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）
1．一定条件下，在容积为2L的密闭容器中充入1 mol和，发生反应，反应过程中测得容器内压强的变化如图所示。下列说法错误的是

A．达到平衡时，的转化率为50%
B．该温度下平衡常数
C．达到平衡时，环戊烷和环戊二烯的体积分数相同
D．0~20 min内，环戊烷的平均反应速率为
2．在一定温度下，将气体X和气体Y各2 mol充入某10 L恒容密闭容器中，发生反应X(g)+Y(g) 2Z(g) △Hv(正）
3．下列关于自发反应的叙述中，正确的是
A．自发反应在任何条件下都能实现
B．需要加热的反应肯定不能自发进行
C．熵增大的放热反应一定能自发进行
D．能自发进行的反应，其反应速率一定很快
4．在2A(s)+B(g) ⇌ 3C(g)+4D(g)反应中，表示反应速率最快的是(　　)
A．v(A)＝0.5 mol/(L•s) B．v(B)＝0.2 mol/(L•s)
C．v(C)＝18 mol/(L•min) D．v(D)＝0.6 mol/(L•s)
5．已知：①CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) Δ H1；②CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)　ΔH2，下列推断正确的是
A．CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(l)　ΔH=-ΔH1
B．CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)　ΔH=ΔH2-ΔH1
C．若反应②的反应物总能量低于生成物总能量，则ΔH2＜0
D．若反应①增大压强，则反应物活化分子百分数增大，反应速率加快
6．在体积可变的恒压密闭容器中，一定量的CO2与足量碳发生反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图。下列说法正确的是

A．升高温度，反应速率增大，K减小
B．550 ℃时，在平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动
C．650 ℃时，CO2的平衡转化率为25.0％
D．T1℃时，在平衡体系中充入等体积的CO2和CO，平衡将向左移动
7．在25 ℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如表所示：
物质
X
Y
Z
初始浓度/mol·L-1
0.1
0.2
0
平衡浓度/mol·L-1
0.05
0.05
0.1
下列说法错误的是
A．反应达到平衡时，X的转化率为50%
B．反应前后压强之比为2:3
C．反应可表示为X(g)+3Y(g) ⇌2Z(g)，其平衡常数为1600
D．改变温度可以改变此反应的平衡常数
8．关于下列图像及其相关说法正确的是

A．根据A图可判断：2O3（g）=3O2（g）；△H=-44.8KJ/mol
B．根据B图可判断A（g）2C（g）在使用催化剂时的反应速率大，且面积Saco>Sbdo
C．根据C图可判断2A（g）C（g）在恒温恒压时再充入A（g），t4重新达到平衡时与上一平衡为等效平衡
D．D图表示2NO2（g）N2O4（g）反应，当其它条件相同时，改变压强达到平衡时c（NO2）变化情况，且P1>P2
9．已知  kJ⋅mol。不同条件下反应过程的能量变化如图，下列说法正确的是

A．
B．改变催化剂不仅改变了反应过程也改变了反应的焓变
C．催化剂Y的效果比催化剂X的更好
D．无催化剂时，断开反应物中所有化学键需要吸收能量kJ
10．氨气氧化反应：4NH3+5O2=4NO+6H2O改变下列条件使反应速率加大，其中是由于增大了“活化分子”的百分数的是
A．加入NH3 B．升高温度 C．增大压强 D．用氧气代替空气
11．在恒温恒容密闭容器中发生反应NH2COONH4（s）⇌2NH3（g）+CO2（g），不能判断该反应已达到化学平衡的是（ ）
A．v正（NH3）=2v逆（CO2） B．密闭容器中混合气体的平均摩尔质量不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变 D．密闭容器中总压强不变
12．对于某一可逆反应，使用催化剂的作用在于
A．提高反应物的平衡转化率 B．同等程度地改变正、逆反应速率
C．增大正反应速率，减小逆反应速率 D．改变平衡状态
二、非选择题（共10题）
13．工业生产硫酸中涉及反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH＜0，有利于提高SO2平衡转化率的有 。
A．升高温度  B．降低温度 　C．增大压强   D．减小压强  E.加入催化剂　 G.移出氧气
14．回答下列问题：
(1)①若在一个容积为2 L的密闭容器中加入0.2 molN2的和0.6 molH2的，在一定条件下发生反应：N2+3H22NH3  ，若在5分钟时反应达到平衡，此时测得2NH3的物质的量为0.2 mol。则平衡时H2的转化率为 。
②平衡后，若要提高H2的转化率，可以采取的措施有 。
A．加了催化剂    B．增大容器体积   C．降低反应体系的温度      D．加入一定量N2
③下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是 (填序号字母)。
A．容器内N2、H2、NH3的物质的量浓度之比为1∶3∶2        B．v(N2)正=3v(H2)逆
C．容器内压强保持不变                                    D．混合气体的密度保持不变
(2)化学反应的焓变通常用实验进行测定：实验测得，标准状况下11.2L甲烷在氧气中充分燃烧生成液态水和二氧化碳气体时释放出akJ的热量，试写出表示甲烷燃烧的热化学方程式： 。
(3)砷(As)是第四周期VA族元素，可以形As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4成等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：
①画出砷的原子结构示意图 。
②工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状，通O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式 。该反应需要在加压下进行，原因是 。
③已知：         
     
       
则反应的As2O5(s)+3H2O(l)=2H3AsO4(s)    。
15．回答下列问题：
(1)一定温度下，在密闭容器内进行某化学反应，气体X、Y的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。

①上述反应 (填“是”或“不是”)可逆反应。
②在和时正反应速率分别为和，则二者大小关系为 (填“>”、“
(2) 1.5 0.1 5：4 A
（1）①通过曲线图可以看出，最终反应物Y和生成物X共存，说明该反应是可逆反应；
②反应物的浓度越大，反应速率越大，由曲线图可以看出在时，反应物的物质的量大，其浓度也大，故>；
（2）根据题干列出三段式为：，以此解答：
①平衡时，Y的物质的量浓度为；
②5min内，X的平均反应速率为；
③达到平衡状态时，容器内起始时的物质的量与平衡时的物质的量之比为，恒温、恒容时，根据压强之比等于物质的量之比可知，容器内起始时的压强与平衡时的压强之比为5：4；
④不能证明该反应达到化学平衡状态的标志是：
A．容器体积不变，反应前后都是气体，气体的质量在反应过程中不变，因此在反应过程中混合气体的密度一直不变，无法证明反应达到化学平衡状态，A符合题意；
B．该反应是体积缩小的反应，反应过程中气化的物质的量逐渐减小，压强逐渐减小，体系压强不变时，说明正逆反应速率相等，证明反应达到化学平衡状态，B不符合题意；
C．反应前后都是气体，反应过程中气体质量保持不变，该反应是体积缩小的反应，反应过程中气化的物质的量逐渐减小，根据可知，混合气体的平均相对分子质量不再发生变化时，可以证明反应达到化学平衡状态，C不符合题意；
故答案为：A。
16． 产生气泡的快慢 排除阴离子不同对实验的干扰 关闭分液漏斗的活塞，将注射器活塞向外拉出(推进)一段，过一会儿后观察活塞是否回到原位置 产生40mL气体所需的时间 0.089mol•L-1 温度 I II
I．（1）定性分析可以根据产生气泡的速率来进行判断反应的快慢；在探究影响反应速率的快慢的因素时通常采取单一控制变量法来进行实验，选择合适的物质；
（2）检查该装置气密性可以用利用装置内外压强相等进行检验；若定量分析反应的快慢可以收集一定体积的气体，时间短则反应快；
（3）根据O2在标准状况下体积计算其物质的量，然后根据化学方程式2H2O22H2O+O2↑计算相关物理量；
II．（2）根据实验变量进行分析；
（3）根据单一控制变量并结合表格实验参数进行分析。
I．（1）定性分析可以根据观察产生气泡的速率来进行判断反应的快慢；为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，要保持其它条件相同，而FeCl3溶液中阴离子是Cl-，而CuSO4中阴离子是，因此可能也会影响反应速率，产生干扰，所以可将CuSO4改为CuCl2，故答案为：气泡产生的速率快慢；排除阴离子不同对实验的干扰；
（2）检查该装置气密性可采用压强差法，当分液漏斗活塞打开时，装置内压强与大气压相等，若将活塞关闭并向右拉动(或向左推动)针筒活塞，装置内压强将减小(增大)，如果装置气密性良好，则活塞在大气压作用下会恢复原位，如果装置存在漏气，则活塞不会恢复原位；若定量分析反应的快慢可以测定收集40mL的气体所需的时间，时间短则反应快，故答案为：关闭分液漏斗的活塞，将注射器活塞向外拉出(推进)一段，过一会儿后观察活塞是否回到原位置；收集40mL气体所需的时间；
（3）该反应化学方程式为2H2O22H2O+O2↑，由图可知，t min时化学反应完全，共产生标准状况下50mL O2，其物质的量为=mol，根据化学方程式物质系数可知，反应过程中共消耗n(H2O2)=2×mol，因此H2O2的初始物质的量浓度c(H2O2)==0.089mol/L；
II．（2）装置B中有温度计，温度计的作用是测量溶液的温度，因此装置B是探究温度对化学反应速率的影响；
（3）要探究反应物浓度对化学反应速率的影响，则除反应物浓度是变量外，其它条件均需相同，观察表格中数据可知，实验I与实验II的温度相同，所加Na2S2O3的量相同，加入的H2SO4的量不同，再加入水后，二者溶液体积相同，因此实验I与实验II是探究H2SO4浓度对化学反应速率的影响，故答案为：I；II。
17． 研究反应物I－与的浓度对反应速率的影响 (或29.3) 化学反应速率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比)
根据数据表分析可知：：②④组所用时间相同，③组所用时间为它们的一半，①组所用时间为它们的2倍。进一步分析：②④两组中c(I－)与c()的乘积相等，③组中乘积为②④组的2倍，①组乘积为其一半。因此可得结论：当c(I－)·c()相等时，显色时间相等，反应速率相等，显色时间与反应速率成反比，即t与c(I－)·c()成反比。
（1）由时间和浓度的速率表可知：物I－与的浓度不同，3I－＋===＋2反应所用时间不同，说明反应的速率不同，故该实验的目的是：研究反应物I－与的浓度对反应速率的影响，故答案：研究反应物I－与的浓度对反应速率的影响。
（2）由数据表可知：②④组所用时间相同，③组所用时间为它们的一半，①组所用时间为它们的2倍。进一步分析：②④两组中c(I－)与c()的乘积相等，③组中乘积为②④组的2倍，①组乘积为其一半。所以，得t1＝≈29.3s，故答案：29.3
（3）由数据表可知：②④组所用时间相同，③组所用时间为它们的一半，①组所用时间为它们的2倍。进一步分析：②④两组中c(I－)与c()的乘积相等，③组中乘积为②④组的2倍，①组乘积为其一半。因此可得结论：当c(I－)·c()相等时，显色时间相等，反应速率相等，显色时间与反应速率成反比，即t与c(I－)·c()成反比。故答案：化学反应速率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比)。
18． 测定溶液褪色所需时间 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O 5∶2 ① ③ ① ② 0.0001mol·(L·s)-1(或1.0×10-4mol·(L·s)-1) 产物中的Mn2+对该反应有催化作用 B
(1)高锰酸钾溶液显紫色，或有气体生成；
(2)利用化合价升降法配平；
(3)探究某一条件对速率的影响，则只有这一条件不同，其它条件相同；
(4)利用方程式计算；
(5)t1～t2时间内速率变快的与锰离子作催化有关；高锰酸钾可氧化氯离子。
(1)高锰酸钾溶液显紫色，可通过测定溶液褪色所需时间，或通过生成气泡的快慢(或测定一定时间内气体的体积)来判断反应的快慢；
(2)反应后H2C2O4转化为CO2逸出，KMnO4转化为MnSO4，由得失电子及原子守恒可知反应的化学方程式为2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O；为了观察到紫色褪去，高锰酸钾的物质的量应该少量，即c(H2C2O4)：c(KMnO4)≥5：2；
(3)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是①和③，可探究H2C2O4浓度对化学反应速率影响的实验编号是①和②；
(4)草酸的物质的量为0.50mol/L×0.006L=0.003mol，高锰酸钾的物质的量为0.010 mol/L×0.004L=0.00004mol，草酸和高锰酸钾的物质的量之比为0.003mol：0.00004mol=75：1，显然草酸过量，高锰酸钾完全反应，这段时间内平均反应速率v(KMnO4)==0.0001mol/(L∙s)；
(5)t1∼t2时间内速率变快的主要原因可能是生成锰离子作催化剂加快反应速率，高锰酸钾可氧化氯离子，可加入硫酸锰作对比实验说明，控制锰离子浓度不同，答案为B。
19． 2 10   
根据图象可知，反应在10min时达到平衡，c(CO2)初始时为1mo/L，平衡时为0.25mo/L；c(CH3OH)平衡时为0.75mo/L；初始加入2molCO2，则容器的体积为2L，c(H2)初始时为3mo/L。
，据此回答；
(1)由分析可知：该密闭容器的容积是2L；
(2)根据图象可知，反应在10min时达到平衡，故本题答案为：10；
(3)在前10min内，CO2浓度的变化量为0.75 mo/L，所以v(CO2)==0.075 ；
(4)在恒温恒容条件下，压强之比等于物质的量之比，所以压强之比为 =5:8；
(5)已知：①CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)ΔH= -90.1 kJ/mol；②CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH= -41.1 kJ/mol；根据盖斯定律，①-②可得CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49 kJ/mol，反应在10 min内参加反应的CO2的物质的量为0.75mol/L×2=1.5mol，放出的热量为49kJ/mol×1.5mol=73.5kJ。
20． 0.3 mol•L-1•min-1 50% 升高温度 加入催化剂 减小压强 t3～t4
(1)反应4NH3(g)+ 5O2(g)4NO(g) + 6H2O(g)，2min后达到平衡，生成1.2mol NO，则消耗了1.2mol，前2分钟的平均反应速率v(NH3)== 0.3 mol•L-1•min-1，消耗的氧气为1.2mol=1.5mol，平衡时O2的转化率为=50%；该反应平衡常数的表达式K=；
(2) t1时，正逆反应速率都增大，且逆反应速率大于正反应速率，反应向逆反应方向移动，反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H= -92 .4 kJ·mol-1为放热反应，则应为升高温度的变化；t3时，正逆反应速率都增大，正逆反应速率相等，平衡不移动，应为加入催化剂的变化；t4时，正逆反应速率都减小，且逆反应速率大于正反应速率，平衡向逆反应方向移动，由方程式计量数关系可知，该反应时气体体积减小的反应，则应为减小压强的变化；根据改变的条件，t1时升高温度反应速率增大，t3时加入催化剂反应速率增大，t4时减小压强反应速率减小，所以反应速率最大的时间段是t3～t4。
21．(1)0.1
(2)0.15625
(3)20%
（1）根据题意列出三段式：

生成SO3的平均反应速率为；
（2）t℃时该反应的化学平衡常数为；
（3）平衡时SO2转化率为。
22．(1)1∶1
(2)
(3)
(4)C
由转化关系图D→C→E→F ，及D和F反应可生成盐及题中信息可知氨气催化氧化可以生成一氧化氮和水，一氧化氮可以和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，所以：D为NH3、C为NO、E为NO2、F为HNO3，可知金属铝在酸性或碱性溶液中均可与 发生氧化还原反应，在酸性环境下，铝和硝酸反应生成铝盐和NO，碱性环境下生成偏铝酸盐和NH3， A为硝酸铝，B为偏铝酸盐。气体D和A溶液反应生成白色沉淀,NH3和铝盐生成氢氧化铝沉淀，据此分析解题。
（1）Al与在酸性条件下反应生成铝盐、NO，在反应中铝失去3个电子，的还原产物是NO，化合价由+5价降低到+2价，得到3个电子，依据得失电子守恒可知，Al与被还原的NO的物质的量之比是1:1，故答案为:1:1；
（2）氨气可以和C（一氧化氮）或D（二氧化氮）发生氧化还原反应生成无毒气体单质氮气，化学方程式为6NO＋4NH35N2＋6H2O(或6NO2＋8NH37N2＋12H2O)，答案：6NO＋4NH35N2＋6H2O(或6NO2＋8NH37N2＋12H2O)；
（3）由前面推断可知，金属铝在碱性环境下可以和反应生成偏铝酸盐和氨气，用离子方程式为：8Al＋3NO＋5OH-＋2H2O8AlO＋3NH3↑，答案：8Al＋3NO＋5OH-＋2H2O8AlO＋3NH3↑；
（4）NO2中存在可逆反应 ，测定NO2气体的相对分子质量，应抑制该反应发生。其它条件不变，升高温度或减小压强会使平衡向逆反应进行，所以，应在低压、高温条件下测定测定NO2气体的相对分子质量更准确，答案选C。