第二章 化学反应速率与化学平衡 单元过关训练卷 高中化学人教版（2019）选择性必修1

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第二章 化学反应速率与化学平衡 单元过关训练卷
一、单选题
1．某探究小组研究的反应速率与浓度的关系。反应速率可通过测定减半所需时间来确定。在一定温度下，获得如下实验数据。
实验序号
初始浓度
减半所需时间t/min



①
0.10
10.0
5.0
10
②
0.10
10.0
2.5
20
③
0.20
10.0
5.0
5
④
0.10
5.0
5.0
5
分析以上数据所得出的结论错误的是
A．增大增大 B．增大不变
C．实验①和②的不相等 D．实验③的为
2．在一定条件下，将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：，2 min末该反应达到平衡，生成0.8 mol D，并测定C的浓度为0.2mol·L，下列判断正确的是
A．
B．2 min内A的反应速率为
C．B平衡时物质的量浓度为0.3 mol·L
D．若混合气体的压强不变，不能表明该反应达到平衡状态
3．汽车尾气净化器中发生催化反应。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．反应的平衡常数可表示为
C．增大压强能加快反应速率，提高反应物的平衡转化率
D．其它条件不变，更换高效催化剂，将发生改变
4．干冰升华过程中，其焓变和熵变正确的是
A．， B．， C．， D．，
5．反应物S转化为产物P的能量与反应进程的关系如下图所示：

下列说法正确的是
A．S·X→P·X的转化过程为吸热过程
B．平衡时P的产率：Ⅰ=Ⅱ=Ⅲ
C．生成P的速率：Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ
D．生成相同物质的量的P，放出的热量Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ
6．下列说法正确的是
A．某温度下，反应，在密闭容器中达到平衡，恒容下，充入一定量的，的平衡转化率增大
B．恒温恒容情况下，发生反应：，当混合气体密度保持不变时，说明反应已达到平衡
C．合成氨工业中，恒温恒容情况下，充入惰性气体，体系压强增大，反应速率增大
D．某温度下，可逆反应的平衡常数为，若缩小反应器的容积，能使平衡正向移动，则，并且增大
7．甲醇和异丁烯(以IB表示)在催化剂作用下合成甲基叔丁基醚(MTBE)：    △H。反应过程中反应物首先被催化剂吸附，再经历过渡态(I、Ⅱ、Ⅲ)最终得到产物，相对能量与反应历程的关系如图所示(其中表示甲醇和异丁烯同时被吸附，表示甲醇先被吸附，表示异丁烯先被吸附)。

下列说法不正确的是
A．该反应的
B．三种反应历程中，反应速率最快
C．过渡态I比另两种过渡态稳定
D．同温同压下，只要起始投料相同，三种途径MTBE的转化率相同
8．二氧化碳减排和再利用技术是促进社会环保和工业可持续发展的重要措施。将工业废气中的转化为，可以通过以下途径实现。
反应I：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：(
反应I和反应Ⅱ的平衡常数K随温度T的变化如图所示，下列说法正确的是

A．升高温度，反应Ⅱ中的平衡产率增大
B．温度：
C．
D．时，反应Ⅲ的平衡常数
9．活泼自由基与氧气的反应一直是关注的热点。自由基与反应过程的能量变化如下图所示，已知升高温度，活化能大的反应速率增大的程度越大。下列说法正确的是

A．比稳定
B．升高温度，生成的反应速率增大的程度更大
C．该历程中最小正反应的活化能为
D．改变催化剂可以改变生成的反应焓变
10．根据以下实验操作和现象，分析所得结论正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向浊液中加入过量NaOH溶液，振荡
浊液变澄清
说明具有碱性
B
用大理石和浓盐酸制，并将产生的气体通入溶液中
溶液变浑浊
说明的酸性比强
C
取A、B两份植物油，B中加入18-冠-6冠醚，再分别滴加酸性溶液，振荡后静置
B中紫红色先褪去
说明冠醚可增大与植物油的反应接触面积，加快反应速率
D
取a、b两份各2mL的5%，分别滴入5滴的溶液和溶液
a产生气泡的速率更快
不能说明对分解的催化效率比好
A．A B．B C．C D．D
11．某化学反应在三种不同条件下进行，2L的密闭容器中只充入3.0molA，A的物质的量随反应时间的变化情况如图所示。下列说法正确的是

A．与实验①相比，②可能使用了催化剂
B．与实验①相比，实验③增大了压强
C．适当升高温度可以使平衡正向移动
D．0~20min，实验②中B的平均反应速率是0.05 mol·L-1·min-1
12．在催化剂作用下，向容积为1L的容器中加入1molX和3molY，发生反应：，平衡时和反应10min时X的转化率(X)随温度的变化分别如曲线I、Ⅱ所示。下列说法错误的是

A．该反应
B．200℃时，前10min的平均反应速率
C．400℃时，反应的平衡常数K=2
D．bc段变化可能是催化剂在温度高于400℃时活性降低导致
13．某合成氨速率方程为，其中k为速率常数，根据表中数据分析，下列数值正确的是
实验




1




2




3




4




A．、、
B．、、
C．、、
D．、、
14．下列4个数据是在不同条件下测得的合成氨反应的速率，其中反应最快的是
A． B．
C． D．

二、非选择题
15．合成氨的温度和压强通常控制在约500℃以及20MPa～50MPa的范围，当进入合成塔的N2和H2的体积比为1∶3时，N2和H2反应所得氨的平衡浓度(体积分数)如表所示：

20MPa
50MPa
500℃
19.1
42.2
而实际上从合成塔出来的混合气体中氨的体积分数约为15%。请回答下列问题：
(1)298K下合成氨时，每生成1mol氨气，同时放出46.2kJ的热量，则该反应的热化学方程式为 。
(2)若工业生产中N2和H2按投料比1∶2.8的比例进入合成塔，那么转化率较大的应该是 ，采用此投料比的原因是 ，若从合成塔出来的混合气体中氨的体积分数仍为15%，则N2和H2的转化率之比是 。
16．工业上合成氨是在一定条件下进行如下反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.2kJ•mol-1，其部分工艺流程如图所示：

反应体系中各组分的部分性质见表：
气体
氮气
氢气
氨
熔点/℃
-210.01
-259.77
-77.74
沸点/℃
-195.79
-252.23
-33.42
回答：
(1)写出该反应的化学平衡常数表达式：K= 。随着温度升高，K值 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)K值越大，表明 (填字母)。
A．其他条件相同时N2的转化率越高
B．其他条件相同时NH3的产率越大
C．原料中N2的含量越高
D．化学反应速率越快
(3)在工业上采取气体循环的流程，即反应后通过把混合气体的温度降低到 使 分离出来；继续循环的气体是 。
17．在硫酸工业中，通过下列反应将SO2 氧化成SO3：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)  ΔHK2>>
298
K1
K2
398


(1)ΔH3= (用ΔH1、ΔH2的代数式表示)；推测反应III是 反应(填“吸热”或“放热”)
(2)相同条件下，反应I在2L密闭容器内，选用不同的催化剂，反应产生N2的量随时间变化如图所示。

①计算0～4分钟在A催化剂作用下，反应速率v(NO)= 。
②下列说法不正确的是 。
A．单位时间内H—O键与N—H键断裂的数目相等时，说明反应已经达到平衡
B．若在恒容绝热的密闭容器中发生反应，当K值不变时，说明反应已经达到平衡
C．该反应的活化能大小顺序是：Ea(A)>Ea(B)>Ea(C)
D．增大压强能使反应速率加快，是因为增加了活化分子百分数
(3)恒温、恒压下，反应II达到平衡时体系中n(NO)∶n(O2)∶n(NO2)=2∶1∶2。在其他条件不变时，再充入NO2气体，NO2体积分数 (填“变大”、“变小”或“不变”)。

参考答案：
1．B
【详解】A．比较①③数据可以判断出，增大，时间减半，v(Cr3+)增大，故A正确；
B．对比①②组数据，可以判断出增大c(Ag+)，v(Cr3+)增大，故B错误；
C．实验①的v(Cr3+)=ΔcΔt=5mol/L10min=，实验②的v(Cr3+)=ΔcΔt=5mol/L20min=，两组实验速率不相等，C正确；
D．实验③的v(Cr3+)=ΔcΔt=5mol/L5min=，故D正确；
故选B。
2．C
【详解】A．由题意得：
，故A错误；
B．2 min内A的反应速率为，故B错误；
C．B平衡时物质的量浓度为，故C正确；
D．反应前气体化学计量数之和不等于反应后气体化学计量系数之和，若混合气体的压强不变，能表明该反应达到平衡状态，故D错误；
故选：C。
3．C
【分析】汽车尾气净化器中发生催化反应为；
【详解】A．反应为放热的熵减反应，则反应在高温下不能自发进行，A错误；
B．反应的平衡常数可表示为，B错误；
C．反应为气体分子数减小的反应，增大压强能加快反应速率，且平衡正向移动，能提高反应物的平衡转化率，C正确；
D．其它条件不变，更换高效催化剂，能加快反应速率不改变反应焓变，D错误；
故选C。
4．A
【分析】干冰升华过程中吸热，气体分子数增多，结合吸放热与ΔH的关系、气体体积的变化与熵变的关系分析解答。
【详解】干冰升华过程中，物质由固态变为气态，体系的混乱度增大，属于熵增的过程，ΔS＞0；干冰升华过程中，物质由固态变为气态，为吸热过程，ΔH＞0，故A正确；
故答案选A。
【点睛】本题考查了焓变、熵变及其判定，明确固态物质转化为气态的过程中体系混乱度的变化和能量的变化是解题关键，题目难度不大。
5．B
【详解】A．S·X→P·X的转化过程能量降低为放热过程，故A错误；
B．X和Y起催化作用，不影响P的平衡产率，平衡时P的产率：Ⅰ=Ⅱ=Ⅲ，故B正确；
C．反应的活化能越低反应速率越快，反应的活化能Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ，所以生成P的速率：Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ，故C错误；
D．催化剂只改变反应的活化能不影响焓变值，生成相同物质的量的P，放出的热量相同，Ⅰ＝Ⅲ＝Ⅱ，故D错误；
故选：B。
6．B
【详解】．恒容下，充入一定量的，反应物浓度增大，平衡正向移动，(g)的平衡转化率增大，的平衡转化率减小，故错误；
B．该反应有固体物质参与反应，反应达到平衡前混合气体的总质量发生变化，恒容条件体积不变，则密度是一变量，当密度保持不变时，说明反应已达到平衡，故B正确；
C．充入惰性气体，反应物和产物浓度不变，则反应速率不变，故错误；
D．化学平衡常数只受温度影响，与浓度无关，若缩小反应器的容积，能使平衡正向移动，则，但温度不变化学平衡常数不变，故错误；
故选：B。
7．D
【详解】A．该反应的焓变△H为生成物的总能量减去反应物的总能量，则△H=(1-5)QkJ/mol=-4QkJ/mol， 该反应的热化学方程式为该条件下反应的热化学方程式为:CH3OH(g)+IB(g) = MTBE(g) OH=-4QkJ/mol，选项A正确；
B．N1、N2、 N3三种反应历程的活化能分别为(6-2)QkJ/mol=4 QkJ/mol、(9-3)QkJ/mol=6QkJ/mol、(10-4)QkJ/mol=6QkJ/mol，则N1反应速率最快，选项B正确；
C．过渡态I的能量最低，能量越低越稳定，故过渡态I比另两种过渡态稳定，选项C正确；
D．N1、N2、N3三种反应历程的活化能不相等，则同温同压下，只有起始投料相同，相同时间三种途径MTBE的转化率不相同，选项D错误；
答案选D。
8．B
【详解】A．反应Ⅱ为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，的转化率减小，选项A错误；
B．反应Ⅱ为放热反应，温度越高，平衡常数越小，如图可知，，选项B正确；
C．根据盖斯定律反应Ⅰ+Ⅱ=Ⅲ，所以，选项C错误；
D．根据盖斯定律反应Ⅰ+Ⅱ=Ⅲ，所以，当温度为时，反应Ⅲ的平衡常数，选项D错误；
答案选B。
9．C
【详解】A．的能量更高，故其不如稳定，A错误；
B．过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，即图中峰值越大则活化能越大，峰值越小则活化能越小，已知升高温度，活化能大的反应速率增大的程度越大；结合图像可知，升高温度，生成的反应速率增大的程度更大，B错误；
C．该历程中最小正反应的活化能为中间产物Z生成过渡Ⅲ时的活化能，为，C正确；
D．改变催化剂可以改变反应历程，加快反应速率，但是不能改变生成的反应焓变，D错误；
故选C。
10．C
【详解】A．浊液变澄清说明氢氧化铝能和强碱氢氧化钠反应，不能说明其具有碱性，A错误；
B．挥发出的氯化氢气体也能和硅酸钠反应生成硅酸沉淀，B错误；
C．实验中变量为18-冠-6冠醚，B中紫红色先褪去，能说明冠醚可增大与植物油的反应接触面积，加快反应速率，C正确；
D．实验中氯离子浓度相同且铁离子浓度小于铜离子，而a产生气泡的速率更快，则说明对分解的催化效率比好，D错误；
故选C；
11．A
【详解】A. 从图中可以看出，①和②中，A的物质的量的变化量相同，且②比①所用的时间短，则与实验①相比，②可能使用了催化剂，A正确；
B. 因为反应前后气体的分子数相等，改变压强不能使平衡发生移动，所以与实验①相比，实验③不可以是增大了压强，B不正确；
C. 因为不能确定正反应是吸热反应还是放热反应，所以适当升高温度不一定能使平衡正向移动，C不正确；
D. 0~20min，实验②中A表示的平均反应速率是=0.05 mol·L-1·min-1，则B的平均反应速率是0.025 mol·L-1·min-1，D不正确；
故选A。
12．C
【详解】A．升高温度，转化率增大，平衡正向移动，正向是吸热反应即该反应，故A正确；
B．200℃时，前10min的平均反应速率，故B正确；
C．400℃时，X转化率为60%，反应的平衡常数，故C错误；
D．ab阶段随温度升高，转化率增大，bc阶段随温度升高，转化率减小，该变化可能是催化剂在温度高于400℃时活性降低导致，故D正确。
综上所述，答案为：C。
13．A
【详解】某合成氨速率方程为，对比实验1和实验2，和不变，增大为原来的2倍，v增大为原来的2倍，说明；对比实验1和实验3，和不变，缩小为原来的0.1倍，v增大为原来的10倍，说明；对比实验1和实验4，和不变，增大为原来的2倍，v增大为原来的2.828倍，说明，故选A。
14．C
【详解】根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，把用不同物质表示的反应速率换算成用同一物质表示的化学反应速率，在同一成同一单位，然后比较大小，
A．；
B．；
C．；
D．；
综上所述，反应最快的C项，故选C。
15．(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)    ΔH=-92.4kJ•mol-1
(2) H2 增加相对廉价原料N2的用量，提高相对贵重原料H2的转化率，降低生产成本 2.8∶3

【详解】（1）298 K下合成氨时，每生成1 mol·L-1氨气，同时放出46.2 kJ的热量，该反应的热化学方程式为：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1；
（2）N2来源广泛，相对廉价，故采用此投料比的原因是：增加相对廉价原料N2的用量，提高相对贵重原料H2的转化率，降低生产成本。
16．(1) 减小
(2)AB
(3) -33.42℃ 氨 N2和H2

【详解】（1）工业上合成氨是在一定条件下进行如下反应：，△H=-92.44kJ/mol，平衡常数为K=，反应是放热反应，随着温度的升高平衡逆向进行，平衡常数减小；
（2）对于合成氨反应，K值越大表明温度越低；
A．温度越低，正向进行程度越大，N2的转化率越高，故A正确；        
B．温度越低，生成的氨气越多，NH3的产率越大，故B正确；
C．温度低反应正向进行，原料中N2的含量减少，故C错误；    
D．温度低化学反应速率减慢，故D错误；
答案选AB；
（3）根据气体熔沸点的大小可知，氨易液化，将温度降低到氨气的沸点(-33.42℃)变为液态后，将氨气从体系中分离出去可使平衡正向移动，剩余的N2和H2可循环利用，提高产率；
17．(1)高温、高压、催化剂
(2)低温、高压
(3)在此温度下催化剂的活性最高
(4)1×105 Pa，在该压强下SO2的转化率就已经很高了，若采用高压，平衡能向右移动，但效果并不明显，且采用高压时会增加设备的成本
(5)增大反应物O2的浓度，提高SO2的转化率
(6)常压、450℃、催化剂

【详解】（1）根据影响反应速率的因素，为了使二氧化硫尽快地转化为三氧化硫，应该选择的条件是升高温度、增大压强、使用合适的催化剂等。
（2）根据影响平衡移动的因素，为了使二氧化硫尽量多地转化为三氧化硫，应该选择的条件是增大压强、降低温度。
（3）450℃左右温度下催化剂的活性最高，反应速率快，所以选定450℃左右作为操作温度。
（4）1×105 Pa压强下SO2的转化率就已经很高了，若采用高压，平衡能向右移动，但效果并不明显，且采用高压时会增加设备的成本，所以采用1×105 Pa；
（5）增大反应物O2的浓度，平衡正向移动，提高SO2的转化率，所以通入过量空气；
（6）根据以上分析，实际工业生产中该反应应选择的条件是常压、450℃、催化剂。
18．(1) ΔH1﹣3ΔH2 吸热
(2) 0.375mol•L﹣1•min﹣1 CD
(3)不变

【详解】（1）已知K1>K1′，说明随温度升高，K减小，则反应Ⅰ为放热反应，ΔH1＜0；K2>K2′，说明随温度升高，K减小，则反应Ⅱ为放热反应，ΔH2＜0；反应Ⅰ﹣反应Ⅱ×3得到反应Ⅲ，则ΔH3=ΔH1﹣3ΔH2，已知|ΔH1|=2|ΔH2|，所以ΔH3=ΔH1﹣3ΔH2=|ΔH2|>0，即反应Ⅲ为吸热反应；
（2）①已知4分钟时氮气为2.5mol，则消耗的NO为3mol，所以v(NO)==0.375mol•L﹣1•min﹣1；
②单位时间内H﹣O键断裂表示逆速率，N—H键断裂表示正速率，单位时间内H—O键与N﹣H键断裂的数目相等时，则消耗的NH3和消耗的水的物质的量之比为4∶6，则正逆速率之比等于4∶6，说明反应已经达到平衡，故A不选；该反应为放热反应，恒容绝热的密闭容器中，反应时温度会升高，则K会减小，当K值不变时，说明反应已经达到平衡，故B不选；相同时间内生成的氮气的物质的量越多，则反应速率越快，活化能越低，所以该反应的活化能大小顺序是：Ea(A)＜Ea(B)＜Ea(C)，故C选；增大压强能使反应速率加快，是因为增大了活化分子数，而活化分子百分数不变，故D选；故选CD。
（3）一定条件下，反应Ⅱ2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)达到平衡时体系中n(NO)∶n(O2)∶n(NO2)=2∶1∶2，在其它条件不变时，恒温恒压条件下，再充入NO2气体，则与原来的平衡为等效，则NO2体积分数不变。