第二章 化学反应速率与化学平衡测试题2023-2024学年高二上学期人教版（2019）化学选择性必修1

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第二章 化学反应速率与化学平衡测试题
一、选择题
1．向体积为2L的恒容密闭容器中，按投料，发生反应，。其他条件相同时，在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下，反应经过40s，的转化率随反应温度的变化如图所示。

下列说法正确的是
A．催化剂Ⅲ对反应活化能降低程度最大
B．c点处于化学平衡状态
C．平衡转化率：催化剂Ⅲ在800℃小于催化剂Ⅰ在750℃
D．a点的体积分数约为5.56%
2．对于反应2H2O2⇌2H2O+O2，在任何温度下可自发进行的原因是
A． B．
C． D．
3．在容积均为1L的密闭容器M(500℃，恒温)、N(起始500℃，绝热)中分别加入、和相同催化剂，发生反应：。实验测得M、N容器中的转化率随时间的变化关系如图。下列说法错误的是

A．该反应的ΔH>0
B．500℃该反应的化学平衡常数K约为0.022
C．M容器中的转化率随时间的变化关系是图中的曲线b
D．反应平衡后，向N容器中再加入、，的平衡转化率减小
4．已知某可逆反应在密闭容器中进行：A(g)+2B(g)⇌3C(g) ΔH>0，如图中b代表一定条件下C的浓度随时间变化的曲线，若使曲线b变为曲线a，可采取的措施是

A．恒温恒容条件下将A、B的浓度增加一倍 B．升高温度
C．恒温条件下加压(缩小容器体积) D．恒温条件下减压(增加容器体积)
5．某密闭容器中充入等物质的量的A和B，一定温度下发生反应，达到平衡后，在不同的时间段，分别改变反应的一个条件，测得容器中物质的物质的量浓度、反应速率分别随时间的变化如图所示：

下列说法中不正确的是
A．30min～40min间该反应使用了催化剂
B．反应方程式中的x=1
C．正反应为放热反应
D．前8minA的平均反应速率为0.08mol·L-1·min-1
6．化学与生产、生活密切相关。下列事实与化学反应速率无关的是
A．工业燃煤时加入石灰石 B．冶炼矿石前先将矿石粉碎
C．运输疫苗需用冷藏箱 D．用锌片制取氢气时滴入几滴硫酸铜溶液
7．纳米级 Fe3O4可用于以太阳能为热源分解水制 H2，过程如图所示，下列说法中不正确的是

A．Fe3O4、FeO 两者都是以太阳能为热源分解水制 H2过程中的催化剂
B．过程 I 的反应：2Fe3O46FeO+O2↑
C．过程 I、Ⅱ的总反应：2H2O2H2↑+O2↑
D．整个过程实现了太阳能向化学能的转化
8．一定温度下，向容积不变的容器中加入一定量的NH4HCO3(s)，发生反应：NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)。下列有关说法错误的是
A．当容器内气体的平均相对分子质量不再变化时，反应达到平衡
B．其它条件不变时，加入少量Na2O2，平衡正向移动
C．当固体质量不再变化时，反应达到平衡
D．当容器内气体的密度不再变化时，反应达到平衡
9．下列事实不能用平衡移动原理解释的是
A．夏天打开啤酒瓶盖后产生大量气泡
B．压缩H2和I2反应的平衡混合气体，气体颜色变深
C．浓氨水中加入NaOH固体产生有刺激性气味气体
D．实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气
10．既是大气主要污染物之一，又在生产生活中具有广泛应用，如可生产并进而制得硫酸等，其反应原理为：。对于反应，下列说法正确的是
A．该反应在任何条件下都能自发进行
B．和所含键能总和比所含键能小
C．反应达平衡后再通入的体积分数一定增加
D．反应在高压、催化剂条件下进行可提高的平衡转化率
11．下列有关活化分子与活化能的说法正确的是
A．发生有效碰撞的分子一定是活化分子
B．活化分子具有的平均能量称为活化能
C．活化分子间所发生的碰撞均为有效碰撞
D．其他条件相同，增大反应物浓度，活化分子百分数增大
12．下列说法错误的是
A．焓变是决定反应能否自发进行的一个重要因素
B．非自发进行的反应一定不可能发生
C． 是非自发反应
D．相同物质的量的同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小
二、填空题
13．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℃
700
800
830
1000
K
0.6
0.9
1.0
1.7
回答下列问题：
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=___________。
(2)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是___________
a．容器中压强不变 b．混合气体中c(CO)不变
c．正(H2)=逆(H2O) d．c(CO2)=c(CO)
(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____℃。
14．对于化学反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)，当分别用N2、H2、NH3三种物质表示该反应速率时，它们的速率之比___________。
15．用活性炭还原处理氮氧化物，有关反应为C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)。
(1)写出上述反应的平衡常数表达式___________。
(2)在2L恒容密闭容器中加入足量C与NO发生反应，所得数据如表，回答下列问题。
实验编号
温度/℃
起始时NO的物质的量/mol
平衡时N2的物质的量/mol
1
700
0.40
0.09
2
800
0.24
0.08
①结合表中数据，判断该反应的ΔH___________0(填“>”或“＜”)，理由是___________
②判断该反应达到平衡的依据是___________。
A．容器内气体密度恒定 B．容器内各气体浓度恒定
C．容器内压强恒定 D．2υ正(NO)= υ逆(N2)
(3)700℃时，若向2L体积恒定的密闭容器中充入一定量N2和CO2发生反应：N2(g)+CO2(g) C(s)+2NO(g)；其中N2、NO物质的量随时间变化的曲线如下图所示。请回答下列问题。

①0～10min内的CO2平均反应速率υ=___________。
②图中A点υ(正)___________ υ(逆)(填“>”“＜”或“=”)。
③第10min时，外界改变的条件可能是___________。
A．加催化剂 B．增大C(s)的物质的量
C．减小CO2的物质的量 D．升温 E．降温
(4)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是：
①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0 kJ∙mol−1
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH=−192.9 kJ∙mol−1
又知③H2O(g)=H2O(l) ΔH=−44 kJ∙mol−1
则甲醇燃烧生成液态水的热化学方程式___________
16．化学平衡状态的判断
(1)看与是否_______。
(2)看体系中的各物质的浓度是否_______。
17．根据下图回答：

(1)反应物是_______，
(2)内，的平均速率是_______，
(3)该图表示的反应方程式为_______。
(4)已知，其他相关数据如下表：
物质



分子中的化学键断裂时需要吸收的能量()
436
230

则表中_______。
18．常温下，水溶液中的反应达到平衡时，，，。试回答下列问题；
(1)该反应的平衡常数K为______？
(2)加入少量KSCN固体后，平衡将向______方向移动？
(3)加水稀释至原溶液体积的2倍，平衡将向______方向移动？请通过相关计算说明。______
三、计算题
19．在容积为2L的密闭容器中进行反应：A(g)＋2B(g)⇌3C(g)＋nD(g)。开始时A的物质的量为4mol，B的物质的量为6mol；5min末到达平衡状态，此时测得C的物质的量为3mol，反应前后压强之比为5：6。
(1)5min末A的物质的量浓度为_______。
(2)前5min内用B表示的化学反应速率v(B)为_______。
(3)化学方程式中n的值为_______。
(4)若10min后继续往容器中加入3molA和C，此时V正_______V逆(填“>”、“A。结合I、II反应速率解释原因：_______。
【参考答案】
一、选择题
1．D
解析：A．相同温度下，催化剂Ⅰ的催化效果最好，对反应活化能降低程度最大，故A错误；
B．其他条件相同时，在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下，反应相同时间，由于催化剂不改变平衡的转化率，温度在750度，c点的平衡转化率还能上高，说明c点不是化学平衡状态，故B错误；
C．其他条件相同时，在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下，反应相同时间，催化剂不改变平衡的转化率，故C错误；
D．体积为2L的恒容密闭容器中，按投料，发生反应，a点时CH4的转化率为80%，则有

则a点的体积分数约为=5.56%，故D正确；
故选D。
2．C
解析：根据，反应能自发进行，故在任何温度下可自发进行的原因是、；
故选C。
3．A
解析：A．两容器的起始温度相同，如图所示，0~100s内，曲线a的N2O的平衡转化率较高，则曲线a的反应速率较快，说明曲线a的温度较高，则该反应是放热反应，，A错误；
B．根据曲线b，达到平衡时N2O的转化率为25%，则，500℃该反应的化学平衡常数K约为0.022，B正确；
C．反应为放热反应，则N(起始500℃，绝热)容器的温度会升高，反应速率加快，故N容器中N2O的转化率随时间的变化关系是图中的曲线a，M (500容器℃，恒温)容器中N2O的转化率随时间的变化关系是图中的曲线b，且温度升高，N2O的平衡转化率降低，C正确；
D．反应为气体分子数不变的反应，若为恒温容器，平衡不移动，但N容器为绝热容器，再加入、，反应放热，平衡逆向移动，的平衡转化率减小，D正确；
答案选A。
4．D
【分析】曲线a与曲线b相比，曲线a所示历程达到平衡所需时间更长，即反应速率更慢，且平衡时C的浓度降低。
解析：A．恒温恒容条件下将A、B的浓度增加一倍，反应速率加快，达到平衡所需时间变少，且平衡时C的浓度会增大，A不符合题意；
B．升高温度会加快反应速率，该反应是吸热反应，升高温度会导致平衡正向移动，最终C的浓度会增大，B不符合题意；
C．恒温条件下缩小容器体积，虽然平衡不移动，但是因为容器体积缩小，C的浓度增大，且反应速率会加快，C不符合题意；
D．恒温条件下增加容器体积，各物质的浓度均减小，且反应速率变慢，D符合题意；
综上所述答案为D。
5．A
解析：A．由开始到达到平衡，A、B的浓度减少的量相同，由此可以知道x=1，所以该反应前后气体系数之和相等，压强不影响平衡，30～40 min反应物与生成物的浓度瞬时降低，但正逆反应速率仍相等，处于平衡状态，应是增大容器体积降低了压强，A错误；
B．据图可知，由开始到达到平衡，A、B的浓度减少的量相同，由此可以知道x=1，B正确；
C．40 min正逆反应速率均瞬间增大，改变的条件应是升高温度，之后平衡逆向移动，说明正反应为放热反应，C正确；
D．由图象可知，8min内A的浓度变化量为2mol•L-1-1.36mol•L-1=0.64mol•L-1，则8min内A平均的反应速率为=0.08mol·L-1·min-1，D正确；
综上所述答案为A。
6．A
解析：A．二氧化硫为酸性，氧化钙等为碱性，中和后生成的硫酸钙很稳定，将硫固定下来，简单来说就是在煤燃烧中加入石灰石是为了降低二氧化硫的产生，A符合题意；
B．冶炼矿石前先将矿石粉碎，增大与空气的接触面积，增大反应速率，B不符合题意；
C．疫苗是由减毒活病原微生物，或者是用灭活的病原微生物或其代谢产物制成的，其成分中大多是蛋白质，一般都会怕热、怕光，因光和热可以导致蛋白变性，低温会降低反应速率，C不符合题意；
D．用锌片制取氢气时滴入几滴硫酸铜溶液，形成原电池，加快反应速率，D不符合题意；
答案选A。
7．A
解析：A．由图可知，四氧化三铁是以太阳能为热源分解水制氢气反应的催化剂，氧化亚铁为中间产物，故A错误；
B．由图可知，过程I为三氧化铁分解生成氧化亚铁与氧气，反应的化学方程式为2Fe3O46FeO+O2↑，故B正确；
C．由图可知，过程 I、Ⅱ的总反应为光和催化剂作用下水分解生成氢气和氧气，反应的化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑，故C正确；
D．由图可知，四氧化三铁制备氢气的整个过程实现了太阳能向化学能的转化，故D正确；
故选A。
8．A
解析：A．一定温度下，向容积不变的容器中加入一定量的，发生反应：
各气体物质的量之比始终为1：1：1，因此混合气体的平均相对分子质量始终不变，因此不能作为判断反应是否达到平衡的依据，A错误；
B．加入会吸收和，产物浓度降低，平衡正向移动，B正确；
C．因是正向进行固体质量减小的反应，当固体质量不再变化时，反应达到平衡，C正确：
D．容积不变的容器，容器内气体的密度逐渐增大，当密度不再变化时，则反应达到平衡，D正确；
故选A。
9．B
解析：A．开启啤酒瓶后，瓶中马上泛起大量泡沫，是压强对其影响导致的，属于可逆过程，可以用平衡移动原理解释，故A错误；
B．碘和氢气反应生成HI的反应中，反应前后气体的物质的量之和不变，则增大压强平衡不移动，不能用平衡移动原理解释，故B正确；
C．浓氨水中存在平衡NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-加入氢氧化钠固体时，平衡会向逆向移动，会产生较多的刺激性气味的气体，能用平衡移动原理解释，故C错误；
D．氯气和水反应是可逆反应，生成氯离子，食盐水中有大量氯离子，可抑制氯气与水反应，故实验室中常用排饱和食盐水的方法收集Cl2 ，故D错误；
故选B。
10．B
解析：A．该反应的熵减小，故不一定在任何条件均能自发，A错误；
B．反应的ΔH=∑[2mol SO2(g)＋1mol O2(g)]－∑[2mol SO3(g)]=－196.6 kJ·mol－1＜0，则有∑[2mol SO2(g)＋1mol O2(g)]＜∑[2mol SO3(g)]，B正确；
C．当通入无穷大的O2时，参与反应的O2较少，生成的SO3略有增多，但是由于没有反应的O2的量更多，则SO3的体积分数反而减小，C错误；
D．催化剂不可以改变SO2的平衡转化率，D错误；
故答案选B。
11．A
解析：A．活化分子能量较高，发生有效碰撞的分子一定是活化分子，故A正确；
B．过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，故B错误；
C．活化分子间所发生的碰撞中只有发生化学反应的碰撞才是有效碰撞，故C错误；
D．其他条件相同，增大反应物浓度，单位体积的活化分子数增大，但是活化分子百分数不变，故D错误。
故选A。
12．B
解析：A．化学反应自发进行的判据有焓判据和熵判据，因此焓变是决定反应能否自发进行的一个重要因素，A正确；
B．自发反应是在一定的条件下，不需要外力就可以自动进行的反应，非自发进行的反应在一定外力作用下是可以发生的，B错误；
C．该反应，，任何温度下都不能自发进行，是非自发反应，B正确；
D．相同物质的量的同种物质气态时熵值最大，液态时次之，固态时最小，D正确；
故选B。
二、填空题
13．(1)
(2)bc
(3)830℃
解析：（1）根据平衡常数的定义，结合反应方程式CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)可知，该反应的化学平衡常数表达式为K=，故答案为：；
（2）a．根据反应方程式可知，该反应前后的气体的物质的量保持不变，故反应过程中容器的压强始终不变，故容器中压强不变不能说明反应达到化学平衡，a不合题意； b．化学平衡的特征之一为反应体系的各组分的浓度保持不变，故混合气体中c(CO)不变说明反应达到化学平衡，b符合题意；
c．由方程式可知，H2和H2O的系数相等，故有正(H2)=正(H2O) =逆(H2O) ，即反应的正逆反应速率相等，说明反应达到化学平衡，c符合题意；
d．化学平衡的特征之一为反应体系的各组分的浓度保持不变，而不是相等或成比例，故c(CO2)=c(CO)不能说明反应达到化学平衡，d不合题意；
（3）某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，即=1，K=1，根据题干表中数据可知，此时的温度为830℃，故答案为：830。
14．1：3：2
解析：对于化学反应：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)，当分别用N2、H2、NH3三种物质浓度变化表示该反应速率时，它们的速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数的比，所以v(N2)：v(H2)：v(NH3)= 1：3：2。
15． (1)
(2) > 700℃时平衡常数，800℃时平衡常数为1，温度升高，平衡常数增大，平衡正向移动即正向是吸热反应 AB
(3) > AD
(4)CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g) + 2H2O(l) ΔH=−764.7 kJ∙mol−1
解析：(1)反应方程式C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)的平衡常数表达式；故答案为：；
(2)①结合表中数据，在700℃建立三段式 ，在800℃建立三段式，700℃时平衡常数，800℃时平衡常数，温度升高，平衡常数增大，平衡正向移动即正向是吸热反应，则反应的ΔH>0；故答案为：>；700℃时平衡常数，800℃时平衡常数为1，温度升高，平衡常数增大，平衡正向移动即正向是吸热反应；
②A．气体密度等于气体质量除以容器体积，正向反应，气体质量增大，容器体积不变，密度增大，当容器内气体密度恒定，则达到平衡，故A符合题意；
B．正向反应，气体NO物质的量浓度减小，当容器内各气体浓度恒定，则达到平衡，故B符合题意；
C．该反应是等体积反应，压强始终不变，当容器内压强恒定，不能作为判断平衡标志，故C不符合题意；
D．2υ正(NO)= υ逆(N2)，一个正反应，一个逆反应，两个不同的方向，但速率之比不等于计量系数之比，应该为υ正(NO)=2 υ逆(N2)，故D不符合题意；
综上所述，答案为：AB；
(3)
①0～10min内N2物质的量改变量为0.2mol，则CO2物质的量改变量为0.2mol，因此这段时间内CO2平均反应速率；故答案为：；
②图中A点是正向建立平衡的阶段，正反应在不断减小，逆反应速率在不断增大，10min时达到平衡，因此A点υ(正) > υ(逆)；故答案为：>；
③第10min改变条件后，10~12min，NO物质的量增加量和6~10min一样，N2物质的量减小量和6~10min一样，说明正反应速率增大，但第10min改变条件后NO和N2物质的量没有瞬间改变：
A．加催化剂，正逆反应速率加快，A符合题意；
B．增大C(s)的物质的量，反应速率不变，B不符合题意；
C．减小CO2的物质的量，正反应速率减小，C不符合题意；
D．升温，正逆反应速率增大，D符合题意；
E．降温，正逆反应速率减小，E不符合题意；
综上所述，答案为：AD；
(4)
②×3-①×2+③×2得到甲醇燃烧生成液态水的热化学方程式CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g) + 2H2O(l) ΔH=−764.7 kJ∙mol−1；故答案为：CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g) + 2H2O(l) ΔH=−764.7 kJ∙mol−1。
16．(1)相等
(2)保持恒定
解析：略
17． A、B 2.5mol/(L∙min) 369
解析：(1)图象中，A、B的物质的量浓度随时间减小，C的的物质的量浓度随时间增大，故A、B是反应物，C是生成物；
(2)2min内，A的平均速率v(A)===2.5mol/(L∙min)；
(3)2min内，Δc(A)=5mol/L，Δc(B)=4mol/L，Δc(C)=4mol/L，A、B是反应物，C是生成物，且A、B的浓度并没有变为0，说明反应达到了平衡状态，则该反应的化学方程式为；
(4)ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能，则有-72kJ∙mol-1=436kJ∙mol-1+230kJ∙mol-1-2a kJ∙mol-1，解得a=369。
18．(1)
(2)正反应
(3) 逆反应
解析：（1）的平衡常数。
（2）加入少量KSCN固体后，溶液中增大，平衡将正向移动。
（3）加水稀释至原溶液体积的2倍，各离子的瞬间浓度均等于原浓度的，浓度熵，平衡将逆向移动。
三、计算题
19．(1)1.5 mol/L
(2)0.2 mol·L-1·min-1
(3)2
(4) < K=9/16，Q=9/4，Q>K，故平衡逆向移动，V正K，平衡逆向移动，V正