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12题）1．用下列装置进行相应实验，能达到实验目的的是A．A B．B C．C D．D2．下列有关浓度与化学反应速率的说法正确的是A．增大反应物浓度导致反应速率加快，是因为增大了活化分子百分数B．对于任何化学反应，反应物浓度增大，反应速率一定加快C．通常情况下，锌和盐酸反应时加入浓氯化锌溶液，可以加快反应速率D．对于某可逆反应，只增大生成物浓度，逆反应速率会明显加快3．700℃时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO(g)和H2O(g)，发生反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2＞t1)：下列说法正确的是（    ）A．反应在0～t1min内的平均速率为v(H2)=mol·L-1·min-1B．若800℃时该反应的平衡常数为0.64，则逆反应为放热反应C．保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20molH2O(g)和0.40molH2(g)，则v正＞v逆D．保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60molCO(g)和1.20molH2O(g)，达到平衡时n(CO2)=0.40mol4．工业上，可采用还原法处理尾气中NO，其原理:2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g) △HT2，则该反应一定是放热反应C．达到平衡时，A2的转化率大小为b>a>cD．其他条件不变时，增大B2的物质的量，AB3的体积分数一定增大12．乙醇可由乙烯水化法生产，反应的化学方程式：C2H4(g)＋H2O(g) C2H5OH(g)，下图为乙烯的平衡转化率与温度(T)、压强(p)的关系[起始n(C2H4)∶n(H2O)=1∶1]。下列有关叙述不正确的是A．Y对应的乙醇的物质的量分数为 1/9B．X、Y、Z对应的反应速率： v(X)＜v(Y)＜v(Z)C．X、Y、Z对应的平衡常数数值：KX＞KY＞KZD．增大压强、升高温度均可提高乙烯的平衡转化率二、填空题（共10题）13．工业上，以煤炭为原料，通入一定比例的空气和水蒸气，经过系列反应可以得到满足不同需求的原料气。已知：反应1：  反应2：  反应3：  (1)①相同质量的C、CO和完全燃烧时放出的热量由大到小的顺序为 (用化学式表示)。②25℃，101kPa时，若断裂1mol O=O，1mol C=O需要吸收的能量分别为495kJ、799kJ，则断裂分子中的碳氧键需要吸收的热量为 kJ。(2)水煤气反应：  。①工业生产水煤气时，通常交替通入适量的空气和水蒸气与煤炭反应，其理由是 。②将煤先转化为水煤气再完全燃烧整个过程的热效应与煤直接完全燃烧的热效应 (填“相等”或“不相等”)。(3)一氧化碳变换反应：  。以固体催化剂M催化变换反应，反应历程分两步完成，能量-反应过程如图所示。① 。②用两个化学方程式表示该反应历程：步骤I：        步骤II： 。③从图中可以看出加入催化剂能够加快反应速率的原因是 。14．如图所示，甲、乙、丙分别表示在不同条件下，可逆反应A(g)+B(g) xC(g)的生成物C的百分含量w(C)和反应时间(t)的关系。(1)若甲中两条曲线分别代表有催化剂和无催化剂的情况，则 曲线代表无催化剂时的情况。(2)若乙表示反应达到平衡状态后，分别在恒温恒压条件下和恒温恒容条件下向平衡混合气体中充入He后的情况，则 曲线表示恒温恒容的情况，且此时混合气体中w(C) (填“变大”“变小”或“不变”)。(3)根据丙可以判断该可逆反应的正反应是 (填“放热”或“吸热”)反应，x的值为 。(4)丁表示在某固定容积的密闭容器中，上述可逆反应达到平衡后，某物理量随温度(T)的变化情况，根据你的理解，丁的纵坐标可以是 (填序号)。①w(C) ②A的转化率 ③B的转化率 ④压强 ⑤c(A) ⑥c(B)升高温度，平衡向 (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。15．书写下列反应的K的表达式：(1)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)K= (2)3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)K= (3)NH4+(aq)+H2O(l)NH3·H2O(aq)+OH-(aq)K= (4)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数为K1，1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)的平衡常数为K2，NH3(g)1/2N2(g)+3/2H2(g)的平衡常数为K3，①写出K1和K2的关系式 。②写出K2和K3的关系式 。③写出K1和K3的关系式 。16．和时，在恒压密闭容器中进行模拟实验。各组分的相关信息如表：其中 ，的平衡转化率为 (保留三位有效数字)。17．NO是一种性质活泼的大气污染物，它能与很多物质发生反应。Ⅰ、在2L密闭容器内，800℃时反应：2NO(g)+O2(g)2NO2 (g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：（1）写出该反应的平衡常数表达式：K= 。已知：＞，则该反应是 热反应。（2）下图中表示NO2的变化的曲线是 。用O2表示从0-2 s内该反应的平均速率v = 。（3）为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是 。a．及时分离除NO2气体                  b．适当升高温度c．增大O2的浓度                        d．选择高效催化剂Ⅱ、超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，其反应为：2NO＋2CO2CO2＋N2。为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表：请回答下列问题（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）：（1）上述条件下反应能够自发进行，则该反应的△H 0（填写“＞”、“＜”、“＝”）。（2）假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是 。A．选用更有效的催化剂              B．升高反应体系的温度C．降低反应体系的温度              D．缩小容器的体积（3）某同学设计了三组实验，实验条件已经填在下面实验设计表中，分析表格我们可以看出该同学的实验目的主要是研究 和 对化学反应速率的影响。18．请回答下列问题：Ⅰ．在T1℃时，体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的H2和CO，发生反应：CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g)反应达到平衡时CH3OH的体积分数(V%)与的关系如右图所示。(1)当起始=2，经过2min达到平衡，CO的转化率为40%，则0～2min内平均反应速率v(H2)= 。若此时再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4mol，达新平衡时H2的转化率将 (填“增大”、“减小”或“不变”)；(2)当起始=3时，达到平衡状态后，CH3OH的体积分数可能是图象中的 点(选填“D”、“E”或“F”)Ⅱ．氮的固定一直是科学家研究的重要课题，合成氨则是人工固氮比较成熟的技术，其原理为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，在不同温度、压强和相同催化剂条件下，初始时N2、H2分别为0.1mol、0.3mol时，平衡后混合物中氨的体积分数(φ)如图所示。(3)若分别用vA(N2)和vB(N2)表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率，则vA(N2) vB(N2)(填“＞”“＜”或“=”)。(4)若在250℃、p1为105Pa条件下，反应达到平衡时容器的体积为1L，则该条件下B点N2的分压p(N2)为 Pa(分压=总压×物质的量分数，保留一位小数)。(5)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ∆H=-92 kJ/mol，在恒温恒容的密闭容器中充入1mol N2和一定量的H2发生反应。达到平衡后，测得反应放出的热量为18.4 kJ，容器内的压强变为原来的90%，则起始时充入的H2的物质的量为 mol，NH3产率为 (产率为实际产量与理论产量的比值)。19．CO在工业生产中具有重要作用。(1)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.7kJ·mol-12CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-23.5kJ·mol-1已知△G=△H-T△S，反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的△G随温度的变化是图1中的 (填“L1”或“L2”)。(2)已知在催化剂M作用下，NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g) △H＜0。①一定温度下，假设正逆反应速率与浓度关系为v正=k1c(NO2)•c(CO)，v逆=k2c(CO2)•c(NO)，k1、k2只与温度相关，则反应的平衡常数K= (用含k1、k2的式子表示)。②催化剂M活性随温度变化情况如图2所示，相同时间测得NO2的转化率随反应温度变化情况如图3所示，写出T0后NO2的转化率出现如图变化的可能原因 。③在图3中画出并标注，其他条件不变，增大压强(催化剂不失活)情况下，NO2的转化率随温度变化图 。20．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)H2S的平衡转化率a1= %，反应平衡常数K= 。(2)在620 K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率a2 (填“>”“b>a，C错误；D. 由题图可知，随着n起始(B2)增大，AB3的体积分数先增大后减小，D错误。答案为B。12．D【详解】A．Y 点乙烯的转化率为20%，Y 对应的乙醇的物质的量分数为，A正确；B．C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)正反应气体物质的量减小，增大压强，乙烯转化率增大，所以，  X、Y、Z三点压强依次增大、温度依次升高，对应的反应速率：v(X)(3)B【详解】（1）对于反应   反应平衡后水的物质的量分数为0.02, , x=0.01, H2S的平衡转化率,体积为2.5 L，则平衡时各物质的浓度为c平(H2S)=0.156 mol·L-1，c平(CO2)=0.036 mol·L-1，c平(COS)=c平(H2O)=0.004 mol·L-1,则（2）根据题目提供的数据可知温度由610 K升高到620 K时，化学反应达到平衡，水的物质的量分数由0.02变为0.03，H2S的转化率增大，a2>a1；升高温度，化学平衡向正反应方向移动，即向吸热反应方向移动，所以该反应的正反应为吸热反应，故ΔH>0；（3）增大H2S浓度，化学平衡正向移动，但加入量远远大于平衡移动转化消耗量，H2S转化率降低，故A项错误；增大CO2浓度，化学平衡正向移动，H2S转化率增大，故B项正确；增大COS浓度，化学平衡逆向移动，H2S转化率降低，故C项错误；充入N2，反应混合物各物质浓度不变，不能使化学平衡发生移动，H2S转化率不变，故D项错误。21． 放 ＞ 增大 减小 减小 不变 变深 变浅【分析】达平衡后，升高温度，B的转化率增大，说明反应向正反应方向进行；减小压强，C的体积分数减小，说明反应向逆反应方向进行，根据平衡的移动及变化条件进行分析。【详解】（1）由分析知，达平衡后，升高温度，反应向正反应方向进行，说明该可逆反应的正反应为吸热反应，则逆反应为放热反应；减小压强，C的体积减小，说明反应向逆反应方向进行，根据化学平衡的移动原理，减小压强，反应向气体体积增大的方向进行，可知m+n>p；（2）容积不变加入B，平衡正向移动，A的转化率增大，B的转化率减小；（3）升高温度，反应向正反应方向进行，C的浓度增大，B的浓度减小，比值减小；（4）加催化剂，化学平衡不移动，故平衡时气体混合物的总物质的量不变；（5）平衡时加入C，反应向逆反应方向进行，混合物的颜色变深；维持容器内压强不变，充入氖气时，体系体积变大，A、B、C的浓度均减小，混合物的颜色变浅。22． v(N2O5)=0.16/mol·L－1·min－1 反应速率比等于各物质的化学计量数之比 单位时间内收集到的气体的体积或收集相同体积气体时所需要的时间 升高温度活化分子百分数增多，有效碰撞次数增多，反应速率加快【详解】(1)依据题给数据在坐标系内描点作图，得到c(NO2)­t图象为，故答案为：；(2)t4-t3：v(N2O5)==0.016 mol•L-1•min，故答案为0.016 mol•L-1•min；(3)在化学方程式中，各物质的化学反应速率之比等于各物质的化学计量数之比，故答案为反应速率之比等于各物质的化学计量数之比；(4)乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，利用如图装置进行定量实验，根据实验要求需要测定一定时间产生气体的体积或测定产生一定体积的气体所需时间，故答案为测定一定时间产生气体的体积或测定产生一定体积的气体所需时间；(5)升高温度活化分子百分数增多，有效碰撞次数增多，反应速率加快，因此升温到800 K时N2O5的分解速率加快，故答案为升高温度活化分子百分数增多，有效碰撞次数增多，反应速率加快。