第二章化学反应速率与化学平衡单元测试题2023-2024学年上学期高二化学人教版（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 单元测试题

一、单选题
1．催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应。反应历程(下图)中，M为中间产物。其它条件相同时，下列说法不正确的是
  
A．使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行 B．反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大
C．使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡 D．使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大
2．科学家用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。其反应过程的示意图如下，下列说法正确的是


A．CO和O的总能量比CO2的低
B．状态Ⅰ→状态Ⅱ有新物质生成
C．CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
3．铑的配合物离子 [Rh(CO)2I2]- 可催化甲醇羰基化，反应过程如图所示。下列叙述不正确的是

A．催化循环中Rh的配位数有3种
B．[Rh(CO)2I2]- 中Rh的化合价为+1价
C．H2O和CH3I的VSEPR模型名称不同
D．甲醇羰基化反应为：CH3OH + CO=CH3CO2H
4．NH3还原技术是当今有效且成熟的去除NOx的技术之一。使用钒催化剂、采用NH3还原技术能有效脱除电厂烟气中的氮氧化物，消除NO的可能反应机理如图所示(“ …”表示催化剂吸附)。
  
下列说法不正确的是
A．步骤②可表述为 在催化剂的氧化还原位被还原为，而催化剂的氧化还原位被氧化为   
B．反应过程中消耗1molO2，理论上可处理NO的物质的量为4mol
C．钒催化剂能加快反应，但不能提高氮氧化物的平衡转化率
D．该过程中原子利用率未达到100%
5．在一恒容密闭容器中放入一定量的，发生反应  ，下列说法正确的是
A．当质量不变时，该反应达到平衡状态
B．若，则反应达到平衡状态
C．反应达到平衡时，升高温度，正反应速率大于逆反应速率
D．反应物的总能量小于生成物的总能量
6．CO2催化重整CH4的反应：
(Ⅰ)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)    ΔH1，
主要副反应：(Ⅱ)H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)    ΔH2＞0，
(Ⅲ)4H2(g)+CO2(g)CH4(g)+2H2O(g)    ΔH3＜0。
在恒容反应器中按体积分数V(CH4)∶V(CO2)=50%∶50%充入气体，加入催化剂，测得反应器中平衡时各物质的体积分数与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是

A．ΔH1=2ΔH2-ΔH3＞0
B．其他条件不变，适当增大起始时V(CH4)∶V(CO2)，可抑制副反应(Ⅱ)、(Ⅲ)的进行
C．300～580℃时，H2O的体积分数不断增大，是由于反应(Ⅲ)生成H2O的量大于反应(Ⅱ)消耗的量
D．T℃时，在2.0L容器中加入2molCH4、2molCO2以及催化剂进行重整反应，测得CO2的平衡转化率为75%，则反应(Ⅰ)的平衡常数小于81
7．某温度时两个恒容密闭容器中仅发生反应  。实验测得，，、为速率常数，只受温度影响。
容器编号
起始浓度/
平衡浓度/




I
0.6
0
0
0.2
Ⅱ
0.6
0.1
0

下列说法错误的是
A．升高温度，该反应的化学平衡常数增大
B．Ⅰ中的平衡转化率约为66.7%
C．Ⅱ中达到平衡状态时，
D．升高温度，该反应的增大，减小
8．甲酸常用于橡胶、医药等工业。在一定条件下可分解生成CO和，在无、有催化剂条件下的能量与反应历程的关系如图所示，下列说法不正确的是
  
A．可以通过和计算HCOOH的总键能
B．
C．途径Ⅱ中参与反应，通过改变反应途径加快反应速率
D．途径Ⅰ未使用催化剂，但途径Ⅱ与途径Ⅰ甲酸平衡转化率相同
9．甲苯与在无水存在下发生反应，其反应机理及部分能量示意图如下。下列说法错误的是
  
A．是该反应的催化剂
B．步骤Ⅱ是该反应的决定步骤
C．(l)+ (l)→(l)+HCl(g)     ΔH=(b-a)kJ/mol
D．虚线L可表示与的反应中能量的变化
10．温度为T℃，向体积不等的恒容密闭容器中均充入1mol气体X，发生反应X(g)Y(g)+Z(g)ΔH，反应均进行10min，测得各容器中X的转化率与容器体积的关系如图所示。下列说法正确的是

A．a点再充入一定量的X，平衡正向移动，X的转化率增大
B．d点有v正＞v逆
C．正反应速率v(b)=v(d)
D．若b点为平衡点，则浓度平衡常数K=0.5
11．  的反应机理如下：
反应I：   kJ·mol
反应Ⅱ：   kJ·mol
反应中的能量变化如图所示，下列说法不正确的是
  
A． kJ·mol
B．反应I的
C．通入过量空气，可提高的平衡转化率
D．反应速率由反应Ⅱ决定
12．中国科学技术大学熊宇杰、高超教授利用光催化和Ru可以有效地从量子点中提取光生带正电空穴(用表示；可捕获电子)和电子，进一步氧化HMF(  )来生产HMFCA(    )和DFF(    )，反应原理如下图所示：
  
下列说法错误的是
A．在相同条件下，适当增加光的强度或酸度有利于加快反应速率
B．生成DFF整个过程中，氧化产物与还原产物的物质的量比为
C．生成HMFCA过程中，表面反应的机理，一定有或参与
D．当生成HMFCA与DFF物质的量比为时，量子点至少产生

二、多选题
13．下列实验操作所得现象及结论均正确的是
选项
实验操作
实验现象
结论
A
海带中提取碘单质时，用苯做萃取剂
液体分层，下层溶液为紫红色
碘在有机溶剂中溶解度较大
B
工业上用与焦炭在高温条件制备粗硅
生成可燃性气体，得到黑色固体粗硅
非金属性：
C
向甲、乙两试管中各加入4mL 0.01的酸性溶液，甲试管中加入2mL 0.1的溶液；乙试管中加入2mL 0.2的溶液
两支试管中的高锰酸钾溶液完全褪色，乙试管完全褪色的时间更短
反应物浓度越大，反应速率越快
D
将10mL 2的KI溶液与10mL 1 溶液混合
充分反应后，滴加数滴KSCN溶液，溶液颜色变红
该反应为可逆反应
A．A B．B C．C D．D
14．某兴趣小组同学将的酸性溶液和溶液按如下比例混合，探究浓度对反应速率的影响。
序号
温度





①
20℃





②
20℃





现象：实验①溶液很快由紫色变为青绿色，而实验②慢一点；变为青绿色后，实验②溶液很快褪至无色，而实验①褪色慢一点。
资料：与很难形成配合物；(青绿色)，有强氧化性，而氧化性极弱。
下列说法错误的是
A．
B．溶液中能通过加盐酸酸化调
C．溶液由青绿色褪至无色过程中，实验①中较小，导致褪色速率较慢
D．由实验可知，加入越多，溶液由紫色褪至无色的速率越快

三、非选择题
15．化学平衡图像的类型及特点
(1)速率—时间图像(v-t图像)

I．正反应速率突变，逆反应速率渐变，v′正>v′逆，说明是增大了 ，使正反应速率突变，且平衡 移动。
Ⅱ．v正、v逆都是突然减小的，v′正>v′逆，平衡 移动，说明该反应的正反应可能是 反应或 的反应，改变的条件是 或 。
Ⅲ．v正、v逆都是突然增大的，并且v正、v逆增大程度相同，说明该化学平衡 移动，可能是使用了 ，也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应增大压强所致。
(2)百分含量—时间—温度图像

I．T2>T1，温度升高，平衡 移动，正反应是 反应。
Ⅱ．p2>p1，压强增大，A(反应物)的转化率 ，说明正反应是气体总体积 的反应。
Ⅲ．生成物C的百分含量 ，说明平衡 移动，但反应速率a>b，故a可能使用了 ；若该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应，a也可能是增大了压强。
16．回答下列问题
(1)在400 ℃时，向1 L的恒容反应器中充入1 mol CH4，发生反应2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g)　ΔH=＋202.0 kJ·mol-1，测得平衡混合气体中C2H4的体积分数为20.0%。则在该温度下，其平衡常数K= 。按化学平衡移动原理，在图1中画出CH4的平衡转化率与温度及压强(p1>p2)的关系曲线

(2)在制备C2H4时，通常存在副反应：2CH4(g) C2H6(g)＋H2(g)。在常温下，向体积为1 L的恒容反应器中充入1 mol CH4，然后不断升高温度，得到图2所示C2H4与C2H6的体积分数关系

①在200 ℃时，测出乙烷的量比乙烯多的主要原因是
②在600 ℃后，乙烯的体积分数减少的主要原因是
17．Ⅰ.H2S与CH4重整，不但可以消除污染，还可以制氢。主要反应如下：①CH4(g)＋2H2S(g) CS2(g)＋4H2(g)＋Q(Q0，A正确
B．其他条件不变，适当增大起始时V(CH4):V(CO2)，即增大CH4浓度和减小CO2浓度，根据平衡移动原理，减小反应物浓度或增加生成物浓度，平衡都逆向移动，B正确；
C．300～580°C时，H2O的体积分数不断增大，反应(I)是放热反应，升温平衡逆向移动消耗H2O，反应(II)是吸热反应，升温时正移生成H2O，而由于反应(I)消耗H2O的量小于反应(II)生成水的量， C错误；
D．T°C时，在2.0L容器中加入2molCH4、2molCO2以及催化剂进行重整反应，测得CO2的平衡转化率为75%，则CO转化的浓度为mol/L，根据三段式:
                  
若不考虑副反应，则反应(I)的平衡常数=，但由于副反应( Ⅲ)中，消耗的氢气的量比二氧化碳多的多，故计算式中分子减小的更多，值小于81，故D正确
故选C。
7．D
【分析】先用三段式法计算出实验Ⅰ中各组分的改变浓度和平衡浓度：

而实验Ⅱ相当于在Ⅰ的基础上再加入NO，平衡会逆向移动，再判断各量的变化，以此来解析；
【详解】A．该反应ΔH>0，为吸热反应，升高温度，K值增大，A正确；
B．由上述分析可知，Ⅰ中NO2的平衡转化率为×100%≈66.7%，B正确；
C．Ⅰ中平衡时c(O2)=0.2 mol·L−1，实验Ⅱ相当于在Ⅰ的基础上再加入NO，平衡会逆向移动，c(O2)＜0.2 mol·L−1，C正确；
D．升高温度，正逆反应速率均加快，反应的、均增大，D错误；
故选：D。
8．A
【详解】A．由图可知，可以通过E1和E2计算甲酸转化为一氧化碳和水的正反应活化能，但不能计算甲酸的总键能，故A错误；
B．催化剂能改变反应途径，但不能改变反应的焓变，则甲酸转化为一氧化碳和水的焓变△H=，故B正确；
C．由图可知，途径Ⅱ中氢离子先做反应物，后做生成物，是改变反应途径的催化剂，能加快反应速率，故C正确；
D．催化剂能改变反应途径，但不能改变平衡的移动方向，则途径Ⅱ与途径Ⅰ甲酸平衡转化率相同，故D正确；
故选A。
9．D
【详解】A．由反应历程可知，是该反应的催化剂，A正确；
B．由图可知，步骤Ⅱ活化能最大，反应速率最慢，是该反应的决定步骤，B正确；
C．根据反应历程，总反应为：(l)+ (l)→(l)+HCl(g)     ΔH=(b-a)kJ/mol，C正确；
D．三氟甲基为吸电子基团，与苯环相连能降低苯环上电子云密度，形成的配合物不稳定，故其能量轮廓图曲线（虚线L）应在甲苯的实线图纸上，D错误；
故选D。
10．B
【分析】由图可知容积越小反应速率越快，所以a、b、c容器反应已达到平衡，d容器未平衡，增大容器体积平衡正向移动。
【详解】A．a点再充入一定量的X，容器体积不变，相当于正大压强平衡逆向移动， X的转化率减小，故A错误；
B．d点反应未达到平衡，平衡正向移动，有v正＞v逆，故B正确；
C．b容器中反应物生成物浓度都大于d容器中，溶度越大反应速率越大，所以正反应速率v(b)＞v(d)，故C错误；
D．b点不知容器体积，无法确定物质浓度，无法计算平衡常数，故D错误；
故选：B。
11．B
【详解】A．目标反应=2反应I+反应Ⅱ，，A正确；
B．反应I的∆H＞0，反应能自发进行，说明该反应的∆S＞0，B错误；
C．通入过量空气，可提高的平衡转化率，C正确；
D．反应Ⅱ的活化能高，为反应的决速步骤，即反应速率由反应Ⅱ决定，D正确；
故选B。
12．D
【详解】A．根据图像可知，增加光的强度可产生更多的带正电空穴和电子，氧气结合氢离子转化为羟基自由基，故A正确；
B．由图可知，生成DFF的总反应为，则氧化产物DFF与还原产物H2的物质的量之比为1:1，故B正确；
C．生成HMFCA过程中，发生反应，，一定有e−或h+参与，故C正确；
D．生成HMFCA与DFF物质的量比为时，具体物质的物质的量是多少不知道，量子点至少产生不知道，故D错误；
故选D。
13．CD
【详解】A．海带中提取碘单质时，用苯做萃取剂，液体分层，有机层在上层，则上层溶液为紫红色，选项A错误；
B．用与焦炭在高温条件下制备粗硅，为非自发进行的氧化还原反应，不能比较C、Si的非金属性强弱，选项B错误；
C．高锰酸钾不足，且草酸的浓度不同，只有一个变量，两支试管中的高锰酸钾溶液完全褪色，乙试管完全褪色的时间更短，可以证明反应物浓度越大，反应速率越快，选项C正确；
D．将10mL2mol/L的KI溶液与10mL 1 溶液混合，恰好完全反应，充分反应后，滴加数滴KSCN溶液，溶液颜色变红，说明反应后溶液中仍然存在铁离子，能够证明该反应为可逆反应，选项D正确；
答案选CD。
14．BD
【详解】A．题目探究浓度对反应速率的影响，要控制单一变量，则设计实验时，除浓度外，其他量均相同，所以加水体积为，即，A正确；
B．溶液可与盐酸反应放出氯气，故不可用盐酸酸化，B错误；
C．由实验时溶液都是先变为青绿色后褪至无色可知，在反应过程中，先被还原为，后被还原为，由青绿色褪至无色的过程中，若浓度过大，平衡正向移动，导致浓度降低，褪色速率较慢，C正确；
D．由表中数据和实验现象可知，并不是加入越多，溶液由紫色褪至无色的速率越快，D错误；
故答案为：BD。
15．(1) 反应物的浓度 正向 正向 放热 气体总体积增大 降低温度 减小压强 没有发生 催化剂
(2) 逆向 放热 减小 增大 不变 不发生 催化剂

【详解】（1）I．正反应速率突变，逆反应速率渐变，v′正>v′逆，说明是增大了反应物的浓度，使正反应速率突变，且平衡正向移动。
Ⅱ．v正、v逆都是突然减小的，v′正>v′逆，平衡正向移动，说明该反应的正反应可能是放热反应或气体总体积增大的反应，改变的条件是降低温度或减小压强。
Ⅲ．v正、v逆都是突然增大的，并且v正、v逆增大程度相同，说明该化学平衡没有发生移动，可能是使用了催化剂，也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应增大压强所致。
（2）I．T2>T1，温度升高，平衡逆向移动，正反应是放热反应。
Ⅱ．p2>p1，压强增大，A(反应物)的转化率减小，说明正反应是气体总体积增大的反应。
Ⅲ．生成物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率a>b，故a可能使用了催化剂；若该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应，a也可能是增大了压强。
16．(1) 0.25
(2) 在200 ℃时，乙烷的生成速率比乙烯的快 在600 ℃后，乙烯开始分解为碳和氢气

【详解】（1）设平衡时转化的CH4的物质的量为2x mol，根据三段式法进行计算：
　　　　　
则×100%=20.0%，解得x=0.25，则平衡时CH4、C2H4、H2的物质的量浓度分别为0.50 mol·L-1、0.25 mol·L-1和0.50 mol·L-1，则K==0.25；
该反应为吸热反应，升高温度，CH4的平衡转化率增大；该反应为气体分子数增大的反应，温度相同时增大压强，CH4的平衡转化率降低，据此画出图像为，；
（2）①题图中200 ℃时乙烷的量比乙烯多，这是因为该条件下乙烷的生成速率比乙烯的快。②温度较高时，乙烯会发生分解反应，故在600 ℃后，乙烯的体积分数减少，主要是因为乙烯发生了分解反应。
17．(1)BD
(2) d b
(3)20%
(4) B C组中n(CH4)∶n(H2S)=12∶1，CH4比例过高使催化剂Al2O3失活，反应速率小
(5)CH4C＋H2

【详解】（1）A．恒温恒容下，容积不变，容器内的气体质量也不变，则无论反应是否平衡，密度都不变，故混合气体密度不变不能作为反应①达到平衡的判断依据，故A不符合题意；
B．反应①中可逆符号前后的气体化学计量数之和不相等，则容器内的压强不变时，说明容器内气体不在增加减少，反应达到最大限度，即达到平衡状态，故B符合题意；
C．根据反应①的化学计算数，2v正(H2S)=4v正(CS2)=v逆(CS2)，即同一物质的正逆反应速率不相等，说明反应没有达到平衡状态，故C不符合题意；
D．CH4与H2的物质的量分数之比保持不变，说明CH4与H2的物质的量分数不在发生变化，说明体系反应达到最大限度，说明达到平衡状态，故D符合题意；
答案BD。
（2）根据平衡状态时，四种组分物质的量分数随温度的变化图所示，c、d的物质的量分数随温度升高是逐渐减小的，a、b是逐渐增大的，由于反应①是吸热反应(Q