人教版高中化学选修4第二章 《化学反应速率和化学平衡》单元测试题（解析版）

第二章 《化学反应速率和化学平衡》单元测试题
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(　　)
A． 光照新制的氯水时，溶液的pH逐渐减小
B． 加催化剂，使N2和H2在一定条件下转化为NH3
C． 可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气
D． 增大压强，有利于SO2与O2反应生成SO3
2.在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＜0。某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是(　　)

A． 图Ⅰ表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
B． 图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂对反应速率的影响
C． 图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化剂效率比乙高
D． 图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高
3.对可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，下列叙述正确的是(　　)
A． 达到化学平衡时，4v正(O2)＝5v逆(NO)
B． 若单位时间内生成xmol NO的同时，消耗xmol NH3，则反应达到平衡状态
C． 达到化学平衡时，若增大容器容积，则正反应速率减小，逆反应速率增大
D． 化学反应速率关系：2v正(NH3)＝3v正(H2O)
4.一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是(　　)

A． 反应在0～10 s内，用Z表示的反应速率为0.158 mol·L－1·s－1
B． 反应在0～10 s内，X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L－1
C． 反应进行到10 s时，Y的转化率为79.0%
D． 反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)Z(g)
5.反应E+F→G在温度T1下进行，反应M+N→K在温度T2下进行，已知：T1＞T2，且E和F的浓度均大于M和N的浓度，则两者的反应速率（　　）
A． 前者大
B． 后者大
C． 一样大
D． 无法判断
6.将1 mol SO2和1 mol O2通入体积不变的密闭容器中，在一定条件下发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，达到平衡时SO3为0.3 mol，此时若移走0.5 mol O2和0.5 mol SO2，相同温度下再次达到新平衡时SO3的物质的量为(　　)
A． 0.3 mol
B． 0.15 mol
C． 小于0.15 mol
D． 大于0.15 mol，小于0.3 mol
7.反应2A(g)2B(g)＋C(g) 　ΔH>0，达平衡后，要使v(正)降低、c(A)增大，应采取的措施是(　　)
A． 降温
B． 加催化剂
C． 升温
D． 加压
8.一定量的锌与过量的稀H2SO4反应制取氢气，一定温度下为减慢反应速率而又不影响氢气的量，可向其中加入(　　)
A． KCl固体
B． 铁粉
C． K2SO4溶液
D． KNO3溶液
9.化合物在水溶液中因存在以下电离平衡：HIn（红色）H++In﹣（黄色），故可用作酸碱指示剂。浓度为0.4 mol·L－1的下列各溶液：①盐酸 ②石灰水 ③NaCl溶液 ④NaHSO4溶液 ⑤硝酸钾溶液 ⑥氨水，其中能使指示剂显红色的是（　　）
A． ①④
B． ②⑤⑥
C． ①④⑤
D． ②③⑥
10.一定条件下，在2 L的密闭容器中充入2 mol SO2和一定量的O2，发生反应2SO2（g）+O2（g）2SO3（g），进行到4 min时，测得n（SO2）=0.4 mol，若反应进行到前2 min末时，容器中n（SO2）为（　　）
A． 1.6 mol
B． 1.2 mol
C． 大于1.6 mol
D． 小于1.2 mol
11.等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定在不同时间(t)产生氢气体积(V)的数据，在根据数据所绘制得到的图中，曲线a、b、c、d所对应的实验组分别可能是(　　)


A． 4—3—2—1
B． 1—2—3—4
C． 3—4—2—1
D． 1—2—4—3
12.下列反应中不属于可逆反应的是（　　）
A． 2NO2N2O4
B． N2+3H22NH3
C． Cl2+H2OHCl+HClO
D． Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O
13.下列反应属于可逆反应的是(　　)
A． Na溶于水的反应
B． NH3溶于水的反应
C． 可充电电池的反应，如H2O＋Zn＋Ag2OZn(OH)2＋2Ag
D． 电解水生成H2和O2，点燃H2和O2的混合物生成水
14.将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器，恒温下发生反应H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)　ΔH<0，平衡时Br2(g)的转化率为a；若初始条件相同，绝热下进行上述反应，平衡时Br2(g)的转化率为b。a与b的关系是(　　)
A．a>b
B．a＝b
C．aD． 无法确定
15.下列有关化学平衡常数的描述中正确的是(　　)
A． 化学平衡常数的大小决定于化学反应的内因，与其他外界条件无关
B． 相同温度下，反应A＋BC与反应CA＋B的化学平衡常数相同
C． 反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) 　ΔH<0 温度升高，此反应的化学平衡常数不变
D． 反应A(g)＋B(g)2C(g)的平衡常数表达式为K＝c2(C)/[c(A)·c(B)]
二、填空题
16.在相同容积的4个密闭容器中进行同一可逆反应：2A(g)＋B(g)3C(g)＋2D(g)，起始时4个容器所盛A、B的量如下表所示：

在相同温度下，建立平衡时：
(1)4个容器中A的转化率由大到小的顺序是____________________________________。
(2)4个容器中B的转化率由大到小的顺序是________________________________。
17.近年来，随着人们大量开发利用化石资源，不仅使得煤、石油、天然气的储量大大减少，而且造成严重的环境污染。如何实现化石燃料的综合利用，提高燃料的利用率，减少环境污染等逐渐被提上了日程。
为了提高煤的利用率，人们先把煤转化为CO和H2，再将它们转化为甲醇。某实验员在一定温度下的密闭容器中，充入一定量的H2和CO，发生反应：2H2(g)＋CO(g)===CH3OH(g)，测定的部分实验数据如下：

(1)在500 s内用H2表示的化学反应速率是________。
(2)在1 000 s内用CO表示的化学反应速率是________，1 000 s时CO的转化率是________。
(3)在500 s时生成的甲醇的浓度是________mol·L－1。
18.将一定量的二氧化硫和含0.7 mol氧气的空气(忽略CO2)放入一定体积的密闭容器中，550 ℃时，在催化剂作用下发生反应。反应达到平衡后，将容器中的混合气体通过过量氢氧化钠溶液，气体体积减小了21.28 L；再将剩余气体通过一种碱性溶液吸收氧气，气体的体积又减少了5.6 L(以上气体体积均为标准状况下的体积)。(计算结果保留一位小数)
请回答下列问题：
(1)判断该反应达到平衡状态的标志是________。(填字母)
a．二氧化硫和三氧化硫浓度相等
b．三氧化硫百分含量保持不变
c．容器中气体的压强不变
d．三氧化硫的生成速率与二氧化硫的消耗速率相等
e．容器中混合气体的密度保持不变
(2)求该反应达到平衡时，消耗二氧化硫的物质的量占原二氧化硫的物质的量的百分比。
(3)若将平衡混合气体的5%通入过量的氯化钡溶液中，生成沉淀的质量多少？
19.高炉炼铁过程中发生的主要反应为Fe2O3(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g)，已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：

回答：该反应的平衡常数表达式K＝________，ΔH________(填“>”、“<”或“＝”)0。
20.某化学反应2A（g）?B（g）+D（g）在密闭容器中分别在下列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：

根据上述数据，完成下列填空：
（1）实验1中，在10～20 min时间内，以A的速率表示的平均反应速率为　　mol?L﹣1?min﹣1。
（2）实验2中，A的初始浓度c2=　　mol?L﹣1，反应经20 min就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是　　。
（3）设实验3的化学反应速率为v3，实验1的化学反应速率为v1，则v3　　v1（填“＞”“=”或“＜”），且c3　　1.0 mol?L﹣1（填“＞”“=”或“＜”）。
（4）比较实验4和实验1，可推测该反应的正反应是　　反应（填“吸热”或“放热”），理由是　　。
三、实验题
21.将5 mL 0.005 mol·L－1的FeCl3溶液与5 mL
0．01 mol·L－1的KSCN溶液混合，建立平衡：FeCl3＋3KSCN3KCl＋Fe(SCN)3(红色)
(1)若滴加饱和FeCl3溶液4滴，平衡向________方向移动，溶液红色________。
(2)若滴加1 mol·L－1KSCN溶液4滴，平衡向________方向移动，溶液红色________。
(3)若滴加0.01 mol·L－1NaOH溶液4滴，则产生________(填颜色)沉淀，c(Fe3＋)________，平衡向________方向移动，溶液红色________。
(4)若加入少量KCl固体，则平衡________移动，原因_________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________。
22.某学习小组探究浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响。
[探究过程](1)用胶头滴管吸取20%的H2O2溶液，加入具支试管中，塞上橡皮塞，观察常温变化情况。

(2)取下橡皮塞，迅速加入少量MnO2粉末，立即塞紧塞子，可观察到________，右侧量气装置的两玻璃管中液面迅速________。
(3)待上述反应停止后，取下橡皮塞，用胶头滴管吸取10%的H2O2溶液，塞好塞子，将H2O2溶液迅速挤入具支试管中，可观察到__________________________________________
______________________________，
右侧量气装置的两玻璃管中液面__________________________________________________
______________________。
(4)加热具支试管，可观察到________，右侧量气装置的两玻璃管中液面________。
[注意事项](1)实验前必须检验装置的________，以保证实验成功。
(2)H2O2溶液、MnO2粉末应迅速加入，迅速塞紧橡皮塞，以保证实验效果。
(3)量气装置的玻璃管中加入一定量的水，为了便于观察两玻璃管中液面升降变化的快慢，可在水中_______________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[探究结论]用同一个实验装置演示说明了浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响等多个实验问题。
(1)对比加入MnO2粉末前后的反应情况，说明MnO2是该反应的________________________________________________________________________，
催化剂可_____________________________________________________________________。
(2)对比20%的H2O2溶液和10%的H2O2溶液在MnO2催化下的反应可知：________________________________________________________________________。
(3)升高温度可________，降低温度可________。
四、计算题
23.电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应为SiO2(s)＋4HF(g)===SiF4(g)＋2H2O(g)　ΔH(298.15 K)＝－94.0 kJ·mol－1　ΔS(298.15 K)＝－75.8 J·mol－1·K－1，设ΔH和ΔS不随温度而变化，计算此反应自发进行的温度是多少？

24.在一个固定容积为500 mL的密闭容器中，充入5 mol H2和2 mol CO，在一定温度下，发生如下反应在：2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)，经过5 min后达到平衡状态，若此时测得CH3OH蒸气的浓度为2 mol·L－1，则达平衡时CO的转化率？


答案解析
1.【答案】B
【解析】勒夏特列原理只能解释与平衡移动有关的问题，不涉及平衡移动的问题都与原理无关。氯水中存在平衡：Cl2(g)＋H2OH＋＋Cl－＋HClO,2HClO2H＋＋2Cl－＋O2↑，光照使HClO分解，平衡右移，c(H＋)逐渐增大，A项不符合题意；催化剂只能改变反应速率，平衡不移动，B项符合题意；在氨水中存在平衡：NH3(g)NH3(aq)＋H2O(l)NH3·H2O(aq)(aq)＋OH－(aq)，加入NaOH固体，c(OH－) 增大，平衡向左移动，利于NH3的挥发，C项不符合题意；2SO2(g)＋O2(g)2SO2(g)，增大压强，平衡正移，D项不符合题意。
2.【答案】B
【解析】A项，图Ⅰ改变的条件应是增大压强；B项，由于同等程度地加快正、逆反应速率，所以加入的应是催化剂；C项，由于平衡发生了移动，所以改变的条件不是加入催化剂；D项，改变的应是温度，且乙的温度高。
3.【答案】A
【解析】A项，表明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态；B项，任何情况下消耗xmol NH3，必生成xmol NO；C项，减压时，正、逆反应速率均减小；D项，反应速率关系应为3v正(NH3)＝2v正(H2O)。
4.【答案】C
【解析】从图像上看，反应在0～10 s内，v(Z)＝＝0.079 mol·L－1·s－1，X的物质的量浓度的减少为＝0.395 mol·L－1，Y的转化率为×100%＝79.0%，A、B项错误，C项正确；X和Y的物质的量减少，而Z增加，说明X和Y为反应物，Z为生成物；10 s后三种物质的量不再变化，说明为可逆反应；三种物质的变化量之比为(1.20 mol－0.41 mol)∶(1.00 mol－0.21 mol)∶(1.58 mol－0.00 mol)＝1∶1∶2，X(g)＋Y(g)2Z(g)，D项错误。
5.【答案】D
【解析】影响化学反应速率的主要因素是物质的性质，物质越活泼，反应速率越大，而浓度、温度为影响化学反应速率的外因，比较温度、浓度对化学反应速率的影响只能针对于同一个化学反应，如Na和HCl溶液剧烈反应，但无论温度多高、浓度多大，Cu都不与盐酸反应，
故选D
6.【答案】C
【解析】从移走反应物看，平衡向逆反应方向移动，只能判断SO3减少，也就是得出SO3小于0.3 mol的结论，无法得出更小范围。常用先同后变的方法将被比较对象放在一个变化过程中进行比较。同温同体积不同起始量建立的平衡的结果比较，一般先以x个甲对象的平衡状态作为乙对象的起始(常称“先同”)，后将体积变化到原来单个乙的体积，在改变中实现比较(常称“后变”)。假设原平衡在体积为VL恒容容器中建立，移走一半反应物所建立平衡，相当于取半个原平衡状态，在0.5VL容器中SO3的量为0.15 mol(常称“先同”)；实际体积仍为VL，需要将半个状态扩容，此过程造成平衡向逆反应方向移动(常称“后变”)，SO3的量减少，C项正确。
7.【答案】A
【解析】要使v(正)降低一般是减压、降温；要使c(A)增大，平衡逆向移动，可加压或降温，综合考虑A项正确。
8.【答案】C
【解析】锌和盐酸反应的实质为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，使反应速率减慢可采取的措施有：降低反应体系的温度、减小c(H＋)；不影响H2总量要求体系中n(H＋)不能变化。加入氯化钾，溶液中c(H＋)不变，反应速率几乎无变化，A项错误；加入铁粉，生成更多的氢气， B项错误；加入K2SO4溶液，相当于加入水，会使得溶液中c(H＋)减小，反应速率减慢，C项正确；加入硝酸钾溶液，溶液中会存在硝酸，与锌反应生成NO等气体，影响生成氢气的量，D项错误。
9.【答案】A
【解析】能使指示剂显红色，应使c（HIn）＞c（In﹣），所加入物质应使平衡向逆反应方向移动，所加入溶液应呈酸性，
①④为酸性溶液，可使平衡向逆反应方向移动，溶液变红色；
②⑥溶液呈碱性，可使平衡向正反应方向移动；
③⑤为中性溶液，平衡不移动；
所以能使指示剂显红色的是①④；
故选A。
10.【答案】D
【解析】根据化学反应速率的概念可知，进行到4 min时，测得n（SO2）=0.4 mol，此时反应的速率为v（SO2）===0.2 mol··；反应进行到前2 min末时设二氧化硫物质的量为x，依据速率定义可得v′（SO2）==；进行到2 min时的物质浓度大于4 min时的物质的浓度，所以反应时4 min的反应速率小于2 min的反应速率，即v′（SO2）==＞0.2 mol··；整理得，x＜1.2 mol；
故选D。
11.【答案】C
【解析】在V－t图形中，斜率越大，速率越快，即反应速率的大小关系是a＞b＞c＞d。其他条件相同时浓度越大、速率越快；温度越高、速率越快；固体表面积大，反应速率就大；催化剂可加快反应；影响程度按催化剂、温度、浓度依次减弱。由此可推断1组最慢，3组最快，4组与2组相比，温度相同固体表面积不同，可确定4组比与2组的反应速率大，C项正确。
12.【答案】D
【解析】A、B、C中向两个方向反应的条件相同，并且向两个方向的反应同时进行，为可逆反应，D中向两个方向反应的条件不同，为不可逆反应，故D正确。
故选D。
13.【答案】B
【解析】在相同条件下，既能正向进行又能反向进行的化学反应称为可逆反应，条件是判断的关键。Na溶于水的反应是不可逆的，A不符合题意； NH3溶于水的反应是可逆反应，NH3＋H2ONH3·H2O＋OH－，B符合题意； C、D中正、逆反应的条件不同，均不是可逆反应。
14.【答案】A
【解析】该反应为放热反应，绝热下进行反应，温度升高，所以绝热平衡时转化率低于恒温平衡时转化率，即a>b。
15.【答案】D
【解析】aA＋bBcC＋dD，K＝，它只与反应本身和温度有关，温度不变，K不变，A错误；互为逆向的两个反应化学平衡常数互为倒数，B错误；升高温度时，平衡逆向移动，平衡常数变小，C错误。
16.【答案】(1)丁>乙>丙>甲　(2)甲>乙>丙>丁
【解析】以乙为标准，甲相当于又加入1 mol A，平衡右移，所以A的转化率：甲＜乙，B的转化率：甲＞乙；丙相当于压缩体积，平衡左移，A、B转化率均小于乙中A、B转化率。甲、丁比较A的转化率：甲＜丁，B的转化率：甲＞丁，乙、丁比较A的转化率：乙＜丁，B的转化率：乙＞丁。甲、丙比较A的转化率：甲＜丙，B的转化率：甲＞丙。丙、丁比较B的转化率：丙＞丁。综上所述，A转化率：甲＜丙＜乙＜丁，B转化率：甲＞乙＞丙＞丁。
17.【答案】(1)2.96×10－3mol·L－1·s－1(2)1.26×10－3mol·L－1·s－1　50.4%　(3)0.74
【解析】(1)在500 s内，v(H2)
＝＝2.96×10－3mol·L－1·s－1。(2)在1 000 s内，H2的浓度减少了5.00 mol·L－1－2.48 mol·L－1＝2.52 mol·L－1，则CO的浓度减少了×2.52 mol·L－1＝1.26 mol·L－1，用CO表示的化学反应速率为v(CO)＝＝1.26×10－3mol·L－1·s－1，CO的转化率为×100%＝50.4%。(3)在500 s内，H2的浓度减少了1.48 mol·L－1，则生成的CH3OH的浓度为×1.48 mol·L－1＝0.74 mol·L－1。
18.【答案】(1)bc　(2)94.7%　(3)10.5 g
【解析】(1) 二氧化硫和三氧化硫浓度不再变化 (不是两者浓度相等)时，反应达到平衡；
该反应前后气体的物质的量发生改变，气体的压强不变时，反应达到平衡；
三氧化硫的生成与二氧化硫的消耗表明的都是正反应，无法判断反应达到平衡状态；
由于气体的体积不变，质量守恒，故不论反应是否达到平衡，混合气体的密度都保持不变，密度保持不变，无法判断反应达到平衡状态。
(2)消耗氧气的物质的量为0.7 mol－＝0.45 mol，
则消耗的n(SO2) ＝生成的n(SO3)＝0.45 mol×2 ＝0.9 mol。
反应后二氧化硫与三氧化硫的物质的量之和为＝0.95 mol，
即为反应前的二氧化硫的物质的量，反应达到平衡时，
二氧化硫的转化率＝×100%≈94.7%。
(3) 二氧化硫与氯化钡溶液不反应。生成的沉淀为硫酸钡，
由SO3＋H2O＋BaCl2===BaSO4↓＋2HCl可知，
n(BaSO4)＝n(SO3)＝0.9 mol×5%＝0.045 mol，
m(BaSO4)＝0.045 mol×233 g·mol－1＝10.5 g。
19.【答案】　<
【解析】因Fe和Fe2O3均为固体，在平衡常数表达式中不写，故K＝；温度升高，K减小，平衡逆向移动，升温平衡向着吸热方向移动；逆反应是吸热反应，则正反应是放热反应，ΔH<0。
20.【答案】（1）0.013　
（2）1.0　　使用催化剂　
（3）＞　　＞　
（4）吸热　　比较实验4与实验1，可看出升高温度，A的平衡浓度减小，说明升高温度平衡向正反应方向移动，故正反应是吸热反应　
【解析】（1）v==0.013 mol·L-1·min-1；
（2）根据实验1、2数据分析，温度相同，达平衡后A的物质的量浓度相同，且B、D起始浓度为0，所以两组实验中A的起始浓度相同为1.0 mol?L﹣1；温度相同，达平衡后A的物质的量浓度相同，但达平衡时2组的时间较短，所以只能是加入催化剂；
（3）实验1、3比较，温度相同，10 min﹣20 min时，实验3的浓度减少量都大于实验1的，所以实验3的反应速率大于实验1的，即v3＞v1；根据相同条件下，浓度对化学反应速率的影响判断，实验3的起始浓度大于实验1的，即c3＞1.0 mol?L﹣1；
（4）实验4与实验1比，温度升高，达平衡时A的平衡浓度减小；温度升高，化学平衡向吸热方向移动，所以正反应是吸热反应。
21.【答案】(1)正反应　加深　(2)正反应　加深　(3)红褐色　减小　逆反应　变浅　(4)不　KCl不参与反应
【解析】(1)c(Fe3＋)增大，平衡右移。(2)c(SCN－)浓度增大，平衡右移。(3)加入NaOH：
3OH－＋Fe3＋===Fe(OH)3↓，c(Fe3＋)减小，平衡左移。(4)KCl不参与反应，加入KCl固体，平衡不移动。
22.【答案】[探究过程](2)有大量气体逸出　升降
(3)气体逸出速度明显变慢　升降变缓
(4)气体逸出的速率加快　升降变快
[注意事项](1)气密性　(3)加入颜料
[探究结论](1)催化剂　加快反应
(2)其它条件相同时，浓度越大，反应越快
(3)加快反应　减缓反应
【解析】其他条件相同时浓度越大、速率越快；温度越高、速率越快；催化剂可加快反应。从实验装置可以看出，反应越快，产生气体越多，右侧量气管中液面升降越快，通过液面升降快慢可以对比反应速率的大小。
23.【答案】ΔG＝ΔH－TΔS＝－94.0 kJ·mol－1－T×(－75.8 J·mol－1·K－1)×10－3kJ·J－1<0，
则T<≈1.24×103K
【解析】ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG<0时，反应能自发进行。ΔG＝ΔH－TΔS＝ －94.0 kJ·mol－1－T×(－75.8 J·mol－1·K－1)×10－3kJ·J－1<0，
T<≈1.24×103K。
24.【答案】50%
【解析】5 min后c(CH3OH)＝2 mol·L－1，n(CH3OH)＝0.5 L×2 mol·L－1＝1 mol。
　　　　
CO转化率＝×100%＝50%。