人教版高中化学选修四第二章 化学反应速率和化学平衡 测试含答案及详细解析.docx
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人教版高中化学选修四第二章化学反应速率和化学平衡测试含答案及详细解析
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2019秋人教版高中化学选修四第二章化学反应速率和化学平衡测试
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分
第Ⅰ卷
一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)
1.在密闭容器中发生如下反应:
mA(g)+nB(g)
pC(g),达到平衡后,保持温度不变,将气体体积缩小到原来的
,当达到新平衡时,C的浓度为原来的1.9倍,下列说法正确的是( )
A.m+n>p
B.平衡向逆反应方向移动
C.A的转化率提高
D.C的体积分数增加
2.一定条件下,溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如下图所示。
下列判断正确的是( )
A.在0~50min之间,pH=2和pH=7时R的降解百分率相等
B.溶液酸性越强,R的降解速率越小
C.R的起始浓度越小,降解速率越大
D.在20~25min之间,pH=10时R的平均降解速率为0.04mol·L-1·min-1
3.Fe3+和I-在水溶液中的反应如下:
2I-+2Fe3+
2Fe2++I2(水溶液)。
当上述反应达到平衡后,加入CCl4萃取I2,且温度不变,上述平衡( )移动。
A.向右
B.向左
C.不
D.无法判断
4.已知甲为恒压容器、乙为恒容容器。
相同条件下充入等物质的量的NO2气体,且起始时体积相同,发生反应:
2NO2(g)
N2O4(g) ΔH<0,一段时间后相继达到平衡状态。
下列说法中正确的是( )
A.平衡时NO2体积分数:
甲<乙
B.达到平衡所需时间,甲与乙相等
C.该反应的平衡常数表达式K=
D.若两容器内气体的压强保持不变,均说明反应已达到平衡状态
5.化学平衡常数可以用K来表示,下列关于化学平衡常数的说法中正确的是( )
A.K越大,反应物的转化率越小
B.K与反应物的浓度有关
C.K与生成物的浓度有关
D.K与温度有关
6.某温度时,在2L容器中三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
由图中数据分析,该反应的化学方程式和反应开始至2min末Z的平均反应速率分别为( )
A.X+3Y
2Z0.1mol•
·
B.2X+Y
2Z0.1mol•
·
C.X+2Y
Z0.05mol•
·
D.3X+Y
2Z0.05mol•
·
7.下列说法中,可以证明反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)已达到平衡状态的是( )
A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键形成
B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键断裂
C.3个H—H键形成的同时,有6个N—H键断裂
D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N—H键形成
8.下列事实,不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.氨水中加酸,
的浓度增大
B.合成氨工业中不断从反应混合物中液化分离出氨气
C.实验室中常用排饱和食盐水的方法收集Cl2
D.合成氨控制在500℃左右的温度
9.用CO合成甲醇(CH3OH)的化学反应方程式为
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)ΔH<0按照相同的物质的量投料,测的CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。
下列说法正确的是( )
A.平衡常数:
K(a)>K(c),K(b)=K(d)
B.正反应速率:
v(a)>v(c),v(b)>v(d)
C.平均摩尔质量:
M(a)<M(c),M(b)>M(d)
D.平衡时a点一定有n(CO)∶n(H2)=1∶2
10.设C(s)+CO2(g)
2CO(g) ΔH>0,反应速率为v1,N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH<0,反应速率为v2,对于上述反应,当温度升高时,v1和v2的变化情况为( )
A.同时增大
B.同时减小
C.v1增大,v2减小
D.v1减小,v2增大
11.判断一个化学反应的自发性常用焓判据和熵判据,则在下列情况下,可以判定反应一定能自发进行的是( )
A.ΔH>0,ΔS>0
B.ΔH<0,ΔS<0
C.ΔH>0,ΔS<0
D.ΔH<0,ΔS>0
12.在一定温度下,向一个2L的真空密闭容器中(预先装入催化剂)通入1molN2和3molH2,经过一段时间后,测得容器内压强是起始时的0.9倍。
在此时间段内H2的平均反应速率为0.1mol·L-1·min-1,则经过时间为( )
A.2min
B.3min
C.4min
D.5min
13.下列自发反应可用焓判据来解释的是( )
A.2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g) ΔH=56.7kJ·mol-1
B.(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)+NH3(g) ΔH=74.9kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-572kJ·mol-1
D.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH=178.2kJ·mol-1
14.在一定条件下,将含1molNH3的体积不变的密闭容器加热,发生反应2NH3
3H2+N2,一段时间后达到平衡,此时NH3的体积分数为x%,若在容器中再加入1molNH3后密封,加热到相同温度,使反应达到平衡,设此时NH3的体积分数为y%,则x和y的关系正确的是( )
A.x B.x>y C.x=y D.x≥y 15.过程的自发性的作用是( ) A.判断过程的方向 B.确定过程是否一定会发生 C.判断过程发生的速率 D.判断过程的热效应 16.经一定时间后,可逆反应aA+bB cC中物质的含量A%和C%随温度的变化曲线如图所示。 下列说法正确的是( ) A.该反应在T1、T3温度时达到化学平衡 B.该反应在T2温度时达到化学平衡 C.该反应的逆反应是放热反应 D.升高温度,平衡会向正反应方向移动 17.已知某反应aA(g)+bB(g) cC(g)ΔH=Q在密闭容器中进行,在不同温度(T1和T2)及压强( 和 )下,混合气体中B的质量分数w(B)与反应时间(t)的关系如图所示,下列判断正确的是( ) A.T1<T2, < ,a+b>c,Q>0 B.T1>T2, < ,a+b<c,Q>0 C.T1<T2, > ,a+b<c,Q>0 D.T1<T2, > ,a+b>c,Q<0 18.实验证明,多数能自发进行的反应都是放热反应。 对此说法的理解正确的是( ) A.所有的放热反应都是自发进行的 B.所有的自发反应都是放热的 C.焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素 D.焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据 19.下列反应属于可逆反应的是( ) A.Cl2溶于水的反应 B.氢气和氧气的反应 C.电解水生成H2和O2,点燃H2和O2的混合物生成H2O D.实验室加热二氧化锰和浓盐酸的混合物制取氯气的反应 20.反应E+F→G在温度T1下进行,反应M+N→K在温度T2下进行,已知: T1>T2,且E和F的浓度均大于M和N的浓度,则两者的反应速率( ) A.前者大 B.后者大 C.一样大 D.无法判断 第Ⅱ卷 二、非选择题(共4小题,每小题10.0分,共40分) 21.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)是工业合成氨的基本反应。 其他条件一定时,改变下列条件时,试判断平衡如何移动(选择“正向移动”、“反向移动”、“不移动”): (1)如果同等倍数地增加N2和H2的浓度,化学平衡_________。 (2)如果同等倍数增加各物质浓度,化学平衡________。 (3)如果同等倍数地增加H2和NH3的浓度,化学平衡________。 (4)如果同等倍数地增加N2和NH3的浓度,化学平衡________。 22.将各2amol的P、Q、R、S在一密闭容器中混合,发生如下反应: xP+yQ zR+wS。 达到平衡后,测得n(P)=amol,n(Q)= mol,n(R)= mol,n(S)=3amol,已知四种物质中只有R是固体。 (1)若该反应中物质的化学计量数x=2,则z=________,w=________。 (2)如果只改变压强,化学反应速率发生变化,但化学平衡不移动。 则该反应中各物质的聚集状态分别是: Q________,S________。 23.在25℃时,向100mL含14.6g氯化氢的盐酸溶液里放入5.60g纯铁粉(不考虑反应前后溶液体积的变化),反应开始至2min末,收集到1.12L(标准状况)氢气。 在此之后,又经过4min,铁粉完全溶解。 则: (1)在前2min内用FeCl2表示的平均反应速率是________________________________。 (2)在后4min内用HCl表示的平均反应速率是________________________________。 (3)前2min与后4min相比,反应速率较快的是____________,其原因是____________ _________________________________________________________________________。 24.某温度时,在VL密闭容器中,A、B、C三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示,由图中数据分析: (1)反应的化学方程式为_______________________________________________________。 (2)从开始到t1min末,用物质C表示的反应速率为_______________________________ ________________________________________________________________________。 答案解析 1.【答案】B 【解析】mA(g)+nB(g) pC(g),达到平衡后,温度不变,将气体体积压缩到 ,若平衡不移动,C的浓度为原来的2倍,当达到平衡时C的浓度为原来的1.9倍,则体积减小时平衡逆向移动。 体积缩小,相当于加压,平衡逆向移动,则m+n<p,故A错误;由上述分析可知,平衡逆向移动,故B正确;平衡逆向移动,A的转化率减小,故C错误;平衡逆向移动,C的体积分数减小,但比原来的大,故D错误;故选B。 2.【答案】A 【解析】在0~50min之间,pH=2和pH=7时反应物R都能完全反应,降解率都是100%,A项正确;pH为2、7、10时,曲线的斜率减小,说明pH越小,溶液的酸性越强,R的降解速率越大,B项错误;图中无法比较同一pH条件下,R的起始浓度与降解速率的关系,C项错误;20~25min之间,pH=10时R的平均降解速率为0.2×10-4mol·L-1÷5min=4×10-6mol·L-1·min-1,D项错误。 3.【答案】A 【解析】改变物质的浓度,平衡向着减小这种改变的方向进行: 增大反应物粒子浓度或减小生成物粒子浓度,都可以使平衡正移;反之,平衡逆移。 CCl4萃取I2后,水溶液中c(I2)浓度减小,平衡正移,A正确。 4.【答案】A 【解析】被比较对象只有放在一个前后变化的过程中才能比较。 相同温度相同起始量恒压与恒容建立平衡的比较,一般先分析恒压容器体积如何变化,后以恒容容器的平衡状态为起始状态(常称“先同”),改变体积到恒压时的要求,在改变中实现比较(常称“后变”)。 对于恒压甲容器,因反应造成气体分子数减小,建立平衡时容器体积需同步减小;此平衡状态可看成恒容乙容器平衡状态增加压强而成,此过程平衡正向移动,NO2的体积分数减小,A项正确。 因甲反应会同步减小体积,增大了浓度,速率加快,达到平衡时间短,B项错误;平衡常数K= ,C项错误;甲容器为恒压容器,压强始终不变,压强不变不能做为反应达到平衡状态的标志,乙容器随反应的进行,压强减小,当压强不变时,反应达到平衡,D项错误。 5.【答案】D 【解析】aA+bB cC+dD,K= ,它只与反应本身和温度有关,温度不变,K不变,D正确。 K越大,反应进行越充分,反应物的转化率越大,A错误。 6.【答案】D 【解析】由图可知,Y、X的物质的量减小,Z的物质的量增加,则Y、X为反应物,Z为生成物,且Δn之比为(1﹣0.9)∶(1﹣0.7)∶(0.2﹣0)=1∶3∶2,由物质的量的变化量之比等于化学计量数之比可知,反应为3X+Y 2Z, 反应开始至2min末Z的平均反应速率为 =0.05mol• · , 故选D。 7.【答案】A 【解析】B项,指的是正反应速率;C项,指的是逆反应速率;D项,指的是正反应速率。 8.【答案】D 【解析】勒夏特列原理只能解释与平衡移动有关的问题,不涉及平衡移动的问题都与原理 无关。 NH3·H2O +OH-,酸与OH-反应,使c(OH-)减小,平衡正移,c( )增大,A项不符合题意;合成氨反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,分离出氨气,产物浓度减小,平衡正向移,B项不符合题意;合成氨反应中升温,平衡逆向移动,不利于生产氨,控制高温真实目的是加快反应速率,不能用勒夏特列原理解释,D项符合题意;氯气溶于水: Cl2+H2O HClO+H++Cl-,饱和食盐水中含有大量的氯离子,c(Cl-)增大使平衡逆向移动,氯气溶解量减小,C项不符合题意。 9.【答案】A 【解析】该反应的正反应为放热反应,温度升高,平衡向逆反应方向移动,CO的平衡转化率减小,结合图像知,T1<T2<T3,b、d温度相同,所以平衡常数相同,即K(b)=K(d);温度T1<T3,温度越高,该反应的平衡常数越小,所以K(a)>K(c),故A正确; b、d两点的温度相同,但b点的压强大于d点,故v(b)>v(d),a、c两点的压强相同,但c点的温度高,则v(a)<v(c),故B错误; 该反应的正反应为气体物质的量减小的反应,一氧化碳的转化率越大,平均摩尔质量越大,所以平均摩尔质量: M(a)>M(c),M(b)>M(d),故C错误; 平衡时一氧化碳和氢气的物质的量与投入的二者的物质的量有关,题中数据无法计算a点一氧化碳和氢气的物质的量,故D错误; 10.【答案】A 【解析】温度升高,速率加快;温度降低,速率减慢,对吸热反应、放热反应均适用,A项正确。 11.【答案】D 【解析】ΔG=ΔH-TΔS,ΔG<0时,反应能自发进行当ΔH>0,ΔS>0时,ΔG=ΔH-TΔS的正负与T有关,A不符合题意;当ΔH<0,ΔS<0时,ΔG=ΔH-TΔS的正负与T有关,B不符合题意;当ΔH>0,ΔS<0时,ΔG=ΔH-TΔS>0,非自发反应,D不符合题意;当ΔH<0,ΔS>0时,ΔG=ΔH-TΔS<0,一定是自发反应,D符合题意。 12.【答案】B 【解析】 由题意得: =0.9 x=0.2mol v(H2)= =0.1mol·L-1·min-1 t=3min。 13.【答案】C 【解析】ΔG=ΔH-TΔS,ΔG<0时,反应能自发进行。 ΔH<0,利于反应的自发进行,而ΔH>0,不利于反应的自发进行,C符合题意。 14.【答案】A 【解析】增加NH3反应物浓度,平衡正向微弱移动,最终NH3的量仍增加,气体总量也增加,从数学角度来看,无法判断NH3体积分数的变化。 常用先同后变的方法将被比较对象放在一个变化过程中进行比较。 同温同体积不同起始量建立的平衡的结果比较,一般先以x个甲对象的平衡状态作为乙对象的起始(常称“先同”),后将体积变化到原来单个乙的体积,在改变中实现比较(常称“后变”)。 假设原平衡在体积为VL恒容容器中建立,再加入1molNH3后所建立平衡,相当于合并二个原平衡状态,在2VL容器中NH3的体积分数不变(常称“先同”);实际体积仍为VL,需要将合并的二个状态压缩,此过程造成平衡逆向移动(常称“后变”),NH3的体积分数增大,A项正确。 15.【答案】A 【解析】化学反应的自发性只能用于判断反应的方向,不能确定反应是否一定会发生和过程发生的速率,也无法判断反应过程的热效应,故选A。 16.【答案】B 【解析】T2℃之前A%变小,C%从0逐渐增大,而T2℃之后A%渐大,C%渐小,说明T2℃之前反应没有达到平衡状态,T2℃时恰好平衡,A项错误,B项正确;T2℃之后A%渐大,C%渐小,T2℃之后,温度升高,平衡向左移动,升温平衡向着吸热方向移动;逆反应是吸热反应,C、D项错误。 17.【答案】B 【解析】由图像可知,温度为T1时,根据到达平衡的时间可知 > ,且压强越大,B的含量高,说明压强增大平衡向逆反应方向移动,故正反应为气体体积增大的反应,即a+b<c;压强为 时,根据到达平衡的时间可知T1>T2,且温度越高,B的含量低,说明温度升高平衡向正反应方向移动,则正反应为吸热反应,即Q>0,故选B。 18.【答案】C 【解析】放热反应大多数能自发进行,并不是所有自发进行的反应都是放热反应,有些吸热反应也能自发进行,如氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O]和氯化铵晶体在常温下进行,焓变只是影响反应自发性的一种重要因素,不是唯一因素,只有C正确。 19.【答案】A 【解析】在相同条件下,既能正向进行又能反向进行的化学反应称为可逆反应,条件是判断的关键。 Cl2跟H2O的反应为可逆反应,A正确;氢气和氧气反应、实验室中制取氯气的反应均是不可逆的,B、D不符合题意;C中两个反应的反应条件不同,不能互为可逆反应,C不符合题意。 20.【答案】D 【解析】影响化学反应速率的主要因素是物质的性质,物质越活泼,反应速率越大,而浓度、温度为影响化学反应速率的外因,比较温度、浓度对化学反应速率的影响只能针对于同一个化学反应,如Na和HCl溶液剧烈反应,但无论温度多高、浓度多大,Cu都不与盐酸反应, 故选D 21.【答案】 (1)正向移动 (2)正向移动 (3)正向移动 (4)反向移动 【解析】解法一: (2)中同时增加各物质浓度,可通过缩小容器体积、增加压强实现,由增加压强平衡向气体分子数减小方向移动规律可知,此时平衡正向移动; (1)中增加二种反应物的浓度,平衡正向移动。 其他条件不变时,增加反应物浓度平衡正向移动;其他条件不变时,增加生成物浓度,平衡反向移动;同时增加反应物和生成物浓度时,不能依据平衡移动规律定性判断,可将被改变物质为气体,其余物质为非气体,然后以缩小容器体积,增加压强实现改变;假设反应为N2(l)+3H2(g) 2NH3(g),同等倍数地增加H2和NH3的浓度时相当于增大容器的压强,平衡向气体分子数减小的方向移动,即平衡正移;假设反应为N2(g)+3H2(l) 2NH3(g),同等倍数地增加N2和NH3的浓度,相当于增大容器的压强,平衡向气体分子数减小的方向移动,即平衡逆移。 解法二: 其他条件不变时,增加反应物浓度平衡正向移动;其他条件不变时,增加生成物浓度,平衡反向移动;同时增加反应物和生成物浓度时,不能依据平衡移动规律定性判断,需要借助平衡常数定量推断。 设原平衡时N2、H2和NH3浓度分别为a、b、c,平衡常数为K= = ,(3)中浓度商Q= >K,平衡逆向移动。 22.【答案】 (1)3 2 (2)液 气态 【解析】 (1)各物质的物质的量的变化量之比等于化学计量数之比,x∶y∶z∶w=(2a-a)∶(2a-1.5a)∶(3.5a-2a)∶(3a-2a)=2∶1∶3∶2,当x=2时,z=3,w=2。 (2)压强改变,化学平衡不移动,反应气体分子数不变,2P+Q鸠3R+2S,说明Q为液体,S为气体。 23.【答案】 (1)0.250mol·L-1·min-1 (2)0.250mol·L-1·min-1 (3)前2min 随着反应的进行,反应物浓度减小,反应速率减慢 【解析】 n(HCl)= =0.400mol,n(Fe)= =0.100mol,n(H2)= =0.050mol。 (1)v(FeCl2)= =0.250mol·L-1·min-1。 (2)v(HCl)= =0.250mol·L-1·min-1。 (3)后4min内,v(FeCl2)= v(HCl)=0.125mol·L-1·min-1<0.250mol·L-1·min-1,所以前2min反应速率较快。 24.【答案】 (1)4A+2B 3C (2) mol·L-1·min-1 【解析】 (1)①A、B随时间变化物质的量减少,说明为反应物,C随时间变化物质的量增多为生成物。 ②A、B、C变化量分别为8mol、4mol、6mol,他们的化学计量数之比为4∶2∶3。 ③经过一段时间各物质的量都不为零,该反应为可逆反应。 (2)可直接以速率概念公式求解,v(C)= = mol·L-1·min-1。
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