2020_2021学年高中化学新人教版选修4第二章化学反应速率和化学平衡综合训练含解析

第二章
化学反应速率和化学平衡综合训练
1.已知可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是(??
)
A.反应达到化学平衡状态时,4v正(O2)=5v逆(NO)
B.若单位时间内生成x
mol
NO的同时消耗x
mol
NH3,则反应达到平衡状态
C.反应达到化学平衡状态时,若增大容器体积,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)
2.如图表示某可逆反应在其他条件相同时使用和未使用催化剂,反应过程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是(??
)
A.该反应为吸热反应
B.a与b相比,a的反应速率更快
C.a与b相比,反应的平衡常数一定不同
D.反应物的总能量大于生成物的总能量
3.汽车尾气中,产生NO的反应为:,一定条件下,等物质的量的和在恒容密闭容器中反应,下图曲线a表示该反应在温度T下的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始条件改变时的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是(
)
A.温度T下,该反应的平衡常数
B.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度减小
C.曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂
D.若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的
4.加热N2O5,依次发生的分解反应为①N2O5(g)N2O3(g)+O2(g)②N2O3(g)N2O(g)+O2(g),在容积为2L的密闭容器中充入8mol
N2O5,加热到t℃,达到平衡状态时,O2为9mol,N2O3为3.4mol。则t℃时反应①的平衡常数为(??
)
A.10.7???????B.8.5????????C.9.6????????D.10.2
5.向4L密闭容器中加入一定量的A、B、C三种气体,一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如图甲所示。图乙为达到平衡后在t2,t3,t4,t5时改变某一种反应条件,平衡体系中反应速率随时间变化的情况,且所改变的条件均不同。已知t3~t4阶段为使用催化剂,则下列说法不正确的是(??
)
A.若t1=15s,则t0~t1阶段以A的浓度变化表示的反应速率v(A)=0.006mol/(L·s)
B.B既不是反应物,也不是生成物,可能是反应的催化剂
C.若t2~t3阶段改变的条件是增大A的浓度,则平衡时C的体积分数减小
D.该反应为放热反应,则t5~t6阶段改变的条件是升高反应体系的温度
6.把4mol
A和2.5mol
B混合于2L的密闭容器中,发生反应:3A(g)+2B(s)C(g)+D(g),5min后反应达到平衡,容器内的压强变小,测得D的平均反应速率为0.05mol·L-1·min-1,下列说法错误的是(??
)
A.A的平均反应速率为0.15mol·L-1·min-1
B.平衡时,C的浓度为0.25mol·L-1
C.B的平均反应速率为0.1mol·L-1·min-1
D.平衡时,容器内的压强为原来的7/8
7.—定温度下,在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入SO2(g)和O2(g),其起始物质的量及SO2的平衡转化率如表所示
甲
乙
丙
丁
密闭容器容积/L
2
2
2
1
起始物质的量
n(SO2)/mol
0.4
0.8
0.8
0.4
n(O2)/mol
0.24
0.24
0.48
0.24
SO2的平衡转化率/%
80
α1
α2
α3
下列判断中,正确的是(??
)
A.该温度下,该反应的平衡常数K为400
B.SO2的平衡转化率:
α1>α2=α3
C.达到平衡时,容器丁中的正反应速率比容器丙中的大
D.达到平衡时,容器丙中c(SO3)大于容器甲中c(SO3)的两倍
8.向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g)=SO3(g)+NO(g)达到平衡,在此过程中正反应速率随时间变化的曲线如图所示,由图得出的结论正确的是(??
)
A.反应在c点达到平衡状态
B.反应物浓度:a点小于b点
C.反应物的总能量低于生成物的总能量
D.若Δt1=Δt2,则SO2的转化量:a~b段小于b~c段
9.向甲、乙、丙三个密闭容器中充入一定量的和,发生反应:
。各容器的容积、反应温度、反应物起始量如下表所示,反应过程中的浓度随时间变化关系如图所示。下列说法正确的是(??
)
容器
甲
乙
丙
容器/
0.5
0.5
1.0
温度/℃
反应物起始量
1.5
0.5?
1.5?0.5?
6.0?2.0?
A.10内甲容器中的平均反应速率
B.由图可知:
,且该反应为吸热反应
C.若平衡时保持温度不变,改变容器容积,平衡不移动
D.
℃,起始时甲容器中充入0.5?、1.5
,平衡时的转化率为25%
10.下列各表述与示意图一致的是(??
)
A.图①
表示25℃
时,用0.1mol·L-1盐酸滴定20mL0.1mol·L-1
NaOH溶液,溶液的pH随加入盐酸体积的变化得到的滴定曲线
B.图②
表示一定条件下进行的反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
ΔΗ<0各成分的物质的量变化,t2时刻改变的条件可能是降低温度或缩小容器体积
C.图③
表示某明矾溶液中加入Ba(OH)2溶液,沉淀的质量与加入Ba(OH)溶液体积的关系,在加入20mL
Ba(OH)2溶液时铝离子恰好沉淀完全
D.图④
表示化学反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的能量变化,则该反应的反应热ΔΗ=+183kJ·mol-1
11.已知和可以相互转化:。现将一定量和的混合气体通入体积为1L的恒温密闭容器中,反应物浓度随时间变化关系如图所示。下列说法错误的是(
)
A.图中共有两条曲线X和Y,其中曲线X表示浓度随时间的变化
B.、、、四个点中,表示化学反应处于平衡状态的是和
C.反应进行至25min时,曲线发生变化的原因是加入0.4mol
D.若要达到与相同的状态,在25min时还能采取的措施是适当扩大容器体积
12.高温下,某反应达到平衡状态,平衡常数。其他条件不变,温度升高,的浓度减小。下列说法正确的是(
)
A.该反应的焓变为正值
B.缩小容器体积,的浓度一定减小
C.升高温度,化学平衡常数减小
D.该反应的化学方程式为
13.在100℃时,将0.100mol
N2O4(g)充入1L的恒容密闭容器中,间隔一定时间后对该容器内物质的浓度进行测定,得到的数据如表所示:
时间/s
0
20
40
60
80
c(N2O4)/(mol·L-1)
0.100
c1
0.050
c3
c4
c(NO2)/(mol·L-1)
0.000
0.060
c2
0.120
0.120
1.该反应的平衡常数表达式为__________;由表中数据分析可得,c1__________(填“>”“<”或“=”,下同)C2,C3__________C4
2.在图中画出并标明此反应中N2O4和NO2的浓度随时间变化的曲线。
3.在上述条件下,从反应开始至达到化学平衡时,N2O4的平均反应速率为__________mol·L-1·s-1
4.达到化学平衡后,下列条件的改变可使NO2浓度增大的是(??
)
A.增大容器的容积
B.再充入一定量的N2O4
C.分离出一定量的NO2
D.充入一定量的He
5.若起始时充入NO2为0.080mol,则达到化学平衡时NO2的转化率为__________
14.甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料,工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇,已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:
化学反应
平衡常数
温度/℃
500
800
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)
K1
2.5
0.15
②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)
K2
1.0
2.50
③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
K3
1.据反应①、②与③可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=__________(用K1、K2表示),500℃时测得反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L-1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15,则此时v正__________v逆(填">","="或"
<")
2.在3L容积可变的密闭容器中发生反应②:已知c(CO)随反应时间t的变化如图曲线I所示,若在t0时刻分别改变一个条件,曲线I变为曲线II和曲线III。当曲线I变为曲线II时,改变的条件是__________,当曲线I变为曲线III时,改变的条件是__________
15.用氮化硅()陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件,能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应如下:,完成下列填空:
1.在一定温度下进行上述反应,若反应容器的容积为2L,3min后达到平衡,测得固体的质量增加了2.80g,则的平均反应速率为__________mol/(L·min);该反应的平衡常数表达式K=_________________________________。
2.上述反应达到平衡后,下列说法正确的是(
)
A.其他条件不变,压强增大,平衡常数K减小
B.其他条件不变,温度升髙,平衡常数K减小
C.其他条件不变,增大物质的量平衡向左移动
D.其他条件不变,增大HCl物质的量平衡向左移动
3.—定条件下,在密闭恒容的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是(
)
A.
B.
C.混合气体密度保持不变
D.
4.若平衡时和HCl的物质的量之比为保持其他条件不变,降低温度后达到新的平衡时,和HCl的物质的量之比___________(填”>””<”或”=”)。
答案以及解析
1.答案：A
解析：反应达到化学平衡状态时,v正(O2)=v逆(O2)=v逆(NO),即4v正(O2)=5v逆(NO),A项正确;任何时刻,生成x
mol
NO的同时一定消耗x
mol
NH3,反应不一定达到平衡状态,B项错误;增大容器体积相当于减小压强.正、逆反应速率均减小,C项错误;化学反应速率之比等于对应的化学计量数之比,则3v正(NH3)=2v正(H2O),D项错误。
2.答案：D
解析：由题图可知,生成物的总能量低于反应物的总能量,所以该反应是放热反应,A错误,D正确;活化能越小,反应速率越快,b的活化能更小,反应速率更快,B错误;反应的平衡常数只与温度有关,温度相同,平衡常数相同,C错误。
3.答案：A
解析：
故温度T下，，A项正确；对于反应物、生成物均为气体的反应来说，恒容条件下，密度是定值，B项不正确；催化剂只影响反应速率，不影响平衡状态，C项不正确；若曲线b对应的条件改变是温度，则a到b应是升温，升高温度变小，说明平衡正向移动，该反应的，D项不正确。
4.答案：B
解析：设反应①平衡时生成N2O3和O2的物质的量均为x,则x-
3.4mol
+
x=9mol,解得x=6.2mol,所以平衡时N2O5的物质的量是8mol-6.2mol=1.8mol,因此t℃时反应①的平衡常数为8.5,B正确
5.答案：C
解析：由图甲可知t0~t1阶段,A的物质的量减少0.36mol,为反应物,C的物质的量增加0.24mol,为生成物,则反应方程式为3A2C,若t1=15s,则阶段,以A的浓度变化表示的反应速率v(A)=0.36mol/(4L×15s)=0.006mol/(L·s),A正确;B的量始终不变,故B既不是反应物,也不是生成物,可能是反应的催化剂,B正确;若t2~t3阶段改变的条件是增大A的浓度,则容器内的压强增大,平衡向气体体积减小的方向移动,平衡时C的体积分数增大,C
错误;若该反应为放热反应,则t5~t6阶段升高反应体系的温度,正、
逆反应速率均增大,平衡向逆反应方向移动,D正确
6.答案：C
解析：
7.答案：AD
解析：
8.答案：D
解析：这是一个反应前后气体分子数不变的可逆反应,由于容器恒容,因此压强不影响反应速率,所以在本题中只考虑温度和浓度的影响。由图可以看出随着反应的进行正反应速率逐渐增大,而后逐渐减小,但只要开始反应,反应物浓度就要降低,正反应速率应该降低,而此时正反应速率却是升高的,这说明此时温度的影响是主要的,由于容器是绝热的,因此该反应只能是放热反应,从而导致容器内温度升高,正反应速率加快,当到达c点后正反应速率逐渐降低,说明此时反应物浓度的影响是主要的,因为反应物浓度越来越小,但反应不一定达到平衡状态,所以选项A、B、C均不正确;正反应速率越快,相同时间段内消耗的二氧化硫就越多,因此选项D正确。
9.答案：C
解析：
10.答案：B
解析：0.1mol·L-1
NaOH溶液的pH为13,用0.1mol·L-1盐酸滴定恰好中和时,pH为7,因NaOH溶液与盐酸浓度相同,则消耗二者的体积相同,但酸碱中和在接近滴定终点时,pH会发生突变,曲线的斜率会很大,故A项错误。根据图②分析,t2时刻后二氧化硫和氧气的物质的量减小,而三氧化硫的物质的量增大,说明平衡正向移动,结合反应的特点及平衡移动原理分析,t2时刻改变的条件可能是降低温度或缩小容器体积,故B项正确。向明矾溶液中加入Ba(OH)2溶液,开始阶段生成硫酸钡和氢氧化铝沉淀,随后氢氧化铝沉淀溶解,最后沉淀为硫酸钡;由图象可知,在加入20mL
Ba(OH)2溶液时铝离子恰好转化为偏铝酸根,故C项错误。根据图④分析,反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)为放热反应,则该反应的反应热ΔΗ=-183kJ·mol-1,故D
项错误。
11.答案：D
解析：从曲线变化来看X的浓度变化是Y曲线浓度变化的两倍,故X曲线为,A正确;和两点浓度不变,故已经达到了平衡,B正确;从X曲线变化可知在25min时,浓度增加0.4mol,C正确。
12.答案：A
解析：由反应的平衡常数表达式可知该反应的化学方程式为?,温度升高,的浓度减小,说明平衡正向移动,正反应为吸热反应,,A项正确,D项错误;缩小容器体积,各物质的浓度都增大,B项错误;升高温度,平衡正向移动,化学平衡常数增大,选项C错误。
13.答案：1.
;?
<;?
=
2.
3.0.001;
4.B;
5.25%
解析：该反应的化学方程式为N2O4(g)2NO2(g),其平衡常数表达式为由表中数据可求得c1=0.070,c2
=0.100,則c114.答案：1.K1·K2;?
>
2.加入催化剂;
将容器的溶剂快速压缩至2L
解析：1.依据盖斯定律,反应①+②=③,故平衡常数K3=K1·K2,500℃时,反应③的平衡常数K=2.5×1.0=2.5,测得反应③在某时刻H2(g)、CO2(
g)、CH3OH(
g)、H2O(g)的浓度分别为0.8mol·L-1、0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.15mol·L-1,则,反应正向进行,v正>v逆
2.曲线I变化为曲线II是缩短反应达到平衡的时间,最后达到相同的平衡状态,容积是可变的,是恒压容器,说明改变的条件是加入了催化剂;反应②为反应前后气体体积不变的反应,改变压强,平衡不移动,曲线I变为曲线III时,CO的平衡浓度由3.0mol·L-1变为4.5mol·L-1,则改变的条件是将容器的容积由3L变为2L
15.答案：1.0.02;
2.BD;
3.AC;
4.<
解析:1.由方程式可知固体质量增加2.80g时消耗,故;利用反应方程式可直接写出反应的平衡常数表达式。
2.温度不变,加压或改变反应物的浓度等平衡常数不变,A错误;因反应为放热反应,故反应达到平衡后,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数K减小,B正确;其他条件不变,增加固体物质的量平衡不移动,C错误;其他条件不变,增大HCl的物质的量,平衡向消耗HCl的逆反应方向移动,D正确。
3.利用化学反应速率之比等于化学方程式计量系数之比可知A项叙述表示,表示反应达到平衡态;B项均表示正反应,无论反应是否处于平衡态,都成立;混合气体密度不变说明容器中气体质量不变,而平衡移动则气体质量改变,所以C项表示达到平衡态,D项表示的浓度关系与是否平衡无关。
4.降低温度,平衡正向移动,变小。
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