第二章 化学反应速率与化学平衡 同步习题 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同步习题一、单选题（共13题）1．在密闭容器中，反应，在一定条件下达到平衡状态。下列说法正确的是A．若升高温度，平衡常数K减小，则B．若缩小体积，平衡向逆反应方向移动，则C．增大B的浓度，A、B的转化率均增大D．保持体积不变，通入氦气，则平衡不移动2．向1L的密闭容器中通入2molCO2(g)、2molH2(g)，发生反应为H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH。在T1、T2下，测得CO的物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是A．CO2平衡转化率：α(T1)K，因此平衡逆向移动7．下列有关说法正确的是A．化学平衡发生移动，平衡常数必发生变化B．加入催化剂，单位体积内反应物分子中活化分子百分数不变C．人们把能够发生有效碰撞的分子叫活化分子，把活化分子具有的能量叫活化能D．在稀溶液中：H＋(aq)＋OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1，若将含0.5 molH2SO4的浓硫酸与含1mol NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3 kJ8．下列说法中有明显错误的是A．升高温度，一般可使活化分子的百分数增大，因而反应速率增大B．活化分子之间发生的碰撞一定为有效碰撞C．干冰升华这一过程中，△S＞0D．对于反应：CO (g)+H2O (g) CO2 (g)+H2 (g)，恒容时，温度升高，H2浓度增大，则该正反应的焓变为正值9．增大压强，对已达平衡的反应3A(g)＋B(g) 2C(g)＋2D(s)产生的影响是A．正反应速率加大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动B．正反应速率减小，逆反应速率加大，平衡向逆反应方向移动C．正、逆反应速率都加大，平衡向正反应方向移动D．正、逆反应速率都没有变化，平衡不发生移动10．一定温度下，在某刚性密闭容器中充入一定量溶液和发生反应：。下列有关说法正确的是A．当单位时间内消耗的同时生成时，反应达到平衡状态B．的去除率增大时，也增大C．的平均反应速率之比为D．混合气体密度不随时间变化时达到平衡状态11．在一体积固定的密闭容器中加入反应物A、B，发生如下反应：A(g)＋2B(g) 3C(g)。反应过程中的部分数据如下表所示，下列说法正确的是A．0～2 min内，B的反应速率为0.1 mol·Lˉ1·minˉ1B．2 min时，C的物质的量浓度为0.4 mol·Lˉ1C．4 min时，反应已达到平衡状态，此时正、逆反应的速率都为0D．4～6 min内，容器内气体分子的总物质的量不变12．某科研小组对碳酸锰与空气反应制备二氧化锰的条件进行了研究，绘制了三幅关于反应物的转化率和条件关系的图像(如图所示)。下列对于反应条件的选择不正确的是  A．温度350 ℃左右(或325～375 ℃)B．水分含量为30%左右(或水分含量为20%～40%)C．湿空气中焙烧D．干空气中焙烧13．已知恒容密闭容器中发生反应：  ，平衡体系中气体的平均相对分子质量(M)在不同温度下随压强的变化曲线如图所示，下列叙述正确的是  A．温度： B．平衡常数：C．反应速率： D．当M为200.25时转化率约为33%二、填空题（共10题）14．将镁带投入盛放在敞口容器的盐酸里，产生H2的速率与时间的关系可由右图所示。(1)写出离子反应方程式 (2)下列因素中能影响该反应速率的有： （填序号）；①H＋的浓度 ②镁带的表面积 ③溶液的温度 ④Cl-的浓度。(3)解释图中AB段形成的原因 ；(4)解释图中ｔ1时刻后速率变小的原因 。15．时，将和溶液混合，发生反应：。溶液中与反应时间的关系如图所示。(1)下列可判断反应达到平衡的是_______(填字母)。A．溶液的不再变化B．C．不再变化D．(2)时， (填“大于”“小于”或“等于”)。(3)时 时(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是 。(4)若平衡时溶液的，则该反应的平衡常数K为 。16．活化能(1)有效碰撞理论①基元反应：大多数的化学反应往往经过多个反应步骤才能实现。其中 都称为基元反应。如2HI=H2+I2的2个基元反应为2HI→H2+2I·、2I·→I2。②反应机理：先后进行的 反映了化学反应的反应历程，反应历程又称 。③基元反应发生的先决条件基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生 ，但是并不是每一次分子碰撞都能发生化学反应。④有效碰撞概念： 。条件：具有足够的 ；具有合适的 。与反应速率的关系：有效碰撞的频率越高，则反应速率 。⑤活化能和活化分子活化分子：能够发生 的分子。对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是 的。活化能：活化分子具有的 与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能。(2)有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释①浓度：反应物浓度增大→单位体积内活化分子数 →单位时间内有效碰撞的次数 →反应速率 ；反之，反应速率 。②压强：增大压强→气体体积缩小→反应物浓度增大→单位体积内活化分子数 →单位时间内有效碰撞的次数 →反应速率 ；反之，反应速率 。即压强对化学反应速率的影响，可转化成浓度对化学反应速率的影响。③温度：微观解释：升高温度→活化分子的百分数 →单位时间内有效碰撞的次数 →反应速率 ；反之，反应速率 。④催化剂：使用催化剂→改变了反应的历程，反应的活化能 →活化分子的百分数 →单位时间内有效碰撞的几率 →反应速率 。17．铜的两种氧化物在化工生产中都有着重要的用途。I.CuO可用于制备Cu2O。已知：①2Cu2O(s)4Cu(s)+O2(g) △H1=+338kJ·mol-1；②2CuO(s)2Cu(s)+O2(g) △H2=+314kJ·mol-1。（1）CuO分解生成2molCu2O的热化学方程式为 。（2）温度为T时，向5L恒容密闭容器中加入80gCuO制备Cu2O，5min时恰好达到平衡，测得容器中Cu2O的物质的量为0.4mol。①该反应的平衡常数K= 。②5min时缩小容器容积，重新达到平衡时O2的浓度 (填“增大”、“减小”或“不变”)。（3）研究表明，在CuO中加入适量碳粉有利于制得纳米级Cu2O，下列说法正确的是 (填选项字母)。A．碳与氧气反应放热，加快反应速率        B．生成CO气体，使固体颗粒容易分散C．CO可以将Cu2O还原为铜粉             D．CO作该反应的催化剂Ⅱ.CuO可用于冶炼铜(已知：CO的燃烧热△H=—283kJ·mol-1)；一定条件下，将1molCuO和0.5molCO加入2L密闭容器中发生反应，t1时达到平衡，t2后改变容器中的条件，用CO表示的反应速率(v)与时间(t)的关系如图所示(三个阶段改变的条件为温度、压强、浓度中的一个)。（4）t4时改变的条件为 。（5）M、N、P三点对应状态下，CO的转化率a(M)、a(N)、a(P)的大小关系为 。18．回答下列问题：(1)①若在一个容积为2 L的密闭容器中加入0.2 molN2的和0.6 molH2的，在一定条件下发生反应：N2+3H22NH3  ，若在5分钟时反应达到平衡，此时测得2NH3的物质的量为0.2 mol。则平衡时H2的转化率为 。②平衡后，若要提高H2的转化率，可以采取的措施有 。A．加了催化剂    B．增大容器体积   C．降低反应体系的温度      D．加入一定量N2③下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是 (填序号字母)。A．容器内N2、H2、NH3的物质的量浓度之比为1∶3∶2        B．v(N2)正=3v(H2)逆C．容器内压强保持不变                                    D．混合气体的密度保持不变(2)化学反应的焓变通常用实验进行测定：实验测得，标准状况下11.2L甲烷在氧气中充分燃烧生成液态水和二氧化碳气体时释放出akJ的热量，试写出表示甲烷燃烧的热化学方程式： 。(3)砷(As)是第四周期VA族元素，可以形As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4成等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：①画出砷的原子结构示意图 。②工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状，通O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式 。该反应需要在加压下进行，原因是 。③已知：                     则反应的As2O5(s)+3H2O(l)=2H3AsO4(s)    。19．H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)＋CO2(g) COS(g)＋H2O(g)。在610 K时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。①向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是 (填标号)。A．H2S              B．CO2           C．COS              D．N2②在620 K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03，该反应的ΔH 0(填“>”“0，已知该反应在240℃，平衡常数K=64×10-4。请回答：(2)某温度下，向2L的密闭容器中充入N2和O2各1mol，5分钟后O2的物质的量为0.5mol，则N2的反应速率为 。(3)假定该反应是在恒容条件下进行，判断该反应达到平衡的标志 。A．单位时内消耗1molN2同时生成1molN2B．混合气体密度不变C．混合气体平均相对分子质量不变D．2v正(N2)=v逆(NO)(4)将N2、O2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中，如图变化趋势正确的是 (填字母序号)。A．     B．     C．(5)向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N2和O2，达到平衡状态后再向其中充入一定量N2，重新达到化学平衡状态。与原平衡状态相比，此时N2的转化率 。(填“变大”、“变小”或“不变”)(6)该温度下，某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10-1mol/L、4.0×10-2mol/L和3.0×10-3mol/L，此时反应 (填“处于化学平衡状态”、“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”)，理由是 。Ⅲ.已知室温时，0.1mol•L-1的氨水中NH3•H2O有1%发生电离，回答下列各问题：(7)该温度下NH3•H2O的电离平衡常数Kb= 。(计算具体数值)(8)由0.1mol•L-1的氨水电离出的c(OH-)约为水电离出的c(OH-)的 倍。(9)要使溶液中值增大，可以采取的措施是 。(填序号)①通入少量HCl    ②升高温度    ③加少量NaOH固体    ④加水23．有科研工作者研究利用H2S废气制取H2，反应原理2H2S(g)2H2(g)+S2(g)。在2L的恒容密闭容器中，H2S的起始物质的量均为1mol，控制不同温度进行此反应。实验过程中测得H2S的转化率如图所示。【注】曲线a表示H2S的平衡转化率与温度的关系；曲线b表示不同温度下反应经过相同时间时H2S的转化率。完成下列填空：(1)写出该反应的平衡常数表达式：K= 。下列能作为判断其达到平衡状态的标志是 (选填编号)。①2v正(H2S)=v逆(S2)②[H2S]：[H2]：[S2]=2：2：1③[H2S]、[H2]、[S2]各自不再变化④容器内气体密度不再变化⑤容器内气体平均摩尔质量不再变化(2)下列关于正反应方向反应热效应的推断合理的是 (选填字母)。a.根据曲线a可知为吸热反应b.根据曲线a可知为放热反应c.根据曲线b可知为吸热反应d.根据曲线b可知为放热反应(3)985℃时，反应经过5s达到平衡状态，此时H2S的转化率为40%，则5s内反应速率v(S2)= mol·L-1·s-1。(4)随着温度升高，曲线b向a逐渐靠近，说明对于该反应，不改变其他条件的情况下，升温能够 (选填字母)。a.仅加快正反应速率b.仅加快逆反应速率c.提高H2S的分解率d.缩短达到平衡所需的时间(5)H2S尾气可用硫酸铜溶液吸收，写出反应的离子方程式 。化学方程式4334浓度/ mol·Lˉ1时间/minc(A)c(B)c(C)01.01.2020.840.660.9温度K1K2T1K1.472.38T2K2.151.67实验编号①②③④⑤温度/℃3040506070显色时间/s16080402010参考答案：1．D【详解】A．若升高温度，平衡常数K减小，说明平衡逆向移动，逆反应吸热，正反应放热，，故A错误；B．缩小体积即增大压强，平衡逆向移动，说明逆反应方向是气体总物质的量减小的方向，也就是，故B错误；C．增大B的浓度，平衡正向移动，A的转化率增大，B的转化率减小，故C错误；D．保持体积不变，充入氦气，A、B、C的浓度不变，平衡不移动，故D正确；故答案为D。2．D【分析】据图可知T1温度下反应达到平衡所需时间较短，反应速率更快，所以T1＞T2，温度越高平衡时CO的物质的量越大，说明升高温度平衡正向移动，该反应为吸热反应。【详解】A．根据分析可知T1＞T2，该反应为吸热反应，温度越高，CO2的转化率越大，所以α(T1)＞α(T2)T1，A错误；B．据图可知前3min，T1温度下反应速率更快，所以T1温度下容器内发生的有效碰撞次数更多，B错误；C．T2温度下12min时，反应达到平衡，此时容器内CO的物质的量为0.5mol，初始投料为2molCO2(g)、2molH2(g)，根据反应方程式可知此时容器内CO2、H2、CO2、H2O的物质的量分别为1.5mol、1.5mol、0.5mol、0.5mol，该反应前后气体系数之和相等，可用物质的量代替浓度计算平衡常数，所以该温度下K==，再充入H2、CO2、CO、H2O各1mol，则浓度商为=＞，所以此时平衡逆向移动，C错误；D．据图可知非绝热条件T1温度达到平衡时n(CO)=1.0mol，该反应为吸热反应，绝热条件下进行反应容器内温度降低，则新平衡会在原平衡的基础上逆向移动，则平衡时n(CO)K(t2)，则t2>t1，A正确；B．K值越大，反应正向进行的程度越大，转化率越高，则相同条件下发生反应，平衡时 F2 、 Cl2 、 Br2 、 I2 的转化率逐渐降低，B正确；C．K值越小，反应的正向程度越小，说明生成物越不稳定，越易分解，随着核电荷数增大，K值减小，则相同条件下， HF 、 HCl 、 HBr 、 HI 的稳定性逐渐减弱，C正确；D．反应的剧烈程度与K值大小无关，D错误；故选D。4．C【分析】A、温度越高，氧化速率越快；B、反应物浓度降低，反应速率降低；C、SO32-水解不影响溶液中+4价硫的总浓度；D、当亚硫酸铵的浓度增大到一定程度后，亚硫酸根离子被氧化的速率大于氧气的溶解速率。【详解】A、温度越高，氧化速率越快，60℃之前，氧化速率增大与温度升高化学反应速率加快有关，故A正确；B、反应物浓度降低，反应速率降低，温度升高后O2的溶解度下降及(NH4)2SO3受热易分解，均使反应物浓度降低，故B正确；C、SO32-水解不影响溶液中+4价硫的总浓度，故C错误；D、当亚硫酸铵的浓度增大到一定程度后，亚硫酸根离子被氧化的速率大于氧气的溶解速率，因氧气的溶解速率较小导致亚硫酸根离子的氧化速率变化不大。故D正确；故选C。【点睛】本题考查外界条件对化学反应速率的影响，解题关键：综合理解多种条件同时对反应速率影响时，有一个条件在某时段起主导作用。5．B【详解】A．由图可知，随着温度的升高，CH4的平衡转化率增大，说明升高温度，平衡正向移动，该反应的正反应是吸热反应，故A正确；B．由图象可知，相同温度下乙中甲烷的平衡转化率大于甲中，说明n＞1，b点、c点CH4的平衡转化率均为60%，两容器中甲烷的起始量相等，则平衡时CH4、H2和CO的物质的量分别相等，但b点CO2的物质的量大于c点CO2的物质的量，则H2的体积分数：φ(b) ＜φ(c)，故B错误；C．873K时，c点CH4的平衡转化率为60%，△n(CH4)=1mol×60%=0.6mol，容器体积为1L，列化学平衡三段式：，K==12.96，该反应是吸热反应，降低温度，平衡逆向移动，K值减小，则773K时，该反应的平衡常数小于12.96，故C正确；D．由C可知，873K时，化学平衡常数K=12.96，向甲的平衡体系中再充入CO2、CH4各0.4mol，CO、H2各1.2mol，此时CO2、CH4浓度均为0.8mol/L，CO、H2浓度均为2.4mol/L，Qc==51.84＞12.96，说明平衡逆向移动，故D正确；故选：B。6．D【详解】A．及时分离出CO2，使生成物CO2浓度减小，N2、反应物的浓度都不变，则Q减小，Qa(P)。18．(1) 50% CD C(2)(3) 加快反应速率，提高原料的利用率 【详解】（1）①当生成0.2molNH3时，消耗氢气0.3mol，氢气的转化率为：；②A.加催化剂可以加快反应速率，但不会影响氢气的转化率，A错误；B.增大容器体积，压强减小，该反应正向气体分子数减少，故平衡逆向移动，氢气的转化率减小，B错误；C.该反应为放热反应，降低反应体系的温度，平衡正向移动，氢气的转化率增大，C正确；D.加入一定量N2，反应物浓度增大，平衡正向移动，氢气的转化率增大，D正确；故选CD；③A.容器内N2、H2、NH3的物质的量浓度之比为1∶3∶2，浓度之比等于化学计量数之比，不能证明反应达到平衡，A错误；B.当v(N2)正=v(H2)逆时可以判断达到平衡，B错误；C.该反应前后气体分子数变化，当容器内压强保持不变时达到平衡，C正确；                                   D.该反应气体总质量和容器体积均不变，混合气体的密度始终保持不变，不能判断达到平衡，D错误；故选C。（2）标况下11.2L甲烷的物质的量为0.5mol，完全燃烧时放出的热量为akJ，故1mol甲烷完全燃烧时放出的热量为2akJ，表示甲烷燃烧热的热化学方程式为：；（3）①As的原子序数为33，原子结构示意图为：；②As2S3与O2反应，生成H3AsO4和单质硫，根据得失电子守恒和原子守恒，化学方程式为：；该反应正向气体分子数减少，加压浓度增大，化学反应速率增大，平衡正向移动，反应物的利用率增大，故在加压下进行的原因是：加快反应速率，提高原料的利用率；③记I：   ；II：     ；III     ，目标反应=2I-3II-III，故。19． B > 10 2.8×10－3【分析】①通入H2S，平衡正向移动，但自身转化率减小；通入CO2，平衡正向移动；通入COS，平衡逆向移动；恒容条件下通入N2，平衡不移动。②在620 K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03，说明升高温度平衡正向移动；③利用“三段式”计算H2S的平衡转化率以及反应平衡常数。【详解】①通入H2S，平衡正向移动，但自身转化率减小；通入CO2，平衡正向移动，能使H2S转化率增大；通入COS，平衡逆向移动，使H2S转化率减小；恒容条件下通入N2，平衡不移动， H2S转化率不变，故选B。②在620 K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03，说明升高温度平衡正向移动，所以正反应吸热，ΔH>0；③设H2S浓度的变化量是xmol/L；H2S(g)＋CO2(g) COS(g)＋H2O(g)开始 0.04     0.16         0       0   转化     x          x             x         x   平衡  0.04-x      0.16-x            x           x  根据题意，反应平衡后水的物质的量分数为0.02，即 ，x=0.004mol/L；H2S的平衡转化率α1＝，反应平衡常数K＝2.8×10－3。20． 吸热 放热 吸热 CE 增大压强或使用催化剂 降低温度或从体系中分离出H2【详解】（1）反应①中，升高温度，化学平衡常数增大，说明平衡向正反应方向移动，升高温度平衡向吸热反应方向移动，所以正反应是吸热反应，反应②中，升高温度，化学平衡常数减小，说明平衡向逆反应方向移动，升高温度平衡向吸热反应方向移动，所以正反应是放热反应；（2）根据反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)可知该反应的平衡常数表达式为K3＝；（3）将方程式①-②得反应③：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，因此可推出K1、K2与K3之间的关系式为，升高温度，K1增大、K2减小，则K3增大，因此该反应是吸热反应；（4）该反应是反应前后气体体积不变的吸热反应，要使平衡向正反应方向移动，则A．缩小反应容器的容积，平衡不移动；B．扩大反应容器的容积，平衡不移动；C．升高温度，平衡向正反应方向移动；D．使用合适的催化剂，平衡不移动；E．设法减小平衡体系中的CO的浓度，降低生成物浓度，平衡向正反应方向移动；答案选CE。（5）①该反应是反应前后气体体积不变的吸热反应，图甲中t2时刻，正逆反应速率同等程度的增大，平衡不移动，可以采用使用催化剂、增大压强的方法；②该反应是反应前后气体体积不变的吸热反应，图乙中t2时刻，二氧化碳浓度增大、CO浓度减小，平衡向逆反应方向移动，可以采用降低温度、分离出氢气的方法。21．(1) 0.079 0.395 79％(2)(3)(4)淀粉溶液(5)CD【详解】（1）由图像可知，10s时，Z的物质的量为1.58mol，根据，故答案为：0.079；X的物质的量浓度减少了：；Y的转化率为：。（2）根据图像，X、Y为反应物，Z为生成物，化学计量数之比等于物质的量的变化量之比，，，，所以该反应的方程式为：。（3）在酸性条件下能被氧气氧化生成，故反应方程式为：。（4）在反应中生成的能是淀粉变蓝色，通过溶液变色的时间判断反应的快慢，故还需用淀粉溶液。（5）探究某一条件对反应速率的影响，必须保证其他条件不变，本实验是探究温度对反应速率的影响，在溶液浓度一定时，还需要试剂的用量（体积）和试剂的添加顺序相同，故选CD。22．(1)C(2)0.05mol/(L•min)(3)AD(4)AC(5)变小(6) 向正反应方向进行 因为浓度商Qc