2018-2019学年化学苏教版选修4同步专题综合测评2 化学反应速率与化学平衡（解析版）

专题综合测评(二)　化学反应速率与化学平衡
(时间90分钟，满分100分)
一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共计48分)
1．下列叙述中，不正确的是(　　)
A．某特定反应的平衡常数仅是温度的函数
B．催化剂不能改变平衡常数的大小
C．升高温度，吸热反应的平衡常数增大
D．增大压强，平衡常数增大
D　[特定反应的化学平衡常数仅与温度有关，催化剂、压强、浓度都不能使化学平衡常数改变。升温化学平衡向吸热反应的方向移动，吸热反应的平衡常数增大。]
2．下列对化学反应方向的叙述，正确的是(　　)
A．室温下不能自发进行的反应，在高温下有可能自发进行
B．熵增加有利于反应的自发进行，熵减少的反应常温下都不会自发进行
C．非自发反应在任何情况下都不会发生
D．凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的
A　[碳酸钙的分解是在室温下不能自发进行的反应，但在高温下能自发进行，A项正确，C项错误；有些放热的熵减少反应能自发进行，B项错误；放热反应如NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在高温下不能自发进行，但有些吸热反应也能自发进行，如氯化铵与消石灰的反应，D项错误。]
3．下列组合中在任何温度下反应均能自发进行的是(　　)
A．ΔH>0，ΔS>0　　 B．ΔH<0，ΔS<0
C．ΔH>0，ΔS<0 D．ΔH<0，ΔS>0
D　[ΔH<0，ΔS>0，一定能自发进行，ΔH>0，ΔS<0，一定不能自发进行，ΔH、ΔS同时大于0或同时小于0可能自发进行，取决于温度的高低。]
4．500 mL 1 mol/L的稀盐酸与锌粒反应，不会使反应速率加快的是(　　)
A．升高温度
B．将500 mL 1 mol/L的盐酸改为1 000 mL 1 mol/L的盐酸
C．用1 mol/L的硫酸溶液代替1 mol/L的盐酸
D．用锌粉代替锌粒
B　[升温、增大反应物浓度均可使反应速率加快；锌粉比锌粒的表面积大，也可加快反应速率，而将等浓度的盐酸由500 mL变为1 000 mL，只是改变了反应物的用量，并不改变其浓度，所以反应速率不变。]
5．在四种不同条件下测得反应：2SO2＋O22SO3的反应速率如下表所示：
(1)
(2)
(3)
(4)
反应速率
[mol/(L·min)]
v(SO2)
v(O2)
v(SO3)
v(O2)
0.4
0.25
0.5
0.3
其中反应速率最快的是(　　)
A．(1) B．(2)
C．(3) D．(4)
D　[依据速率之比等于化学计量数之比，则各物质的化学反应速率表示为：
(1)
(2)
(3)
(4)
反应速率
[mol/(L·min)]
v(SO2)
v(O2)
v(SO3)
v(O2)
0.4
0.25
0.5
0.3
0.2
0.25
0.25
0.3
反应速率与化学计量数的比值中，数值大的反应速率快。]
6．一定条件下的密闭容器中：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－905.9 kJ·mol－1，下列叙述正确的是(　　)
A．4 mol NH3和5 mol O2反应，达到平衡时放出热量为905.9 kJ
B．平衡时，v正(O2)＝v逆(NO)
C．平衡后降低压强，混合气体平均摩尔质量增大
D．平衡后升高温度，混合气体中NO含量降低
D　[可逆反应经一段时间后达到化学平衡状态，但是4 mol NH3不能完全反应掉，则达到平衡时放出热量小于905.9 kJ，A错误；平衡建立的实质为v正＝v逆，即v正(NO)＝v逆(NO)，又v正(NO)＝v正(O2)，所以v正(O2)＝v逆(NO)，B错误；平衡后降低压强，平衡正向移动，由M＝，反应正向移动后，m不变，n变大，则M变小，C错误；平衡后升温，平衡逆向(吸热方向)移动，NO的含量减小，D正确。]
7．已知溶液中存在Cr2O＋H2O2CrO＋2H＋的平衡，其中Cr2O呈橙色，CrO呈黄色，向该平衡体系中滴加饱和NaOH溶液时，颜色的变化情况是(　　)
A．黄色加深 B．橙色加深
C．颜色不变 D．颜色褪去
A　[滴加饱和NaOH溶液时，消耗溶液中的H＋，使c(H＋)减小，平衡向正反应方向移动，c(CrO)增大，颜色黄色加深，A项正确。]
8．据报道，在300 ℃、70 MPa条件下由二氧化碳与氢气合成乙醇已成为现实：2CO2(g)＋6H2(g)CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)。下列叙述错误的是(　　)
A．使用Cu—Zn—Fe催化剂可大大提高生产效率
B．反应需在300 ℃进行，可推测该反应是吸热反应
C．充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D．从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
B　[需要加热的反应，不一定是吸热反应，故B项错误。]
9．增大压强，对已达平衡的反应3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(s)产生的影响是(　　)
A．正反应速率加大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动
B．正反应速率减小，逆反应速率加大，平衡向逆反应方向移动
C．正、逆反应速率都加大，平衡向正反应方向移动
D．正、逆反应速率都没有变化，平衡不发生移动
C　[增大压强，正、逆反应速率都加大，但正反应速率增大得更多，平衡朝正反应方向移动，即向气体体积减小的方向移动。]
10．一定温度下，对于反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行，下列措施能加快反应速率的是(　　)
A．增大体积使压强减小
B．恒容，充入N2
C．恒容，充入He气
D．恒压，充入He气
B　[增大体积使压强减小，各成分浓度都减小，则反应速率减小，A项错误；恒容充入N2，则反应物的浓度增大，反应速率增大，B项正确；恒容充入He气，容器内气体的压强增大，但是各反应物和生成物的浓度不变，反应速率不变，C项错误；恒压通入He气，则各物质的浓度减小，反应速率减小，D项错误。]
11．对达到化学平衡状态的可逆反应：A(？)＋B(？)C(？)＋D(？)，若t0时增大压强，正、逆反应速率变化如图所示(v代表反应速率，t代表时间)，下列有关A、B、C、D的状态叙述中正确的是(　　)
A．A、B、C是气体，D不是气体
B．A、B是气体，C、D有一种是气体
C．C、D是气体，A、B有一种是气体
D．C、D有一种是气体，A、B都不是气体
C　[t0时加压，v(正)、v(逆)均增加，说明反应物和生成物中均有气体。v′(逆)>v′(正)，生成物气体物质的量大于反应物气体物质的量。]
12．如图是反应：2A(g)＋B(g)2C(g)在不同温度下的平衡曲线，x轴表示温度，y轴表示B的转化率，图中有A、B、C三点，如图所示，则下列描述正确的是(　　)
A．该反应是放热反应
B．B点时混合气体的平均摩尔质量不再变化
C．T1温度下若由A点达到平衡，可以采取增大压强的方法
D．C点：v(正)B　[由于温度升高，B的转化率增大，说明平衡正向移动，推知正反应是吸热反应，A项错；在T1温度下，题图中由A点到达平衡，B的转化率不断减小，若采取加压措施，B的转化率应增大，故C项错；在T2温度下，C点要达到平衡状态，B的转化率不断增大，说明该过程v(正)>v(逆)，D项错。]
13．对于平衡体系mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)　ΔH<0。下列结论中错误的是(　　)
A．若温度不变，将容器的体积缩小到原来的一半，此时A的浓度为原来的2.1倍，则m＋nB．若平衡时，A、B的转化率相等，说明反应开始时，A、B的物质的量之比为m∶n
C．若m＋n＝p＋q，则往含有a mol气体的平衡体系中再加入a mol的B，达到新平衡时，气体的总物质的量等于2a mol
D．若温度不变时，压强增大到原来的2倍，达到新平衡时，总体积一定比原来的要小
D　[A项条件改变，增大压强，若平衡不移动，A的浓度变为原来的2倍，实际变为原来的2.1倍，说明平衡逆向移动，故m＋n14．在一定温度下，向一个容积可变的容器中，通入3 mol SO2和2 mol O2及固体催化剂，使之反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1，平衡时容器内气体压强为起始时的90%。保持同一反应温度，在相同容器中，将起始物质的量改为4 mol SO2、3 mol O2、2 mol SO3(g)，下列说法正确的是(　　)
A．第一次平衡时反应放出的热量为294.9 kJ
B．两次平衡SO2的转化率相等
C．第二次达平衡时，SO3的体积分数大于
D．达平衡时，用O2表示的反应速率为0.25 mol·(L·min)－1
B　[设达平衡时生成SO3(g)物质的量为2x，则剩余SO2(g)的物质的量为(3 mol－2x)、O2(g)为(2 mol－x)，混合气体总的物质的量为(5 mol－x)。根据阿伏加德罗定律有＝，解得x＝0.5 mol，再结合热化学方程式可知，放出的热量为＝98.3 kJ。选项B，起始物质的量改为4 mol SO2、3 mol O2、2 mol SO3(g)，相当于加入6 mol SO2、4 mol O2，＝，故与第一次平衡是等效平衡，两次平衡中SO2的转化率、SO3的体积分数相等，故选项B正确，C错误。选项D，题目没有告诉达平衡时的时间，无法计算反应速率。]
15．某温度下，反应2A(g)＋B(g)2C(g)的平衡常数K1＝50，在同一温度下，反应2C(g)2A(g)＋B(g)的平衡常数K2为(　　)
A．2 500 B．50
C．0.02 D．0.002
C　[对反应2A(g)＋B(g)2C(g)的平衡常数K1＝，而同一温度下，反应2C(g)2A(g)＋B(g)的平衡常数K2＝＝＝0.02。]
16．在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的X、Y，发生反应mX(g)nY(g)　ΔH＝Q kJ/mol。反应达到平衡时，Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如表所示：
下列说法正确的是(　　)
A．m>n
B．Q<0
C．温度不变，压强增大，Y的质量分数减小
D．体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动
C　[升温，c(Y)增大，平衡右移，所以Q>0，B、D错误；气体体积增大，若平衡不移动，c(Y)应减小为一半，现c(Y)比一半多，即减压，平衡向右移动，m二、非选择题(本题包括6小题，共52分)
17．(5分)某同学设计以下4个实验考查过氧化氢分解速率的影响因素。各取5 mL的过氧化氢溶液完成下列实验。
实验序号
浓度(mol·L－1)
温度(℃)
加入0.1 mol·L－1 FeCl3溶液
主要实验现象
1
0.4
25
0滴
气泡生成速率较慢
2
0.4
25
1滴
气泡生成速率较快
3
1.2
25
1滴
气泡生成速率很快
4
1.2
100 ℃水浴
1滴
(1)实验中FeCl3起________作用。
(2)预计实验4的现象是_____________________________。
(3)设计实验3、4的目的是考查________对过氧化氢分解速率的影响。
(4)从实验2、3可以得出的结论是
____________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________。
【解析】　从表中数据可知，在过氧化氢的分解实验中FeCl3能加快反应速率，起催化剂作用。实验4同样使用了催化剂但温度高于其他实验，反应速率最快。实验3、4浓度相同，都使用了催化剂，温度不同，是考查温度对化学反应速率的影响。实验2、3则是研究浓度对反应速率的影响，从表中描述可知，浓度越大反应速率越快。
【答案】　(1)催化剂(1分)
(2)气泡产生速率最快(1分)
(3)温度(1分)
(4)在其他条件一定时，反应物浓度越大，反应速率越快(2分)
18．(7分)在密闭容器中，使2 mol N2和6 mol H2混合发生下列反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0
(1)当反应达到平衡时，N2和H2的浓度比是________；N2和H2的转化率比是________。
(2)升高平衡体系的温度(保持体积不变)，混合气体的平均相对分子质量________，密度________。(填“变大”“变小”或“不变”)
(3)当达到平衡时，充入氩气，并保持压强不变，平衡将________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
(4)若容器恒容、绝热，加热使容器内温度迅速升至原来的2倍，平衡将________(填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)。达到新平衡后，容器内温度________(填“大于”“小于”或“等于”)原来的2倍。
【解析】　(1)对N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，在密闭容器中，开始时n(N2)∶n(H2)＝2∶6＝1∶3，反应时消耗n(N2)∶n(H2)＝1∶3，故平衡时n(N2)∶n(H2)＝1∶3，所以c(N2)∶c(H2)＝1∶3，转化率之比为1∶1。
(2)升高温度，平衡向逆反应方向移动，气体的总物质的量增大，总质量不变，故平均相对分子质量变小，由ρ＝知密度不变。
(3)达平衡后，保持压强不变，充入氩气，使体系体积增大，浓度减小，相当于减小压强，使平衡逆向移动。
(4)恒容时升高温度至原来的2倍，根据勒夏特列原理，平衡向吸热反应的方向移动，即向左移动，达新平衡后，容器内温度大于原来的温度，小于原来温度的2倍。
【答案】　(1)1∶3　1∶1　(2)变小　不变　(3)逆向　(4)向左移动　小于(每空1分)
19．(8分)一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中化学反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)达到平衡状态。
(1)该反应的平衡常数表达式K＝________；根据下图，升高温度，K值将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)500 ℃时，从反应开始到达到化学平衡，以H2的浓度变化表示的化学反应速率是________(用nB、tB表示)。
(3)判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是______(填字母，下同)。
a．v生成(CH3OH)＝v消耗(CO)
b．混合气体的密度不再改变
c．混合气体的平均相对分子质量不再改变
d．CO、H2、CH3OH的浓度均不再变化
(4)300 ℃时，将容器的容积压缩到原来的1/2，在其他条件不变的情况下，对平衡体系产生的影响是_________________________。
a．c(H2)减小
b．正反应速率加快，逆反应速率减慢
c．CH3OH的物质的量增加
d．重新平衡时c(H2)/c(CH3OH)减小
【解析】　(1)根据所给图像判断，500 ℃时CH3OH的量比300 ℃时CH3OH的量少，说明升高温度平衡逆向移动，K值减小。
(2)由于v(CH3OH)∶v(H2)＝1∶2，因此可先求出v(CH3OH)，再推算出v(H2)。
(3)a项中均为同一方向的反应速率，故不可判断；b项中由于气体的总质量为定值，且容器的体积保持不变，故密度一直不变，不可判断。
(4)体积压缩后，v正、v逆均增大，但v正增加的比v逆多，平衡右移，CH3OH的物质的量增加；由于V减小，各物质的物质的量浓度均增加，但c(CH3OH)比c(H2)增大的多，所以c(H2)/c(CH3OH)减小。
【答案】　(1分)　减小(1分)　(2) mol·L－1·min－1(2分)　(3)cd(2分)　(4)cd(2分)
20．(10分)已知可逆反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，达到平衡时，K＝，K是常数，只与温度有关，与浓度无关。
(1)830 K时，若起始时：c(CO)为2 mol/L，c(H2O)为3 mol/L，平衡时CO的转化率为60%，水蒸气的转化率为________；K值为________。
(2)830 K时，若只将起始时c(H2O)改为6 mol/L，则水蒸气的转化率为________。
(3)若830 K时，起始浓度c(CO)为a mol/L，c(H2O)为b mol/L，H2的平衡浓度c(H2)为c mol/L
①a、b、c之间的关系式是________。
②当a＝b时，a＝________。
K＝＝1，
α(H2O)＝×100%＝40%。
(2)设水蒸气的转化浓度为x mol/L
K＝＝1，x＝1.5，
α(H2O)＝×100%＝25%。
【答案】　(每空2分)(1)40%　1　(2)25%
(3)①＝1　②2c
21．(10分)合成氨对化学工业和国防工业具有重要意义。
(1)向合成塔中按物质的量之比1∶4充入N2、H2进行氨的合成，图A为T ℃时平衡混合物中氨的体积分数与压强(p)的关系图。
图A　　　　　　　　　　图B
①图A中氨的体积分数为15%时，H2的转化率为________。
②图B中T ℃＝450 ℃，则温度为500 ℃时对应的曲线是________(填“a”或“b”)。
(2)合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制得，反应的化学方程式为CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)　ΔH>0。一定温度下，在体积为2 L的恒容容器中发生上述反应，各物质的物质的量变化如表所示：
时间/min
n(CH4)/mol
n(H2O)/mol
n(CO)/mol
n(H2)/mol
0
0.40
1.00
0
0
5
x1
0.80
x2
0.60
7
0.20
y1
0.20
y2
10
0.21
0.81
0.19
0.64
①分析表中数据，判断5 min时反应是否处于平衡状态：________(填“是”或“否”)，前5 min平均反应速率v(CH4)＝________。
②该温度下，上述反应的平衡常数K＝________。
③反应在7～10 min内，CO的物质的量减少的原因可能是________(填序号)。
a．减少CH4的物质的量
b．降低温度
c．升高温度
d．充入H2
【解析】　(1)①设起始时n(N2)＝a mol，则n(H2)＝4a mol。
设转化的N2为x mol，列三段式：
氨的体积分数为＝15%，解得x＝；氢气的转化率为×100%＝×100%≈24.46%。②氨的合成反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，氨的体积分数减小，故500 ℃对应的曲线为a。
(2)①5 min时x1＝x2＝0.20,7 min时CH4的量没有改变，说明5 min时已达到平衡状态；前5 min，v(CH4)＝＝0.02 mol·L－1·min－1。②K＝＝＝0.067 5。③7～10 min，氢气浓度增大，CO浓度减小，CH4、H2O浓度增大，平衡逆向移动，故原因为充入氢气。
【答案】　(1)①24.46%　②a(1分)　(2)①是(1分)　0.02 mol·L－1·min－1　②0.067 5　③d(除注明外，每空2分)
22．(12分)反应A(g)＋3B(g)2C(g)　(ΔH<0)在等容条件下进行。改变其他反应条件，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示：
请回答下列问题：
(1)A的平均反应速率vⅠ(A)、vⅡ(A)、vⅢ(A)从大到小的排列次序为
____________________________________________________________。
(2)B的平衡转化率αⅡ(B)为________。
(3)由第一次平衡到第二次平衡，采取的措施是________________；由第二次平衡到第三次平衡，采取的措施是________。
a．升温　　　　　 b．降温
c．通入惰性气体 d．分离出C
e．加入催化剂 f．增加反应物浓度
(4)化学平衡常数KⅠ、KⅡ、KⅢ从大到小的排列次序为________。
(5)达到第三次平衡后，将容器的体积扩大一倍，假定10 min后达到新的平衡，请在下图中用曲线表示第Ⅳ阶段体系中各物质的浓度随时间变化的趋势(曲线上必须标出A、B、C)。
【解析】　(1)vⅠ(A)＝＝0.05 mol·L－1·min－1
vⅡ(A)＝≈0.025 mol·L－1·min－1
vⅢ(A)＝＝0.012 mol·L－1·min－1
故vⅠ(A)>vⅡ(A)>vⅢ(A)。
(2)由图可知αⅡ(B)＝×100%＝38%。
(3)第一次平衡后A、B的浓度从平衡点开始降低，说明平衡向右移动，而C的物质的量浓度突然变为0，此时采取的措施是将C从平衡混合物中分离出去。由第二次平衡到第三次平衡，平衡向右移动，采取的措施是降低温度。
(4)平衡常数与温度有关，对放热反应而言，降低温度，平衡常数增大。
(5)第三次平衡后，将容器的体积扩大一倍，则各物质的浓度瞬间减半，由于容器的体积扩大，压强减小，故平衡会向逆反应方向(气体体积增大的方向)移动，平衡后，0.25 mol·L－1【答案】　(1)vⅠ(A)>vⅡ(A)>vⅢ(A)
(2)38%(或0.38)
(3)d　b
(4)KⅠ＝KⅡ(5)如图所示(注：只要曲线能表示出平衡向逆反应方向移动及各物质浓度的相对变化比例即可)
(每空2分)