高中化学 第二章 化学反应速率与化学平衡综合测评 新人教版选修4

高中化学 第二章 化学反应速率与化学平衡综合测评 新人教版选修4

综合测评(二)‎ ‎ (时间：45分钟　满分：100分)‎ 一、选择题(本题包括12小题，每小题5分，共计60分)‎ ‎1．实现“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：‎ CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，下图表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol－1)的变化：‎ 关于该反应的下列说法中，正确的是(　　)‎ A．ΔH>0，ΔS>0　　　 B．ΔH>0，ΔS<0‎ C．ΔH<0，ΔS<0 D．ΔH<0，ΔS>0‎ ‎【解析】　根据反应过程中能量变化的情况可知反应物的总能量高于生成物的总能量，反应放热，ΔH<0；该反应发生后气体的物质的量减小，ΔS<0。‎ ‎【答案】　C ‎2．下列说法正确的是(　　)‎ A．自发反应在任何条件下都能实现 B．化学反应不一定都有能量变化 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错误；所有的化学反应都伴随能量的变化，B错误；升高温度，活化分子百分数增大，化学反应速率增大，C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错误。‎ ‎【答案】　C ‎3．对于可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，下列措施能使反应物中活化分子百分数、化学反应速率和化学平衡常数都变化的是 ‎ ‎(　　)‎ A．增大压强 B．升高温度 C．使用催化剂 D．多充入O2‎ ‎【解析】　能影响化学平衡常数的只有温度，同时改变温度也可以改变反应物中的活化分子百分数和化学反应速率。‎ ‎【答案】　B ‎4．在恒温、体积为2 L的密闭容器中进行反应：2A(g)3B(g)＋C(g)，若反应物在前20 s由3 mol降为1.8 mol，则前20 s的平均反应速率为 (　　)‎ A．v(B)＝0.03 mol·L－1·s－1‎ B．v(B)＝0.045 mol·L－1·s－1‎ C．v(C)＝0.03 mol·L－1·s－1‎ D．v(C)＝0.06 mol·L－1·s－1‎ ‎【解析】　反应物A前20 s由3 mol降到1.8 mol，则v(A)＝＝0.03 mol·L－1·s－1，根据用各物质表示的反应速率之比与化学计量数之比相等，知v(B)＝0.045 mol·L－1·s－1，v(C)＝0.015 mol·L－1·s－1。‎ ‎【答案】　B ‎5．有一处于平衡状态的反应：X(s)＋3Y(g)2Z(g)(正反应是放热反应)。为了使平衡向生成Z的方向移动，应选择的条件是(　　)‎ ‎①升高温度　②降低温度　③增大压强　④降低压强 ‎⑤加入正催化剂　⑥分离出Z A．①③⑤　　　　　　 B．②③⑤‎ C．②③⑥ D．②④⑥‎ ‎【解析】　对于正反应为放热反应、气体分子总数减小的可逆反应来说，降温、加压均能使平衡向正反应方向移动；分离出Z，就是减小生成物的浓度，平衡向正反应方向移动，答案为C。‎ ‎【答案】　C ‎6．已知某密闭容器中发生反应：X(g)＋Y(g)2W(g)＋Z(g)　ΔH<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，加压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】　C ‎7．(2015·广东韶关调研)对处于平衡状态的反应2A(g)＋B(g)2C(g)　ΔH<0，下列叙述正确的是(　　)‎ A．增大A浓度的瞬间，v(正)增大，v(逆)不变 B．升高温度，v(正)减小，v(逆)增大 C．减小压强，v(正)减小，v(逆)增大 D．降低温度，v(正)、v(逆)都增大 ‎【解析】　瞬间生成物C的浓度不变，所以逆反应速率不变，A选项正确；升高温度正逆反应速率均增大，B选项错误；减小压强，正逆反应速率均减小，C选项错误；降低温度，正逆化学反应速率均减小，D选项错误。‎ ‎【答案】　A ‎8．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 X Y Z 初始浓度/(mol·L－1)‎ ‎0.1‎ ‎0.2‎ ‎0‎ ‎2 min末浓度/(mol·L－1)‎ ‎0.08‎ a b 平衡浓度/(mol·L－1)‎ ‎0.05‎ ‎0.05‎ ‎0.1‎ 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40 ‎ ‎ C．增大平衡后的体系压强，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 mol·L－1·min－1‎ ‎【解析】　依据三部曲进行计算 X的转化率×100%＝50%，A选项错误；K＝＝1 600 mol－2·L－2，B选项错误；增大压强，不论平衡向何方向移动，正逆反应速率均增大，C选项错误；D选项，前2 min内，Y的浓度变化量为(0.1－0.08) mol·L－1×3＝0.06 mol·L－1，则v(Y)＝0.03 mol·(L·min)－1，正确。‎ ‎【答案】　D ‎9．在某密闭容器中，可逆反应：A(g)＋B(g)xC(g)符合图中(Ⅰ)所示关系，φ(C)表示C气体在混合气体中的体积分数。由此判断，对图像(Ⅱ)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(Ⅰ)知，在压强不变时，曲线b的斜率比c的大，故T1>T2。降温(T1→T2)时，φ(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，曲线b的斜率比a的大，故压强p2>p1，增大压强(p1→p2)时，φ(C)增大，即平衡正向移动，故x<2，即x＝1。由图像(Ⅱ)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、φ(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。故正确答案为B。‎ ‎【答案】　B ‎10．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)　ΔH<0，下列分析中不正确的是(　　)‎ A．图Ⅰ研究的是t0时升高温度对反应速率的影响 B．图Ⅱ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Ⅲ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Ⅲ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，可同等程度地加快正、逆反应速率，平衡不移动，使用催化剂，不影响平衡，但反应速率加快，B正确；如果图Ⅲ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错误；如果图Ⅲ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正确。‎ ‎【答案】　C ‎11．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错误；因该反应的热效应不确定，故C项错误；K＝，故由m＋n＝p，无法判断K的大小。‎ ‎【答案】　A ‎12．某密闭容器中充入等物质的量的气体A和B，一定温度下发生如下反应：A(g)＋xB(g)2C(g)，达到平衡后，只改变反应的一个条件，测得容器中物质的浓度、反应速率随时间的变化关系如图所示。下列说法中正确的是(　　)‎ A．8 min时表示正反应速率等于逆反应速率 B．前20 min A的反应速率为0.05 mol/(L·min)‎ C．反应方程式中的x＝1，30 min时表示增大压强 D．40 min时改变的条件是升高温度，且正反应为吸热反应 ‎【解析】　8 min时B、C的物质的量浓度相等，并未达到平衡，A项错误；v(A)＝v(C)＝×＝0.05 mol/(L·min)，B项正确；B、C的浓度变化比为1∶2，故x＝1，30 min B、C浓度瞬时同等程度下降，故为降低压强，C项错误；40 min时升高温度，逆反应速率大于正反应速率，则说明正反应为放热反应，D项错误。‎ ‎【答案】　B 二、非选择题(本题包括4小题，共40分)‎ ‎13．(10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)　ΔH<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“变大”、“变小”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)　ΔH<0，在密闭容器中，开始时n(N2)∶n(H2)＝2∶6＝1∶3，反应时消耗n(N2)∶n(H2)＝1∶3，故平衡时n(N2)∶n(H2)＝1∶3，所以c(N2)∶c(H2)＝1∶3，转化率之比为1∶1。‎ ‎(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ρ＝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)1∶3　1∶1　(2)变小　不变　(3)逆向　(4)向左移动　小于 ‎14．(12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)　ΔH＝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 ℃”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进行，开始时加入C、D各mol。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B______mol。‎ ‎【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，ΔH>0。(2)生成0.8 mol D，则反应掉0.4 mol B，剩余1.6 mol B，c(B)＝＝0.8 mol/L。v(B)＝＝0.1 mol/(L·min)，由化学计量数知，D的反应速率应为B的2倍，故v(D)＝2v(B)＝2×0.1 mol/(L·min)＝0.2 mol/(L·min)。(3)该反应为等体积变化，加压平衡不移动，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 mol 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B还应加入2 mol－ mol＝ mol。‎ ‎【答案】　(1)　>‎ ‎(2)0.8 mol/L　0.2 mol/(L·min)‎ ‎(3)不变　反应前后气体体积不变，压强对平衡无影响 ‎(4) ‎15．(6分)T ℃时，A气体与B气体反应生成C气体，反应过程中A、B、C浓度变化如图(Ⅰ)所示，若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2时，B的体积分数与时间的关系如图(Ⅱ)所示。 ‎ 根据以上条件，回答下列问题：‎ ‎(1)A与B反应生成C的化学方程式为__，‎ 正反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。‎ ‎(2)t1 min后，改变下列某一条件，能使平衡向逆反应方向移动的有________(填字母)。‎ A．保持其他条件不变，增大压强 B．保持容器总体积不变，通入少量稀有气体 C．保持其他条件不变，升高温度 ‎ ‎【解析】　(1)由图(Ⅰ)可知，A、B为反应物，C为生成物，其变化量之比Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)＝0.2∶0.6∶0.4＝1∶3∶2，所以反应方程式为A(g)＋3B(g)2C(g)；由图(Ⅱ)可知T1>T2，升温B的体积分数增加，说明升温平衡逆向移动，则说明逆向为吸热反应，正向为放热反应。‎ ‎(2)A项，增压平衡向体积减小方向移动即正向移动；B项，体积不变，充入稀有气体，平衡不移动；C项，升温，平衡向吸热方向即逆向移动。‎ ‎【答案】　(1)A(g)＋3B(g)2C(g)　放热 ‎(2)C ‎16．(12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下图所示。‎ 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ΔH________0(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)依据三部曲进行计算：‎ K＝＝；‎ ‎(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＝，式中分子不变、分母减小，‎ 气体的平均相对分子质量增大；气体的物质的量减小，压强减小；ΔH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选项正确。‎ ‎【答案】　(1)　60%　(2)<‎ ‎(3)BC　<　(4)B ‎