成才之路春高中化学 第2章 化学反应速率和化学平衡章末综合检测 新人教版选修4.docx

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成才之路春高中化学第2章化学反应速率和化学平衡章末综合检测新人教版选修4

第2章化学反应速率和化学平衡

（90分钟，100分）

一、选择题（本题包括18个小题，每小题3分，共54分）

1．以下对影响反应方向因素的判断不正确的是（　　）

A．有时焓变对反应的方向起决定性作用

B．有时熵变对反应的方向起决定性作用

C．焓变和熵变是判断反应方向的两个主要因素

D．任何情况下，温度都不可能对反应的方向起决定性作用

解析：

在焓变与熵变相差不大的情况下，温度可能对反应的方向起决定性作用。

答案：

D

2．（2015·甘肃泰安中学月考）现有两个热化学反应方程式：

下列说法正确的是（　　）

A．反应①②中都存在：

ΔS>0

B．反应②高温时，可自发进行

C．在通常情况下，①②都能自发进行

D．反应①一定不能自发进行

解析：

反应①②均为液体与气体反应转化为液体的反应，是熵减小的反应。

ΔS<0，故A项错误；由△G＝ΔH－TΔS可知，ΔS<0，ΔH>0时，反应一定不能自发进行，故①不能自发进行；ΔS<0，ΔH<0时，低温时，反应可自发进行，故低温时，反应②可自发进行，B、C项错误，D项正确。

答案：

D

3．对可逆反应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，则反应达到平衡状态

C．达到化学平衡时，若增大容器容积，则正反应速率减小，逆反应速率增大

D．化学反应速率关系：

2v正（NH3）＝3v正（H2O）

解析：

A项，表明v正＝v逆，反应达到平衡状态，B项均表示正反应速率，无法判断是否达到平衡状态，C选项增大容器容积v正、v逆均减小，D项v正（NH3）∶v正（H2O）＝2∶3。

答案：

A

4．（2015·重庆中学联考）已知反应A2（g）＋2B（s）A2B2（g）　ΔH<0，下列说法正确的是（　　）

A．升高温度，化学平衡向正反应方向移动

B．增大压强，正反应与逆反应速率均增大

C．增大压强，化学平衡向正反应方向移动

D．增大B的物质的量，化学平衡向正反应方向移动

解析：

升高温度平衡向吸热方向移动，A错误；压强对有气体参加的反应起作用，增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，因该化学方程式两边气体的化学计量数相等，故增大压强不影响平衡移动，C错误；B为固体，增大它的量并不会改变反应速率，当然对平衡也没有影响，D错误。

答案：

B

5．已知反应I2（g）＋H2（g）2HI（g）　ΔH<0，下列说法正确的是（　　）

A．降低温度，正向反应速率减小倍数大于逆向反应速率减小倍数

B．升高温度将缩短达到平衡的时间

C．达到平衡后，保持温度和容积不变，充入氩气，正逆反应速率同等倍数增大

D．达到平衡后，保持温度和压强不变，充入氩气，HI的质量将减小

解析：

A项，降低温度，正向反应速率减小倍数小于逆向反应速率减小倍数，平衡向正反应方向移动，A错；B项，升高温度，正逆反应速率都加快，缩短了达到平衡的时间，B正确；C项，保持温度、容积不变，充入氩气，没有影响反应物的浓度，故不会使正逆反应速率增大，C错；D项，保持温度、压强不变，充入氩气后，容器的体积变大，相当于减小体系压强，但压强的改变不影响该平衡的移动，故HI的质量保持不变，D错。

答案：

B

6．在密闭容器中进行反应：

2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）（正反应放热），如图是某次实验的化学反应速率随时间变化的图像，推断在t1时刻突然变化的条件可能是（　　）

A．催化剂失效B．减小生成物的浓度

C．降低体系温度D．增大容器的体积

解析：

从图像可以看出：

改变条件后，反应速率与原平衡速率出现断层且低于原平衡反应速率，说明改变的条件可能是降低温度或减压，从改变条件后的v′（正）与v′（逆）的大小关系，可得出化学平衡应向正向移动。

现分析，降低温度，该平衡向正向移动，必有v′（正）>v′（逆），故选C。

答案：

C

7．（2014·安徽卷）臭氧是理想的烟气脱硝试剂，其脱硝反应为：

2NO2（g）＋O3（g）N2O5（g）＋O2（g），若反应在恒容密闭容器中进行，下列由该反应相关图像作出的判断正确的是（　　）

A

B

C

D

升高温度，平衡常数减小

0～3s内，反应速率为：

v（NO2）＝0．2mol·L－1

t1时仅加入催化剂，平衡正向移动

达平衡时，仅改变x，则x为c（O2）

解析：

本题考查化学平衡原理，涉及图像分析、平衡常数、反应速率计算及反应物的转化率等内容。

A项正确，由图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，说明此反应是放热反应，所以升高温度，平衡将逆向移动，平衡常数减小；B项错误，v（NO2）应等于0.2mol·L－1·s－1；C项错误，加入催化剂，平衡不发生移动；D项错误，达平衡时，增大c（O2），平衡逆向移动，NO2的转化率会减小。

答案：

A

8．一定温度下，向某密闭容器中加入0.2molCO和0.2molH2O，发生反应CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g），4min时反应达到平衡状态，测得，n（CO）∶n（CO2）＝3∶2，下列说法正确的是（　　）

A．缩小容器的体积，混合气体的密度不变

B．v（CO）＝v（CO2）时，表明反应达到平衡状态

C．平衡时CO和H2O的转化率相等

D．无法计算该条件下反应的化学平衡常数

解析：

缩小容器的体积，化学平衡不移动，但混合气体的密度变大，A项错误；v（CO）＝v（CO2）指的是同一反应方向，不能表示反应已达到平衡状态，B项错误；由于起始充料的量之比与方程式中反应物的化学计量数之比一致，故各反应物的转化率一样，C项正确；由化学平衡常数表达式K＝

＝

＝

，而根据题意可求出达到平衡状态时，反应体系中CO、H2O、CO2、H2的物质的量，则可求出其平衡常数，D项错误。

答案：

C

9．（2015·试题调研）已知：

在300K时，A（g）＋B（g）2C（g）＋D（s）的化学平衡常数K＝4，在该温度下，向1L容器中加入1molA和1molB发生反应，下列叙述不能作为该反应达到平衡状态的标志的是（　　）

①C的生成速率与C的消耗速率相等　②单位时间内生成amolA，同时消耗2amolC　③A、B、C的浓度不再变化　④C的物质的量不再变化　⑤混合气体的总压强不再变化　⑥混合气体的密度不再变化　⑦A、B、C的分子数之比为1∶1∶2

A．②⑤B．④⑦

C．②③D．④⑥

解析：

①C的生成速率为v（正），C的消耗速率为v（逆），因为v（正）＝v（逆），故反应达到平衡状态。

②在反应过程中的任意时刻都符合，不能用于判断反应是否达到平衡状态。

③④都能说明反应体系中各物质的百分含量不变，可以判断反应达到平衡状态。

⑤该反应是一个气体体积不变的可逆反应，压强始终保持不变，所以不能用压强不变来判断反应是否达到平衡状态。

⑥该反应中气体的体积不变，当气体的质量不再变化时，则混合气体的密度不变，可以判断反应达到平衡状态。

⑦由A、B、C的分子数之比为1∶1∶2，可以计算出此时的浓度商和平衡常数相等，可以判断反应达到平衡状态。

答案：

A

10．密闭容器中，给一氧化碳和水蒸气的气体混合物加热，在催化剂存在下发生反应：

CO（g）＋H2O（g）H2（g）＋CO2（g）。

在500℃时，平衡常数K＝9。

若反应开始时，一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.02mol/L，则在此条件下CO的转化率为（　　）

A．25%B．50%

C．75%D．80%

解析：

设平衡时CO2的浓度为xmoI/L。

　　　　　　　　CO　＋　H2O　H2＋CO2

起始浓度（mol/L）0.02　　0.02　00

平衡浓度（mol/L）0.02－x0.02－x　xx

K＝

＝

＝9，

解得x＝0.015。

所以，CO的转化率＝

×100%＝75%。

答案：

C

11．把0.6molX气体和0.4molY气体混合于2L容器中使它们发生如下反应，3X（g）＋Y（g）nZ（g）＋2W（g），5min末已生成0.2molW，若测知以Z浓度变化来表示反应的平均速率为0.01mol/（L·min），则上述反应中Z气体的反应方程式中化学计量数n的值是（　　）

A．1B．2

C．3D．4

解析：

根据化学方程式中各物质的计量关系，生成2molW的同时，必生成nmol的Z。

v（Z）＝0.01mol/（L·min），Δc（Z）＝v·Δt＝0.01mol/（L·min）×5min＝0.05mol/L，则Δn（Z）＝0.05mol/L×2L＝0.1mol。

n∶2＝0.1∶0.2，所以n＝1。

答案：

A

12．已知某可逆反应mA（g）＋nB（g）pC（g）在密闭容器中进行，如图表示在不同反应时间t时，温度T和压强p与反应物B在混合气体中的体积分数[φ（B）]的关系曲线，由曲线分析，下列判断正确的是（　　）

A．T1p2，m＋n>p，放热反应

B．T1>T2，p1p，吸热反应

C．T1p2，m＋n

D．T1>T2，p1

解析：

通过①和②的比较，相同压强下，温度越高反应速率越快，到达平衡所用时间越短，T1>T2，且升高温度平衡正移，正反应为吸热反应；通过②和③的比较，相同温度下，压强越大反应速率越快，到达平衡所用时间越短，p2>p1，且压强增大平衡逆向移动，m＋n

答案：

D

13．对于可逆反应4NH3（g）＋5O2（g）4NO（g）＋6H2O（g），下列叙述正确的是（　　）

A．化学平衡常数的表达式K＝

B．当v正（NH3）∶v正（NO）＝1∶1时，说明该化学反应已经达到平衡状态

C．若达到平衡状态时两种反应物的转化率相等，则起始投入时n（NH3）∶n（O2）＝5∶4

D．反应达到平衡状态后，恒容条件下只调节NH3和NO的量，可保持原平衡状态

解析：

根据化学平衡常数的定义和反应的特点，H2O（g）也应计入平衡常数中。

即K＝

，A项错误；根据化学平衡常数K的表达式可知，D项正确；B项中的关系式在任何时刻都成立，B项错误；C项中起始投入时n（NH3）∶n（O2）应为4∶5，C项错误。

答案：

D

14．一定条件下，在某密闭容器中进行如下反应：

mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g），若增大压强或升高温度，重新达到平衡，反应速率随时间的变化过程如图所示，则对该反应的叙述正确的是（　　）

A．正反应是吸热反应

B．逆反应是放热反应

C．m＋n

D．m＋n>p＋q

解析：

升高温度，由图像判断平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，逆反应为吸热反应，A、B不正确；增大压强，由图像判断平衡向逆反应方向移动，即逆反应气体体积减小，C正确，D不正确。

答案：

C

15．恒温条件下，反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）在密闭容器中达到平衡状态，混合气体的平均摩尔质量为

，N2与NH3的浓度均为cmol/L。

若将容器的容积压缩为原来的

，当达到新平衡时，下列说法中正确的是（　　）

A．新的平衡体系中，N2的浓度小于2cmol/L大于cmol/L

B．新的平衡体系中，NH3的浓度小于2cmol/L大于cmol/L

C．新的平衡体系中，混合气体的平均摩尔质量小于

D．新的平衡体系中，气体的密度是原平衡体系的1倍

解析：

将容器的容积压缩为原来的

，若平衡不移动，则N2与NH3的浓度均为2cmol/L，体系的压强为原来的2倍。

事实上将容器的容积压缩为原来的

时。

混合气体的压强增大，平衡向正反应方向移动，N2的浓度小于2cmol/L，又根据勒夏特列原理，新的平衡体系中，N2的浓度应大于cmol/L，A项正确；平衡向正反应方向移动必定使NH3的浓度大于2cmol/L，B项错误；平均摩尔质量

＝

，如果平衡不移动，则

不变，事实上平衡向正反应方向移动，n（总）减小，

增大，C项不正确；由于混合气体的总质量不变，而容器的容积为原来的

，故气体的密度为原来的2倍，D项不正确。

答案：

A

16．右图是温度和压强对X＋Y2Z反应影响的示意图。

图中横坐标表示温度，纵坐标表示平衡混合气体中Z的体积分数。

下列叙述正确的是（　　）

A．上述可逆反应的正反应为放热反应

B．X、Y、Z均为气态

C．X和Y中最多只有一种为气态，Z为气态

D．上述反应的逆反应的ΔH>0

解析：

本题通过图像考查外界条件（温度、压强）对平衡移动（Z的体积分数）的影响，主要考查逻辑推理和识图能力。

由图像可知，随温度升高Z的体积分数增大，该反应为吸热反应，A、D错。

相同温度下，1000kPa比10kPa时Z的体积分数小，说明增加压强平衡左移，X、Y中至少有一种不是气体，B错，故选C。

答案：

C

17．对于可逆反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH<0，下列各项对示意图的解释与图像相符的是（　　）

A．①压强对反应的影响（p2>p1）

B．②温度对反应的影响

C．③平衡体系增加N2对反应的影响

D．④催化剂对反应的影响

解析：

①中由于p1条件下反应先达平衡状态，即p1>p2，A错误；升高温度，N2（g）＋3H2（g）===2NH3（g）ΔH<0的平衡逆向移动，N2的转化率降低，图像②错误；催化剂能加快化学反应速率，缩短达到平衡的时间，故有催化剂时先达平衡，④错误；向平衡体系中加入N2瞬间，v正增大，v逆不变，v正>v逆，平衡正向移动，C正确。

答案：

C

18．（2015·重庆理综）羰基硫（COS）可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。

在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡：

CO（g）＋H2S（g）COS（g）＋H2（g）　K＝0.1

反应前CO物质的量为10mol，平衡后CO物质的量为8mol。

下列说法正确的是（　　）

A．升高温度，H2S浓度增加，表明该反应是吸热反应

B．通入CO后，正反应速率逐渐增大

C．反应前H2S物质的量为7mol

D．CO的平衡转化率为80%

解析：

由题中信息可列三段式：

　　　　CO（g）＋H2S（g）COS（g）＋H2（g）

起始：

10molxmol　　0　　0

转化：

2mol2mol　2mol2mol

平衡：

8mol（x－2）mol2mol2mol

设容器体积为VL，由K＝0.1可得K＝

＝

＝0.1，解得x＝7，C项正确。

答案：

C

二、非选择题（本题包括4个小题。

共46分）

19．（10分）300℃时，将2molA和2molB两种气体混合于2L密闭容器中，发生如下反应：

3A（g）＋B（g）2C（g）＋2D（g）　ΔH,2min末达到平衡，生成0.8molD。

（1）300℃时，该反应的平衡常数表达式为K＝____________，已知K300℃”或“<”）。

（2）在2min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”）。

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0.8molD，则反应掉0.4molB，剩余1.6molB，c（B）＝1.6mol/2L＝0.8mol/L，v（B）＝

＝0.1mol/（L·min），由化学计量数知，D的反应速率应为B的2倍，故v（D）＝2v（B）＝2×0.1mol/（L·min）＝0.2mol/（L·min）。

（3）该反应为等体积变化，加压平衡不移动，故A的转化率不变。

答案：

（1）

　>

（2）0.8mol/L　0.2mol/（L·min）

（3）不变

20．（10分）在一定条件下，可逆反应A＋BmC变化如图所示。

已知纵坐标表示在不同温度和压强下生成物C在混合物中的质量分数，p为反应在T2温度时达到平衡后向容器加压的变化情况，问：

（1）温度T1________T2（填“大于”“等于”或“小于”）。

（2）正反应是________反应（填“吸热”或“放热”）。

（3）如果A、B、C均为气体，则m________2（填“大于”“等于”或“小于”）。

（4）当温度和容积不变时，如在平衡体系中加入一定量的某稀有气体，则体系的压强________（填“增大”“减小”或“不变”），平衡________移动（填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”）。

解析：

由图像知温度T1时到达平衡用时间少，则反应速率快，说明温度大于T2；升高温度C的百分含量降低，平衡逆移，则正反应放热；加压C的百分含量降低，平衡逆移，则正反应体积增大，m大于2；当温度和容积不变时，如在平衡体系中加入一定量的某稀有气体，则体系的压强增大，但对该反应体系来说，各物质浓度没有变化，平衡不移动。

答案：

（1）大于

（2）放热

（3）大于

（4）增大　不

21．（2015·湖南长沙市一中、师大附中等六校联考）（15分）工业上通常采用CO（g）和H2（g）催化合成甲醇CH3OH（g）。

（1）在—定温度和压强下，CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）　ΔH＝－128.8kJ/mol。

若将10amolCO和20amolH2放入2L的密闭容器中，充分反应后测得CO的转化率为60%，则该反应的平衡常数为________（用含a的代数式表示）。

若此时再向该容器中投入10amolCO、20amolH2和10amolCH3OH（g），判断平衡移动的方向是________（填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”）；与原平衡相比，CO的物质的量浓度________（填“增大”、“不变”或“减小”）。

（2）判断该反应达到平衡状态的依据是________（填字母序号）。

A．混合气体的密度不变

B．混合气体的平均相对分子质量不变

C．2v逆（H2）＝v正（CO）

D．容器内CO、H2、CH3OH的浓度之比为1∶2∶1

E．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化

（3）一定条件下，在容积相同的三个密闭容器中，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：

容器

甲

乙

丙

反应物投入量

1molCO、

2molH2

1molCH3OH

2molCH3OH

平衡

时数

据

反应能量变化的绝对值（kJ）

a

b

c

反应物转化率

α1

α2

α3

体系压强（Pa）

p1

p2

p3

则a＋b＝________；a1＋a3________1（填“<”、“>”或“＝”，下同）；2p2________p3。

解析：

本题考查了化学平衡知识，意在考查考生对相关知识的掌握程度。

（1）　　　　　　　CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）

起始浓度（mol/L）5a　10a　　　0

转化浓度（mol/L）3a　6a　　　3a

平衡浓度（mol/L）2a　4a　　　3a

所以平衡常数K＝

＝

。

若达平衡后再向容器中投入10amolCO、20amolH2和10amolCH3OH（g），则此时Qc

由于加入的CO不能完全转化为生成物，所以与原平衡相比，CO的物质的量浓度增大。

（2）在反应过程中，气体总质量和容器体积始终不变，故密度也始终不变，A选项错误；反应中气体总物质的量是变化的，所以混合气体的平均相对分子质量不变可以判断该反应达到平衡，B选项正确；C中比值不正确；平衡时各物质的浓度不再变化，但各物质的浓度之间不一定满足某种比值关系，D选项错误、E选项正确。

（3）由方程式可知，生成1mol甲醇的能量变化为128.8kJ，甲、乙平衡状态相同，令平衡时甲醇为nmol，对于甲容器，a＝128.8n，对于乙容器，b＝128.8（1－n），故a＋b＝128.8；甲、乙平衡状态相同，则α1＋α2＝1，分析可知α2>α3，所以α1＋α3<1；比较乙、丙可知，丙中甲醇的物质的量为乙中的2倍，压强增大，对于反应CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g），平衡向生成甲醇的方向移动，故2p2>p3。

答案：

（1）

　正向移动　增大

（2）BE

（3）128.8　<　>

22．（11分）某研究小组向某2L密闭容器中加入一定量的固体A和气体B，发生反应A（s）＋2B（g）D（g）＋E（g）　ΔH＝QkJ·mol－1。

在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的物质的量如表：

　　　时间（min）

物质的量（mol）　　　　　

0

10

20

30

40

50

B

2.00

1.36

1.00

1.00

1.20

1.20

D

0

0.32

0.50

0.50

0.60

0.60

E

0

0.32

0.50

0.50

0.60

0.60

（1）T℃时，该反应的平衡常数K＝________。

（2）30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据表中的数据判断改变的条件可能是________（填字母编号）。

a．通入一定量的B

b．加入一定量的固体A

c．适当缩小容器的体积

d．升高反应体系温度

e．同时加入0.2molB、0.1molD、0.1molE

（3）对于该反应，用各物质表示的反应速率与时间的关系示意曲线为下图中的________（填序号）。

（4）维持容器的体积和温度T1℃不变，若向该容器中加入1.60molB、0.20molD、0.20molE和nmolA，达到平衡后，与表格中20分钟时各物质的浓度完全相同，则投入固体A的物质的量n的取值范围是________。

（5）若该密闭容器绝热，实验测得B的转化率随温度变化的示意图如图所示。

由图可知，Q________0（填“大于”或“小于”），c点v正________v逆（填“大于”、“小于”或“等于”）。

解析：

本题考查了化学平衡的有关知识，意在考查考生对所学知识的理解和综合应用能力。

（1）由题给表中数据可知，20min时反应已达平衡状态，则K＝

＝0.25。

（2）30min后，B、D、E的物质的量都增加。

加入一定量的B，平衡正向移动，符合题意；加入固体A，平衡不移动，不符合题意；这是一个反应前后气体分子数不变的反应，缩小容器体积，平衡不移动，各物质的物质的量不变，不符合题意；只升高温度，平衡移动，但反应物和生成物的物质的量不会同时增加，不符合题意；同时加入0.2molB、0.1molD、0.1molE，平衡不移动，但符合题意。

（3）可逆反应中各物质的反应速率之比等于化学计量数之比，故B的反应速率为D、E的2倍，且D、E的反应速率相等，满足此条件的图像是④。

（4）由于开始时n（D）＝n（E）＝0.2mol，平衡时n（D）＝n（E）＝0.5mol，所以D、E均转化了0.3mol，则A的物质的量大于0.3mol即可。

（5）由图可知，c点B的转化率最大，则c点达到了平衡状态，v正＝v逆；c点之后平衡逆向移动，由于该容器密闭绝热，B的转化率随温度升高而减小，