化学第二章 化学反应速率与化学平衡本单元综合与测试达标测试

这是一份化学第二章 化学反应速率与化学平衡本单元综合与测试达标测试，共13页。试卷主要包含了单选题，填空题，计算题(共3题）等内容，欢迎下载使用。
第二章化学反应速率与化学平衡强化训练1  2021-2022学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1一、单选题（共9题）1．反应3Fe(s) +4H2O(g)=Fe3O4(s)+ 4H2(g)在一密闭容器中进行，下列条件的改变对其化学反应速率几乎无影响的是A．保持容积不变，增加H2O(g)的物质的量 B．将容器的容积缩小一半C．保持容积不变，充入Ar D．保持压强不变，充入Ar2．已知4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，则正确的关系式为A．4v(NH3)=5v(O2) B．5v(O2)=6v(H2O)C．2v(NH3)=3v(H2O) D．4v(O2)=5v(NO)3．催化还原是重要的烟气脱硝技术，其反应过程与能量关系如左图；研究发现在以为主的催化剂上可能发生的反应过程如右图。下列说法不正确的是 A．催化还原为放热反应B．过程Ⅰ中断裂极性键，需要吸收能量，体现了氧化性C．过程III的化学方程式：D．反应过程中，反应物为、、，、为中间产物4．工业制硫酸的接触室中发生反应：。该反应在500℃和催化剂存在下进行，下列有关说法正确的是A．如果使氧气过量，并给足够时间让反应充分进行，SO2可以全部转化为SO3B．该反应的平衡常数(K)随体系压强的增加而增大C．该反应选择在500℃和催化剂存在下进行，因此该反应是吸热反应D．反应达到化学平衡后，只改变温度，化学平衡一定会被破坏5．最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如图所示，下列说法不正确的是A．CO和O生成是放热反应B．状态Ⅱ处于过渡态，能量高不稳定C．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与反应的过程D．1mol的CO和O反应比与反应放出更多热量6．中国科学家研究在Pd/SVG催化剂上H2还原NO生成N2和NH3的路径，各基元反应及活化能Ea(kJ∙mol-1)如图所示，下列说法错误的是 A．生成NH3的各基元反应中，N元素均被还原B．生成NH3的总反应方程式为 2NO+5H22NH3+2H2OC．在Pd/SVG催化剂上，NO更容易被H2还原为N2D．该过程中涉及极性键、非极性键的断裂和形成7．在一固定体积的密闭容器中，进行着下列化学反应：CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)，其化学平衡常数K和温度T的关系如下表：T(℃)70080083010001200K0.60.91.01.72.6则下列有关的叙述正确的是A．该反应为放热反应B．可测量容器总压变化来判定化学反应是否达到平衡C．达平衡时，浓度：c(CO2)=c(CO)D．若在某平衡状态时，c(CO2)∙c(H2)=c(CO)∙c(H2O)，此时的温度为830℃8．用CO还原N2O的方程式为N2O(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g)。在体积均为1L的密闭容器A (500℃，恒温)、B (起始500℃，绝热)中分别加入0.1molN2O、0.4molCO和相同催化剂。实验测得A、B容器中N2O的转化率随时间的变化关系如图所示。该反应的反应速率v正=k正·c(N2O)·c(CO)，v逆=k逆·c(N2)·c(CO2)。k正、k逆分别是正、逆反应速率常数。下列说法错误的是A．A容器中N2O的转化率随时间的变化关系是图中的b曲线B．500℃该反应的化学平衡常数K=C．M处的≈1.69D．要缩短b曲线对应容器达到平衡的时间，但不改变N2O平衡转化率，在催化剂一定的情况下可采取充入氮气加压的措施9．下列图示与对应的叙述相符的是 A．图1表示C与O2反应的能量变化B．图2表示H2SO4溶液中滴入Ba(OH)2溶液，导电性随加入Ba(OH)2物质的量的变化C．图3表示其他条件一定，反应2SO2＋O22SO3在有、无催化剂下SO2的体积分数随时间变化D．图4表示反应H2＋I22HI达平衡后，升高温度时反应速率随时间的变化  二、填空题（共4题）10．CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。在容积为1L的恒容密闭容器中，充入1.00molCO2(g)和3.00molH2(g)，一定条件下发生反应得到CH3OH(g)和H2O(g)，测得反应物X和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。(1)0~3min内，v(CH3OH)=_______(保留三位有效数字)mol·L-1·min-1。(2)该反应的化学方程式为_______。(3)X代表的物质为_______(填化学式)，理由是_______。(4)9min后，保持其他条件不变，向容器中再通入1.00molCO2(g)和3.00molH2(g)，则该反应的速率将_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。(5)下列可以作为该反应已达到平衡的判据的是_______(填标号)。A．气体的压强不变                                       B．v正(CO2)=v逆(H2O)C．CH3OH(g)与H2O(g)的浓度相同             D．容器内气体的密度不变11．在工业上常用CO与H2合成甲醇，热化学方程式为CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)　ΔH=-574.4 kJ·mol-1。(1)在T1时，向体积为2 L的恒容容器中充入物质的量之和为3 mol的CO和H2，发生反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)，反应达到平衡时CH3OH(g)的体积分数[φ(CH3OH)]与的关系如图所示。①当起始=2时，经过5 min反应达到平衡，CO的转化率为0.6，则0～5 min内平均反应速率v(H2)=_______。若此刻再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4 mol，达到新平衡时H2的转化率将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。②当=3.5时，反应达到平衡后，CH3OH的体积分数可能是图中的_______(填“D”“E”或“F”)点。(2)在一容积可变的密闭容器中充有10 mol CO和20 mol H2。CO的平衡转化率[α(CO)]与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。①A、B、C三点对应的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为_______。②若达到平衡状态A时，容器的体积为10 L，则在平衡状态B时容器的体积为_______L。12．二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用 CO2 的热点研究领域。回答下列问题：(1)CO2 催化加氢生成C2H4和水的反应中，产物的物质的量之比n(C2H4)：n(H2O)=_______。当反应达到平衡时，若增大压强，则 n(C2H4) _______(填 “变大”“变小”或“不变”)。(2)理论计算表明，原料初始组成 n(CO2)：n(H2)=1：3，在体系压强为 0.1 MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数 x 随温度 T 的变化如图所示：图中，表示 C2H4、CO2 变化的曲线分别是_______ 、_______。 CO2 催化加氢合成 C2H4 反应的△H _______ 0 (填“大于” 或“小于”)。(3)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成 C3H6、C3H8、C4H8 等低碳烃。若在 一定温度和压强条件下，要提高反应速率和乙烯选择性，应当使用合适的_______等，此时，活化能会_______，单位体积内活化分子百分数_______，单位体积内有效碰撞次数_______。13．常温下，水溶液中的反应达到平衡时，，；。回答下列问题：(1)该反应的平衡常数K为_______。(2)加水稀释至原溶液体积的2倍，平衡将向_______(“正”或“逆”)反应方向移动。 三、计算题(共3题）14．在恒温下体积为2L的密闭容器中，通入1mol氮气和3mol氢气，2min后达到平衡，测得混合气体中氨气的物质的量为0.8mol。求：①反应开始到达到平衡这段时间内氮气和氨气的反应速率______②平衡时H2的转化率____________③平衡混合气体中NH3的体积分数__________15．已知N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H<0，平衡时NH3的体积分数φ(NH3)与氢氮比x(H2与N2的物质的量比)的关系如图： a点总压为50MPa，T2时Kp=_____(MPa)－2(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)16．某温度下，在一个体积为2L的固定不变的密闭容器中充入2molSO2和1molO2，发生2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反应。5min后反应达到化学平衡状态，平衡时测得容器中混合气体为2.4mol。求：(1)以SO3的浓度变化表示该反应的化学反应速率为________(2)该反应中SO2的平衡转化率为________(3)该反应的平衡常数K值为________
参考答案1．C【详解】A．因浓度越大，化学反应速率越快，所以增加H2O(g)的量，反应速率加快，故A错误；B．将容器的体积缩小一半，反应体系中物质的浓度增大，则化学反应速率增大，故B错误；C．保持体积不变，充入Ar，Ar不参与反应，反应体系中的各物质的浓度不变，则反应速率不变，故C正确；D．保持压强不变，充入Ar，使容器的体积变大，反应体系中各物质的浓度减小，则反应速率减小，故D错误；故答案选C。2．D【分析】在化学反应中，用不同物质表示反应速率时，速率比等于化学方程式中相应物质的化学计量数的比，据此分析解答。【详解】A．根据速率关系可知应该有5v(NH3)=4v(O2)，A错误；B．根据速率关系可知应该有6v(O2)=5v(H2O)，B 错误；C．根据速率关系可知应该有3v(NH3)=2v(H2O)，C错误；D．根据速率关系可知应该有4v(O2)=5v(NO)，D正确；故合理选项是D。3．D【详解】A．反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，故NH3催化还原NO为放热反应，故A正确；B．根据示意图可知过程Ⅰ中断裂极性键，需要吸收能量，铁离子转化为亚铁离子，碳元素化合价降低，体现了氧化性，故B正确；C．过程Ⅲ中氧气氧化亚铁离子，反应的化学方程式：，故C正确；D．根据示意图可判断反应物是、、，生成物是水和氮气，在反应前后没有发生变化，故作催化剂，为中间产物，故D错误；故选D。4．D【详解】A．该反应为可逆反应，无论延长反应物在接触室内的时间，还是使氧气过量，都无法使SO2全部转化为SO3，A错误；B．平衡常数只有温度有关，温度不变，平衡常数不会发生变化，B错误；C．该反应为放热反应，反应需要在500°C和催化剂存在下进行，是因为500°C反应速率快，催化剂活性高，C错误；D．反应达到化学平衡后，改变温度，化学平衡常数改变，因为Q≠K，所以化学平衡会被破坏，D正确；故选D。5．C【详解】A．由图可知，状态Ⅰ的能量大于状态Ⅲ的能量，则CO和O生成是放热反应，故A正确；B．状态Ⅱ处于过渡态，能量高，物质具有的能量越高，越不稳定，故B正确；C．状态Ⅰ状态Ⅲ表示CO与O反应的过程，故C错误；D．转化为O时，需要断裂共价键，要吸收能量，故1mol的CO和O反应比与反应放出更多热量，故D正确。故选C。6．C【详解】A．由图可知，生成氨气的各基元反应中，氮元素的化合价均降低被还原，故A正确；B．由图可知，生成氨气的总反应为在催化剂作用下，一氧化氮与氢气反应生成氨气和水，反应的化学方程式为2NO+5H22NH3+2H2O，故B正确；C．由图可知，一氧化氮还原生成氮气的活化能大于还原生成氨气的活化能，则在Pd/SVG催化剂的作用下，一氧化氮更容易生成氨气，故C错误；D．由图可知，反应中有氢氢非极性键和氮氧极性键发生断裂，有氮氮非极性键和氮氢、氢氧极性键的形成，故D正确；故选C。7．D【详解】A．温度越高，化学平衡常数K越大，说明升高温度，平衡正向移动，即正反应为吸热反应，故A错误；B．该反应的气体的化学计量数不变，随着反应的进行，压强始终不变，则不能通过测量容器总压强变化来判定化学反应是否达到平衡，故B错误；C．达平衡时，各物质的浓度保持不变，但不一定相等，故C错误；D．若在某平衡状态时，c(CO2)∙c(H2)=c(CO)∙c(H2O)，此时可求得K=1，体系的温度为830℃，故D正确；答案选D。8．D【详解】A．该反应为放热反应，绝热容器中体系温度升高，平衡逆向移动，N2O的转化率减小，故A容器中N2O的转化率随时间的变化关系是图中的b曲线，故A正确；B．由于容器B绝热，则反应过程中温度改变，而容器A为500℃，恒温，故利用三段式计算：单位mol，容器的体积为1L； 平衡常数K==C．由于反应速率v正=k正·c(N2O)·c(CO)，v逆=k逆·c(N2)·c(CO2)，平衡时，v正= v逆，则k正·c(N2O)·c(CO)= k逆·c(N2)·c(CO2)，整理得到=K=;M点时有：容器的体积为1L；则M处的= =×=1.69，故C正确；D．要缩短b曲线对应容器达到平衡时的时间，但不改变一氧化二氮的平衡转化率，结合压强对平衡的影响，由于该反应前后气体分子数不变，则增大压强平衡不移动，但反应速率加快，若在催化剂一定的情况下可采取充入氮气加压的措施，导致平衡发生移动，故D错误；故选D。9．B【详解】A．C与O2反应为放热反应，与图不相符，A错误；B．导电性随滴入Ba(OH)2溶液先减小到0后增大，与图相符，B正确；C．催化剂只改变反应速率，平衡不移动，故SO2转化率不变，与图不相符，C错误；D．升高温度，平衡发生移动，正、递速率变化不相等，图象中正、逆速率增大相同的倍数，图象与实际不相符，D错误。故选B。10．0.167    CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)    CO2    CO2与CH3OH的反应速率相同或X的减小量与甲醇的增加量一样    增大    AB    【分析】CO2(g)和H2(g)的初始浓度分别为1.00mol/L、3.00mol/L，由图可知，X的初始浓度为1.00mol/L、则X为CO2(g)。【详解】(1)0~3min内， 。(2)已知 CO2(g)和H2(g)反应生成CH3OH(g)和H2O(g)，按元素质量守恒，该反应的化学方程式为CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)。(3) 反应速率之比等于化学计量数之比，则X代表的物质为CO2，理由是CO2与CH3OH的反应速率相同X的减小量与甲醇的增加量一样；(4)9min后，保持其他条件不变，向容器中再通入1.00molCO2(g)和3.00molH2(g)，则反应物浓度增加，则该反应的速率将增大。(5)A．反应中，气体的物质的量、压强会随着反应而变化，故容器内压强不随时间的变化，说明气体的物质的量不随时间变化，则说明反应已达平衡，A正确；                                     B．反应速率之比等于化学计量数之比，v正(CO2) =v正(H2O)=v逆(H2O) ，则说明反应已达平衡，B正确；C．由方程式可知，CH3OH(g)与H2O(g)的浓度相同始终相同，故不能说明已平衡，选项C不正确； D．密闭容器中， ，气体质量守恒，容积体积的不变，故不能说明已平衡，选项D不正确；答案为AB。11．0.12 mol·L-1·min-1    增大    F    KA=KB>KC    2    【详解】(1) ①=2，又n(CO)+n(H2)=3mol，则n(H2)=2mol，n(CO)=1mol，0-5 min内转化的n(CO)= 0.6mol，则有，＞，所以平衡正向移动，v正＞v逆，H2的转化率增大，故答案为：0.12 mol·L-1·min-1，增大；②反应物按方程式中各物质的化学计量数之比投料时，产物的体积分数最大，否则都会使产物的体积分数减小，故应选F点，故答案为：F；(2) ①平衡常数只与温度有关，CO与H2反应生成CH3OH的反应为放热反应，则升高温度，平衡常数减小，KC<KA，A点与B点的温度相同，KA= KB，所以三者的关系是KA=KB>KC故答案为：KA=KB>KC；②达到平衡状态A时，容器的体积为10L，状态A与B的平衡常数相同，状态A时CO的转化率是0.5，则平衡时n(CO) = 10 mol× (1-0. 5)= 5 mol，c(CO) =0.5，c(H2)=1 mol·L-1，生成甲醇的浓度是0.5 mol·L-1，所以平衡常数KA=，设状态B时容器的体积是V L，状态B时CO的转化率是0.8，则平衡时c(CO)=，c(H2)= ，生成甲醇的物质的量浓度是，，解得V=2，故答案为：2。12．1：4    变大    d    c    小于    催化剂    降低    增大    增多    【详解】(1) CO2 催化加氢生成C2H4和水的反应中，该反应的化学方程式是=，产物的物质的量之比n(C2H4)：n(H2O)=1:4，由于该反应正向是气体分子数减少的反应，若增大压强，则化学平衡正向移动，n(C2H4)变大；(2)由题中信息可知，两反应物初始投料之比等于化学计量数之比，由图中曲线的起点坐标可知，c和a所表示的物质的量分数之比为1:3，d和b表示的物质的物质的量之比为1:4，则结合化学计量数之比可以判断，表示乙烯变化的曲线是d，表示二氧化碳变化曲线的是c，由图中曲线的变化趋势可知，升高温度，乙烯的物质的量分数减少，则化学平衡向逆反应方向进行，则该反应是放热反应，△H小于0；(3) 若在 一定温度和压强条件下，要提高反应速率和乙烯选择性，应当使用合适的催化剂等，此时，活化能会降低，单位体积内活化分子百分数增大，单位体积内有效碰撞次数增多。13．    逆    【详解】(1)该反应的平衡常数。(2)加水稀释至原溶液体积的2倍，各离子的浓度均为原浓度的，浓度商，平衡逆向移动。14．υ(N2)=0.1 mol∙L−1·min−1，υ(NH3)=0.2 mol∙L−1·min−1    40%    25%    【详解】①，反应开始到达到平衡这段时间内氮气反应速率是；氨气的反应速率，故答案为：υ(N2)=0.1 mol∙L−1·min−1，υ(NH3)=0.2 mol∙L−1·min−1。②平衡时H2的转化率；故答案为：40%③平衡混合气体中NH3的体积分数；故答案为：25%。15．【分析】根据题意得到氨气、氮气、氢气体积分数，再得到它们的压强，再根据压强平衡常数进行计算。【详解】由题意可知，a点总压为50MPa，平衡时氢气与氮气之比为3:1，氨气的体积分数为0.2，则氮气的体积分数为0.2，氢气的体积分数为0.6，氨气的体积分数为0.2，平衡时氮气分压为10MPa，氢气分压为30MPa，氨气分压为10MPa，T2时，故答案为：。16．0.12mol/(L⋅min)    60%    11.25    【详解】(1)设达到平衡时，氧气的转化量为xmol，则可得三段式：(单位为mol)，则2-2x+1-x+2x=2.4mol，解得x=0.6mol，故SO3的生成量为1.2mol，则以SO3的浓度变化表示该反应的化学反应速率为；(2)SO2的转化量为1.2mol，则该反应中SO2的平衡转化率为；(3)平衡时，SO2的物质的量为0.8mol，O2的物质的量为0.4mol，SO3的物质的量为1.2mol，则SO2、O2、SO3的浓度分别为0.4 mol/L、0.2mol/L、0.6 mol/L，故该反应的平衡常数。