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综合检测含解析

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专题2　综合检测1．已知①碳酸钙的分解CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH1仅在高温下能自发进行；②氯酸钾的分解2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)　ΔH2在任何温度下都能自发进行，下面有几组焓变数据，其中可能正确的是(　　)A．ΔH1＝＋178.32kJ·mol－1　ΔH2＝－78.3kJ·mol－1B．ΔH1＝－178.32kJ·mol－1　ΔH2＝＋78.3kJ·mol－1C．ΔH1＝－178.32kJ·mol－1　ΔH2＝－78.3kJ·mol－1D．ΔH1＝＋178.32kJ·mol－1　ΔH2＝＋78.3kJ·mol－12．对于可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)，下列措施能使反应物中活化分子百分数、化学反应速率和化学平衡常数都变化的是(　　)A．增大压强　　　B．升高温度C．使用催化剂D．多充入O23．对于可逆反应mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)，若其他条件都不变，只考虑反应前是否加入催化剂，可得到如下两个v­t图像：则下列关系正确的是(　　)①a1＝a2　②a1t2⑥t1＝t2　⑦两图中阴影部分面积相等　⑧甲图中阴影部分面积比乙图大A．②④⑤⑦B．②④⑥⑧C．②③⑤⑦D．②③⑥⑧4．CaCO3与稀盐酸反应生成CO2的量与反应时间的关系如图所示。下列结论不正确的是(　　)A．反应在2～4min内平均反应速率最大B．反应开始4min内温度对反应速率的影响比浓度大C．4min后，反应速率减小的主要原因是c(H＋)减小D．反应在2～4min内生成CO2的平均反应速率为v(CO2)＝0.1mol·L－1·min－15．为探究Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解反应的催化效果，某同学分别设计了图1、图2所示的实验。下列叙述不正确的是(　　)A．图2中的A为分液漏斗B．图2实验可通过测定相同状况下产生相同的气体体积所用的时间来比较反应速率C．图1实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率D．若图1实验中反应速率为①>②，则Fe3＋对H2O2分解的催化效果一定比Cu2＋好6．常压下羰基化法精炼镍的原理为：Ni(s)＋4CO(g)⇌Ni(CO)4(g)。230℃时，该反应的平衡常数K＝2×10－5。已知：Ni(CO)4的沸点为42.2℃，固体杂质不参与反应。第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4；第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230℃制得高纯镍。下列判断正确的是(　　)A．增加c(CO)，平衡正向移动，反应的平衡常数增大B．第一阶段，在30℃和50℃两者之间选择反应温度，选50℃C．第二阶段，Ni(CO)4分解率较低D．该反应达到平衡时，v生成[Ni(CO)4]＝4v生成(CO)7．已知反应2NO＋2H2===N2＋2H2O的速率方程为v＝kc2(NO)·c(H2)(k为速率常数)，其反应历程如下：①2NO＋H2―→N2＋H2O2　慢②H2O2＋H2―→2H2O　快下列说法不正确的是(　　)A．增大c(NO)或c(H2)，均可提高总反应的反应速率B．c(NO)、c(H2)增大相同的倍数，对总反应的反应速率的影响程度相同C．该反应的快慢主要取决于反应①D．升高温度，可提高反应①、②的速率8．在如图所示的三个容积相同的容器①②③中进行如下反应：3A(g)＋B(g)⇌2C(g)　ΔH＜0。若起始温度相同，分别向三个容器中通入3molA和1molB，则达到平衡时各容器中C物质的体积分数由大到小的顺序为(　　)A.③②①B．③①②C．①②③D．②①③9．在密闭容器中发生反应2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)　ΔH<0，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，针对图像下列分析正确的是(　　)A．图Ⅰ研究的是t1时刻升高温度对反应速率的影响B．图Ⅰ研究的是加入合适催化剂对反应速率的影响C．图Ⅱ研究的是t1时刻通入氦气(保持恒容)对反应速率的影响D．图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较高10．在容积为2L的密闭容器中发生反应：Meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(g))＋3Neq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(g))⇌Peq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(g))＋Qeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(g))　ΔH，其他条件不变，考查温度对反应的影响，实验结果如图所示，下列说法正确的是(　　)A．该反应为吸热反应B．该反应在T1时的平衡常数比T2时小C．温度为T1时，从反应开始到平衡，生成P的速率为veq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(P))＝eq \f(nA,tA)mol·L－1·min－1D．处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时N的物质的量增大11．温度为T时，向2.0L恒容密闭容器中充入1.0molPCl5，反应PCl5(g)⇌PCl3(g)＋Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据如表所示：下列说法正确的是(　　)A．反应在前50s的平均速率v(PCl3)＝0.0032mol·L－1·s－1B．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(PCl3)＝0.11mol·L－1，则反应的ΔH＜0C．相同温度下，起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2，反应达到平衡前v正＞v逆D．相同温度下，起始时向容器中充入2.0molPCl3和2.0molCl2，达到平衡时，PCl3的转化率小于80%12．工业上，可采用还原法处理尾气中NO，其原理为2NO(g)＋2H2(g)⇌N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＜0。在化学上，正反应速率可表示为v(正)＝k(正)·cm(NO)·cn(H2)，逆反应速率可表示为v(逆)＝k(逆)·cx(N2)·cy(H2O)，其中，k表示反应速率常数，只与温度有关，m、n、x、y叫反应级数，由实验测得。在恒容密闭容器中充入一定量的NO、H2，在T℃下进行实验，测得有关数据如下：下列有关推断正确的是(　　)A．上述反应中，正反应的活化能大于逆反应的活化能B．若升高温度，则k(正)增大，k(逆)减小C．在上述实验中，反应级数：m＝2，n＝1D．在一定温度下，NO、H2的浓度对正反应速率的影响程度相同13．一定条件下向某密闭容器中加入0.3molA、0.1molC和一定量的B三种气体，图甲表示各物质浓度随时间的变化关系，图乙表示速率随时间的变化关系，t2、t3、t4、t5时刻各改变一种条件，且改变的条件均不同。若t4时刻改变的条件是压强，则下列说法错误的是(　　)A.若t1＝15s，则前15s的平均反应速率v(C)＝0.004mol·L－1·s－1B．该反应的化学方程式为3A⇌B＋2CC．t2、t3、t5时刻改变的条件分别是升高温度、加入催化剂、增大反应物浓度D．若t1＝15s，则B的起始物质的量为0.04mol14．丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。已知：①C4H10(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===C4H8(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－119kJ·mol－1②H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g)　ΔH2＝－242kJ·mol－1丁烷(C4H10)脱氢制丁烯(C4H8)的热化学方程式为C4H10(g)⇌C4H8(g)＋H2(g)　ΔH3。下列措施一定能提高该反应中丁烯产率的是(　　)A．增大压强，升高温度B．升高温度，减小压强C．降低温度，增大压强D．减小压强，降低温度15．在一体积为1L的密闭容器中，通入一定量的CO和H2O，在850℃发生如下反应：CO(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0。CO和H2O的浓度变化如图：(1)0～4min的平均反应速率v(CO)＝________________________________________________________________________mol/(L·min)。(2)850℃时，平衡常数K＝________。(3)850℃时，若起始向该容器中充入1.0molCO、3.0molH2O，则CO的平衡转化率为________________________________________________________________________。16．乙酸和乙醇可以发生酯化反应，CH3COOH＋C2H5OHeq \o(,\s\up7(浓H2SO4),\s\do5(△))CH3COOC2H5＋H2O(1)对于上述可逆反应，若乙酸分子中的氧都是18O，乙醇分子中的氧都是16O，一段时间后，分子中含有18O的物质有(　　)A．1种　　　　　　　B．2种C．3种D．4种(2)在上述条件下，生成物中水的相对分子质量为(　　)A．16B．18C．20D．22(3)下列描述，能说明乙酸和乙醇的酯化反应已达到平衡状态的有________。①单位时间内，生成1mol乙酸乙酯，同时生成1mol水②单位时间内，生成1mol乙酸乙酯，同时生成1mol乙酸③单位时间内，消耗1mol乙醇，同时消耗1mol乙酸④正反应的速率与逆反应速率相等⑤混合物中各物质的浓度不再变化17．已知A(g)＋B(g)⇌C(g)＋D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：回答下列问题：(1)该反应的平衡常数表达式K＝________，ΔH＝________(填“<”“>”或“＝”)0。(2)830℃时，向一个5L的恒容密闭容器中充入0.20molA和0.80molB，如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)＝0.003mol·L－1·s－1。则6s时，c(A)＝________mol·L－1，C的物质的量为________mol；若反应经一段时间后，达到平衡时A的转化率为________，如果这时向该密闭容器中再充入1mol氩气，平衡时A的转化率为________。(3)判断该反应是否达到平衡的依据为________。a．压强不随时间改变b．气体的密度不随时间改变c．c(A)不随时间改变d．单位时间里生成C和D的物质的量相等(4)1200℃时，反应C(g)＋D(g)⇌A(g)＋B(g)的平衡常数的值为________。18．目前工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇，某研究小组对下列有关制取甲醇的化学反应原理进行了探究。已知在不同温度下的化学平衡常数(K1、K2、K3)如下表所示：请回答下列问题：(1)反应②是________(填“吸热”或“放热”)反应。(2)根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝________(用K1、K2表示)；根据反应③判断ΔS________(填“＞”“＝”或“＜”)0，在________(填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。(3)500℃时，测得反应③在某时刻，CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度分别为0.1mol·L－1、0.8mol·L－1、0.3mol·L－1、0.15mol·L－1，则此时v正＝________(填“＞”“＝”或“＜”)v逆。(4)一定条件下，在容积为VL的密闭容器中充入amolCO与2amolH2合成甲醇，CO转化率与温度、压强的关系如图所示。①p1________(填“＞”“＝”或“＜”)p2，理由是________________________________________________________________________。②该甲醇合成反应在A点的平衡常数K＝________(用a和V表示)。③该反应达到平衡时，反应物转化率的关系是CO________(填“＞”“＝”或“＜”)H2。19．Ⅰ.在528K、固定容积的容器中，反应CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g)进行过程中能量变化如图甲所示，曲线Ⅱ表示使用催化剂时的能量变化。若投入amolCO、2amolH2，平衡时能生成0.1amolCH3OH，反应就具有工业应用价值。(1)该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________。(2)若按上述投料比使该反应具有工业应用价值，则CO的平衡转化率为________。(3)在容器容积不变的前提下，欲提高H2的转化率，可采取的措施有________________________________________________________________________________________________________________________________________________ (答出两项即可)。(4)关于反应历程Ⅰ与Ⅱ相比较，下列说法正确的是________ (填序号)。A．反应历程Ⅱ比Ⅰ放出的热量少B．反应历程Ⅱ比Ⅰ的反应速率快C．反应历程Ⅱ比Ⅰ的平衡常数小D．反应历程Ⅱ和Ⅰ中，CO的转化率相同Ⅱ.已知：A(g)＋3B(g)⇌2C (g)　ΔH＝－92.1kJ·mol－1，在容器中充入1.4mol·L－1A与4mol·L－1B，在达到平衡后改变某条件，A与C的浓度变化如图乙所示。(5)t3时刻改变的条件为________。(6)t2～t3时刻的平衡常数为________。专题2　综合检测1．答案：A2．解析：能影响化学平衡常数的只有温度，同时改变温度也可以改变反应物中的活化分子百分数和化学反应速率。答案：B3．解析：加入催化剂的结果：一是正、逆反应速率都增大，二是缩短了达到平衡的时间。由此可得：a1t2，阴影部分面积表示A浓度的变化量，由于催化剂不影响平衡移动，则两图中阴影部分面积相等。故选A。答案：A4．解析：由题中图像可知，0～2min内，生成二氧化碳0.1mol，2～4min内，生成二氧化碳0.2mol，4～6min内，生成二氧化碳的物质的量小于0.1mol，则反应刚开始时反应速率较小，然后逐渐增大，后减小，反应在2～4min内平均反应速率最大，A正确；由图像可知，0～4min内，反应刚开始时反应速率较小，然后逐渐增大，因该反应为放热反应，随着反应的进行，温度升高，但反应物浓度减小，则开始4min内温度对反应速率的影响比浓度大，B正确；4min后反应速率又减小，氢离子浓度起主要作用，C正确；由图像可知，2～4min内，生成二氧化碳0.2mol，体积未知，不能以mol·L－1·min－1为单位计算CO2的平均反应速率，D错误。答案：D5．解析：因为氯化铁、硫酸铜中的阴离子不同，若图1实验中反应速率为①>②，不能说明Fe3＋对H2O2分解的催化效果一定比Cu2＋好，D项错误。答案：D6．解析：增加c(CO)，平衡正向移动，因平衡常数大小只与温度有关，与浓度无关，所以反应的平衡常数不变，A项错误；第一阶段，50℃时，Ni(CO)4为气态，易于分离，有利于Ni(CO)4的生成，B项正确；第二阶段，230℃制得高纯镍的反应方程式为：Ni(CO)4(g)⇌Ni(s)＋4CO(g)，平衡常数K1＝eq \f(1,K)＝5×104，所以Ni(CO)4分解率较高，C项错误；因反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，再根据该反应的化学计量数可知，该反应达到平衡时，4v生成[Ni(CO)4]＝v生成(CO)，D项错误。答案：B7．解析：根据反应速率方程v＝kc2(NO)·c(H2)可知，增大c(NO)或c(H2)，均可提高总反应的反应速率，A项正确。根据反应速率方程可知，c(NO)、c(H2)增大相同的倍数，对总反应的反应速率的影响程度不同，如c(NO)增大2倍，v增大4倍，c(H2)增大2倍，v增大2倍，B项错误。反应速率由最慢的一步决定，故该反应的快慢主要取决于反应①，C项正确。升高温度，可以增大活化分子百分数，提高反应①②的速率，D项正确。答案：B8．解析：①与②相比，由于②能把反应产生的热量扩散到空气中，相比①来说，相当于降低温度，平衡正向移动，故平衡时C的体积分数：②＞①；②与③相比，由于该反应是反应前后气态物质体积减小的反应，故③中活塞下移，相对②来说，相当于给体系增大压强，平衡正向移动，故C的体积分数：③＞②。答案：A9．解析：升高温度，正、逆反应速率均瞬间增大，但吸热反应(即逆反应)速率增大的程度大，即升高温度瞬间，v逆>v正，平衡逆向移动，而图Ⅰ中v′逆0。(2)反应③可由反应①、反应②相加得到，则CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g)的平衡常数K3＝K1·K2，且随着温度升高，K3减小，反应③为放热反应，即ΔH3<0。因反应③是气态物质体积减小的反应，故ΔS<0，由ΔG＝ΔH－TΔS<0时反应自发进行知，在较低温度下有利于反应自发进行。(3)500℃时，K3＝K1·K2＝2.50×1.00＝2.50，而此时eq \f(c（CH3OH）·c（H2O）,c（CO2）·c3（H2）)＝eq \f(0.3×0.15,0.1×（0.8）3)＜2.50，故平衡正向移动，即v正>v逆。(4)①由图像分析可知相同温度时，p2压强下一氧化碳转化率大于p1压强下一氧化碳转化率，反应是气体分子数减小的反应，压强增大平衡正向进行，所以p1　(4)①<　甲醇的合成是气体分子数减少的反应，相同温度下，增大压强，CO的转化率提高　②eq \f(12V2,a2)　③＝19．解析：本题综合考查化学平衡移动及分析、化学平衡图像及分析、化学平衡常数的计算等。Ⅰ.(1)由题图甲可知，正、逆反应的活化能分别为209.5kJ·mol－1、255kJ·mol－1，则反应eq \f(1,2)CO(g)＋H2(g)⇌eq \f(1,2)CH3OH(g)的ΔH＝209.5kJ·mol－1－255kJ·mol－1＝－45.5kJ·mol－1，将上述反应中化学计量数扩大2倍，可得该反应的热化学方程式为CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g)　ΔH＝－91kJ·mol－1。(2)若投入amolCO、2amolH2，平衡时能生成0.1amolCH3OH，反应就具有工业应用价值，此时消耗0.1amolCO，则CO的平衡转化率为eq \f(0.1amol,amol)×100%＝10%。(3)恒容时，欲提高H2的转化率，应使平衡正向移动，可采取的措施有充入CO(g)、降低温度、分离出CH3OH(g)等，因为容器容积不变，故不能采用加压的方法。(4)反应历程Ⅱ加入了催化剂，与反应历程Ⅰ相比，降低了反应的活化能，从而加快反应速率，但平衡不移动，反应放出的热量及CO的转化率均不变，A错误，B、D正确；由于反应的温度不变，则平衡常数不变，C错误。Ⅱ.(5)由题图乙中曲线变化量的比值可知，t3时刻，c(A)逐渐增大，c(C)逐渐减小，说明改变条件，平衡逆向移动，则t3时刻改变的条件是升高温度。(6)t1时刻改变条件瞬间，c(A)不变，c(C)由2.0mol·L－1减小到1.0mol·L－1，则t1时刻改变的条件是移走一半C；t2时刻改变条件瞬间，c(A)、c(C)均增大，随后c(A)减小，c(C)增大，则t2时刻改变的条件是缩小容器的容积(增大压强)。平衡常数K只与温度有关，0～t3时刻温度保持不变，则平衡常数K不变。t1时刻达到平衡时，c(A) ＝0.4mol·L－1，c(C) ＝2.0mol·L－1，此时c(B)＝1.0mol·L－1，故t2～t3时刻的平衡常数为K＝eq \f(c2（C）,c（A）·c3（B）)＝eq \f(2.02,0.4×1.03)＝10。答案：Ⅰ.(1)CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g)　ΔH＝－91kJ·mol－1　(2)10%　(3)增大CO浓度、适当降低温度、及时分离生成的CH3OH(答出两项即可)　(4)BDⅡ.(5)升温　(6)10t/s050150250350n(PCl3)/mol00.160.190.200.20实验 eq \f(c（NO）,mol·L－1)  eq \f(c（H2）,mol·L－1)  eq \f(v（正）,mol·L－1·min－1) ①0.100.100.414k②0.100.401.656k③0.200.101.656k温度/℃70080083010001200平衡常数1.71.11.00.60.4化学反应焓变平衡常数温度/℃500700800①2H2(g)＋CO(g)⇌CH3OH(g)ΔH1K12.500.340.15②CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)ΔH2K21.001.702.52③CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH3K3