1、高中同步测试卷(九)第九单元化学反应速率与化学平衡(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)1在固定容积的密闭容器中，发生可逆反应：2X(g)2Y(s)3Z(g)，达到平衡后，若将容器中X、Y、Z的物质的量均减少一半，对该反应产生的影响是()A正、逆反应速率都减小，平衡不移动B正、逆反应速率都减小，平衡向正反应方向移动C正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动D正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向逆反应方向移动2一定温度下，反应N2O4(g)2NO2(g)的焓变为H。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反
2、应达到平衡状态的是()Aad Bcd Cbd Dbc3.合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)，673 K、30 MPa下，n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如图所示。下列叙述正确的是()A点a的正反应速率比点b的小B点c处反应达到平衡C点d(t1时刻)和点e(t2时刻)处n(N2)不一样D其他条件不变，773 K下反应至t1时刻，n(H2)比上图中d点的值大4已知：在300 K时，A(g)B(g)2C(g)D(s)的化学平衡常数K4，在该温度下，向1 L容器中加入1 mol A和1 mol B发生反应，下列叙述不能做为该
3、反应达到平衡状态的标志的是()C的生成速率与C的消耗速率相等单位时间内生成a mol A，同时消耗2a mol CA、B、C的浓度不再变化C的物质的量不再变化混合气体的总压强不再变化混合气体的密度不再变化A、B、C的分子数之比为112A B C D5已知某温度时，反应X2(g)Y2(g)2XY(g)的平衡常数K20，由此推测在该温度时，反应2XY(g)X2(g)Y2(g)的平衡常数为()A20 B0.05 C50 D无法确定6.已知一定温度时发生反应Na2SO4(s)4H2(g)Na2S(s)4H2O(g)H225 kJmol1，该反应的正反应速率随时间的变化情况如图所示，在t1时改变了某种条
4、件，反应在t2时达平衡，改变的条件可能是()A升高温度 B增大H2的浓度C使用催化剂 D增大压强7在一密闭容器中充入A、B、C三种气体，保持一定温度，在t1t4时刻测得各物质的浓度如下表。测定时刻/st1t2t3t4A/molL16322B/molL153.533C/molL112.533据此判断下列结论正确的是()A在t3时刻反应已经停止BA的转化率比B的转化率低C在容器中发生的反应为2AB2CD增大压强，达平衡时混合气体的平均相对分子质量增大81 100 时，在一定容积的密闭容器中发生反应：FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)Ha kJ/mol(a0)，该温度下K0.263，下列有
5、关说法正确的是()A若生成1 mol Fe，则吸收的热量小于a kJB若升高温度，则化学平衡逆向移动C若容器内压强不随时间变化，则可以判断该反应已达到化学平衡状态D达到化学平衡状态时，若CO0.100 molL1，则CO20.026 3 molL19.对于反应2ABC，在反应过程中C的物质的量分数(C%)随温度变化如图所示，下列说法正确的是()AT0时正、逆反应速率的关系为v(正)v(逆)B正反应为吸热反应Ca、b两点的反应速率v(a)v(b)D温度TT0时，C%逐渐增大的原因是v(正)v(逆)10.如图为某化学反应的反应速率与时间的关系示意图。在t1时刻升高温度或增大压强，反应速率的变化都符
6、合示意图中表示的反应是()A2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0B4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H0CH2(g)I2(g)2HI(g)H0D2A(g)B(g)2C(g)H011已知2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H197 kJ/mol，同温下，往相同体积的密闭容器甲、乙中分别充入2 mol SO2、1 mol O2和1 mol SO2、1 mol SO3、0.5 mol O2，当它们分别达到平衡时放出的热量为Q1和Q2(单位为kJ)，则下列比较正确的是()AQ2Q198.5 BQ2Q198.5 C.Q1Q298.5 DQ2Q1t1)：反应时间/minn(CO)
7、/moln(H2O)/mol01.200.60t10.80t20.20下列说法正确的是()A反应在t1 min内的平均速率为v(H2) molL1min1B保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60 mol CO和1.20 mol H2O，达到平衡时n(CO2)0.40 molC保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20 mol H2O，与原平衡相比，达到新平衡时CO转化率增大，H2O的体积分数减小D温度升至800 ，上述反应平衡常数为0.64，则正反应为吸热反应16.一定条件下，在容积为3 L的密闭容器中，发生反应CO(g)2H2(g)CH3OH(g)，不同温度下CH3OH的物质的量随时
8、间的变化如图所示。下列叙述正确的是()A平衡常数K(300 )K(500 )B300 ，当容器内压强不变时说明反应已达平衡状态C在其他条件不变的情况下，将处于E点的体系体积压缩到原来的，H2的浓度减小D500 ，从反应开始到达到平衡状态时，H2的平均反应速率v(H2)molL1min1题号12345678910111213141516答案二、非选择题(本题包括4小题，共52分)17.(10分)反应A(g)B(g)C(g)在容积为1.0 L的密闭容器中进行，A的初始浓度为0.050 mol/L。温度T1和T2下A的浓度与时间关系如图所示。回答下列问题：(1)上述反应的温度T1_T2，平衡常数K(
9、T1)_K(T2)。(填“大于”、“小于”或“等于”)(2)若温度为T2时，5 min后反应达到平衡，A的转化率为70%，则：平衡时体系总的物质的量为_。反应的平衡常数K_。反应在05 min区间的平均反应速率v(A)_。18(14分)汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体，对汽车加装尾气净化装置，可使有毒气体通过反应转化为无毒气体。(1)4CO(g)2NO2(g)4CO2(g)N2(g)H1 200 kJmol1，对于该反应，温度不同(T2T1)、其他条件相同时，下列图像正确的是_(填序号)。(2)汽车尾气中CO与H2O(g)在一定条件下可以发生如下反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2
10、(g)H0。820 时在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，起始时按照下表进行投料，达到平衡状态，K1.0。起始物质的量甲乙丙n(H2O)/mol0.100.200.20n(CO)/mol0.100.100.20平衡时，甲容器中CO的转化率是_。比较下列容器中CO的转化率：乙_甲(填“”、“”或“”，下同)；丙_甲。丙容器中，通过改变温度，使CO的转化率增大，则温度_(填“升高”或“降低”)，平衡常数K_(填“增大”、“减小”或“不变”)。19.(14分)甲醇被称为21世纪的新型燃料，工业上通过下列反应和，用CH4和H2O为原料来制备甲醇。(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)
11、通入反应室(容积为100 L)，在一定条件下发生反应：CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)平衡时CH4的转化率与温度、压强的关系如图所示：已知100 时达到平衡所需的时间为5 min，则用H2表示的平均反应速率为_。图中的p1_p2(填“”、“”或“”)，100 时平衡常数为_。在其他条件不变的情况下降低温度，逆反应速率将_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)在压强为0.1 MPa条件下，将a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)该反应的H_0，S_0。(填“”或“”)若容器容积不变，下列措施可以增加
12、甲醇产率的是_。A升高温度 B将CH3OH(g)从体系中分离C充入He，使体系总压强增大 D再充入1 mol CO和3 mol H220(14分)火力发电厂释放出大量二氧化碳，对燃煤废气进行脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。将CO2转化为甲醇是一种新型脱碳技术，其反应为CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H。(1)取五份等体积的CO2和H2的混合气体(CO2和H2的物质的量之比均为13)，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图所示，则上述CO2转化为甲醇的反应的H_
13、0(填“”、“”或“”)。(2)如图是在恒温密闭容器中，压强为p1时H2的体积分数随时间t的变化曲线，请在图中画出该反应在p2(p2p1)时H2的体积分数随时间t的变化曲线。(3)在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的物质的量浓度随时间的变化如图所示。该温度下，反应的平衡常数为_(保留三位有效数字)；10 min后，向该容器中再充入1 mol CO2和3 mol H2，则再次达到平衡时CH3OH(g)的体积分数_(填“增大”、“减小”或“不变”)。参考答案与解析1导学号29160160解析：选B。Y是固体，其量的变化对速率无
14、影响，但X、Z均是气体，在固定容积的密闭容器中减少X、Y、Z的量，则X、Z的浓度均减小，反应速率减小，压强也减小，平衡正向移动，答案为B。2导学号29160161解析：选A。随反应进行，气体密度逐渐减小，密度不变时为平衡状态，a对；对于给定的反应，H一直保持不变，故b不能说明反应达到平衡状态，b错；N2O4的正反应速率应逐渐减小，最后保持不变，NO2的反应速率应从零开始，逐渐增大，最后保持不变，c错；转化率一定时反应达到平衡，d对。3导学号29160162解析：选D。a点的反应物浓度大于b点，所以反应速率a更快；c点的时候各种物质的浓度仍在变化，并没有达到平衡；而d、e两点时达到平衡，浓度不再
15、变化；升高温度，平衡逆向移动，氢气的浓度变大。4导学号29160163解析：选A。C的生成速率为v(正)，C的消耗速率为 v(逆)，因为v(正)v(逆)，故反应达到平衡状态。在反应过程中的任意时刻都符合，不能用于判断反应是否达到平衡状态。都能说明反应体系中各物质的百分含量不变，可以判断反应达到平衡状态。该反应是一个气体体积不变的可逆反应，压强始终保持不变，所以不能用压强不变来判断反应是否达到平衡状态。该反应中气体的体积不变，当气体的质量不再变化时，则混合气体的密度不变，可以判断反应达到平衡状态。由A、B、C的分子数之比为112，可以计算出此时的浓度商和平衡常数相等，可以判断反应达到平衡状态。5
16、导学号29160164解析：选B。因为正、逆反应的反应物与生成物互换，因此，逆反应的平衡常数与正反应的平衡常数互为倒数关系。6导学号29160165解析：选A。t1时温度升高，正、逆反应速率均突然加快，平衡逆向移动，正反应速率继续逐渐增大，A正确。增大H2的浓度，开始时正反应速率达到最大值，平衡移动过程中速率逐渐减小，B错误。催化剂不影响平衡的移动，C错误。由于是气体分子数不变的反应，增大压强平衡不移动，D错误。7导学号29160166解析：选D。化学平衡为动态平衡，A错；通过计算可得A的转化率为66.7%，B的转化率为40%，B错；在容器中发生的反应为2ABC，C错；增大压强，平衡向正反应方
17、向移动，气体总物质的量减小，而质量不变，所以达平衡时混合气体的平均相对分子质量增大，D正确。8导学号29160167解析：选D。选项A，若生成1 mol Fe，则根据热化学方程式可知，吸收的热量为a kJ。选项B，升高温度，平衡正向移动。选项C，反应前后气体分子数不变，任何时刻压强都不变。选项D，根据KCO2/CO0.263可知，若CO0.100 molL1，可得CO20.026 3 molL1。9导学号29160168解析：选A。从图像可以看出，T0时反应达到平衡状态，故T0时，v(正)v(逆)，A项正确；当TT0时，升高温度，C%减小，即平衡逆向移动，说明正反应为放热反应，B项错误；因Ta
18、v(a)，C项错误；当Tv(逆)，D项错误。10导学号29160169解析：选B。由题中反应速率与时间的关系图可知，升高温度，正反应速率增大的程度小于逆反应速率增大的程度，平衡向逆反应方向移动，因此正反应是放热反应；增大压强，正反应速率增大的程度小于逆反应速率增大的程度，平衡向逆反应方向移动，因此正反应是气体体积增大的反应，只有B项符合题意。11导学号29160170解析：选A。甲容器中，由于2 mol SO2与1 mol O2反应生成的SO3总是小于2 mol，则Q1197，Q198.5，1 mol SO2、0.5 mol O2和1 mol SO3建立平衡虽与甲相同，但从SO3出发向逆反应方
19、向移动是一个吸热反应，故Q2Q1。12导学号29160171解析：选B。升温、减压和恒压通入稀有气体(相当于减压)使平衡向正反应方向移动，均可提高NH3的产率；恒容通入稀有气体，平衡不移动；增加H2S的浓度，平衡向逆反应方向移动。13导学号29160172解析：选A。选项A，二者的转化率相等，则反应物应按化学计量数之比加入。选项B，缩小容器体积相当于增大压强，平衡正向移动。选项C，K。选项D，反应在任何时刻都满足v正(SO2)v正(SO3)11。14导学号29160173解析：选D。、两组数据中HCl、Br2初始浓度相同，而中CH3COCH3初始浓度大，且计算所得的v(Br2)大，故A正确；、
20、中Br2的初始浓度相同，颜色消失即Br2为0时所用时间相同，v(Br2)相等，故B正确；、两组数据中CH3COCH3、Br2初始浓度相同，而中HCl初始浓度大，且所用时间少，的v(Br2)大，故C正确；、两组数据中CH3COCH3、HCl初始浓度相同，而中Br2的初始浓度大，而的v(Br2)为v(Br2)0.001 0 mol/L290 s3.45106 mol/(Ls)，的v(Br2)为v(Br2)0.002 0 mol/L580 s3.45106mol/(Ls)，可见v(Br2)是相同的，故D错误。15导学号29160174解析：选B。A项，表中所给数据的单位为mol，反应在t1 min内
21、的平均速率为v(H2) molL1min1，A项错误；B项，由方程式可知CO和H2O(g)的量对该反应的影响相同，所以“起始时向容器中充入0.60 mol CO和1.20 mol H2O(g)”与“起始时向容器中充入1.20 mol CO和0.60 mol H2O(g)”将达到相同的平衡状态，对比表中反应时间为0、t1、t2的数据：0t1，CO减少0.40 mol，根据方程式计算H2O(g)也应减少0.40 mol，则t1时H2O(g)的量为0.20 mol，而到t2时H2O(g)的量仍然为0.20 mol，说明t1时已经达平衡，根据t1时的数据可求得n(CO2)0.40 mol，B项正确；C
22、项，增大反应物水蒸气的浓度，平衡正向移动，CO转化率增大，水蒸气的转化率降低，水蒸气的体积分数增大，C项错误；D项，t1时为平衡状态，根据表中数据可求得t1时的平衡常数为1，温度升高，平衡常数减小，说明温度升高平衡逆向移动，说明正反应为放热反应，D项错误。16导学号29160175解析：选B。根据图像知，当反应达到平衡状态，300 时CH3OH的物质的量大于500 时CH3OH的物质的量，即升高温度平衡逆向移动，则平衡常数K(500 )K(300 )；300 时，当容器内压强不变时，各物质的量不再发生变化，说明反应已达到平衡状态；在其他条件不变的情况下，将处于E点的体系体积压缩到原来的，结合勒
23、夏特列原理知，平衡正向移动，但最终H2的浓度将增大；D项中H2的平均反应速率v(H2)molL1min1。17导学号29160176解析：(1)图中显示，T2时达到平衡所用时间少，速率大，所以温度高；而温度越高A越小，可判断反应为吸热反应，升温K将增大。(2)考查平衡问题的常规计算。答案：(1)小于小于(2)0.085 mol0.082 mol/L0.007 mol/(Lmin)18导学号29160177解析：(1)4CO(g)2NO2(g)4CO2(g)N2(g)H0，该反应是放热反应，当升高温度时，正、逆反应速率都增大，甲图中正反应速率在T2时没有瞬间增大，故错误；升高温度，化学平衡逆向移
24、动，CO的浓度增大，CO的体积分数增大，故丙不正确。(2)根据平衡常数为1.0可以得出平衡状态时CO2H2COH2O，反应前后气体的体积不变，可得出n(CO2)n(H2)n(CO)n(H2O)。甲容器中起始时n(CO)n(H2O)0.10 mol，满足上述等式时反应物转化了一半，故CO的转化率为50%。乙容器中起始时n(H2O)0.20 mol，相当于在甲容器中增大H2O，平衡正向移动，n(CO)减少，CO的转化率增大；丙容器中起始时n(CO)n(H2O)0.20 mol，相当于两个甲容器中的量，假设两个甲容器合二为一，反应达到平衡后，缩小体积至一半，即对体系加压，平衡不移动，CO的转化率不变
25、。丙容器中改变温度，CO的转化率增大，说明平衡正向移动，而正反应为放热反应，故需降低温度；温度降低，平衡正向移动，生成物的浓度增大，反应物的浓度减小，故K增大。答案：(1)乙(2)50%降低增大19导学号29160178解析：(1)用甲烷表示反应速率为(1.0 mol0.5)/(5 min100 L)0.001 0 molL1min1，则用氢气表示为0.003 0 molL1min1。同一温度下，p1的转化率大于p2，此反应增大压强平衡左移，所以p1小于p2。降低温度，正、逆反应速率均减小(不要受平衡移动的影响)。(2)此反应前后气体分子数减少，故S0，又该反应能自发进行，即HTS0，则H0。
26、A.升高温度，平衡左移，错。B.将CH3OH(g)从体系中分离，平衡右移，对。C.充入He，使体系总压强增大，但体积不变，各物质浓度不变，对平衡无影响，错。D.再充入1 mol CO和3 mol H2，成比例的增加反应物，相当于增大压强，平衡右移，对。答案：(1)0.003 0 molL1min12.25104 mol2L2减小(2)BD20导学号29160179解析：(1)反应达到平衡后，升高温度，甲醇的体积分数减小，说明正反应是放热反应，H0。(2)在恒温密闭容器中，CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)是气体总体积减小的反应，加压平衡向正反应方向移动，氢气的体积分数减小，p2下达到平衡所需的时间也比p1短，据此可画出相应曲线。(3)该温度下，反应的平衡常数K5.33(mol2L2)；反应达到平衡后，向该容器中再充入1 mol CO2和3 mol H2，相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，甲醇的体积分数增大。答案：(1)(2)(3)5.33 mol2L2增大
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