高中化学 第二章 化学反应速率和化学平衡检测 新人教版选修4

1、第二章 化学反应速率和化学平衡检测 (时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题包括18个小题,每小题3分,共54分)1下列说法中,正确的是()a.0.1 mol·l-1盐酸和0.1 mol·l-1硫酸与2 mol·l-1 naoh溶液反应,其反应速率相同b.大理石块与大理石粉分别同0.1 mol·l-1盐酸反应,其反应速率相同c.mg、al在相同条件下分别与0.1 mol·l-1盐酸反应,其反应速率相同d.0.1 mol·l-1盐酸和0.1 mol·l-1硝酸与相同形状和大小的大理石反应,其反应速率相同答案：d21 0

2、00 时,feo(s)+h2(g)fe(s)+h2o(g),k=0.52。欲使容器中有1.0 mol feo被还原,反应前容器中应充入a mol h2。则a的值最接近()a.1.0b.2.0c.3.0d.4.0答案：c3下列说法正确的是()a.增大压强,活化分子数增多,化学反应速率一定增大b.升高温度,活化分子百分数不一定增大,化学反应速率一定增大c.加入反应物,使活化分子百分数增加,化学反应速率增大d.使用催化剂,降低了反应的活化能,增大了活化分子百分数,化学反应速率一定增大答案：d4在一定条件下,将x和y两种物质按不同的比例放入密闭容器中反应,平衡后测得x、y的转化率与起始时两物质的物质的

3、量之比的关系如图所示,则x、y反应的化学方程式可表示为()a.2x+y3zb.3x+2y2zc.x+3yzd.3x+yz答案：d5一定温度下,在2 l的密闭容器中发生反应:m(g)+2n(g)xp(g)h<0,n、p的物质的量随时间变化的关系如图所示。下列有关说法不正确的是()a.x=2b.反应开始2 min内,v(p)=0.1 mol·l-1·min-1c.2 min后,降低温度平衡向右移动d.当容器内混合气体压强不再改变时,反应体系达到化学平衡状态答案：b6根据反应br+h2hbr+h的能量随反应历程的变化示意图甲进行判断,下列叙述中不正确的是()a.正反应吸热b

4、.加入催化剂,该化学反应的反应热不变c.加入催化剂后,该反应的能量随反应历程的变化示意图可用图乙表示d.加入催化剂可增大正反应速率,降低逆反应速率解析：加入催化剂能同等程度地增大正、逆反应速率。答案：d7下列反应中,在高温下不能自发进行的是()a.co(g)c(s)+o2(g)b.2n2o5(g)4no2(g)+o2(g)c.(nh4)2co3(s)nh4hco3(s)+nh3(g)d.mgco3(s)mgo(s)+co2(g)解析：a、b、c、d都是分解反应,都是吸热反应。b、c、d三个反应又都是熵增的反应,所以高温时能自发进行,a中变化需要吸热且不是熵增的反应,在高温下不能自发进行。答案：

5、a8在容积不变的密闭容器中,一定条件下发生反应:2a(?)b(g)+2c(g),且达到平衡。当升高温度时气体的密度增大,则下列叙述正确的是()a.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小b.若正反应是放热反应,则a为气态c.物质a一定为非气态,且正反应是吸热反应d.若向容器中充入惰性气体,则平衡向左移动解析：升高温度,正、逆反应速率均增大,a项错误;若a为气态,则平衡移动后气体的密度不发生变化,b项错误;由于密度变化,故物质a一定为非气态,且平衡正向移动,升温平衡向吸热反应方向移动,故c项正确;在容积不变的反应体系中,充入惰性气体对平衡无影响,d项错误。答案：c9可逆反应n2(g)+3h2(g

6、)2nh3(g),在500 时,将2 mol n2和2 mol h2充入容积为10 l的密闭容器中进行反应,达到平衡时,nh3不可能达到的浓度是()a.0.01 mol·l-1b.0.02 mol·l-1c.0.05 mol·l-1d.0.15 mol·l-1解析：假设反应完全进行,由化学方程式知2 mol h2完全反应生成 mol nh3,此时nh3浓度为 mol·l-1。但由于是可逆反应,故nh3的浓度肯定小于 mol·l-1。故答案为d。答案：d10在一密闭容器中进行以下可逆反应:m(g)+n(g)p(g)+2 l(?)。在不同

7、的条件下p的体积分数(p)的变化情况如图,则该反应()a.正反应放热,l是固体b.正反应放热,l是气体c.正反应吸热,l是气体d.正反应放热,l是固体或气体解析：图像横轴为时间,纵轴为p的体积分数,所以图中曲线的斜率表示反应速率,斜率越大,反应速率越大。曲线表示的反应速率最小,达到平衡所需时间最长;曲线表示的反应速率最大,达到平衡所需时间最短。三条曲线水平部分的高低不同则表示达到平衡状态时生成物p的体积分数的高低。联系反应条件,曲线和压强相同,但的温度较高,所以反应速率>,但达到平衡时(p)却是>,这说明升高温度时(p)降低,因而平衡应向逆反应方向移动,则该反应的正反应为放热反应;

8、比较曲线和,二者温度相同,但压强>,这时(p)却是>,这说明增大压强时(p)降低,因此生成物气体的总体积应大于反应物中气体的总体积,由此判断l一定为气体。答案：b11在一定温度下,向一个容积可变的容器中,通入3 mol so2和2 mol o2及固体催化剂,使之反应:2so2(g)+o2(g)2so3(g)h=-196.6 kj·mol-1,平衡时容器内气体总的物质的量为起始时的90%。保持同一反应温度,在相同容器中,将起始物质的量改为4 mol so2、3 mol o2、2 mol so3(g),下列说法正确的是()a.第一次平衡时反应放出的热量为294.9 kjb.两

9、次平衡so2的转化率相等c.第二次达平衡时so3的体积分数大于90%d.达平衡时用o2表示的反应速率为0.25 mol·l-1·min-1解析：设达平衡时生成so3(g)物质的量为2x,则剩余so2(g)的物质的量为(3 mol-2x)、o2(g)为(2 mol-x),混合气体总的物质的量为(5 mol-x)。根据,解得x=0.5 mol,再结合热化学方程式可知,放出的热量为196.6 kj÷2=98.3 kj。选项b,起始物质的量改为4 mol so2、3 mol o2、2 mol so3(g),将so3转化为so2和o2可知相当于初始加入6 mol so2、4

10、 mol o2,故与第一次平衡是等效平衡,两次平衡中so2的转化率、so3的体积分数相等,故选项b正确、c错误;选项d,题目没有告诉达到平衡时的时间,无法计算反应速率。答案：b12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10 mol,平衡后co物质的量为8 mol。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7 mold.co的平衡转化率为80%

11、解析：升高温度,h2s浓度增加,说明平衡向左移动,则正反应为放热反应,a项错误;通入co,在恒容密闭容器中相当于增大反应物浓度,故正反应速率瞬间增大,然后又逐渐减小,b项错误;设反应前h2s的物质的量为x mol,则根据方程式得:k=0.1,解之得x=7,故c项正确;(co)=×100%=20%,d项错误。答案：c13在恒温、恒容的容器中进行反应:2hih2+i2,反应物的浓度由0.1 mol·l-1降到0.06 mol·l-1需要20 s,那么由0.06 mol·l-1降到0.036 mol·l-1所需时间为()a.等于10 sb.等于12

12、sc.大于12 sd.小于12 s解析：随着反应的进行,反应物的浓度逐渐减小,所以后一阶段的平均反应速率小于前一阶段的平均反应速率,即>,解得t>12 s。答案：c14将4 mol a气体和2 mol b气体充入2 l的密闭容器中,一定条件下发生如下反应: 2a(g)+b(g)2c(g)。若经2 s后测得c的浓度为0.6 mol·l-1,下列几种说法正确的是()用物质a表示的反应平均速率为0.3 mol·l-1·s-1用物质b表示的反应平均速率为0.3 mol·l-1·s-12 s时物质a的转化率为70%2 s时物质b的浓度为0.7

13、 mol·l-1 a.b.c.d.解析：2a(g)+b(g)2c(g)起始物质的量/mol420转化物质的量/mol1.20.61.22 s后物质的量/mol2.81.41.2则:用物质a表示的反应平均速率=1.2 mol ÷(2 l×2 s)=0.3 mol·l-1·s-1,故正确;用物质b表示的反应平均速率为0.15 mol·l-1·s-1, 故错误;2 s时物质a的转化率=1.2 mol÷4 mol×100%= 30%,错误;2 s时物质b的浓度=1.4 mol÷2 l=0.7 mol&#

14、183;l-1,正确。答案：b15在一定温度下,向体积恒定为2 l的密闭容器里充入2 mol m和一定量的n,发生如下反应:m(g)+n(g)e(g);当反应进行到4 min时达到平衡,测知m的浓度为0.2 mol·l-1。下列说法正确的是()a.4 min时,m的转化率为80%b.4 min时,用m表示的反应速率为0.8 mol·l-1·min-1c.4 min后,向容器中充入不参与反应的稀有气体,m的物质的量减小d.2 min时,m的物质的量浓度为0.6 mol·l-1解析：m(g)+n(g)e(g)100.80.80.20.8故4 min时,m的转

15、化率为×100%=80%;用m表示的化学反应速率=0.2 mol·l-1·min-1,若是匀速反应,2 min时,反应的m为0.2 mol·l-1·min-1×2 min=0.4 mol·l-1,m的物质的量浓度为0.6 mol·l-1,但正反应过程中反应速率逐渐减小,2 min时,m的物质的量浓度小于0.6 mol·l-1;恒容条件下,充入稀有气体,平衡不移动,m的物质的量不变。答案：a16对达到化学平衡状态的可逆反应:a+bc+d。若t0时增大压强,正、逆反应速率变化如图所示(v代表反应速率,t代表时

16、间),下列有关a、b、c、d的状态叙述中正确的是()a.a、b、c是气体,d不是气体b.a、b是气体,c、d有一种是气体c.c、d是气体,a、b有一种是气体d.c、d有一种是气体,a、b都不是气体解析：t0时加压,v(正)、v(逆)均增加,说明反应物和生成物中均有气体。v'(逆)>v'(正),生成物气体物质的量大于反应物气体物质的量。答案：c17对于可逆反应:2a(g)+b(g)2c(g)h<0,下列各图正确的是()解析：a项,升温,平衡左移,c的质量分数减小,正确;b项,增大压强,v(正)、v(逆)均增大,错误;c项,催化剂只能增大反应速率,不会使平衡移动,错误;

17、d项,加压平衡右移,a的转化率增大,升温平衡左移,a的转化率应减小,错误。答案：a18在温度、容积相同的3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已知n2(g)+3h2(g)2nh3(g)h=-92.4 kj·mol-1,下列说法错误的是()容器甲乙丙反应物投入量1 mol n2、3 mol h22 mol nh34 mol nh3nh3的平衡浓度(mol·l-1)c1c2c3反应的能量变化放出a kj吸收b kj吸收c kj体系压强(pa)p1p2p3反应物转化率123a.2c1<c3b.a+b=92.4c.1+3<

18、1d.p3>2p2=2p1解析：a项,丙相当于乙平衡后,把体积缩小为原来的,若平衡不移动c3=2c2,而事实上平衡右移,所以c3>2c2,恒温恒容条件下,甲、乙两容器中平衡时等效,则有c1=c2,即有c3>2c1正确;b项,甲中生成nh3的物质的量与乙中分解nh3的物质的量之和为1 mol,所以a+b=92.4,正确;c项,1+2=1,而3<2,所以1+3<1;d项,丙相对于乙来说,相当于把体积缩小一半,若平衡不移动,p3=2p2,而事实上,平衡右移,所以p3<2p2,又由p1=p2,故p3<2p2=2p1,错误。答案：d二、非选择题(本题包括6个小题

19、,共46分)19(8分)在80 时,将0.40 mol 的n2o4气体充入2 l 已经抽空的固定容积的密闭容器中,发生如下反应:n2o42no2,隔一段时间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据:时间/sn/mol物质020406080100n(n2o4)0.40a0.20cden(no2)0.000.24b0.520.600.60(1)计算2040 s 内用n2o4表示的平均反应速率为 mol·l-1·s-1。 (2)计算在80 时该反应的平衡常数k=。 (3)反应进行至100 s 后将反应混合物的温度降低,混合气体的颜色(填“变浅”“变深”或“不变”

20、)。 (4)要增大该反应的k值,可采取的措施有(填序号)。 a.增大n2o4起始浓度b.向混合气体中通入no2c.使用高效催化剂d.升高温度解析：(1)20 s 时,n(n2o4)=0.40 mol-×0.24 mol =0.28 mol 。v(n2o4)=0.002 0 mol ·l-1·s-1。(2)反应进行到80 s 时达到平衡状态,d=0.40 mol-×0.60 mol =0.10 mol。k=1.8。答案：(1)0.002 0(2)1.8(3)变浅(4)d20(6分)t 时,a气体与b气体反应生成c气体,反应过程中a、b、

21、c浓度变化如图()所示,若保持其他条件不变,温度分别为t1和t2时,b的体积分数与时间的关系如图()所示。()()根据以上条件,回答下列问题:(1)a与b反应生成c的化学方程式为,正反应为(填“吸热”或“放热”)反应。 (2)t1 min后,改变下列某一条件,能使平衡向逆反应方向移动的有(填字母编号)。 a.保持其他条件不变,增大压强b.保持容器总体积不变,通入少量稀有气体c.保持其他条件不变,升高温度解析：(1)由图()可知,a、b为反应物,c为生成物,其变化量之比c(a)c(b)c(c)=0.20.60.4=132,所以化学方程式为a(g)+3b(g)2c(g);由图(

22、)可知t1>t2,升温b的体积分数增加,说明升温平衡逆向移动,则说明逆反应为吸热反应,正反应为放热反应。(2)a项,增压平衡向体积减小即正反应方向移动。b项,体积不变,充入稀有气体,平衡不移动。c项,升温,平衡向吸热即逆反应方向移动。答案：(1)a(g)+3b(g)2c(g)放热(2)c21(8分)反应a(g)b(g)+c(g)在容积为1.0 l的密闭容器中进行,a的初始浓度为0.050 mol·l-1。温度t1和t2下a的浓度与时间关系如图所示。回答下列问题:(1)上述反应的温度t1(填“大于”“小于”或“等于”,下同)t2,平衡常数k(t1)k(t2)。 (2)若

23、温度t2时,5 min后反应达到平衡,a的转化率为70%,则:平衡时体系总的物质的量为。 反应的平衡常数k=。 反应在05 min区间的平均反应速率v(a)=。 解析：(1)图中显示,t2时达到平衡所用时间少,反应速率大,所以温度高;而温度越高c(a)越小,说明平衡正向移动,可判断正反应为吸热反应,升温k将增大。(2)根据“三段式”求解:a(g)b(g)+c(g)开始/(mol·l-1)0.05000转化/(mol·l-1)0.050×70%=0.035 00.035 00.035 0平衡/(mol·l-1)0.015 00

24、.035 00.035 0故平衡时体系总的物质的量=(0.015 0 mol·l-1+0.035 0 mol·l-1+0.035 0 mol·l-1)×1.0 l=0.085 mol平衡常数k=0.08205 min平均反应速率v(a)=0.007 mol·l-1·min-1答案：(1)小于小于(2)0.085 mol0.0820.007 mol·l-1·min-122(8分)偏二甲肼与n2o4是常用的火箭推进剂,二者发生如下化学反应:(ch3)2nnh2(l)+2n2o4(l)2co2(g)+3n2(g)+4h2

25、o(g)()(1)火箭残骸中常出现红棕色气体,原因为:n2o4(g)2no2(g)()当温度升高时,气体颜色变深,则反应()为(填“吸热”或“放热”)反应。 (2)一定温度下,反应()的焓变为h。现将1 mol n2o4充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是。 若在相同温度下,上述反应改在体积为1 l的恒容密闭容器中进行,平衡常数(填“增大”“不变”或“减小”),反应3 s后no2的物质的量为0.6 mol,则03 s内的平均反应速率v(n2o4)= mol·l-1·s-1。 解析：(1)温度升高时,气体颜色加深,说明

26、平衡向正反应方向移动,则正反应为吸热反应。(2)该反应由反应正方向开始,气体分子数逐渐增大,而压强保持不变,则容器体积增大,气体密度减小,达平衡时保持不变,a正确;该反应的h始终保持不变,不能说明达到平衡状态,b错误;该反应由正反应方向开始,n2o4逐渐减少,恒压过程中容器体积增大,n2o4浓度减小,v(正)逐渐减小,达平衡时保持不变,c错误;该反应由正反应方向开始,n2o4转化率逐渐增大,达平衡时保持不变,d对。平衡常数只与温度有关,温度保持不变,平衡常数不变。v(n2o4)=v(no2)=0.1 mol·l-1·s-1。答案：(1)吸热(2)ad不变0.123(8分)已

27、知2a2(g)+b2(g)2c(g)h=-a kj·mol-1(a>0),在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2 mol a2和1 mol b2,在500 时充分反应达到平衡后c的浓度为w mol·l-1,放出热量b kj。(1)a(填“>”“=”或“<”)b。 (2)若将反应温度升高到700 ,该反应的平衡常数将(填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)若在原来的容器中,只加入2 mol c,500 时充分反应达到平衡后,吸收热量c kj,c的浓度(填“>”“=”或“<”)w mol·l-1。 (4)能

28、说明该反应已经达到平衡状态的是。 a.v(c)=2v(b2)b.容器内压强保持不变c.v逆(a2)=2v正(b2)d.容器内气体的密度保持不变(5)使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的操作是。 a.及时分离出c气体b.适当升高温度c.增大b2的浓度d.选择高效的催化剂解析：(1)由热化学方程式的含义知,2a2(g)+b2(g)2c(g)h=-a kj·mol-1表示2 mol a2与1 mol b2完全反应生成2 mol c时放出a kj的热量,可逆反应不能进行到底,因此生成的c少于2 mol,放出的热量小于a kj。(2)温度升高,化学平衡向逆反应方向移动,化学平衡常数减小。(3)在相同条件下,加入2 mol a2、1 mol b2(平衡)与加入2 mol c(平衡)最终建立相同的平衡状态;c的平衡浓度相等。(4)此反应为反应前后气体分子数不等的反应,压强不变,说明达到平衡状态;因容积固定且反应物和生成物均为气体,反应过程中气体密度始终不变,故密度不变无法判断反应是否达到平衡;在反应过程中始终存在如下关系:v(c)=2v(b2),因此,无法确定反应是否达到平衡。由化学方程式知,v正(a2)=2v