高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二章 化学反应速率与化学平衡本单元综合与测试课后复习题

本章复习提升

易混易错练

易错点1　忽视化学反应速率用不同物质表示时的关系

1.(2020湖南永州高二上期末,)对于反应3A(g)+B(g) 2C(g)+3D(g),下列物质的反应速率表示反应进行得最快的是(　　)

A.v(A)=0.9 mol·L-1·min-1

B.v(B)=0.2 mol·L-1·min-1

C.v(C)=0.5 mol·L-1·min-1

D.v(D)=1.0 mol·L-1·min-1

2.()对于化学反应3W(g)+2X(g) 4Y(g)+3Z(g),下列反应速率关系中,正确的是(　　)

A.v(W)=3v(Z)　 B.2v(X)=3v(Z)

C.2v(X)=v(Y)　 D.3v(W)=2v(X)

易错点2　错误理解外界条件对化学反应速率的影响

3.(2020浙江绍兴柯桥高二上期末,)下列说法正确的是(　　)

A.活化分子的平均能量称为活化能

B.活化分子互相碰撞即可发生化学反应

C.催化剂是通过增大反应所需的活化能来增大反应速率的

D.升高温度会加快化学反应速率,其原因是增大了活化分子的百分数

4.()把镁条直接投入盛有盐酸的敞口容器中,产生H2的速率与时间的关系如图所示,影响反应速率的因素是(　　)

①盐酸的浓度　②镁条的表面积　③溶液的温度　④Cl-的浓度

A.①④　　B.③④　　C.①②③　　D.②③

易错点3　混淆外界因素对反应速率的影响和对化学平衡的影响

5.(2020江西名师联盟一模,)关于一定条件下的化学平衡H2(g)+I2(g) 2HI(g)　ΔH<0,下列说法正确的是(　　)

A.恒温恒容,充入H2,v(正)增大,平衡右移

B.恒温恒容,充入He,v(正)增大,平衡右移

C.加压,v(正)、v(逆)不变,平衡不移动

D.升温,v(正)减小,v(逆)增大,平衡左移

6.(2020湖南益阳高二上期末,)一定条件下,反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH>0达到平衡状态后,分别改变某个条件,下面四个说法中,条件改变、影响因素、影响结果均正确的是(　　)

易错点4　不能从图像中提取有用信息

7.(2020福建泉州高二上期末,)在密闭容器中进行反应:A(g)+3B(g) 2C(g),下列有关说法错误的是　(　　)

A.,依据图可判断p1>p2

B.,在图中,虚线可表示使用了催化剂时的变化情况

C.,依据图可判断正反应为放热反应

D.,由图中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况,可推知正反应吸热

思想方法练

利用“平衡观”的化学思想理解平衡移动

1.(2020四川攀枝花高二上期末,)在一密闭容器中的一定量混合气体发生反应:xA(g)+yB(g) zZ(g),平衡时测得A的浓度为0.50 mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达到平衡时,A的浓度为0.30 mol/L。下列有关判断正确的是(　　)

A.x+y<z

B.平衡向正反应方向移动

C.物质B的转化率降低

D.物质Z的体积分数增大

2.()活性炭可处理大气污染物NO。为模拟该过程,T ℃时,在3 L密闭容器中加入NO和活性炭粉,反应体系中各物质的物质的量变化如下表所示。下列说法正确的是(　　)

A.X一定是N2,Y一定是CO2

B.10 min后增大压强,NO的吸收率增大

C.10 min后加入活性炭,平衡向正反应方向移动

D.0~10 min内的平均反应速率v(NO)=0.002 mol·L-1·min-1

3.(2020广西南宁三中高二上期末,)一定温度下,在密闭容器中发生如下反应:2HI(g) H2(g)+I2(g)　ΔH>0,反应达到平衡时,下列说法错误的是(　　)

A.若体积不变,升高温度,活化分子的百分数增加,反应速率加快

B.若缩小容器的体积,颜色变深,该现象不能用勒夏特列原理解释

C.若压强不变,向容器中再加入一定量的HI(g)时正反应速率增大,逆反应速率减小

D.若体积不变,向容器中再加入一定量的HI(g),再次平衡时HI(g)的转化率增大

4.(2020吉林省实验中学高二上期末,)在一定体积的密闭容器中,进行化学反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度的关系如下表,根据信息推断以下说法正确的是(　　)

A.此反应为放热反应

B.此反应只有达到平衡时,密闭容器中的压强才不会变化

C.830 ℃时,反应物CO2与H2按1∶1投料,平衡时H2的转化率为50%

D.该反应的化学平衡常数越大,反应物的转化率越低

5.()如图,关闭活塞K,向A中充入1 mol X、1 mol Y,向B中充入2 mol X、2 mol Y,此时A的容积是a L,B的容积是2a L。在相同温度和催化剂存在的条件下,使两容器中各自发生下述反应:X(g)+Y(g) 2Z(g)+W(g)　ΔH<0。A保持恒压,B保持恒容。达平衡时,A的体积为1.4a L。下列说法错误的是(　　)

A.反应速率:v(B)>v(A)　

B.A中X的转化率为80%

C.若打开K,则A的体积变为2.6a L

D.平衡时Y的体积分数:A<B

6.()TiO2和TiCl4均为重要的工业原料。已知:

TiCl4(g)+O2(g) TiO2(s)+2Cl2(g)　ΔH1=-175.4 kJ·mol-1　Ⅰ

2C(s)+O2(g) 2CO(g)　ΔH2=-220.9 kJ·mol-1　Ⅱ

请回答下列问题:

(1)TiCl4(g)与CO(g)反应生成TiO2(s)、C(s)和氯气的热化学方程式为　                                                 。 

升高温度对该反应的影响为 　　　　　　                        　　。 

(2)若反应Ⅱ的逆反应的活化能为E kJ·mol-1,则E　　　(填“>”“<”或“=”)220.9。 

(3)t ℃时,向10 L恒容密闭容器中充入1 mol TiCl4和2 mol O2,发生反应Ⅰ。5 min时达到平衡,测得TiO2的物质的量为0.2 mol。

①0~5 min内,用Cl2表示的反应速率v(Cl2)=　　　　　　。 

②TiCl4的平衡转化率为　　　　。 

③下列措施,既能加快逆反应速率又能增大TiCl4的平衡转化率的是　　　　(填字母)。 

A.缩小容器容积　 B.加入催化剂

C.分离出部分TiO2　 D.增大O2浓度

④t ℃时,向10 L恒容密闭容器中充入3 mol TiCl4和一定量O2的混合气体,发生反应Ⅰ,两种气体的平衡转化率(α)与起始的物质的量之比[]的关系如图所示:

表示TiCl4的平衡转化率的曲线为　　　　(填“L1”或“L2”);M点的坐标为　　　　。

答案全解全析

易混易错练

1.D　同一反应中,不同物质表示的反应速率与其化学计量数的比值越大,表示的反应速率越快,对于反应3A(g)+B(g) 2C(g)+3D(g),A项,=0.3 mol·L-1·min-1;B项,=0.2 mol·L-1·min-1;C项,=0.25 mol·L-1·min-1;D项,≈0.33 mol·L-1·min-1。根据分析可知,反应速率大小为v(D)>v(A)>v(C)>v(B)。

2.C　对于同一化学反应,用不同的物质表示该反应的速率,其数值之比等于其化学计量数之比,v(W)∶v(X)∶v(Y)∶v(Z)=3∶2∶4∶3,C正确。

3.D　活化分子的平均能量与反应物分子的平均能量之差称为活化能,A错误;活化分子互相碰撞不一定为有效碰撞,则不一定发生化学反应,B错误;催化剂可降低反应的活化能,增大活化分子的百分数,从而增大反应速率,C错误;升高温度,提供能量,活化分子百分数增大,有效碰撞的几率增大,反应速率加快,D正确。

4.C　反应物浓度、反应温度、反应物接触面积均影响反应速率大小,但镁条与盐酸的离子反应中,Cl-不参加反应,故Cl-的浓度不影响反应速率。

5.A　恒温恒容,充入H2,氢气浓度增大,v(正)增大,平衡右移,A正确;恒温恒容,充入He,各反应物浓度都不变,v(正)不变,平衡不移动,B错误;加压,体积缩小,各物质浓度均增大,v(正)、v(逆)都增大,平衡不移动,C错误;升温,v(正)增大,v(逆)增大,由于正反应放热,所以平衡左移,D错误。

6.D　题述反应为反应前后气体体积不变的反应,缩小容器的容积,反应物浓度增大,活化分子所占百分数不变,正、逆反应速率同等程度加快,平衡不移动,A错误;升高温度,正、逆反应速率均增大,且正反应速率大于逆反应速率,平衡正向移动,B错误;加入正催化剂,分子能量不变,活化分子所占百分比增大,但活化能减小,正、逆反应速率同等程度加快,平衡不移动,C错误;适当扩大容器的容积,反应物浓度减小,单位体积内的活化分子数减少,活化分子所占百分比不变,正、逆反应速率同等程度减慢,平衡不移动,D正确。

7.D　由题图可知,p1先达到平衡,则p1>p2,且增大压强平衡正向移动,C的百分含量增大,A正确;催化剂可加快反应速率,不影响平衡移动,则题图中虚线可表示使用了催化剂时的变化情况,B正确;升高温度,逆反应速率大于正反应速率,即升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,C正确;气体的质量不变,升高温度,混合气体的平均相对分子质量减小,可知气体的物质的量增大,即升高温度平衡逆向移动,所以正反应为放热反应,D错误。

思想方法练

1.C　平衡时测得A的浓度为0.50 mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,若平衡不移动,则A的浓度应变为0.25 mol/L,而再达到平衡时,A的浓度为0.30 mol/L,说明体积增大、压强减小,平衡逆向移动。A项,由上述分析可知x+y>z,错误;B项,平衡向逆反应方向移动,错误;C项,平衡逆向移动,物质B的转化率降低,正确;D项,平衡逆向移动,物质Z的体积分数减小,错误。

2.D　活性炭粉和NO反应生成X和Y,由题表中数据可知,平衡时C、NO、X、Y的物质的量变化量之比为0.030 mol∶0.060 mol∶0.030 mol∶0.030 mol=1∶2∶1∶1,结合原子守恒,可得化学方程式为C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)。N2和CO2的化学计量数均为1,无法判断X是否是N2,A项错误;增大压强,平衡不移动,所以NO的吸收率不变,B项错误;活性炭为固体,增加固体的量不影响反应速率和平衡,C项错误;Δn(NO)=0.060 mol,则v(NO)===0.002 mol·L-1·min-1,D项正确。

3.D　升高温度,活化分子的百分数增加,单位体积内的活化分子数增多,反应速率加快,A正确;若缩小容器的体积,HI(g)、H2(g)、I2(g)的浓度增大,颜色变深,平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释,B正确;若压强不变,向容器中再加入一定量的HI(g),容器的体积增大,但HI(g)的浓度增大,正反应速率增大,H2(g)、I2(g)的浓度减小,逆反应速率减小,C正确;该反应是反应前后气体体积不变的反应,若体积不变,向容器中再加入一定量的HI(g),再次平衡时与原平衡等效,HI(g)的转化率不变,D错误。

4.C　根据表中数据知,升高温度化学平衡常数增大,说明平衡正向移动,升高温度平衡向吸热反应方向移动,则正反应是吸热反应,A错误;恒温恒容时压强与气体物质的量成正比,反应为反应前后气体体积不变的反应,容器体积不变时气体总物质的量不变,则压强不变,B错误;设CO2与H2的物质的量都是1 mol,平衡时H2的转化率为x,列“三段式”:

　　　　　　　CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)

开始(mol)   1　　1　　　　0　　　0

转化(mol)      x　　x　　　　x　　　x

平衡(mol)     1-x　1-x　　　 x　　　x

化学平衡常数K==1,x=50%,C正确;该反应的化学平衡常数越大,反应进行的程度越大,则反应物的转化率越大,D错误。

5.C　A项,由于B中反应物浓度大于A中反应物浓度,故v(B)>v(A);B项,设A中X转化的物质的量为b mol,则

　　　　　　　X(g)+Y(g) 2Z(g)+W(g)

起始/mol     1　　 1　　　0　　  0

转化/mol     b　 b　　　2b　　 b

平衡/mol    1-b　 1-b　   2b　　b

由题意得:=1.4,得b=0.8,所以A中X的转化率为×100%=80%;C项,若打开K,则新平衡与打开前A中达到的平衡等效,设总体积为m L,则=,m=4.2a,所以A的体积应变为4.2a L-2a L=2.2a L;D项,由于B中压强大,平衡左移,故平衡时B中Y的体积分数大。

6.答案　(1)TiCl4(g)+2CO(g) TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)　ΔH=+45.5 kJ·mol-1　反应速率加快,平衡正向移动,反应物的转化率增大

(2)>

(3)①0.008 mol·L-1·min-1　②20%　③D　④L2　(1,)

解析　(1)根据盖斯定律,由Ⅰ-Ⅱ可得TiCl4(g)+2CO(g) TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)　ΔH=-175.4 kJ·mol-1-(-220.9 kJ·mol-1)=+45.5 kJ·mol-1;升高温度,反应速率加快,平衡正向移动,反应物的转化率增大。(2)反应Ⅱ的正反应为放热反应,若逆反应活化能表示为E kJ·mol-1,则E>220.9。(3)①0~5 min内,用Cl2表示的反应速率v(Cl2)==0.008 mol·L-1·min-1。②TiCl4的平衡转化率为×100%=20%。③反应Ⅰ为反应前后气体体积不变的反应,故缩小容器容积,正、逆反应速率都加快,平衡不移动,故A项错误;加入催化剂平衡不移动,故B项错误;分离出部分TiO2,平衡不移动,故C项错误;增大O2浓度既能加快逆反应速率又能增大TiCl4的平衡转化率,故D项正确。④随O2浓度的升高,TiCl4转化率越来越大,故表示TiCl4的平衡转化率的曲线为L2;M点TiCl4的转化率与O2的转化率相同,则a=1;由“t ℃时,向10 L恒容密闭容器中充入1 mol TiCl4和2 mol O2,发生反应Ⅰ。5 min时达到平衡,测得TiO2的物质的量为0.2 mol”计算出平衡时TiCl4、O2、Cl2的浓度分别为0.08 mol·L-1、0.18 mol·L-1、0.04 mol·L-1,平衡常数K==,根据温度不变,平衡常数不变可得K==,解得b=。