高三化学总复习 化学反应速率和化学平衡单元综合测试.docx

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高三化学总复习化学反应速率和化学平衡单元综合测试

高三化学总复习化学反应速率和化学平衡单元综合测试

一、选择题（本题共16小题，每小题3分，共48分。

每小题只有一个选项符合题意）

1．在容积不变的密闭容器中存在如下反应：

2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）；ΔH＝－QkJ·mol－1（Q>0），某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是（　　）

A．图Ⅰ研究的是t0时刻增大O2的浓度对反应速率的影响

B．图Ⅱ研究的是t0时刻加入催化剂后对反应速率的影响

C．图Ⅲ研究的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙高

D．图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较低

[答案]B

[解析]催化剂同等程度改变正、逆反应速率，但不影响平衡，SO2的转化率应该相等，所以B正确。

2．已知“凡气体分子总数增大的反应一定是熵增加的反应”。

下列反应不可能自发进行的是（　　）

A．2O3（g）===3O2（g）；ΔH<0

B．2CO（g）===2C（s）＋O2（g）；ΔH>0

C．N2（g）＋3H2（g）===2NH3（g）；ΔH<0

D．CaCO3（s）===CaO（s）＋CO2（g）；ΔH>0

[答案]B

[解析]A为放热、熵增反应，一定可以自发进行；B为吸热、熵减反应，一定不可以自发进行；C为放热、熵减反应，低温可自发进行；D为吸热、熵增反应，高温可自发进行。

3．在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应A（g）＋2B（g）C（g）＋D（g）已达到平衡状态（　　）

①混合气体的压强　②混合气体的密度　③B的物质的量浓度　④混合气体总物质的量　⑤混合气体的平均相对分子质量　⑥v（C）与v（D）的比值　⑦混合气体总质量　⑧混合气体总体积

A．①②③④⑤⑥⑦⑧　　　B．①③④⑤

C．①②③④⑤⑦D．①③④⑤⑧

[答案]B

[解析]②由于是定容容器，反应前后气体的质量不变，故反应中气体的密度保持不变，故不能满足题意，同理⑧也不能满足；⑥反应速率之比等于反应方程式的计量数之比，与是否达到平衡无关；⑦由于反应物生成物全部是气体，根据质量守恒，不论是否达到平衡，气体总质量保持不变，故不能满足题意。

4．在一密闭容器中加入A、B、C三种气体，保持一定温度，在t1～t4（s）时刻测得各物质的浓度如下表。

测定时刻/s

t1

t2

t3

t4

c（A）/（mol·L－1）

6

3

2

2

c（B）/（mol·L－1）

5

3.5

3

3

c（C）/（mol·L－1）

1

2.5

3

3

据此下列结论正确的是（　　）

A．在t3时刻反应已经停止

B．A的转化率比B的转化率低

C．在容器中发生的反应为：

2A＋B2C

D．在t2～t3内A的平均反应速率为[1/（t3－t2）]mol/（L·s）

[答案]D

[解析]化学平衡为动态平衡，A错。

通过计算得A的转化率为2/3，B的转化率为2/5，B错。

在容器中发生的反应为：

2A＋BC，C错。

5．某温度下，反应H2（g）＋I2（g）2HI（g）；ΔH<0，正反应为放热反应，在带有活塞的密闭容器中达到平衡。

下列说法中正确的是（　　）

A．体积不变，升温，正反应速率减小

B．温度、压强均不变，充入HI气体，开始时正反应速率增大

C．温度不变，压缩气体的体积，平衡不移动，颜色加深

D．体积、温度不变，充入氮气后，正反应速率将增大

[答案]C

[解析]升高温度，正反应、逆反应速率都加快；该反应属于气体体积不变的反应，增大压强或压缩体积，平衡不移动，但其中物质的浓度增大，因为I2（g）的存在，颜色加深。

注意：

温度、压强均不变，充入HI气体，开始时正反应速率不变。

6．在一定温度下，容器中加入CO和H2O（g）各1mol，发生反应：

CO＋H2O（g）

CO2＋H2，达到平衡时生成0.7mol的CO2，若其他条件不变，一开始就加入4molH2O（g），则达到平衡可能生成的CO2是（　　）

A．0.6molB．0.95mol

C．1molD．1.5mol

[答案]B

[解析]可逆反应不可能进行到底，根据碳元素守恒生成n（CO2）<1mol，增加H2O（g）浓度时，平衡向右移动，n（CO2）>0.7mol，只有B项符合。

7．在2L的密闭容器中，一定条件下发生化学反应：

2NO（g）＋2CO（g）N2（g）＋2CO2（g）；ΔH＝－746.4kJ·mol－1。

起始反应时NO和CO各为4mol,10秒钟后达到化学平衡，测得N2为1mol。

下列有关反应速率的说法中，正确的是（　　）

A．反应前5秒钟内，用NO表示的平均反应速率为0.1mol·L－1·s－1

B．达到平衡后，升高温度，正反应速率将减小，逆反应速率将增大

C．达到平衡后，反应速率的关系有：

v正（CO）＝2v逆（N2）

D．保持容器体积不变，往容器中充入1molO2，正、逆反应速率都不改变

[答案]C

[解析]10s内，由方程式知，参加反应的NO为2mol，v（NO）＝

＝0.1mol·L－1·s－1，所以，5s内的速率不是0.1mol·L－1·s－1，A项错。

升高温度，正、逆反应速率均加快，B项错。

由方程式知，v正（CO）＝2v正（N2），结合C项中的关系，可说明v正（N2）＝v逆（N2），即为平衡状态，C项正确。

充入的O2可以与NO反应，则正反应速率减小，逆反应速率瞬时不变，随后减小，D项错。

8．可逆反应mA（s）＋nB（g）eC（g）＋fD（g），反应过程中，当其他条件不变时，C的百分含量（C%）与温度（T）和压强（p）的关系如图所示，下列叙述中正确的是（　　）

A．达到平衡后，若升高温度，平衡右移

B．达到平衡后，加入催化剂C%增大

C．化学方程式中“n>e＋f”

D．达到平衡后，增加A的量有利于平衡向右移动

[答案]C

[解析]分析图像可知：

压强越大，C的百分含量越高，即增大压强平衡向正反应方向移动，n>e＋f，所以C项正确；恒压时，温度越高，C的百分含量越低，平衡左移正反应放热，A项错误；加入催化剂平衡不移动，B项错误；增加固体的量对平衡移动无影响，D错误。

9．（2011·天津，6）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下图所示。

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

[答案]D

[解析]本题考查化学平衡及其影响因素。

注意本题为“绝热容器”，影响化学反应速率的因素单从浓度角度分析，随着反应的进行，正反应速率应逐渐减小，但是图像前一段时间正反应速率逐渐增大，之后才逐渐减小，故说明该反应为放热反应，c点以前反应放热是影响反应速率的主要因素，c点后浓度变化起主要作用，但是c点并未达到平衡，故A、B、C项均错误；a～b段的平均反应速率小于b～c段的平均反应速率，故相同时间内SO2的转化率a～b段小于b～c段，D项正确。

10.

图中的曲线是表示其他条件一定时，2NO＋O22NO2＋Q（Q>0）反应中NO的转化率与温度的关系曲线，图中标有a、b、c、d四点，其中表示未达到平衡状态，且v正>v逆的点是（　　）

A．a点B．b点

C．c点D．d点

[答案]C

[解析]此题为温度—转化率曲线，由于a点、b点均在平衡线上，表示a点与b点达到平衡状态。

c点时，若温度不变，NO的转化率增大，说明反应没达到平衡，且反应向正反应方向进行，即v正>v逆，符合题目要求。

11．在一定条件下，向2L恒容密闭容器中加入2molX、1molY。

发生如下反应：

2X（g）＋Y3Z（g）；ΔH＝－akJ·mol－1（a>0）。

经60s达平衡，此时Y的物质的量为0.2mol。

下列说法错误的是（　　）

A．用Z表示的化学反应速率为1.2mol·L－1·min－1

B．若再充入1molZ，重新达到平衡时，X的体积分数不变，则Y为气态

C．达平衡后，实际放出的热量为bkJ，则b＝a

D．若Y为气态，则使容器体积变为1L，Z的物质的量不会增大

[答案]C

[解析]达平衡时，消耗0.8molY，生成2.4molZ，v（Z）＝Δc（Z）/Δt＝1.2mol·L－1/1min＝1.2mol·L－1·min－1。

选项B，若再充入1molZ，重新达平衡时，X的体积分数不变，说明原平衡与新平衡等效，反应物和生成物的气体计量总数相同，则Y必为气态。

选项C，ΔH＝－akJ/mol，表示2molX与1molY完全反应放出akJ热量，该反应是可逆反应，所以b

选项D，因反应前后气体总物质的量不变，所以加压平衡不移动，Z的物质的量不变。

12．α1和α2分别为A在甲、乙两个恒容容器中平衡体系A（g）2B（g）和2A（g）C（g）的转化率，在温度不变的情况下，均增加A的物质的量，下列判断正确的是（　　）

A．α1、α2均减小B．α1、α2均增大

C．α1减小，α2增大D．α1增大，α2减小

[答案]C

[解析]先假设反应体系保持恒压过程，增加A的物质的量，反应容器的体积增加，两容器中转化率不变；然后再将容器体积压缩，在加压过程中反应A（g）2B（g），平衡向左移动，α1减小；反应2A（g）C（g），平衡向右移动，α2增大，故C项正确。

13．一定条件下，对于可逆反应X（g）＋3Y（g）2Z（g），若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3（均不为零），达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.08mol/L，则下列判断正确的是（　　）

A．c1∶c2＝3∶1

B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3

C．X、Y的转化率相等

D．c1的取值范围为0.04mol/L

[答案]C

[解析]由题意知X、Y的化学计量数之比为1∶3，所以反应时X、Y的物质的量浓度的改变量之比一定为1∶3，依据平衡时二者浓度之比为1∶3，可知c1∶c2＝1∶3，X、Y的转化率相等，所以选项A错、C正确；平衡时，Y和Z的生成速率之比为3∶2，所以选项B错误；若起始时平衡向右移动，利用方程式可以求出c1的最大值为0.14mol/L，由题知c1>0mol/L，故选项D错误。

14．1913年德国化学家哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法，从而大大满足了当时日益增长的人口对粮食的需求。

下列是哈伯法的流程图，其中为提高原料转化率而采取的措施是（　　）

A．①②③B．②④⑤

C．①③⑤D．②③④

[答案]B

[解析]合成氨反应为N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH<0，加压、降温、减小NH3的浓度均有利于平衡向正反应方向移动，②、④正确；将原料气循环利用也可提高原料的转化率，⑤正确。

15．某温度下，H2（g）＋CO2（g）H2O（g）＋CO（g）的平衡常数K＝

。

该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入H2（g）和CO2（g），其起始浓度如下表所示。

起始浓度

甲

乙

丙

c（H2）/mol/L

0.010

0.020

0.020

c（CO2）/mol/L

0.010

0.010

0.020

下列判断不正确的是（　　）

A．平衡时，乙中CO2的转化率大于60%

B．平衡时，甲中和丙中H2的转化率均是60%

C．平衡时，丙中c（CO2）是甲中的2倍，是0.012mol/L

D．反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢

[答案]C

[解析]本题考查了平衡常数和转化率的计算、等效平衡的判断及影响反应速率因素的判断。

设甲容器中氢气和二氧化碳的转化率为x，则有

＝

，解得x＝60%。

乙容器在甲容器的基础上c（H2）增大了一倍，故乙中CO2的转化率大于60%，A正确；丙容器中H2和CO2的浓度是甲容器中H2和CO2的浓度的2倍，但所给反应是反应前后气体分子数不变的反应，因此甲和丙属于等效平衡，故平衡时，甲中和丙中H2的转化率均是60%，B正确；平衡时，甲中c（CO2）是0.040mol/L，丙中c（CO2）是甲中的2倍，是0.080mol/L，故C错误；在其他条件相同的情况下，浓度越大，反应速率越大，所以反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢，故D正确。

16．（2011·四川，13）可逆反应①X（g）＋2Y（g）2Z（g）、②2M（g）N（g）＋P（g）分别在密闭容器的两个反应室中进行，反应室之间有无摩擦、可滑动的密封隔板。

反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图所示：

下列判断正确的是（　　）

A．反应①的正反应是吸热反应

B．达平衡（Ⅰ）时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为14∶15

C．达平衡（Ⅰ）时，X的转化率为

D．在平衡（Ⅰ）和平衡（Ⅱ）中，M的体积分数相等

[答案]C

[解析]本题主要考查了化学平衡的有关知识。

根据降温后平衡（Ⅰ）到平衡（Ⅱ）物质的量减少，说明降低温度平衡向着体积减小的方向移动了，则正反应是放热反应；达到平衡（Ⅰ）时气体的总物质的量为4.8mol，则达到平衡（Ⅰ）时的压强与开始时的压强之比为24比25；由于反应②是一个体积不变的反应，因此反应2的体系中的气体的物质的量始终是2mol，又由于左右两室中的压强始终是相等的，平衡Ⅰ中右室中气体的物质的量为2mol，体积是2.2V，则左室中的体积是2.8V，物质的量为28/11mol，故反应掉X的物质的量为3mol－28/11mol＝5/11mol，因此达到平衡（Ⅰ）时X的转化率为5/11；由于平衡（Ⅰ）到平衡（Ⅱ）是不同温度下的平衡，因此二者M的体积分数不可能相等。

二、非选择题（本题包括6个小题，共52分）

17．（9分）向2L密闭容器中通入amol气体A和bmol气体B，在一定条件下发生反应：

xA（g）＋yB（g）pC（g）＋qD（g）

已知：

平均反应速率vC＝

vA；反应2min时，A的浓度减少了

，B的物质的量减少了

mol，有amolD生成。

回答下列问题：

（1）反应2min内，vA＝________，vB＝________；

（2）化学方程式中，x＝________，y＝________，p＝________，q＝________；

（3）反应平衡时，D为2amol，则B的转化率为________；

（4）如果只升高反应温度，其他反应条件不变，平衡时D为1.5amol，则该反应的ΔH________0；（填“>”“<”或“＝”）

（5）如果其他条件不变，将容器的容积变为1L，进行同样的实验，则与上述反应比较：

①反应速率________，（填“增大”、“减小”或“不变”）

理由是____________________________________；

②平衡时反应物的转化率________，（填“增大”、“减小”或“不变”）

理由是_______________________________________。

[答案]

（1）

mol/（L·min）　

mol/（L·min）　

（2）2　3　1　6　（3）

×100%　（4）<　（5）①增大　体积减小，反应物的浓度增大，因而使反应速率增大

②减小　体积减小，气体的压强增大，平衡向气体分子数减少的方向移动，因而使反应物转化率减小

[解析]本题考查化学反应速率和化学平衡问题。

因反应速率之比等于方程式中的计量系数之比，故A、C的系数之比为2∶1，从反应中的物质的量之比为：

1/3∶1/2∶1＝2∶3∶6。

故化学计量系数分别为：

2、3、1、6。

（1）vA＝（amol/3）/（2L×2min）＝a/12mol/（L·min），vB＝3/2vA＝a/8mol/（L·min）。

（3）反应中消耗的B的物质的量为：

n消耗（B）＝n（D）/2＝amol，故D的转化率为：

a/b×100%。

（4）升高温度，D的平衡物质的量由2amol降为1.5amol，说明平衡向逆反应方向移动，故该反应为放热反应ΔH<0。

（5）①容器的体积减小，即为增大压强，速率增大。

②该反应为气体体积增大的反应，故平衡逆向移动，反应物的转化率降低。

18．（6分）在一个温度恒定的密闭容器中，SO2和O2发生反应。

已知1molSO2和足量O2完全反应，放出的热量为Q。

请按要求回答下列问题。

【恒压条件下】

（1）若开始时放入1molSO2和0.5molO2，达平衡后，生成0.9molSO3，这时SO2的转化率为________；

（2）若开始时放入4molSO2和2molO2，达平衡后，生成SO3的物质的量为________，反应放出的热量为________。

【恒容条件下】

（3）若开始时放入1molSO2和0.5molO2，达平衡后，生成amolSO3，则a________0.9（填“>”“<”或“＝”）；

（4）若令x、y和z分别代表初始加入SO2、O2和SO3的物质的量，要使其达平衡时，反应混合物中三种气体的物质的量分数与（3）中平衡时完全相同，则x、y、z必须满足的一般条件是_________________、____________________。

（用两个代数式表示，其中一个只含x、y，另一个含x、z）

[答案]

（1）90%　

（2）3.6mol　3.6Q　（3）<　（4）x＝2y　x＋z＝1（以上各答案合理均给分）

[解析]　　　2SO2　＋　O2　　2SO3

起始（mol）10.50

变化（mol）0.90.450.9

平衡（mol）0.10.050.9

可知SO2转化率为90%。

恒温恒压下，起始投入量与原投入量成比例，两者成等效平衡，SO2转化率相同，可知答案。

恒容条件下，由于该反应是气体体积减小的反应，所以相对于恒压条件，相当于气体体积增大，压强减小，平衡向体积增大的方向移动，SO2转化率降低，则生成SO3小于0.9mol。

　2SO2　＋　O2　　2SO3

10.50

起始xyz

变化z0.5zz

平衡x＋zy＋0.5z0

可知：

x＝2y　x＋z＝1。

19．（9分）接触法制硫酸工艺中，其主反应在450℃并有催化剂存在下进行：

2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）＋190kJ

（1）该反应所用的催化剂是________（填写化合物名称），该反应450℃时的平衡常数________500℃时的平衡常数（填“大于”、“小于”或“等于”）。

（2）该热化学反应方程式的意义是________。

（3）下列描述中能说明反应已达平衡的是________。

a．v正（O2）＝2v逆（SO3）

b．容器中气体的平均分子量不随时间而变化

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

（4）在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20molO2和0.10molSO2，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________移动（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”），再次达到平衡后，________mol

[答案]

（1）五氧化二钒（V2O5）　大于　

（2）在450℃时，2molSO2气体和1molO2气体完全反应生成2molSO3气体时放出的热量为190kJ　（3）bd　（4）0.036　向正反应方向　0.36　0.40

[解析]此题考查了工业制硫酸、化学平衡常数、热化学方程式、化学平衡状态、有关化学平衡的计算等知识。

（1）工业制硫酸时二氧化硫催化氧化使用的催化剂是五氧化二钒；该反应正向放热，故温度越高化学平衡常数越小；

（2）热化学方程式表示的是450℃时，2molSO2气体和1molO2气体完全反应生成2molSO3气体时放出的热量为190kJ；（3）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；（4）当达到平衡时，容器中SO3的物质的量为0.18mol，则v（SO3）＝0.072mol·L－1·min－1，则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，在此达到平衡时，SO3的物质的量介于0.36和0.40之间。

20．（8分）Ⅰ.高炉炼铁中发生的基本反应之一是：

FeO（s）＋CO（g）

Fe（s）＋CO2（g）；ΔH>0。

已知1100℃时，K＝0.263。

（1）温度升高，重新建立平衡之后，高炉内CO2和CO的体积比值________（填“增大”“减小”或“不变”），平衡常数K值________（填“增大”“减小”或“不变”）。

（2）1100℃时，测得高炉中c（CO2）＝0.028mol/L，c（CO）＝0.1mol/L，此时，化学反应速率v（正）________v（逆）（填“大于”“小于”或“等于”），原因是__________________。

（3）有人建议把高炉建得更高一些，这样可以降低高炉尾气中CO的含量。

你认为合理吗？

理由是__________________。

Ⅱ.

（1）已知Fe3＋与I－在水溶液中发生如下反应：

2I－＋2Fe3＋2Fe2＋＋I2。

该反应正反应速率和I－、Fe3＋的浓度关系为v＝kcm（I－）·cn（Fe3＋）（其中k为常数）。

cm（I－）（mol/L）m

cn（Fe3＋）[（mol/L）n]

v[mol/（L·s）]

a

0.20

0.80

0.032

b

0.60

0.40

0.144

c

0.80

0.20

0.128

I－浓度对反应速率的影响________Fe3＋浓度对反应速率的影响（填“大于”“小于”或“等于”）；________等措施可以使上述平衡向右移动。

（2）NO

在酸性条件下才具有氧化性；MnO

在酸性条件下的氧化性最强。

向FeSO4溶液中加入碘水，碘水不褪色，再加入NaHCO3后，碘水褪色的原因是_________________________________________________________。

[答案]Ⅰ.

（1）增大　增大

（2）小于　c（CO2）/c（CO）＝0.028mol/L÷0.1mol/L＝0.28>0.263，反应向逆反应方向进行　（3）不合理，因为当可逆反应达到平衡时，已经达到了反应的最大限度

Ⅱ.

（1）大于　加入萃取剂萃取I2　

（2）加入NaHCO3后，溶液呈碱性，而在碱性条件下，碘水可以氧化Fe2＋

[解析]Ⅰ.

（1）FeO（s）＋CO（g）

Fe（s）＋CO2（g）为吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，所以CO2和CO的体积比值和平衡常数K值都会增大。

（2）CO2和CO浓度的比值大于K，则表明了还未建立平衡且反应正在向逆反应方向进行。

Ⅱ.

（1）分析表中的数据，特别是a与c两组数据，就可以知道哪种离子浓度对反应的影响大；将碘分离或增