習(xí)題2：化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡

第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡(時(shí)間：60分鐘分值：100分)一、選擇題(本題包括12小題，每小題4分，共48分，每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。)1．下列是4位同學(xué)在學(xué)習(xí)“化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡”一章后，聯(lián)系工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際所發(fā)表的觀點(diǎn)，你認(rèn)為不正確的是()A．化學(xué)反應(yīng)速率理論是研究怎樣在一定時(shí)間內(nèi)快出產(chǎn)品B．化學(xué)平衡理論是研究怎樣使用有限原料多出產(chǎn)品C．化學(xué)反應(yīng)速率理論是研究怎樣提高原料轉(zhuǎn)化率D．化學(xué)平衡理論是研究怎樣使原料盡可能多地轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品【解析】化學(xué)反應(yīng)速率是研究化學(xué)反應(yīng)快慢的問題，化學(xué)平衡是研究化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度問題。【答案】C2．在反應(yīng)2A＋B===3C＋4D中，表示該反應(yīng)速率最快的是()A．v(A)＝mol/(L·s)B．v(B)＝mol/(L·s)C．v(C)＝mol/(L·s)D．v(D)＝1mol/(L·s)【解析】轉(zhuǎn)換成用物質(zhì)B表示的反應(yīng)速率分別為：A項(xiàng)中v(B)＝mol/(L·s)，C項(xiàng)中v(B)＝eq\f,3)mol/(L·s)，D項(xiàng)中v(B)＝mol/(L·s)。【答案】B3．下列說法正確的是()A．增大壓強(qiáng)，活化分子數(shù)增多，化學(xué)反應(yīng)速率一定增大B．升高溫度，活化分子百分?jǐn)?shù)不一定增大，化學(xué)反應(yīng)速率一定增大C．加入反應(yīng)物，使活化分子百分?jǐn)?shù)增加，化學(xué)反應(yīng)速率增大D．使用催化劑，降低了反應(yīng)的活化能，增大了活化分子百分?jǐn)?shù)，化學(xué)反應(yīng)速率一定增大【解析】增大壓強(qiáng)，增加了單位體積內(nèi)的活化分子數(shù)，但總活化分子數(shù)不變，A錯(cuò)；升高溫度、活化分子數(shù)一定增大，B錯(cuò)；加入反應(yīng)物增大了反應(yīng)物的濃度，但活化分子百分?jǐn)?shù)不變，C錯(cuò)。【答案】D4．在恒溫恒容容器中，當(dāng)下列哪些物理量不再發(fā)生變化時(shí)，表明反應(yīng)A(g)＋2B(g)===C(g)＋D(g)已達(dá)到平衡狀態(tài)()①混合氣體的壓強(qiáng)②混合氣體的密度③B的物質(zhì)的量濃度④混合氣體的總物質(zhì)的量⑤混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量⑥v(C)與v(D)的比值⑦混合氣體的總質(zhì)量⑧混合氣體的總體積A．①③④⑤B．①②③④⑤⑦C．①③④⑤⑧D．①②③④⑤⑥⑦⑧【解析】此反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體體積發(fā)生變化的反應(yīng)，則總壓強(qiáng)不變或總物質(zhì)的量不變能說明已達(dá)到平衡狀態(tài)，但由于容器的體積固定，故不能從混合氣體的總體積不變、密度不變來判斷已達(dá)到平衡狀態(tài)?！敬鸢浮緼5．(2022·房山高二統(tǒng)測(cè))一定溫度下，在2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：A(g)＋2B(g)===xC(g)ΔH<0，B、C的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示。下列有關(guān)說法不正確的是()A．x＝2B．反應(yīng)開始2min內(nèi)，v(C)＝mol·L－1·min－1C．2min后，降低溫度平衡向右移動(dòng)D．當(dāng)容器內(nèi)混合氣體壓強(qiáng)不再改變時(shí)，反應(yīng)體系達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)【解析】2min內(nèi)B、C的變化量分別為mol、mol，故B、C的化學(xué)計(jì)量數(shù)相等，x＝2，A項(xiàng)正確；v(C)＝mol÷(2L×2min)＝(L·min)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度平衡向正向移動(dòng)，C項(xiàng)正確；該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，在恒容的容器中壓強(qiáng)不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，D項(xiàng)正確?！敬鸢浮緽6．根據(jù)反應(yīng)Br＋H2===HBr＋H的能量對(duì)反應(yīng)歷程的示意圖甲進(jìn)行判斷，下列敘述中不正確的是()甲乙A．正反應(yīng)吸熱B．加入催化劑，該化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱不變C．加入催化劑后，該反應(yīng)的能量對(duì)反應(yīng)歷程的示意圖可用圖乙表示D．加入催化劑可增大正反應(yīng)速率，降低逆反應(yīng)速率【解析】加入催化劑能同等程度地加快正、逆反應(yīng)速率?！敬鸢浮緿7．下列反應(yīng)中，在高溫下不能自發(fā)進(jìn)行的是()A．CO(g)=C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)B．2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)C．(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)＋NH3(g)D．MgCO3(s)=MgO(s)＋CO2(g)【解析】A、B、C、D都是分解反應(yīng)，都是吸熱反應(yīng)。B、C、D三個(gè)反應(yīng)又都是熵增的反應(yīng)，所以高溫時(shí)能自發(fā)進(jìn)行，A不是熵增的反應(yīng)，在高溫下不能自發(fā)進(jìn)行。【答案】A8．有一處于平衡狀態(tài)的反應(yīng)：X(s)＋3Y(g)===2Z(g)(正反應(yīng)是放熱反應(yīng))。為了使平衡向生成Z的方向移動(dòng)，應(yīng)選擇的條件是()①升高溫度②降低溫度③增大壓強(qiáng)④降低壓強(qiáng)⑤加入正催化劑⑥分離出ZA．①③⑤B．②③⑤C．②③⑥D(zhuǎn)．②④⑥【解析】對(duì)于正反應(yīng)為放熱反應(yīng)、氣體分子總數(shù)減小的可逆反應(yīng)來說，降溫、加壓均能使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；分離出Z，就是減小生成物的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，答案為C?！敬鸢浮緾9．可逆反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)，在500℃時(shí)，將2molN2和2molH2充入容積為10L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，NH3不可能達(dá)到的濃度是(A．mol·L－1B．mol·L－1C．mol·L－1D．mol·L－1【解析】假設(shè)反應(yīng)完全進(jìn)行，由化學(xué)方程式知2molH2，完全反應(yīng)生成eq\f(4,3)molNH3，此時(shí)NH3濃度為eq\f(2,15)mol·L－1。但由于是可逆反應(yīng)，故NH3的濃度肯定小于eq\f(2,15)mol·L－1。故答案為D?！敬鸢浮緿10．在一密閉容器中進(jìn)行以下可逆反應(yīng)：M(g)＋N(g)===P(g)＋2L。在不同的條件下P的百分含量P%的變化情況如圖，則該反應(yīng)()A．正反應(yīng)放熱，L是固體B．正反應(yīng)放熱，L是氣體C．正反應(yīng)吸熱，L是氣體D．正反應(yīng)放熱，L是固體或氣體【解析】圖像橫軸為時(shí)間，縱軸為P的百分含量，所以圖中曲線的斜率表示反應(yīng)速率，斜率越大，反應(yīng)速率越大。曲線Ⅰ表示的反應(yīng)速率最小，達(dá)到平衡所需時(shí)間最長；曲線Ⅲ表示的反應(yīng)速率最大，達(dá)到平衡所需時(shí)間最短。三條曲線水平部分的高低不同則表示達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)生成物P的百分含量的高低。聯(lián)系反應(yīng)條件，曲線Ⅰ和Ⅱ壓強(qiáng)相同，但Ⅱ的溫度較高，所以反應(yīng)速率Ⅱ>Ⅰ，但達(dá)到平衡時(shí)P%卻是Ⅰ>Ⅱ，這說明升高溫度時(shí)P%降低，因而平衡應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；比較曲線Ⅱ和Ⅲ，二者溫度相同，但壓強(qiáng)Ⅲ>Ⅱ，這時(shí)P%卻是Ⅱ>Ⅲ，這說明增大壓強(qiáng)時(shí)P%降低，因此生成物氣體的總體積應(yīng)大于反應(yīng)物中氣體的總體積，由此判斷L一定為氣體?！敬鸢浮緽11．在一定溫度下，向一個(gè)容積可變的容器中，通入3molSO2和2molO2及固體催化劑，使之反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)ΔH＝－kJ·mol·L－1，平衡時(shí)容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)為起始時(shí)的90%。保持同一反應(yīng)溫度，在相同容器中，將起始物質(zhì)的量改為4molSO2、3molO2、2molSO3(g)，下列說法正確的是()A．第一次平衡時(shí)反應(yīng)放出的熱量為kJB．兩次平衡SO2的轉(zhuǎn)化率相等C．第二次達(dá)平衡時(shí)SO3的體積分?jǐn)?shù)大于2/9%D．達(dá)平衡時(shí)用O2表示的反應(yīng)速率為0．25mol·L－1·min－1【解析】設(shè)達(dá)平衡時(shí)生成SO3(g)物質(zhì)的量為2x，則剩余SO2(g)的物質(zhì)的量為(3－2x)、O2(g)為(2－x)，混合氣體總的物質(zhì)的量為(5－x)。根據(jù)阿伏加德羅定律有5/(5－x)＝1/，解得x＝mol，再結(jié)合熱化學(xué)方程式可知，放出的熱量為kJ/2＝kJ。選項(xiàng)B，起始物質(zhì)的量改為4molSO2、3molO2、2molSO3(g)，相當(dāng)于加入6molSO2、4molO2，n(SO2)/n(O2)＝3/2，故與第一次平衡是等效平衡，兩次平衡中SO2的轉(zhuǎn)化率、SO3的體積分?jǐn)?shù)相等，故選項(xiàng)B正確、C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D，題目沒有告訴達(dá)平衡時(shí)的時(shí)間，無法計(jì)算反應(yīng)速率?！敬鸢浮緽12．(2022·湖北重點(diǎn)中學(xué)高二聯(lián)考)某密閉容器中充入等物質(zhì)的量的氣體A和B，一定溫度下發(fā)生如下反應(yīng)：A(g)＋xB(g)===2C(g)，達(dá)到平衡后，只改變反應(yīng)的一個(gè)條件，測(cè)得容器中物質(zhì)的濃度、反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。下列說法中正確的是()A．8min時(shí)表示正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率B．前20minA的反應(yīng)速率為mol/(L·min)C．反應(yīng)方程式中的x＝1,30min時(shí)表示增大壓強(qiáng)D．40min時(shí)改變的條件是升高溫度，且正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)【解析】8min時(shí)B、C的物質(zhì)的量濃度相等，并未達(dá)到平衡，A項(xiàng)錯(cuò)誤；v(A)＝eq\f(1,2)v(C)＝eq\f(1,2)×eq\f(2mol/L,20min)＝mol/(L·min)，B項(xiàng)正確；B、C的濃度變化比為1∶2，故x＝1,30minB、C濃度瞬時(shí)同等程度下降，故為降低壓強(qiáng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；40min升高溫度，逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，則說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緽二、非選擇題(本題共3小題，共52分)13．(16分)(2022·山東高考節(jié)選)偏二甲肼與N2O4是常用的火箭推進(jìn)劑，二者發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：(CH3)2NNH2(l)＋2N2O4(l)=2CO2(g)＋3N2(g)＋4H2O(g)(Ⅰ)(1)反應(yīng)(Ⅰ)中氧化劑是________。(2)火箭殘骸中常出現(xiàn)紅棕色氣體，原因?yàn)椋篘2O4(g)===2NO2(g)(Ⅱ)當(dāng)溫度升高時(shí)，氣體顏色變深，則反應(yīng)(Ⅱ)為________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。(3)一定溫度下，反應(yīng)(Ⅱ)的焓變?yōu)棣?，F(xiàn)將1molN2O4充入一恒壓密閉容器中，下列示意圖正確且能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。若在相同溫度下，上述反應(yīng)改在體積為1L的恒容密閉容器中進(jìn)行，平衡常數(shù)________(填“增大”“不變”或“減小”)，反應(yīng)3s后NO2的物質(zhì)的量為mol，則0～3s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2O4)＝________mol·L－1·s－1?！窘馕觥?1)反應(yīng)(Ⅰ)中N2O4中N由＋4價(jià)變?yōu)?價(jià)，被還原，作為氧化劑。(2)溫度升高時(shí)，氣體顏色加深，說明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。(3)該反應(yīng)由正方向開始進(jìn)行，氣體分子數(shù)逐漸增大，而壓強(qiáng)保持不變，則容器體積增大，氣體密度減小，達(dá)平衡時(shí)保持不變，a對(duì)；該反應(yīng)的ΔH始終保持不變，不能說明達(dá)到平衡狀態(tài)，b錯(cuò)；該反應(yīng)由正方向開始進(jìn)行，N2O4逐漸減小，恒壓過程中容器體積增大，N2O4濃度減小，v正逐漸減小，達(dá)平衡時(shí)保持不變，c錯(cuò)；該反應(yīng)由正方向開始進(jìn)行，N2O4轉(zhuǎn)化率逐漸增大，達(dá)平衡時(shí)保持不變，d對(duì)。平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度保持不變，平衡常數(shù)不變。v(N2O4)＝eq\f(1,2)v(NO2)＝eq\f(1,2)×eq\fmol,1L×3s)＝mol·L－1·s－1。【答案】(1)N2O4(2)吸熱(3)ad不變14．(20分)已知2A2(g)＋B2(g)===2C(g)ΔH＝－akJ/mol(a>0)，在一個(gè)有催化劑的固定容積的容器中加入2molA2和1molB2，在500℃時(shí)充分反應(yīng)達(dá)到平衡后C的濃度為wmol/L，放出熱量bkJ(1)a________b(填“>”“＝”或“<”)。(2)若將反應(yīng)溫度升高到700℃，該反應(yīng)的平衡常數(shù)將________(填“增大”“減小”或“不變”)(3)若在原來的容器中，只加入2molC,500℃時(shí)充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，吸收熱量ckJ，C的濃度________wmol/L(填“>”“＝”或“<”)，a，b，c之間滿足何種關(guān)系：________(用等式表示)(4)能說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。a．v(C)＝2v(B2)b．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變c．v逆(A2)＝2v正(B2)d．容器內(nèi)的密度保持不變(5)使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的操作是________。a．及時(shí)分離出C氣體b．適當(dāng)升高溫度c．增大B2的濃度d．選擇高效的催化劑(6)若將上述容器改為恒壓容器(反應(yīng)前后氣體壓強(qiáng)相同)，起始時(shí)加入2molA2和1molB2,500℃時(shí)充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，放出熱量dkJ，則d________b(填“>”“＝”或“<”)，理由是_________________________________________________________________________________________________________________________________________?！窘馕觥?1)由熱化學(xué)方程式的含義知，2A2(g)＋B2(g)===2C(g)ΔH＝－akJ/mol表示2molA2與1molB2完全反應(yīng)生成2molC時(shí)放出akJ的熱量，可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底，因此生成的C少于2mol，放出的熱量小于akJ。(2)溫度升高，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)減小。(3)在相同條件下，加入2molA2、1molB2(平衡Ⅰ)與加入2molC(平衡Ⅱ)最終建立相同的平衡狀態(tài)；C的平衡濃度相等。平衡生成的C和平衡分解的C的物質(zhì)的量之和為2mol，因此有a＝b＋c。(4)此反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等的反應(yīng)，壓強(qiáng)不變，說明達(dá)到平衡狀態(tài)；因容積固定且反應(yīng)物和生成物均為氣體，反應(yīng)過程中氣體密度始終不變，故密度不變無法判斷是否平衡；在反應(yīng)過程中始終存在如下關(guān)系：v(C)＝2v(B2)，因此，無法確定是否達(dá)到平衡。由化學(xué)方程式知，v正(A2)＝2v正(B2)，此時(shí)v正(A2)＝v逆(A2)，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。綜合分析b、c正確。(5)為使化學(xué)反應(yīng)速率增大，可升高溫度，增大B2的濃度，使用催化劑；為使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，可及時(shí)分離出C氣體、增大B2的濃度，綜合分析，滿足條件的為c項(xiàng)。(6)該反應(yīng)是一個(gè)氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，恒壓狀態(tài)使反應(yīng)始終保持比恒容狀態(tài)更高的壓強(qiáng)，有利于反應(yīng)向右進(jìn)行，生成的C比恒容狀態(tài)下多，放出的熱量也多?！敬鸢浮?1)>(2)減小(3)＝a＝b＋c(4)bc(5)c(6)>由于始終保持較大壓強(qiáng)，故反應(yīng)物的轉(zhuǎn)