2019-2020学年高二化学人教版选修4练习：第2章 化学反应速率和化学平衡 测评 Word版含解析

2019-2020学年高二化学人教版选修4练习：第2章 化学反应速率和化学平衡 测评 Word版含解析

第二章测评 ‎(时间:90分钟　满分:100分)‎ 一、选择题(本题包括12小题。每小题4分,共48分)‎ ‎1.下列说法正确的是(　　)‎ A.催化剂是影响化学反应速率的本质因素 B.当反应体系容积不变时,减小反应物的量肯定能降低反应速率 C.可逆反应达到反应限度时,化学反应速率为0‎ D.化学反应速率可用单位时间内反应物的浓度的变化量来表示 解析 影响化学反应速率的本质因素是反应物的性质,A项错误;如果反应物是固体或液体,减小反应物的量不会影响反应速率,B项错误;达到反应限度时,正、逆反应速率相等,但不为零,C项错误。‎ 答案 D ‎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.所有的自发反应都是放热的 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项错误;有的吸热反应也能自发进行,B项错误;升高温度,活化分子百分数增大,化学反应速率增大,C项正确;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项错误。‎ 答案 C ‎3.可逆反应:2SO2+O22SO3达到平衡状态时,保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2。下列说法正确的是(K为平衡常数,Qc为浓度商)(　　)‎ A.Qc不变,K变大,O2转化率增大 B.Qc不变,K变大,SO2转化率减小 C.Qc变小,K不变,O2转化率减小 D.Qc增大,K不变,SO2转化率增大 解析 当可逆反应2SO2+O22SO3达到平衡状态时,保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2,平衡向右进行,但O2转化率减小,浓度商Qc变小,K不变。‎ 答案 C ‎4.一定温度下,在某密闭容器中发生反应:2HI(g)H2(g)+I2(g)　ΔH>0,若15 s内c(HI)由0.1 mol·L-1降到0.07 mol·L-1,则下列说法正确的是(　　)‎ A.0~15 s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)=0.002 mol·L-1·s-1‎ B.c(HI)由0.07 mol·L-1降到0.05 mol·L-1所需的反应时间小于10 s C.升高温度正反应速率加快,逆反应速率减慢 D.减小反应体系的体积,化学反应速率加快 解析 0~15 s内,v(I2)=‎1‎‎2‎v(HI)=‎1‎‎2‎‎×‎‎(0.1-0.07)mol·‎L‎-1‎‎15 s=0.001 mol·L-1·s-1,A项错误;随着反应的进行,c(HI)减小,v(HI)减小,故c(HI)由0.07 mol·L-1降到0.05 mol·L-1所需时间大于10 s,B项错误;升高温度,正、逆反应速率均增大,C项错误;减小反应体系的体积,压强增大,反应速率加快,D项正确。‎ 答案 D ‎5.在密闭容器中,一定条件下,进行如下反应:NO(g)+CO(g)‎1‎‎2‎N2(g)+CO2(g)　ΔH=-373.2 kJ·mol-1,达到平衡后,为提高该反应的速率和NO的转化率,采取的正确措施是(　　)‎ A.加催化剂同时升高温度 B.加催化剂同时增大压强 C.升高温度同时充入N2‎ D.降低温度同时增大压强 解析 结合该反应的特点,提高反应速率的措施有升高温度、增大压强、使用催化剂;提高NO的转化率(平衡向正反应方向移动)的措施有降低温度、增大压强。‎ 答案 B ‎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,该反应的平衡常数一定不变 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,增大压强,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.相同温度下,有相同容积的甲、乙两容器,甲容器中充入1 g N2和1 g H2,乙容器中充入2 g N2和2 g H2。下列叙述中不正确的是(　　)‎ A.化学反应速率:乙>甲 B.平衡后N2的浓度:乙>甲 C.H2的转化率:乙>甲 D.平衡混合气中H2的体积分数:乙>甲 解析 容器中发生的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。相同容积的容器中充入不同量的反应物,乙容器中压强大,化学反应速率:乙>甲,A项正确;根据勒夏特列原理可知,平衡时乙容器中N2的浓度应大于甲容器,但会小于甲容器中N2浓度的2倍,B项正确;乙容器中压强较大,平衡向正反应方向移动,所以H2的转化率:乙>甲,C项正确;平衡混合气中H2的体积分数:乙<甲,D项错误。‎ 答案 D ‎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.平衡后增大体系的压强,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 依据三段式进行计算 ‎　　　　　　　　　X(g)+3Y(g)2Z(g)‎ 始态/(mol·L-1) 0.1 0.2 0‎ 转化/(mol·L-1) 0.05 0.15 0.1‎ 平衡/(mol·L-1) 0.05 0.05 0.1‎ X的转化率‎0.05mol·‎L‎-1‎‎0.1mol·‎L‎-1‎×100%=50%,A项错误;K=c‎2‎‎(Z)‎c(X)·c‎3‎(Y)‎=1 600,B项错误;增大压强,不论平衡向哪一方向移动,正逆反应速率均增大,C项错误;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-1·min-1,D项正确。‎ 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),在压强不变时,由曲线斜率知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,由曲线斜率知压强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。故选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项正确;该反应是反应前后气体物质的量不变的反应,增大压强,可同等程度地增大正、逆反应速率,平衡不移动,使用催化剂,不影响平衡,但反应速率增大,B项正确;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项错误;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项正确。‎ 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项正确;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项错误;因该反应的热效应不确定,故C项错误;K=cp‎(C)‎cm‎(A)·cn(B)‎,故由m+n=p,无法判断K的大小。‎ 答案 A ‎12.一定条件下合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)CH2CH2(g)+4H2O(g);已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图,下列说法不正确的是(　　)‎ A.该反应的逆反应为吸热反应 B.平衡常数:KM>KN C.生成乙烯的速率:v(N)一定大于v(M)‎ D.当温度高于250 ℃,升高温度,催化剂的催化效率降低 解析 升高温度时CO2的平衡转化率降低,说明平衡逆向移动,则逆反应为吸热反应,A项正确;该反应的正反应是放热反应,升温平衡常数减小,B项正确;化学反应速率随温度的升高而加快,催化剂在250 ℃时催化活性最高,温度继续升高,其催化效率降低,所以v(N)有可能小于v(M),C项错误,D项正确。‎ 答案 C 二、非选择题(本题包括4小题,共52分)‎ ‎13.(13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“增大”“减小”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=mV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)减小　不变 ‎(3)逆向　(4)向左移动　小于 ‎14.(13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开始,开始时加入C、D各‎4‎‎3‎mol。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)=‎1.6mol‎2 L=0.8 mol·L-1。v(B)=‎0.4mol‎2 L×2min=0.1 mol·L-1·min-1,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-1·min-1=0.2 mol·L-1·min-1。(3)该反应前后气体分子数不变,增大压强平衡不移动,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‎2‎‎3‎mol B,容器体积固定,若浓度相同,则说明起始时物质的量相等,故还应加入B 2 mol-‎2‎‎3‎mol=‎4‎‎3‎mol。‎ 答案 (1)c‎2‎‎(C)·c‎2‎(D)‎c‎3‎‎(A)·c(B)‎　>‎ ‎(2)0.8 mol·L-1　0.2 mol·L-1·min-1‎ ‎(3)不变　反应前后气体分子数不变,压强对平衡无影响　(4)‎‎4‎‎3‎ ‎15.(13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右图所示。‎ 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)依据三段式进行计算:‎ ‎　　　　2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)‎ 始态‎(mol·L‎-1‎)‎‎ 3 1 0 0‎ 转化‎(mol·L‎-1‎)‎‎ 0.6 0.6 0.3 0.6‎ 平衡‎(mol·L‎-1‎)‎‎ 2.4 0.4 0.3 0.6‎ K=c(N‎2‎)·c‎2‎(CO‎2‎)‎c‎2‎‎(NO)·c‎2‎(CO)‎‎=‎‎15‎‎128‎;‎ ‎(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=‎m(气体)‎n(气体)‎,式中分子不变、分母减小,气体的平均摩尔质量增大;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项正确。‎ 答案 (1)‎15‎‎128‎　60%　(2)<　(3)BC　<　(4)B ‎16.(13分)CO可用于合成甲醇,化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。‎ 图1‎ ‎(1)图1是反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。‎ ‎①该反应的焓变ΔH　　　　(填“>”“<”或“=”)0。 ‎ ‎②T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1　　　　(填“>”“<”或“=”)K2。在T1温度下,往体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO和2 mol H2,经测得CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图2所示。则该反应的平衡常数为　 。 ‎ 图2‎ ‎③若容器容积不变,下列措施可提升CO转化率的是　　　　(填字母)。 ‎ a.升高温度 b.将CH3OH(g)从体系中分离 c.使用合适的催化剂 d.充入He,使体系总压强增大 ‎(2)在容积为1 L的恒容容器中,分别研究在230 ℃、250 ℃和270 ℃三种温度下合成甲醇的规律。如图3是上述三种温度下H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1 mol)与CO平衡转化率的关系,则曲线z对应的温度是　　　　℃,该温度下上述反应的化学平衡常数为　　　　。曲线上a、b、c点对应的化学平衡常数分别为K1、K2、K3,则K1、K2、K3的大小关系为　　　　。 ‎ 图3‎ 解析 (1)①T2温度下先达到平衡,所以温度T2>T1,由T1→T2升高温度时CO的转化率降低,平衡向左移动,所以正反应为放热反应,ΔH<0。②K=c(CH‎3‎OH)‎c(CO)·c‎2‎(H‎2‎)‎‎=‎‎0.75‎‎0.25×(2-2×0.75‎‎)‎‎2‎=12。③升高温度,平衡向左移动;分离出CH3OH,平衡向右移动;使用催化剂,平衡不移动;充入He,反应混合物各物质浓度不变,平衡不移动,故选b。‎ ‎(2)CO和H2合成甲醇反应的ΔH<0,n(H‎2‎)‎n(CO)‎相同时,升高温度,平衡向左移动,K减小,由图像可知曲线z表示的温度为270 ℃。a点:起始浓度c(CO)=1 mol·L-1,c(H2)=1.5 mol·L-1;平衡浓度c(CO)=0.5 mol·L-1,c(CH3OH)=0.5 mol·L-1,c(H2)=1.5 mol·L-1-1 mol·L-1=0.5 mol·L-1,所以270 ℃时K=c(CH‎3‎OH)‎c(CO)·c‎2‎(H‎2‎)‎‎=‎‎0.5‎‎0.5×0.‎‎5‎‎2‎=4。温度相同时K为定值,该反应ΔH<0,温度越高K值越小,所以K1=K2　12　③b ‎(2)270　4　K1=K2

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