人教版高中化学选修四第二章 化学反应速率和化学平衡 测试含答案及详细解析Word格式.docx
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甲<乙
B.达到平衡所需时间,甲与乙相等
C.该反应的平衡常数表达式K=
D.若两容器内气体的压强保持不变,均说明反应已达到平衡状态
5.化学平衡常数可以用K来表示,下列关于化学平衡常数的说法中正确的是( )
A.K越大,反应物的转化率越小
B.K与反应物的浓度有关
C.K与生成物的浓度有关
D.K与温度有关
6.某温度时,在2L容器中三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
由图中数据分析,该反应的化学方程式和反应开始至2min末Z的平均反应速率分别为( )
A.X+3Y
2Z0.1mol•
·
B.2X+Y
C.X+2Y
Z0.05mol•
D.3X+Y
2Z0.05mol•
7.下列说法中,可以证明反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)已达到平衡状态的是( )
A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键形成
B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键断裂
C.3个H—H键形成的同时,有6个N—H键断裂
D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N—H键形成
8.下列事实,不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.氨水中加酸,
的浓度增大
B.合成氨工业中不断从反应混合物中液化分离出氨气
C.实验室中常用排饱和食盐水的方法收集Cl2
D.合成氨控制在500℃左右的温度
9.用CO合成甲醇(CH3OH)的化学反应方程式为
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)ΔH<0按照相同的物质的量投料,测的CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。
下列说法正确的是( )
A.平衡常数:
K(a)>K(c),K(b)=K(d)
B.正反应速率:
v(a)>v(c),v(b)>v(d)
C.平均摩尔质量:
M(a)<M(c),M(b)>M(d)
D.平衡时a点一定有n(CO)∶n(H2)=1∶2
10.设C(s)+CO2(g)
2CO(g) ΔH>
0,反应速率为v1,N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH<
0,反应速率为v2,对于上述反应,当温度升高时,v1和v2的变化情况为( )
A.同时增大
B.同时减小
C.v1增大,v2减小
D.v1减小,v2增大
11.判断一个化学反应的自发性常用焓判据和熵判据,则在下列情况下,可以判定反应一定能自发进行的是( )
A.ΔH>
0,ΔS>
B.ΔH<
0,ΔS<
C.ΔH>
D.ΔH<
12.在一定温度下,向一个2L的真空密闭容器中(预先装入催化剂)通入1molN2和3molH2,经过一段时间后,测得容器内压强是起始时的0.9倍。
在此时间段内H2的平均反应速率为0.1mol·
min-1,则经过时间为( )
A.2min
B.3min
C.4min
D.5min
13.下列自发反应可用焓判据来解释的是( )
A.2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g) ΔH=56.7kJ·
mol-1
B.(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)+NH3(g) ΔH=74.9kJ·
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-572kJ·
D.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH=178.2kJ·
14.在一定条件下,将含1molNH3的体积不变的密闭容器加热,发生反应2NH3
3H2+N2,一段时间后达到平衡,此时NH3的体积分数为x%,若在容器中再加入1molNH3后密封,加热到相同温度,使反应达到平衡,设此时NH3的体积分数为y%,则x和y的关系正确的是( )
A.x<
y
B.x>
C.x=y
D.x≥y
15.过程的自发性的作用是( )
A.判断过程的方向
B.确定过程是否一定会发生
C.判断过程发生的速率
D.判断过程的热效应
16.经一定时间后,可逆反应aA+bB
cC中物质的含量A%和C%随温度的变化曲线如图所示。
A.该反应在T1、T3温度时达到化学平衡
B.该反应在T2温度时达到化学平衡
C.该反应的逆反应是放热反应
D.升高温度,平衡会向正反应方向移动
17.已知某反应aA(g)+bB(g)
cC(g)ΔH=Q在密闭容器中进行,在不同温度(T1和T2)及压强(
和
)下,混合气体中B的质量分数w(B)与反应时间(t)的关系如图所示,下列判断正确的是( )
A.T1<T2,
<
,a+b>c,Q>0
B.T1>T2,
,a+b<c,Q>0
C.T1<T2,
>
D.T1<T2,
,a+b>c,Q<0
18.实验证明,多数能自发进行的反应都是放热反应。
对此说法的理解正确的是( )
A.所有的放热反应都是自发进行的
B.所有的自发反应都是放热的
C.焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素
D.焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据
19.下列反应属于可逆反应的是( )
A.Cl2溶于水的反应
B.氢气和氧气的反应
C.电解水生成H2和O2,点燃H2和O2的混合物生成H2O
D.实验室加热二氧化锰和浓盐酸的混合物制取氯气的反应
20.反应E+F→G在温度T1下进行,反应M+N→K在温度T2下进行,已知:
T1>T2,且E和F的浓度均大于M和N的浓度,则两者的反应速率( )
A.前者大
B.后者大
C.一样大
第Ⅱ卷
二、非选择题(共4小题,每小题10.0分,共40分)
21.N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)是工业合成氨的基本反应。
其他条件一定时,改变下列条件时,试判断平衡如何移动(选择“正向移动”、“反向移动”、“不移动”):
(1)如果同等倍数地增加N2和H2的浓度,化学平衡_________。
(2)如果同等倍数增加各物质浓度,化学平衡________。
(3)如果同等倍数地增加H2和NH3的浓度,化学平衡________。
(4)如果同等倍数地增加N2和NH3的浓度,化学平衡________。
22.将各2amol的P、Q、R、S在一密闭容器中混合,发生如下反应:
xP+yQ
zR+wS。
达到平衡后,测得n(P)=amol,n(Q)=
mol,n(R)=
mol,n(S)=3amol,已知四种物质中只有R是固体。
(1)若该反应中物质的化学计量数x=2,则z=________,w=________。
(2)如果只改变压强,化学反应速率发生变化,但化学平衡不移动。
则该反应中各物质的聚集状态分别是:
Q________,S________。
23.在25℃时,向100mL含14.6g氯化氢的盐酸溶液里放入5.60g纯铁粉(不考虑反应前后溶液体积的变化),反应开始至2min末,收集到1.12L(标准状况)氢气。
在此之后,又经过4min,铁粉完全溶解。
则:
(1)在前2min内用FeCl2表示的平均反应速率是________________________________。
(2)在后4min内用HCl表示的平均反应速率是________________________________。
(3)前2min与后4min相比,反应速率较快的是____________,其原因是____________
_________________________________________________________________________。
24.某温度时,在VL密闭容器中,A、B、C三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示,由图中数据分析:
(1)反应的化学方程式为_______________________________________________________。
(2)从开始到t1min末,用物质C表示的反应速率为_______________________________
________________________________________________________________________。
答案解析
1.【答案】B
【解析】mA(g)+nB(g)
pC(g),达到平衡后,温度不变,将气体体积压缩到
,若平衡不移动,C的浓度为原来的2倍,当达到平衡时C的浓度为原来的1.9倍,则体积减小时平衡逆向移动。
体积缩小,相当于加压,平衡逆向移动,则m+n<p,故A错误;
由上述分析可知,平衡逆向移动,故B正确;
平衡逆向移动,A的转化率减小,故C错误;
平衡逆向移动,C的体积分数减小,但比原来的大,故D错误;
故选B。
2.【答案】A
【解析】在0~50min之间,pH=2和pH=7时反应物R都能完全反应,降解率都是100%,A项正确;
pH为2、7、10时,曲线的斜率减小,说明pH越小,溶液的酸性越强,R的降解速率越大,B项错误;
图中无法比较同一pH条件下,R的起始浓度与降解速率的关系,C项错误;
20~25min之间,pH=10时R的平均降解速率为0.2×
10-4mol·
L-1÷
5min=4×
10-6mol·
min-1,D项错误。
3.【答案】A
【解析】改变物质的浓度,平衡向着减小这种改变的方向进行:
增大反应物粒子浓度或减小生成物粒子浓度,都可以使平衡正移;
反之,平衡逆移。
CCl4萃取I2后,水溶液中c(I2)浓度减小,平衡正移,A正确。
4.【答案】A
【解析】被比较对象只有放在一个前后变化的过程中才能比较。
相同温度相同起始量恒压与恒容建立平衡的比较,一般先分析恒压容器体积如何变化,后以恒容容器的平衡状态为起始状态(常称“先同”),改变体积到恒压时的要求,在改变中实现比较(常称“后变”)。
对于恒压甲容器,因反应造成气体分子数减小,建立平衡时容器体积需同步减小;
此平衡状态可看成恒容乙容器平衡状态增加压强而成,此过程平衡正向移动,NO2的体积分数减小,A项正确。
因甲反应会同步减小体积,增大了浓度,速率加快,达到平衡时间短,B项错误;
平衡常数K=
,C项错误;
甲容器为恒压容器,压强始终不变,压强不变不能做为反应达到平衡状态的标志,乙容器随反应的进行,压强减小,当压强不变时,反应达到平衡,D项错误。
5.【答案】D
【解析】aA+bB
cC+dD,K=
,它只与反应本身和温度有关,温度不变,K不变,D正确。
K越大,反应进行越充分,反应物的转化率越大,A错误。
6.【答案】D
【解析】由图可知,Y、X的物质的量减小,Z的物质的量增加,则Y、X为反应物,Z为生成物,且Δn之比为(1﹣0.9)∶(1﹣0.7)∶(0.2﹣0)=1∶3∶2,由物质的量的变化量之比等于化学计量数之比可知,反应为3X+Y
2Z,
反应开始至2min末Z的平均反应速率为
=0.05mol•
,
故选D。
7.【答案】A
【解析】B项,指的是正反应速率;
C项,指的是逆反应速率;
D项,指的是正反应速率。
8.【答案】D
【解析】勒夏特列原理只能解释与平衡移动有关的问题,不涉及平衡移动的问题都与原理
无关。
NH3·
H2O
+OH-,酸与OH-反应,使c(OH-)减小,平衡正移,c(
)增大,A项不符合题意;
合成氨反应N2(g)+3H2(g)
0,分离出氨气,产物浓度减小,平衡正向移,B项不符合题意;
合成氨反应中升温,平衡逆向移动,不利于生产氨,控制高温真实目的是加快反应速率,不能用勒夏特列原理解释,D项符合题意;
氯气溶于水:
Cl2+H2O
HClO+H++Cl-,饱和食盐水中含有大量的氯离子,c(Cl-)增大使平衡逆向移动,氯气溶解量减小,C项不符合题意。
9.【答案】A
【解析】该反应的正反应为放热反应,温度升高,平衡向逆反应方向移动,CO的平衡转化率减小,结合图像知,T1<T2<T3,b、d温度相同,所以平衡常数相同,即K(b)=K(d);
温度T1<T3,温度越高,该反应的平衡常数越小,所以K(a)>K(c),故A正确;
b、d两点的温度相同,但b点的压强大于d点,故v(b)>v(d),a、c两点的压强相同,但c点的温度高,则v(a)<v(c),故B错误;
该反应的正反应为气体物质的量减小的反应,一氧化碳的转化率越大,平均摩尔质量越大,所以平均摩尔质量:
M(a)>M(c),M(b)>M(d),故C错误;
平衡时一氧化碳和氢气的物质的量与投入的二者的物质的量有关,题中数据无法计算a点一氧化碳和氢气的物质的量,故D错误;
10.【答案】A
【解析】温度升高,速率加快;
温度降低,速率减慢,对吸热反应、放热反应均适用,A项正确。
11.【答案】D
【解析】ΔG=ΔH-TΔS,ΔG<
0时,反应能自发进行当ΔH>
0时,ΔG=ΔH-TΔS的正负与T有关,A不符合题意;
当ΔH<
0时,ΔG=ΔH-TΔS的正负与T有关,B不符合题意;
当ΔH>
0时,ΔG=ΔH-TΔS>
0,非自发反应,D不符合题意;
0时,ΔG=ΔH-TΔS<
0,一定是自发反应,D符合题意。
12.【答案】B
【解析】
由题意得:
=0.9
x=0.2mol
v(H2)=
=0.1mol·
t=3min。
13.【答案】C
0时,反应能自发进行。
ΔH<
0,利于反应的自发进行,而ΔH>
0,不利于反应的自发进行,C符合题意。
14.【答案】A
【解析】增加NH3反应物浓度,平衡正向微弱移动,最终NH3的量仍增加,气体总量也增加,从数学角度来看,无法判断NH3体积分数的变化。
常用先同后变的方法将被比较对象放在一个变化过程中进行比较。
同温同体积不同起始量建立的平衡的结果比较,一般先以x个甲对象的平衡状态作为乙对象的起始(常称“先同”),后将体积变化到原来单个乙的体积,在改变中实现比较(常称“后变”)。
假设原平衡在体积为VL恒容容器中建立,再加入1molNH3后所建立平衡,相当于合并二个原平衡状态,在2VL容器中NH3的体积分数不变(常称“先同”);
实际体积仍为VL,需要将合并的二个状态压缩,此过程造成平衡逆向移动(常称“后变”),NH3的体积分数增大,A项正确。
15.【答案】A
【解析】化学反应的自发性只能用于判断反应的方向,不能确定反应是否一定会发生和过程发生的速率,也无法判断反应过程的热效应,故选A。
16.【答案】B
【解析】T2℃之前A%变小,C%从0逐渐增大,而T2℃之后A%渐大,C%渐小,说明T2℃之前反应没有达到平衡状态,T2℃时恰好平衡,A项错误,B项正确;
T2℃之后A%渐大,C%渐小,T2℃之后,温度升高,平衡向左移动,升温平衡向着吸热方向移动;
逆反应是吸热反应,C、D项错误。
17.【答案】B
【解析】由图像可知,温度为T1时,根据到达平衡的时间可知
,且压强越大,B的含量高,说明压强增大平衡向逆反应方向移动,故正反应为气体体积增大的反应,即a+b<c;
压强为
时,根据到达平衡的时间可知T1>T2,且温度越高,B的含量低,说明温度升高平衡向正反应方向移动,则正反应为吸热反应,即Q>0,故选B。
18.【答案】C
【解析】放热反应大多数能自发进行,并不是所有自发进行的反应都是放热反应,有些吸热反应也能自发进行,如氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·
8H2O]和氯化铵晶体在常温下进行,焓变只是影响反应自发性的一种重要因素,不是唯一因素,只有C正确。
19.【答案】A
【解析】在相同条件下,既能正向进行又能反向进行的化学反应称为可逆反应,条件是判断的关键。
Cl2跟H2O的反应为可逆反应,A正确;
氢气和氧气反应、实验室中制取氯气的反应均是不可逆的,B、D不符合题意;
C中两个反应的反应条件不同,不能互为可逆反应,C不符合题意。
20.【答案】D
【解析】影响化学反应速率的主要因素是物质的性质,物质越活泼,反应速率越大,而浓度、温度为影响化学反应速率的外因,比较温度、浓度对化学反应速率的影响只能针对于同一个化学反应,如Na和HCl溶液剧烈反应,但无论温度多高、浓度多大,Cu都不与盐酸反应,
故选D
21.【答案】
(1)正向移动
(2)正向移动 (3)正向移动 (4)反向移动
【解析】解法一:
(2)中同时增加各物质浓度,可通过缩小容器体积、增加压强实现,由增加压强平衡向气体分子数减小方向移动规律可知,此时平衡正向移动;
(1)中增加二种反应物的浓度,平衡正向移动。
其他条件不变时,增加反应物浓度平衡正向移动;
其他条件不变时,增加生成物浓度,平衡反向移动;
同时增加反应物和生成物浓度时,不能依据平衡移动规律定性判断,可将被改变物质为气体,其余物质为非气体,然后以缩小容器体积,增加压强实现改变;
假设反应为N2(l)+3H2(g)
2NH3(g),同等倍数地增加H2和NH3的浓度时相当于增大容器的压强,平衡向气体分子数减小的方向移动,即平衡正移;
假设反应为N2(g)+3H2(l)
2NH3(g),同等倍数地增加N2和NH3的浓度,相当于增大容器的压强,平衡向气体分子数减小的方向移动,即平衡逆移。
解法二:
同时增加反应物和生成物浓度时,不能依据平衡移动规律定性判断,需要借助平衡常数定量推断。
设原平衡时N2、H2和NH3浓度分别为a、b、c,平衡常数为K=
=
,(3)中浓度商Q=
<
K,平衡正向移动;
(4)中浓度商Q=
>
K,平衡逆向移动。
22.【答案】
(1)3 2
(2)液 气态
(1)各物质的物质的量的变化量之比等于化学计量数之比,x∶y∶z∶w=(2a-a)∶(2a-1.5a)∶(3.5a-2a)∶(3a-2a)=2∶1∶3∶2,当x=2时,z=3,w=2。
(2)压强改变,化学平衡不移动,反应气体分子数不变,2P+Q鸠3R+2S,说明Q为液体,S为气体。
23.【答案】
(1)0.250mol·
(2)0.250mol·
(3)前2min 随着反应的进行,反应物浓度减小,反应速率减慢
【解析】 n(HCl)=
=0.400mol,n(Fe)=
=0.100mol,n(H2)=
=0.050mol。
(1)v(FeCl2)=
=0.250mol·
min-1。
(2)v(HCl)=
(3)后4min内,v(FeCl2)=
v(HCl)=0.125mol·
min-1<
0.250mol·
min-1,所以前2min反应速率较快。
24.【答案】
(1)4A+2B
3C
(2)
mol·
(1)①A、B随时间变化物质的量减少,说明为反应物,C随时间变化物质的量增多为生成物。
②A、B、C变化量分别为8mol、4mol、6mol,他们的化学计量数之比为4∶2∶3。
③经过一段时间各物质的量都不为零,该反应为可逆反应。
(2)可直接以速率概念公式求解,v(C)=
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