第二章 化学反应速率与化学平衡 单元练习题 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修一

试卷第=page11页，共=sectionpages33页试卷第=page11页，共=sectionpages33页第二章《化学反应速率与化学平衡》单元练习题一、单选题1．某温度下反应的，当各气体物质的量浓度分别为mol·L、mol·L时，上述反应A．缺条件，无法判断 B．逆向进行C．达到平衡状态 D．正向进行2．在600K下，按初始投料比分别为1∶1，1∶2，1∶3投料，发生反应为

。测得不同压强下，CO平衡转化率如图所示。下列说法错误的是A．曲线Z代表起始投料比为1∶1B．m点对应的转化率：C．若其他条件不变，降低温度会使对应的曲线上移D．若其他条件不变，通过压缩体积增大压强，达到平衡后，的值减小3．已知：X(s)+2Y(g)⇌3Z(g)，，下列说法错误的是A．增加X的用量，对反应速率没有影响B．升高反应温度，逆反应速率增大，正反应速率减小C．达到化学平衡状态时，Z的浓度不再发生变化D．0.1molX和0.2molY充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3mol4．燃煤烟气中去除氮氧化物的过程被称为脱硝过程，一氧化碳脱硝是碳和氮的氧化物综合处理的重要方式，其反应原理为：

。在不同温度和压强下，分别在两密闭容器中发生上述反应，已知。下列说法错误的是温度压强平衡时的体积分数容器Ⅰ1∶1容器Ⅱ1∶1A． B．NO平衡转化率：容器Ⅰ<容器ⅡC．平衡常数： D．达到平衡时所需时间：5．在盛有载氧体的恒容密闭容器中充入空气[氧气的物质的量分数为]，发生反应：

。平衡时氧气的物质的量分数随反应温度变化的曲线如图所示。下列说法错误的是A．升高温度，平衡向逆反应方向移动导致增大B．时达平衡后容器内总压为，则此时反应的压强平衡常数为C．平衡时保持不变，向容器中充入等体积的空气，再次平衡后氧气物质的量浓度增大，减小D．时的平衡转化率约为6．恒容密闭反应器中间有一个可自由移动的导热隔板将容器分成甲、乙两部分，分别发生下列两个可逆反应：甲：A(g)＋B(g)2C(g)

△H>0、乙：X(g)+3Y(g)2Z(g)

△H<0起初甲、乙中反应均达到平衡时隔板位于正中间，然后进行相关操作，下列叙述正确的是A．恒温条件下，向甲中通入C气体，再次平衡时，Z的物质的量浓度不变B．恒温条件下，向乙中通入惰性气体，再次平衡时，乙中Z的浓度减小C．绝热条件下，向乙中通入Z气体，A的平衡转化率不变D．绝热条件下，向甲中通入惰性气体，再次平衡时，C的物质的量不变7．下列事实不能用勒夏特列原理来解释的是A．向盛有2mL5%H2O2溶液的试管中滴入1mL0.1mol/LFeCl3溶液，试管中迅速产生大量气泡B．用饱和食盐水收集Cl2可以降低Cl2在水中的溶解度C．工业生产硫酸的过程中使用过量氧气以提高SO2的利用率D．向K2Cr2O4溶液中滴入浓的NaOH溶液后，溶液黄色加深：2(黄色)+2H+(橙色)+H2O8．工业上可采用的方法来制取高纯度的和。我国学者采用量子力学方法，通过计算机模拟，研究了在钯基催化剂表面上甲醇制氢的反应历程，其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。甲醇()脱氢反应的第一步历程，有如下两种可能方式(其中、为活化能)：方式①：方式②：图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图。下列关于上述“第一步历程”的说法中，错误的是A．主要历经方式②B．总反应的焓变()大于0C．最小能垒(活化能)为D．焓变最小的基元反应为9．保持温度240℃不变，在容积为2L的恒容密闭容器中充入和（物质的量之比为1∶3）发生反应：，其中的物质的量（n）随时间（t）的变化关系如图1中曲线Ⅰ所示，反应过程中的能量变化如图2所示。下列说法错误的是A．该反应是放热反应B．平衡转化率为87.5%C．0~30min内用H₂表示的平均反应速率mol⋅L⋅minD．图2中若水的状态为液态，则能量变化曲线可能为①10．中国提出二氧化碳排放在2030年前达到峰值，2060年前实现碳中和。这体现了中国作为全球负责任大国的环境承诺和行动决心。二氧化碳选择性加氢制甲醇是解决温室效应、发展绿色能源和实现经济可持续发展的重要途径之一、常温常压下利用铜基催化剂实现二氧化碳选择性加氢制甲醇的反应机理和能量变化图如下(其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注)，下列说法错误的是A．二氧化碳选择性加氢制甲醇是放热反应B．催化剂能改变反应机理，加快反应速率，降低反应热C．总反应为CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)D．该历程的决速步为HCOO*＋4H*=CH3O*＋H2O11．N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如下，用、、分别表示N2、H2、NH3，已知：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH=-92kJ/mol。下列说法正确的是A．①→④所有过程都是吸热过程B．②→③过程，是吸热过程且只有H-H键的断裂C．③→④过程，N原子和H原子形成了含有非极性键的NH3D．合成氨反应中，反应物断键吸收能量小于生成物形成新键释放的能量12．已知反应：，其浓度数据如下：当用Y浓度的减少来表示该化学反应的速率时，其速率为A． B．C． D．13．可用于制铁盐、兽药，与砂糖混用为补血剂，其工艺生产流程如下：已知：“还原”工序中不生成S单质。下列说法错误的是A．“焙烧”时，将粉碎可提高焙烧效率B．“焙烧”过程中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11∶4C．“还原”工序中，反应的离子方程式为：D．“沉铁”时，有生成14．纳米级材料Cu2O有非常优良的催化性能。工业上在高温条件下用炭粉还原CuO制得：

。下列说法正确的是A．该反应在任何温度下均可自发进行B．该反应的平衡常数K=c(CO)C．其他条件相同，加入更多的炭粉，可以提高CuO的平衡转化率D．反应中生成22.4L，转移的电子数目为2×6.02×1023二、非选择题15．二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。回答下列问题：(1)CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比n(C2H4)：n(H2O)=。当反应达到平衡时，若增大压强，则n(C2H4)(填“变大”“变小”或“不变”)。(2)理论计算表明，原料初始组成n(CO2)：n(H2O)=1：3，在体系压强为0.1MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。图中，表示C2H4、CO2变化的曲线分别是、。CO2催化加氢合成C2H4反应的△H0(填“大于”或“小于”)。(3)根据图中点A(440，0.39)，计算该温度时反应的平衡常数Kp=(MPa)-3(列出计算式。以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。(4)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C3H4、C3H5、C4H3等低碳烃。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当。16．油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题：(1)在、反应条件下，将的混合气进行热分解反应。平衡时混合气中与的分压相等，平衡转化率为，平衡常数。(2)在、反应条件下，对于分别为4∶1、1∶1、1∶4、1∶9、1∶19的混合气，热分解反应过程中转化率随时间的变化如图所示。①越小，平衡转化率，理由是。②对应图中曲线，计算其在之间，分压的平均变化率为。17．“低碳经济”备受关注，CO2的有效开发利用成为科学家研究的重要课题。二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳，反应方程式为ΔH<0，一定温度下，于恒容密闭容器中充入，反应开始进行。(1)下列能说明该反应已经达到平衡状态的是_______(填字母代号)。A．c(CH3OH)与c(CO2)比值不变B．容器中混合气体的密度不变C．3v正(H2)=v逆(CH3OH)D．容器中混合气体的平均摩尔质量不变(2)上述投料在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为x(CH3OH)，在t=250℃下的x(CH3OH)~p变化曲线、在p=5×105Pa下的x(CH3OH)~t变化曲线如图所示。①图中对应等压过程的曲线是。②当x(CH3OH)=0.10时，CO2的平衡转化率α=，反应条件可能为。(3)温度为T时，向密闭恒容容器中充入3molH2和1molCO2的混合气体，此时容器内压强为4P，当CO2的转化率为50%时该反应达到平衡，则该温度下，此反应的平衡常数Kp=。(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)18．能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础，常规能源的合理利用和新能源的合理开发是当今社会面临的严峻课题。回答下列问题：(1)近年我国努力调整能源结构，开发新能源。下列物质中，属于可再生能源的是(填字母)。A、氢能B、天然气C、石油(2)工业上用CO生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)，反应过程中的能量变化情况如图所示。反应的活化能为kJ/mol，曲线(选填“I”或“II”)表示使用催化剂的反应过程。计算当反应生成1.5molCH3OH(g)时，能量变化值是kJ。又知该反应中某些物质分子里的化学键的键能数据如下表：化学键C-HH-HC-OH-O键能(kJ∙mol-1)413436343465若CO中的C与O之间为三键连接，则C≡O键的键能为kJ·mol-l。(3)CO2资源化利用的方法之一是合成二甲醚(CH3OCH3)。CO2催化加氢合成二甲醚的过程中主要发生下列反应：反应I：CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H=+41.2kJ/mol反应II：2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H=-122.5kJ/mol其中，反应II：分以下①②两步完成，请写出反应①的热化学方程式。①。②2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-23.5kJ/mol答案第=page11页，共=sectionpages22页答案第=page11页，共=sectionpages22页参考答案：1．D【详解】对于反应，当有0.7mol•L-1H2、0.2mol•L-1CH4时，此时的浓度商，反应向正反应方向进行，故选D。2．D【分析】相同条件下，氢气投料越多，一氧化碳的平衡转化率越大，所以曲线X代表1:3投料，所以曲线Y代表1:2投料，所以曲线Z代表1:1投料。【详解】A．相同条件下，氢气投料越多，CO的平衡转化率越大，故曲线Z代表起始投料为1∶1，故A正确；B．m点起始投料比为1∶2，正好是方程式中CO和的化学计量数之比，则反应过程中转化率：，故B正确；C．该反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，对应的曲线上移，故C正确；D．若其他条件不变，压缩体积压强增大，平衡将正向移动，但根据勒夏特列原理可知增大，而平衡常数是定值，则的值增大，故D错误；故答案为：D。3．B【详解】A．X为固体，故增加X的用量，对反应速率没有影响，A正确；B．升高反应温度，正、逆反应速率增大，B错误；C．Z的浓度为变量，达到化学平衡状态时，Z的浓度不再发生变化，C正确；D．该反应为可逆反应，不能完全进行，故0.1molX和0.2molY充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3mol，D正确；故选B。4．A【详解】A．该反应为气体体积减小的放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡时CO2的体积分数减小，增大压强，平衡正向移动，平衡时CO2的体积分数增大，已知，而容器Ⅰ的小于容器Ⅱ，无法判断p1和p2的大小关系，A错误；B．容器Ⅰ的小于容器Ⅱ，说明容器Ⅱ中正反应进行的程度大于容器Ⅰ，则NO平衡转化率：容器Ⅰ<容器Ⅱ，B正确；C．该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，K值减小，已知，则，C正确；D．温度越高，化学反应速率越快，由B可知容器Ⅱ中正反应进行的程度大于容器Ⅰ，已知，则容器Ⅰ中化学反应速率大于容器Ⅱ，则达到平衡时所需时间：，D正确；故选A。5．C【详解】A．，所以升温平衡逆移增大，A正确；B．根据分压平衡常数计算公式，分压平衡常数就等于，B正确；C．因为温度不变不变，所以充入空气再次平衡后氧气的物质的量浓度不变，C错误；D．取空气，占，设下平衡时消耗的物质的量为，则，解得：，平衡转化率为，D正确；答案选C。6．B【详解】A．恒温条件下，向甲中通入C气体，甲中体积变大，乙中体积变小，压强增大，平衡正移，再次平衡时，Z的物质的量浓度增大，A错误；B．恒温条件下，向乙中通入惰性气体，乙体积变大，相当于减小压强，平衡逆向移动，再次平衡时，乙中Z的浓度减小，B正确；C．绝热条件下，向乙中通入Z气体，平衡逆向移动，温度降低，中间隔板是导热的，甲中反应逆向进行，A的平衡转化率减小，C错误；D．绝热条件下，向甲中通入惰性气体，乙体积变小，压强变大，平衡正移，温度升高，中间隔板是导热的，甲中反应正向进行，C的物质的量变大，D错误；故选B。7．A【详解】A．铁离子对过氧化氢的分解起催化作用，是反应的催化剂，催化剂只改变反应速率，不影响平衡的移动，则向盛有2mL5%H2O2溶液的试管中滴入1mL0.1mol/LFeCl3溶液，试管中迅速产生大量气泡不能用勒夏特列原理来解释，故A符合题意；B．氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，反应中存在如下平衡：Cl2+H2OH++Cl—+HClO，将氯气通入氯离子浓度较大的饱和食盐水中，平衡向逆反应方向移动，氯气溶解度减小，则能用勒夏特列原理解释实验室用排饱和食盐水法收集氯气，故B不符合题意；C．二氧化硫与氧气发生催化氧化反应生成三氧化硫的反应是可逆反应，使用过量氧气，反应物浓度增大，平衡向正反应方向移动，二氧化硫的转化率增大，则工业生产硫酸的过程中使用过量氧气以提高二氧化硫的利用率能用勒夏特列原理解释，故C不符合题意D．向重铬酸钾溶液中滴入浓氢氧化钠溶液，氢氧根离子中和溶液中的氢离子，氢离子浓度减小，平衡向逆反应方向移动，溶液黄色加深，则向重铬酸钾溶液中滴入浓氢氧化钠溶液后，溶液黄色加深能用勒夏特列原理解释，故D不符合题意；故选A。8．AC【详解】A．方式①的活化能低，说明其反应速率快，即甲醇裂解过程主要历经的方式应为①，故A错误；B．由图可知，CH3OH的能量低于CO和2H2的总能量，反应为吸热反应，大于0，故B正确；C．由图可知，该历程中最小能垒(活化能)为（116.1-62.5）kJ·mol－1=53.6kJ·mol－1，故C错误；D．由图可知，焓变最小即放出热量最多的基元反应，为，反应物的能量高于生成物的能量，且差别最大，是放热最多的步骤，故D正确；故选AC。9．D【详解】A．由图2可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，所以是放热反应，A正确；B．由方程式计量数的关系可知，曲线Ⅱ是的物质的量变化，由三段式法可得：的平衡转化率为，B正确；C．mol⋅L⋅min，C正确；D．气态水变为液态水时要放出热量，所以反应生成液态水时，生成物的总能量更低，D错误；故选D。10．B【详解】A．由能量变化图可以看出反应物的总能量大于生成物的总能量，所以二氧化碳选择性加氢制甲醇是放热反应，A正确；B．催化剂能改变反应机理，加快反应速率，不能改变反应热，B错误；C．由反应机理和能量变化图可知，总反应为CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)，C正确；D．由能量变化图知，HCOO*＋4H*=CH3O*＋H2O的活化能最大，反应速率最慢，是该历程的决速步，D正确；故选B。11．D【详解】A．①→②为吸附过程是个放热过程，②→③过程是化学键断裂的过程则该过程为吸热过程，③→④化学键形成过程是个放热过程，A错误；B．②→③为N≡N键、H-H键的断裂过程，是吸热过程，B错误；C．两个相同的原子团或原子之间形成的共价键是非极性键，③→④过程，N原子和H原子形成了含有极性键的NH3，C错误；D．该反应为放热反应，则合成氨反应中，反应物断键吸收的能量小于生成物形成新键释放的能量，D正确；故答案为：D。12．C【详解】内Y的浓度变化量，故内用Y表示的平均反应速率；答案选C。13．C【分析】FeS2在空气中焙烧得氧化铁，氧化铁用稀硫酸酸浸生成硫酸铁，往硫酸铁溶液中加FeS2发生氧化还原反应，接着往其中加碳酸氢铵沉铁得碳酸亚铁。【详解】A．“焙烧”时，将FeS2粉碎，增大了反应物之间的接触面积，加快反应速率，提高焙烧效率，故A正确；B．“焙烧”过程中发生的反应为4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2，其中O2为氧化剂，FeS2为还原剂，则氧化剂和还原剂的物质的量之比为11∶4，故B正确；C．“还原”工序中，无S单质生成，则只能生成，不能生成(被Fe3＋氧化)，其正确的离子方程式为14Fe3＋＋FeS2＋8H2O=15Fe2＋＋2＋16H＋，故C错误；D．“沉铁”时，Fe2＋与结合生成FeCO3，导致浓度减小，促进了的电离(H＋＋)，H＋浓度增大，再与反应生成CO2气体：H＋＋=CO2↑＋H2O，故D正确；故答案为：C。14．B【详解】A．由题干反应方程式可知，该反应是一个气体体积增大的吸热反应，故该反应在较高温度下可自发进行，A错误；B．根据平衡常数的定义结合反应方程式可知，该反应的平衡常数K=c(CO)，B正确；C．其他条件相同，炭粉是固体，加入更多的炭粉，炭粉的浓度不变，化学平衡不移动，故不能提高CuO的平衡转化率，C错误；D．题干未告知CO所处的状态，无法计算反应中生成22.4L，转移的电子数目，D错误；故答案为：B。15．(1)1∶4变大(2)dc小于(3)(4)选择合适催化剂等【详解】（1）CO2催化加氢生成乙烯和水的化学方程式为，可知反应产物的物质的量之比n(C2H4)：n(H2O)=1：4。该反应的正反应是气体体积减小的反应，增大压强化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动，导致n(C2H4)变大；（2）由平衡图像知，390K时四种组分的物质的量分数之比满足1∶3的是曲线c和曲线a，物质的量分数之比满足1∶4的是曲线d和曲线b，结合反应方程式和原始投料n(CO2)：n(H2O)=1：3可得，曲线c表示CO2，曲线a表示H2，曲线d表示C2H4，曲线b表示H2O；由图像的变化趋势可知：升高温度，曲线a、c表示的物质的物质的量增大，曲线b、d表示的物质的物质的量减小，说明化学平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则该反应的正反应是放热反应，属于反应热△H＜0；（3）起始投料比n(CO2)：n(H2O)=1：3，平衡时总压为0.1MPa，在相同外界条件下气体的压强比等于气体的物质的量的比，则p(CO2)：p(H2)=1：3，p(C2H4)：p(H2O)=1：4，由图像可知p(H2)=p(H2O)=0.1×0.39MPa，所以p(CO2)=p(H2)=×0.1×0.39MPa，p(C2H4)=p(H2O)=×0.1×0.39MPa，结合反应的化学方程式：可得该温度下的平衡常数；（4）在一定温度和压强下，为了提高反应速率和乙烯的选择性，要减少副反应的发生，采取的措施是：可适当选择合适催化剂等。16．(1)50%4.76(2)越高越小，的分压越小，平衡向正反应方向进行，的平衡转化率越高d24.9【详解】（1）假设在该条件下，硫化氢和氩起始投料的物质的量分别为和，平衡时转化的，根据三段式可知：平衡时和的分压相等，则二者的物质的量相等，即，解得，所以的平衡转化率为；n(总)=4+1-x+0.5x+x=5.25mol，n(H2)=0.5mol，n(H2S)=0.25mol，所以平衡常数为；故答案为：50%；4.76。（2）①由于的正反应是体积增大的反应，越小，的分压越小，相当于降低压强，平衡向正反应方向移动，因此的平衡转化率越高；②越小，的平衡转化率越高，所以对应的曲线是d；根据图像可知，，反应进行到时，的转化率为24.0%。假设在该条件下，硫化氢和氩起始投料的物质的量分别为和，则根据三段式可知：此时的分压为，的起始压强为，所以分压的平均变化率为；故答案为：越高；越小，的分压越小，相当于降低压强，平衡向正反应方向移动，因此的平衡转化率越高；d；24.9。17．(1)AD(2)b33.3%5×105Pa、210℃或9×105Pa、250℃(3)【详解】（1）A．初始投料为H2和CO2，所以平衡前CO2浓度减小，CH3OH浓度增大，所以当c(CH3OH)与c(CO)比值不变时说明反应达到平衡，故A选；B．根据质量守恒定律，反应前后气体的总质量m(g)不变，恒容条件下，由知密度始终不改变，所以不能据此判断反应是否达到平衡，故B不选；C．若，因为，则，则正逆反应速率不相等，说明该反应未达到平衡状态，故C不选；D．该反应是反应前后气体物质的量n(g)改变、质量m(g)不变的反应，由知混合气体的平均摩尔质量不再改变时，反应达到了平衡状态，故D选；故答案为：AD；（2）①由题意可知，该反应为放热反应，其他条件相同时，升高温度，平衡逆向移动，甲醇的物质的量分数x(CH3OH)减小，故图中对应等压过程的曲线是b，故答案为b；该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，甲醇的物质的量分数减小；②于恒容密闭容器中充入，设CO2的起始量为amol，变化量为bmol，则H2的起始量为3amol，列三段式计算如下：当平衡时体系中甲醇的物质的量分数x(CH3OH)=0.10，即，整理得a=3b，故CO2的平衡转化率