第二章 化学反应速率与化学平衡测试题——2023-2024学年高二上学期人教版（2019）化学选择性必修1

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第二章 化学反应速率与化学平衡测试题
一、单选题（共12题）
1．下列现象不能用勒夏特列原理解释的是
A．为了准确测定NO2的相对分子质量，应尽量在高温低压条件下测定
B．实验室制备乙酸乙酯，加入过量的乙醇
C．实验室制备氯气，选用饱和食盐水净化氯气
D．工业上选择高温条件和铁触媒作催化剂合成氨
2．硝酸盐污染已成为一个日益严重的环境问题，甲酸()在纳米级磁性(钯)表面分解为活性和，再经下列历程实现的催化还原，进而减少污染。已知(Ⅱ)、(Ⅲ)表示中二价铁和三价铁。下列说法错误的是
  
A．生产中将催化剂处理成纳米级颗粒可增大甲酸分解的速率
B．分解时，只有极性共价键发生了断裂
C．在整个历程中，1可完全还原1
D．反应历程中生成的可调节体系，有增强氧化性的作用
3．化学反应处于平衡状态时，下列说法正确的是
A．反应已停止 B．反应物浓度等于生成物浓度
C．化学平衡是一种动态平衡，v正＝v逆≠0 D．反应物全部转化成生成物
4． 氮是生命的基础，氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。工业上用氨的催化氧化生产硝酸，其热化学方程式为4NH3(g)+ 5O2(g)4NO(g)+ 6H2O(g)△H = -904 kJ·mol-1.生产硝酸的尾气中主要含有NO、NO2等大气污染物，可用石灰浆等碱性溶液吸收处理，并得到Ca(NO3)2、Ca(NO2)2等化工产品。对于反应4NH3(g) + 5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)，下列有关说法正确的是
A．该反应的△S>0
B．加入催化剂可降低该反应的焓变
C．4mol NH3和5molO2充分反应放出的热量为904 kJ
D．达到平衡时，升高温度，v (正)减小、v (逆)增加
5．决定化学反应速率的主要因素是
A．反应物本身的性质 B．反应物间的接触面积
C．催化剂的催化效率 D．反应温度
6．800℃时下列可逆反应在1L容器中达到平衡：。已知CO和的起始浓度均为0.01mol／L时，的平衡浓度为0.005mol／L。此时若再充入0.02mol／L的水气，使平衡移动，则新平衡时浓度可能是
A．0.0060mol／L B．0.0075mol／L C．0.0080mol／L D．0.010mol／L
7．在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：xA(g)+yB(g)zC(g)，平衡时测得A的浓度为0.5 mol∙L−1，保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的5倍，再达到平衡时，测得A的浓度降低为0.11 mol∙L−1。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．B的转化率增大 D．C的体积分数下降
8．研究反应的反应速率影响因素，在不同条件下进行4组实验，Y、Z起始物质的量浓度为0，反应物X的物质的量浓度随反应时间的变化情况如图所示。

下列说法不正确的是（    ）
A．比较实验②④得出：升高温度，化学反应速率加快
B．比较实验①②得出：增大反应物浓度，化学反应速率加快
C．若实验②③只有一个条件不同，则实验③使用了催化剂
D．在内，实验②的平均速率
9．已知：  ，向一恒温恒容的密闭容器中充入和发生反应，时达到平衡状态Ⅰ，在时改变某一条件，时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法错误的是

A．容器内压强不变，表明反应达到平衡
B．时改变的条件：向容器中加入
C．平衡时的体积分数：
D．反应开始后，与的浓度之比不变
10．下列反应常温时能自发进行，既能用焓判据又能用熵判据解释的是
A．HCl+NH3=NH4Cl B．Ba(OH)2•8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O
C．2KClO3=2KCl+3O2↑ D．2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
11．一定条件下，向2 L密闭容器中加入2 mol N2和10 mol H2，发生反应N2+3H2 2NH3，2 min时测得剩余N2为1 mol，此时化学反应速率表示正确的是
A．v(NH3)=0.25 mol·L-1·min-1 B．v(H2)=0.75 mol·L-1·s-1
C．v(NH3)=1 mol·L-1·min-1 D．v(N2)=0.25 mol·L-1·min-1
12．“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点,下列关于三个“封管实验”（夹持装置未画出）的说法正确的是

A．加热时,①中封管内固体消失
B．加热时,②中溶液变红,冷却后又都变为无色
C．加热时,③中溶液变红,冷却后红色褪去,体现SO2的漂白性
D．三个“封管实验”中所发生的化学反应都是可逆反应
二、非选择题（共10题）
13．某温度时，在2L容器中X、Y、Z三种物质随时间的变化关系曲线如图所示。

①由图中的数据分析，该反应的化学反应方程式为 ；
②反应开始至2min，Z的平均反应速率为 ；
③若不改变外界条件，5min ~ 6min Z的生成速率(V1)与6min后Z的生成速率(V2)的大小关系为：V1 V2(填大于、小于或等于)。
14．氢元素单质及其化合物是人类赖以生活的重要能源。盖斯定律认为：不管化学过程是一步完成或分多步完成，整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回答下列问题：
(1)反应A＋B→C(△H0)；(ii)X→C(△H”“＜”)；升高温度， (填“增大”“减小”或“不变”)；
②c、d、e三点平衡常数Kc、Kd、Ke三者之间的关系为 ，理由是 ；
③f点，= (保留三位有效数字)。
20．工业合成氨反应：N2+3H2⇌2NH3是一个放热的可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。已知形成1 mol H-H键、1 mol N-H键、1 mol N≡N键放出能量分别为436 kJ、391 kJ、946 kJ。则：
(1)若1 mol N2完全反应生成NH3可 (填“吸收”或“放出”)热量 kJ。
(2)如果将1 mol N2和3 mol H2混合，使其充分反应，放出的热量总小于上述数值，其原因是 。
(3)实验室模拟工业合成氨时，在容积为2 L的密闭容器内，反应经过10 min后，生成10 mol NH3，则用N2表示的化学反应速率为 mol·L-1·min-1。
21．在100℃时，将0.100mol的四氧化二氮气体充入1L 抽空的密闭容器中，隔一定时间对该容器内的物质进行分析，得到如下表格：
时间/s
浓度/mol·L-1
0
20
40
60
80
100
c（N2O4）
0.100
c1
0.050
c3
a
b
c（NO2）
0.000
0.060
c2
0.120
0.120
0.120
试填空：
(1)该反应的化学方程式为 ；达到平衡时四氧化二氮的转化率为 % ；表中 c2 c3 a b（选填“ > ”、“ < ”、“ = ”）。
(2)20s时四氧化二氮的浓度 c1= mol·L-1，在0s～20s内四氧化二氮的平均反应速率为 mol·（L·s）-1；
(3)若在相同情况下最初向该容器充入的是二氧化氮气体，要达到上述同样的平衡状态，二氧化氮的起始浓度是 mol·L-1。
22．X、Y、Z、W、R、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素，X、R在元素周期表中的相对位置如图，X与Z能形成两种无色气体，Z是地壳中含量最多的元素，W元素的最高价氧化物的水化物既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应。
X




R
回答下列问题：
(1)X在元素周期表中的位置为 ；Y单质的电子式为 。
(2)Z、W、R的简单离子半径由大到小的顺序是 (填离子符号)。
(3)元素的非金属性R Q(填“＞”或“＜”)，下列事实不能说明这一结论有 (填序号)。
A．H2R的酸性比HQ弱
B．R与Q在周期表中的相对位置
C．向R的氢化物的水溶液中通入Q的单质，溶液变浑浊
(4)将盛有YZ2气体的烧瓶浸入热水中，一段时间后，气体颜色将变 (填“深”或“浅”)；烧瓶内气体的平均相对分子质量将 (填“增大”或“减小”)。

参考答案：
1．D
A．在NO2气体中存在下列平衡：2NO2(g)N2O4(g) △H＜0，高温、低压条件都有利于平衡逆向移动，能够准确测定NO2的相对分子质量，A不符合题意；
B．实验室制备乙酸乙酯，加入过量的乙醇，增大反应物浓度，平衡正向移动，有利于乙酸乙酯的生成，B不符合题意；
C．氯气溶于水后，存在下列平衡：Cl2+H2OH++Cl-+HClO，在饱和食盐水，Cl-浓度较大，能抑制平衡的正向进行，从而降低Cl2的溶解度，减小氯气的溶解损失，C不符合题意；
D. 合成氨反应为放热反应，高温条件不利于平衡的正向移动，但催化剂的活性大，铁触媒作催化剂时，不能使平衡发生移动，但有利于加快反应速率，缩短到达平衡的时间，D符合题意；
故选D。
2．C
A．将催化剂处理成纳米级颗粒可增大接触面积，提高甲酸分解的速率，故A正确；
B．HCOOH分解成CO2和H2，会发生氢氧键和碳氢键的断裂，氢氧键和碳氢键均为极性共价键，故B正确；
C．1molNO转化为0.5molN2，转移5mol电子，1mol H2转移2mol电子，所以完全还原1mol NO消耗2.5mol H2，故C错误；
D．NO与NO在氧化Fe2+的过程中需要消耗氢离子，pH值降低，但H2还原Fe3+过程中生成H+，所以生成的氢离子可以起到调节pH的作用，同时具有增强NO氧化性的作用，故D正确；
故答案选C。
3．C
A. 化学平衡时动态平衡，处于平衡状态时反应不会停止，仍在进行，A错误；
B. 处于平衡状态时各成分浓度保持不变，反应物浓度未必等于生成物浓度，B错误；
C. 化学平衡是一种动态平衡，v正＝v逆≠0 ，故此时 各成分浓度保持不变，C正确；
D. 若化学反应处于化学平衡状态，则反应为可逆反应，故反应物不可能全部转化成生成物，D错误；
答案选C。
4．A
A．由反应方程式可知，该反应一定是熵增的反应，反应△S>0，A项正确；
B．加入催化剂反应的焓变不变，B项错误；
C．该反应是可逆反应，可逆反应不可能完全反应，则4mol NH3和5molO2不可能完全反应，反应放出的热量小于904 kJ，C项错误；
D．达到平衡时，升高温度，v (正)、v (逆)均增加，D项错误；
5．A
A．决定化学反应速率的主要因素是内因即反应物本身的性质，A符合题意；
B．反应物间的接触面积是影响化学反应速率的外界条件，不是主要因素，B不合题意；
C．催化剂也是影响化学反应速率的外界条件之一，故催化剂的催化效率也不是主要因素，C不合题意；
D．反应温度也是影响化学反应速率的外界条件之一，故不是主要因素，D不合题意；
故答案为：A。
6．B
两次反应的温度相同，所以平衡常数不变，据此可以求出结果：

此时，又加入0.02mol/LH2O后：

此时，解得x=0.0025mol/L，此时氢气的浓度为0.005+x=0.0075mol/L，正确选项为B。
7．D
在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：xA(g)+yB(g)zC(g)，平衡时测得A的浓度为0.5 mol∙L−1，保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的5倍，则A的浓度应变为0.1 mol∙L−1，再达到平衡时，测得A的浓度变为0.11 mol∙L−1，说明平衡逆向移动。
A．减小压强，平衡逆向移动，说明逆向是体积增大的反应即z＜x+y，故A错误；
B．根据前面分析平衡向逆反应方向移动，故B错误；
C．平衡逆向移动，则B的转化率减小，故C错误；
D．平衡逆向移动，则C的体积分数下降，故D正确。
综上所述，答案为D。
8．D
A．实验②④的起始物质的量浓度相等，实验②的温度为，实验④的温度为，实验④的反应速率明显较快，说明温度升高，化学反应速率加快，故A正确。
B．从图象可以看出，实验①②的温度相同，随着反应物X的物质的量浓度增大，化学反应速率加快，故B正确；
C．实验②③中X的起始物质的量浓度相等，温度相同，平衡状态也相同，但是实验③反应速率较快，达到平衡状态所需的时间短，说明实验③使用了催化剂，故C正确；
D．从图象可以直接求得内实验②的平均速率，根据化学方程式的计量数关系可知，故D错误。
故选D。
9．C
A．该反应为气体体积变化的反应，反应前后气体的物质的量变化，当压强不变时，说明反应达到平衡状态，故A正确；
B．t2时正反应速率瞬间不变，然后增大，可知改变的条件为向容器中加入C，故B正确；
C．t2时加入C，相当于增压，平衡逆向移动，则平衡时A的体积分数φ：φ(Ⅱ) 减小 Kc>Kd=Ke d、e两点温度相同，所以Kd=Ke；CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)该反应为放热反应，c点温度低于e点，温度越低，K越大，所以Kc>Kd=Ke 1.79
(1)在两个固定容积为2L的恒容密闭容器中均充入2molCO和2molNO，在不同条件下发生反应2CO(g)+2NO(g) ⇌2CO2(g)+N2(g)，压强随反应而变化，当压强不变时处于平衡状态。则：
①“早拐早平速率快”。那么曲线b比a反应速率更快。但是建立的平衡是相同的。因此，与实验a相比，实验b采取的措施可能是使用催化剂，理由是反应速率加快，但平衡状态与实验a相同；
② ，，得x=0.25mol/L，则0~10min内，实验b对应条件下；
③平衡常数只与温度有关。实验a、b反应温度相同，则实验a条件下，反应的平衡常数。
(2)①增压平衡朝着气体分子总数减少的方向移动即向右移动、一氧化碳的平衡转化率增大。由图知，P1时一氧化碳的平衡转化率大，则P1 P2；平衡时，=1，则，由图知，升温平衡左移，则升高温度，x(CH3OH)减小、 x(CO)、x (H2)增大，则减小；
②由图知、结合勒夏特列原理——升温，平衡朝着吸热方向移动，可推知：CO(g)+2H2(g) ⇌CH3OH(g)正反应是放热反应；平衡常数只与温度有关。c、d、e三点平衡常数Kc、Kd、Ke三者之间的关系为Kc>Kd=Ke，理由是d、e两点温度相同，所以Kd=Ke；CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)该反应为放热反应，c点温度低于e点，温度越低，K越大，所以Kc>Kd=Ke；
③c点已平衡，则=1，，则x(CO)=， x (H2)= ， x(CH3OH)= ，则。f点，，则x(CO)=， x (H2)= ， x(CH3OH)= ， ，则 (保留三位有效数字)。
20． 放出 92 该反应是可逆反应，1 mol N2和3 mol H2不能完全反应，因此放出能量总是小于92 kJ 0.25
(1)△H=反应物键能和-生成物键能和，反应N2+3H2⇌2NH3的△H=(946+3×436-6×391)kJ/mol=-92 kJ/mol，则1 mol N2完全反应生成NH3可放出92 kJ的热量；
(2)将1 mol N2和3 mol H2混合，使气体充分反应，由于该反应是可逆反应，1 mol N2和3 mol H2不能完全反应转化为2 mol NH3，因此放出能量总是小于92 kJ；
(3)根据方程式可知：反应经过10 min后，生成10 mol NH3，则参加反应的氮气为5 mol，氢气为15 mol，用N2的浓度变化表示的化学反应速率是v(N2)==0.25 mol·L-1·min-1。
【点睛】了解可逆反应的特点，掌握化学反应速率的含义及键能与反应热的关系是本题解答的关键。
21． N2O42NO2 60 > = = 0.070 0.0015 0.200
(1).四氧化二氮生成二氧化氮的化学方程式为N2O42NO2，由表中数据可知，60s时反应达平衡，c(NO2)=0.120mol/L，
N2O4 2NO2
浓度变化：0.060mol/L  0.120mol/L
所以平衡时N2O4的转化率为×100%=60%，60s后反应达到平衡，反应混合物各组分的浓度不变，所以c3=a=b=(0.100－0.060)mol/L=0.040mol/L，40s时c(N2O4)=0.050mol/L，由化学方程式可知，此时c(NO2)=（0.100－0.050）mol/L×2=0.100mol/L，所以c2=0.100mol/L＞c3=a=b=0.040mol/L，故答案为N2O4 2NO2；60；＞；=；=；
(2).由表中数据可知，20s时，c(NO2)=0.060mol/L，则
N2O4 2NO2，
浓度变化：0.030mol/L   0.060mol/L
所以20s四氧化二氮的浓度c1=0.100mol/L−0.030mol/L=0.070mol/L；在0s∼20s内四氧化二氮的平均反应速率为v(N2O4)==0.0015mol/(L⋅s)，故答案为0.070；0.0015；
(3). 若在相同情况下最初向该容器充入的是二氧化氮气体，要达到上述同样的平衡状态，为等效平衡，按化学计量数换算到N2O4一边，要满足c(N2O4)=0.100mol/L，则
N2O4 2NO2，
0.100mol/L   0.200mol/L，故答案为0.200。
22． 第二周期ⅣA族 S2-＞O2-＞Al3+ ＜ A 深 减小
Z是地壳中含有最多的元素，即Z为O，W元素的最高价氧化物的水化物既能与盐酸反应，又能与NaOH反应，该最高价氧化物对应水化物表现两性，即W为Al，X与Z能形成两种无色气体，六种元素为短周期主族元素原子序数依次增大，且X与R在周期表的相对位置，推出X为C，Y为N，R为S，Q为Cl，据此分析；
根据上述分析，X为C，Y为N，Z为O，W为Al，R为S，Q为Cl；
(1) X为C，位于周期表中的第二周期ⅣA族；Y的单质为N2，N和N之间共用三键，即电子式为；故答案为第二周期ⅣA族；；
(2)三种简单离子分别为O2－、Al3＋、S2－，S2－有三个电子层，O2－、Al3＋有二个电子层，S2－的半径最大，O的原子序数小于Al，r(O2－)＞r(Al3＋)，三种简单离子半径大小顺序是S2-＞O2-＞Al3+；故答案为S2-＞O2-＞Al3+；
(3) Cl和S属于同周期，同周期从左向右，主族元素的非金属性逐渐增强，即S＜Cl；
A．氢化物水溶液的酸性强弱不能比较非金属性强弱，故A符合题意；
B．S和Cl属于同周期，同周期从左向右主族元素的非金属性增强，即Cl的非金属性强于S，故B不符合题意；
C．向H2S溶液中通入氯气，发生Cl2＋H2S=2HCl＋S↓，氯气的氧化性强于S，从而推出Cl的非金属性强于S，故C不符合题意；
故答案为＜；A；
(4)YZ2为NO2，NO2中存在2NO2N2O4，该反应为放热反应，利用勒夏特列原理，升高温度平衡向吸热反应方向进行，即升温，该反应向逆反应方向进行，NO2浓度增大，气体颜色变深；利用，组分都是气体，气体总质量保持不变，升高温度，平衡向逆反应方向进行，气体总物质的量增大，即平均摩尔质量减小；故答案为深；减小。