学年高中化学第二章《化学反应速率和化学平衡》章末习题检测新人教版选修4.docx
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学年高中化学第二章《化学反应速率和化学平衡》章末习题检测新人教版选修4
《化学反应速率和化学平衡》章末习题检测
一、选择题（本题包括16个小题，每小题3分，共48分）
1．2010年诺贝尔化学奖化学授予理查德·赫克等三位科学家，以表彰他们在“钯催化交叉偶联”方面的研究。
下面关于催化剂的说法正确的是（ ）
A．催化剂只改变反应的正反应速率
B．催化剂通过升高反应的活化能来加快反应速率
C．催化剂能够改变反应的反应热
D．催化剂不能改变反应物的转化率
解析：
在化学反应中加入催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，是因为改变了反应的活化能，使反应速率改变，但不能改变反应的反应热和转化率。
答案：
D
2．关于下列过程熵变的判断不正确的是（ ）
A．溶解少量食盐于水中，ΔS>0
B．纯碳和氧气反应生成CO（g），ΔS>0
C．H2O（g）变成液态水，ΔS>0
D．CaCO3（s）加热分解为CaCO3（s）和CO2（g），ΔS>0
解析：
A、B、D选项都是混乱度增大、熵值增大的过程，ΔS>0。
答案：
C
3．对于某一可逆反应，在不同条件下的平衡状态中，正、逆反应速率的关系是（ ）
解析：
四个选项中，只有选项A在任意时刻都会v（正）＝v（逆），即反应处于平衡状态。
答案：
A
4．已知反应A（g）＋3B（g）===2C（g）＋D（g）在某段时间内以A的浓度变化表示的化学反应速率为1mol/（L·min），则此段时间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为（ ）
A．0.5mol/（L·min） B．1mol/（L·min）
C．2mol/（L·min）D．3mol/（L·min）
解析：
根据速率比等于化学计量数之比可知：
v（C）＝2v（A）＝2mol/（L·min）。
答案：
C
5．反应2A（g）
2B（g）＋E（g） ΔH>0，达到平衡时，要使正反应速率降低，A的浓度增大，应采取的措施是（ ）
A．加压B．减压
C．减少E的浓度D．降温
解析：
降温，反应速率降低，平衡左移，A的浓度增加。
答案：
D
6．[双选题]下列说法正确的是（ ）
A．一定温度下，反应MgCl2（l）===Mg（l）＋Cl2（g）的ΔH>0 ΔS>0
B．凡是放热反应都是自发的，凡是吸热反应都是非自发的
C．常温下，2H2O
2H2↑＋O2↑，即常温下水的分解反应是自发反应
D．对于反应H2O2===2H2O＋O2↑，加入MnO2或升高温度都能加快O2的生成速率
解析：
镁在氯气中的燃烧是放热反应，反之则为吸热反应，MgCl2的分解是熵值增大的反应，ΔS>0，A正确；有些吸热反应也可以自发进行，如2N2O5（g）===4NO2（g）＋O2（g） ΔH>0，B错误；水在常温常压下电解才能发生分解，即环境对它做功，才能使它发生反应，所以是非自发反应，C错误；MnO2对H2O2的分解起催化剂作用、升高温度也能使反应速率加快，D正确。
答案：
AD
7．现有下列各组溶液：
①10℃时10mL0.1mol·L－1的Na2S2O3溶液和50mL0.05mol·L－1的H2SO4溶液；
②10℃时10mL0.05mol·L－1的Na2S2O3溶液和10mL0.1mol·L－1的H2SO4溶液；
③30℃时10mL0.05mol·L－1的Na2S2O3溶液和10mL0.1mol·L－1的H2SO4溶液。
若同时将它们混合发生反应：
Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，则出现浑浊的先后顺序是（ ）
A．①②③B．②①③
C．③②①D．①③②
解析：
温度越高，反应速率越快，③的反应速率最大；相同温度下，②混合液中Na2S2O3和H2SO4的浓度大于①，故反应速率②>①。
答案：
C
8．一定条件下的密闭容器中：
4NH3（g）＋5O2（g）
4NO（g）＋6H2O（g）
ΔH＝－905.9kJ/mol，
下列叙述正确的是（ ）
A．4molNH3和5molO2反应，达到平衡时放出的热量为905.9kJ
B．平衡时v正（O2）＝
v逆（NO）
C．平衡后降低压强，混合气体平均摩尔质量增大
D．平衡后升高温度，混合气体中NO含量降低
解析：
由于该反应为可逆反应，故反应达平衡时反应物不能全部转化为生成物，放出的热量小于905.9kJ，A错误；根据速率之比等于化学计量数之比可知反应达平衡时，v正（O2）＝
v逆（NO），B错误；降低压强，平衡右移，气体的物质的量增大，但气体的质量不变，故混合气体的摩尔质量减小，C错误；升高温度，平衡左移，NO的含量降低，D正确。
答案：
D
9．由丙烯合成正丁醛的反应：
CH3CH===CH2（g）＋CO＋H2
CH3CH2CH2CHO（l）
该反应为正向放热的可逆反应，为增大反应速率和提高原料气的转化率，你认为应该采用的适宜反应条件是（ ）
A．低温、高压、催化剂
B．适当的温度、高压、催化剂
C．常温、常压、催化剂
D．适当的温度、常压、催化剂
解析：
合成正丁醛的反应是气体物质的量减小的反应，故可以采用高压，加快反应速率且增大了转化率，又因为该反应的正反应为放热反应，高温会使原料气的转化率降低，所以要采用适当的温度来提高反应速率。
答案：
B
10．[双选题]反应A（g）＋B（g）
C（g）＋D（g）过程中的能量变化如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．该反应的正反应为放热反应
B．升高温度，利于A的转化率增大
C．加入催化剂时，该反应的反应热发生改变
D．增大压强，能够加快反应达到平衡状态的速率
解析：
由图可知，由于该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，所以该反应的正反应属于放热反应；升高温度，平衡逆向移动，A的转化率减小；在反应体系中加入催化剂，对反应热无影响。
加压能够增大气体的浓度，故化学反应速率加快，反应达到平衡状态的时间缩短。
答案：
AD
11．向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2（g）＋NO2（g）
SO3（g）＋NO（g）达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如图所示。
由图可得出的正确结论是（ ）
A．反应在c点达到平衡状态
B．反应物浓度：
a点小于b点
C．反应物的总能量低于生成物的总能量
D．Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：
a～b段小于b～c段
解析：
由题图知，开始时正反应速率增大，说明该反应为放热反应，放出的热量使容器内部温度升高，加快反应速率，则反应物的总能量应高于生成物的总能量，C项错误；达到平衡时，正逆反应速率不再随时间改变而改变，所以曲线上所有点均没达到平衡状态，反应均向正反应方向进行，反应物浓度逐渐降低，A、B两项错误，D项正确。
答案：
D
12．（将4molA和2molB放入2L密闭容器中发生反应：
2A（g）＋B（g）
2C（g）；ΔH<0,4s后反应达到平衡状态，此时测得C的浓度为0.6mol/L。
下列说法正确的是（ ）
A．4s内，v（B）＝0.075mol/（L·s）
B．4s后平衡状态下，c（A）∶c（C）＝2∶1
C．达到平衡状态时，若只升高温度，则C的物质的量浓度增大
D．达到平衡状态后，若温度不变，缩小容器的体积，则A的转化率降低
解析：
A项，C的浓度为0.6mol/L，则B的变化浓度为0.3mol/L，故v（B）＝
＝0.075mol/（L·s），正确；B项，4s后达到化学平衡状态时，c（A）∶c（C）＝7∶3，故不正确；C项，因为正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，C的物质的量浓度减小，故不正确；D项，温度不变，缩小容器的体积，相当于增大压强，则化学平衡向正反应方向移动，A的转化率升高，不正确。
答案：
A
13．[双选题]设反应①Fe（s）＋CO2（g）
FeO（s）＋CO（g） ΔH＝akJ/mol，反应②Fe（s）＋H2O（g）
FeO（s）＋H2（g） ΔH＝bkJ/mol，以上两反应的平衡常数分别为K1和K2。
在不同温度下，K1、K2的值如下：
T/K
K1
K2
973
1.47
2.38
1173
2.15
1.67
下列有关叙述正确的是（ ）
A．b<0
B．在973K下增大压强，K2增大
C．a>b
D．在常温下反应①一定能自发进行
解析：
由题意知温度升高K1增大，K2减小，说明升温，反应①的平衡向右移动，反应②的平衡向左移动，所以①中正反应是吸热反应，a>0，②中正反应是放热反应，b<0，A对，C对；增大压强，两平衡均不移动，B错；反应①的ΔS的取值及符号不能确定，ΔH－TΔS不一定小于0，所以反应不一定自发进行，D错。
答案：
AC
14．某温度下，在一个2L的密闭容器中，加入4molA和2molB进行如下反应：
3A（g）＋2B（g）
4C（s）＋D（g），反应2min后达到平衡，测得生成1.6molC，下列说法正确的是（ ）
A．前2min，D的平均反应速率为0.2mol/（L·min）
B．此时，B的平衡转化率是40%
C．增大该体系的压强，平衡不移动
D．增加B，平衡向右移动，B的平衡转化率增大
解析：
由方程式可知，当反应生成1.6molC时，同时生成0.4molD，则：
3A（g） ＋ 2B（g）4C（s）＋D（g）
起始：
2mol/L1mol/L0
变化：
0.6mol/L0.4mol/L0.2mol/L
平衡：
1.4mol/L0.6mol/L0.2mol/L
故前：
2min，D的平均反应速率为：
＝0.1mol/（L·min），
B的转化率：
×100%＝40%；由于C为固体，故增大压强，平衡正移；增加B，平衡向右移动，A的转化率增大，但B的转化率降低。
答案：
B
15．有一反应：
2A＋B
2C，其中A、B、C均为气体，下图中的曲线是该反应在不同温度下的平衡曲线，x轴表示温度，y轴表示B的转化率，图中有a、b、c三点，如图所示，则下列描述正确的是（ ）
A．该反应是放热反应
B．b点时混合气体的平均摩尔质量不再变化
C．T1温度下若由a点达到平衡，可以采取增大压强的方法
D．c点：
v（正）解析：
由于温度升高，B的转化率增大，说明平衡正向移动，推知该反应是吸热反应，A错；在T1温度下，由a点达平衡时，B的转化率不断减小，若采取加压措施，结合化学方程式可知B的转化率会不断增大，故C错；在T2温度下，c点会达到平衡状态，此过程中B的转化率不断增大，说明该过程v（正）>v（逆），D错。
答案：
B
16．[双选题]用来表示可逆反应2A（g）＋B（g）
2C（g）（正反应为放热反应）的正确图像为（ ）
解析：
此反应是正反应气体总体积减小、放热的可逆反应。
A项，温度越高，达到平衡的时间越短，但平衡左移，C的质量分数降低，A正确。
B项，表示温度与v的关系，随着温度的升高，v（正）与v（逆）的总体趋势却下降，不正确。
C项，随着压强的增大，v（正）、v（逆）都增大，但平衡右移，v（正）>v（逆），正确。
D项，随着温度的升高，A的转化率应当降低，不正确。
答案：
AC
二、非选择题（本题包括6小题，共52分）
17．（6分）合成氨工业中，原料气（N2、H2及少量的CO、NH3的混合气）在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜（Ⅰ）溶液来吸收原料气中的CO，其反应是：
[Cu（NH3）2CH3COO]＋CO＋NH3
[Cu（NH3）3]CH3COO·CO（正反应为放热反应）
（1）必须除去原料气中的CO的原因是________________。
（2）醋酸二氨合铜（Ⅰ）溶液吸收CO的生产适宜条件是
________________________________________________________________________。
（3）吸收CO后的醋酸铜氨溶液经过适当处理又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用，醋酸铜氨溶液再生的适宜条件是________________。
解析：
吸收CO反应的正反应是气体减小的放热反应。
故增压、降温都能使平衡正移，从而使CO被醋酸二氨合铜（Ⅰ）溶液吸收。
反之可使平衡逆移。
答案：
（1）防止合成塔中的催化剂中毒
（2）低温、高压
（3）高温、低压
18．（8分）现有下列可逆反应：
A（g）＋B（g）
xC（g），在不同条件下生成物C在反应混合物中的质量分数（C%）和反应时间（t）的关系如下图：
请根据图像回答下列问题：
（1）若甲图中两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂的情况，则________曲线表示无催化剂时的情况（填字母，下同）；
（2）若乙图表示反应达到平衡后分别在恒温恒压条件下和恒温恒容条件下向平衡混合气体中充入惰性（与反应体系中任一物质均不反应）气体后的情况，则________曲线表示恒温恒容的情况；
（3）根据丙图可以判断该可逆反应的正反应是________热反应（填“吸”或“放”）；
（4）化学计量数x的值________（填取值范围）；判断的依据是_________________。
解析：
（2）恒温恒容下充入惰性气体，各组分浓度不变，平衡不移动，C%不变。
（3）保持压强不变，升高温度，C%增大，说明平衡向正反应方向移动，故正反应是吸热反应。
答案：
（1）b
（2）a （3）吸
（4）大于2（或>2或≥3） 保持温度不变，增大压强，C%减小，说明平衡向逆反应方向移动，故x>1＋1＝2
19．（10分）一种“人工固氮”的新方法是在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂表面与水发生反应生成NH3：
N2＋3H2O
2NH3＋
O2
进一步研究NH3生成量与温度的关系，部分实验数据见下表（反应时间3h）：
T/℃
30
40
50
生成NH3量/（10－6mol）
4.8
5.9
6.0
请回答下列问题：
（1）50℃时从开始到3h内以O2物质的量变化表示的平均反应速率为________mol·h－1。
（2）该反应过程与能量关系可用如图表示，则反应的热化学方程式是________________________________________________________________________。
（3）与目前广泛应用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率较慢。
请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议：
________________________________________。
（4）工业合成氨的热化学方程式为N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g） ΔH＝－92.4kJ/mol。
在某压强恒定的密闭容器中加入2molN2和4molH2，达到平衡时，N2的转化率为50%，体积变为10L。
求：
①该条件下的平衡常数为________；
②若向该容器中加入amolN2、bmolH2、cmolNH3，且a、b、c均大于0，在相同条件下达到平衡时，混合物中各组分的物质的量与上述平衡相同。
反应放出的热量________（填“>”“<”或“＝”）92.4kJ。
解析：
（4）①K＝
＝
＝400。
②当加入2molN2和4molH2时，生成2molNH3，放出92.4kJ的热量，而当加入amolN2、bmolH2和cmolNH3时，平衡时NH3仍为2mol，则生成的NH3为（2－c）mol，则放出的热量小于92.4kJ。
答案：
（1）1.5×10－6
（2）N2（g）＋3H2O（l）===2NH3（g）＋
O2（g）
ΔH＝＋765.2kJ/mol
（3）升高温度
（4）①400 ②<
20．（12分）在一个2L的密闭容器中，加入3molA和1molB，发生下述反应：
3A（g）＋B（g）
2C（g）＋3D（s），5min达到平衡时，C的浓度为0.6mol/L。
（1）达到平衡时，A的转化率为________，此温度下的平衡常数K＝________。
（2）维持容器的温度不变，若缩小容器的体积，则平衡将向________（填“正反应方向移动”“逆反应方向移动”或“不移动”）。
（3）维持容器的体积和温度不变，向密闭容器中加入氦气，达到新平衡时，B、C的浓度之比
将________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（4）当增加A的浓度，B的转化率________；若将C分离出来，化学平衡常数________。
（填“增大”、“减小”或“不变”）
解析：
（1）根据各物质的速率之比等于化学计量数之比，也等于各物质的物质的量及浓度变化之比的原则进行“三段法”计算。
（2）温度不变而缩小容器体积，相当于加压，由于D为固体，正反应方向是气体体积减少的方向，所以平衡右移。
（3）由于维持体系的温度、容积不变，充入氦气不改变平衡中各物质的浓度，平衡不移动。
（4）若增加A的浓度，平衡右移，B的转化率增大；对于一个平衡来讲，平衡常数仅与温度有关，与浓度无关。
答案：
（1）60% 8.33
（2）正反应方向移动 （3）不变 （4）增大 不变
21．（6分）
（1）在容积为2L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变的情况下，考察温度对反应的影响，实验结果如下图所示（注：
T1、T2均大于300℃）；
下列说法正确的是________（填序号）；
①温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为v（CH3OH）＝
mol·L－1·min－1
②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时
增大
（2）在T1温度时，将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO2的转化率为α，则容器内的压强与起始压强之比为________。
解析：
（1）根据图像中的数据可知，温度T1时生成甲醇的速率＝nA/2tAmol·L－1·min－1，故①错误；读图可知，温度从T1升高到T2时，甲醇的物质的量降低，说明平衡逆向移动，故此时平衡常数减小，故②错误；因为升高温度，平衡逆向移动，故逆反应是吸热反应，所以正反应是放热反应，故③正确；因为温度从T1升高到T2时，平衡逆向移动，故氢气的物质的量增大，甲醇的物质的量减小，故n（H2）/n（CH3OH）增大，故④正确。
（2）写出方程式CO2＋3H2CH3OH＋H2O，则平衡时CO2、H2、CH3OH、H2O变化的物质的量分别是αmol、3αmol、αmol、αmol，故平衡时它们的物质的量分别是（1－α）mol、（3－3α）mol、αmol、αmol，故平衡时气体的总物质的量是（4－2α）mol，所以此时的压强与起始压强之比为（4－2α）/4＝（2－α）/2。
答案：
（1）③④
（2）1－
22．（10分）由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用，引用了各界的普遍重视。
目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。
一定条件下发生反应：
CO2（g）＋3H2（g）
CH3OH（g）＋H2O（g），该反应的能量变化如图所示：
（1）上述反应平衡常数K的表达式为________________，温度降低，平衡常数K________（填“增大”、“不变”或“减小”）。
（2）在体积为2L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，测得CO2的物质的量随时间变化如下表所示。
从反应开始到5min末，用氢气浓度变化表示的平均反应速率v（H2）＝________。
t/min
0
2
5
10
15
n（CO2）/mol
1
0.75
0.5
0.25
0.25
（3）下列条件能使上述反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是________（填写序号字母）
a．及时分离出CH3OH气体
b．适当升高温度
c．保持容器的容积不变，再充入1molCO2和3molH2
d．选择高效催化剂
解析：
（1）该反应生成物比反应物能量低，是放热反应；温度降低，平衡正向移动，K值增大。
（2）v（H2）＝3v（CO2）＝
×3
＝0.15mol·L－1·min－1。
（3）及时分离出甲醇气体会使平衡正向移动，但反应速率减小；升高温度会使反应速率增大，但平衡逆向移动；选择高效的催化剂会加快反应速率，但平衡不移动；保持容器的容积不变，再充入1molCO2和3molH2，等效于在原平衡的基础上增大压强，化学反应速率增大，平衡正向移动。
答案：
（1）
增大
（2）0.15mol·L－1·min－1
（3）c
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