专题2 化学反应速率与化学平衡 单元测试-高二上学期化学苏教版（2020）选择性必修1.docx

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1、专题2化学反应速率与化学平衡测试卷一、单选题1甲苯(用C7H8表示)是一种挥发性的大气污染物。热催化氧化消除技术是指在Mn2O3作催化剂时，用O2将甲苯氧化分解为CO2和H2O。热催化氧化消除技术的装置及反应机理如图所示，下列说法中错误的是A反应的方程式为B反应中Mn元素的化合价升高C反应中O-H键的形成会释放能量DMn2O3作催化剂可降低总反应的焓变2将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：NH4I(s)NH3(g)+HI(g)；2HI(g)H2(g)+I2(g)。反应达到平衡时，c(H2)=2 mol/L，c(HI)=4 mol/L，则此温度下反应的平衡常数是A36B32C

2、16D243一定条件下存在反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，其正反应放热。现有三个相同的2L恒容绝热(与外界没有热量交换) 密闭容器、，在中充入1mol CO和1mol H2O，在中充入1mol CO2 和1mol H2，在中充入2mol CO 和2mol H2O，700条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是A两容器中正反应速率：IIIB两容器中的平衡常数：IIIC容器 中CO2的物质的量比容器中CO2的少D容器 中CO 的转化率与容器II中CO2 的转化率之和大于14在一定条件下的1L密闭容器中，X、Y、C三种气体的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是

3、A015min，消耗C的平均速率约为0.033molL-1min-1BX、Y、C三种气体发生反应的化学方程式为：Y(g)+3X(g)2C(g)C反应开始到25min，X的转化率为25%D25min时改变的一个条件可能是缩小容器体积5下列说法正确的是A熵增的反应都是自发的，自发反应的现象一定非常明显B应该投入大量资金研究2CO(g)2C(s)+O2(g)H0该过程发生的条件，以解决含碳燃料不充分燃烧引起的环境问题C常温下，若反应A(s)+B(g)=C(g)+D(g)不能自发进行，则该反应的H0D已知C(s)+CO2(g)=2CO(g)H0，该反应吸热，一定不能自发进行6下列不能用平衡移动原理解释

4、的是（）A合成氨时将氨液化分离，可提高原料的利用率BH2、I2、HI混合气体加压后颜色变深C实验室用排饱和NaCl溶液的方法收集Cl2D由NO2和N2O4组成的平衡体系加压后颜色先变深后变浅7某温度下，在体积为2L的刚性容器中加入1mol环戊烯( )和2molI2发生可逆反应(g)+I2(g)(g)+2HI(g)H0，实验测定容器内压强随时间变化关系如图所示。下列说法错误的是A02min内，环戊烯的平均反应速率为0.15molL-1min-1B环戊烯的平衡转化率为75%C有利于提高环戊烯平衡转化率的条件是高温低压D该反应平衡常数为5.4molL-18在一定温度下的恒容密闭容器中，可逆反应N2

5、+ 3H22NH3 达到平衡状态的标志是AN2、H2、NH3在容器中共存B混合气体的密度不再发生变化C混合气体的总物质的量不再发生变化Dv正(N2)=2v逆(NH3)9下列叙述及解释正确的是A，在达到平衡后，对平衡体系采取缩小容积、增大压强的措施，因为平衡向正反应方向移动，故体系颜色变浅B，在达到平衡后，对平衡体系采取增大容积、减小压强的措施，因为平衡不移动，故体系颜色不变C，在达到平衡后，加入碳，平衡向正反应方向移动D，在达到平衡后，保持压强不变，充入，平衡向左移动10我国学者采用量子力学法研究了钯基催化剂表面吸附CO和合成的反应，其中某段反应的相对能量与历程的关系如图所示，图中的为过渡态，

6、吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是A总反应的热化学方程式是B图中决速步骤的能垒(活化能)为91.5kJ/molC催化剂在该历程中参与反应并降低了反应的活化能D该历程中经过TS3时的反应速率比经过TS5时的反应速率慢11如图表示某可逆反应在使用和未使用催化剂时，反应进程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是Aa与b相比，b的活化能更高B反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量Ca与b相比，a中的活化分子的百分比更高Da与b相比，a对应的反应速率更快12下列实验操作能达到实验目的或得出相应结论的是实验操作目的或结论A将少量片放入溶液中证明的金属性比强B将点燃的镁条置于盛有

7、集气瓶中，瓶内壁有黑色固体生成镁的还原性比碳强C向溶液(含少量杂质)，加入适量氯水，再加萃取分液除去溶液中的D向溶液中加入5滴同浓度的溶液，再加入几滴溶液，溶液显血红色与的反应是可逆反应AABBCCDD13日常生活中的下列做法，与调控化学反应速率无关的是A燃煤时将煤块粉碎为煤粉B制作绿豆糕时添加适量的食品防腐剂C空运水果时在包装箱中放入冰袋D炼铁时采用增加炉子高度的方法减少尾气排放14可逆反应中，当其它条件不变时，C的质量分数与温度(T)的关系如图，则下列说法正确的是A 放热反应B 吸热反应C 吸热反应D 放热反应15分子在催化剂的作用下发生的一系列转化如图所示。下列叙述正确的是A催化剂的表面

8、有极性键的断裂和非极性键的形成B催化剂能提高该反应的平衡转化率C催化剂、增大了该历程中的最大能垒(活化能)D催化剂表面发生的反应为二、填空题16化学反应与生产研究息息相关，我们不仅关注能量变化，还需要关注化学反应的快慢和程度。请根据要求，回答下列问题：(1)下面是四个化学反应理论上不可以用于设计原电池的化学反应是_(填字母，下同)ABCD(2)将氢气与氧气的反应设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示(a、b为多孔碳棒)其中_(填A或B)处电极入口通氧气，其电极反应式为_。当消耗标准状况下氢气11.2L时，假设能量转化率为85%，则导线中转移电子的物质的量为_。(3)某温度时，在2L容器中发

9、生X、Y两种物质间的转化反应，X、Y物质的量随时间变化的曲线如图所示：该反应的化学方程式为_。反应开始至2min时，Y的平均反应速率为_。2min时，v正_(填“”“”、“”或“=”)。18在一定体积的密闭容器中，进行如下反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表所示：t70080083010001200K0.60.91.01.72.6回答下列问题：（1）该反应化学平衡常数的表达式：K=_；（2）该反应为_（填“吸热”或“放热”）反应；（3）下列说法中能说明该反应达平衡状态的是_；A容器中压强不变B混合气体中c(CO)不变C混合气体的密度不变D

10、c(CO)=c(CO2)E.化学平衡常数K不变F.单位时间内生成CO的分子数与生成H2O的分子数相等（4）某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O)，试判此时的温度为_。三、计算题19t时，将2molSO2和1molO2通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中，发生如下反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，H=-196.6kJ/mol。 2min时反应达到化学平衡，此时测得反应物O2还乘余0.8mol。求：(1)从反应开始到达化学平衡，生成SO3的平均反应速率_。(2)t时该反应的化学平衡常数_。(3)平衡时SO2转化率_。20在2L密闭容器内，t时

11、发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，在体系中，n(N2)随时间的变化如下表：时间(min)012345N2的物质的量(mol)0.200.100.080.060.060.06(1)上述反应在第5min时，N2的转化率为_；(2)用H2表示从02min内该反应的平均速率v(H2)=_；(3)t时，在4个均为2L密闭容器中不同投料下进行合成氨反应。根据在相同时间内测定的结果，判断该反应进行快慢的顺序为_。(用字母填空，下同)；a.v(NH3)=0.05molL-1min-1 b.v(H2)=0.03molL-1min-1c.v(N2)=0.02molL-1min-1 d.v(H2)=

12、0.00lmolL-1s-1四、实验题21某校化学活动社团为测定1mol/L的H2SO4溶液与锌粒和锌粉反应的速率，设计如图1装置。(1)图1中盛有H2SO4溶液的仪器名称是_。(2)按照图1装置实验时，限定了两次实验时间均为10min，还需要测定的另一个数据是_。(3)若将图1装置中的气体收集装置改为图2装置，实验完毕待冷却后，该学生准备读取量气管上液面所在处的刻度，发现量气管中液面高于干燥管中液面，应首先采取的操作是_。22影响化学反应速率的因素有很多，某课外兴趣小组用实验的方法对其进行探究(1)实验一：取3 mol/L的H2O2溶液各10 mL分别进行下列实验，实验报告如下表所示序号V(

13、H2O2溶液)V(FeCl3溶液/mL)m(MnO2) 温度/V(水)/结论11020508210203083100130a实验1、2研究的是_对H2O2分解速率的影响。实验2、3研究的是_对H2O2分解速率的影响，表中数据a的值是_。实验3中2 min时共收集到气体的体积为11.2 mL (已折算成标准状况下)，则用过氧化氢表示的的平均反应速率为_。(2)实验二：查文献可知，Cu2+对H2O2分解也有催化作用，且H2O2分解反应放热为比较Fe3+、Cu2+对H2O2分解的催化效果，该小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验回答相关问题：定性分析：如图甲可通过观察_，定性比较得出结论。有同学提

14、出该实验并不能得出Fe3+催化效果比Cu2+好，其理由是_。定量分析：如图乙所示，实验时以收集到40 mL气体为准，忽略其他可能影响实验的因素，实验中需要测量的数据是_。(3)实验三：0.1 g MnO2粉末加入50 mL H2O2溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图丙所示。解释内反应速率变化的原因：_。试卷第9页，共10页学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司参考答案：1D【分析】从图中可以看出，反应中，Mn2O3与O2反应转化为MnO2，反应中，MnO2将C7H8氧化，重新生成Mn2O3。【详解】A由图中可以看出，反应中，MnO2转化为Mn2O3，C7H8生成C

15、O2和H2O，方程式为，A正确；B反应中，Mn2O3与O2反应转化为MnO2，Mn元素的化合价升高，B正确；C反应中，C7H8与MnO2反应生成H2O等，形成O-H键，从而释放能量，C正确；DMn2O3作催化剂，可降低总反应的活化能，但不能改变反应的焓变，D错误；故选D。2B【详解】反应达到平衡时，c(H2)=2molL1，说明消耗HI浓度为4molL1，则生成HI总物质的量浓度为(44)molL1=8molL1，即c(NH3)=8mol/l，根据化学平衡常数的定义，的反应平衡常数K=c(NH3)c(HI)=84=32，故选项B正确。3C【详解】A若两容器保持恒温，则为等效平衡，正反应速率相等

16、，现为恒容绝热容器，I中温度升高，II中温度降低，所以达平衡时，混合气体的温度I比II高，正反应速率：III，A不正确；B由A中分析可知，达平衡时容器I的温度比II高，由于正反应为放热反应，温度越高平衡常数越小，所以两容器中的平衡常数：III，B不正确；C若温度不变，容器I和容器II中CO2的物质的量相等，现达平衡时，容器I的温度比II高，升温时平衡逆向移动，所以容器中CO2的物质的量比容器中CO2的少，C正确；D若温度不变，容器I和容器II为等效平衡，则此时容器中CO 的转化率与容器II中CO2 的转化率之和等于1，现容器II的温度比容器I低，相当于容器I降温，平衡正向移动，容器II中CO2

17、的转化率减小，所以容器 中CO 的转化率与容器II中CO2 的转化率之和小于1，D不正确；故选C。4A【详解】A据图可知C为生成物，015min内生成C而不是消耗C，A错误；B据图可知X、Y的物质的量减少，为反应物，C的物质的量增加，为生成物，达到平衡时X、Y、C的物质的量变化之比为0.75mol：0.25mol：0.5mol=3:1:2，化学方程式为Y(g)+3X(g)2C(g)，B正确；C25min时反应已达到平衡，该时段内n(X)=0.75mol，转化率为100%=25%，C正确；D25min时的瞬间各物质的物质的量不变，所以不是改变投料，而之后C的物质的量增加，X、Y的物质的量减小，说

18、明平衡正向移动，该反应为气体系数之和减小的反应，缩小容器体积增大压强，平衡正向移动，D正确；综上所述答案为A。5C【详解】A反应进行的方向与反应现象无关，且熵增的反应不一定自发进行，自发反应的现象不一定明显，故A错误；B为吸热反应，需提供能量，不能利用该吸热反应解决含碳燃料不充分燃烧引起的环境问题，经济上不划算，故B错误；CH-TS0的反应可自发进行，S0，常温下不能自发进行，可知该反应的H0，故C正确；D由化学计量数可知S0，且H0，则高温下可自发进行，故D错误；故选：C。6B【详解】A将氨液化分离，即减小氨气浓度，促进平衡向正向移动，提高反应物的转化率，A能用平衡移动原理解释，不符合题意；

19、B对于反应 ，由于反应前后气体体积不变，故压强对其平衡无影响，加压颜色加深，是因为体积缩小，导致c(I2)增大，B不能用平衡移动原理解释，符合题意；CCl2在水中存在如下平衡：，在饱和NaCl溶液中，c(Cl-)增大，促使平衡逆向移动，降低Cl2溶解度，故可以用排饱和食盐水收集Cl2，C能用平衡移动原理解释，不符合题意；D体系中存在平衡： ，加压体积缩小，导致c(NO2)瞬间增大，体系颜色加深，由于加压平衡正向移动，c(NO2)又逐渐减小，故颜色逐渐变浅，D能用平衡移动原理解释，不符合题意；故答案选B。7D【详解】A根据图中信息可知，容器内起始总压为，2min时总压为，平衡时总压为，恒温恒容，

20、压强之比等于物质的量之比()，即，列“三段式”如下：列方程：，则，A项正确；B平衡时，列“三段式”如下：，则，环戊烯的平衡转化率为，B项正确；C该反应为吸热反应，且生成物中气体的系数之和大于反应物中气体系数之和，升高温度，减小压强有利于提高环戊烯平衡转化率，C项正确；D该反应平衡常数，D项错误；故选D。8C【分析】N2 + 3H22NH3为气体体积缩小的可逆反应，该反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各组分的浓度、百分含量等变量不再变化，据此判断。【详解】A该反应为可逆反应，所以N2、H2、NH3在容器中共存，无法判断是否达到平衡状态，故A错误；B反应前后混合气体的质量和容器容积均不变，因此

21、密度始终不变，不能据此判断是否达到平衡状态，故B错误；C该反应为气体体积缩小的反应，平衡前气体的总物质的量为变量，当混合气体的总物质的量不再发生变化时，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故C正确；Dv正(N2)=2v逆(NH3)，速率之比不等于系数之比，说明正逆反应速率不相等，没有达到平衡状态，故D错误；故选C。9D【详解】A缩小容积、增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，即向正反应方向移动，但二氧化氮的浓度仍然增大，所以体系颜色加深，错误；B增大容积、减小压强，平衡不发生移动，但气体体积增大，各气体浓度均减小，混合气体颜色变浅，错误；C为固体，加入碳后，平衡不移动，错误；D合成氨时保持压

22、强不变，充入，则容器容积增大，相当于反应体系的压强减小，平衡向气体体积增大的方向移动，所以平衡向左移动，正确。故选D。10D【详解】A反应热取决于始态和终态，与历程无关，开始能量比结束能量高，该反应放出65.7kJ能量，总反应的热化学方程式是 ，故A错误；B能垒(活化能)越大反应速率越慢，最慢的反应历程是决速步骤，最大的能垒(活化能)= 46.9-(-131.4)=178.3 kJ/mol，故B错误；C催化剂只降低了反应的活化能，不参与化学反应，故C错误；D经过TS3时活化能为50.4-(-14.8)=65.2 kJ/mol，经过TS5时活化能为37.4-(-15.2)=52.6 kJ/mol

23、，活化能越大，反应速率越慢，则经过TS3时比经过TS5时的反应速率慢，故D正确；故选：D。11B【详解】Aa与b相比，a的活化能更高，故A错误； B正反应放热，反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量，故B正确；Ca与b相比，b活化能小，b中的活化分子的百分比更高，故C错误；Da与b相比，b活化能越小，b对应的反应速率更快，故D错误；选B。12B【详解】A将少量片放入溶液中，发生反应，没有铁被置换出来，不能证明的金属性比强，故不选A；B将点燃的镁条置于盛有集气瓶中，发生反应，镁是还原剂、C是还原产物，证明镁的还原性比碳强，故选B；CFe2+还原性大于Br-，氯气先氧化Fe2+，向溶液(

24、含少量杂质)中加入适量氯水，不能除去溶液中的，故不选C；D向溶液中加入5滴同浓度的溶液，过量，再加入几滴溶液，溶液显血红色，不能证明与的反应是可逆反应，故不选D；选B。13D【详解】A煤块粉碎为煤粉,增大接触面积,可以加快反应速率,故A不选；B在食品中添加防腐剂，可以减慢反应速率，故B不选；C冰袋可以降低温度，减慢反应速率，故C不选；D提高炼铁高炉的高度不能改变平衡状态，因此不能减少尾气中CO的浓度，也不能改变反应速率，故D选故选D。14D【详解】温度升高反应速率加快，T2先达到平衡，可知T1【详解】(1) 属于氧化还原反应，而且是放热反应，理论上能设计为原电池。则反应B、D能设计成原电池、反

25、应A、C是非氧化还原反应、理论上不可以用于设计原电池，故答案为AC。(2)内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极，酸性条件下生成水，正极电极反应式为：O24H4e=2H2O；燃料电池中化学能转化为电能，能量转化效率高 燃料电池中，通入燃料的一极为负极，还原剂失去电子发生氧化反应，电子沿着导线流向正极，通入助燃物的一极为正极，正极上发生还原反应，则a为负极、B处电极入口通氧气，碱性条件下氧气得电子、和水反应生成氢氧根离子，其电极反应式为。当消耗标准状况下氢气11.2L时，按可知，假设能量转化率为85%，则导线中转移电子的物质的量为。(3)X的物质的量增加、Y的物质的量减小，所以Y是反应物、X是生

26、成物，物质的量变化值之比等与化学计量数之比，即Y与X的化学计量数之比为(0.4-0.2):(0.2-0.1)=2:1，故该反应的化学方程式为。反应开始至2min时，Y的平均反应速率为。2min时，平衡还未建立，体系处于从正反应建立平衡的途中，故v正 v逆。17(1)2AB(2)0.025mol/(Lmin)(3) 否 =【详解】（1）由图象可看出A为反应物，B为生成物，物质的量不变时反应达到平衡状态，A反应的物质的量=0.8mol-0.2mol=0.6mol；B生成的物质的量=0.5mol-0.2mol=0.3mol，所以A、B转化的物质的量之比为2：1，根据A、B转化的物质的量之比=化学方程

27、式的计量数之比，反应的化学方程式为：2AB；（2）反应开始至4min时，B物质的量变化0.4mol-0.2mol=0.2mol，B的平均反应速率为 ；（3）由图象分析可知，4 min时，随时间变化A、B物质的量发生变化，说明未达到平衡；8 min时随时间变化A、B物质的量不再发生变化，说明达到平衡，故v(正) =v(逆)。18 吸热 BE 830【分析】（1）化学平衡常数等于生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值；（2）随温度升高，平衡常数增大，说明升高温度平衡正向移动；（3）根据平衡标志判断；（4）某温度下， c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H

28、2O)，即K= 1；【详解】（1）根据平衡常数的定义，该反应化学平衡常数的表达式K= （2）随温度升高，平衡常数增大，说明升高温度平衡正向移动，所以正反应为吸热反应；（3）A. CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)反应前后气体系数和相等，容器中压强是恒量，压强不变，不一定平衡，故不选A；B. 根据化学平衡定义，浓度不变一定平衡，所以混合气体中c(CO)不变一定达到平衡状态，故选B；C. 反应前后气体质量不变、容器体积不变，根据，混合气体的密度是恒量，混合气体的密度不变，反应不一定平衡，故不选C；D. 反应达到平衡时，浓度不再改变，c(CO)=c(CO2)不能判断浓度是否改变，所以反

29、应不一定平衡，故不选D；E. 正反应吸热，温度是变量，平衡常数只与温度有关，化学平衡常数K不变，说明温度不变，反应一定达到平衡状态，故选E；F.单位时间内生成CO的分子数与生成H2O的分子数相等，不能判断正逆反应速率是否相等，反应不一定平衡，故不选F；（4）某温度下， c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O)，即K = =1，根据表格数据，此时的温度为830。19(1)0.1(2)0.15625(3)20%【详解】（1）根据题意列出三段式：生成SO3的平均反应速率为；（2）t时该反应的化学平衡常数为；（3）平衡时SO2转化率为。20(1)70%(2)0.09mol/(Lmin)(3)ac

30、=db【解析】（1）上述反应在第5min时，消耗氮气的物质的量是0.20mol-0.06mol=0.14mol，则N2的转化率为100%=70%；（2）02 min内消耗氮气的物质的量是0.20mol-0.08mol=0.12mol，根据方程式可知消耗氢气是0.36mol，浓度是0.18mol/L，则用H2表示从02 min内该反应的平均速率v(H2)=0.18mol/L2min=0.09mol/(Lmin)；（3）如果都用氢气表示其反应速率，则根据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知ad分别是(molL-1min-1)0.075、0.03、0.06、0.06，所以该反应进行快慢的顺序为ac

31、=db。21(1)分液漏斗(2)收集到气体的体积(3)调节量气管的高度使得两侧液面相平【分析】该反应中化学反应速率的测量要注意两个方面的数据，一个是产生氢气的体积，再换算成浓度，另一个是产生这些氢气所需要的时间。（1）题图1中盛放溶液的仪器是分液漏斗。（2）按照题图1装置实验时，限定了两次实验时间均为10min，还需要测定的另一个数据是反应产生的体积。（3）图2装置准备读取量气管上液面所在处的刻度，应首先调节量气管的高度使得两侧液面相平。22(1) 温度 不同催化剂 10 0.025(2) 产生气泡的快慢 阴离子不同，可能对实验产生干扰 收集40 mL气体所需要的时间(3)随着反应的进行H2O

32、2浓度减小，反应速度减慢【详解】（1）实验1、2只有反应温度不同，其它外界条件都相同，则这两个实验是研究温度对化学反应速率的影响；实验2、3只有使用的催化剂种类不同，其它外界条件都相同，则这两个实验是研究不同的催化剂对化学反应速率的影响；要控制外界条件对化学反应速率的影响，根据1、2可知溶液总体积应该为50 mL，则水的体积V(H2O)=50 mL-(10 mL+30mL)=10 mL，即a的体积为10 mL；实验3在2 min时共收集到标准状况下气体的体积为11.2 mL，n(O2)=，则用O2表示的化学反应速率v(O2)=；（2）定性分析：如图甲可通过观察产生气泡的快慢来比较Fe3+、Cu2+对H2O2分解的催化效果；有同学提出该实验并不能得出Fe3+催化效果比Cu2+好，其理由是二者的阳离子不同，阴离子也不同，因此阴离子不同可能会对实验产生干扰；定量分析：如图乙所示，实验时以收集到40 mL气体为准，忽略其他可能影响实验的因素，实验中需要测量的数据是收集40 mL气体所需要的反应时间；（3）根据图示可知：在相同时间内反应产生的O2的体积逐渐减小，这是由于随着反应的进行，H2O2的浓度逐渐减小，反应物的浓度越小，则化学反应速度就越慢，最终导致反应速率减慢。答案第19页，共9页