高中化学化学反应速率和化学平衡学业质量标准检测版

第第 2 2 章章 化学反应速率和化学平衡化学反应速率和化学平衡 (90 分钟，100 分) 一、选择题(本题包括 17 个小题，每小题 3 分，共 51 分) 1现有两个热化学反应方程式： (l)H2(g)(l) H0 (l)2H2(g)(l) H0 B反应高温时，可自发进行 C在通常情况下，都能自发进行 D反应一定不能自发进行 解析：反应均为液体与气体反应转化为液体的反应，是熵减小的反应。S0 时，反应一定不能自发进行，故不能 自发进行；Sv(b) D温度TT0时，升高温度， C%减小，即平衡逆向移动，说明正反应为放热反应，B 项错误；因 Tav(a)，C 项错误；当Tv(逆)，D 项错误。 8在一定温度下，将气体 X 和气体 Y 各 0.16 mol 充入 10 L 恒容密闭容器中，发生反 应 X(g)Y(g)2Z(g) H0，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表： t/min2479 n(Y)/ mol0.120.110.100.10 下列说法正确的是( C ) 导学号 68732369 A反应前 2 min 的平均速率v(Z)2.0103 molL1 min1 B其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前v(逆)v(正) C该温度下此反应的平衡常数K1.44 D其他条件不变，再充入 0.2 mol Z，平衡时 X 的体积分数增大 解析：A 不正确，利用反应式可知v(Z)2v(Y)2(0.16 mol0.12 mol)(10 L2 min)4.0103 molL1 min1；B 不正确，该反应放热，降温平衡正向移动， v(正)v(逆)；C 正确，列三段式，K1.44；D 不正确，因反 Z2 XY 0.0122 0.01 0.01 应前后气体物质的量不变，故再充入 0.2 mol Z，新平衡相当于原平衡增大压强，平衡不 移动，平衡时 X 的体积分数不变。 9在一密闭容器中发生反应：2X(g)Y(g)aZ(g) HQ kJmol1，开始按体 积比 21 将 X、Y 充入反应器中，一定条件下发生反应。图甲和图乙是根据反应绘制的图 象，下列有关说法正确的是( C ) 导学号 68732370 A图甲，p1p2，a3 B图甲，T1T2，Q0 C图乙，t1时表示恒温、恒压条件下，向平衡体系中充入一定量的 Z 气体 D图乙，如果a3，t2时表示向体系中加入了催化剂 解析：A 项，图甲，在同一温度下(T1)，p1压强下先达到平衡，说明 p1p2，由图可知 压强大时 Z 的体积分数反而小，说明增大压强平衡逆向移动，则a3；B 项，图甲，在同一 压强下(p2)，T2温度下先达到平衡，说明T2T1，由图可知温度高时 Z 的体积分数反而小， 说明升高温度平衡逆向移动，则Qv(逆)，故选 C。 11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 ) 导学号 68732372 ABCD 升高温度，平衡 常数减小 03 s 内，反应速率为： v(NO2)0.2 molL1 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：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 0.2 molL1s1；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。 12一定温度下，向某密闭容器中加入 0.2 mol CO 和 0.2 mol H2O，发生反应 CO(g) H2O(g)CO2(g)H2(g)，4 min 时反应达到平衡状态，测得，n(CO)n(CO2)32， 下列说法正确的是( C ) 导学号 68732373 A缩小容器的体积，混合气体的密度不变 Bv(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 cCO2cH2 cCOcH2O nCO2 V nH2O V nCO V nH2O V ，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 nCO2nH2 nCOnH2O 物质的量，则可求出其平衡常数，D 项错误。 13已知：在 300 K 时，A(g)B(g)2C(g)D(s)的化学平衡常数K4，在该温 度下，向 1 L 容器中加入 1 mol A 和 1 mol B 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( A ) 导学号 68732374 C 的生成速率与 C 的消耗速率相等 单位时间内生成a mol A，同时消耗 2a mol C A、B、C 的浓度不再变化 C 的物质的量不再变化 混合气体的总压强不再变化 混合气体的密度不再变化 A、B、C 的分子数之比为 112 A B C D 解析：C 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。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。 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。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。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。由 A、B、C 的分子数之比为 112，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。 14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K9。若反应开始时，一氧化 碳和水蒸气的浓度都是 0.02 mol/L，则在此条件下 CO 的转化率为( C ) 导学号 68732375 A25% B50% C75% D80% 解析：设平衡时 CO2的浓度为x moI/L。 CO H2O H2CO2 起始浓度(mol/L) 0.02 0.02 0 0 平衡浓度(mol/L) 0.02x 0.02x x x K9， cH2cCO2 cCOcH2O x2 0.02x0.02x 解得x0.015。 所以，CO 的转化率100%75%。 0.015 molL1 0.02 molL1 15对于可逆反应 N2(g)3H2(g)2NH3(g) Hp1) B温度对反应的影响 C平衡体系增加 N2对反应的影响 D催化剂对反应的影响 解析：中由于p1条件下反应先达平衡状态，即p1p2，A 错误；升高温度，N2(g) 3H2(g)2NH3(g)Hv逆，平衡正向移动，C 正确。 16一定条件下，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( C ) 导学号 68732377 A正反应是吸热反应 B逆反应是放热反应 Cmnpq 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。 17一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入 2 mol SO2和 1 mol O2，发生下列反 应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，达到平衡后改变下列条件，SO3气体平衡浓度不改变的是 ( B ) 导学号 68732378 A保持温度和容器体积不变，充入 1 mol SO3(g) B保持温度和容器内压强不变，充入 1 mol SO3(g) C保持温度和容器内压强不变，充入 1 mol O2(g) D保持温度和容器内压强不变，充入 1 mol Ar(g) 解析：充入 1 mol SO3相当于充入 1 mol 的 SO2和 0.5 mol 的 O2，在恒温恒容下，相 当于加压，SO3的平衡浓度增大；在恒温恒压下，由于新充入的 SO3完全转化成 SO2和 O2与 起始充入的 SO2和 O2的物质的量比值相同，故 SO3的浓度不变，A 不符合题意，B 符合题意。 恒温恒压下充入 O2，平衡正向移动，SO3浓度增大，恒温恒压下充入 Ar 气相当于减压， SO3浓度减小，C、D 都不符合题意。 二、非选择题(本题包括 5 小题，共 49 分) 18(10 分)在一定条件下，可逆反应 ABmC 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：导学号 68732379 (1)温度T1_大于_T2(填“大于” “等于”或“小于”)。 (2)正反应是_放热_反应(填“吸热”或“放热”)。 (3)如果 A、B、C 均为气体，则m_大于_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_ 增大_(填“增大” “减小”或“不变”)，平衡_不_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。 19(9 分)在某一容积为 2 L 的密闭容器内，加入 0.8 mol 的 H2和 0.6 mol 的 I2，在 一定条件下发生如下反应：H2(g)I2(g)2HI(g)，H_b2c_(填含b、c的代数式)。b、c、d三者的关系 服从b_2/3(d4c)_(填含c、d的代数式)。 解析：分别列出三个平衡的起始量、反应量、平衡量即可简单求得 P4和 PH3的平衡量。 由于平衡量均大于 0，可求出两个不等关系。 21(12 分)甲醇被称为 21 世纪的新型燃料，工业上通过下列反应和，用 CH4和 H2O 为原料来制备甲醇。导学号 68732382 (1)将 1.0 mol CH4和 2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为 100 L)，在一定条件下发生 反应： CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g) CH4的转化率与温度、压强的关系如图。 已知 100 时达到平衡所需的时间为 5 min，则用 H2表示的平均反应速率为 _0.003_0_molL1min1_。 图中的p1_”或“”)，100 时的平衡常数为 _2.25104_。 在其他条件不变的情况下降低温度，逆反应速率将_减小_(填“增大” “减小”或 “不变”)。 (2)在压强为 0.1 MPa 条件下，将a mol CO 与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下 能自发反应生成甲醇： CO(g)2H2(g)CH3OH(g) 该反应的 H_”或“”)。 若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是_B、D_。 A升高温度 B将 CH3OH(g)从体系中分离 C充入 He，使体系总压强增大 D再充入 1 mol CO 和 3 mol H2 解析：(1)用甲烷表示的平均反应速率为(1.00.5)(5100)0.001 0 molL1min1，则用氢气表示为 0.003 0 molL1min1。 同一温度下，p1的转化率大于p2，此