高三化学一轮复习专题《化学反应速率与化学平衡》测试含答案.docx
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高三化学一轮复习专题《化学反应速率与化学平衡》测试含答案
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高三化学一轮复习专题《化学反应速率与化学平衡》测试
一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)
1.一定条件下,可逆反应N2+3H2
2NH3达到化学平衡状态,下列说法一定正确的是( )
A.每1molN≡N断裂的同时有2molN—H生成
B.N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2
C.N2减少的速率和NH3减少的速率之比为1∶2
D.气体体积为初始体积的0.7倍
2.对于合成氨反应,达到平衡后,以下分析正确的是( )
A.升高温度,对正反应的反应速率影响更大
B.增大压强,对正反应的反应速率影响更大
C.减小反应物浓度,对逆反应的反应速率影响更大
D.加入催化剂,对逆反应的反应速率影响更大
3.关于有效碰撞理论,下列说法正确的是( )
A.活化分子间所发生的分子间的碰撞为有效碰撞
B.增大反应物浓度能够增大活化分子百分数,化学反应速率一定增大
C.升高温度,活化分子百分数增加,化学反应速率一定增大
D.增大压强,活化分子数一定增加,化学反应速率一定增大
4.室温下,向圆底烧瓶中加入1molC2H5OH和含1molHBr的氢溴酸,溶液中发生反应:
C2H5OH+HBr鸠馛2H5Br+H2O,充分反应后达到平衡。
已知常压下,C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4℃和78.5℃。
下列有关叙述错误的是( )
A.加入NaOH,可增大乙醇的物质的量
B.增大HBr浓度,有利于生成C2H5Br
C.若反应物均增大至2mol,则两种反应物平衡转化率之比不变
D.若起始温度提高至60℃,可缩短反应达到平衡的时间
5.工业上用CO与H2合成甲醇,CO(g)+2H2(s)
CH3OH(g) ΔH=-90.8kJ·mol-1。
300℃时,在容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下
下列说法正确的是( )
A.2c1>c3
B.a+b<90.8
C.2P2 D.α1+α3<1 6.合成氨反应: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1,在反应过程中,正反应速率的变化如图,下列说法正确的是( ) A.t1时升高了温度 B.t2时使用了催化剂 C.t3时增大了压强 D.t4时降低了温度 7.有一化学平衡mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),如图表示的是A的转化率与压强、温度的关系。 下列叙述正确的是( ) A.正反应是放热反应;m+n>p+q B.正反应是吸热反应;m+n C.正反应是放热反应;m+n D.正反应是吸热反应;m+n>p+q 8.对于锌粒与稀H2SO4的反应,下列说法不正确的是( ) A.可选用颗粒大小基本相同的锌粒与等体积不同浓度的硫酸溶液反应,比较二者收集10mLH2所用的时间,从而计算反应速率并说明浓度对反应速率的影响 B.可选用等质量的锌片和锌粒与相同的硫酸溶液反应,记录锌完全消失的时间,从而计算反应速率并说明固体表面积对反应速率的影响 C.可记录溶液中c(H+)随时间的变化(用pH计测定溶液的pH)来测量反应速率 D.可记录溶液的温度变化(用温度计测量温度)来测量反应速率 9.现向一密闭容器中充入1molN2和3molH2,在一定条件下发生反应: N2+3H2 2NH3,下列有关说法正确的是( ) A.达到化学平衡时,N2将完全转化为氨 B.达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等 C.达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化 D.达到化学平衡时,正反应和逆反应的速率都为零 10.可逆反应aX(g)+bY(g) cZ(g)在一定温度下的一密闭容器内达到平衡后,t0时改变某一外界条件,化学反应速率(v)—时间(t)图像如下图。 则下列说法中正确的是( ) A.若a+b=c,则t0时只能是增大了容器的压强 B.若a+b=c,则t0时只能是加入了催化剂 C.若a+b≠c,则t0时只能是加入了催化剂 D.若a+b≠c,则t0时只能是增大了容器的压强 11.可逆反应2NO2 2NO+O2在体积不变的密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是( ) ①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO ②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2 ③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体的密度不再改变的状态 A.①④ B.②④ C.①③④ D.①②③④⑤ 12.在容积为1L的密闭容器里,装有4molNO2,在一定温度时进行下面的反应: 2NO2(g) N2O4(g),该温度下反应的平衡常数K=0.25,则平衡时该容器中NO2的物质的量为 ( ) A.0mol B.1mol C.2mol D.3mol 13.对于反应: CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑,下列说法正确的是( ) A.用HCl和CaCl2表示的反应速率数值不同,但所表示的意义相同 B.不能用CaCO3的浓度变化来表示反应速率,但可用水来表示 C.用H2O和CO2表示的化学反应速率相同 D.用CaCl2浓度的减小表示其反应速率 14.将等物质的量的CO和H2O(g)混合,在一定条件下发生反应: CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),反应至4min时,得知CO的转化率为31.23%,则这时混合气体对氢气的相对密度为( ) A.11.5 B.23 C.25 D.28 15.下列反应在常温下均为非自发反应,在高温下仍为非自发反应的是( ) A.Ag2O(s)===2Ag(s)+ O2(g) B.Fe2O3(s)+ C(s)===2Fe(s)+ CO2(g) C.N2O4(g)===2NO2(g) D.6C(s)+6H2O(l)===C6H12O6(s) 16.在一密闭烧瓶中注入NO2,在25℃时建立下列平衡: 2NO2 N2O4(正反应为放热反应),若把烧瓶置于100℃的沸水中,下列情况: ①颜色,②平均相对分子质量,③质量,④压强,⑤密度。 其中不变的是( ) A.②④ B.③④ C.③⑤ D.①③ 17.使2molN2和6molH2混合发生反应: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)(正反应为放热反应)。 下列说法错误的是( ) A.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变大 B.升高平衡体系的温度(保持体积不变),混合气体的密度不变 C.当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是1∶3 D.当达到平衡时,充入氩气,并保持压强不变,平衡将逆向移动 18.在甲、乙、丙三个不同密闭容器中按不同方式投料,一定条件下发生反应(起始温度和起始体积相同): N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,相关数据如下表所示: 下列说法正确的是( ) A.V甲>V丙 B.K乙 C.c乙>c甲 D.v甲=v丙 19.在比较化学反应速率时,不可以利用的相关性质为( ) A.气体的体积和体系压强 B.颜色的深浅 C.固体物质的量的多少 D.反应的剧烈度 20.在一定条件下的定容密闭容器中,当物质的下列物理量不再变化时,不能表明反应: A(s)+2B(g) C(g)+D(g)已达平衡的是( ) A.混合气体的压强 B.混合气体的密度 C.B的物质的量浓度 D.混合气体的平均相对分子质量 二、非选择题(共4小题,每小题10.0分,共40分) 21.对于可逆反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g): (1)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是______________________________________ (填字母)。 a.v正(O2)=2v逆(SO3) b.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化 c.容器中气体的密度不随时间而变化 d.容器中气体的分子总数不随时间而变化 (2)在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20molSO2和0.10molO2,半分钟后达到平衡,测得容器中含SO30.18mol,则v(O2)=__________mol·L-1·min-1;若继续通入0.20molSO2和0.10molO2,则平衡______________(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动,再次达到平衡后,__________mol<n(SO3)<__________mol。 22.一定温度下,在2L的恒容密闭容器内发生的反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。 请回答下列问题: (1)该反应的化学方程式为____________________________________________________。 (2)在t2时刻存在的等量关系是__________,此时反应是否达到化学平衡状态? __________(填“是”或“否”)。 (3)在t3时刻v正__________(填“>”“<”或“=”)v逆,理由是________________________。 23.水煤气(CO和H2)是合成甲醇的重要原料,它可用水蒸气通过炽热的炭层制得: C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)ΔH=+131.3kJ·mol-1 ⑴该反应的平衡常数的表达式为_________________;升高温度,K值将;容器中气体的平均相对分子质量将。 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 ⑵上述反应达到平衡后,将体系中的C(s)部分移走,平衡将______________(填字母)。 A.向左移B.向右移C.不移动 ⑶下列事实能说明该反应在一定条件下已达到平衡状态的有______________(填字母)。 A.单位体积内每消耗1molCO的同时生成1molH2 B.混合气体总物质的量保持不变 C.生成H2O(g)的速率与消耗CO的速率相等 D.H2O(g)、CO、H2的浓度相等 ⑷上述反应在t0时刻达到平衡(如图),若在t1时刻改变某一条件,请在图中继续画出t1时刻后c(CO)随时间的变化曲线: ①缩小容器体积(用实线表示)。 ①降低温度(用虚线表示)。 ⑸某温度下,将4.0molH2O(g)和足量的炭充入2L的密闭容器中,发生如下反应,C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),达到平衡时测得K=1,则此温度下H2O(g)的转化率为______________。 24.金属钛(Ti)被称为21世纪金属,在航海、航空、记忆和涂料方面应用广泛,TiO2是一种优良的光催化剂。 20世纪科学家尝试用多种方法将金红石(TiO2)还原,发现金红石直接氯化是冶炼钛的关键步骤: TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(g)+O2(g)ΔH=+1493kJ•mol﹣1,ΔS=+61J•K﹣1•mol﹣1 该反应发生温度高达2170℃,能耗大,对设备和生产要求几乎达到苛刻程度。 目前科学家采用金红石加碳氯化方法,在较温和条件下成功制取TiCl4,为人类快速迈进钛合金时代做出了巨大贡献。 金红石加碳氯化的主要反应如下: 反应Ⅰ: TiO2(s)+2Cl2(g)+C(s) TiCl4(g)+CO2(g)ΔH1,ΔS1=+64J•K﹣1•mol﹣1 反应Ⅱ: TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s) TiCl4(g)+2CO(g)ΔH2,ΔS2 已知: ①C(s)+O2(g)===CO2(g)ΔH=﹣394.3kJ•mol﹣1 ②2C(s)+O2(g)===2CO(g)ΔH=﹣222.3kJ•mol﹣1 请回答: (1)反应Ⅰ的ΔH1= kJ•mol﹣1。 (2)对于气体参加的反应,表示平衡常数Kp时,用气体组分B的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B),则反应Ⅰ的Kp= (用表达式表示)。 (3)将金红石加碳氯化反应与金红石直接氯化反应比较,从焓变熵变的角度分析金红石加碳氯化能在较温和条件下成功制取TiCl4的原因: 。 (4)在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂TiO2表面与H2O发生反应,2N2(g)+6H2O (1)===4NH3(g)+3O2(g)ΔH=+1530.4kJ•mol﹣1 进一步研究相同条件下NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表: 请在图中画出上述反应在“有催化剂”与“无催化剂”两种情况下反应过程中体系能量随反应过程的变化趋势示意图(图中标明必要的文字说明)。 ①根据表中数据,在303K时,在3h内用氮气表示其平均反应速率为 mol•L﹣1•h﹣1。 判断组别4中反应是否达到平衡状态 (填“是”或“否”),并说明理由: 。 答案 1.【答案】C 【解析】A项,反应速率之比是相应的化学计量数之比,根据方程式可知,每1molN≡N断裂的同时有6molN—H生成,错误;B项,平衡时物质的浓度不再发生变化,但各种物质的浓度之间不一定相等或满足某种关系,错误;C项,达到平衡状态时正、逆反应速率相等,则N2减少的速率和NH3减少的速率之比为1∶2,正确;D项,不知道转化率,则不能确定气体体积和初始体积的关系,错误。 2.【答案】B 【解析】A项,合成氨反应的正反应是放热反应,升高温度,正反应、逆反应的反应速率都增大,但是温度对吸热反应的速率影响更大,所以对该反应来说,对逆反应速率影响更大,错误;B项,合成氨的正反应是气体体积减少的反应。 增大压强,对正反应的反应速率影响更大,正确;C项,减小反应物浓度,使正反应的速率减小,由于生成物的浓度没有变化,所以逆反应速率不变,错误;D项,加入催化剂,使正反应、逆反应速率改变的倍数相同,正反应、逆反应速率相同,化学平衡不移动,错误。 3.【答案】C 4.【答案】D 【解析】D错: 温度提高至60℃,化学反应速率虽然加快,但溴乙烷的沸点较低,会挥发出大量的溴乙烷,导致逆反应速率减小,故无法判断达到平衡的时间;A对: 加入NaOH,消耗HBr,平衡左移,乙醇的物质的量增大;B对: 增大HBr浓度,平衡右移,有利于生成溴乙烷;C对: 原反应物按物质的量之比1∶1加入,又因二者反应的化学计量数之比为1∶1,两者的平衡转化率之比为1∶1,若将反应物均增大至2mol,其平衡转化率之比仍为1∶1。 5.【答案】D 【解析】将丙中的CH3OH完全转化为CO、H2可生成2molCO、4molH2,相当于起始物质的量是甲的2倍,假如平衡不移动2c1=c3,现丙起始的物质的量多,相对于甲是增大了压强,平衡向正向移动,CH3OH的浓度增大,则2c1<c3,A错;甲、乙中的反应是物料投入方式不同的等效平衡,甲和乙的反应分别由正方向和逆方向进行,则a+b=90.8,B错;丙投入CH3OH的量是乙的2倍,达到平衡时如果平衡不移动,则2P2=P3,现丙起始的物质的量多,相对于乙是增大了压强,平衡向正向移动,气体的总物质的量减少了,则2P2>P3,C错;将丙中的CH3OH完全转化为CO、H2可生成2molCO、4molH2,相当于起始物质的量是甲的2倍,甲、丙物料的投入等比,甲中反应向正向进行,丙中反应向逆向进行,如果平衡不移动,α1+α3=1,现丙中的反应相对于甲是增大了压强,平衡向正向移动,转化率减小了,故α1+α3<1,D对。 6.【答案】B 【解析】A项,t1时反应速率增大且大于逆反应速率,应为增大压强,错误;C项,t3时正反应速率减小且逆反应速率大于正反应速率,应为减小压强,错误;D项,t4时反应速率瞬时不变,然后减小,应为减小生成物浓度,错误。 7.【答案】D 【解析】图像中有三个量,应定一个量来分别讨论另外两个量之间的关系。 定压强,讨论T与A的转化率的关系: 同一压强下,温度越高,A的转化率越高,说明正反应是吸热反应;定温度,讨论压强与A的转化率的关系: 同一温度下,压强越大,A的转化率越高,说明正反应是体积缩小的反应,即m+n>p+q。 8.【答案】D 【解析】温度变化不能定量反映化学反应速率。 9.【答案】C 【解析】当可逆反应达到化学平衡状态时,v正=v逆≠0,各组分的浓度(或质量)保持不变,但不一定相等。 10.【答案】C 11.【答案】B 【解析】①NO、O2都是生成物,所以反应的任何阶段都有单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO,不能作为达到平衡状态的标志,错误;②NO2、O2分别是反应物、生成物,单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2,说明正、逆反应速率相等,正确;③可逆反应中各物质的物质的量浓度变化即反应速率始终等于化学计量数的比值,不能作为达到平衡状态的标志,错误;④在体积不变的密闭容器中,随着反应的进行,气体的颜色一直变化,达平衡时不再变化,正确;⑤容器体积不变,气体质量不变,所以气体的密度始终不变,不能作为达到平衡状态的标志,错误,B项正确。 12.【答案】C 【解析】设平衡时NO2的转化浓度为2x,则 K= = =0.25 整理得: x2-5x+4=0 解得x=1,x=4(舍去), 所以平衡时NO2的物质的量为2mol。 13.【答案】A 14.【答案】A 【解析】由于反应前后气体的质量和物质的量不变,所以,气体的平均相对分子质量也不变。 r= =23,混合气体对H2的相对密度为11.5。 15.【答案】D 【解析】熵判据是指与外界隔离的体系中,自发过程导致体系的熵增大即化学反应向着熵增加的方向进行。 题中四个反应在常温下不能自发进行,其中A、B、C为熵增大的反应,在高温下可能为自发反应,但D为熵减小的反应,在高温下仍为非自发反应。 16.【答案】C 【解析】可逆反应2NO2 N2O4,正反应为放热反应,升高温度,化学平衡向着逆反应方向移动。 ①二氧化氮的浓度增大,颜色加深;②混合气体总的物质的量增大,混合气体总的质量不变,根据M= 可知,混合气体的平均相对分子质量减小;③反应混合物都是气体,根据质量守恒定律,混合气体总的质量不变;④升高温度,化学平衡向左移动,混合气体总的物质的量增大,混合气体的温度升高,容器的容积不变,根据pV=nRT可知,容器内压强增大;⑤反应混合物都是气体,根据质量守恒定律,混合气体总的质量不变,容器的容积不变,根据ρ= 可知,混合气体的密度不变,C项正确。 17.【答案】A 【解析】升高温度,平衡向逆方向移动,由于气体的质量不变,物质的量增大,所以混合气体的平均相对分子质量减小,A错;由于混合气体的质量不变,密闭容器的体积不变,其密度不变,B正确;N2和H2起始浓度之比与消耗的物质的量之比相同,达到平衡后浓度之比也相同,C正确;压强不变,加入稀有气体,混合气体的压强增大,要维持压强不变,相当于减少压强,平衡向气体体积增大的方向移动,即逆方向移动,D正确。 18.【答案】C 【解析】A项,合成氨的逆反应是气体物质的量增大的反应。 甲是恒温恒容条件,丙是恒温恒压条件,达到平衡时,丙的容器的体积大于甲的体积,所以V丙>V甲,错误;B项,乙、丙都是从逆反应开始的,乙是绝热容器,合成氨的反应是放热反应,逆反应是吸热反应,所以乙容器的温度低于丙容器,而温度降低,平衡正向移动,平衡常数增大,所以K乙>K丙,错误;C项,乙是绝热容器,所以达到平衡时容器内的温度低于甲容器,而温度降低平衡正向移动,所以乙中氨气的浓度大于甲中氨气的浓度,c乙>c甲,正确;D项,甲恒温恒容,由于随着反应的进行,气体的物质的量逐渐减小,容器的压强逐渐减小,而丙是恒温恒压,为了维持压强不变,则丙容器的容积增大,物质的量浓度降低,所以反应速率比甲小,即v甲>v乙,错误。 19.【答案】C 【解析】固体物质的量的多少对化学反应速率不产生影响,所以不能用来比较化学反应速率。 20.【答案】A 【解析】由于该反应是个反应前后气体体积相等的可逆反应。 A项,无论反应是否达到平衡,混合气体的压强都不会发生变化。 因此不能作为判断平衡的依据,符合题意;B项,由于反应有固体物质参加。 若反应未达到平衡,反应正向进行混合气体的质量增大,气体的密度增大;若反应逆向进行,则气体物质的质量减小,气体的密度减小。 只有反应达到平衡时,气体的质量和密度才保持不变。 因此可以作为反应达到平衡的标志,不符合题意;C项,若反应未达到平衡,B的物质的量就会发生变化,B的浓度也会发生改变。 因此可以作为判断平衡的标志,不符合题意;D项,由于反应前后气体的物质的量不变,若反应达到平衡,混合气体的质量就不变,气体的平均相对分子质量也不变;若反应未达到平衡,气体的质量就要发生变化,气体的摩尔质量或混合气体的平均相对分子质量就要发生变化。 因此可以作为判断反应达到平衡的标志,不符合题意。 21.【答案】 (1)bd (2)0.036 向正反应方向 0.36 0.40 【解析】 (1)根据化学平衡状态的特征,容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化、分子总数不随时间变化时,说明反应达到平衡状态。 (2)当达到平衡时,容器中SO3的物质的量为0.18mol,据反应速率公式可得v(SO3)=0.072mol·L-1·min-1,由化学反应方程式中的计量数关系可知: v(O2)=0.036mol·L-1·min-1;再继续通入0.20molSO2和0.10molO2时,平衡向正反应方向移动,再次达到平衡时,SO3的物质的量介于0.36mol和0.40mol之间。 22.【答案】 (1)2N鸠馦 (2)n(M)=n(N) 否 (3)= M和N的物质的量不再发生变化,所以反应已达到平衡状态,故v正=v逆 【解析】 (1)当N减少4mol时,M增加2mol,所以化学方程式为2N鸠馦。 (2)t2时刻,n(M)=n(N)=4mol,t2时刻后,N物质的量继续减小,M物质的量继续增加,故仍未达到平衡。 (3)t3时刻,M和N的物质的量均不再发生变化,所以反应已达到平衡状态。 23.【答案】 (1) 增大减小 (2)C(3)AB (4) (5)50% 【解析】 (1)根据化学平衡常数的定义,平衡常数的表达式为 ;正反应是吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,化学平衡常数只受温度的影响,故升高温度,平衡常数增大;假设全部进行到底,生成CO和H2的物质的量之比为1∶1,此时气体平均摩尔质量为(28+2)/2g·mol-1=15g·mol-1,气体平均摩尔质量减小; (2)C是固体,浓度视为常数,减少碳的量,平衡不移动,故选项C正确;(3)A项,用不同物质的反应速率表示,要求反应方向是一正一逆,且化学反应速率之比等于化学计量数之比,消耗CO,生成H2,反应是向正反应和逆反应方向进行,速率之比等于物质的量之比,故正确;B项,碳是固体,反应前后气体系数之和不相等,因此气体总物质的量保持不变,说明反应达到平衡,故正确;C项,根据选项A的分析,两者都是向逆反应方向进行,故错误;D项,不知道开始时的通入量,因此无法判断,故错误;(4)①缩小容器的体积,压强增大,化学反应速率加快,平衡向逆反应方向移动,CO的浓度减小,瞬间时CO的浓度增大,达到平衡比原平衡时大,②降低温度,化学反应速率减缓,平衡向逆反应方向进行,t1瞬
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