学反应，简述测定反应速率的其他方法可以是：测定一段时间内生成沉淀的质量(或实时测定溶液中氢离子浓度)