高中化学选修四鲁科版-第二章章末综合检测

章末综合检测(七)
(时间：45分钟　分值：100分)
一、选择题(本题包括10小题，每小题6分，共60分)
1．下列食品添加剂中，其使用目的与反应速率有关的是(　　)
A．抗氧化剂　　　　 B．调味剂
C．着色剂 D．增稠剂
解析：选A。相对于食品，抗氧化剂可以更快地被氧气氧化，从而降低了包装袋中氧气的浓度，减缓食品被氧化的速率。
2．在可逆反应中，改变下列条件一定能加快反应速率的是(　　)
A．增大反应物的量 B．升高温度
C．增大压强 D．分离出生成物
解析：选B。A项，若反应物为固体，则增大反应物的量，反应速率不变；C项，增大压强，若参加反应的气体的浓度不变，则反应速率不变，如在恒容条件下充入惰性气体；D项，分离出生成物，反应速率可能减小，也可能不变。
3．(2019·吉林模拟)在氧化钕(Nd2O3)等稀土催化剂的作用下可发生反应：4CO＋2NO2===N2＋4CO2，若该反应的反应速率分别用v(CO)、v(NO2)、v(N2)、v(CO2)表示，则下列关系正确的是(　　)
A.v(CO)＝v(NO2)　　　 B.v(NO2)＝v(CO2)
C.v(N2)＝v(CO2) D.v(N2)＝v(CO)
解析：选A。根据反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，可得v(CO)＝v(NO2)，2v(NO2)＝v(CO2)，4v(N2)＝v(CO2)，4v(N2)＝v(CO)，故A项正确，B、C、D三项均错误。
4．在已处于化学平衡状态的体系中，若下列物理量发生变化，则一定能表明平衡发生移动的是(　　)
A．反应混合物的浓度 B．反应的平衡常数
C．正、逆反应速率 D．反应体系的压强
解析：选B。当反应前后气体分子数之和相等时，增大压强、增大反应混合物的浓度，正、逆反应速率均增大，但平衡不移动，A、C、D三项均错误；B项正确。
5．下列叙述中，不能用平衡移动原理解释的是(　　)
A．黄绿色的氯水光照后颜色变浅
B．500 ℃左右比常温下更有利于合成氨
C．用纯碱溶液洗涤油污时加热效果更好
D．红棕色的NO2，加压后颜色先变深后变浅
解析：选B。合成氨是放热反应，升高温度是为了加快反应速率。
6．(2019·哈尔滨三中调研)下列说法中不正确的是(　　)
A．SiO2(s)＋2C(s)===Si(s)＋2CO(g)只能在高温下自发进行，则该反应的ΔH>0
B．3C(s)＋CaO(s)===CaC2(s)＋CO(g)在常温下不能自发进行，说明该反应的ΔH>0
C．BaSO4(s)＋4C(s)===BaS(s)＋4CO(g)在室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH<0
D．常温下，2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)能够自发进行，则该反应的ΔH<0
解析：选C。C项，由ΔG＝ΔH－TΔS>0，因为该反应的ΔS>0，所以－TΔS<0，所以ΔH>0。
7．(2019·盐城高三模拟)一定温度下，在三个体积均为0.5 L的恒容密闭容器中发生反应：CO(g)＋Cl2(g)COCl2(g)，其中容器Ⅰ中5 min时到达平衡。

容器
编号
温度/℃
起始物质的量/mol
平衡物质的量/mol
CO
Cl2
COCl2
COCl2
Ⅰ
500
1.0
1.0
0
0.8
Ⅱ
500
1.0
a
0
0.5
Ⅲ
600
0.5
0.5
0.5
0.7
下列说法中正确的是(　　)
A．容器Ⅰ中前5 min的平均反应速率v(CO)＝0.16 mol·L－1·min－1
B．该反应的正反应为吸热反应
C．容器Ⅱ中起始时Cl2的物质的量为0.55 mol
D．若起始时向容器Ⅰ加入CO 0.8 mol、Cl2 0.8 mol，达到平衡时CO转化率大于80%
解析：选C。A项，容器Ⅰ中前5 min的平均反应速率v(COCl2)＝＝0.32 mol·
L－1·min－1，依据反应速率之比等于化学计量数之比分析，v(CO)＝0.32 mol·L－1·min－1，故A错误；B项，依据表中数据可知，Ⅰ和Ⅲ比较，升温，COCl2的物质的量减小，说明平衡逆向移动，则逆向为吸热反应，正向为放热反应，故B错误；C项，依据Ⅰ中数据求算500 ℃时的平衡常数：
　　　　　　　　　CO(g)＋Cl2(g)COCl2(g)
起始浓度/(mol·L－1) 2 2 0
转化浓度/(mol·L－1) 1.6 1.6 1.6
平衡浓度/(mol·L－1) 0.4 0.4 1.6
反应的平衡常数K＝＝10，平衡时CO的转化率为×100%＝80%，依据Ⅱ中数据，列三段式：
　　　　　　　　　CO(g)＋Cl2(g)COCl2(g)
起始浓度/(mol·L－1) 2 2a 0
转化浓度/(mol·L－1) 1 1 1
平衡浓度/(mol·L－1) 1 2a－1 1
则有＝10，解得a＝0.55，故C正确；D项，正反应为气体体积减小的反应，若起始向容器Ⅰ中加入0.8 mol CO和0.8 mol Cl2，与容器Ⅰ相比相当于减压，平衡逆向移动，CO平衡转化率降低，小于80%，故D错误。
8.汽车尾气中NO产生的反应为N2(g)＋O2(g)2NO(g)。一定条件下，等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应，如图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是(　　)
A．温度T下，该反应的平衡常数K＝
B．温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小
C．曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂
D．若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的ΔH<0　
解析：选A。A.由曲线a可知，达到平衡时c(N2)＝c1 mol·L－1，则生成的c(NO)＝2(c0－c1) mol·L－1，故K＝＝。B.反应物和生成物都是气体，当容器保持恒容时，混合气体的密度始终保持不变。C.催化剂的加入只能改变反应速率而不可能使平衡发生移动，故加入催化剂后达到平衡时，c(N2)仍为 c1 mol·L－1。D.若曲线b对应的条件改变是温度，根据达到平衡时曲线b对应的时间短，则对应温度高，即升高温度时c(N2)减小，平衡正向移动，正反应为吸热反应，ΔH>0。
9．(2019·湖州模拟)利用I2O5可消除CO污染，其反应为I2O5(s)＋5CO(g)5CO2(g)＋I2(s)；不同温度下，向装有足量I2O5固体的2 L恒容密闭容器中通入2 mol CO，测得CO2气体体积分数φ(CO2)随时间t变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．b点时，CO的转化率为20%
B．容器内的压强保持恒定，表明反应达到平衡状态
C．b点和d点的化学平衡常数：Kb>Kd
D．0～0.5 min反应速率v(CO)＝0.3 mol·L－1·min－1
解析：选C。设CO转化量为y mol，
I2O5(s)＋5CO(g)5CO2(g)＋I2(s)
起始量/mol 2 0
转化量/mol y y
b点量/mol 2－y y
根据b点时CO2的体积分数φ(CO2)＝＝0.80，得y＝1.6，CO的转化率为×100%＝80%，A错误；由于该反应前后气体的物质的量不变，所以容器内压强恒定，不能作为达到平衡状态的标志，B错误；由于反应温度不同，且b点生成物CO2的体积分数比d点大，说明反应进行的程度大，则化学平衡常数：Kb>Kd，C正确；0～0.5 min，设CO转化量为x mol，
I2O5(s)＋5CO(g)5CO2(g)＋I2(s)
起始量/mol 2 0
转化量/mol x x
a点量/mol 2－x x
根据a点时CO2的体积分数φ(CO2)＝＝0.30，得x＝0.6，则0～0.5 min反应速率v(CO)＝＝0.6 mol·L－1·min－1，D错误。
10．(2019·南昌调研)在1.0 L恒容密闭容器中投入1 mol CO2和2.75 mol H2发生反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，实验测得不同温度及压强下，平衡时甲醇的物质的量如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．该反应的正反应为吸热反应
B．压强大小关系为p1 C．M点对应的平衡常数K约为1.04×10－2
D．在p2及512 K时，图中N点v正 解析：选C。压强不变时，升高温度，平衡时甲醇的物质的量减小，平衡逆向移动，说明该反应的正反应为放热反应，A项错误；温度不变时，增大压强，平衡正向移动，平衡时甲醇的物质的量增大，则p3 二、非选择题(本题包括4小题，共40分)
11．(8分)中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～50%。CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。

(1)从3 min到9 min，v(H2)＝________mol·L－1·min－1。
(2)能说明上述反应达到平衡状态的是________(填字母)。
A．反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交叉点)
B．混合气体的密度不随时间的变化而变化
C．单位时间内消耗3 mol H2，同时生成1 mol H2O
D．CO2的体积分数在混合气体中保持不变
(3)平衡时CO2的转化率为________。
(4)平衡时混合气体中CH3OH(g)的体积分数是________。
(5)一定温度下，第9 min时v逆(CH3OH)________(填“大于”“小于”或“等于”)第3 min时v正(CH3OH)。
解析：(1)从3 min到9 min消耗CO20.25 mol·L－1，根据化学方程式可知消耗氢气0.75 mol·L－1，则v(H2)＝0.75 mol·L－1÷6 min＝0.125 mol·L－1·min－1。(2)反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交叉点)时，反应速率仍然发生变化，没有达到平衡状态，A错误；密度是混合气体的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，B错误；单位时间内消耗3 mol H2，同时一定生成1 mol H2O，不能说明反应达到平衡状态，C错误；CO2的体积分数在混合气体中保持不变，说明反应达到平衡状态，D正确。(3)平衡时消耗CO2 0.75 mol·L－1，则CO2的转化率为×100%＝75%。(4)平衡时剩余氢气0.75 mol，生成水蒸气0.75 mol，则混合气体中CH3OH(g)的体积分数是×100%＝30%。(5)第9 min时反应达到平衡状态，即v正(CH3OH)＝v逆(CH3OH)，从3～9 min的过程中，正反应速率逐渐减小，故第9 min时v逆(CH3OH)小于第3 min时v正(CH3OH)。
答案：(1)0.125　(2)D　(3)75%　(4)30%　(5)小于
12．(10分)某密闭容器中充入等物质的量的气体A和B，一定温度下发生反应：A(g)＋xB(g)2C(g)，达到平衡后，只改变反应的一个条件，测得容器中各物质的物质的量浓度、反应速率分别随时间变化的关系如图所示。

请回答下列问题：
(1)0～20 min，A的平均反应速率为________；8 min时，v(正)________v(逆)(填“>”“＝”或“<”)。
(2)反应方程式中的x＝________，30 min时改变的反应条件是______________________。
(3)20～30 min时反应的平衡常数________30～40 min时反应的平衡常数(填“>”“＝”或“<”)。
(4)该反应的正反应为________反应(填“放热”或“吸热”)。
(5)反应过程中B的转化率最大的时间段是________min。
解析：(1)0～20 min, A从2.0 mol·L－1减小到1.0 mol·L－1，故其反应速率为＝0.05 mol·L－1·min－1；8 min时未达到平衡，反应向正反应方向进行，v(正)>v(逆)。
(2)30 min时条件改变的瞬间，A、C浓度同等倍数减小，正、逆反应速率减小且相等，平衡不移动，则改变的条件是扩大体积，减小压强，该反应前后气体的体积不变，故x＝1。
(3)20～30 min和30～40 min两时间段内温度不变，平衡常数不变。
(4)40 min时改变条件后，C的浓度减小，A的浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动。从题图可知，条件改变后正、逆反应速率都增大，增大生成物的浓度、增大压强、加催化剂都不符合题意，则改变的条件只有升高温度。升高温度，平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应。
(5)20～30 min、30～40 min两个阶段虽然条件不同，但平衡并未发生移动，40～54 min阶段平衡向逆反应方向移动，B转化率减小，故20～40 min时间段内B的转化率最大。
答案：(1)0.05 mol·L－1·min－1　>
(2)1　扩大容器体积，减小压强
(3)＝　(4)放热　(5)20～40
13．(10分)(2019·襄阳调研)用天然气与CO2反应可制备合成气(CO和H2的混合气体)，在10 L密闭容器中通入1 mol CH4与1 mol CO2，在一定条件下发生反应CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。

(1)1 100 ℃、p2下，气体混合后反应经过10 min至x点所对应的平衡，用CO的变化量表示反应速率v(CO)＝________。
(2)由图可知，压强p1________p2(填“大于”或“小于”)；压强为p2时，在y点v正________v逆(填“大于”“小于”或“等于”)；y点对应的反应的平衡常数K＝________。
解析：(1)x点对应的CH4的平衡转化率为80%，反应消耗CH4、CO2的物质的量均为0.8 mol，生成CO、H2的物质的量均为1.6 mol，v(CO)＝＝0.016 mol·L－1·min－1。(2)该反应是一个气体分子数增大的反应，减小压强，平衡正向移动，CH4的平衡转化率增大，相同温度下p1时CH4的平衡转化率大于p2，故p1v逆；平衡常数只与温度有关，y点对应的反应的平衡常数与x点对应的反应的平衡常数相等。x点对应的平衡常数K＝＝1.638 4。
答案：(1)0.016 mol·L－1·min－1　(2)小于　大于　1.638 4
14．(12分)(2019·皖南八校第一次联考)化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。CO可用于合成甲醇，一定温度下，向体积为2 L的密闭容器中加入CO和H2，发生反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，达到平衡后测得各组分的浓度如下：

物质
CO
H2
CH3OH
浓度/(mol·L－1)
0.9
1.0
0.6
(1)反应达到平衡时，CO的转化率为________。
(2)该反应的平衡常数K＝________。
(3)恒温恒容条件下，可以说明反应已达到平衡状态的是________(填字母)。
A．v正(CO)＝2v逆(H2)
B．混合气体的密度不变
C．混合气体的平均相对分子质量不变
D．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
(4)若将容器体积压缩到1 L，则达到新平衡时c(H2)的取值范围是　。
(5)若保持容器体积不变，再充入0.6 mol CO和0.4 mol CH3OH，此时v正________v逆(填“>”“<”或“＝”)。
解析： CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)
起始浓度/(mol·L－1) 1.5 2.2 0
转化浓度/(mol·L－1) 0.6 1.2 0.6
平衡浓度/(mol·L－1) 0.9 1.0 0.6
(1)反应达到平衡时，CO的转化率为×100%＝40%。(2)该反应的平衡常数K＝＝＝。(3)根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，有
2v正(CO)＝v正(H2)，若2v正(CO)＝v逆(H2)，则正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，A项错误；反应在恒容条件下进行，反应物和生成物都为气体，故气体的总质量不变，容器的体积不变，密度始终保持不变，所以混合气体的密度不变不能作为反应达到平衡的标志，B项错误；根据“变量不变达平衡”，该反应的正反应为气体体积减小的反应，混合气体的平均相对分子质量是变量，若不变了，证明反应已达平衡状态，C项正确；CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化，说明反应已达平衡状态，D项正确。(4)将容器体积压缩为1 L，若平衡不移动，则各物质浓度应变为原来的2倍，但压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，故氢气的平衡浓度小于2.0 mol·L－1，所以氢气的平衡浓度的取值范围是1.0 mol·
L－1 答案：(1)40%　(2)(或0.67)　(3)CD　(4)1.0 mol·L－1