专题2《化学反应速率与化学平衡》（含解析）单元检测题2023-2024学年上学期高二苏教版（2019）高中化学选择性必修1

专题2《化学反应速率与化学平衡》
一、单选题
1．下图表示两个常见反应的平衡常数负对数值pK(pK=-lgK)与温度的关系。
①N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
②N2(g)+O2(g)2NO(g)
根据图中的数据判断下列说法正确的是
A．反应①是吸热反应 B．升高温度，反应②的逆反应速率减小
C．1000 ℃时c(N2)·c(O2)=c2(NO) D．a点时，反应①和②中N2的转化率相等
2．科学家致力于二氧化碳甲烷化研究，期待早日实现“碳中和”的愿景。下列关于二氧化碳甲烷化技术的说法错误的是
A．I→II的反应方程式为(代表吸附态)
B．II→III的过程中有C—O键的断裂也有O—H键形成
C．III→I存在两种路径，这两种路径中III与I的能量差值不同
D．每生成1mol转移电子数为8
3．一定温度下，在某恒容密闭容器中加入一定量X(？)发生反应：，反应达到平衡后，仅降低温度，容器内气体的密度增大。下列叙述正确的是
A．若正反应是吸热反应，则X为非气态
B．若正反应是放热反应，则为气态
C．若为气态，则向平衡体系中加入少量，的平衡转化率不变
D．若为非气态，则向平衡体系中加入少量，反应的平衡常数增大
4．我国科学家提出了由和直接转化为的催化反应进程，反应进程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是
A．图中对应的热化学方程式为
B．曲线b对应的活化能小于曲线a对应的活化能
C．曲线b代表使用催化剂时的能量变化曲线
D．催化剂改变了反应进程，但不改变反应的焓变
5．资源化利用CO2是实现“碳中和”的重要途径，CO2光催化转化为CH4的方法入选了2020年世界十大科技进展，其原理为：CO2+4H2CH4+2H2O。CO2与氢气反应制CH4的一种催化机理如图所示，下列说法正确的是
A．反应中La2O3是中间产物
B．H2在Ni催化作用下产生 H过程的△S>0
C．反应中La2O2CO3释放出CO2
D．使用催化剂可以降低反应的焓变，从而提高化学反应速率
6．已知反应的反应机理如下：
①(快)
②(慢)
③(快)
下列有关说法错误的是
A．①的逆反应速率大于②的正反应速率
B．②中与的碰撞仅部分有效
C．和是该反应的催化剂
D．总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大
7．已知：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O。某化学小组欲探究该反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响，进行如表实验(忽略溶液体积变化)。
编号 0.01mol L-1酸性KMnO4溶液体积/mL 0.1mol L-1H2C2O4溶液体积/mL 水的体积/mL 反应温度/℃ 反应时间/min
I 2 2 0 20 2.1
II 2 V1 1 20 5.5
III 2 V2 0 50 0.5
下列说法错误的是
A．V1=1，V2=2
B．由实验I、II可知，增大H2C2O4浓度，反应速率减慢
C．实验I、III的目的是探究温度对化学反应速率的影响
D．若改用1mol L-1酸性KMnO4溶液，将不能达到实验目的
8．反应速率v和反应物浓度的关系是用实验方法测定的。化学反应包含下列两步：①(慢)、②(快)，第一步反应的速率表达式为，式中k为常数，m、n值可用下表中数据确定。T℃时测得有关实验数据如下：
序号 c(NO)/(mol/L) c(H2)/(mol/L) 速率/(mol/(L·min))
I 0.0060 0.0010
II 0.0060 0.0020
III 0.0010 0.0060
IV 0.0020 0.0060
下列说法正确的是
A．整个反应速率由第②步反应决定
B．分步反应的活化能大小：①<②
C．反应①速率表达式：
D．相同条件下，浓度对反应速率的影响：
9．一定温度下，把2.5A和2.5B混合充入容积为2L的密闭容器里，发生如下反应：，经5s反应达平衡，在此5s内C的平均反应速率为0.2，同时生成1D。下列叙述中不正确的是
A．反应达到平衡状态时A的转化率为60%
B．
C．若混合气体的密度不再变化，则该可逆反应达到化学平衡状态
D．反应达到平衡状态时，相同条件下容器内气体的压强与起始时压强之比为6∶5
10．利用甲烷可消除NO2的污染：CH4+2NO2N2+CO2+2H2O。在1 L密闭容器中，控制不同温度，分别加入0.50 mol CH4和1.2 mol NO2，测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据见表。
组别 温度 时间/min n/mol 0 10 20 40 50
① T1 n(CH4) 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10
② T2 n(CH4) 0.50 0.30 0.18 0.15
下列说法正确的是
A．组别①中，0~20 min内，NO2的降解速率为0.0125 mol·L-1·min-1
B．由实验数据可知实验控制的温度：T1C．40 min时，表格中T2对应的数据为0.17
D．0~10 min内，组别②中CH4的转化率：60%
11．一定温度下，在容积不变的密闭容器中进行如下可逆反应：，下列能表明该反应已达到化学平衡状态的是
①
②的体积分数不再变化
③容器内气体压强不再变化
④混合气体的体积不再变化
A．①②③ B．②④ C．②③ D．③④
12．以、为原料合成涉及的主要反应如下：
Ⅰ．
Ⅱ．
Ⅲ．
向恒压、密闭容器中通入1mol和3mol发生上述反应，平衡时、CO、的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法正确的是

A．反应Ⅰ平衡常数可表示为
B．图中曲线B表示CO的物质的量随温度的变化
C．某时刻为a mol，CO为b mol，此时为
D．为提高的平衡产率，需要选择低温、低压的反应条件
二、填空题
13．某合成氨速率方程为：v=kcα(N2) cβ(H2) cγ(NH3)，根据表中数据，γ= 。
实验
1 m n p q
2 2m n p 2q
3 m n 0.1p 10q
4 m 2n p 2.828q
在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为 。
a.有利于平衡正向移动
b.防止催化剂中毒
c.提高正反应速率
14．在刚性密闭容器中充入一定量的和，发生反应：。其他条件相同，在两种催化剂作用下，反应相同时间时的转化率与温度的关系如图所示。
(1)催化效率较高的是 (填“”或“”)；b点 (填“达到”或“未达到”)平衡。
(2)温度高于，升高温度，的原因可能是 (答1条即可)。
15．以生物质为原料制备氢气可以有效减少环境污染，同时能降低对化石燃料的依赖。乙酸是生物油的主要成分之一，常被用作模型化合物。已知：乙酸水蒸气重整制氢过程中可能发生的反应如下：
i.CH3COOH(g)+2H2O(g)2CO2(g)+4H2(g) △H；
ii.CH3COOH(g)2CO(g)+2H2(g) △H1=+213.7kJ mol-l；
iii.CH3COOH(g)CH4(g)+CO2(g) △H2=-33.5kJ mol-1；
iv.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H3=-41.1kJ mol-1。
一定温度和催化剂条件下，向5L密闭容器中充入2molCH3COOH(g)和4molH2O(g)，只发生反应i，10min后反应达到化学平衡状态，此时容器内的压强变为初始时的1.5倍。从反应开始到平衡状态，用H2的浓度变化表示的平均反应速率v(H2)= 。
16．氯气在298K、100kPa时，在1L水中可溶解0.09mol，实验测得溶于水的Cl2约有三分之一与水反应。请回答下列问题：
(1)该反应的离子方程式为 ;
(2)计算该反应的平衡常数 (列计算式)；
(3)在上述平衡体系中加入少量NaOH固体，平衡将向 移动；
(4)如果增大氯气的压强，氯气在水中的溶解度将 (填“增大”、“减小”或“不变”)，平衡将向 移动。
17．回答下列问题
(1)某温度时，在2L容器中X、Y、Z三种物质随时间的变化关系曲线如图所示。
由图中的数据分析，该反应的化学方程式为 ；反应开始至2min时Z的平均反应速率为 ；
(2)把气体和气体混合放入2L密闭容器中，在一定条件下发生反应：，经5min达到平衡，此时生成，测得D的平均反应速率为，求：
①x的值 ，B的转化率 。
②平衡时压强与初始时压强之比 。
③该温度下此反应的平衡常数 。
18．图一表示不同温度条件下，反应1发生后的汽气比(水蒸气与CO物质的量之比)与CO平衡转化率的变化关系。
(1)判断和由大到小的关系为 ；
(2)若经反应I发生后的汽气比为0.8，所得混合气体经反应II后，得到CO与H2的物质的量之比为，则反应II：应选择的温度是 (填“”、“”或“”)。
19．某温度时，在VL密闭容器中，A、B、C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)反应的化学方程式为 。
(2)从开始到t1 min末时，用物质C表示的反应速率为 。
20．已知反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，当反应达到平衡后，改变压强，其反应速率的变化曲线分别如图所示。

回答下列问题：
(1)①表示改变压强的方式是 (填“增大”或“减小”，下同)压强，化学平衡 (填“正向”“逆向”或“不”，下同)移动，m＋n (填“>”“<”或“=”，下同)p＋q。
(2)②表示改变压强的方式是 压强，化学平衡 移动，m＋n p＋q。
(3)③表示改变压强的方式是 压强，化学平衡 移动，m＋n p＋q。
21．雾霾由多种污染物形成，包含颗粒物()、氮氧化物()、等。化学在解决雾霾污染问题中有着重要的作用。
若反应的正、逆反应速率分别可表示为；，分别为正、逆反应速率常数，c为物质的量浓度。一定温度下，在体积为1L的恒容密闭容器中加入4molNO和4molCO发生上述反应，测得CO和的物质的量浓度随时间的变化如图所示。
(1)从反应开始至达到化学平衡时，以表示的化学反应速率为 。
(2)该反应达到化学平衡状态的标志是_______(填标号)。
A．反应体系气体密度不变 B．反应体系气体压强不变
C． D．不再有键的形成
(3)a、b两点对应时刻，该反应的正反应速率之比 。
(4)a点时，逆反应速率与正反应速率之比 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】A．由图象可知，随着温度升高，①的pK增大，①的K减小，②的pK减小，则②的K增大，所以①为放热反应，②为吸热反应，故A错误。
B．升高温度，正逆反应速率都增大，故B错误；
C．1000 ℃时pK=0，则K=1，则c(N2)·c(O2)=c2(NO)，故C正确；
D．a点时，反应①和②的pK相等，即K相等，但加入反应物的物质的量未知，不能确定转化率大小，故D错误；
故答案为C。
2．C
【详解】A．由题干示意图可知，I→II的反应方程式为(代表吸附态)，A正确；
B．由题干示意图可知，II→III的过程中有C—O键的断裂也有O—H键形成，B正确；
C．由题干示意图可知，III→I存在两种路径，但这两种路径中III与I的能量差值即反应过程中的热效应，与途径无关，只与反应物和生成物的状态有关，故二者相同，C错误；
D．由题干示意图可知，整个反应的总过程是将CO2和H2转化为CH4和H2O，故每生成1mol转移电子数为8，D正确；
故答案为：C。
3．C
【分析】容器内气体密度ρ=，恒温密闭容器中，反应达到平衡后，仅降低温度，容器内气体的密度增大，说明降低温度，平衡移动使得容器内气体总质量增大。
【详解】A．若正反应是吸热反应，则降低温度，平衡将逆向移动，要使得容器内气体总质量增大，根据反应过程中质量守恒定律可知，X一定为气态，故A项错误；
B．若正反应是放热反应，则降低温度，平衡将正向移动，若X为气态，根据反应过程中质量守恒定律可知，平衡移动会使得容器内气体总质量降低，因此X一定为非气态，故B项错误；
C．若为气态，则反应前后气体的物质的量不变，向平衡体系中加入少量，加入X瞬间，平衡将正向移动，但压强对该反应的平衡无影响，两平衡互为等效，因此的平衡转化率不变，故C项正确；
D．平衡常数只与反应本身以及温度有关，当温度不变时，达到平衡时的平衡常数相同，故D项错误；
综上所述，说法正确的是C项。
4．A
【详解】A．根据图像可知，该反应为放热反应，对应的热化学方程式为 ，A错误；
B．从图分析，E1为曲线a的活化能，则曲线b对应的活化能小于曲线a对应的活化能，B正确；
C．使用催化剂能降低反应的活化能，故曲线b代表使用催化剂时的能量变化曲线，C正确；
D．催化剂改变了反应进程，改变反应的活化能，但不改变反应的焓变，D正确；
故选A。
5．B
【详解】A．根据图示，反应中La2O2CO3是中间产物，故A错误；
B．H2在Ni催化作用下产生 H，微粒的数目增多，体系的混乱程度增大，△S>0，故B正确；
C．反应中La2O2CO3释放出CO，故C错误；
D．使用催化剂可以降低反应的活化能，从而提高化学反应速率，催化剂不能改变焓变，故D错误；
选B。
6．C
【详解】A．①为快反应，②为慢反应，所以①的逆反应速率大于②的正反应速率，A正确；
B．分子碰撞中，能发生化学反应的碰撞属于有效碰撞，反应②为可逆反应，只有部分分子发生有效碰撞，B正确；
C．根据反应的历程，和是在反应过程中产生又被消耗，是该反应的中间产物，C错误；
D．总反应为放热反应，逆反应的活化能比正反应的活化能大，D正确；
故选C。
7．B
【详解】A．由于是对照实验，由实验Ⅰ知溶液总体积为4mL，则V1=4-2-1=1，V2=4-2=2，选项A正确；
B．H2C2O4浓度：实验I＞II，反应时间：实验I大于II，则由实验I、II可知，减小H2C2O4浓度，反应速率减慢，选项B错误；
C．实验目的是探究反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响，实验Ⅰ和Ⅲ的温度条件不同，则设计实验Ⅰ和Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响，选项C正确；
D．该定性实验是根据酸性KMnO4溶液褪色时间来判断反应快慢的，若改用1mol·L-1酸性KMnO4溶液，溶液浓度太大，KMnO4溶液过量，溶液不褪色，不能达到实验目的，选项D正确；
答案选B。
8．C
【详解】A．整个反应速率由最慢的一步决定，即由第①步反应决定，A错误；
B．活化能越大反应速率越慢，由第①步反应速率较慢因此其或化能较大，则活化能大小：①>②，B错误；
C．第一步反应的速率表达式为，由表知c(NO)相同时取实验I和II数据代入可得，解得n=1，c(H2) 相同时取实验III和IV数据代入可得，解得m=2，，取实验II数据代入可得，解得k=5000，则反应①速率表达式：，C正确；
D．相同条件下，由实验I和II数据可知c(H2)增大一倍反应速率增大2倍，由实验III和IV数据可知c(NO)增大一倍反应速率增大4倍，则浓度对反应速率的影响：，D错误；
故选：C。
9．D
【分析】经5s反应达到平衡，在此5s内C的平均反应速率为0.2，则生成C的物质的量为，同时生成1D，则，解得，列“三段式”如下：
结合转化率及气体物质的量之比等于压强之比进行计算。
【详解】A．反应达到平衡状态时A的转化率为，A正确；
B．由上述分析可知，x=4，B正确；
C．B为固体，气体的质量为变量，体积不变，则混合气体的密度不再变化，则该可逆反应达到化学平衡状态，C正确；
D．反应达到平衡状态时，相同条件下容器内气体的压强与起始时压强比为，D错误；
故答案选：D。
10．B
【详解】A．组别①中0 20min内，CH4的降解速率为=0.0125 mol·L-1·min-1，化学反应速率之比等于化学计量数之比，则NO2的降解速率为v(NO2)=2v(CH4)=0.025mol L 1 min 1，A错误；
B．开始时CH4和NO2物质的量相同，10min后，T2温度时甲烷物质的量更小，说明反应速率快，温度越高反应越快，T1C．40min组别①中甲烷的物质的量不再改变，说明反应达到平衡，组别②反应速率比组别①更快，所以40min时组别②也已经达到平衡，所以表格中T2对应的数据为0.15，C错误；
D．0~10 min内，组别②中Δn(CH4)=0.50mol-0.30mol=0.20mol，转化率为×100%=40%，D错误；
综上所述答案为B。
11．C
【详解】①当，反应达到平衡状态，故①错误；
②的体积分数不再变化，说明各物质的物质的量浓度不再变化，反应达到平衡状态，故②正确；
③该反应气体物质系数发生改变，容器内气体压强不再变化，说明气体的物质的量不再变化，反应达到平衡状态，故③正确；
④该反应是在容积不变的密闭容器中进行，混合气体的体积不会变化，故④错误；
能说明反应达到平衡状态的是②③，故选C。
12．C
【详解】A．化学平衡常数是反应达平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，反应Ⅰ的平衡常数为，A错误；
B．反应Ⅱ为放热反应，反应Ⅲ为吸热反应，升高温度Ⅱ逆向移动，反应Ⅲ正向移动，则CO的物质的量增大，B错误；
C．假设反应Ⅱ中，CO反应了x mol，则Ⅱ生成的为x mol，Ⅰ生成的为，Ⅲ生成CO为。根据反应Ⅰ和反应Ⅲ的转化关系可知的物质的量为，C正确；
D．根据图示可知，温度越低，的物质的量越多，平衡产率越大。反应Ⅰ和Ⅱ是气体体积减小的反应，减小压强，反应Ⅰ和Ⅱ平衡逆向移动的平衡产率减小，故为提高的平衡产率，需要选择低温、高压的反应条件，D错误；
故选：C。
13． -1 ac
【详解】将实验1、3中数据分别代入合成氨的速率方程v=kcα(N2) cβ(H2) cγ(NH3)可得：①q=kmα nβ pγ，③10q=kmα nβ (0.1p)γ，可得γ=-1。
a．合成氨过程中，不断分离出氨，即降低体系中c(NH3)，生成物浓度下降，平衡向正反应方向移动，a正确；
b．反应主产物即氨不能使催化剂中毒，b错误；
c．根据速率方程可知，反应速率与c-1(NH3)成正比，减小c(NH3)，反应速率加快，c正确；
故选ac。
14．(1) 未达到
(2)催化剂的活性降低
【详解】（1）由图可知，温度相同、时间相同时，Cat2作催化剂时，C2H2的转化率更高，故Cat2的催化效率较高；催化剂改变反应速率，不改变平衡时物质的转化率，由图可知，下
使用Cat2作催化剂，C2H2的转化率高于b点，说明b点未达到平衡。
（2）温度高于，升高温度，b→c段C2H2的转化率降低，原因可能是催化剂的活性降低。
15．0.08mol L-1 min-1
【详解】平衡时容器内的压强变为初始时的1.5倍，恒温恒容时，压强和物质的量成正比，则平衡时气体总物质的量为6mol×1.5=9mol。设转化的乙酸的物质的量为x，可以列三段式：
2-x+4-2x+2x+4x=9，解出x=1.则各物质的物质的量分别为：乙酸1mol，水蒸气2mol，二氧化碳2mol，氢气4mol。
从反应开始到平衡状态，变化的氢气的物质的量为4x=4mol，则用H2的浓度变化表示的平均反应速率v(H2)==0.08mol·L-1·min-1。
16． Cl2+H2OH++Cl-+HClO 0.00045 正反应方向 增大 正反应方向
【详解】(1)氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，反应的离子方程式为：Cl2+H2OH++Cl-+HClO，故答案为：Cl2+H2OH++Cl-+HClO；
(2) 在1L水中可溶解0.09mol氯气，则氯气浓度约为0.09mol/L，列出三段式：
K===0.00045，故答案为：0.00045；
(3)在上述平衡体系中加入少量NaOH固体，会和H+反应，使平衡将向正向移动，故答案为：正反应方向；
(4)增大氯气的压强，上述平衡正向移动，氯气在水中的溶解度将增大，故答案为：增大；正反应方向。
17．(1)
(2) 2
【详解】（1）由图象可以看出，反应中X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增多，则X、Y为反应物，Z为生成物，且△n(X)：△n(Y)：△n(Z)=0.6mol：0.2mol：0.4mol=3：1：2，则反应的化学方程式为；反应开始至2min时Z的平均反应速率为：=；
（2）5min末反应达到平衡状态，此时已生成2molC，若测知以D浓度变化来表示的反应平均速率为0.2mol/(L min)，则平衡时生成2L5min=2mol物质D，由转化量之比等于化学计量数之比可知，x=2，则列出“三段式”为：
①B的转化率为=20%；
②平衡时压强与初始时压强之比===；
③该温度下此反应的平衡常数K=。
18．(1)
(2)
【解析】（1）
反应Ⅱ为放热反应，其它条件相同时，升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率减小，则；
（2）
经反应Ⅰ发生后的汽气比为0.8，则设此时水蒸气物质的量为0.8mol，CO物质的量为1mol，根据反应Ⅰ可知此时氢气的物质的量为1mol，设CO的转化率为x，则对于反应Ⅱ列三段式：
经反应Ⅱ后，得到CO与H2的物质的量之比为1：3，则(1-x)：(1+x)=1：3，解得x=0.5，对比图可知，反应Ⅱ应选择的温度是。
19．(1)4A+2B 3C
(2)
【详解】（1）根据图示可知，反应后A、B、C三种物质共存，是可逆反应，0到t1时间，A减少了8mol，B减少了4mol，C增加了6mol，反应的物质的量之比等于系数之比，故反应的化学方程式为4A+2B3C；
（2）0到t1时间，C减少的物质的量浓度为，故用物质C表示的反应速率为。
20．(1) 增大 逆向 <
(2) 减小 正向 <
(3) 减小 不 ＝
【详解】（1）图像①改变压强后，v′正、v′逆都增大，故改变压强的方式是增大压强；v′正小于v′逆，平衡向逆反应方向移动；增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，故逆反应方向是气体体积减小的方向，即m＋n（2）图像②改变压强后，v′正、v′逆都减小，故改变压强的方式是减小压强；v′正大于v′逆，平衡向正反应方向移动；减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动，故正反应方向是气体体积增大的方向，即m＋n（3）)图像③改变压强后，v′正、v′逆都减小，故改变压强的方式是减小压强；v′正、v′逆同等倍数地减小，化学平衡不移动，反应前后气体体积相等，即m＋n=p＋q。
21．(1)
(2)BC
(3)(或或39.0625)
(4)(或0.00625)
【详解】（1）由图象可知，该反应8min时达到平衡状态，则从反应开始至达到化学平衡时，以表示的化学反应速率为，化学反应速率之比等于化学计量数之比，所以以表示的化学反应速率为；
（2）A．体积恒定，则反应体系中气体密度始终不变，故反应体系气体密度不变不能说明反应达到平衡状态，A不符合题意；
B．该反应为气体分子数减少的反应，体系压强不变，说明各组分的物质的量不再发生改变，反应达到平衡状态，B符合题意；
C．由图象，达到平衡状态时，c(CO2)=3.2mol/L，c(CO)=0.8mol/L，则c(NO)=0.8mol/L，c(N2)=1.6mol/L，平衡常数，因此说明反应达到平衡状态，C符合题意；
D．反应达到平衡状态为动态平衡，仍有键的形成，D不符合题意；
答案选BC。
（3）根据图象，a点时，c(CO)=c(CO2)，设转化的CO的物质的量浓度为xmol/L，则4-x=x，解得x=2，则c(CO2)=2mol/L，c(CO)=2mol/L，则c(NO)=2mol/L，c(N2)=1mol/L，所以a点的正反应速率，b点时c(CO2)=3.2mol/L，c(CO)=0.8mol/L，c(NO)=0.8mol/L，c(N2)=1.6mol/L，所以b点的正反应速率，因此；
（4）反应达到平衡时，v正=v逆，则，所以，a点时c(CO2)=2mol/L，c(CO)=2mol/L，c(NO)=2mol/L，c(N2)=1mol/L，则，，则。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页