第二章化学反应速率与化学平衡单元练习题高二上学期化学人教版选择性必修12

第二章化学反应速率与化学平衡单元练习题一、单选题1．在2L密闭容器中进行反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)

ΔH>0，测得c(H2O)随反应时间(t)的变化如图。下列判断正确的是A．0~5min内氢气的反应速率大于1012分内的反应速率B．为提高水蒸气的转化率，可向容器中再通入一定量的水蒸气C．10min时，改变的外界条件可能是升高温度或者减小压强D．5min时该反应的K值一定小于12min时的K值2．下列关于化学反应方向及其判据的说法正确的是A．能自发进行的反应一定能迅速发生B．放热反应都可以自发进行，而吸热反应不能自发进行C．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向D．1mol在不同状态时的熵值：3．五氧化二氮(化学式：)又称硝酐，是硝酸的酸酐，在一定温度下可发生以下反应：

。某温度下，向恒容密闭容器中充入，发生上述反应，部分实验数据见下表：下列说法正确的是时间/s0500100015005.003.522.502.50A．0～1000s内，B．当气体密度不变时，反应达到平衡状态C．该温度下反应的平衡常数D．反应达到平衡后，保持其他条件不变，加入合适的催化剂，变大4．三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂，催化剂表面物质转化的关系如图所示，下列说法错误的是A．“还原”过程中碳元素均被氧化B．“储存”和“还原”过程中氮元素均被还原C．“储存”过程中每消耗1mol转移4molD．三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、、三种成分的净化5．4NH3＋5O24NO＋6H2O是硝酸工业中的一个反应。下列关于该反应的说法正确的是()A．增大反应物浓度能减慢反应速率 B．降低温度能加快反应速率C．使用催化剂能加快反应速率 D．NH3与O2能100%转化为产物6．在无催化剂下，丙烷()脱氢制备丙烯()：

，起始向容器Ⅰ、Ⅱ中均投入，其他条件相同，两个容器同时启动反应，相对容器Ⅱ，容器Ⅰ仅改变温度，测得的物质的量与时间关系如图所示。下列叙述正确的是A．该反应的焓变B．时容器Ⅱ中(为浓度商)C．加入催化剂，容器Ⅰ平衡时间缩短而容器Ⅱ延长D．容器Ⅰ、Ⅱ中平衡转化率之比为7．在密闭容器中A与B反应生成C，其反应速率分别用(A)、(B)、(C)表示。已知(A)、(B)、(C)之间有以下关系2(B)=3(A)，3(C)=2(B)。则此反应可表示为A．2A+3B2C B．A+3B2CC．3A+B2C D．A+BC8．时，向的溶液中一次性加入的溶液(混合溶液的体积近似等于所加溶液体积之和)，发生反应，混合溶液中与反应时间(t)的变化如图所示。下列说法错误的是A．时向溶液中加入溶液，平衡逆向移动。B．E点对应的坐标为C．过程中平均反应速率D．时加入少量固体，溶液红色加深，说明上述反应是可逆反应9．向三个体积均为3L的恒容绝热容器中，按不同方式投入反应物，500℃条件下开始发生如下反应：△H＜0，测得达平衡时有关数据如下：容器ⅠⅡⅢ反应物投入量1molH2、1molBr22molHBr2molH2、2molBr2平衡时正反应速率v1v2v3平衡常数K1K2K3平衡时的物质的量n1n2n3反应物的转化率a1a2a3下列说法正确的是A．v1=v2 B．K1=K2 C．n1＞n2 D．a1+a2＞110．下列反应达到平衡后，升高温度可以使混合气体平均相对分子质量增大的是A．H2(g)+I2(g)2HI(g)

ΔH＜0B．4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)

ΔH＜0C．N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

ΔH＜0D．2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)

ΔH>011．将BaO2放入密闭的真空容器中，反应2BaO2(s)2BaO(s)+O2(g)达到平衡。保持温度不变，缩小容器容积，体系重新达到平衡，下列说法正确的是（）A．平衡常数减小 B．BaO量不变 C．氧气浓度不变 D．BaO2量减少12．已知，将一定量的NO2充入注射器中后封口，如图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深，透光率越小)。下列说法正确的是A．b点与a点相比，c(NO2)增大，c(N2O4)减小B．c点的状态操作是拉伸注射器C．d点：v(正)>v(逆)D．a、b、c、d对应的状态都是平衡状态二、填空题13．自氢气生物学效应发现以来，氢气对以脑血管疾病为代表和以老年性痴呆为代表的中枢神经系统功能紊乱都具有明显的保护作用。工业上一般利用天然气、水煤气、甲醇等制取H2，已知用甲醇获得氢气的一种工艺流程如图所示：已知：PSA装置是利用变压吸附技术分离提取纯氢。回答下列问题：若最终分解率与CO最终转化率均为99%，试计算当氢气产量为时，甲醇的投料量=(列出计算式即可，不考虑副反应)。14．在一个体积为1L的密闭容器中发生某化学反应：2A(g)B(g)＋C(g)，三种不同条件下进行，其中实验Ⅰ、Ⅱ都在800℃，实验Ⅲ在950℃，B、C的起始浓度都为0，反应物A的浓度(mol·L－1)随时间(min)的变化如图所示。试回答下列问题：（1）在实验Ⅰ中，反应在20～40min内A的平均反应速率为mol·L－1·min－1。实验Ⅱ和实验Ⅰ相比，可能隐含的反应条件是。（2）该反应的ΔH0，其判断理由是。（3）实验Ⅰ第40min末，若降低反应温度，达到新的平衡后，A的浓度不可能为(填序号)。A．0.35mol·L－1B．0.4mol·L－1C．0.7mol·L－1D．0.8mol·L－1（4）若反应在800℃进行，在该1L的密闭容器中加入1molA、0.2molHe，达到平衡时A的转化率应。A．等于86%

B．等于50%

C．小于50%

D．介于50%～86%之间15．将1molCO和1molH2O(g)充入某固定容积的反应器中，在某条件下达到平衡：CO+H2O(g)⇌CO2+H2，此时有2/3的CO转化为CO2。(1)该平衡混合物中CO2的体积分数为。(2)若在相同条件下，向容器中充入1molCO2、1molH2和1molH2O，则达到平衡时与(1)中平衡相比较，平衡应向(填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不”)移动，此时平衡混合物中CO2的体积分数可能是下列各值中的(填编号)。A．22.2%

B．27.55%

C．33.3%

D．36.8%(3)结合(2)中计算结果分析若平衡向正方向移动时，则下列说法中正确的是(填序号)。①生成物的产量一定增加②生成物的体积分数一定增加③反应物的转化率一定增大④反应物的浓度一定降低⑤正反应速率一定大于逆反应速率⑥一定使用了催化剂16．已知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0。在密闭容器中，充入2molN2和6molH2使之发生反应：(1)当反应达到平衡时，N2和H2的转化率比是。(2)当达到平衡时，保持体积不变充入氩气，平衡将向移动。(填“向左”、“向右”或“不”)。(3)当达到平衡时，将c(N2)、c(H2)、c(NH3)同时减小一倍，平衡将向移动。(4)若有两容器都充入2molN2和6molH2，甲容器保持恒温、恒容，乙容器保持恒容绝热，同时开始反应，更先达平衡的是容器(填“甲”或“乙”)，甲中N2的转化率比乙中的更(填“高”或“低”)。17．在一定温度下，4L密闭容器内某一反应中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如图所示：(1)比较t2时刻，正逆反应速率大小v正v逆。(填“＞”、“=”、“＜”)(2)若t2=2min，计算反应开始至t2时刻，M的平均化学反应速率为：(3)t3时刻如果升高温度则v逆(填增大、减小或不变)。18．硝酸氯（ClNO）是有机合成中的重要试剂。亚硝酸氯可由NO与Cl2在通常条件下反应得到,化学方程式为2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g）。（1）氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酸氯,涉及如下反应:①4NO2（g）+2NaCl（s）2NaNO3（s）+2NO（g）+Cl2（g）K1②2NO2（g）+NaCl（s）NaNO3（s）+ClNO（g）K2③2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g）K3则K1,K2,K3之间的关系为K3=。（2）T℃时,2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g）的正反应速率表达式为v正=kcn（ClNO）,测得速率和浓度的关系如下表:序号c（ClNO）/molL1v/molL1s10.303.61080.601.441070.903.24107n=;k=（注明单位）。（3）在2L的恒容密闭容器中充入4molNO（g）和2molCl2（g）,在不同温度下测得c（ClNO）与时间的关系如图A①温度为T1时,能作为该反应达到平衡的标志的有;a容器体积保持不变b容器压强保持不变c平衡常数K保持不变d气体颜色保持不变ev（ClNO）=v（NO）fNO与ClNO的物质的量比值保持不变②反应开始到10min时Cl2的平均反应速率v（Cl2）=;③温度为T2时,10min已经达到平衡,该反应的平衡常数K=（注明单位）。（4）一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入NO（g）和Cl2（g）,平衡时ClNO的体积分数φ随n（NO）/n（Cl2）的变化图象如图B,则A、B、C三状态中,NO的转化率最小的是点,当n（NO）/n（Cl2）=2.8时,达到平衡状态ClNO的体积分数φ可能是D、E、F三点中的点。三、计算题19．CO2的减排、捕集和利用是人类可持续发展的重要战略之一。利用CO2和H2生成CH3OH来捕集CO2的反应是CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(l)＋H2O(g)

△H＝－89kJ·mol－1，回答下列问题：（1）下列有关上述反应的图象合理的是（填标号）。（2）①某温度下，向某恒容密闭容器中充入0.1molCO2(g)和0.3molH2(g)，充分反应后，放出的热量（填“>”“<”或“＝”）8.9kJ。②完全燃烧1.6g甲醇所消耗氧气的物质的量为，转移的电子数为NA。（3）某温度下，将定量的CO2(g)和H2(g)充入2L恒容密用容器中，经过10min后，反应达到平衡，图得CO2为0.5mol、H2为1.2mol、H2O为0.3mol。则该条件下达到平衡时CO2的转化率为%，氢气的体积分数ω(H2)＝%。参考答案：1．D【详解】A．0~5min内和10~12min内，c(H2O)均减小，说明平衡均正向移动，c(H2)均增大，0~5min内氢气的反应速率为，10~12min内的反应速率为，所以0~5min内氢气的反应速率小于1012分内的反应速率，A错误；B．向容器中再通入一定量的水蒸气，c(H2O)增大，平衡正向移动，但水蒸气的转化率降低，B错误；C．10~12min内，c(H2O)减小，说明平衡正向移动，因ΔH>0，正反应吸热，则改变的外界条件可能是升高温度，不可能是减小压强，因为减小压强会导致c(H2O)突变，与题图不符合，C错误；D．12min时体系温度高于5min时的，K值只与温度有关，正反应吸热，则温度越高，K值越大，则5min时该反应的K值一定小于12min时的K值，D正确；故选D。2．D【详解】A．能自发进行的反应∆G=∆HT∆S＜0，与反应速率无关，A错误；B．能自发进行的反应∆G=∆HT∆S＜0，放热反应∆H＜0，若温度较高且∆S＜0，∆G可以大于0，反应不能自发进行，吸热反应∆H＞0，若温度较高且∆S＞0，∆G可以小于0，反应可以自发进行，B错误；C．催化剂可以改变反应的活化能，从而改变反应速率，但不能改变化学反应进行的方向，C错误；D．物质聚集状态不同，熵值不同，一般来说同种物质的熵值气态＞液态＞固态，因此1molH2O在固态的熵值＜气态的熵值，D正确；故选D。3．C【详解】A．0～1000s内，，A错误；B．恒容密闭容器中发生反应，气体质量始终不变，容积体积的不变，气体密度始终不变，故不能说明已平衡，B错误；C．该温度下反应的平衡常数，则，C正确；D．反应达到平衡后，保持其他条件不变，加入合适的催化剂，能改变化学反应速率，但不改变，D错误；答案选C。4．B【详解】A．根据图示可知，“还原”过程中CO和CxHy均转化为CO2，碳元素的化合价升高，被氧化，故A正确；B．根据图示可知，“储存”过程中NOx被氧气氧化成Ba(NO3)2；“还原”过程中Ba(NO3)2被CO、CxHy还原为N2，故B错误；C．“储存”过程中氧元素的化合价从0价变为2价，消耗1molO2，转移电子的物质的量为4mol，故C正确；D．整个过程中，CO、CxHy、NOx转化成CO2、H2O、N2，说明三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、CxHy、NOx三种成分的净化，故D正确；故答案为B。5．C【分析】【详解】A．增大反应物浓度能加快反应速率，A错误；B．降低温度能减小反应速率，B错误；C．使用催化剂能加快反应速率，C正确；D．反应是可逆反应，NH3与O2不可能100%转化为产物，D错误；答案选C。6．A【详解】A．生成相同的物质的量的，容器Ⅰ中用时较短，容器Ⅰ中反应比容器Ⅱ快，说明容器Ⅰ中反应温度较高，容器Ⅰ平衡时丙烯含量较大，说明正反应是吸热反应，故A正确；B．时容器Ⅱ中未达到平衡，反应正向进行，说明此时，故B错误；C．加入催化剂，容器Ⅰ、Ⅱ中反应速率都会增大，达到平衡所用时间都会缩短，故C错误；D．起始投入反应物的量相等，平衡转化率之比等于平衡时丙烯的物质的量之比，，故D错误；选A。7．A【详解】已知2(B)=3(A)，3(C)=2(B)，则(A)：(B)：(C)=2:3:2，由化学反应速率之比等于化学计量数之比，可知反应为2A+3B=2C；故答案为：A。8．D【详解】A．t4时刻向溶液中加入溶液，溶液总体积增大，瞬间的浓度同等倍数减小，使，则化学平衡逆向移动，A正确；B．40mL0.05mol/L的FeCl3溶液中一次性加入10mL0.15mol/L的KSCN溶液，t=0时刻反应尚未开始，溶液总体积为50mL，c(Fe3+)==0.04mol/L，E坐标为(0，0.04)，B正确；C．过程中平均反应速率,则，C正确；D．Fe3+初始物质的量为0.002mol，SCN初始物质的量为0.0015mol，根据反应的方程式可知Fe3+过量，故即使该反应不是可逆反应，加入KSCN固体后，剩余的铁离子也会与SCN反应生成Fe(SCN)3，溶液红色加深，无法证明该反应是可逆反应，D错误；故答案选D。9．C【详解】A.容器I从正反应开始建立平衡，反应放出热量，容器II从逆反应开始建立平衡，反应吸收热量，由于容器为恒容绝热容器，容器I中反应温度升高，反应速率加快，容器II中反应温度降低，反应速率减慢，则v1＞v2，故A错误；B.容器III和容器I相比，氢气、溴蒸气的物质的量增大为原来的2倍，容器III中产生的HBr比容器I中多，反应放出的热量多，容器中反应温度高，该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，则平衡常数K1＞K2，故B错误；C.若容器I和容器II均保持温度不变，氢气的物质的量相等，由于容器为恒容绝热容器，容器I中反应放出热量，容器中反应温度升高，该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，氢气的物质的量增大；容器II中反应吸收热量，容器中反应温度降低，降低温度，平衡正反应方向移动，氢气的物质的量减小，则n1＞n2，故C正确；D.若容器I和容器II均保持温度不变，则a1+a2=1，由于容器为恒容绝热容器，容器I中反应放出热量，容器中反应温度升高，该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，反应的转化率减小；容器II中反应吸收热量，容器中反应温度降低，降低温度，平衡正反应方向移动，反应的转化率增大，则a1+a2的变化无法确定，故D错误；故选C。10．B【分析】由四个备选项的方程式可知，反应物和生成物都是气体，也就是反应前后气体的总质量不变，若要使混合气体的平均相对分子质量增大，则混合气体的物质的量减小。【详解】A．升高温度，反应H2(g)+I2(g)2HI(g)

ΔH＜0的平衡逆向移动，平衡混合气的物质的量不变，A不符合题意；B．升高温度，反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)

ΔH＜0的平衡逆向移动，平衡混合气的物质的量减小，B符合题意；C．升高温度，反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

ΔH＜0的平衡逆向移动，平衡混合气的物质的量增大，C不符合题意；D．升高温度，反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)

ΔH>0的平衡正向移动，平衡合气的物质的量增大，D不符合题意；故选B。11．C【详解】A．平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数就不变，A错误；B．该反应的正反应是气体体积增大的反应。保持温度不变，缩小容器容积，也就增大了压强，根据平衡移动原理，化学平衡向气体体积减小的反应，即向逆反应方向移动，所以BaO量减小，B错误；C．由于温度不变，化学平衡常数就不变，其数值就等于氧气的浓度，浓度不变，因此压强不变，C正确；D．缩小容器容积，平衡逆向移动，所以体系重新达到平衡BaO2量增加，D错误；综上所述答案选C。【点睛】化学反应很多都是可逆反应。研究可逆反应的规律、特点，对提高反应物的转化率、增大产物的产率、降低生产成本、提高生产效益都无疑具有重要的意义。解答本题，首先看清楚本题是可逆反应，物质的存在状态、正反应是体积扩大还是缩小的反应，反应热如何。然后还要掌握化学平衡常数的影响因素、压强改变对平衡的移动的影响、物质的量的变化情况等。再对选项中的问题做一一剖析。明确反应中只有氧气一种气体是解答的关键，注意从平衡常数的解答去分析。12．B【分析】该反应是正反应气体体积减小的反应，压强增大平衡虽正向移动，但二氧化氮浓度增大，混合气体颜色变深，压强减小平衡逆向移动，但二氧化氮浓度减小，混合气体颜色变浅。【详解】A．由图可知，a点到b点的状态操作是压缩注射器，增大压强，平衡向正反应方向移动，所以b点与a点相比，二氧化氮和四氧化二氮的浓度都增大，故A错误；B．由图可知，c点的状态操作是拉伸注射器的过程，气体颜色变浅，透光率增大，故B正确；C．由图可知，d点是平衡向气体体积增大的逆反应方向移动过程，反应速率v（逆）＞v（正），故C错误；D．由图可知，d点是平衡向气体体积增大的逆反应方向移动过程，反应未达到平衡，故D错误；故选B。13．【详解】设甲醇投料为x，若CH3OH最终分解率为99%，则有，CO最终转化率为99%，则得到氢气总量为1.98x+0.992x=a，甲醇的投料量x=a/(2+0.99)×0.99，即。14．0.0075实验Ⅱ使用了催化剂>根据实验Ⅲ和实验Ⅰ的比较，可推知升高温度，平衡正向移动，该反应为吸热反应ABB【详解】(1)实验Ⅰ中，反应在20min至40min内A的浓度变化为0.65mol/L−0.5mol/L=0.15mol/L，所以v(A)==0.0075mol⋅L−1⋅min−1；实验Ⅱ和实验I相比，平衡状态完全相同，平衡时A的浓度相同，但实验Ⅱ的反应速率快，改变压强平衡不移动，但物质的浓度发生变化，故实验Ⅱ应该使用了催化剂。故答案为：0.0075；实验Ⅱ使用了催化剂；(2)实验Ⅲ和实验Ⅰ的比较，降低温度，平衡时A的浓度增大，平衡向逆反应移动，降低温度平衡向放热反应移动，故正反应为吸热反应，故△H>0，故答案为：>；根据实验Ⅲ和实验Ⅰ的比较，可推知升高温度，平衡正向移动，该反应为吸热反应；(3)降低温度，平衡逆向移动，A的浓度增大，故A的浓度大于0.5mol⋅L−1，小于1mol⋅L−1，故答案为：AB；(4)恒容充惰性气体，对原平衡不产生影响，故平衡时A的浓度为0.5mol⋅L−1，故A的转化率为×100%=50%，故答案为：B。15．33.3%正反应B①⑤【详解】利用三段式法求平衡时各组分个浓度，(1)反应前后气体的体积不变，所以平衡时，混合气体的总的物质的量为1mol+1mol=2mol，所以平衡混合物中CO2的体积分数为=≈33.3%；(2)向容器中充入1molCO2、1molH2和1molH2O，反应向逆反应进行建立平衡，等效为（1）中平衡后，再加1molH2O（g），平衡向正反应移动；反应在同一容器内进行，体积相同，方程式中各物质的化学计量数都是1，所以在计算中均可用物质的量数值代替浓度数值，所以平衡常数K=。令参加反应的H2物质的量为nmol，则所以，解得n≈0.166，反应前后气体的体积不变，所以平衡时，混合气体的总的物质的量为1mol+1mol+1mol=3mol，平衡混合物中CO2的体积分数为×100%=27.8%；此时平衡混合的CO2的体积分数可能是27.55%；故答案为正反应，B；(3)平衡向正方向移动，则①不论改变何条件，平衡向正方向移动，生成物的物质的量一定增加，故①正确；②对于多种气体参与反应，反应前后气体的体积不变的反应，并向其中大量加入一种反应物，而使平衡正向移动，生成物的物质的量增加，但百分含量完全可以减小，因为总量多了，故②错误；③多种物质参加反应，增加一种反应物的浓度，平衡向正方向移动，提高其它反应物的转化率，自身转化率降低，故③错误；④多种物质参加反应，增加一种反应物的浓度，平衡向正方向移动，其它反应物的浓度降低，自身浓度增大，故④错误；⑤平衡向正方向移动，正反应速率一定大于逆反应速率，故⑤正确；⑥使用催化剂不能改变平衡移动，故⑥错误。故答案选①⑤。16．1∶1不左乙高【详解】(1)对N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，在密闭容器中，开始时n(N2)∶n(H2)＝2∶6＝1∶3，反应时消耗n(N2)∶n(H2)＝1∶3，则N2和H2的转化率比是1∶1；(2)当达到平衡时，保持体积不变充入氩气，使体系压强增大，但体积不变浓度不变，平衡不移动；(3)当达到平衡时，将c(N2)、c(H2)、c(NH3)同时减小一倍，体积增大一倍，根据勒夏特列原理，平衡向体积增大的方向移动，即平衡将向左移动；(4)由于反应放热，则乙容器温度升高，反应速率比甲容器快，所以先达平衡的是乙容器；由于反应放热，甲容器温度比乙容器低，能促进平衡正向移动，所以甲中N2的转化率比乙中的更高。17．＞0.25mol/(L•min)增大【详解】(1)根据图可知，在t2时刻气体N的物质的量在减小，M的物质的量在增加，所以反应在向正反应方向进行，此时v正＞v逆，故答案为：＞；(2)若t2=2min，反应开始至t2时刻，M的平均化学反应速率为=0.25mol/（L•min），故答案为：0.25mol/（L•min）；(3)升高温度可逆反应中的正逆反应速率都增大，故答案为：增大。18．/K124.0×107mol1·L·s1bdf0.05mol·L1·min12L/molCF【详解】（1）已知①4NO2（g）+2NaCl（s）2NaNO3（s）+2NO（g）+Cl2（g）K1②2NO2（g）+NaCl（s）NaNO3（s）+ClNO（g）K2③2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g）K3将方程式2×②①得方程式③，③为：2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)，则平衡常数，故答案为：。（2）根据表中数据可知将n代入v正=kcn中，。