2019-2020学年高二化学人教版选修4练习：第2章 化学反应速率和化学平衡 测评 .docx

第二章测评(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题包括12小题。每小题4分,共48分)1.下列说法正确的是()A.催化剂是影响化学反应速率的本质因素B.当反应体系容积不变时,减小反应物的量肯定能降低反应速率C.可逆反应达到反应限度时,化学反应速率为0D.化学反应速率可用单位时间内反应物的浓度的变化量来表示解析 影响化学反应速率的本质因素是反应物的性质,A项错误;如果反应物是固体或液体,减小反应物的量不会影响反应速率,B项错误;达到反应限度时,正、逆反应速率相等,但不为零,C项错误。答案 D2.下列说法正确的是()A.自发反应在任何条件下都能实现B.所有的自发反应都是放热的C.升高温度,活化分子百分数增大,化学反应速率一定增大D.一般使用催化剂可以降低反应的活化能,增大活化分子百分数,从而提高反应物的转化率解析 自发反应在恰当条件下才能实现,A项错误;有的吸热反应也能自发进行,B项错误;升高温度,活化分子百分数增大,化学反应速率增大,C项正确;使用催化剂可以降低反应的活化能,增大活化分子百分数,对化学平衡没有影响,不影响反应物的转化率,D项错误。答案 C3.可逆反应:2SO2+O22SO3达到平衡状态时,保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2。下列说法正确的是(K为平衡常数,Qc为浓度商)()A.Qc不变,K变大,O2转化率增大B.Qc不变,K变大,SO2转化率减小C.Qc变小,K不变,O2转化率减小D.Qc增大,K不变,SO2转化率增大解析 当可逆反应2SO2+O22SO3达到平衡状态时,保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2,平衡向右进行,但O2转化率减小,浓度商Qc变小,K不变。答案 C4.一定温度下,在某密闭容器中发生反应:2HI(g)H2(g)+I2(g)H>0,若15 s内c(HI)由0.1 molL-1降到0.07 molL-1,则下列说法正确的是()A.015 s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)=0.002 molL-1s-1B.c(HI)由0.07 molL-1降到0.05 molL-1所需的反应时间小于10 sC.升高温度正反应速率加快,逆反应速率减慢D.减小反应体系的体积,化学反应速率加快解析 015 s内,v(I2)=12v(HI)=12(0.1-0.07)molL-115 s=0.001 molL-1s-1,A项错误;随着反应的进行,c(HI)减小,v(HI)减小,故c(HI)由0.07 molL-1降到0.05 molL-1所需时间大于10 s,B项错误;升高温度,正、逆反应速率均增大,C项错误;减小反应体系的体积,压强增大,反应速率加快,D项正确。答案 D5.在密闭容器中,一定条件下,进行如下反应:NO(g)+CO(g)12N2(g)+CO2(g)H=-373.2 kJmol-1,达到平衡后,为提高该反应的速率和NO的转化率,采取的正确措施是()A.加催化剂同时升高温度B.加催化剂同时增大压强C.升高温度同时充入N2D.降低温度同时增大压强解析 结合该反应的特点,提高反应速率的措施有升高温度、增大压强、使用催化剂;提高NO的转化率(平衡向正反应方向移动)的措施有降低温度、增大压强。答案 B6.已知某密闭容器中发生反应:X(g)+Y(g)2W(g)+Z(g)H<0(Y物质易被液化)。下列有关说法中一定正确的是()A.若W为有颜色的物质,达平衡后,增大压强,体系颜色变浅B.改变压强,该反应的平衡常数一定不变C.平衡时,其他条件不变,升高温度,正反应速率增大程度比逆反应速率增大程度小D.平衡时,其他条件不变,分离出Z,正反应速率加快解析 A项,增大压强,不论平衡向哪个方向移动,各物质浓度变大,体系颜色应变深;B项,Y物质易被液化,加压有可能导致Y变为液态,平衡常数的表达式变了,平衡常数也就可能改变;C项,升温,平衡逆向移动,正确;D项,分离出Z,正逆反应速率都减小。答案 C7.相同温度下,有相同容积的甲、乙两容器,甲容器中充入1 g N2和1 g H2,乙容器中充入2 g N2和2 g H2。下列叙述中不正确的是()A.化学反应速率:乙>甲B.平衡后N2的浓度:乙>甲C.H2的转化率:乙>甲D.平衡混合气中H2的体积分数:乙>甲解析 容器中发生的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。相同容积的容器中充入不同量的反应物,乙容器中压强大,化学反应速率:乙>甲,A项正确;根据勒夏特列原理可知,平衡时乙容器中N2的浓度应大于甲容器,但会小于甲容器中N2浓度的2倍,B项正确;乙容器中压强较大,平衡向正反应方向移动,所以H2的转化率:乙>甲,C项正确;平衡混合气中H2的体积分数:乙<甲,D项错误。答案 D8.t 时,在体积不变的密闭容器中发生反应:X(g)+3Y(g)2Z(g),各组分在不同时刻的浓度如下表:物质XYZ初始浓度/(molL-1)0.10.202 min末浓度/(molL-1)0.08ab平衡浓度/(molL-1)0.050.050.1下列说法正确的是()A.平衡时,X的转化率为20%B.t 时,该反应的平衡常数为40C.平衡后增大体系的压强,v(正)增大,v(逆)减小,平衡向正反应方向移动D.前2 min内,用Y的变化量表示的平均反应速率v(Y)=0.03 molL-1min-1解析 依据三段式进行计算X(g)+3Y(g)2Z(g)始态/(molL-1)0.10.20转化/(molL-1)0.050.150.1平衡/(molL-1)0.050.050.1X的转化率0.05molL-10.1molL-1100%=50%,A项错误;K=c2(Z)c(X)c3(Y)=1 600,B项错误;增大压强,不论平衡向哪一方向移动,正逆反应速率均增大,C项错误;前2 min内,Y的浓度变化量为(0.1-0.08)molL-13=0.06 molL-1,则v(Y)=0.03 molL-1min-1,D项正确。答案 D9.在某密闭容器中,可逆反应:A(g)+B(g)xC(g)符合图中()所示关系,(C)表示C气体在混合气体中的体积分数。由此判断,对图像()说法不正确的是()A.p3>p4,Y轴表示A的转化率B.p3>p4,Y轴表示B的质量分数C.p3>p4,Y轴表示B的转化率D.p3>p4,Y轴表示混合气体的平均相对分子质量解析 据图像(),在压强不变时,由曲线斜率知T1>T2。降温(T1T2)时,(C)增大,即平衡正向移动,说明正反应为放热反应。当温度不变时,由曲线斜率知压强p2>p1,增大压强(p1p2)时,(C)增大,即平衡正向移动,故x<2,即x=1。由图像()知,保持体系压强不变,升高温度,平衡逆向移动,A、B的转化率、(C)、混合气体的平均相对分子质量均减小,而A、B的质量分数要增大。故选B。答案 B10.在容积可变的密闭容器中存在如下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H<0,下列分析中不正确的是()A.图研究的是t0时升高温度对反应速率的影响B.图研究的是t0时增大压强(缩小容积)或使用催化剂对反应速率的影响C.图研究的是催化剂对化学平衡的影响,且甲使用了催化剂D.图研究的是温度对化学平衡的影响,且乙的温度较高解析 本题考查的是对化学反应速率及化学平衡图像的认识,难度一般。由于这是一个体积不变的放热反应,所以t0时温度升高,平衡向左移动,此时逆反应速率大于正反应速率,A项正确;该反应是反应前后气体物质的量不变的反应,增大压强,可同等程度地增大正、逆反应速率,平衡不移动,使用催化剂,不影响平衡,但反应速率增大,B项正确;如果图中考虑的是使用催化剂的话,则由图可知乙条件下先达到平衡,所以应该是乙使用了催化剂且平衡时甲、乙两条件下的CO转化率应相等,C项错误;如果图研究的是温度对平衡的影响,同样应该是乙条件下温度高于甲条件,那么从甲升温到乙,平衡向左移动,CO的转化率下降,D项正确。答案 C11.某温度下,可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)的平衡常数为K,下列对K的说法正确的是()A.K值越大,表明该反应越有利于C的生成,反应物的转化率越大B.若缩小反应器的容积,能使平衡正向移动,则K增大C.温度越高,K一定越大D.如果m+n=p,则K=1解析 K越大,该反应正向进行的程度越大,反应物的转化率越大,A项正确;对于一个确定的化学反应,K只是温度的函数,温度一定,K一定,与压强无关,B项错误;因该反应的热效应不确定,故C项错误;K=cp(C)cm(A)cn(B),故由m+n=p,无法判断K的大小。答案 A12.一定条件下合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)CH2CH2(g)+4H2O(g);已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图,下列说法不正确的是()A.该反应的逆反应为吸热反应B.平衡常数:KM>KNC.生成乙烯的速率:v(N)一定大于v(M)D.当温度高于250 ,升高温度,催化剂的催化效率降低解析 升高温度时CO2的平衡转化率降低,说明平衡逆向移动,则逆反应为吸热反应,A项正确;该反应的正反应是放热反应,升温平衡常数减小,B项正确;化学反应速率随温度的升高而加快,催化剂在250 时催化活性最高,温度继续升高,其催化效率降低,所以v(N)有可能小于v(M),C项错误,D项正确。答案 C二、非选择题(本题包括4小题,共52分)13.(13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)H<0。(1)当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是;N2和H2的转化率之比是。(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“增大”“减小”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)H<0,在密闭容器中,开始时n(N2)n(H2)=26=13,反应时消耗n(N2)n(H2)=13,故平衡时n(N2)n(H2)=13,所以c(N2)c(H2)=13,转化率之比为11。(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=mV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)1311(2)减小不变(3)逆向(4)向左移动小于14.(13分)300 时,将2 mol A和2 mol B两种气体混合于2 L密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g)H=Q,2 min末达到平衡,生成0.8 mol D。(1)300 时,该反应的平衡常数表达式为:K=。已知K300 <K350 ,则H0(填“>”或“<”)。(2)在2 min末时,B的平衡浓度为,D的平均反应速率为。(3)若温度不变,缩小容器容积,则A的转化率(填“增大”“减小”或“不变”),原因是。(4)如果在相同的条件下,上述反应从逆反应方向开始,开始时加入C、D各43mol。若使平衡时各物质的物质的量浓度与原平衡相同,则还应该加入Bmol。解析 (1)温度越高,K越大,则说明升温平衡正向移动,即正反应为吸热反应,H>0。(2)生成0.8 mol D,则反应掉0.4 mol B,剩余1.6 mol B,c(B)=1.6mol2 L=0.8 molL-1。v(B)=0.4mol2 L2min=0.1 molL-1min-1,由化学计量数知,D的反应速率应为B的2倍,故v(D)=2v(B)=20.1 molL-1min-1=0.2 molL-1min-1。(3)该反应前后气体分子数不变,增大压强平衡不移动,故A的转化率不变。(4)将C、D的量折算成A、B的量,则相当于加入2 mol A和23mol B,容器体积固定,若浓度相同,则说明起始时物质的量相等,故还应加入B 2 mol-23mol=43mol。答案 (1)c2(C)c2(D)c3(A)c(B)>(2)0.8 molL-10.2 molL-1min-1(3)不变反应前后气体分子数不变,压强对平衡无影响(4)4315.(13分)某温度下,向容积为1 L的容器中充入3 mol NO和1 mol CO,发生2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)反应,NO的转化率随时间的变化如右图所示。回答下列问题:(1)该温度下,化学平衡常数K=,平衡时CO的转化率为。(2)A点的逆反应速率v逆(CO)(填“>”“<”或“=”)B点的逆反应速率v逆(NO)。(3)下列图像正确且能表明在时间t时刻反应一定处于平衡状态的是。如果该反应达平衡后,降低温度,平衡常数增大,则H0(填“>”“<”或“=”)。(4)达平衡后,将容器的容积扩大一倍,下列说法正确的是。A.平衡向正反应方向移动B.CO的体积分数增大C.平衡常数减小D.一氧化碳的浓度增大解析 (1)依据三段式进行计算:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)始态(molL-1)3 100转化(molL-1)0.6 0.60.30.6平衡(molL-1)2.4 0.40.30.6K=c(N2)c2(CO2)c2(NO)c2(CO)=15128;(2)由A到B平衡正向进行,生成物浓度逐渐增大,所以逆反应速率逐渐增大;(3)假设平衡右移,温度不变,可知平衡常数不变;M=m(气体)n(气体),式中分子不变、分母减小,气体的平均摩尔质量增大;气体的物质的量减小,压强减小;H不变,B、C选项可以;(4)减小压强,平衡左移,各物质的浓度均减小,平衡常数不变,只有B项正确。答案 (1)1512860%(2)<(3)BC<(4)B16.(13分)CO可用于合成甲醇,化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。图1(1)图1是反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。该反应的焓变H(填“>”“<”或“=”)0。T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1(填“>”“<”或“=”)K2。在T1温度下,往体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO和2 mol H2,经测得CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图2所示。则该反应的平衡常数为。图2若容器容积不变,下列措施可提升CO转化率的是(填字母)。a.升高温度b.将CH3OH(g)从体系中分离c.使用合适的催化剂d.充入He,使体系总压强增大(2)在容积为1 L的恒容容器中,分别研究在230 、250 和270 三种温度下合成甲醇的规律。如图3是上述三种温度下H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1 mol)与CO平衡转化率的关系,则曲线z对应的温度是,该温度下上述反应的化学平衡常数为。曲线上a、b、c点对应的化学平衡常数分别为K1、K2、K3,则K1、K2、K3的大小关系为。图3解析 (1)T2温度下先达到平衡,所以温度T2>T1,由T1T2升高温度时CO的转化率降低,平衡向左移动,所以正反应为放热反应,H<0。K=c(CH3OH)c(CO)c2(H2)=0.750.25(2-20.75)2=12。升高温度,平衡向左移动;分离出CH3OH,平衡向右移动;使用催化剂,平衡不移动;充入He,反应混合物各物质浓度不变,平衡不移动,故选b。(2)CO和H2合成甲醇反应的H<0,n(H2)n(CO)相同时,升高温度,平衡向左移动,K减小,由图像可知曲线z表示的温度为270 。a点:起始浓度c(CO)=1 molL-1,c(H2)=1.5 molL-1;平衡浓度c(CO)=0.5 molL-1,c(CH3OH)=0.5 molL-1,c(H2)=1.5 molL-1-1 molL-1=0.5 molL-1,所以270 时K=c(CH3OH)c(CO)c2(H2)=0.50.50.52=4。温度相同时K为定值,该反应H<0,温度越高K值越小,所以K1=K2<K3。答案 (1)<>12b(2)2704K1=K2<K3