2022年高三化学寒假单元测试：04化学反应速率和化学平衡（B卷） Word版含解析

这是一份2022年高三化学寒假单元测试：04化学反应速率和化学平衡（B卷） Word版含解析，共8页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题(每小题4分，共48分)
1.一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：
MgSO4(s)＋CO(g) MgO(s)＋CO2(g)＋SO2(g) ΔH＞0
该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是( )
2．NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化，当NaHSO3完全消耗即有I2析出，依据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。将浓度均为0.020 ml·L－1的NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0 mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0 mL混合，记录10～55 ℃间溶液变蓝时间，55 ℃时未观察到溶液变蓝，实验结果如图。据图分析，下列判断不正确的是( )
A．40 ℃之前与40 ℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反
B．图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等
C．图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.0×10－5 ml·(L·s)－1
D．温度高于40 ℃时，淀粉不宜用作该实验的指示剂
3．对于反应CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) ΔH<0，在其他条件不变的情况下( )
A．加入催化剂，改变了反应的途径，反应的ΔH也随之改变
B．改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量不变
C．升高温度，反应速率加快，反应放出的热量不变
D．若在原电池中进行，反应放出的热量不变
4．在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16 ml充入10 L恒容密闭容器中，发生反应X(g)＋Y(g) 2Z(g) ΔH<0，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表：
下列说法正确的是( )
A．反应前2 min的平均速率v(Z)＝2.0×10－3 ml·(L·min)－1
B．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前v(逆)>v(正)
C．该温度下此反应的平衡常数K＝1.44
D．其他条件不变，再充入0.2 ml Z，平衡时X的体积分数增大
5． (双选)某恒温密闭容器中，可逆反应A(s) B＋C(g)－Q达到平衡。缩小容器体积，重新达到平衡时，C(g)的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等。以下分析正确的是( )
A．产物B的状态只能为固态或液态
B．平衡时，单位时间内n(A)消耗∶n(C)消耗＝1∶1
C．保持体积不变，向平衡体系中加入B，平衡可能向逆反应方向移动
D．若开始时向容器中加入1 ml B和1 ml C，达到平衡时放出热量Q
6．一定条件下，溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如图所示。下列判断正确的是( )
A．在0～50 min之间，pH＝2和pH＝7时R的降解百分率相等
B．溶液酸性越强，R的降解速率越小
C．R的起始浓度越小，降解速率越大
D．在20～25 min之间，pH＝10时R的平均降解速率为0.04 ml·(L·min)－1
7．一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：
SO2(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋S(l) ΔH<0
若反应在恒容的密闭容器中进行，下列有关说法正确的是( )
A．平衡前，随着反应的进行，容器内压强始终不变
B．平衡时，其他条件不变，分离出硫，正反应速率加快
C．平衡时，其他条件不变，升高温度可提高SO2的转化率
D．其他条件不变，使用不同催化剂，该反应的平衡常数不变
8．合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得，其中的一步反应为：
CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) ΔH<0
反应达到平衡后，为提高CO的转化率，下列措施中正确的是( )
A．增加压强 B．降低温度
C．增大CO的浓度 D．更换催化剂
9．在一个不导热的密闭反应器中，只发生两个反应：
a(g)＋b(g) 2c(g) ΔH1<0
x(g)＋3y(g) 2z(g) ΔH2>0
进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所做的功)，下列叙述错误的是( )
A．等压时，通入惰性气体，c的物质的量不变
B．等压时，通入z气体，反应器中温度升高
C．等容时，通入惰性气体，各反应速率不变
D．等容时，通入z气体，y的物质的量浓度增大
10．温度为T时，向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 ml PCl5，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见下表：
下列说法正确的是( )
A．反应在前50 s的平均速率v(PCl3)＝0.003 2 ml·(L·s)－1
B．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(PCl3)＝0.11 ml·L－1，则反应的ΔH＜0
C．相同温度下，起始时向容器中充入1.0 ml PCl5、0.20 ml PCl3和0.20 ml Cl2，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2.0 ml PCl3和2.0 ml Cl2，达到平衡时，PCl3的转化率小于80%
11．(双选)为探究锌与稀硫酸的反应速率[以v(H2)表示]，向反应混合液中加入某些物质，下列判断正确的是( )
A．加入NH4HSO4固体，v(H2)不变B．加入少量水，v(H2)减小
C．加入CH3COONa固体，v(H2)减小D．滴加少量CuSO4溶液，v(H2)减小
12．在体积恒定的密闭容器中，一定量的SO2与1.100 ml O2在催化剂作用下加热到600 ℃发生反应：2SO2＋O22SO3 ΔH＜0。当气体的物质的量减少0.315 ml时反应达到平衡，在相同温度下测得气体压强为反应前的82.5%。下列有关叙述正确的是( )
A．当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时反应达到平衡
B．降低温度，正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度大
C．将平衡混合气体通入过量BaCl2溶液中，得到沉淀的质量为161.980 g
D．达到平衡时，SO2的转化率为90%
二、非选择题(本题包括4个小题，共52分)
13．(12分)在1.0 L密闭容器中放入0.10 ml A(g)，在一定温度进行如下反应：
A(g) B(g)＋C(g) ΔH＝＋85.1 kJ·ml－1
反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：
回答下列问题：
(1)欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为_____________________________________。
(2)由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率α(A)的表达式为________，平衡时A的转化率为________，列式并计算反应的平衡常数K________。
(3)①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A)，n总＝______ ml，n(A)＝________ ml。
②下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算：a＝________。
分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(Δt)的规律，得出的结论是____________，由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c(A)为________ ml·L－1。
14． (16分)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______0(填“<”“>”或“＝”)。
(2)830 ℃时，向一个5 L的密闭容器中充入0.20 ml的A和0.80 ml的B，如反应初始6 s内A的平均反应速率v(A)＝0.003 ml·(L·s)－1，则6 s时c(A)＝______ ml·L－1，C的物质的量为______ ml；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1 ml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______(填正确选项前的字母)。
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)1 200 ℃时反应C(g)＋D(g) A(g)＋B(g)的平衡常数的值为______。
15．(10分)偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂，二者发生如下化学反应：
(CH3)2NNH2(l)＋2N2O4(l)===2CO2(g)＋3N2(g)＋4H2O(g) (Ⅰ)
(1)反应(Ⅰ)中氧化剂是______。
(2)火箭残骸中常出现红棕色气体，原因为：N2O4(g)2NO2(g) (Ⅱ)
当温度升高时，气体颜色变深，则反应(Ⅱ)为______(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)一定温度下，反应(Ⅱ)的焓变为ΔH。现将1 ml N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是______。
若在相同温度下，上述反应改在体积为1 L的恒容密闭容器中进行，平衡常数______(填“增大”“不变”或“减小”)，反应3 s后NO2的物质的量为0.6 ml，则0～3 s内的平均反应速率v(N2O4)＝______ ml·(L·s)－1。
16．(14分)碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.50 ml·L－1KI溶液、0.2%淀粉溶液、0.20 ml·L－1K2S2O8溶液、0.10 ml·L－1 Na2S2O3溶液等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。已知：S2O＋2I－===2SO＋I2(慢) I2＋2S2O===2I－＋S4O (快)。
(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，当溶液中的________耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色。为确保能观察到蓝色，S2O与S2O初始的物质的量需满足的关系为：n(S2O)∶n(S2O)________。
(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：
表中Vx＝________，理由是__________________________________________________。
(3)已知某条件下，浓度c(S2O)～反应时间t的变化曲线如图，若保持其他条件不变，请在坐标图中，分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2O)～t的变化曲线示意图(进行相应的标注)。
(4)碘也可用作心脏起搏器电源——锂碘电池的材料。
该电池反应为：2Li(s)＋I2(s)===2LiI(s) ΔH
已知：4Li(s)＋O2(g)===2Li2O(s) ΔH1
4LiI(s)＋O2(g)===2I2(s)＋2Li2O(s) ΔH2
则电池反应的ΔH＝________；碘电极作为该电池的________极。
参考答案
1.解析：随温度升高，平衡正向移动，混合气体的总质量增大，恒容条件下，混合气体的密度增大，A正确；增大CO的物质的量，平衡正向移动，但CO2与CO的物质的量之比减小，B错；平衡常数只与温度有关，C错；MgSO4为固态，改变固体物质的质量(忽略体积)，平衡不受影响，CO的转化率不变。
答案：A
2．
解析：依据图可知，40 ℃之前，溶液变蓝的时间随温度的升高而缩短；40 ℃之后溶液变蓝的时间随温度的升高而延长，A项正确；温度升高，反应速率加快，b、c两点对应的温度不同，反应速率不相等，B项不正确；根据反应速率公式，图中a点对应的NaHSO3反应速率v＝0.020 ml·L－1×10.0 mL÷(10.0 mL＋40.0 mL)÷80 s＝5.0×10－5 ml·(L·s)－1，C项正确； KIO3遇热会分解，温度高于40 ℃时，淀粉不宜作该实验的指示剂，D项正确。
答案：B
3．
解析：A项错误，催化剂只能改变反应途径，不影响反应热；B项，因为该反应为反应前后气体体积不变的反应，改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量不变，正确；C项，升高温度，反应速率加快，平衡移动，反应放出的热量发生变化，C错误；D项，在原电池中进行，化学能除转变为热能外，还要转变为电能，反应放出的热量要减少，D错误。
答案：B
4．
解析：反应前2 min，v(Y)＝＝2.0×10－3 ml·(L·min)－1，v(Z)＝2v(Y)＝4.0×10－3 ml·(L·min)－1，A项错误；其他条件不变时，降低温度平衡向放热方向即正反应方向移动，达到新的平衡前v(正)>v(逆)，B项错误；由表中数据知平衡时Y的物质的量为0.10 ml，则平衡时X、Y、Z三种气体的物质的量浓度分别为0.01 ml·L－1、0.01 ml·L－1、0.012 ml·L－1，则该温度下K＝＝1.44，C项正确；其他条件不变，再充入0.2 ml Z，因该反应反应前后气体体积不变，所以建立的平衡与原平衡是等效平衡，平衡时X的体积分数不变，D错误。
答案：C
5．
解析：缩小容器体积相当于加压，C(g)的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等，所以加压平衡逆向移动，即逆反应为气体分子数减小的反应，因为反应物只有固体，所以B的状态不能确定，A选项错误，C选项正确；B选项，分别表示正反应速率、逆反应速率，且正、逆反应速率相等，正确；Q是生成1 ml B和1 ml C吸收的热量，此反应是可逆反应，不能进行到底，所以D选项错误。
答案：BC
6．
解析：在0～50 min之间，pH＝2和pH＝7时反应物R都能完全反应，降解率都是100%，故A正确；由斜率可知pH越小降解速率越大，即溶液的酸性越强，R的降解速率越大，故B错误；浓度越大化学反应速率越大，所以起始浓度越小降解速率越小，故C错误；20～25 min之间，pH＝10时R的平均降解速率为，故D错误。
答案：A
7．
解析：该反应为气体体积减小的反应，平衡前，随着反应的进行，容器内压强逐渐变小，A项错误；因硫单质为液体，分离出硫对正反应速率没有影响，B项错误；其他条件不变，升高温度平衡向左移动，SO2的转化率降低，C项错误；该反应的平衡常数只与温度有关，使用催化剂对平衡常数没有影响，D项正确。
答案：D
8．
解析：该反应为气体物质的量不变的反应，压强改变对平衡无影响，A错误；反应ΔH<0，降低温度，平衡正向移动，CO转化率增大，B正确；增大CO浓度，CO转化率减小，C错误；催化剂的使用对平衡无影响，D错误。
答案：B
9．
解析：本题要特别注意题干中的信息“不导热的密闭反应器”。A项，等压时，通入惰性气体，气体的体积增大，平衡x(g)＋3y(g) 2z(g)(ΔH2＞0)向左移动，反应放热，反应体系的温度升高，由于该反应容器是一个不导热的容器，所以平衡a(g)＋b(g) 2c(g)也向左(吸热方向)移动，c的物质的量减小，故A不正确；B项，等压时，通入z气体，增大了生成物的浓度，平衡x(g)＋3y(g) 2z(g)向左移动，由于该反应的逆反应是放热反应，所以反应器的温度升高，B项正确；等容时，通入惰性气体，各反应物和生成物的物质的量没有变化，即各组分的浓度没有发生变化，所以各组分的反应速率不发生变化，C项正确；等容时，通入z气体，增大了生成物z的浓度，平衡逆向移动，所以y的物质的量浓度增大，D项正确。
答案：A
10．
解析：反应前50 s的平均反应速率v(PCl3)＝＝0.001 6 ml·(L·s)－1，A错误；温度为T时，平衡时c(PCl3)＝＝0.10 ml·L－1，升高温度，再达平衡时c(PCl3)＝0.11 ml·L－1，说明升高温度，平衡右移，ΔH＞0，B错误；在该温度下，达平衡时，各组分物质的量分别为：n(PCl3)＝n(Cl2)＝0.20 ml，n(PCl5)＝1 ml－0.20 ml＝0.80 ml，在相同温度下投入1.0 ml PCl5、0.20 ml PCl3、0.20 ml Cl2，相当于在原题平衡基础上加入0.20 ml PCl5，平衡正向移动，v(正)＞v(逆)，C正确；充入1.0 ml PCl5建立的平衡与充入1.0 ml PCl3和1.0 ml Cl2建立的平衡为相同平衡，充入1.0 ml PCl5建立的平衡PCl5的转化率为×100%＝20%，则充入1.0 ml PCl3和1.0 ml Cl2建立的平衡PCl3转化率为80%。当向容器中充入2.0 ml PCl3和2.0 ml Cl2时，相当于将两个上述平衡(充入1.0 ml PCl3和1.0 ml Cl2建立的平衡)合并压缩到2.0 L，平衡左移，PCl3转化率大于80%。
答案：C
11．
解析：A项会使c(H＋)增大，v(H2)增大，B项加水稀释，c(H＋)减小，v(H2)减小，C项生成CH3COOH是弱电解质，c(H＋)减小，v(H2)减小，D项会形成铜—锌原电池，v(H2)增大。
答案：BC
12．
解析：结合化学反应可知，反应中参加反应的O2的物质的量即是气体减少的物质的量，由于气体体积一定，压强之比等于物质的量之比，假设n(SO2)＝x，则有＝82.5%，解得：x＝0.7 ml。SO3的生成速率与SO2的消耗速率随时都相等，不能作为建立平衡的标志，A项错误；降低温度，放热反应中，平衡正向移动，v正＞v逆，逆反应方向化学反应速率下降的程度更大，B项错误；混合气体中，只有SO3能与BaCl2反应，即生成n(BaSO4)＝n(SO3)＝2n(O2)反应＝2×0.315 ml＝0.63 ml，质量为0.63 ml×233 g·ml－1＝146.79 g，C项错误；达平衡时，SO2的转化率为×100%＝90%，D项正确。
答案：D
13．
解析：(2)压强之比等于气体的物质的量之比，依据三部曲进行求解：
A(g) B(g) ＋ C(g)
始态： p0 0 0
反应： p0·α(A) p0·α(A) p0·α(A)
终态：p0－p0·α(A) p0·α(A) p0·α(A)
p＝[p0－p0·α(A)＋p0·α(A)＋p0·α(A)]＝p0＋p0·α(A)求得α(A)＝(－1)×100%；25 h时反应已平衡，α(A)＝ (－1)×100%＝94.1%；依据三部曲进行求解：
A(g)  B(g) ＋ C(g)
始态/(ml·L－1)：0.10 0 0
反应/(ml·L－1)：0.094 1 0.094 1 0.094 1
平衡态/(ml·L－1)：0.10－0.094 1 0.094 1 0.094 1
K＝＝1.5 ml·L－1；
(3)①依据＝eq \f(n总,0.1 ml)可得n总＝×0.1 ml；n(A)＝0.1 ml×[1－α(A)]＝0.1 ml×[1－(－1)]＝0.1 ml×(2－)；②n(A)＝0.1 ml×(2－)＝0.1 ml×(2－)＝0.051 ml，体积为1 L，a＝0.051 ml·L－1；0～4 h浓度大约变为0 h时的，4～8 h浓度又变为4 h的，从8～16 h经过8个小时浓度变为8 h的，所以每经过4个小时浓度均降低为原来的。
答案：(1)升高温度、降低压强
(2)( －1)×100% 94.1%
A(g)  B(g) ＋ C(g)
0．10 0 0
0．10×(1－94.1%) 0.10×94.1% 0.10×94.1%
K＝＝1.5 ml·L－1
(3)①0.10× 0.10×(2－)
②0.051
达到平衡前每间隔4 h，c(A)减少约一半
0．013
14．
解析：(1)因平衡常数随温度的升高而降低，因而ΔH<0；(2)c(A)起＝0.20 ml/5 L＝0.04 ml·L－1，由v(A)可得Δc(A)＝0.018 ml·L－1，c(A)末＝c(A)起－Δc(A)＝0.022 ml·L－1；或直接写“三段式”可得计算所需数据；因体积没变，加入的氩气不引起各物质浓度变化，因而转化率不变；(3)a、b、d三项本来就是不会随反应变化的量，不能作为平衡的标志；(4)逆反应的平衡常数与正反应的平衡常数互为倒数。
答案：(1) <
(2)0.022 0.09 80% 80%
(3)c
(4)2.5
15．
解析：(1)分析元素的化合价可知，N2O4中N元素的化合价由＋4价变为0价，被还原，作氧化剂。(2)升高温度，气体颜色加深，说明NO2的浓度增大，平衡正向移动，所以反应(Ⅱ)是吸热反应。(3)因为反应N2O42NO2的正方向是气体的物质的量增大的方向，在恒压下建立平衡时，气体的体积应该增大，气体的质量不变，所以其密度为变量，当密度不再改变时说明反应达到平衡状态，a正确；温度一定时，反应的焓变为定值，所以焓变不变不能说明反应是否达到平衡状态，b错误；当v(正)＝v(逆)时反应达到平衡状态，而c中均为v(正)，故c错误；N2O4的转化率为变量，当其不变时说明反应达到平衡状态，d正确。化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变。根据题意可知，在3 s时，NO2的速率是0.2 ml·(L·s)－1，根据速率之比等于化学计量数之比可得，N2O4的速率是0.1 ml·(L·s)－1。
答案：(1)N2O4
(2)吸热
(3)ad 不变 0.1
16．
解析：(1)溶液由无色变为蓝色，即由I－变为I2，所以S2O要耗尽。为确保观察到蓝色，必须有I2，即S2O必须已经耗尽，将题中两式相加，得S2O＋2S2O===2SO＋S4O，所以，只要n(S2O)∶n(S2O)＜2∶1，即可符合题意。
(2)由于是探究浓度对速率的影响，故实验中要用不同浓度，即要保证混合液的总体积不变，而将K2S2O8的浓度作为变量来研究，结合表中数据可知Vx＝2.0。
(3)降温时，反应速率降低，加入催化剂时，速率加快，平衡不移动。
(4)该问考查盖斯定律和原电池原理，根据已知热化学方程式得4Li(s)＋2I2(s)===4LiI(s) ΔH1－ΔH2，故ΔH＝。由于在该反应中，I2得电子，故碘电极作正极。
答案：(1)Na2S2O3 ＜2∶1
(2)2.0 保证反应物K2S2O8浓度改变，而其他的条件不变，才达到实验目的
(3)
(4) 正
选项
x
y
A
温度
容器内混合气体的密度
B
CO的物质的量
CO2与CO的物质的量之比
C
SO2的浓度
平衡常数K
t/min
2
4
7
9
n(Y)/ml
0.12
0.11
0.10
0.10
t/s
0
50
150
250
350
n(PCl3)/ml
0
0.16
0.19
0.20
0.20
时间t/h
0
1
2
4
8
16
20
25
30
总压强
p/100 kPa
4.91
5.58
6.32
7.31
8.54
9.50
9.52
9.53
9.53
反应时间t/h
0
4
8
16
c(A)/(ml·L－1)
0.10
a
0.026
0.006 5
温度/℃
700
800
830
1 000
1 200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
实验
序号
体积V/mL
K2S2O8
溶液
水
KI
溶液
Na2S2O3
溶液
淀粉溶液
①
10.0
0.0
4.0
4.0
2.0
②
9.0
1.0
4.0
4.0
2.0
③
8.0
Vx
4.0
4.0
2.0