高中化學人教版化學反應原理第二章化學反應速率和化學平衡 學業(yè)質量標準檢測

第二章學業(yè)質量標準檢測(90分鐘，100分)一、選擇題(本題包括17個小題，每小題3分，共51分)1．現(xiàn)有兩個熱化學反應方程式：(l)＋H2(g)→(l)ΔH>0①(l)＋2H2(g)→(l)ΔH<0②下列說法正確的是eq\x(導學號68732362)(D)A．反應①②中都存在：ΔS>0B．反應②高溫時，可自發(fā)進行C．在通常情況下，①②都能自發(fā)進行D．反應①一定不能自發(fā)進行解析：反應①②均為液體與氣體反應轉化為液體的反應，是熵減小的反應。ΔS<0，故A項錯誤；由△G＝ΔH－TΔS可知，ΔS<0，ΔH>0時，反應一定不能自發(fā)進行，故①不能自發(fā)進行；ΔS<0，ΔH<0時，低溫時，反應可自發(fā)進行，故低溫時，反應②可自發(fā)進行，B、C項錯誤，D項正確。2．下列事實不能用勒夏特列原理解釋的是eq\x(導學號68732363)(D)A．溴水中有下列平衡Br2＋H2OHBr＋HBrO，當加入硝酸銀溶液后，溶液顏色變淺B．合成氨反應為提高氨的產(chǎn)率，理論上應采取降低溫度的措施C．反應CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)(正反應為放熱反應)，達平衡后，升高溫度體系顏色變深D．對于2HI(g)H2(g)＋I2(g)，達平衡后縮小容器體積可使體系顏色變深解析：向溴水中加硝酸銀溶液，銀離子與溴離子結合生成硝酸銀沉淀，減小了產(chǎn)物之一溴離子的濃度，平衡正向移動，溴水濃度減小，顏色變淺，符合勒夏特列原理；合成氨放熱，降溫可提高NH3的產(chǎn)率，符合勒夏特列原理；升溫使CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)ΔH<0的平衡逆向移動，NO2濃度增大，體系顏色變深，符合勒夏特列原理；2HI(g)H2(g)＋I2(g)由于ΔV(g)＝0，縮小體積(相當于加壓)平衡不移動，但I2濃度增大，體系顏色變深，不能用勒夏特列原理解釋。3．120℃時，將1molCH4和2molH2O通入容積為1L的定容密封容器中，發(fā)生反應：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH＞0，不能說明該反應已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是eq\x(導學號68732364)(A)A．容器內(nèi)氣體密度恒定B．單位時間內(nèi)消耗molCH4同時消耗molH2C．容器的壓強恒定D．3v正(CH4)＝v逆(H2)解析：A項，120℃時，反應混合物都是氣體，混合氣體總質量不變，容器的容積不變，容器內(nèi)氣體密度始終不變，不能說明得到平衡；B項，單位時間內(nèi)消耗molCH4時會生成molH2，若同時消耗molH2則說明到達平衡；C項，隨反應進行混合氣體總物質的量增大，容器容積不變，壓強增大，當容器的壓強恒定時，說明到達平衡；D項，3v正(CH4)＝v逆(H2)4．一定溫度下的密閉容器中，反應2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)達到平衡。縮小容器容積，對反應產(chǎn)生影響的敘述不正確的是 eq\x(導學號68732365)(A)A．使平衡常數(shù)K增大 B．使平衡向正反應方向移動C．使SO3的濃度增大 D．使正反應速率大于逆反應速率解析：該反應體系溫度不變，則化學平衡常數(shù)不變，化學平衡常數(shù)只與溫度有關，故A錯誤；縮小容器容積，體現(xiàn)壓強增大，平衡向氣體體積減小的方向移動，所以平衡向正反應方向移動，故B正確；縮小容器容積，體現(xiàn)壓強增大，平衡向氣體體積減小的方向移動，平衡向正反應方向移動，則生成物三氧化硫濃度增大，故C正確；化學平衡向減弱相對反應速率大的方向移動，縮小容器容積，壓強增大，平衡向氣體體積縮小的方向移動，則正反應速率大于逆反應速率，故D正確。5．室溫下，把SiO2細粉放入蒸餾水中，攪拌至平衡，生成H4SiO4溶液(SiO2＋2H2OH4SiO4)，該反應平衡常數(shù)K隨溫度的變化如圖所示，攪拌1小時，測得H4SiO4的質量分數(shù)為%(溶液密度為1.0g·mL－1)。下列分析正確的是eq\x(導學號68732366)(A)A．該反應平衡常數(shù)的表達式為K＝c(H4SiO4)B．該生成H4SiO4的反應為吸熱反應C．用H4SiO4表示的反應速率為×10－2mol·L－1·h－1D．若K值變大，在平衡移動時逆反應速率先增大后減小解析：B項，升溫，K減小，所以生成H4SiO4的反應為放熱反應；C項，v(H4SiO4)＝eq\f(1000××%g,96g·mol－1×1L×1h)≈×10－3mol·L－1·h－1；D項，降溫，K值變大，平衡右移，v逆應先減小后增大。6．工業(yè)合成氨的正反應是放熱反應，下列關于N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)反應的圖象中，錯誤的是eq\x(導學號68732367)(C)解析：合成氨的正反應為放熱反應，溫度升高平衡逆向移動，NH3的含量降低，C項錯誤。7．對于反應2A＋BC，在反應過程中，C的物質的量分數(shù)(C%)隨溫度變化如圖所示，下列說法正確的是eq\x(導學號68732368)(A)A．T0時正逆反應速率的關系為：v(正)＝v(逆)B．正反應為吸熱反應C．a(chǎn)、b兩點的反應速率v(a)>v(b)D．溫度T<T0時，C%逐漸增大的原因是v(正)<v(逆)解析：從圖象可以看出，T0溫度是平衡狀態(tài)，故T0時，v(正)＝v(逆)，A項正確；當T>T0時，升高溫度，C%減小，即平衡逆向移動，說明正反應為放熱反應，B項錯誤；因Ta<Tb，所以v(b)>v(a)，C項錯誤；當T<T0時，反應是從正向開始，并趨向平衡的過程，所以此過程中，可知v(正)>v(逆)，D項錯誤。8．在一定溫度下，將氣體X和氣體Y各mol充入10L恒容密閉容器中，發(fā)生反應X(g)＋Y(g)2Z(g)ΔH＜0，一段時間后達到平衡。t/min2479n(Y)/mol下列說法正確的是eq\x(導學號68732369)(C)A．反應前2min的平均速率v(Z)＝×10－3mol·L－1·min－1B．其他條件不變，降低溫度，反應達到新平衡前v(逆)＞v(正)C．該溫度下此反應的平衡常數(shù)K＝D．其他條件不變，再充入molZ，平衡時X的體積分數(shù)增大解析：A不正確，利用反應式可知v(Z)＝2v(Y)＝2×mol－mol)÷(10L×2min)＝×10－3mol·L－1·min－1；B不正確，該反應放熱，降溫平衡正向移動，v(正)＞v(逆)；C正確，列三段式，K＝eq\f([Z]2,[X]·[Y])＝eq\f,×＝；D不正確，因反應前后氣體物質的量不變，故再充入molZ，新平衡相當于原平衡增大壓強，平衡不移動，平衡時X的體積分數(shù)不變。9．在一密閉容器中發(fā)生反應：2X(g)＋Y(g)aZ(g)ΔH＝QkJ·mol－1，開始按體積比2∶1將X、Y充入反應器中，一定條件下發(fā)生反應。圖甲和圖乙是根據(jù)反應繪制的圖象，下列有關說法正確的是eq\x(導學號68732370)(C)A．圖甲，p1＞p2，a＜3B．圖甲，T1＜T2，Q＞0C．圖乙，t1時表示恒溫、恒壓條件下，向平衡體系中充入一定量的Z氣體D．圖乙，如果a＝3，t2時表示向體系中加入了催化劑解析：A項，圖甲，在同一溫度下(T1)，p1壓強下先達到平衡，說明p1>p2，由圖可知壓強大時Z的體積分數(shù)反而小，說明增大壓強平衡逆向移動，則a>3；B項，圖甲，在同一壓強下(p2)，T2溫度下先達到平衡，說明T2>T1，由圖可知溫度高時Z的體積分數(shù)反而小，說明升高溫度平衡逆向移動，則Q<0；C項，恒溫、恒壓充入Z氣體，c(Z)增大，c(X)、c(Y)減小，v(逆)增大，v(正)減小且平衡與原平衡等效，建立新平衡與原平衡相同；D項，圖乙，t2時正、逆反應速率同等倍數(shù)增大，則可能是使用了催化劑或a＝3時增大壓強。10．在密閉容器中進行反應：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)(正反應放熱)，如圖是某次實驗的化學反應速率隨時間變化的圖像，推斷在t1時刻突然變化的條件可能是eq\x(導學號68732371)(C)A．催化劑失效 B．減小生成物的濃度C．降低體系溫度 D．增大容器的體積解析：從圖像可以看出：改變條件后，反應速率與原平衡速率出現(xiàn)斷層且低于原平衡反應速率，說明改變的條件可能是降低溫度或減壓，從改變條件后的v′(正)與v′(逆)的大小關系，可得出化學平衡應向正向移動?，F(xiàn)分析，降低溫度，該平衡向正向移動，必有v′(正)>v′(逆)，故選C。11．臭氧是理想的煙氣脫硝試劑，其脫硝反應為：2NO2(g)＋O3(g)N2O5(g)＋O2(g)，若反應在恒容密閉容器中進行，下列由該反應相關圖像作出的判斷正確的是eq\x(導學號68732372)(A)ABCD升高溫度，平衡常數(shù)減小0～3s內(nèi)，反應速率為：v(NO2)＝mol·L－1t1時僅加入催化劑，平衡正向移動達平衡時，僅改變x，則x為c(O2)解析：A項正確，由圖像可知，反應物的總能量高于生成物的總能量，說明此反應是放熱反應，所以升高溫度，平衡將逆向移動，平衡常數(shù)減小；B項錯誤，v(NO2)應等于mol·L－1·s－1；C項錯誤，加入催化劑，平衡不發(fā)生移動；D項錯誤，達平衡時，增大c(O2)，平衡逆向移動，NO2的轉化率會減小。12．一定溫度下，向某密閉容器中加入molCO和molH2O，發(fā)生反應CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，4min時反應達到平衡狀態(tài)，測得，n(CO)∶n(CO2)＝3∶2，下列說法正確的是eq\x(導學號68732373)(C)A．縮小容器的體積，混合氣體的密度不變B．v(CO)＝v(CO2)時，表明反應達到平衡狀態(tài)C．平衡時CO和H2O的轉化率相等D．無法計算該條件下反應的化學平衡常數(shù)解析：縮小容器的體積，化學平衡不移動，但混合氣體的密度變大，A項錯誤；v(CO)＝v(CO2)指的是同一反應方向，不能表示反應已達到平衡狀態(tài)，B項錯誤；由于起始充料的量之比與方程式中反應物的化學計量數(shù)之比一致，故各反應物的轉化率一樣，C項正確；由化學平衡常數(shù)表達式K＝eq\f(cCO2·cH2,cCO·cH2O)＝eq\f(\f(nCO2,V)·\f(nH2O,V),\f(nCO,V)·\f(nH2O,V))＝eq\f(nCO2·nH2,nCO·nH2O)，而根據(jù)題意可求出達到平衡狀態(tài)時，反應體系中CO、H2O、CO2、H2的物質的量，則可求出其平衡常數(shù)，D項錯誤。13．已知：在300K時，A(g)＋B(g)2C(g)＋D(s)的化學平衡常數(shù)K＝4，在該溫度下，向1L容器中加入1molA和1molB發(fā)生反應，下列敘述不能作為該反應達到平衡狀態(tài)的標志的是eq\x(導學號68732374)(A)①C的生成速率與C的消耗速率相等②單位時間內(nèi)生成amolA，同時消耗2amolC③A、B、C的濃度不再變化④C的物質的量不再變化⑤混合氣體的總壓強不再變化⑥混合氣體的密度不再變化⑦A、B、C的分子數(shù)之比為1∶1∶A．②⑤ B．④⑦C．②③ D．④⑥解析：①C的生成速率為v(正)，C的消耗速率為v(逆)，因為v(正)＝v(逆)，故反應達到平衡狀態(tài)。②在反應過程中的任意時刻都符合，不能用于判斷反應是否達到平衡狀態(tài)。③④都能說明反應體系中各物質的百分含量不變，可以判斷反應達到平衡狀態(tài)。⑤該反應是一個氣體體積不變的可逆反應，壓強始終保持不變，所以不能用壓強不變來判斷反應是否達到平衡狀態(tài)。⑥該反應中氣體的體積不變，當氣體的質量不再變化時，則混合氣體的密度不變，可以判斷反應達到平衡狀態(tài)。⑦由A、B、C的分子數(shù)之比為1∶1∶2，可以計算出此時的濃度商和平衡常數(shù)相等，可以判斷反應達到平衡狀態(tài)。14．密閉容器中，給一氧化碳和水蒸氣的氣體混合物加熱，在催化劑存在下發(fā)生反應：CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)。在500℃時，平衡常數(shù)K＝9。若反應開始時，一氧化碳和水蒸氣的濃度都是mol/L，則在此條件下CO的轉化率為eq\x(導學號68732375)(C)A．25% B．50%C．75% D．80%解析：設平衡時CO2的濃度為xmoI/L。CO＋H2OH2＋CO2起始濃度(mol/L)00平衡濃度(mol/L)－x－xxxK＝eq\f(cH2·cCO2,cCO·cH2O)＝eq\f(x2,－x－x)＝9，解得x＝。所以，CO的轉化率＝eq\fmol·L－1,mol·L－1)×100%＝75%。15．對于可逆反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，下列各項對示意圖的解釋與圖像相符的是eq\x(導學號68732376)(C)A．①壓強對反應的影響(p2>p1)B．②溫度對反應的影響C．③平衡體系增加N2對反應的影響D．④催化劑對反應的影響解析：①中由于p1條件下反應先達平衡狀態(tài)，即p1>p2，A錯誤；升高溫度，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0的平衡逆向移動，N2的轉化率降低，圖像②錯誤；催化劑能加快化學反應速率，縮短達到平衡的時間，故有催化劑時先達平衡，④錯誤；向平衡體系中加入N2瞬間，v正增大，v逆不變，v正>v逆，平衡正向移動，C正確。16．一定條件下，在某密閉容器中進行如下反應：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，若增大壓強或升高溫度，重新達到平衡，反應速率隨時間的變化過程如圖所示，則對該反應的敘述正確的是eq\x(導學號68732377)(C)A．正反應是吸熱反應 B．逆反應是放熱反應C．m＋n<p＋q D．m＋n>p＋q解析：升高溫度，由圖像判斷平衡向逆反應方向移動，則正反應為放熱反應，逆反應為吸熱反應，A、B不正確；增大壓強，由圖像判斷平衡向逆反應方向移動，即逆反應氣體體積減小，C正確，D不正確。17．一定條件下，向一帶活塞的密閉容器中充入2molSO2和1molO2，發(fā)生下列反應：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，達到平衡后改變下列條件，SO3氣體平衡濃度不改變的是eq\x(導學號68732378)(B)A．保持溫度和容器體積不變，充入1molSO3(g)B．保持溫度和容器內(nèi)壓強不變，充入1molSO3(g)C．保持溫度和容器內(nèi)壓強不變，充入1molO2(g)D．保持溫度和容器內(nèi)壓強不變，充入1molAr(g)解析：充入1molSO3相當于充入1mol的SO2和mol的O2，在恒溫恒容下，相當于加壓，SO3的平衡濃度增大；在恒溫恒壓下，由于新充入的SO3完全轉化成SO2和O2與起始充入的SO2和O2的物質的量比值相同，故SO3的濃度不變，A不符合題意，B符合題意。恒溫恒壓下充入O2，平衡正向移動，SO3濃度增大，恒溫恒壓下充入Ar氣相當于減壓，SO3濃度減小，C、D都不符合題意。二、非選擇題(本題包括5小題，共49分)18．(10分)在一定條件下，可逆反應A＋BmC變化如圖所示。已知縱坐標表示在不同溫度和壓強下生成物C在混合物中的質量分數(shù)，p為反應在T2溫度時達到平衡后向容器加壓的變化情況，問：eq\x(導學號68732379)(1)溫度T1__大于__T2(填“大于”“等于”或“小于”)。(2)正反應是__放熱__反應(填“吸熱”或“放熱”)。(3)如果A、B、C均為氣體，則m__大于__2(填“大于”“等于”或“小于”)。(4)當溫度和容積不變時，如在平衡體系中加入一定量的某稀有氣體，則體系的壓強__增大__(填“增大”“減小”或“不變”)，平衡__不__移動(填“向正反應方向”“向逆反應方向”或“不”)。解析：由圖像知溫度T1時到達平衡用時間少，則反應速率快，說明溫度大于T2；升高溫度C的百分含量降低，平衡逆移，則正反應放熱；加壓C的百分含量降低，平衡逆移，則正反應體積增大，m大于2；當溫度和容積不變時，如在平衡體系中加入一定量的某稀有氣體，則體系的壓強增大，但對該反應體系來說，各物質濃度沒有變化，平衡不移動。19．(9分)在某一容積為2L的密閉容器內(nèi)，加入mol的H2和mol的I2，在一定條件下發(fā)生如下反應：H2(g)＋I2(g)2HI(g)，ΔH<0，反應中各物質的濃度隨時間變化情況如圖1：eq\x(導學號68732380)(1)該反應的化學平衡常數(shù)表達式為__K＝eq\f(c2HI,cH2·cI2)__。(2)根據(jù)圖1數(shù)據(jù)，反應開始至達到平衡時，平均速率v(HI)為·L－1·min－1__。(3)反應達到平衡后，第8分鐘時：①若升高溫度，化學平衡常數(shù)K__減小__(填“增大”、“減小”或“不變”)，HI濃度的變化正確的是__c__(用圖2中a～c的編號回答)。②若加入I2，H2濃度的變化正確的是__f__。(用圖2中d～f的編號回答)解析：(1)由化學平衡常數(shù)概念直接寫出其表達式K＝eq\f(c2HI,cH2·cI2)。(2)由圖1知在3min時反應達平衡狀態(tài)，故v(HI)＝Δc(HI)/Δt＝mol·L－1/3min≈mol·L－1·min－1。(3)①因正反應放熱，故升溫平衡左移，K值變小，c(HI)減小，圖2中c曲線符合這一事實，②當加入I2時平衡右移，c(H2)減小，圖2中f曲線符合這一事實。20．(6分)在真空密閉容器內(nèi)加入amolPH4I固體，在一定溫度下發(fā)生如下反應：eq\x(導學號68732381)PH4I(s)PH3(g)＋HI(g)4PH3(g)P4(g)＋6H2(g)2HI(g)H2(g)＋I2(g)以上三個反應建立平衡后，測得HI為bmol、I2為cmol、H2為dmol。求：(1)平衡后，容器內(nèi)P4和PH3的物質的量為__n(P4)＝(d－c)/6_mol，n(PH3)＝(8c＋3b－2d)/3_mol__(用代數(shù)式表示(2)a、b、c三者的關系服從a>__b＋2c__(填含b、c的代數(shù)式)。b、c、d三者的關系服從b>__2/3(d－4c)__(填含c、d解析：分別列出三個平衡的起始量、反應量、平衡量即可簡單求得P4和PH3的平衡量。由于平衡量均大于0，可求出兩個不等關系。21．(12分)甲醇被稱為21世紀的新型燃料，工業(yè)上通過下列反應Ⅰ和Ⅱ，用CH4和H2O為原料來制備甲醇。eq\x(導學號68732382)(1)將molCH4和molH2O(g)通入反應室(容積為100L)，CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ⅠCH4的轉化率與溫度、壓強的關系如圖。①已知100℃時達到平衡所需的時間為5min，則用H2表示的平均反應速率為·L－1·min②圖中的p1__<__p2(填“<”“>”或“＝”)，100℃時的平衡常數(shù)為×10③在其他條件不變的情況下降低溫度，逆反應速率將__減小__(填“增大”“減小”或“不變”)。(2)在壓強為MPa條件下，將amolCO與3amolH2的混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應生成甲醇CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)Ⅱ①該反應的ΔH__<__0，ΔS__<__0(填“<”“>”或“＝”)。②若容器容積不變，下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是__B、D__。A．升高溫度B．將CH3OH(g)從體系中分離C．充入He，使體系總壓強增大D．再充入1molCO和3molH2解析：(1)①用甲烷表示的平均反應速率為×÷(5×100)＝0mol·L－1·min－1，則用氫氣表示為0mol·L－1·min－1。②同一溫度下，p1的轉化率大于p2，此反應增大壓強反應左移，所以p1小于p2。③降低溫度，反應速率減小(不受平衡移動的影響)。(2)①此反應為化合反應，放熱，ΔH<0，反應3mol氣體生成1mol氣體為熵減，ΔS<0。②A．升高溫度，平衡左移，錯。B．將CH3OH(g)從體系中分離，平衡右移，對。C．充入He，使體系總壓強增大，對平衡無影響，錯。D．再充入1molCO和3molH2，成比例增加反應物，相當于增大壓強，平衡右移，對。22．(12分)工業(yè)上通常采用CO(g)和H2(g)催化合成甲醇CH3OH(g)。eq\x(導學號68732383)(1)在—定溫度和壓強下，CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH＝－kJ/mol。若將10amolCO和20amolH2放入2L的密閉容器中，充分反應后測得CO的轉化率為60%，則該反應的平衡常數(shù)為__eq\f(3,32a2)__(用含a的代數(shù)式表示)。若此時再向該容器中投入10amolCO、20amolH2和10amolCH3OH(g)，判斷平衡移動的方向是__正向移動__(填“正向移動”、“