2020-2021学年化学苏教版选修4专题综合测评2　化学反应速率与化学平衡

2020-2021学年化学苏教版选修4专题综合测评2　化学反应速率与化学平衡

www.ks5u.com 专题综合测评(二)　化学反应速率与化学平衡 ‎(时间90分钟，满分100分)‎ 一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)‎ ‎1．下列说法正确的是(　　)‎ A．如图所示的是一个放热反应 B．只有活化分子才能发生有效碰撞 C．燃烧热是生成1 mol H2O时放出的热量 D．加入催化剂，v(正)增大、v(逆)减小 B　[根据图象可知生成物的能量高于反应物的能量，因此该反应是吸热反应，A不正确；把能发生有效碰撞的分子称作活化分子，B正确；燃烧热是指在一定条件下1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，C不正确；催化剂能降低反应的活化能，可以同等程度改变正、逆反应速率，D不正确。]‎ ‎2．下列叙述中，不正确的是(　　)‎ A．某特定反应的平衡常数仅是温度的函数 B．催化剂不能改变平衡常数的大小 C．升高温度，吸热反应的平衡常数增大 D．增大压强，平衡常数增大 D　[特定反应的化学平衡常数仅与温度有关，催化剂、压强、浓度都不能使化学平衡常数改变。升温化学平衡向吸热反应的方向移动，吸热反应的平衡常数增大。]‎ ‎3．下列对化学反应方向的叙述，正确的是(　　)‎ A．室温下不能自发进行的反应，在高温下有可能自发进行 B．熵增加有利于反应的自发进行，熵减少的反应常温下都不会自发进行 C．非自发反应在任何情况下都不会发生 D．凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的 A　[碳酸钙的分解是在室温下不能自发进行的反应，但在高温下能自发进行，A项正确，C项错误；有些放热的熵减少反应能自发进行，B项错误；放热反应如NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在高温下不能自发进行，但有些吸热反应也能自发进行，如氯化铵与消石灰的反应，D项错误。]‎ ‎4．对于反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，下列判断正确的是(　　)‎ A．2 mol SO2和5 mol O2充分反应可生成2 mol SO3‎ B．2 mol SO2和1 mol O2达到化学平衡时SO2、O2、SO3的分子数之比一定为2∶1∶2‎ C．达到化学平衡时SO2的消耗速率必定等于O2的生成速率的2倍 D．三种物质的浓度相等时，说明反应达到了化学平衡 C　[2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)是可逆反应，2 mol SO2和5 mol O2充分反应，生成SO3小于2 mol，A项错误；2 mol SO2和1 mol O2达到化学平衡时，SO2、O2、SO3的分子数之比不一定为2∶1∶2，B项错误；根据不同物质表示的速率之比等于化学计量数之比，达到化学平衡时SO2的消耗速率必定等于O2的生成速率的2倍，C项正确；三种物质的浓度相等时，反应不一定达到化学平衡，D项错误。]‎ ‎5．对于有气体参加的反应，一定能使化学反应速率加快的因素是(　　)‎ ‎①扩大容器的容积　②使用催化剂　③增加反应物的物质的量　④升高温度　⑤缩小容积　⑥增大容器内的压强 A．②③　　　 B．②③④⑥‎ C．②④⑤ D．②④‎ C　[对于有气体参加的反应，使用催化剂、升温、缩小体积，化学反应速率一定加快；而增加反应物的物质的量，该反应物若是固体，速率不加快；增大容器内的压强，反应物浓度不一定增大，反应速率不一定加快。]‎ ‎6．据报道，在300 ℃、70 MPa条件下由二氧化碳与氢气合成乙醇已成为现实：2CO2(g)＋6H2(g)CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)。下列叙述错误的是(　　)‎ A．使用Cu—Zn—Fe催化剂可大大提高生产效率 B．反应需在300 ℃进行，可推测该反应是吸热反应 C．充入大量CO2气体可提高H2的转化率 D．从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率 B　[需要加热的反应，不一定是吸热反应，故B项错误。]‎ ‎7．下列相关实验示意图不能达到实验目的的是(　　)‎ A.‎ 探究不同催化剂对H2O2分解速率影响 B.‎ 探究温度对2NO2N2O4平衡影响 C.‎ 验证Cr2O＋H2O2CrO＋2H＋平衡状态变化 D.‎ 验证钠和水反应的热效应 A　[要探究不同催化剂对化学反应速率的影响，应该只有催化剂不同，其他条件必须完全相同，该实验中催化剂和反应物浓度都不同，所以无法探究催化剂对化学反应速率的影响，A项错误；升高温度，平衡向吸热方向移动，降低温度平衡向放热方向移动，采用不同的温度根据物质颜色变化确定反应热，所以可以实现实验目的，B项正确；增大H＋浓度，平衡向逆反应方向移动，可以实现实验目的，C项正确；反应放热，温度升高，压强增大，U形管两侧红墨水的液面不同，能达到实验目的，D项正确。]‎ ‎8．(双选)下列说法正确的是(　　)‎ A．增大压强或升高温度，一定能使化学反应速率加快 B．已知Ni(CO)4(g)===Ni(s)＋4CO(g)　ΔH＝Q kJ·mol－1，则Ni(s)＋4CO(g)===Ni(CO)4(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1‎ C．500 ℃、30 MPa下，0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)反应生成NH3(g)放热Q kJ，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－2Q kJ·mol－1‎ D．已知两个平衡体系：2NiO(s)2Ni(s)＋O2(g)、2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)的平衡常数分别为K1和K2，可推知平衡NiO(s)＋CO(g)Ni(s)＋CO2(g)的平衡常数为 BD　[对于没有气体参加的反应，增大压强对反应速率无影响，A项错误；C中反应是可逆反应，0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)不能完全反应，1 mol N2和3 mol H2完全反应时放出的热量大于2Q kJ，C项错误；K1＝c(O2)，K2＝c2(CO2)/[c2(CO)·c(O2)]，NiO(s)＋CO(g)Ni(s)＋CO2(g)的平衡常数为c(CO2)/c(CO)＝，D项正确。]‎ ‎9.如图是反应：2A(g)＋B(g)2C(g)在不同温度下的平衡曲线，x轴表示温度，y轴表示B的转化率，图中有A、B、C三点，如图所示，则下列描述正确的是(　　)‎ A．该反应是放热反应 B．B点时混合气体的平均摩尔质量不再变化 C．T1温度下若由A点达到平衡，可以采取增大压强的方法 D．C点：v(正)v(逆)，D项错。]‎ ‎10．下列各图是温度(或压强)对2A(s)＋2B(g)2C(g)＋D(g)　ΔH<0的正、逆反应速率的影响，曲线交点表示建立平衡时的温度或压强，其中正确的是(　　)‎ A　　　　　　　　　　　B C　　　　　　　　　　　D C　[升温，v正、v逆都增大，且v逆>v正，A项错误；升温，v正、v逆都增大，而图象所示v正、v逆都减小，B项错误；增大压强，v正、v逆都增大，且v正v逆 D．保持其他条件不变，起始向容器中充入1.0 mol Cl2和0.8 mol CO，达到平衡时，Cl2的转化率小于60%‎ D　[由表中数据可知，6 s、8 s时氯气的物质的量都是0.40 mol，说明6 s时反应达到平衡，平衡时氯气的浓度为0.20 mol·L－1，升高温度，达到新平衡，氯气的浓度变为0.22 mol·L－1，氯气浓度增大，说明平衡向正反应方向移动，故正反应为吸热反应，即ΔH>0，A项错误；若正反应为吸热反应，在恒容绝热密闭容器中进行该反应，随反应进行温度降低，而平衡常数只受温度影响，故平衡常数一定发生变化，B项错误；平衡时c(Cl2)＝0.2 mol·L－1，‎ COCl2(g)Cl2(g)＋CO(g)‎ 起始(mol·L－1)：　0.5　　　　0　　　0‎ 转化(mol·L－1)：　0.2　　　　0.2　　0.2‎ 平衡(mol·L－1)：　0.3　　　　0.2　　0.2‎ 该温度下平衡常数K＝≈0.13，‎ 若起始向容器中充入1.2 mol COCl2、0.60 mol Cl2和0.60 mol CO，此时Q＝＝0.15＞0.13，则反应向逆反应方向进行，达到平衡前v正＜v逆 ‎，C项错误；原平衡等效为起始向容器中充入1.0 mol Cl2和1.0 mol CO，达到平衡时Cl2的转化率＝×100%＝60%，若加入1.0 mol Cl2和0.8 mol CO，相当于在原来的基础上减小0.2 mol CO，平衡在原来的基础上向正反应方向移动，则Cl2的转化率减小，小于60%，D项正确。]‎ ‎13．(双选)在四个恒容密闭容器中按左下表相应量充入气体，发生2N2O(g)2N2(g)＋O2(g)，容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中N2O平衡转化率如右下图所示：‎ 容器 容积/L 起始物质的量/mol N2O N2‎ O2‎ Ⅰ V1‎ ‎0.1‎ ‎0‎ ‎0‎ Ⅱ ‎1.0‎ ‎0.1‎ ‎0‎ ‎0‎ Ⅲ V3‎ ‎0.1‎ ‎0‎ ‎0‎ Ⅳ ‎1.0‎ ‎0.06‎ ‎0.06‎ ‎0.04‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．该反应的正反应放热 B．相同温度下反应时，平均反应速率：v(Ⅰ)>v(Ⅲ)‎ C．图中A、B、C三点处容器内总压强：p(Ⅰ)Av逆(N2O)‎ CD　[A.根据图象可知容积固定时升高温度N2O的转化率升高，说明升高温度平衡向正反应方向进行，正反应是吸热反应，A错误；B.正反应体积增大，相同温度下增大压强N2O的转化率降低，所以Ⅰ的压强低于Ⅲ，则平均反应速率：v(Ⅰ)v逆(N2O)，D正确。]‎ ‎14．H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70 ℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越快 B．图乙表明，其他条件相同时，溶液pH越小，H2O2分解速率越快 C．图丙表明，少量Mn2＋存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快 D．图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2＋对H2O2分解速率的影响大 D　[由图甲可知，起始时H2O2的浓度越小，曲线下降越平缓，说明反应速率越慢，A项错误；OH－的浓度越大，pH越大，即0.1 mol·L－1 NaOH对应的pH最大，曲线下降最快，即H2O2分解最快，B项错误；由图丙可知，相同时间内，0.1 mol·L－1 NaOH条件下H2O2分解最快，0 mol·L－1NaOH条件下H2O2分解最慢，而1.0 mol·L－1NaOH条件下H2O2的分解速率处于中间，C项错误；由图丁可知，Mn2＋越多，H2O2的分解速率越快，说明Mn2＋对H2O2分解速率影响越大，D项正确。]‎ ‎15．对于平衡体系mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)　ΔH<0。下列结论中错误的是(　　)‎ A．若温度不变，将容器的体积缩小到原来的一半，此时A的浓度为原来的2.1倍，则m＋nα3(SO2)，C项正确；平衡时c2>2c1，c1>c3，故c2>2c3，假设容器2中投入2 mol SO3且保持容器2和容器3的反应温度相同，则两容器中的反应达到的平衡完全等效，则有α2(SO3)＋α3(SO2)＝1，对于容器2而言，相当于对容器3加压并降低温度，该反应是气体分子数减小的放热反应，加压、降温均会使平衡正向移动，则α2(SO3)减小，所以α2(SO3)＋α3(SO2)＜1，D项正确。]‎ 二、非选择题(本题包括6小题，共52分)‎ ‎17．(8分)镍具有优良的物理和化学特性，是许多领域尤其是高技术产业的重要原料。羰基法提纯粗镍涉及的两步反应依次为 完成下列填空：‎ ‎(1)在温度不变的情况下，要提高反应①中Ni(CO)4的产率，可采取的措施有________、________。‎ ‎(2)已知在一定条件下2 L密闭容器中制备Ni(CO)4，粗镍(纯度98.5%，所含杂质不与CO反应)剩余质量和反应时间的关系如图所示。Ni(CO)4在0～10 min的平均反应速率为________。‎ ‎(3)若反应②达到平衡后，保持其他条件不变，降低温度，重新达到平衡时________。‎ a．平衡常数K增大 b．CO的浓度减小 c．Ni的质量减小 d．v逆[Ni(CO)4]增大 ‎(4)简述羰基法提纯粗镍的操作过程：__________________________‎ ‎____________________________________________________。‎ 解析：(1)反应①是正向气体分子数减小的放热反应，因此，根据平衡移动原理，在温度不变的情况下可采取增大CO浓度、加压的方法提高产率；(2)根据题意，反应的Ni为1 mol，则生成Ni(CO)4为1 mol，反应速率为＝0.05 mol·L－1·min－1；(3)反应②是正向气体分子数增大的吸热反应，则降低温度平衡逆向移动，平衡常数K、CO的浓度、Ni的质量、v逆[Ni(CO)4]都减小；(4)根据反应①②的特点可提纯粗镍。‎ 答案：(1)增大CO浓度　加压 ‎(2)0.05 mol·L－1·min－1　(3)bc ‎(4)把粗镍和CO放于一个水平放置的密闭玻璃容器中，然后在50 ℃左右反应一段时间后再在容器的一端加热 ‎18．(5分)某同学设计以下4个实验考查过氧化氢分解速率的影响因素。各取5 mL的过氧化氢溶液完成下列实验。‎ 实验序号 浓度(mol·L－1)‎ 温度(℃)‎ 加入0.1 mol·L－1FeCl3溶液 主要实验现象 ‎1‎ ‎0.4‎ ‎25‎ ‎0滴 气泡生成速率较慢 ‎2‎ ‎0.4‎ ‎25‎ ‎1滴 气泡生成速率较快 ‎3‎ ‎1.2‎ ‎25‎ ‎1滴 气泡生成速率很快 ‎4‎ ‎1.2‎ ‎100 ℃水浴 ‎1滴 ‎(1)实验中FeCl3起________作用。‎ ‎(2)预计实验4的现象是_________________________________。‎ ‎(3)设计实验3、4的目的是考查________对过氧化氢分解速率的影响。‎ ‎(4)从实验2、3可以得出的结论是___________________________________‎ ‎________________________________________________________________‎ ‎____________________________________________________。‎ 解析：从表中数据可知，在过氧化氢的分解实验中FeCl3能加快反应速率，起催化剂作用。实验4同样使用了催化剂但温度高于其他实验，反应速率最快。实验3、4浓度相同，都使用了催化剂，温度不同，是考查温度对化学反应速率的影响。实验2、3则是研究浓度对反应速率的影响，从表中描述可知，浓度越大反应速率越快。‎ 答案：(1)催化剂 ‎(2)气泡产生速率最快 ‎(3)温度 ‎(4)在其他条件一定时，反应物浓度越大，反应速率越快 ‎19．(7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 ‎20．(10分)已知NO2和N2O4可以相互转化：2NO2(g)N2O4(g)　ΔH＝－57 kJ·mol－1，一定温度下，将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中。‎ ‎(1)下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________。‎ a　　　　　b　　　　　c　　　　　d ‎(2)若在相同温度下，上述反应改在体积为1 L的恒容密闭容器中进行，平衡常数________(填“增大”“不变”或“减小”)，反应3 s后NO2的物质的量为0.6 mol，则0～3 s内的平均反应速率v(N2O4)＝________mol·L－1·s－1。‎ ‎(3)达到平衡后，若向该恒压容器中再充入0.5 mol He，则平衡将________(填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)。‎ ‎(4)该反应在温度分别为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是________(填字母序号)。‎ a．A、C两点气体的颜色：A深，C浅 b．A、C两点NO2的转化率：A”或“＝”，下同)p2，正反应的ΔH________0。‎ ‎(2)下列措施中一定能使c(C)/c(A)增大的是________。‎ A．升高温度 B．恒温恒容再充入A C．恒温恒容再充入B D．恒温恒容再充入1 mol C ‎(3)在P1,100 ℃时将1 mol A和2 mol B通入反应室，保持温度不变，10 min末C(g)的浓度为0.05 mol·L－1，则10 min末B的转化率为________，此时v正 ‎________v逆(填“<”“>”或“＝”)。‎ 解析：(1)A(g)＋2B(g)C(g)是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，A的转化率增大，由图可知，相同温度下p2时A的转化率大，故p1＜p2；压强相同时，温度升高，A的转化率降低，平衡逆向移动，正反应方向放热，ΔH＜0。(2)A项，温度升高，A的转化率降低，平衡逆向移动，c(C)/c(A)减小；B项，恒温恒容再充入A，平衡正向移动，c(B)减小，由K＝不变知c(C)/c(A)减小；C项，恒温恒容再充入B，平衡正向移动，c(C)增大，c(A)减小，c(C)/c(A)增大；D项，恒温恒容再充入1 mol C，c(C)/c(A)增大。‎ ‎(3)A(g)＋2B(g)C(g)‎ 初始量/mol·L－1　　0.5　　1　　　　0‎ 转化量/mol·L－1　　0.05　 0.1　　 0.05‎ 终态量/mol·L－1　　0.45　 0.9　　 0.05‎ B的转化率＝×100%＝10%，‎ 由图知，100 ℃时A的转化率为50%，则A、B、C各物质的平衡浓度分别为0.25 mol·L－1、0.5 mol·L－1、0.25 mol·L－1，K＝＝＝4，Q＝＜K，反应正向进行，此时v正＞v逆。‎ 答案：(1)＜　＜　(2)CD　(3)10%　＞‎ ‎22．(14分)丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：‎ ‎(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1丁烯(C4H8)的热化学方程式如下：‎ ‎①C4H10(g)===C4H8(g)＋H2(g)　ΔH1‎ 已知：②C4H10(g)＋O2(g)===C4H8(g)＋H2O(g)　ΔH2＝－119 kJ·mol－1‎ ‎③H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH3＝－242 kJ·mol－1‎ 反应①的ΔH1为________kJ·mol－1。图(a)是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x________0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是________(填标号)。‎ A．升高温度 B．降低温度 C．增大压强 D．降低压强 图(a)　　　　图(b)　　　　　图(c)‎ ‎(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂)，出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是________________________________________________‎ ‎____________________________________________________。‎ ‎(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590 ℃之前随温度升高而增大的原因可能是 ‎________________________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________、‎ ‎_____________________________________________________；‎ ‎590 ℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是___________________‎ ‎________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________‎ ‎____________________________________________________。‎ 解析：(1)根据盖斯定律，可得①＝②－③，则ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝－119 kJ·mol－1＋242 kJ·mol－1＝123 kJ·mol－1。反应①为气体总体积增大的反应，在温度相同时降低压强有利于提高平衡转化率，故x<0.1。反应①为吸热反应，升高温度有利于平衡正向移动，A项正确；降低压强平衡向气体总体积增大的方向移动，D项正确。(2)结合图(b)可看出随着n(氢气)/n(丁烷)增大，丁烯产率先升高后降低，这是因为氢气是生成物，当n(氢气)/n(丁烷)逐渐增大时，逆反应速率加快，故丁烯的产率逐渐降低。(3)在590 ℃之前随温度升高丁烯产率逐渐增大，这是因为温度升高不仅能加快反应速率，还能促使平衡正向移动；但温度高于590 ℃时，丁烯高温裂解生成短链烃类，导致丁烯产率快速降低。‎ 答案：(1)123　小于　AD ‎(2)氢气是产物之一，随着n(氢气)/n(丁烷)增大，逆反应速率增大 ‎(3)升高温度有利于反应向吸热方向进行　温度升高反应速率加快　丁烯高温裂解生成短链烃类