人教版高中化学选修4第二章化学反应速率和化学平衡练习题

同学们，第二章“化学反应速率和化学平衡”是高中化学的重要组成部分，它不仅揭示了化学反应进行的快慢和限度问题，也为我们后续学习水溶液中的离子平衡等内容奠定了坚实的基础。为了帮助大家更好地理解和巩固这一章的知识，下面我为大家精心准备了一套练习题。希望通过这些练习，大家能够查漏补缺，深化理解，提升运用知识解决实际问题的能力。一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)1.下列关于化学反应速率的说法中，正确的是()A.化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加B.化学反应速率为0.8mol/(L·s)是指1s时某物质的浓度为0.8mol/LC.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢D.对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显2.反应4NH₃(g)+5O₂(g)⇌4NO(g)+6H₂O(g)在10L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45mol，则此反应的平均速率v(X)可表示为()A.v(NH₃)=0.010mol/(L·s)B.v(O₂)=0.0010mol/(L·s)C.v(NO)=0.0010mol/(L·s)D.v(H₂O)=0.045mol/(L·s)3.下列措施中，一定能使化学反应速率加快的是()A.增加反应物的量B.增大压强C.升高温度D.使用催化剂4.在一定温度下，可逆反应A(g)+3B(g)⇌2C(g)达到平衡的标志是()A.C生成的速率与C分解的速率相等B.A、B、C的浓度不再变化C.单位时间内生成nmolA，同时生成3nmolBD.A、B、C的分子数之比为1:3:25.对于反应2SO₂(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g)ΔH<0，下列说法正确的是()A.升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小B.增大压强，正反应速率增大，逆反应速率也增大C.达到平衡后，SO₂的浓度一定等于SO₃的浓度D.达到平衡后，加入催化剂可使平衡向正反应方向移动6.某温度下，在一固定容积的密闭容器中进行如下反应：H₂(g)+I₂(g)⇌2HI(g)，下列情况一定能说明反应已达到平衡状态的是()A.气体的总质量不再改变B.气体的总物质的量不再改变C.混合气体中各组分的浓度不再改变D.单位时间内消耗1molH₂，同时生成2molHI7.对于可逆反应M+N⇌Q达到平衡时，下列说法正确的是()A.M、N、Q三种物质的浓度一定相等B.M、N全部变成了QC.反应混合物中各组分的百分含量不再变化D.反应已经停止8.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是()A.工业合成氨时，采用较高的温度有利于提高氨的产率B.实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气C.打开汽水瓶盖时，有大量气泡逸出D.对2NO₂(g)⇌N₂O₄(g)ΔH<0，升高温度，体系颜色加深二、填空题9.某温度时，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析：(此处应有图，假设图中显示：X和Y的物质的量随时间减少，Z的物质的量随时间增加，t₁时刻后各物质的量不再变化。起始时X为1.0mol，Y为1.0mol，Z为0；t₁时X为0.7mol，Y为0.9mol，Z为0.6mol)(1)该反应的化学方程式为________________________。(2)反应开始至t₁，用Z表示的平均反应速率为________________。(3)若t₁为2min，则Y的转化率为________________。10.对于反应N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g)ΔH<0。(1)若要增大反应速率，可以采取的措施有________________(至少填两种)。(2)若要提高N₂的转化率，可以采取的措施有________________(至少填两种)。(3)达到平衡后，若降低温度，平衡向________方向移动；若减小压强，平衡向________方向移动。11.在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO₂(g)+H₂(g)⇌CO(g)+H₂O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：t/℃70080083010001200----------------------------------K0.60.91.01.72.6回答下列问题：(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=________________。(2)该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。(3)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO₂)·c(H₂)=c(CO)·c(H₂O)，试判断此时的温度为________℃。三、简答题12.影响化学反应速率的因素有哪些？请结合实例分别进行说明。13.什么是化学平衡状态？化学平衡状态有哪些特征？14.以合成氨反应为例，说明如何运用化学平衡原理选择适宜的生产条件。参考答案与解析一、选择题1.C解析：A项，化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示，但固体和纯液体的浓度视为常数，一般不用它们表示反应速率，A错误；B项，0.8mol/(L·s)表示单位时间内浓度的变化量，而非某时刻的浓度，B错误；C项，化学反应速率就是用来衡量化学反应进行快慢的物理量，C正确；D项，反应速率与反应现象无必然联系，如中和反应速率很快，但现象可能不明显，D错误。2.C解析：v(H₂O)=Δc(H₂O)/Δt=(0.45mol/10L)/30s=0.0015mol/(L·s)。根据反应速率之比等于化学计量数之比：v(NH₃)=(4/6)v(H₂O)=(4/6)×0.0015=0.0010mol/(L·s)v(O₂)=(5/6)v(H₂O)=(5/6)×0.0015≈0.____mol/(L·s)v(NO)=(4/6)v(H₂O)=0.0010mol/(L·s)故C正确。3.C解析：A项，若反应物为固体或纯液体，增加其用量，反应速率不变，A错误；B项，若反应体系中无气体参与，增大压强对反应速率无影响，B错误；C项，升高温度，分子能量增加，活化分子百分数增大，反应速率一定加快，C正确；D项，催化剂有正催化剂和负催化剂之分，负催化剂会减慢反应速率，D错误。4.AB解析：A项，C生成速率与分解速率相等，即正逆反应速率相等，达到平衡，A正确；B项，各物质浓度不再变化是平衡状态的特征，B正确；C项，生成A和生成B均表示逆反应方向，不能说明正逆反应速率相等，C错误；D项，分子数之比等于化学计量数之比，不能说明浓度不再变化，D错误。5.B解析：A项，升高温度，正逆反应速率均增大，A错误；B项，增大压强，气体反应物和生成物的浓度均增大，正逆反应速率均增大，B正确；C项，平衡时各物质浓度不再变化，但SO₂和SO₃的浓度不一定相等，C错误；D项，催化剂只能改变反应速率，不影响平衡移动，D错误。6.C解析：A项，该反应中各物质均为气体，根据质量守恒定律，气体总质量始终不变，A错误；B项，该反应是气体分子数不变的反应，气体总物质的量始终不变，B错误；C项，各组分浓度不再改变是平衡状态的标志，C正确；D项，消耗H₂和生成HI均表示正反应方向，不能说明正逆反应速率相等，D错误。7.C解析：A项，平衡时各物质浓度不再变化，但不一定相等，A错误；B项，可逆反应不能进行到底，B错误；C项，各组分百分含量不再变化是平衡状态的特征，C正确；D项，平衡是动态平衡，反应并未停止，D错误。8.A解析：A项，合成氨反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，不利于提高氨的产率，工业上采用较高温度是为了加快反应速率，并非用勒夏特列原理解释，A符合题意；B项，Cl₂溶于水存在平衡：Cl₂+H₂O⇌H⁺+Cl⁻+HClO，饱和食盐水中Cl⁻浓度大，抑制Cl₂溶解，可用勒夏特列原理解释，B不符合；C项，打开汽水瓶盖，压强减小，CO₂溶解平衡逆向移动，逸出CO₂，C不符合；D项，升高温度，平衡2NO₂⇌N₂O₄(ΔH<0)逆向移动，NO₂浓度增大，颜色加深，D不符合。二、填空题9.(1)X+3Y⇌2Z(根据物质的量变化量之比：Δn(X)=0.3mol,Δn(Y)=0.1mol,Δn(Z)=0.6mol，简化后为1:3:2)(2)0.15mol/(L·min)(v(Z)=Δn(Z)/(V·Δt)=0.6mol/(2L·2min)=0.15mol/(L·min))(3)10%(Y的转化率=(0.1mol/1.0mol)×100%=10%)10.(1)升高温度、增大压强、使用催化剂、增大反应物浓度等(任填两种即可)(2)增大H₂的浓度、增大压强、及时分离出NH₃等(任填两种即可)(3)正反应(或右)；逆反应(或左)(正反应放热，降温平衡右移；正反应气体分子数减少，减压平衡左移)11.(1)K=[c(CO)·c(H₂O)]/[c(CO₂)·c(H₂)](2)吸热(温度升高，K值增大，说明平衡正向移动，正反应为吸热反应)(3)830(当c(CO₂)·c(H₂)=c(CO)·c(H₂O)时，K=1.0，对应温度为830℃)三、简答题12.影响化学反应速率的因素主要有：*浓度：其他条件不变时，增大反应物浓度，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞几率增大，反应速率加快。例如，硫在纯氧中燃烧比在空气中燃烧更剧烈。*温度：其他条件不变时，升高温度，分子能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多，反应速率加快。例如，食物在夏天比在冬天更容易变质。*压强：对于有气体参加的反应，增大压强（减小容器体积）相当于增大气体反应物浓度，反应速率加快。例如，合成氨反应中增大压强有利于提高反应速率。*催化剂：催化剂能降低反应的活化能，增大活化分子百分数，从而显著加快反应速率。例如，实验室用KClO₃分解制O₂时加入MnO₂作催化剂。*固体表面积：增大固体反应物的表面积（如将块状固体粉碎），可以增大反应物与其他反应物的接触面积，反应速率加快。例如，煤粉比煤块燃烧得更快。13.化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里，当正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。化学平衡状态的特征：*逆：研究对象是可逆反应。*等：正反应速率等于逆反应速率（v正=v逆≠0）。*动：动态平衡，反应仍在进行，正逆反应速率相等但不为零。*定：各组分的浓度或百分含量保持不变。*变：当外界条件（浓度、温度、压强等）改变时，原平衡被破坏，在新的条件下会建立新的平衡。14.合成氨反应为：N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g)ΔH<0，这是一个气体分子数减少的放热可逆反应。选择适宜生产条件时，需综合考虑反应速率、化学平衡及生产实际成本等因素：*压强：增大压强，有利于平衡向生成NH₃的方向移动，且能加快反应速率。但压强过高，对设备要求高，能耗大。工业上通常采用中高压（如20MPa~50MPa）。*温度：