第2章 化学反应的方向、限度与速率 测试题（含解析） 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．在，一定容积的密闭容器中发生反应： ，该温度下，下列有关该反应的说法正确的是
A．若生成，则吸收的热量小于
B．若升高温度，正反应速率加快，化学平衡常数减小，化学平衡正向移动
C．若容器内压强不随时间变化，则可以判断该反应已达到化学平衡状态
D．达到化学平衡状态时，若，则
2．在一恒容密闭容器中放入一定量的，发生反应 ，下列说法正确的是
A．当质量不变时，该反应达到平衡状态
B．若，则反应达到平衡状态
C．反应达到平衡时，升高温度，正反应速率大于逆反应速率
D．反应物的总能量小于生成物的总能量
3．如图为某化学反应的反应速率随反应时间的变化示意图。在t 时刻升高温度或增大压强，都符合图示变化的反应是
A．
B．
C．
D．
4．工业上常用甲醇脱氢制重要的化工产品“万能中间体——”，具有工艺流程短、原料单一、反应条件温和等优点。该工艺过程涉及如下反应：
反应I：
反应II：
反应III：
反应I、III的能量变化如图所示，下列说法正确的是
A．液态水转化为气态水也和反应I一样属于吸热反应
B．三者K值之间的关系为
C．
D．反应III：升高温度或者是增大压强，的百分含量都会增大
5．纳米级 Fe3O4可用于以太阳能为热源分解水制 H2，过程如图所示，下列说法中不正确的是
A．Fe3O4、FeO 两者都是以太阳能为热源分解水制 H2过程中的催化剂
B．过程 I 的反应：2Fe3O46FeO+O2↑
C．过程 I、Ⅱ的总反应：2H2O2H2↑+O2↑
D．整个过程实现了太阳能向化学能的转化
6．常温下，是一种红色液体，具有强氧化性，能除去空气中微量的。发生反应为。在刚性密闭容器中充入适量和(1)发生上述反应。下列说法正确的是
A．其他条件不变，充入瞬间，正反应速率增大，逆反应速率减小
B．其他条件不变，充入“稀有气体”，正反应速率减小，逆反应速率增大
C．其他条件不变，再充入少量，正反应速率先增大，后减小
D．其他条件不变，升温(成加入催化剂)，反应物活化分子百分率增大
7．下列关于活化分子和活化能的说法错误的是
A．活化分子间发生的碰撞一定是有效碰撞
B．能够发生有效碰撞的分子称为活化分子
C．普通分子获得活化能后就成为了活化分子
D．活化能的作用在于使反应物活化来启动反应
8．已知在密闭容器中进行可逆反应： ，下列对有关该反应的图象判断正确的是
A．甲中虚线表示使用了合适的催化剂
B．由乙可判断温度：，
C．由丙可推知：
D．由丁可推出：
9．已知反应：(红棕色)(无色)，某同学用下图所示装置探究温度对平衡的影响，首先向两烧瓶中分别加入同浓度的和混合气体，中间用夹子加紧，浸入盛有水的烧杯中，然后分别向两烧杯中加入氧化钙和硝酸铵固体，现象如图。
下列说法不正确的是
A．实验开始前气体颜色相同，保证两烧瓶中起始平衡状态相同，便于比较
B．图中现象说明该反应
C．硝酸铵溶于水是吸热过程
D．实验过程中无法排除压强的影响，因此无法验证温度对平衡移动的影响
10．在一定温度下，在体积固定的容器中，进行可逆反应A(g)+B(g) C(g)+2D(g)，下列能说明该反应达到平衡状态的是
A．混合物气体的密度不再改变 B．(A)：(D)=1：2
C．A、B、C、D的物质的量相等 D．体系压强不再改变
11．3 mol H2和1 mol N2放入密闭容器中，使用催化剂发生反应：N2＋3H22NH3，从反应开始到平衡过程中，不可能出现的是
A．2 mol NH3 B．0.5 mol NH3
C．0.9 mol N2 D．H2和NH3物质的量相等
12．某反应：AB+C在室温下不能自发进行，在高温下能自发进行，对该反应过程△H、△S的判断正确的是
A．△H＜0、△S＜0 B．△H＞0、△S＜0
C．△H＜0、△S＞0 D．△H＞0、△S＞0
13．氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法错误的是
A．氢能有可能成为人类未来的主要能源
B．反应的
C．氢氧燃料电池放电过程中消耗，则转移电子的数目约为
D．反应的反应中断裂旧共价键的键能之和一反应中形成新共价键的键能之和
14．可逆反应在不同条件下的反应速率如下，其中反应速率最快的是
A． B．
C． D．
15．碳酸铵[(NH4) 2CO3]在室温下就能自发地分解产生氨气，下列说法正确的是
A．碳酸盐都不稳定，都能自发分解
B．碳酸铵分解是因为进行了加热的操作
C．碳酸铵分解是吸热反应，此反应不应该自发进行，必须借助外力才能进行
D．碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大
二、填空题
16．在其他条件不变的情况下，压强对化学平衡的影响规律
Δvg=(化学方程式中气态反应产物化学式前系数之和)-(化学方程式中气态反应物化学式前系数之和)。
(1)Δvg=0：改变压强，化学平衡 ；
(2)Δvg≠0：改变压强，化学平衡向 方向移动。
17．填空
(1)复杂反应的化学方程式是总反应的化学方程式，它只能表示出 和 以及它们之间的化学计量关系，不能表示 。
(2)反应不同， 就不相同；同一反应在不同条件下的 也可能不同。
(3) 决定着一个反应的反应历程，而反应历程的差别又造成了 的不同。
18．已知CO和H2在催化剂作用下合成甲醇的反应如下：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH1=-99 kJ/mol，反应的化学平衡常数K表达式为 ；下图中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为 (填曲线标记字母)，其判断理由是 。
19．研究碳及其化合物的资源化利用具有重要的意义。已知下列热化学方程式：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
将n(CO2)：n(H2)=1：4的混合气体充入密闭容器中发生上述反应Ⅰ、Ⅱ，在不同温度和压强时，CO2的平衡转化率如图。0.1 MPa时，CO2的转化率在600℃之后，随温度升高而增大的主要原因是 。
20．与在高温下发生反应： 。在时，将与充入的空钢瓶中，经过，反应达到平衡，反应平衡时水蒸气的物质的量分数为0.125。
(1)求的平衡转化率 。
(2)求该温度下的反应平衡常数 。
21．A与B反应生成C，假定反应由A、B开始，它们的起始浓度均为1mol/L。反应进行2min后A的浓度为0.8mol/lLB的浓度为0.6mol/L，C的浓度为0.1mol/L。
（1）2min内反应的平均速率v（A）= ，v（B）= ，v（C）=
（2）三者数值之间的关系是v（A）= v（B）= v（C）。
（3）该反应的化学方程式为 。
22．乙酸乙酯在工业上有着广泛的用途。科学家以乙烯、乙酸为原料，杂多酸作催化剂制备乙酸乙酯，反应原理为。回答下列问题：
(1)在热力学标态下由指定单质(大多是稳定单质)生成1 mol物质的反应焓变，称为该物质的标准摩尔生成焓()。。相关物质的标准摩尔生成焓数据如表所示。
物质
/(kJ·mol) +52.3 -436.4 -463.2
以乙烯(g)、乙酸(g)为原料制备乙酸乙酯(1)的反应的热化学方程式为 。
(2)一定条件下，在一个密闭容器中，通入各1 mol的乙烯和乙酸气体，发生上述反应。
①若保持温度和压强不变，下列描述能说明反应已达化学平衡的是 (填字母)。
A．单位时间内，消耗乙烯和生成乙酸的物质的量相同
B．容器内混合气体的密度不再变化
C．不再变化
D．体系中乙烯和乙酸的转化率相等
②若想提高乙酸乙酯的产率，可以采取的措施有 (写两种)。
③分别在压强、下，相同时间内测得乙酸乙酯的产率随温度的变化如图。
(填“>”或“<”)，理由是 。A点后乙酸乙酯产率随温度升高反而下降的原因可能是 。A点该反应的压强平衡常数 (用含的代数式表示)。
(3)科学家设想通过电化学方法实现乙烯的转化，其原理如图所示(均为惰性电极)。图中b极为 极，M极上的电极反应式为 。
23．某同学在用稀硫酸与锌反应制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：
(1)上述实验中发生反应的化学方程式有 。
(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是 。
(3)要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有 (答两种)。
(4)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下=系列的实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量粒的反应瓶中，收集生的气体，记录获得相同体积的气体所需的时间。
实验 混合溶液 A B C D E F
30
饱和溶液/ 0 0.5 2.5 5 20
10 0
①请完成此实验设计，其中： ， ， 。
②反应一段时间后，实验A中的金属呈 色，实验E中的金属呈 色。
【参考答案】
一、选择题
1．D
解析：A．焓变大于0为吸热反应，根据热化学方程式可知生成1 mol Fe，则吸收的热量为a kJ，A错误；
B．若升高温度，正逆反应速率均加快，由于正反应吸热，升高温度平衡正向移动，化学平衡常数增大，B错误；
C．该反应是反应前后气体体积相等的反应，在任何时刻都存在容器内压强不随时间变化，因此压强不变不能作为判断该反应达到化学平衡状态的标志，C错误；
D．该反应平衡常数K=，所以c(CO)＝0.100 mol/L，则c(CO2)=Kc(CO)= 0.263×0.1mol/L=0.0263 mol/L，D正确；
故选D。
2．A
解析：A．当质量不变时，该反应不再移动，说明达到平衡状态，A正确；
B．反应速率比等于系数比，时，正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，B错误；
C．反应为放热反应，达到平衡时，升高温度，平衡逆向移动，则正反应速率小于逆反应速率，C错误；
D．反应为放热反应，则反应物的总能量大于生成物的总能量，D错误；
故选A。
3．D
解析：升高温度，逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，故正反应为放热反应，，同理，增大压强平衡逆向移动，逆反应为气体体积减小的反应，故正反应为气体体积增大的反应，故D符合；
故选D。
4．C
解析：A．液态水转化为气态水属于吸热过程，故A错误；
B．根据盖斯定律：Ⅱ=2×Ⅲ-Ⅰ，则三者K值之间的关系为，故B错误；
C．根据盖斯定律，Ⅱ=2×Ⅲ-Ⅰ，则，故C正确；
D．由图可知，反应Ⅲ为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，的百分含量会减小，故D错误；
故答案选C。
5．A
解析：A．由图可知，四氧化三铁是以太阳能为热源分解水制氢气反应的催化剂，氧化亚铁为中间产物，故A错误；
B．由图可知，过程I为三氧化铁分解生成氧化亚铁与氧气，反应的化学方程式为2Fe3O46FeO+O2↑，故B正确；
C．由图可知，过程 I、Ⅱ的总反应为光和催化剂作用下水分解生成氢气和氧气，反应的化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑，故C正确；
D．由图可知，四氧化三铁制备氢气的整个过程实现了太阳能向化学能的转化，故D正确；
故选A。
6．D
解析：A．是反应物，增大浓度瞬间，正反应速率增大，此刻逆反应速率不变，随后逆反应速率也增大，A项错误；
B．充入稀有气体，不改变反应体系中各物质浓度，速率都不变，B项错误；
C．为液体，当液气接触面一定时，不改变速率，C项错误；
D．升温，增大反应物平均能量，活化分子百分率增大；加入催化剂，降低过渡态能量，能垒降低，活化分子百分率增大，D项正确；
答案选D。
7．A
解析：A．活化分子间发生的碰撞不一定是有效碰撞，还与取向有关，A错误；
B．普通分子必须先吸收能量变成活化分子才能发生有效碰撞，即能够发生有效碰撞的分子称为活化分子，B正确；
C．活化能就是活化分子比普通分子多出的那部分能量，普通分子获得活化能后成为活化分子，C正确；
D．活化能指普通分子变成活化分子所需要吸收的能量，即活化能的作用在于使反应物活化来启动反应，D正确；
故选A。
8．A
解析：A．由图甲可知，虚线表示达到平衡所用的时间减少，即反应速率加快，平衡时X的转化率不变，则甲中虚线表示使用了合适的催化剂，A正确；
B．由图乙可知，T2时达到平衡所需时间更短，即T2下反应速率更快，则，又温度越高，Z的百分含量越小，说明升高温度平衡逆向移动，故，B错误；
C．由图丙可知，随着压强增大，X的体积分数减小，说明增大压强，平衡正向移动，由于Q是固体，故由丙可推知：，C错误；
D．由图丁可知，随着温度升高，平衡时气体的密度减小，容器体积不变，即气体的质量减小，说明平衡正向移动，故由丁可推出：，D错误；
故答案为：A。
9．D
解析：A．为了便于探究温度对平衡的影响，实验开始前必须使气体颜色相同，保证两烧瓶中起始平衡状态相同，故A正确；
B．氧化钙与水的反应为放热反应，放出的热量使右端烧瓶的反应温度升高，硝酸铵溶于水是吸热过程，吸收的热量使左端烧瓶的反应温度降低，由图可知，左端混合气体的颜色浅于常温、右端混合气体颜色深于常温说明该反应为放热反应，反应焓变小于0，故B正确；
C．硝酸铵溶于水是吸热过程，吸收的热量使左端烧瓶的反应温度降低，故C正确；
D．实验过程中，可以打开夹子使两烧瓶中气体压强相同，然后观察烧瓶中混合气体颜色的深浅，所以该实验可以验证温度对平衡移动的影响，故D错误；
故选D。
10．D
解析：A．反应物和生成物均为气体，故反应过程中气体的质量保持不变，容器的体积不变，故气体的密度一直保持不变，故混合物气体的密度不再改变不能说明反应达到平衡状态，A不合题意；
B．化学平衡的特征是正、逆反应速率相等，题干(A)：(D)=1：2未告知正反应速率还是逆反应速率，B不合题意；
C．化学平衡的特征之一是反应体系的各组分的浓度或百分含量保持不变，而不是相等或成比例，故A、B、C、D的物质的量相等不能说明反应达到化学平衡，C不合题意；
D．由反应方程式可知，反应前后气体的系数和发生改变，故反应过程中容器的压强一直在改变，故体系压强不再改变说明反应达到化学平衡了，D符合题意；
故答案为：D。
11．A
解析：可逆反应不可能进行到底。当生成2 mol NH3时，N2和H2的物质的量均为0，这种情况不可能出现。
答案选A。
12．D
解析：化学反应能否自发进行，取决于焓变和熵变的综合判据，当ΔG=ΔH-T ΔS＜0时，反应能自发进行。当ΔH＜0，ΔS＞0时，ΔG=ΔH-T ΔS＜0，在室温一定能自发进行，而ΔH＞0，ΔS＜0时不能自发进行，ΔH＞0，ΔS＞0时，在室温下不能自发进行，在高温下能自发进行，ΔH＜0，ΔS＜0时，在室温下能自发进行，在高温下不能自发进行；
故选D。
13．C
解析：A．氢能热值高、无污染，有可能成为人类未来的主要能源，A正确；
B．反应后气体分子数减少，△S<0，B正确；
C．气体所处温度压强未知，无法计算转移电子数，C错误；
D．反应焓变=反应中断裂旧共价键的键能之和-反应中形成新共价键的键能之和，D正确；
答案选C。
14．A
【分析】根据反应速率之比等于化学计量数之比，可将各种物质转化成X，以此可比较反应速率大小，此外还要注意B项需换算单位。
解析：A．；
B．；
C．；
D．；
综上所述，反应速率最大的为，A符合题意。
答案选A。
15．D
解析：A．有的碳酸盐稳定，不能自发分解，如Na2CO3受热不分解，故A错误；
B．碳酸铵在室温下就能自发地分解，不需要外界给予了能量，故B错误；
C．有些吸热反应也可自发，而焓变不是自发反应的唯一因素，应根据△H T△S进行判断反应是否自发进行，故C错误；
D．碳铵自发分解，是因为体系由于氨气和二氧化碳气体的生成而使熵增大，故D正确；
故选：D。
二、填空题
16．(1)不移动
(2)化学方程式中气态物质化学式前系数减小的
解析：略
17．(1) 反应物 生成物 反应历程
(2)反应历程 反应历程
(3)反应物的结构和反应条件 化学反应速率
解析：略
18．K= a 反应为放热反应，平衡常数数值应随温度升高变小
解析：根据化学平衡常数的书写要求可知，平衡常数=生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积，故反应的化学平衡常数为K=；反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数K减小，故曲线a符合要求。
19．反应Ⅰ的△H1＜0，反应Ⅱ的△H2＞0，600℃之后，温度升高，反应Ⅱ向右移动，二氧化碳减少的量比反应Ⅰ向左移动二氧化碳增加的量多
解析：将n(CO2)：n(H2)=1：4的混合气体充入密闭容器中发生上述反应Ⅰ、Ⅱ，在不同温度和压强时，CO2的平衡转化率如图所示。根据图示可知：反应在0.1 MPa时，CO2的转化率在600℃之后，随温度升高而增大，这是由于反应Ⅰ的△H1＜0，反应Ⅱ的△H2＞0，600℃之后，温度升高，反应Ⅱ向右移动，二氧化碳减少的量比反应Ⅰ向左移动二氧化碳增加的量多。
20．(1)50%
(2)0.2
解析：（1）结合三段式列式计算得到，设消耗H2S物质的量为x, ，，解得x=0.05mol，H2S的平衡转化率 α1=×100%=50%；
（2）反应前后气体物质的量不变，可以用气体物质的量代替平衡浓度计算平衡常数，反应平衡常数。
21．1mol/L 0.2mol/L 0.05mol/L 2 2A+4BC
解析：(1)反应进行2min后A的浓度为0.8 mol/L，B的浓度为0.6 mol/L，则A和B的浓度变化量分别是0.2mol/L和0.4mol/L，所以A的反应速率是＝0.1 mol·L-1·min-1，B的反应速率是＝0.2 mol·L-1·min-1，C的反应速率是＝0.05 mol·L-1·min-1；
(2)根据(1)中反应速率的数据可知，v (A) =v (B) =2v(C)；
(3)由于变化量之比是相应的化学计量数之比，所以该反应的方程式是2A+4BC。
22．(1) kJ·mol
(2)A 加压、降温等 > 其他条件相同时，有气体参加的反应，压强越大，化学反应速率越快，产率越大 该反应为放热反应，A点后反应达到平衡，升高温度，相当于平衡逆向移动
(3)负
解析：（1）标准摩尔生成焓是由指定单质生成1 mol该物质的反应焓变，所以一个反应的焓变=生成物的标准摩尔生成焓-反应物的标准摩尔生成焓； kJ mol ；
（2）①A、单位时间内，消耗乙烯和生成乙酸的物质的量相同，说明正、逆反应速率相等，反应一定达到平衡状态，故选A；
B、容器内两种气体的物质的量之比一直为1∶1，温度和压强不变，混合气体的密度是恒量，混合气体的密度不变，反应不一定平衡，故不选B；
C、温度和压强不变，乙烯和乙酸的物质的量一直相等，K= ，化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，则是恒量，不变，反应不一定平衡，故不选C；
D、乙烯和乙酸的起始量均为1 mol，消耗量一直相等，故体系中乙烯和乙酸的转化率一直相等，体系中乙烯和乙酸的转化率相等，反应不一定平衡，故不选D。
选A；
②该反应为气体分子数减少的放热反应，故提高产率的方法有加压、降温等。
③其他条件相同时，有气体参加的反应，压强越大，化学反应速率越快，由图可知，相同温度下，相同时间内，压强为时乙酸乙酯的产率较大，则压强。由图可知，在压强为时，A点乙酸乙酯的产率最大，说明反应达到平衡，则A点之后曲线上的点都是平衡点，该反应为放热反应，则温度超过80℃时，温度升高，平衡向逆反应方向移动，乙酸乙酯的产率下降。体系内只有乙烯和乙酸两种气体，且物质的量相等，则二者的分压均为，则。
（3）M极上发生的反应是乙烯生成乙酸乙酯，碳元素化合价由-2升高为-1发生氧化反应，则M是阳极，a为正极、b为负极；根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可知M电极反应式为。
23．(1)，Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
(2)与反应产生的与形成微电池，加快了氢气产生的速率
(3)升高反应温度、适当增加硫酸的浓度，增加锌粒的表面积等(答两种即可)
(4)30 10 17.5 灰黑 暗红
解析：(1)因为Cu2+的氧化性比H+的强，所以加入硫酸铜，Zn先跟硫酸铜反应，反应完后再与酸反应，反应的有关方程式为Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，故答案为：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；
(2)锌为活泼金属，加入硫酸铜，发生Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，置换出铜，与锌形成原电池反应，化学反应速率加快，故答案为：CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成Cu-Zn微电池，加快了氢气产生的速率；
(3)常见影响反应速率的因素有浓度、温度、反应物接触面积、搅拌等，故此处填：适当升温、适当增大硫酸浓度、将锌粒换成锌粉、搅拌等（任写两条）；
(4)①要对比实验效果，除了反应的物质的量不一样外，要保证其它条件相同，实验目的是探究硫酸铜量的影响，每组硫酸的量要保持相同，六组反应的总体积也应该相同；A组中硫酸为30mL，其它组硫酸量也都为30mL，故V1=30，而硫酸铜溶液和水的总量应相同，F组中硫酸铜20mL，水为0，混合液总体积为20，所以V6=10，V9=17.5；
②A中无铜生成，银白色的单质锌被腐蚀后，因表面高低凸凹，会吸收光线而呈灰黑色；E中生成较多的铜，同理，因表面不平将呈暗红色