高中化学 第2章 化学反应速率和化学平衡单元综合测试 新人教版选修4.doc

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20小题，每小题3分，共60分)1下列关于化学反应速率的叙述，正确的是()a化学反应速率可用某时刻生成物的浓度表示b在同一反应中，用反应物或生成物物质的量浓度在单位时间内的变化表示的化学反应速率的大小相等c化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大来表示d在任何反应中，反应现象在较短时间内出现，则反应速率大；反应现象在很长时间内才出现，则反应速率小【答案】c2(双选)下列有关反应限度的叙述正确的是 ()a可逆反应达到平衡状态后，改变外界条件后，若反应速率发生变化，则平衡一定发生移动b大多数化学反应在一定条件下都有一定限度c使用催化剂可降低反应活化能，加快反应速率，改变反应限度dfecl3溶液与kscn溶液反应达到平衡时，加入少量kcl固体，因k、cl与溶液颜色无关，所以溶液颜色不会变化【答案】bd3工业上由氮气和氢气合成氨气的方法如下：n2(g)3h2(g) 2nh3(g)现向一密闭容器中充入1 mol n2和3 mol h2，在一定条件下使该反应发生，下列有关说法正确的是()a达到化学平衡时，n2将完全转化为nh3b达到化学平衡时，n2、h2和nh3的物质的量浓度一定相等c达到化学平衡时，n2、h2和nh3的物质的量浓度不再变化d达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率都为零【答案】c【解析】各物质的物质的量浓度保持不变的状态为平衡状态，此时有v(正)v(逆)。4co和no都是汽车尾气的有害物质，它们之间能缓慢地发生如下反应：2no(g)2co(g) n2(g)2co2(g)h0。下列说法正确的是()a若每消耗2n mol hi的同时生成n mol h2，表明该反应已达平衡b容器内的压强不发生变化，表明该反应已达平衡c平衡时，若其他条件不变，再充入一定量hi，重新达平衡后，i2的百分含量增大d平衡时，若其他条件不变，升高温度，混合气体的颜色加深【答案】d【解析】hi的消耗和h2的生成表示的均为正反应速率，a错误；该反应在任意时刻压强都不变，b错误：c项该平衡与原平衡是等效的，i2的百分含量不变，c错误；升高温度，平衡正向移动，i2的含量增大，颜色加深，d正确。9向一固定体积的密闭容器中通入a mol n2o4气体，在密闭容器内发生反应：n2o4(g) 2no2(g)，达到平衡时再通入a mol n2o4气体，再次达到平衡时，与第一次达平衡时相比，n2o4的转化率()a不变 b增大c减小 d无法判断【答案】c【解析】假定把后来的a mol n2o4气体通入到与原容器等温、等容的另一个容器中，则达到平衡后，该容器中的平衡与原容器中的平衡完全相同(即达到等效平衡)，n2o4的转化率相等。由于题给容器体积固定，我们可以把该容器中的气体全部压入原容器中，则平衡n2o4(g) 2no2(g)必定向左移动，导致n2o4的转化率减小。10对于平衡体系ma(g)nb(g)=pc(g)gd(g)h0。下列结论中错误的是()a若温度不变，将容器的体积缩小到原来的一半，此时a的浓度为原来的2.1倍，则mnpqb若平衡时，a、b的转化率相等，说明反应开始时，a、b的物质的量之比为mnc若mnpq，则往含有a mol气体的平衡体系中再加入a mol的b，达到新平衡时，气体的总物质的量等于2ad若温度不变时，压强增大到原来的2倍，达到新平衡时，总体积一定比原来的要小【答案】d【解析】温度不变，增大压强，若平衡不移动，a的浓度应变为原来的2倍，实际变为原来的2.1倍，说明平衡逆向移动，故mnpq，a正确；因反应是按化学方程式的计量数之比消耗的，所以只有起始加入量也符合化学方程式的计量数之比时，a、b的转化率才能相等，b正确；若mnpq，则反应过程中气体的总物质的量不变，c正确；温度不变、压强增大到原来的2倍，根据反应的体积变化，气体的总体积可能大于、等于或小于原来的1/2，d不正确。11一定条件下反应2ab(g) a2(g)b2(g)达到平衡状态的标志是()a单位时间内生成n mol a2，同时消耗2n mol abb容器内ab、a2、b2三种气体共存cab的消耗速率等于a2的消耗速率d容器中各组分的体积分数不随时间变化【答案】d【解析】同一反应方向，消耗的ab与生成的a2的物质的量之比始终等于其化学计量数之比，不能说明反应达到平衡，a项错误；由于该反应是可逆反应，所以不管反应正在进行还是达到平衡，三种气体都是共同存在的，b项错误；若反应达到平衡，ab的消耗速率与a2的消耗速率之比应等于其化学计量数之比，即21，而不是相等，c项错误。【点拨】判断化学反应达到平衡状态的重要依据：(1)正、逆反应速率相等，这里的正、逆反应速率相等是对同一物质来说的，不同物质要同时满足方向相反(即一个代表正反应方向、另一个代表逆反应方向)和数值之比等于方程式中的化学计量数之比；(2)“各物质的含量保持不变”的含义很多，既可以是浓度保持不变，也可以是百分含量不变(物质的量、质量、体积分数等)；(3)间接的一些数据或现象保持不变，如气体的颜色、平均摩尔质量等。12在密闭容器中，进行如下反应：2so2(g)o2(g) 2so3(g)，so2和o2起始时分别为20 mol和10 mol，达平衡时，so2的转化率为80%。若从so3开始进行反应，在相同的温度下，欲使平衡时各成分的百分含量与前者相同，则起始时so3的物质的量及其转化率为()a10 mol和10% b20 mol和20%c20 mol和40% d20 mol和80%【答案】b【解析】同t、v时达到等效平衡，需要极限值相等，即20 mol so3与20 mol so2、10 mol o2等效，一个从正向开始，一个从逆向开始，转化率之和为100%。【点拨】明确各条件下达到等效平衡的条件，利用极限法进行转换即可。13一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是()aco2(g)2nh3(g) co(nh2)2(s)h2o(g)h0cch3ch2oh(g) ch2=ch2(g)h2o(g)h0d2c6h5ch2ch3(g)o2(g) 2c6h5ch=ch2(g)2h2o(g)ht1、p1p2。升高温度水蒸气的百分含量降低，说明平衡逆向移动，正反应放热，则h0；增大压强水蒸气的百分含量增大，说明平衡正向移动，正反应为气体分子数减少的反应。综合分析，a项符合要求。【点拨】对于同一化学平衡，在平衡图象中先出现拐点的先达到平衡状态，且先出现拐点的通常表示温度较高或压强较大或使用了催化剂，这种方法可概括为“先拐先平数值大”，解题时应灵活运用。14右图表示反应a(g)b(g) nc(g)hcdt1t2q0babcdt1t2q0cabt2q0dabcdt1t2qt1，温度越高平衡时生成物浓度越小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，qcd。16某小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡的影响，得到如下变化规律(图中p表示压强，t表示温度，n表示物质的量)：根据以上规律判断，下列结论正确的是()a反应：h0，p2p1b反应：h0，t1t2c反应：h0，t2t1；或h0，t2t1d反应：ht1【答案】c【解析】反应，温度升高，a的转化率降低，说明化学平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，hp1，a不正确；由题目给出的反应图示温度为t1，时先达到平衡，说明反应速率快，可知t1t2，同时温度升高n(c)减少，说明平衡向逆反应方向移动，故正反应放热h0，b不正确；对于反应，若为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，c的平衡体积分数减小，则t2t1，反之亦然，c正确；同理对于反应若ht2，d不正确。17在密闭容器中进行如下反应：x2(g)y2(g) 2z(g)，已知x2、y2、z的起始浓度分别为0.1 mol/l、0.3 mol/l、0.2 mol/l，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是()az为0.3 mol/l by2为0.4 mol/lcx2为0.2 mol/l dz为0.4 mol/l【答案】a【解析】x2(g)y2(g) 2z(g)起始浓度： 0.1 mol/l 0.3 mol/l 0.2 mol/l逆向极端： 0.2 mol/l 0.4 mol/l 0正向极端： 0 0.2 mol/l 0.4 mol/l由可逆反应特点可知，任何反应物不可能完全反应，则一定有0c(x2)0.2 mol/l,0.2 mol/lc(y2)0.4 mol/l,0c(z)0.4 mol/l，故正确答案为a。【点拨】该题通过“极值法”与三段式即可算出每种物质浓度的取值范围。18在一固定容积的密闭容器中，充入2 mol a和1 mol b发生如下反应：2a(g)b(g) xc(g)，达到平衡后，c的体积分数为w%；若维持容器体积和温度不变，以0.6 mol a、0.3 mol b和1.4 mol c为起始物质，达到平衡后，c的体积分数也为w%，则x的值为()a5b4c3 d1【答案】c【解析】(方法一)首先根据恒温、恒容下达到等效平衡的条件有：2a(g)b(g) xc(g)2 1 006 0.3 1.4061.40.31.4 0解得x2。(方法二)注意在此情况下的特殊情况，若x3，则压强对反应平衡无影响，温度不变时，只需a与b的起始物质的量的比值相同即可达到等效平衡。因此x可为2或3，但选项中只有3，故选c。【点拨】(1)判断两种化学平衡状态是否是等效平衡时，做到“两看”：一是看外界条件是恒温恒容，还是恒温恒压；二是看化学方程式的特点是气体体积可变的反应还是不变的反应，根据不同的情况和相应的规律即可作出判断。(2)只要是等效平衡，平衡时同一物质的百分含量一定相同，但绝对量不一定相同。19(双选)在一定条件下，在容积为2 l的密闭容器中，将2 mol m气体和3 mol n气体混合，发生如下反应：2m(g)3n(g) xq(g)3r(g)，该反应达平衡时，生成2.4 mol r，并测得q的浓度为0.4 moll1，下列有关叙述正确的是()ax值为2b混合气体的密度增大c平衡时n的浓度为0.3 moll1dn的转化率为80%【答案】cd【解析】利用三段式进行计算。2m(g)3n(g) xq(g)3r(g)起始浓度/(moll1) 1 1.5 0 0转化浓度/(moll1) 0.8 1.2 0.4 1.2平衡浓度/(moll1) 0.2 0.3 0.4 1.2a项，转化浓度满足比例关系：，解得x1；b项，反应前后气体的质量、体积均不变，密度不变；c项，平衡时c(n)0.3 mol/l；d项，n的转化率为100%80%。【点拨】在容积不变的密闭容器中，若反应物、生成物均为气体，则反应前后气体的总质量不变，容器内的气体密度也不变。20在10 l密闭容器中，1 mol a和3 mol b在一定条件下反应：a(g)xb(g) 2c(g)，2 min后反应达到平衡时，测得混合气体共3.4 mol，生成0.4 mol c，则下列计算结果正确的是()a平衡时，物质的量之比n(a)n(b)n(c)2114bx值等于3ca的转化率为20%db的平均反应速率为0.4 mol/(lmin)【答案】c【解析】设转化的a的物质的量为a mol，则a(g)xb(g) 2c(g)起始量/mol 1 3 0转化量/mol a xa 2a平衡量/mol 1a 3xa 2a则2a0.4 mol，得a0.2 mol。平衡时混合气体的总物质的量为3.4 mol,1a3xa2a3.4 mol，x4，b项错误；平衡时a、b、c的物质的量分别为0.8 mol、2.2 mol、0.4 mol，所以比值为4112，a项错误；a的转化率为0.2 mol/1 mol100%20%。c项正确；b的平均反应速率为0.8 mol/(10 l2 min)0.04 mol/(lmin)，d项错误。二、非选择题(本题包括5小题，共40分)21(8分)能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上合成甲醇的反应为co(g)2h2(g) ch3oh(g)h0。(1)已知，该反应s_0(填“”或“”)。(2)在300 ，5 mpa条件下，将0.20 mol的co与0.58 mol h2的混合气体充入2 l密闭容器中发生反应，反应过程中甲醇的物质的量浓度随时间的变化如图所示。在02 min内，以h2表示的平均反应速率为_ moll1min1。300 时该反应的平衡常数k_。【答案】(1)(2)0.024【解析】(1)反应前后气体的物质的量减少，则s0。(2)02 min内，以甲醇表示的平均反应速率为0.02 moll12 min0.01 moll1min1，则以h2表示的平均反应速率为0.01 moll1min120.02 moll1min1。由图可知，2 min时反应达到平衡，co(g)2h2(g) ch3oh(g)起始(moll1) 0.10 0.29 0转化(moll1) 0.02 0.04 0.02平衡(moll1) 0.08 0.25 0.02平衡常数k4。22(8分)下图甲、乙、丙分别表示在不同条件下可逆反应a(g)b(g)xc(g)的生成物c在反应混合物中的体积分数(c)或c的浓度c(c)和反应时间(t)的关系。(1)若图甲中两条曲线分别表示在有催化剂和无催化剂时的反应，则_曲线表示无催化剂时的反应，原因是_。(2)若图乙表示反应达到平衡后分别在恒温恒压和恒温恒容条件下充入氦气后的情况，则_曲线表示恒温恒容条件下的情况，原因是_。(3)根据图丙可以判断该可逆反应的正反应是_(填“吸热”或“放热”)反应，化学计量数x的值_(填“大于”“等于”或“小于”)2。(4)图丁表示在某固定容积的密闭容器中上述可逆反应达到平衡后某物理量随温度(t)的变化情况，则丁图的纵坐标可以是_，原因是_。【答案】(1)bb达到平衡所用时间长，说明b的反应速率小于a(2)b恒温恒容条件下充入氦气，平衡不移动，c(c)不变(3)吸热大于(4)(c)或c(c)或反应物的转化率或平衡常数k温度升高，平衡向吸热反应方向移动，即向正反应方向移动23(8分)联氨(n2h4)及其衍生物是一类重要的火箭燃料。n2h4与n2o4反应能放出大量的热。(1)已知：2no2(g) n2o4(g)h57.20 kjmol1。一定温度下，在体积不变的密闭容器中反应达到平衡。其他条件不变时，下列措施能提高no2转化率的是_(填字母)。a减小no2的浓度b降低温度c增加no2的浓度d升高温度(2)25 时，1.00 g n2h4(l)与足量n2o4(l)完全反应生成n2(g)和h2o(l)，放出19.14 kj的热量。则反应2n2h4(l)n2o4(l)=3n2(g)4h2o(l)的h_ kjmol1。(3)17 、1.01105 pa，密闭容器中n2o4和no2的混合气体达到平衡时，c(no2)0.030 0 moll1、c(n2o4)0.012 0 moll1。计算反应2no2(g) n2o4(g)的平衡常数k_。【答案】(1)bc(2)1 224.96(3)13.3【解析】(3)根据题意知平衡时：c(n2o4)0.012 0 moll1、c(no2)0.030 0 moll1k13.324(8分)(1)101 kpa、298.15 k时有以下反应，试通过计算确定反应自发进行的方向。2kclo3(s)=2kcl(s)3o2(g)h78.03 kjmol1s494.4 jmol