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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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＋nD．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＋nD．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，则此反应
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