化学反应速率化学平衡 单元测试.docx
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化学反应速率化学平衡单元测试
章末综合检测
满分100分,考试时间90分钟
可能用到的相对原子质量:
H—1 C—12 N—14 O—16 Na—23 S—32 Cl—35.5
第Ⅰ卷(选择题 共54分)
一、选择题(本题包括18小题,每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共54分,)
1.(2016届四川省宜宾市第三中学期中)下列说法正确的是( )
A.对于有气体参与的反应,增大压强,活化分子总数增多,化学反应速率增大
B.对放热反应而言,升高温度,活化分子百分数减少,化学反应速率减小
C.活化分子间发生的碰撞为有效碰撞
D.使用催化剂,活化分子百分数增多,化学反应速率增大
解析:
考查了活化能对化学速率的影响的相关知识。
A.增大压强,使浓度增大,活化分子浓度增加,化学反应速率增大,但活化分子数不变,故A错误;B.升高温度,活化分子的百分数增大,反应速率增大,故B错误;C.反应物活化分子之间有合适取向的碰撞才可能发生化学反应,而能发生化学反应的碰撞就是有效碰撞,故C错误;D.催化剂可以降低反应的活化能,增大活化分子百分数,所以化学反应速率一定增大,故D正确。
答案:
D
2.(2016届湖北省老河口市第一中学高三上学期期中)水煤气反应C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率增大的是( )
A.增加C的量
B.将容器的体积缩小一半
C.保持体积不变,充入N2使体系压强增大
D.保持体积不变,将生成的H2及时移出容器
解析:
考查反应速率影响因素。
A.固体的量对反应速率无影响,A项错误;B.将容器的体积缩小一半,气体浓度增大,反应速率增大,B项正确;C.保持体积不变,充入N2使体系压强增大,各物质浓度不变,反应速率不变,C项错误;D.保持体积不变,将生成的H2及时移出容器,减小了产物浓度,反应速率减小,D项错误;答案选B。
答案:
B
3.对于可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是( )
A.达到化学平衡状态时,4v正(O2)=5v逆(NO)
B.若单位时间内生成xmolNO的同时,消耗xmolNH3,则反应达到化学平衡状态
C.达到化学平衡状态后,若增大容器容积,则正反应速率减小,逆反应速率增大
D.化学反应速率的关系为2v正(NH3)=3v正(H2O)
解析:
根据反应方程式可知,4v正(O2)=5v正(NO),当4v正(O2)=5v逆(NO)时,v正(NO)=v逆(NO),所以A项正确。
生成NO和消耗NH3均表示正反应,叙述中未提及逆反应的情况,所以B项错误。
由于反应物、生成物均为气体,故增大容器容积,正、逆反应速率都减小,所以C项错误。
v正(NH3)︰v正(H2O)=2︰3,即3v正(NH3)=2v正(H2O),所以D项错误。
本题选A。
答案:
A
4.在可逆反应中,下列说法正确的是( )
A.K越大,反应程度越大
B.K越大,反应程度越小
C.K的大小与反应程度无关
D.升高温度,K增大
解析:
对于给定的可逆反应体系,化学平衡常数越大,反应进行的程度越大,A项正确,B、C项错误。
化学平衡常数与温度的关系视具体反应而定,对于放热反应,温度越高,K越小;对于吸热反应,温度越高,K越大,D项错误。
答案:
A
5.如图表示的是可逆反应A+2B2C+3D的化学反应速率随外界条件改变(先降温后加压)而变化的情况,由此可推断出( )
A.正反应是吸热反应
B.若A、B是气体,则D是纯液体或固体
C.逆反应是放热反应
D.A、B、C、D均为气体
解析:
由图可知,降温时平衡向正反应方向移动,故正反应为放热反应,A、C项错误;加压时平衡向正反应方向移动,正反应方向是气体分子数减小的方向,故B项正确,D项错误。
答案:
B
6.已知密闭容器中存在平衡体系H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<0,欲使HI浓度增大,可采取的措施是( )
A.缩小体积B.升高温度
C.减小压强D.加入催化剂
解析:
题目要求HI浓度增大,缩小体积能使体系压强增大,化学平衡虽然不移动,但HI浓度会增大。
本题选A。
答案:
A
7.(2015·济南模拟)在容积不变的密闭容器中,一定条件下发生反应:
2A(?
)B(g)+2C(g),且达到平衡。
当升高温度时气体的密度增大,则下列叙述中正确的是( )
A.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
B.若正反应是放热反应,则A为气态
C.物质A一定为非气态,且正反应是吸热反应
D.若向容器中充入惰性气体,则平衡向左移动
解析:
升高温度,正、逆反应速率均增大,A项错误;若A为气态,则平衡移动后气体的密度不发生变化,B项错误;由于密度变化,故物质A一定为非气态,且平衡正向移动,升温平衡向吸热反应方向移动,故C项正确;在容积不变的反应体系中,充入惰性气体对平衡无影响,D项错误。
答案:
C
8.(2015·合肥一检)在一定条件下,将X和Y两种物质按不同的比例放入密闭容器中反应,平衡后测得X、Y的转化率与起始时两物质的物质的量之比的关系如图所示,则X、Y反应的化学方程式可表示为( )
A.2X+Y3ZB.3X+2Y2Z
C.X+3YZD.3X+YZ
解析:
按照化学方程式中反应物的系数比n(X)︰n(Y)=3︰1投料时,反应物的转化率相等。
答案:
D
9.(2015·金华十校联考)I2在KI溶液中存在平衡:
I2(aq)+I-(aq)I
(aq),某I2、KI混合溶液中,温度T与平衡时c(I
)的关系如图。
下列说法不正确的是( )
A.反应I2(aq)+I-(aq)I
(aq)的ΔH>0
B.若温度为T1、T2时对应的平衡常数分别为K1、K2,则K1>K2
C.当反应进行到状态D时,一定有v正>v逆
D.状态A与状态B相比,状态A的c(I2)小
解析:
A项,由图中曲线的变化趋势可知,当温度升高时,I
的物质的量浓度减小,说明升温平衡逆向移动,该反应的正反应为放热反应,即ΔH<0,故A项不正确;B项,升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,T1
的方向进行,则v正>v逆,故C项正确;D项,状态B相当于在状态A的基础上升高温度,平衡向逆反应方向移动,则状态B的c(I2)大,故D项正确。
答案:
A
10.(2015·温州质检)某研究小组研究了其他条件不变时,改变条件对可逆反应:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0的影响。
下列说法正确的是( )
A.图1研究的是温度、压强对平衡的影响,横轴表示压强
B.图2研究的是温度对平衡的影响,Ⅱ采用的温度更低
C.图3中t0时使用了催化剂,使平衡向正反应方向移动
D.图4中t0时增大压强,使平衡向正反应方向移动
解析:
A项,压强增大,平衡向正反应方向移动,SO2的转化率增大,A项错误;B项,正反应为放热反应,升温反应速率加快,平衡向逆反应方向移动,SO2的转化率减小,Ⅱ采用的温度更高,B项错误;C项,图3中t0时使用了催化剂,正、逆反应速率同等程度增大,平衡没有移动,C项错误;D项,t0时增大压强,正、逆反应速率均增大,且平衡向正反应方向移动,D项正确。
答案:
D
11.(2015·安庆模拟)向甲、乙两恒温恒容的密闭容器中,分别充入一定量的A和B,发生反应:
A(g)+B(g)xC(g) ΔH<0(有关数据如下表所示)。
测得两容器中c(A)随时间t的变化如图所示:
容器
甲
乙
容积(L)
0.5
0.5
反应放热(kJ)
Q1
Q2
反应物起始量
1molA
1molB
0.5molA
0.5molB
下列说法正确的是( )
A.x=1
B.Q1=2Q2
C.根据题中信息无法计算a值
D.保持其他条件不变,起始时向乙容器中充入0.2molA、0.2molB、0.2molC,则此时v正>v逆
解析:
A项,甲中A、B的起始量均为乙中的两倍,但达到平衡后甲中A的浓度小于乙中的两倍,说明正反应是气体分子数减小的反应,x=1,A项正确;B项,达平衡时,甲中A的转化量大于0.5mol,乙中A的转化量等于0.25mol,可知放出的热量Q1>2Q2,B项错误;C项,由于反应在相同温度下进行,平衡常数相同,根据乙中反应在平衡时各物质的浓度,求出平衡常数K=2,则甲中反应根据三段式法计算,可求出a值,C项错误;D项,根据题给数据知Qc=
=2.5>K=2,说明反应逆向进行,v正 答案: A 12.(2016届黑龙江省牡丹江一中高三上学期10月月考)向恒温、恒容(2L)的密闭容器中充入2molX和一定量的Y,发生反应: 2X(g)+Y(g) 2Z(g) ΔH=-Q(Q=197.74kJ/mol),4min后达到平衡,这时c(X)=0.2mol·L-1,且X与Y的转化率相等。 下列说法中不正确的是( ) A.达到平衡时,再充入1molX,该反应的Q变大 B.用Z表示4min内的反应速率为0.2mol/(L·min) C.再向容器中充入1molZ,达到新平衡,v(X)︰v(Y)=2︰1 D.该反应在高温下不一定能自发进行 解析: A.热化学方程式中的焓变与化学计量数有关,与参加反应的反应物的物质的量无关,再充入1摩尔X,平衡向正反应方向移动,但热化学方程式中的焓变保持不变,错误,选A;B.X的反应速率=(2/2-0.2)/4=0.2mol/(L·min),根据速率比等于化学计量数比,Z的反应速率和X的反应速率相等,正确,不选B;C.原平衡时X和Y的转化率相等,说明X、Y的起始物质的量之比等于化学计量数比为2︰1,再向容器中充入1摩尔Z,平衡向逆反应方向移动,反应过程中X、Y的物质的量比为2︰1,达到新平衡时X、Y的物质的量比不变,还为2︰1,正确,不选C;D.该反应为放热反应,焓变小于0,熵变小于0,在高温下复合判据大于0,不一定能自发进行,正确,不选D。 答案: A 13.(2015·烟台模拟)现有3个体积相等的密闭容器,都进行反应: CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g),反应所处的温度相同,但起始浓度不同,其中甲: n(CO2)=n(H2)=1mol;乙: n(CO2)=1mol,n(H2)=2mol;丙n(CO2)=n(H2)=n[H2O(g)]=1mol。 达到平衡时CO的物质的量由大到小的顺序是( ) A.乙>甲>丙B.甲>丙>乙 C.乙>丙>甲D.甲>乙>丙 解析: 乙中的平衡状态可以等效为在甲达到平衡的基础上再加入1mol氢气,平衡向正反应方向移动,平衡时乙中CO的物质的量比甲中CO的物质的量大;丙中的平衡状态可以等效为在甲达到平衡的基础上再加入1molH2O(g),平衡向逆反应方向移动,平衡时丙中CO的物质的量比甲中CO的物质的量小。 则平衡时CO的物质的量: 乙>甲>丙,选A。 答案: A 14.(2015·河南省实验中学)在2L的密闭容器中发生反应: 2A(g)+B(g)2C(g)+D(g)。 若最初加入的A和B都是4mol,在前10s内A的平均反应速率为0.12mol/(L·s),则10s时,容器中B的物质的量是( ) A.1.6molB.2.8mol C.2.4molD.1.2mol 解析: 前10s内A的平均反应速率为0.12mol/(L·s),则A反应消耗了0.12mol/(L·s)×10s×2L=2.4mol,则B反应消耗了1.2mol,故10s时容器中B的物质的量是4mol-1.2mol=2.8mol,选B。 答案: B 15.(2015·淮北一中)在一定条件下,可逆反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)中,NO2的物质的量浓度c(NO2)随时间变化的实验数据如下表所示: 时间/min 0 5 10 15 20 25 c(NO2)/(mol·L-1) 0 0.020 0.032 0.038 0.040 0.040 根据表中数据判断,该反应达到平衡时c(NO2)为( ) A.0.020mol·L-1B.0.032mol·L-1 C.0.038mol·L-1D.0.040mol·L-1 解析: 根据表中数据可知,反应进行到20min时NO2的浓度不再发生变化,所以平衡时NO2的浓度是0.040mol·L-1,本题选D。 答案: D 16.(2015·湖南师大附中)已知X(g)和Y(g)可以相互转化: 2X(g)Y(g) ΔH<0。 现将一定量X(g)和Y(g)的混合气体通入一体积为1L的恒温密闭容器中,反应物及生成物的浓度随时间变化的关系如图所示。 则下列说法不正确的是( ) A.若混合气体的压强不变,则说明反应已达化学平衡状态 B.a、b、c、d四个点表示的反应体系中,表示化学反应处于平衡状态的只有b点 C.25~30min内用X表示的平均化学反应速率是0.08mol·L-1·min-1 D.反应进行至25min时,曲线发生变化的原因是增加Y的浓度 解析: A项,正反应是气体分子数减小的反应,所以当压强不再发生变化时,可以说明反应已经达到平衡状态,A项正确;B项,根据图像可知,只有b点表示的反应体系中,各物质的浓度不再发生变化,所以只有b点表示反应处于平衡状态,B项正确;C项,25~30min内X的浓度变化量是0.4mol·L-1,所以用X表示的平均化学反应速率是 =0.08mol·L-1·min-1,C项正确;D项,反应进行至25min时,X物质的浓度增大,D项不正确。 答案: D 17.(2015·杭州二中)已知反应X(g)+Y(g)nZ(g) ΔH>0,将X和Y以一定比例混合通入密闭容器中进行反应,各物质的浓度随时间的变化如图所示。 下列说法不正确的是( ) A.反应方程式中n=1 B.10min时,曲线发生变化的原因是升高温度 C.10min时,曲线发生变化的原因是增大压强 D.0~5min内,用X表示的反应速率为v(X)=0.08mol·L-1·min-1 解析: 由0~5min内X、Y、Z的浓度变化量可知n=1,故A正确;10min时反应物和生成物浓度瞬间同时增大,说明10min时增大了压强(缩小容器体积),随后反应物浓度逐渐减小,生成物浓度逐渐增大,平衡正向移动,故B错误、C正确;在5min时X的物质的量浓度为1.6mol·L-1,0~5min内X的物质的量浓度变化量为2mol·L-1-1.6mol·L-1=0.4mol·L-1,则该时间段内X的平均反应速率为v(X)=0.4mol·L-1÷5min=0.08mol·L-1·min-1,故D正确。 答案: B 18.(2016届江苏省盐城市高三上学期期中)一定温度下,在三个体积均为2.5L的恒容密闭容器中发生反应: CO2(g)+H2S(g)COS(g)+H2O(g) 容器 温度/K 起始物质的量/mol 平衡物质的量/mol 平衡常数 CO2 H2S H2O Ⅰ 607 0.11 0.41 0.01 / Ⅱ 607 0.22 0.82 / Ⅲ 620 0.1 0.4 / 6.74×10-3 下列说法正确的是( ) A.该反应正反应为放热反应 B.607K时该反应的平衡常数2.50×10-2 C.容器Ⅱ达到平衡时容器中COS的物质的量大于0.02mol D.容器Ⅲ达平衡时,再充入少量氦气,平衡将向正反应方向移动 解析: CO2(g)+H2S(g)COS(g)+H2O(g) 起始(mol) 0.11 0.41 0 0 反应 0.01 0.01 0.01 0.01 平衡 0.1 0.4 0.01 0.01 607℃时平衡常数K= =2.50×10-3,故B正确;根据620℃是K=6.74×10-3,升高温度,K增大,表示该反应正反应为吸热反应,故A错误;在体积不变时,再充入少量氦气,平衡不移动,故D错误;该反应属于反应前后气体的物质的量不变的反应,容器Ⅱ相当于容器Ⅰ增大压强,平衡不移动,但物质的量变成原来的2倍,平衡时容器中COS的物质的量为0.02mol,故C错误。 答案: B 第Ⅱ卷(非选择题 共46分) 二、非选择题(本题包括5小题,共46分) 19.(2015·合肥一中)(6分)用纯净的碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳气体,回答下列问题: (1)实验过程中生成的CO2的体积变化如图所示,分析可知,________(填“OE”、“EF”或“FG”)段化学反应速率最快。 (2)为了减缓上述反应的反应速率,欲向反应液中加入下列物质,你认为可以实现的是________。 A.蒸馏水 B.氯化钠固体 C.氯化钠溶液D.浓盐酸 (3)除上述方法外,你认为还可以采取哪些措施来减缓化学反应速率? ________________________________________________________________________ __________________________________________________________(至少回答两种)。 解析: 化学反应速率主要取决于物质本身的性质,但也与外界因素有关,如浓度、温度、接触面积等。 答案: (1)EF (2)AC (3)改用较大块的碳酸钙固体、加入醋酸钠溶液或降低温度等(其他合理答案也可) 20.(2015·唐山一中)(8分) (1)已知: 298K、101kPa时,反应CaO(s)+SO2(g)===CaSO3(s)的ΔH=-402.0kJ·mol-1,ΔH-TΔS=-345.7kJ·mol-1,若此反应中ΔH和ΔS不随温度变化而变化,则保持此反应自发进行的温度低于________。 (2)已知: H2O(l)===H2O(g)的ΔH=+44.0kJ·mol-1,ΔS=+118.8J·mol-1·K-1,则水的沸点是________。 (3)已知在298K时,由石墨生成金刚石的反应的ΔH=+1.895kJ·mol-1,ΔH-TΔS=2.866kJ·mol-1,又已知石墨的熵S石=+5.694J·mol-1·K-1,则金刚石的熵S金=________(化学反应的熵变是生成物的总熵与反应物的总熵之差),这两种碳的同素异形体中更有序的是________。 解析: (1)因为298K、101kPa时,题给反应的ΔH=-402.0kJ·mol-1,ΔH-TΔS=-345.7kJ·mol-1,则有ΔS=(-402.0kJ·mol-1+345.7kJ·mol-1)/298 K=-0.189kJ·mol-1·K-1。 要使反应能自发进行,需使ΔH-TΔS<0,即-402.0kJ·mol-1-T×(-0.189kJ·mol-1·K-1)<0,得T<2127K,因此保持此反应自发进行的温度低于2127K。 (2)在水沸腾时,ΔH-TΔS=0,则T=ΔH÷ΔS=44.0×103J·mol-1÷118.8J·mol-1·K-1=370.4K。 (3)石墨转化为金刚石的反应为C(s,石墨)===C(s,金刚石),ΔH-TΔS=ΔH-T(S金-S石)=2.866kJ·mol-1,即1.895kJ·mol-1-298K×(S金-5.694×10-3kJ·mol-1·K-1)=2.866kJ·mol-1,解得S金=+2.436×10-3kJ·mol-1·K-1=+2.436J·mol-1·K-1。 熵用来量度混乱度的程度,混乱度越小,体系的熵值就越小,或者说体系的熵值越小,则越有序。 通过上面的计算知S金 答案: (1)2127K (2)370.4K (3)+2.436J·mol-1·K-1 金刚石 21.(2015·合肥八中)(6分)在一定体积的密闭容器中,进行化学反应: CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度T的关系如表所示: T/℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 请回答下列问题: (1)该反应的正反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。 (2)某温度下,在2L的密闭容器中,加入1molCO2和1molH2,充分反应达到平衡时,CO的平衡浓度为0.25mol/L,试判断此时的反应温度为________℃。 (3)若在 (2)所处的温度下,在1L的密闭容器中,加入2molCO2和3molH2,则充分反应达平衡时,H2的物质的量________。 A.等于1.0molB大于1.0mol C.大于0.5mol,小于1.0molD.无法确定 解析: (1)由表中数据可知,温度升高,该反应的化学平衡常数增大,即平衡向正反应方向移动,根据化学平衡移动原理可知正反应是吸热反应。 (2)平衡时c(CO2)=c(H2)=0.25mol·L-1,c(CO)=c(H2O)=0.25mol·L-1,则化学平衡常数K=1,根据表中数据可知此时反应温度是830℃。 (3)反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)在830℃时平衡常数为1,设平衡时CO的物质的量浓度为xmol·L-1,则 =1,解得x=1.2,故平衡时氢气的物质的量为3mol-1.2mol=1.8mol,即氢气的物质的量大于1.0mol,选项B正确。 答案: (1)吸热 (2)830 (3)B 22.(12分)运用化学反应原理研究氮、硫等单质及其化合物的反应有重要意义。 (1)硫酸生产过程中2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),平衡混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如图所示,根据如图回答下列问题: ①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的ΔH________0(填“>”或“<”)。 ②一定条件下,将SO2与O2以体积比为2︰1置于一体积不变的密闭容器中发生反应,能说明该反应已达到平衡的是________(填选项字母)。 a.体系的密度不发生变化 b.SO2与SO3的体积比保持不变 c.体系中硫元素的质量分数不再变化 d.单位时间内转移4mol电子,同时消耗2molSO3 e.容器内的气体分子总数不再变化 (2)一定条件下,合成氨反应为: N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。 图1表示在此反应过程中的能量变化,图2表示在2L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线。 图3表示在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对此反应平衡的影响。 ①该反应的平衡常数表达式为________,升高温度,平衡常数________(填“增大”“减小”或“不变”)。 ②由图2信息,计算0~10min内该反应的平均速率v(H2)________,从11min起其他条件不变,压缩容器的体积为1L,则n(N2)的变化曲线为________(填“a”“b”“c”或“d”)。 ③图3a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是________点,温度T1________T2(填“
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