苏教版高中化学选择性必修1专题2化学反应速率与化学平衡专题检测含解析

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化学反应速率与化学平衡
一、选择题(本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题只有一个选项符合题意)
1．下列说法正确的是(　　)
A．在化学反应中，固体和纯液体的化学反应速率为零
B．在可逆反应里，当反应达到平衡后，其化学反应速率为零
C．在某一化学反应里，其化学反应速率可以用反应物浓度的改变或生成物浓度的改变来表示，其数值可能相同，也可能不相同
D．化学反应速率用生成物浓度的改变来表示时可以是负值
解析：选C　固体和纯液体的浓度视为常数，故不能用固体和纯液体的浓度变化量来表示化学反应速率，故A错误；可逆反应达到平衡的重要特征是正、逆反应速率相等，但不为零，故B错误；化学反应速率一律用正值表示，它表示一段时间内的平均反应速率，故D错误。
2．实验室用锌粒与2 mol·L－1稀硫酸反应制取氢气，下列措施不能增大化学反应速率的是(　　)
A．向该稀硫酸中加入等体积的水
B．改用6 mol·L－1盐酸
C．改用热的2 mol·L－1稀硫酸
D．用锌粉代替锌粒
解析：选A　向该稀硫酸中加入等体积的水，硫酸浓度降低，反应速率减小；6 mol·L－1盐酸中H＋的浓度大于2 mol·L－1稀硫酸中H＋的浓度，反应物浓度增大，反应速率增大；改用热的2 mol·L－1稀硫酸，温度升高，化学反应速率增大；用锌粉代替锌粒，反应物的接触面积增大，反应速率增大；故选A。
3．在气体参加的反应中，能使反应物中活化分子数和活化分子百分数都增大的方法是(　　)
①增大反应物浓度　②增大压强　③升高温度　④加入催化剂　⑤移去生成物
A．①②③ B．②③④
C．①③④ D．③④
解析：选D　增大反应物的浓度和增大压强，只能增大活化分子数，不能增大活化分子百分数，而升高温度、加入正催化剂既能增大活化分子数，又能增大活化分子百分数，移去生成物，活化分子数目减少，只有③④正确。故选D。
4．在一定温度下，容积不变的密闭容器中有可逆反应：A(g)＋B(g)2C(g)＋D(s)，可以判断反应达到平衡的是(　　)
A．单位时间内反应n mol B同时生成2n mol C
B．容器内气体的物质的量不再变化
C．A的生成速率与B的生成速率相等
D．容器内气体的密度不再变化
解析：选D　A中前者表示v正，后者表示v正，未涉及v逆，不能作为平衡标志；该反应气体分子数不变，气体的总物质的量不变，B不能作为反应达到平衡的标志；C中前者表示v逆，后者表示v逆，未涉及v正，不能作为平衡标志；若反应正向进行时，气体质量减小，体积不变，密度减小，D能作为平衡标志。
5．在密闭容器里，A与B反应生成C，其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示，已知3v(B)＝2v(A)、2v(C)＝3v(B)，则此反应可表示为(　　)
A．2A＋3B===2C B．A＋3B===2C
C．3A＋2B===3C D．A＋B===C
解析：选C　由3v(B)＝2v(A)、2v(C)＝3v(B)可推出：＝，＝，即v(A)∶v(B)∶v(C)＝3∶2∶3，速率之比等于化学计量数之比，C项正确。
6.在如图中a曲线表示一定条件下可逆反应X(g)＋Y(g)2Z(g)＋W(s)(正反应放热)的反应过程。要使a曲线变为b曲线，可采取的措施是(　　)
A．加入催化剂 B．增大Y的浓度
C．降低温度 D．减小体系压强
解析：选C　使用催化剂，反应速率加快，且X的转化率不变，故A错误；增大Y的浓度，反应速率加快，但化学平衡正向移动，达到平衡时X的转化率增大，故B错误；降低温度，反应速率减慢，该反应的正反应是放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，X的转化率增大，故C正确；反应X(g)＋Y(g)2Z(g)＋W(s)中，气体反应物与气体生成物的化学计量数之和相等，则减小体系压强反应速率减慢，达到平衡需要的时间增长，但平衡不移动，故D错误。
7．一定条件下，在密闭容器里进行如下可逆反应：S2Cl2(橙黄色液体)＋Cl2(气)2SCl2(鲜红色液体)　ΔH＝－61.16 kJ·mol－1。下列说法正确的是(　　)
A．增大压强，平衡常数将增大
B．达到平衡时，单位时间里消耗n mol S2Cl2的同时也生成2n mol Cl2
C．达到平衡时，若升高温度，氯气的体积分数增大
D．温度一定，在原平衡体系中加入氯气，平衡向正反应方向移动，再次达到平衡时氯气的浓度与原平衡的相同
解析：选D　平衡常数随温度变化，增大压强平衡常数不变，故A错误；达到平衡时正、逆反应速率相等，则根据方程式可判断单位时间里消耗n mol S2Cl2的同时也生成n mol Cl2，故B错误；该反应正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，氯气的转化率降低，但体系中只有氯气一种气体，则氯气的体积分数不变，故C错误；温度一定，在原平衡体系中加入氯气，平衡向正反应方向移动，温度不变，平衡常数不变，由于K＝，因此再次达到平衡时氯气的浓度与原平衡的相同，故D正确。
8．一定条件下，在一个容积为2 L的密闭容器中加入0.8 mol A2气体和0.6 mol B2气体，反应达到平衡时生成1 mol AB气体并释放出能量。反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A．图中a的值为0.15
B．该反应的平衡常数K＝0.03
C．平衡时B2的物质的量为0.1 mol
D．平衡时A2的转化率为62.5%
解析：选B　由图像知该反应为A2(g)＋B2(g)2AB(g)，Δn(A2)＝Δn(B2)＝0.5 mol，a＝0.4－0.25＝0.15，A项正确；反应达到平衡时，c(A2)＝0.4 mol·L－1－0.25 mol·L－1＝0.15 mol·L－1，则该反应的平衡常数K＝≈33，B项错误；平衡时B2的物质的量为0.1 mol，C项正确；平衡时A2的转化率为×100%＝62.5%，D项正确。
9．恒温条件下，反应aX(g)bY(g)＋cZ(g)达到平衡后，把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时，X的物质的量浓度由0.1 mol·L－1增大到0.19 mol·L－1，下列判断正确的是(　　)
A．a>b＋c B．ab＋c。
10．下列说法不正确的是(　　)
A．反应NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH＜0
B．反应CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)在室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH＜0
C．一定温度下，反应MgCl2(l)===Mg(l)＋Cl2(g)的ΔH＞0，ΔS＞0
D．常温下，反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH＞0
解析：选B　当ΔG＝ΔH－TΔS＜0时，反应能自发进行，已知反应NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行，说明该反应为ΔG＜0的反应，因为该反应的ΔS＜0，所以反应的ΔH＜0，A正确；该反应的ΔS＞0，室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH＞0，B错误；分解反应一般为吸热反应，所以ΔH＞0；MgCl2分解生成气体是一个熵增加的反应，所以ΔS＞0，C正确；该反应熵值增加，反应不能自发进行，说明反应一定是吸热反应，D正确。
11．关节炎首次发作一般在寒冷季节，原因是关节滑液中形成了尿酸钠晶体(NaUr)，易诱发关节疼痛，其化学机理是：①HUr(aq)＋H2O(l)Ur－(aq)＋H3O＋(aq)；②Ur－(aq)＋Na＋(aq)NaUr(s)　ΔH。下列叙述不正确的是(　　)
A．降低温度，反应②平衡正向移动
B．关节保暖可以缓解疼痛，原理是平衡②逆向移动
C．降低关节滑液中HUr及Na＋含量是治疗方法之一
D．反应②正方向是吸热反应
解析：选D　关节炎是因为在关节滑液中形成了尿酸钠晶体，尤其是在寒冷季节易诱发关节疼痛，反应②平衡向正反应方向移动，故A正确；保暖可促使平衡②逆向移动，减少尿酸钠晶体的形成，故B正确；降低关节滑液中HUr及Na＋含量，生成的尿酸钠晶体就会减少，可以减轻疼痛，故C正确；温度降低有利于生成尿酸钠，即反应②正向进行，则生成尿酸钠的反应②是放热反应，故D错误。
12．某温度下，向2 L恒容密闭容器中充入1.0 mol A和1.0 mol B，反应A(g)＋B(g)C(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表，下列说法正确的是(　　)
t/s
0
5
15
25
35
n(A)/mol
1.0
0.85
0.81
0.80
0.80

A.相同温度下，若起始时向容器中充入0.20 mol A、0.20 mol B和1.0 mol C，则反应达到平衡前v(正)＜v(逆)
B．反应在前5 s的平均速率v(A)＝0.03 mol·L－1·s－1
C．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(A)＝0.41 mol·L－1，则反应的ΔH>0
D．相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol C，达到平衡时，C的转化率大于80%
解析：选A　平衡时A的物质的量为0.80 mol，浓度是0.4 mol·L－1，则列三段式：
　 　 　　 　A　＋　B　　C
始/(mol·L－1)　0.5　　 0.5　　 　0
变/(mol·L－1)　0.1　　 0.1　　　0.1
平/(mol·L－1)　0.4　　 0.4　　　0.1
K＝＝0.625
相同温度下，起始时向容器中充入0.20 mol A、0.20 mol B和1.0 mol C，Qc＝＝50＞K，反应逆向进行，反应达到平衡前v(正)Ⅰ
B．平衡常数：K(Ⅱ)＝K(Ⅰ)
C．达到平衡所需时间：Ⅲ0.16，D错误。
二、非选择题(本题共4小题，共61分)
14．(14分)如表所示是稀硫酸与某金属反应的实验数据：
实验序号
金属质量/g
金属状态
c(H2SO4)/
(mol·L－1)
V(H2SO4)
/mL
溶液温度/℃
金属消失的时间/s
反应前
反应后
1
0.10
丝
0.5
50
20
34
500
2
0.10
粉末
0.5
50
20
35
50
3
0.10
丝
0.7
50
20
36
250
4
0.10
丝
0.8
50
20
35
200
5
0.10
粉末
0.8
50
20
36
25
6
0.10
丝
1.0
50
20
35
125
7
0.10
丝
1.0
50
35
50
50
8
0.10
丝
1.1
50
20
34
100
9
0.10
丝
1.1
50
30
44
40
分析上述数据，回答下列问题：
(1)实验4和5表明：____________________对反应速率有影响，其影响是________，反应速率越快，能表明同一规律的实验还有________(填实验序号)。
(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有________(填实验序号，填一组即可)。
(3)本实验中影响反应速率的其他因素还有________，其实验序号是________(填一组即可)。
(4)实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约15 ℃)相近，推测其原因：______________________________________________________________________________
____________________。
解析：(1)实验4和5不同之处是金属的表面积，粉末状的金属消失的快，说明其反应速率快，其中实验1和2也可以说明这一点。(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验，其他条件应完全相同，则为实验1、3、4、6、8中任意两组及实验2和5。(3)从表中可以看出，溶液反应前的温度不同，其他条件都相同的是实验6和7或实验8和9。(4)在所有反应中，该金属的质量和硫酸溶液的体积相等，且H2SO4过量，则产生的热量相等，故溶液温度变化值相近。
答案：(1)固体反应物的表面积　表面积越大　1和2
(2)3和4(1、3、4、6、8中任意两组或2和5也可)
(3)反应前溶液温度　6和7(或8和9)
(4)一定量的该金属与足量的硫酸反应放出的热量相同
15．(15分)氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用，合成氨工业在国民生产中有重要意义。以下是关于合成氨的有关问题，请回答：
(1)若在一容积为2 L的密闭容器中加入0.2 mol N2和0.6 mol H2，在一定条件下发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH　②2　>
16．(16分)C、N、S的氧化物常会造成一些环境问题，科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的不利影响。
(1)研究减少CO2排放是一项重要课题。CO2经催化加氢可以生成低碳有机物，主要有以下反应：
反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－49.6 kJ·mol－1
反应Ⅱ：CH3OCH3(g)＋H2O(g)2CH3OH(g)　ΔH2＝23.4 kJ·mol－1
反应Ⅲ：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　ΔH3
①ΔH3＝________kJ·mol－1。
②在恒定压强、T1温度下，将6 mol CO2和12 mol H2充入容积为3 L的密闭容器中发生反应Ⅰ、Ⅲ，5 min后反应达到平衡状态，此时CH3OH(g)物质的量为2 mol，CH3OCH3(g)的物质的量为0.5 mol，则T1温度时反应Ⅰ的平衡常数K的计算式为________。
③恒压下将CO2和H2按体积比为1∶3混合，在不同催化剂作用下发生反应Ⅰ和反应Ⅲ，在相同的时间段内CH3OH的选择性和产率随温度(℃)的变化如下图。其中：CH3OH的选择性＝×100%。

在上述条件下合成甲醇的工业条件是______(填字母)。
A．210 ℃ B．230 ℃
C．催化剂CZT D．催化剂CZ(Zr­1)T
(2)一定条件下，可以通过CO与SO2反应生成S和一种无毒的气体，实现燃煤烟气中硫的回收，写出该反应的化学方程式：_______________________________________。
在不同条件下，向容积为2 L的恒容密闭容器中通入2 mol CO和1 mol SO2，反应体系总压强随时间的变化如图所示：

①图中三组实验从反应开始至达到平衡时，反应速率v(CO)最大的为________(填标号)。
②与实验a相比，实验c改变的实验条件可能是_______。
解析：(1)①根据盖斯定律，由反应Ⅰ×2－反应Ⅱ可得2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　ΔH3，则ΔH3＝－49.6 kJ·mol－1×2－23.4 kJ·mol－1＝－122.6 kJ·mol－1。
②　Ⅰ 　 CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)
转化/mol　2　　　　6　　　　　2　　　　　2
平衡/mol　3　　　　3　　　　　2　　　　　3.5
Ⅱ　 　 2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)
转化/mol　1　　　3　　　　　0.5　　　　　1.5
平衡/mol　3　　　3　　　　　0.5　　　　　3.5
则平衡时，n(CO2)＝3 mol，n(H2)＝3 mol，n(CH3OH)＝2 mol，n(CH3OCH3)＝0.5 mol，n(H2O)＝3.5 mol，保持恒压状态，则平衡后的体积＝×3 L＝2 L，平衡时的浓度c(CO2)＝1.5 mol·L－1，c(H2)＝1.5 mol·L－1，c(CH3OH)＝1 mol·L－1，c(H2O)＝1.75 mol·L－1，反应Ⅰ的平衡常数K＝。
③根据题图可知，选择CZ(Zr­1)T催化剂在230 ℃时产率最高，则合成甲醇的工业条件是B、D。
(2)CO与SO2反应生成S和一种无毒的气体，根据原子守恒，可推断该无毒物质为二氧化碳，则反应的化学方程式为2CO＋SO2S＋2CO2。①反应速率越大，达到平衡状态所用的时间越短，根据题图可知，实验b达到平衡状态所用的时间最短，反应速率最大。
答案：(1)①－122.6　②　③BD
(2)2CO＋SO2S＋2CO2　①b　②升高温度
17．(16分)在一个容积为2 L的真空密闭容器中加入0.5 mol CaCO3，发生反应：CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)，测得二氧化碳的物质的量浓度随温度的变化关系如下图所示，图中A表示CO2的平衡浓度与温度的关系曲线，B表示不同温度下反应经过相同时间时CO2的物质的量浓度的变化曲线。请按要求回答下列问题：

(1)该反应的正反应为________(填“吸”或“放”)热反应，温度为T5 ℃时，该反应耗时40 s达到平衡，则T5 ℃时，该反应的平衡常数数值为________。
(2)如果该反应的平衡常数K值变大，该反应________(填字母)。
a．一定向逆反应方向移动
b．在平衡移动时正反应速率先增大后减小
c．一定向正反应方向移动
d．在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
(3)请说明随温度的升高，曲线B向曲线A逼近的原因：
________________________________________________________________________。
(4)保持温度、容积不变，充入CO2气体，则CaCO3的质量________，CaO的质量________，CO2的浓度______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)在T5 ℃下，维持温度和容器容积不变，向上述平衡体系中再充入0.5 mol N2，则最后平衡时容器中的CaCO3的质量为________g。
解析：(1)T5 ℃时，c(CO2)＝0.20 mol·L－1，K＝c(CO2)＝0.20。
(2)K值增大，平衡正向移动，正反应速率大于逆反应速率。
(4)容积不变，增大c(CO2)，平衡左移，CaCO3质量增大，CaO质量减小，由于温度不变，K不变，所以c(CO2)不变。
(5)保持容积、温度不变，充入N2，平衡不移动，c(CO2)仍等于0.20 mol·L－1，其物质的量为0.4 mol，所以剩余CaCO3的物质的量为0.5 mol－0.4 mol＝0.1 mol，其质量为10 g。
答案：(1)吸　0.20　(2)bc　(3)随着温度升高，反应速率加快，达到平衡所需要的时间变短　(4)增大　减小　不变　(5)10