人教版高中化学选择性必修一精品同步讲义第二章 章末测试（基础）（含解析）

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第二章 章末测试（基础）
满分100分，考试用时75分钟
一、 选择题：本题共16小题，共44分。第1~10小题，每小题2分；第11~16小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1．（2022·湖北·鄂州市教学研究室高二期末）向一个密闭容器中充入1mol和3mol H2，在一定条件下使其发生反应生成。达到平衡时，下列说法中正确的是
A．、H2和的物质的量浓度之比为1:3:2
B．完全转化为
C．正反应速率和逆反应速率都为零
D．单位时间内消耗amol，同时消耗2amol
【答案】D
【解析】A．化学平衡的特征之一为各组分的浓度保持不变，而不是相等或成比例，故、H2和的物质的量浓度之比为1：3：2，不能说明反应达到化学平衡，其达到平衡时、H2和的物质的量浓度之比不一定为1：3：2，A错误；
B．由于该反应是一个可逆反应，故不可能完全转化为，B错误；
C．由于该反应是一个可逆反应，达到平衡时，正反应速率和逆反应速率相等，但都不为零，C错误；
D．单位时间内消耗amol表示正反应速率，同时消耗2amol表示逆反应速率，且N2和NH3的化学计量数之比为1:2，即正逆反应速率相等，故说明达到化学平衡，D正确；
故答案为：D。
2．（2021·河南洛阳·高二期中）下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A．开启啤酒瓶后，马上泛起大量泡沫
B．合成氨工厂通常采用高温条件(N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H0)，获得如表数据：
时间/s
0
20
40
60
80
100
c(NO2)/mol·L-1
0.00
0.12
0.20
0.26
0.30
0.30
下列判断正确的是
A．当温度不变时增大压强，该反应的平衡常数K减小
B．0~40 s内，N2O4的平均反应速率为0.005mol·L-1·s-1
C．反应达平衡时，吸收的热量为0.30Q kJ
D．100s后升高温度，体系颜色变浅
【答案】C
【解析】A． 反应的平衡常数只受温度影响，当温度不变增大压强时，该反应的平衡常数K不变，A错误；
B． 0~40 s内，N2O4的平均反应速率，B错误；
C． 由表格中信息可知，80s已处于平衡，物质的量与热量成正比，则反应达平衡时，吸收的热量为 ， C正确；
D． 100s后升高温度，平衡朝吸热方向移动，即右移，二氧化氮浓度增大，体系颜色变深，D错误；
答案选C。
10．（2022·江苏·盐城市伍佑中学高二期中）关于平衡常数，下列说法正确的是
A．使用催化剂能使化学反应速率加快，平衡常数增大
B．平衡常数随温度的改变而改变
C．化学平衡发生移动，平衡常数必发生变化
D．对于3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)，反应的化学平衡常数的表达式K=
【答案】B
【解析】A．平衡常数仅与温度有关，催化剂不会改变平衡常数，错误；
B．平衡常数仅与温度有关，正确；
C．平衡移动除了温度之外，还可以是压强、浓度等，所以平衡常数不一定发生变化，错误；
D．平衡常数表达式中，不写入固体物质，错误；
故选：B。
11．（2022·广西·南宁市第五十六中学高二期末）在2A+B=3C+4D反应中，表示该反应速率最快的是
A．v(A)=0.5mol·L-1·s-1 B．v(B)=0.3mol·L-1·s-1
C．v(C)=0.8mol·L-1·s-1 D．v(D)=1mol·L-1·s-1
【答案】B
【解析】根据化学反应速率之比=计量数之比可将各项表示反应速率转化为B的反应速率。
A．v(A)=0.5mol·L-1·s-1即为v(B)=v(A)=0.25mol·L-1·s-1；
C．v(C)=0.8mol·L-1·s-1即为v(B)=v(C)=mol·L-1·s-1；
D．v(D)=1mol·L-1·s-1即为v(B)=v(C)=0.25mol·L-1·s-1；
综上所述，因此表示该反应速率最快的是v(B)=0.3mol·L-1·s-1，故答案为B。
12．（2021·辽宁·一尺和育英高级中学高二阶段练习）可逆反应(a为正整数)。反应过程中，当其他条件不变时，C的百分含量与温度(T)和压强(P)的关系如图所示。下列说法不正确的是

A．若，则A为非气体
B．该反应的正反应为放热反应
C．，
D．其他条件不变时，增加B的物质的量，平衡向正反应方向移动，化学平衡常数K增大
【答案】D
【解析】根据“先拐先平数值大”，可以判断出：，；在T２下C的百分含量较小，说明升高温度，C的百分含量降低，平衡向逆反应方向移动，说明该反应的正反应是放热反应，增大压强，C的百分含量减小，平衡向逆反应方向移动，故气体反应物的化学计量数之和小于气体生成物的化学计量数之和，由此分析。A．由C的百分含量与压强的关系图，可以确定，增大压强，C的百分含量减小，平衡向逆反应方向移动，故气体反应物的化学计量数之和小于气体生成物的化学计量数之和，若，则A为非气体，故A正确；
B．由C的百分含量与温度的关系图，可以确定，升高温度，C的百分含量降低，平衡向逆反应方向移动，说明该反应的正反应是放热反应，即∆H＜0，故B正确；
C．根据“先拐先平数值大”判断出：，，故C正确；
D．其他条件不变时，增加B的物质的量，平衡向正反应方向移动，但温度不改变，则化学平衡常数K不变，故D错误；
答案选D。
13．（2022·广东梅县东山中学高二阶段练习）NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应4NH3(g)+3O2(g)⇌2N2(g)+6H2O(g)，现向一容积为2L的恒容密闭容器中充入4mol NH3和3mol O2，4min后，测得H2O(g)的体积分数为40%，则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是（       ）
A．v(O2)=0.225mol/(L∙min) B．v(H2O)=0.375mol/(L∙min)
C．v(N2)=0.125mol/(L∙min) D．v(NH3)=0.250mol/(L∙min)
【答案】A
【解析】设转化的NH3的物质的量为x mol，则

根据题意有×100%=40%，解得x=2，v(NH3)==0.250 mol/(L∙min)。
根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，
A．v(O2)=0.250mol/(L∙min)×=0.1875 mol/(L∙min)，A速率不正确；
B．v(H2O)=0.250mol/(L∙min)×=0.375mol/(L∙min)，B速率正确；
C．v(N2)= 0.250mol/(L∙min)×=0.125mol/(L∙min) ，C速率正确；
D．v(NH3)==0.250 mol/(L∙min)，D速率正确；
答案为A。
14．一定条件下，在一恒容密闭容器中发生反应，如图所示是化学反应速率与化学平衡随外界条件的改变而变化的关系图，下列说法不正确的是（       ）

A．时增大或 B．时加入催化剂
C．时降低温度 D．时向容器中充入
【答案】D
【解析】A．时正反应速率突然增大，逆反应速率不变，正反应速率大于逆反应速率，则平衡正向移动，改变的条件为增大反应物浓度，A正确；
B．时正、逆反应速率同等程度地增大，平衡不移动，改变的条件为使用了催化剂，B正确；
C．时正、逆反应速率突然减小，正反应速率大于逆反应速率，则平衡正向移动，该反应为放热反应，则改变的条件为降低温度，C正确；
D．时正、逆反应速率突然增大，正反应速率大于逆反应速率，则平衡正向移动，改变的条件为增大压强，而向容器中充入，体系总压强增大，但反应物和生成物的浓度不变，平衡不移动，D错误；
故选D。
15．例1 气体和气体在一容积可变的密闭容器中发生反应。反应达到平衡时，测得X的转化率为50%，且在同温同压下还测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的，则a和b的数值可能是（       ）
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】解法1   根据题意列出三段式：
                              
n（起始）/        1            a               0
n（转化）/       0.5                  
n（平衡）/       0.5                  
同温同压下，气体总质量不变，反应前后混合气体的密度与气体体积成反比，即与气体的物质的量成反比，所以据题意有，可得。将题给选项中的数据代入关系式可知，D项中数据符合题意。
解法2   差量法：
                                
n（起始）/          1            a             0            
n（平衡）/        0.5                       
同温同压下，气体总质量不变，反应前后混合气体的密度与气体体积成反比，即与气体的物质的量成反比，所以据题意有，可得。将题给选项中的数据代入关系式可知，D项中数据符合题意。
故选D。
16．在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时，能证明反应已达到平衡状态的是
①混合气体的压强   ②混合气体的密度   ③的物质的量浓度   ④混合气体的总物质的量   ⑤混合气体的平均相对分子质量   ⑥与的比值   ⑦混合气体的总质量   ⑧混合气体的总体积   ⑨、的分子数之比为
A．①③④⑤ B．①③④⑤⑧⑨ C．①②③④⑤⑦ D．①②③④⑤⑥⑦⑧
【答案】A
【解析】①该反应为反应前后气体体积减小的反应，压强为变量，当混合气体的压强不变时，说明各组分的浓度不再变化，该反应达到平衡状态，正确；
②该反应的反应物和生成物都是气体，混合气体总质量不变，容器容积不变，则密度为定值，不能根据混合气体的密度判断平衡状态，错误；
③B物质的量浓度不变时，说明正、逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，正确；
④该反应为气体体积减小的反应，混合气体的总物质的量为变量，当其不变时，说明各组分的浓度不再变化，该反应达到平衡状态，正确；
⑤混合气体的总质量不变，总物质的量为变量，则混合气体的平均相对分子质量为变量，当其不变时，说明各组分的浓度不再变化，该反应达到平衡状态，正确；
⑥未说明两物质反应速率的方向，则根据与的比值始终不变，不能说明各组分的浓度不再变化，则无法判断平衡状态，错误；
⑦该反应的反应物和生成物都是气体，混合气体的总质量始终不变，不能根据混合气体的总质量判断平衡状态，错误；
⑧容器容积不变，则混合气体的总体积为定值，不能根据混合气体总体积判断平衡状态，错误；
⑨C、D的分子数之比为，无法判断各组分的浓度是否发生变化，则无法判断平衡状态，错误；故选A。
二、 非选择题：共56分。
17．（10分）合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。其原理为：N 2NH；据此回答以下问题：
(1)该反应的化学平衡常数表达式为_______。
(2)根据温度对化学平衡的影响规律可知，对于该反应温度越高，其化学平衡常数的值_______。(填“越大”、“越小”或“不变”)
(3)某温度下，若把与置于体积为的密闭容器内，反应达到平衡状态时，测得混合气体的压强变为开始时的，则平衡时氢气的转化率=_______ (用百分数表示。能说明该反应达到化学平衡状态的是_______ 填字母。
a.容器内的密度保持不变     b.容器内压强保持不变
c.v正(N2)=2v逆(NH3) d.混合气体中c(NH3)不变
(4)对于合成氨反应而言，下列有关图像一定正确的是选填序号_______。

【答案】(1)
(2)越小
(3)          bd
(4)AB
【解析】(1)化学平衡常数的表达式是用平衡时生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积，则该反应的化学平衡常数表达式为。
(2)根据勒夏特列原理，当其他条件不变时，升高温度，平衡向吸热反应方向移动。该反应的正反应是放热反应，所以温度升高，平衡逆向移动，则化学平衡常数的值减小。
(3)某温度下，若把与置于体积为的密闭容器内，反应达到平衡状态时，测得混合气体的压强变为开始时的。在恒温恒容的条件下，压强和气体的物质的量成正比，所以混合气的物质的量变为开始时的，开始时混合气的总的物质的量为40mol，所以平衡时混合气的总物质的量为40×=36mol，气体的物质的量减小了4mol，根据反应的化学方程式N 2NH3可知，生成的氨气的物质的量和气体减小的物质的量相等，所以生成的氨气的物质的量为4mol，则消耗的氢气的物质的量为6mol，所以平衡时氢气的转化率=×100%=20%。该反应在恒容容器中进行，且反应物和生成物均为气体，混合气的总质量是不变的，所以密度一直不变，不能根据容器内密度保持不变判断反应是否达到平衡状态；该反应在恒温恒容下发生，压强和气体物质的量之和成正比，该反应前后气体物质的量之和不相等，随着反应进行，容器的压强在一直减小，当容器内压强不变时，说明反应达到了平衡状态；平衡时，正逆反应速率相等，用不同物质表示的速率之比等于方程式的化学计量数之比，即当2v正(N2)=v逆(NH3)时达到了平衡，而v正(N2)=2v逆(NH3)没有达到平衡状态；该反应开始时加入的是氮气和氢气，氨气的浓度随反应进行而增大，当氨气浓度不再变化时，说明该反应达到了化学平衡状态，故选bd。
(4)A．催化剂能加快反应速率，使用催化剂的反应速率快，先达到平衡，且催化剂不影响平衡，故A正确；
B．温度高，速率快，先达到平衡，所以T1＜T2；升高温度，平衡逆向移动，氨的体积分数降低，故B正确；
C．反应开始加入的氮气和氢气，随着反应进行，氮气和氢气浓度降低，氨气浓度增大，当氮气、氢气、氨气浓度不再改变时，达到了平衡状态，但平衡时各物质的浓度不一定相等，故C错误；
故选AB。
18．（14分）已知   ，在一个有催化剂、容积不变的密闭容器中加入和，在500℃时充分反应，达到平衡时的浓度为，放出热量为。
(1)达到平衡时，的转化率为________。
(2)达到平衡后，若向原容器中通入少量的氩气，的转化率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)若在原来的容器中，只加入，500℃时充分反应达到平衡后，吸收热量，的浓度________(填“”“”或“”)，、、之间满足何种关系：________。
(4)改变某一条件，得到如图的变化规律(图中表示温度，表示物质的量)，则下列结论正确的是________(填序号)。

A 反应速率：
B 达到平衡时的转化率：
C
D 点对应的状态，和的起始物质的量之比为
(5)若将上述容器改为恒压容器，起始时加入和，500℃时充分反应达平衡后，放出热量，则________(填“”“”或“”)。
(6)下列措施可以同时提高反应速率和转化率的是________(填序号)。
A 选择适当的催化剂                                           B 增大压强
C 及时分离生成的                                          D 升高温度
【答案】（1）    
（2） 不变    
（3）          
（4） AD    
（5） ＜    
（6） B
【解析】(1)已知   ，达到平衡后的浓度为，放出热量为，则的平衡转化率为；
(2)达到平衡后，若向原恒容容器中通入少量的氩气，氩气不参与反应，反应物浓度不变，平衡不移动，的转化率不变；
(3)在同一容器中投入和与投入是等效的，达到的平衡状态相同，所以反应达到平衡后，的浓度等于；根据等效平衡原理可知，；
(4)增大反应体系中的物质的量，反应物的浓度变大，反应速率：，故A正确；增大一种反应物的量，则另一种反应物的转化率增大，则达到平衡时的转化率大小为，B错误；正反应是放热反应，所以降低温度，平衡正向移动，的平衡体积分数增大，故，C错误；投料比为化学式前的系数之比时，平衡时产物的体积分数最大，则点对应的状态，和的起始物质的量之比为，D正确；
(5)恒压条件下，相当给原平衡加压，平衡正向移动，转化率变大，；
(6)A．选择适当的催化剂，平衡不移动，的转化率不变，故A错误；
B．增大压强，反应速率增大，平衡向正反应方向移动，的转化率增大，故B正确；
C．及时分离生成的，反应速率减小，故C错误；
D．升高温度，平衡向逆反应方向移动，的转化率减小，故D错误；
答案选B。
19．（14分）(1)在一密闭恒容的容器中，可逆反应3A(g)3B(g)+C(？)的能量变化如图所示。

则3A(g)3B(g)+C(？)的正反应是______反应(填“吸热”或“放热")，由a到b可能发生变化的反应条件是_____。
(2)在密闭恒容容器中，充入一定量的A发生反应3A(g)3B(g)+C(？)。
①容器中气体的平均相对分子质量随时间的变化如图所示：

则下列有关C物质的状态的判断正确的是______(填选项字母)。
a.可能为气态       b.一定为气态       c.一定为非气态
②若t2时刻只扩大容器的体积，容器中气体的平均相对分子质量变化符合z线，则C物质的状态为____。
(3)在汽车上安装催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物(CO、NOx、碳氢化合物)进行相互反应，生成无害物质，减少污染。
已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5 kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221.0 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5 kJ·mol-1
试计算尾气转化的反应之一：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的△H=_____。此反应的化学平衡常数表达式为K=____，随着温度的升高，K值将____(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 （1）放热     加了催化剂    
（2） a     气态    
（3） -746.5 kJ·mol-1          减小
【解析】(1)由图可得，生成物的能量小于反应物的能量，所以正反应是放热反应；由a到b，活化能降低了，说明可能发生变化的反应条件是加了催化剂。故答案为：放热；加了催化剂。
(2)①因为，当C为气体时，随着反应的进行，m总不变，n总增大，减小，符合题意；当C为非气体时，随着反应的进行，m总减小，n总不变，减小，也符合题意。故答案为：a。
②若t2时刻只扩大容器的体积，容器中气体的平均相对分子质量变化符合z线，当C是气体时，平衡向右移动，减小，符合题意；当C是非气态时，平衡不移动，不变，不符合题意。故答案为：气态。
(3)因为①N2(g)+O2(g)=2NO(g)   △H=+180.5 kJ·mol-1，②2C(s)+O2(g)=2CO(g)   △H=-221.0 kJ·mol-1，③C(s)+O2(g)=CO2(g)     △H=-393.5 kJ·mol-1，总反应④2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO(g)，根据盖斯定律可得：④=2×③-①-②，所以。
此反应的化学平衡常数表达式为K=，因为该反应为放热反应，随着温度的升高，平衡向左移动，K值将减小。故答案为：-746.5 kJ·mol-1；；减小。
20．（2022·云南省楚雄彝族自治州民族中学高二阶段练习）（18分）、、均为大气污染物，它们在一定条件下可以转化为其他物质，以减少对环境的污染。
（1）一定条件下，将与置于恒容密闭容器中发生反应，下列状态能说明该反应达到化学平衡的是_____（填序号）。
A．混合气体的密度保持不变
B．的转化率保持不变
C．和的物质的量之比保持不变
D．的消耗速率和的消耗速率相等
（2）已知反应，在不同条件时的体积分数随时间的变化如图甲所示。根据图像可以判断曲线、对应的下列反应条件中不同的是_____（填序号）。

A．压强B．温度C．催化剂
（3）和在一定条件下可以合成甲醇：。现在体积为的恒容密闭容器（如图乙所示）中通入和，测定不同时间、不同温度下容器中的物质的量，结果如表所示：


请回答下列问题。
①_____（填“>”或“