高中化學人教版選修四試題：第二章 化學反應速率和化學平衡專項訓練

高中化學課程PAGEPAGE7化學反應速率和化學平衡專項訓練題組1化學平衡狀態(tài)的建立及其移動1.對于可逆反應H2(g)＋I2(g)2HI(g)，在溫度一定下由H2(g)和I2(g)開始反應，下列說法正確的是()A.H2(g)的消耗速率與HI(g)的生成速率之比為2∶1B.反應進行的凈速率是正、逆反應速率之差C.正、逆反應速率的比值是恒定的D.達到平衡時，正、逆反應速率相等答案B解析A項由各物質(zhì)表示的化學反應速率之比等于其化學計量數(shù)之比，則有2v消耗(H2)＝v生成(HI)；C項隨著反應的進行，v正不斷減小，v逆不斷增大，二者的比值也不斷變化；D項達到平衡，對于某一物質(zhì)來說，其正、逆反應速率相等，但對于不同物質(zhì)則不一定，如平衡時v逆(HI)＝2v正(H2)。2.在恒容密閉容器中，可以作為2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)達到平衡狀態(tài)的標志是①單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO2；②單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO；③混合氣體的顏色不再改變；④混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)；⑤混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)；⑥混合氣體中NO與O2的物質(zhì)的量之比保持恒定；⑦混合氣體中NO與NO2的物質(zhì)的量之比保持恒定()A.①③⑤⑦ B.②④⑤C.①③④ D.①②③④⑤答案A解析①單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO2證明正逆反應速率相等，達到了平衡，故正確；②未體現(xiàn)正逆反應速率的關(guān)系，故錯誤；③混合氣體的顏色不再改變，證明二氧化氮的濃度不隨著時間的變化而變化，反應達到了平衡，故正確；④化學反應前后質(zhì)量是守恒的，體積是不變的，混合氣體的密度不變，故錯誤；⑤化學反應前后物質(zhì)的量變化，質(zhì)量守恒，所以混合氣體的平均相對分子質(zhì)量變化，當達到了平衡狀態(tài)，不再變化，故正確；⑥如果反應開始只加入NO2，混合氣體中NO與O2的物質(zhì)的量之比保持恒定不能作為平衡的判斷標志，故錯誤；⑦NO與NO2的物質(zhì)的量之比保持恒定，即它們的濃度保持恒定，證明化學反應的正逆反應速率相等，達到了平衡，故正確。故答案選A。3.對于X＋YZ的平衡，若增大壓強，Y的轉(zhuǎn)化率增大，則X和Z可能的狀態(tài)是()A.X為液態(tài)，Z為氣態(tài) B.X為固態(tài)，Z為氣態(tài)C.X為氣態(tài)，Z為氣態(tài) D.無法確定答案C解析增大壓強，Y的轉(zhuǎn)化率增大，說明平衡向正反應方向移動，正反應應為氣體分子數(shù)減小的反應，只有C符合題意。4.從植物花汁中提取的一種有機物，可簡化表示為HIn，在水溶液中因存在下列平衡，故可用作酸、堿指示劑：在上述溶液中加入下列物質(zhì)，最終能使指示劑顯黃色的是()A.鹽酸 B.NaHCO3溶液C.NaHSO4溶液 D.Na2O2(固體)答案B解析B項中NaHCO3可以與H＋反應，消耗H＋而使平衡右移；D項中Na2O2的氧化性對有色物質(zhì)的影響是主要的，即加Na2O2會使溶液漂白而褪色。題組2化學平衡圖像5.25℃時，在含有Pb2＋、Sn2＋的某溶液中，加入過量金屬錫(Sn)，發(fā)生反應：Sn(s)＋Pb2＋(aq)Sn2＋(aq)＋Pb(s)，體系中c(Pb2＋)和c(Sn2＋)變化關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是()A.往平衡體系中加入金屬鉛后，c(Pb2＋)增大B.往平衡體系中加入少量Sn(NO3)2固體后，c(Pb2＋)變小C.升高溫度，平衡體系中c(Pb2＋)增大，說明該反應ΔH>0D.25℃時，該反應的平衡常數(shù)K＝2.2答案D解析體系中有過量的錫且金屬活潑性Sn>Pb，向平衡體系中加入鉛后，c(Pb2＋)不變，A錯誤；加入少量Sn(NO3)2固體，c(Sn2＋)增大，平衡逆向移動，c(Pb2＋)增大，B錯誤；升溫使c(Pb2＋)增大，說明平衡逆向移動，ΔH<0，正反應為放熱反應，C錯誤；由化學方程式和圖中數(shù)據(jù)得平衡常數(shù)K＝eq\f(cSn2＋,cPb2＋)＝eq\f(0.22,0.10)＝2.2，D正確。6.向絕熱恒容密閉容器中通入SO2和NO2，一定條件下使反應SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)達到平衡，正反應速率隨時間變化的示意圖如右圖所示。由圖可得出的正確結(jié)論是()A.反應在c點達到平衡狀態(tài)B.反應物濃度：a點小于b點C.反應物的總能量低于生成物的總能量D.Δt1＝Δt2時，SO2的轉(zhuǎn)化率：a～b段小于b～c段答案D解析A項反應在c點時v正達最大值，隨后v正逐漸減小，并非保持不變，故c點時反應未達平衡狀態(tài)；B項由正反應速率變化曲線可知，a點的速率小于b點，但開始時通入SO2和NO2，反應由正反應方向開始，故a點反應物的濃度大于b點；C項在c點之前，反應物的濃度逐漸減小，容器的容積保持不變，v正逐漸增大說明反應的溫度逐漸升高，該反應為放熱反應，反應物的總能量高于生成物的總能量；D項由v正變化曲線可知，a～b段的正反應速率小于b～c段的正反應速率，Δt1＝Δt2時，a～b段消耗SO2的物質(zhì)的量小于b～c段，故a～b段SO2的轉(zhuǎn)化率小于b～c段。7.汽車凈化的主要原理為2NO(g)＋2CO(g)eq\o(,\s\up7(催化劑))2CO2(g)＋N2(g)ΔH<0。若該反應在絕熱、恒容的密閉體系中進行，下列示意圖正確且能說明反應在進行到t1時刻達到平衡狀態(tài)的是()答案B解析由于是絕熱、恒容密閉體系，隨著反應的進行，體系的溫度升高，K不斷減小，當K不變時，即溫度保持不變，該反應達到平衡狀態(tài)。題組3化學平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率8.700℃時，向容積為2L的密閉容器中充入一定量的CO和H2O，發(fā)生反應：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。反應過程中測定的部分數(shù)據(jù)見下表(表中t2＞t1)：反應時間/minn(CO)/moln(H2O)/mol01.200.60t10.80t20.20下列說法正確的是()A.反應在t1min內(nèi)的平均速率為v(H2)＝eq\f(0.40,t1)mol·L－1·min－1B.保持其他條件不變，起始時向容器中充入0.60molCO和1.20molH2O，達到平衡時n(CO2)＝0.40molC.保持其他條件不變，向平衡體系中再通入0.20molH2O，與原平衡相比，達到新平衡時CO轉(zhuǎn)化率不變，H2O的體積分數(shù)不變D.溫度升高至800℃，上述反應平衡常數(shù)為0.64，則正反應為吸熱反應答案B解析由于在t1min內(nèi)v(CO)＝eq\f(0.20,t1)mol·L－1·min－1，根據(jù)各物質(zhì)的反應速率之比等于化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)之比可知A錯；根據(jù)溫度不變，平衡常數(shù)不變，再結(jié)合反應方程式可知，B正確；增大反應物的濃度，平衡向右移動，自身的轉(zhuǎn)化率減小，而另一種反應物的轉(zhuǎn)化率增大，C錯誤；根據(jù)表中數(shù)據(jù)求得700℃時該反應的平衡常數(shù)為1,800℃時該反應的平衡常數(shù)為0.64，說明升高溫度使平衡左移，因此該正反應是放熱反應。題組4化學反應速率和化學平衡的綜合應用9.恒溫下，容積均為2L的密閉容器M、N中，分別有以下兩種起始投料建立的可逆反應3A(g)＋2B(g)2C(g)＋xD(s)的化學平衡狀態(tài)，相關(guān)數(shù)據(jù)如下：M：3molA、2molB,2min達到平衡，生成D1.2mol，測得從反應開始到平衡C的速率為0.3mol·L－1·min－1；N：2molC、ymolD，達到平衡時c(A)＝0.6mol·L－1。下列結(jié)論中不正確的是()A.x＝2B.平衡時M中c(A)＝0.6mol·L－1C.y<0.8D.M中B的轉(zhuǎn)化率與N中C的轉(zhuǎn)化率之和為1答案C解析M中n(D)＝1.2moln(C)＝0.3mol·L－1·min－1×2min×2L＝1.2mol所以x＝2。3A(g)＋2B(g)2C(g)＋2D(s)起始/mol3200轉(zhuǎn)化/mol1.81.21.21.2平衡/mol1.20.81.21.2N中，平衡時n(A)＝1.2mol。3A(g)＋2B(g)2C(g)＋2D(s)起始/mol002y轉(zhuǎn)化/mol1.20.80.80.8平衡/mol1.20.81.2y－0.8C項，因平衡時D不能完全轉(zhuǎn)化，所以其物質(zhì)的量一定大于0.8mol，即y>0.8；D項，M中α(B)＝60%，N中α(C)＝40%，之和為1。10.某研究小組在實驗室探究氨基甲酸銨(NH2COONH4)分解反應平衡常數(shù)和水解反應速率的測定。將一定量純凈的氨基甲酸銨固體置于特制的密閉真空容器中(假設容器體積不變，固體試樣體積忽略不計)，在恒定溫度下使其達到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)實驗測得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表：溫度/℃15.020.025.030.035.0平衡總壓強/kPa5.78.312.017.124.0平衡氣體總濃度/mol·L－12.4×10－33.4×10－34.8×10－36.8×10－39.4×10－3(1)可以判斷該分解反應已經(jīng)達到平衡的是________(填字母序號)。A.2v(NH3)＝v(CO2)B.密閉容器中總壓強不變C.密閉容器中混合氣體的密度不變D.密閉容器中氨氣的體積分數(shù)不變(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，列式計算25.0℃時的分解平衡常數(shù)：____________。(3)取一定量的氨基甲酸銨固體放在一個帶活塞的密閉真空容器中，在25.0℃下達到分解平衡。若在恒溫下壓縮容器體積，氨基甲酸銨固體的質(zhì)量將________(填“增加”、“減少”或“不變”)。(4)氨基甲酸銨分解反應的焓變ΔH___0(填“>”、“＝”或“<”，下同)，熵變ΔS___0。答案(1)BC(2)K＝c2(NH3)·c(CO2)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)c))2·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)c))＝eq\f(4,27)×(4.8×10－3)3≈1.6×10－8(3)增加(4)>>解析(1)根據(jù)化學平衡狀態(tài)判斷標志是v正＝v逆，各組分濃度不再發(fā)生變化，由NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)可見該反應為不等體積變化(即反應物和生成物氣體分子數(shù)不相同)，可以得恒容狀態(tài)下壓強不變或混合氣體密度不變時，反應即達到平衡狀態(tài)，但上述反應中反應物無氣體參加，因此生成物中各組分氣體體積分數(shù)恒定不變。(2)根據(jù)K＝c2(NH3)·c(CO2)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2×\f(4.8×10－3,3)))2·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4.8×10－3,3)))≈1.6×10－8。(3)由NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)知正反應氣體分子數(shù)增加，增大壓強平衡向逆反應方向移動。(4)由表中數(shù)據(jù)可以得出，隨著溫度的升高，平衡向正反應方向移動，因此正反應是吸熱反應，所以ΔH>0；根據(jù)NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)，正反應是生成物氣體分子數(shù)增多的反應，所以ΔS>0。11.利用光能和光催化劑，可將CO2和H2O(g)轉(zhuǎn)化為CH4和O2。紫外光照射時，在不同催化劑(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下，CH4產(chǎn)量隨光照時間的變化如下圖所示。(1)在0～30小時內(nèi)，CH4的平均生成速率vⅠ、vⅡ、vⅢ從大到小的順序為__________；反應開始后的12小時內(nèi)，在第____________種催化劑作用下，收集的CH4最多。(2)將所得CH4與H2O(g)通入聚焦太陽能反應器，發(fā)生反應：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)。該反應ΔH＝＋206kJ·mol－1。①在下列坐標圖中，畫出反應過程中體系能量變化圖(進行必要標注)。②將等物質(zhì)的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密閉反應器，某溫度下反應達平衡，平衡常數(shù)K＝27，此時測得CO的物質(zhì)的量為0.10mol，求CH4的平衡轉(zhuǎn)化率(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(3)已知：CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－802kJ·mol－1寫出由CO2生成CO的熱化學方程式：_______________________________________。答案(1)vⅢ>vⅡ>vⅠⅡ(2)①②91%(3)CO2(g)＋3H2O(g)CO(g)＋2O2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋1008kJ·mol－1解析(1)由圖知在30小時內(nèi)CH4的產(chǎn)量Ⅲ