1、章末综合测评(二)化学反应速率与化学平衡(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题：本题共10小题，每题2分，共20分，每题只有一个选项符合题意)1控制变量是科学研究的重要方法。向2 mL H2O2溶液中滴入2滴1 molL1 FeCl3溶液，下列条件下分解速率最快的是()选项H2O2溶液的物质的量浓度/(molL1)反应的温度/A15B45C140D440D在使用同一浓度的催化剂情况下，H2O2浓度越大，反应的温度越高，反应的速率越快。2达到化学平衡的条件是()A逆反应停止进行B反应物与生成物的浓度相等C正反应与逆反应停止进行D正反应和逆反应的速率相等D可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率
2、相等，但反应没有停止，为动态平衡，达到平衡时，各物质的浓度不变，但不一定相等。3某化学反应其H125 kJmol1，S8 kJmol1K1则此反应在下列哪种情况下可自发进行()A在任何温度下都能自发进行B在任何温度下都不能自发进行C仅在高温下自发进行D仅在低温下自发进行D反应自发进行需要满足HTS0，HTS125 kJmol1T8 kJmol1K10，解得T15.625 K，所以仅在低温下自发进行。4下列说法正确的是()A凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的B自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小C常温下，反应C(s)CO2(g)2CO(g)不能自发进行，则该反应的H0D反应
3、2Mg(s)CO2(g)=C(s)2MgO(s)能自发进行，则该反应的H0C反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的，若H0，S0，则一定自发，若H0，S0，则一定不能自发，若H0，S0或H0，S0，则能否自发和温度有关，A、B错误。C项中反应的S0，若H0，则一定能自发，现常温下不能自发，说明H0，正确。D项中反应的S0，能自发，说明H0，错误。5反应4NH3(g)5O2(g)=4NO(g)6H2O(g)在10 L 密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45 mol，则此反应的速率可表示为()Av(NH3)0.01 molL1s1Bv(O2)0.001 molL1s1Cv(NO)0
4、.001 molL1s1Dv(H2O)0.045 molL1s1C根据v计算v(H2O)，再利用速率之比等于化学计量数之比计算各物质表示的反应速率，进行判断。6反应COH2O(g)CO2H2在800 达到平衡时，分别改变下列条件，K值发生变化的是()A将压强减小至原来的一半B将反应温度升高100 C添加催化剂D增大水蒸气的浓度B化学平衡常数K只受温度影响。7某可逆反应的正反应是放热反应，则温度对此反应的正、逆反应速率影响的曲线(如图所示)中，正确的是()ABCDB本题考查的是外界条件的改变对可逆反应正、逆反应速率的影响。速率曲线交叉点即平衡状态，由于这个可逆反应的正反应是放热反应，升高温度，逆
5、反应速率加快的幅度大于正反应速率加快的幅度，故正确答案为B项。8已知t 时，1 L恒容密闭容器中发生如下反应：FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)，该反应的平衡常数K0.5，下列说法正确的是()A加入炭粉对该平衡无影响B将FeO(s)粉碎，不能缩短到达平衡所需的时间Ct时，反应达到平衡后再充入CO，达新平衡后n(CO)n(CO2)比值增大D若向该容器中加入1 mol FeO(s)，并通入1.8 mol CO，t 时反应达到平衡，此时FeO(s)转化率为60%DC能和FeO、CO2反应，从而对该反应平衡有影响，A错误；将FeO粉碎，增大反应物接触面积，加快化学反应速率，缩短反应达到平衡时
6、间，B错误；温度不变化学平衡常数不变，t 时，反应达到平衡后再充入CO，达新平衡后不变，C错误；若向该容器中加入1 mol FeO(s)，并通入1.8 mol CO，t 时反应达到平衡，设CO的转化率为x，则达到平衡状态时c(CO)1.8(1x)molL1，生成的c(CO2)1.8 x molL1，化学平衡常数K0.5，x，则消耗的n(CO)n(FeO)1.8 mol0.6 mol，FeO的转化率100%60%。9钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。常温下，碳素钢在三种不同介质中的腐蚀速率实验结果如图所示。下列说法不正确的是()A盐酸的浓度越大，腐蚀速率越快B钼酸钠和月桂酰肌氨酸
7、的浓度相等时，腐蚀速率最小C碳素钢的腐蚀速率不随硫酸的浓度增大而增大，说明反应速率不与c(H)成正比D对比盐酸和硫酸两条曲线，可知Cl也可能会影响碳素钢的腐蚀速率C由酸的浓度对腐蚀速率的影响图可知，盐酸的浓度越大，腐蚀速率越快，A正确；由图可知，曲线的最低点速率最小，则钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度相等时，腐蚀速率最小，B正确；浓硫酸有强氧化性，能使金属表面形成致密的氧化膜保护层，则硫酸浓度较大时不能说明速率与氢离子的关系，C错误；碳素钢在盐酸和硫酸中腐蚀速率随酸的浓度变化有明显差异，可知Cl有利于碳钢的腐蚀，SO不利于碳钢的腐蚀，D正确。10高温下，某反应达到平衡，平衡常数K。恒容时，温度升高，
8、H2浓度减小。下列说法正确的是()A该反应的焓变为正值B恒温缩小体积，H2浓度不变C升高温度，逆反应速率减小D该反应化学方程式为COH2OCO2H2A由K表达式可推断出该反应方程式为CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，D项不正确；恒容升温，c(H2)减小，说明平衡向右移动，所以H0，A项正确；恒温缩小体积，平衡不移动，但c(H2)增大，所以B项不正确；升温，v正和v逆都增大，C项不正确。二、选择题：(本题共5小题，每题4分，共20分，每小题有一个或两个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全的得1分，有选错的得0分)11对于可逆反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)Hp1)温度对反
9、应的影响图示选项CD研究目的平衡体系增加N2对反应的影响催化剂对反应的影响图示C因压强越大，化学反应速率越快，因此A项中对应压强为p2时达到平衡所需的时间应短一些，故A错误；随温度的升高平衡将逆向移动，反应物氮气的转化率应减小，故B错误；使用催化剂后化学反应速率应加快，因此有催化剂时达到平衡所需要的时间应短一些，D错误。12已知：H2(g)I2(g)2HI(g)H14.9 kJmol1。某温度下在甲、乙两个恒容密闭容器中充入反应物，其起始浓度如下表所示。甲中反应达到平衡时，测得c(H2)0.008 molL1。下列判断正确的是()起始浓度c(H2)/(molL1)c(I2)/(molL1)c(
10、HI)/(molL1)甲0.010.010乙0.020.020A.平衡时，乙中H2的转化率与甲中的相等B平衡时，甲中混合物的颜色比乙中深C平衡时，甲、乙中热量的变化值相等D该温度下，反应的平衡常数K0.25AD该反应前后气体的体积不变，乙中的浓度为甲中的2倍，乙中压强为甲中2倍，压强不影响平衡移动，二者为等效平衡，平衡时对应各组分的转化率相同，A正确；二者为等效平衡，平衡时乙中c(I2)是甲中的2倍，平衡时乙中颜色更深，B错误；二者为等效平衡，反应物转化率相同，乙中参加反应I2的是甲中的2倍，乙中的热量变化是甲中的2倍，C错误；平衡时氢气的浓度为0.008 molL1，则：H2(g)I2(g)
11、2HI(g)开始浓度/(molL1) 0.01 0.01 0变化浓度/(molL1) 0.002 0.002 0.004平衡浓度/(molL1) 0.008 0.008 0.004故该温度下该反应的平衡常数K0.25，D正确。13将一定量的氨基甲酸铵固体置于某容积恒定的真空容器中，发生反应：H2NCOONH4(s)2NH3(g)CO2(g)，在不同温度下，该反应达到平衡状态时的部分数据如表所示。下列说法正确的是()温度平衡浓度(molL1)c(NH3)c(CO2)T10.1T20.1A.若T2T1，则该反应的H0B向容器中充入N2，H2NCOONH4质量增加CNH3体积分数不变时，说明该反应达
12、到平衡DT1、T2时，转化的H2NCOONH4的物质的量n(T2)2n(T1)D无论反应是否达到平衡状态，NH3的体积分数都是，故C错误。T2时c(NH3)、c(CO2)都是T1时的2倍，容器的容积又恒定不变，所以T2时转化的H2NCOONH4是T1时的2倍，D正确。若T2T1，则该反应的H0，若T2T1，则该反应的H0，A错误；N2和该反应的生成物与反应物都不反应，反应容器又固定，故向容器中充入N2，H2NCOONH4的量不发生变化，B错误。14在相同容积的4个密闭容器中进行同一可逆反应2A(g)B(g)3C(g)2D(g)，起始时4个容器所盛A、B的量如下表所示：容器甲乙丙丁A2 mol1
13、 mol2 mol1 molB1 mol1 mol2 mol2 mol在相同温度下，建立平衡时，4个容器中A或B的转化率的大小关系是()AA的转化率为：甲丙乙丁BA的转化率为：甲乙丙丁CB的转化率为：甲丙乙丁DB的转化率为：丁乙丙甲A以乙为标准，甲相当于又加入1 mol A，平衡右移，所以A的转化率，甲乙，B的转化率，甲乙，丙相当于压缩体积，平衡左移，A、B转化率均小于乙中A、B转化率。甲、丁比较A转化率，甲丁，B转化率甲丁，乙、丁比较A转化率乙丁，B转化率，乙丁。甲、丙比较，A转化率，甲丙，B转化率，甲丙。丙、丁比较B的转化率，丙丁。综上所述，A转化率，甲丙乙丁，B转化率，甲乙丙丁。15用C
14、O合成甲醇(CH3OH)的化学方程式为CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H0，按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系曲线如图所示。下列说法正确的是()A温度：T3T2T1B正反应速率：v(a)v(c)，v(b)v(d)C平衡常数：K(a)K(c)，K(b)K(d)D平均摩尔质量：M(a)M(c)，M(b)M(d)AC选项A，该反应的正反应为放热反应，温度越高，CO的平衡转化率越小，故T3T2T1。选项B，温度越高，化学反应速率越大，故v(c)v(a)；压强越大，化学反应速率越大，故v(b)v(d)。选项C，降低温度，化学平衡向正反应方向移动，化学平衡常数K增大
15、，故有K(a)K(c)；温度不变，K不变，故K(b)K(d)。选项D，升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，即向气体总物质的量增大的方向移动，则M(a)M(c)；增大压强，化学平衡向气体总物质的量减小的方向移动，则M(b)M(d)。三、非选择题：(本题共5小题，共60分)16(10分)可逆反应3A(g)3B(？)C(？)H0。达到化学平衡后，按要求回答下列问题：(1)升高温度，用“变大”、“变小”、“不变”或“无法确定”填空。若B、C都是气体，气体的平均相对分子质量_；若B、C都不是气体，气体的平均相对分子质量_；若B是气体，C不是气体，气体的平均相对分子质量_；(2)如果平衡后保持温度不变，将
16、容器体积增加一倍，新平衡时A的浓度是原来的60%，则B是_态，C是_态。解析(1)升高温度，平衡正向移动。若B、C都是气体，n(气)增大，m(气)不变，M减小；若B、C都不是气体，只有A是气体，M(A)不变；若B是气体，C不是气体，m(气)减小，n(气)不变，M减小。(2)说明平衡逆向移动，即逆向是气体计量数增大的反应，故B不是气体。答案(1)变小不变变小(2)固或液气17(10分)运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义，请完成下列探究。(1)生成氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C(s)H2O(g)H2(g)CO(g)H131.3 kJmol1，S133.7 Jmol1K1，该反应在
17、低温下_(“能”或“不能”)自发进行。(2)已知在400 时，N2(g)3H2(g)2NH3(g)的K0.5。在400 时，2NH3(g)N2(g)3H2(g)的K_(填数值)。400 时，在0.5 L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2 mol、1 mol、2 mol，则此时反应v(N2)正_v(N2)逆(填“”、“0，S0，故若使HTS0须在高温下实现。(2)K2；Q0.5K，故此时反应达到平衡状态；恒温、恒压条件下通入Ar相当于扩大体积减小压强，平衡逆向移动。答案(1)不能(2)2向左不改变18(14分)300 时，将2 mol A和2 mol
18、 B两种气体混合于2 L密闭容器中，发生如下反应：3A(g)B(g)2C(g)2D(g)HQ,2 min末达到平衡，生成0.8 mol D。(1)300 时，该反应的平衡常数表达式为：K_。已知K300 ”或“0。(2)生成0.8 mol D，则反应掉0.4 mol B，剩余1.6 mol B，c(B)0.8 molL1。v(B)0.1 molL1min1，由化学计量数知，D的反应速率应为B的2倍，故v(D)2v(B)20.1 molL1min10.2 molL1min1。(3)该反应为等体积变化，加压平衡不移动，故A的转化率不变。(4)将C、D的量折算成A、B的量，则相当于加入2 mol A
19、和 mol B，容器体积固定，若浓度相同，则说明起始时物质的量相等，故B还应加入2 mol mol mol。答案(1)(2)0.8 molL10.2 molL1min1(3)不变反应前后气体体积不变，压强对平衡无影响(4)19(12分)大气中CO2含量的增加会加剧温室效应，为减少其排放，需将工业生产中产生的CO2分离出来进行储存和利用。(1)CO2与NH3反应可合成化肥尿素化学式为CO(NH2)2，反应2NH3(g)CO2(g)CO(NH2)2(l)H2O(g)在合成塔中进行。如图1中、三条曲线为合成塔中按不同氨碳比n(CO2)/n(NH3)和水碳比n(CO2)/n(H2O)投料时二氧化碳转化
20、率的情况。曲线、水碳比的数值范围分别为0.60.7、11.1和1.51.61，则生产中应选用水碳比的数值范围为_。请推测生产中氨碳比控制在4.0左右还是控制在4.5左右比较适宜，并简述你的理由_。图1图2(2)CO2与H2也可用于合成甲醇：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)。在体积可变的恒压密闭容器中，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的平衡转化率如图2所示。该反应的化学平衡常数的表达式为_。该反应的S_0，H_0(填“”或“”)。700 K投料比2时，H2的平衡转化率为_。解析(1)氨碳比相同时曲线二氧化碳的转化率大，所以生产中选用水碳比的数值为0.60.7。氨碳比在4
21、.5时，需要氨气较多，但依据图象分析二氧化碳转化率增大不多，工业合成氨生成工艺较复杂，提高生产成本，所以氨碳比控制在4.0左右。(2)平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，所以平衡常数K。因为该反应为气体减小的反应，则S0，因为温度越高，CO2转化率越小，则平衡逆移，所以该反应正方向为放热反应，即H0。由图可知，在700 K，投料比n(H2)n(CO2)2时，二氧化碳转化率为30%，令CO2、H2的起始物质的量分别为1 mol、2 mol，转化的二氧化碳为0.3 mol，根据方程式可知转化的氢气为0.9 mol，进而计算H2的转化率100%45%。答案(1)0.60.74.0比
22、较适宜，氨碳比在4.5时，NH3的量增大较多，而CO2的转化率增加不大，提高了生产成本(2)K45%20(14分)硫及其化合物对人类的生产和生活有着重要的作用。(1)2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H198 kJmol1是制备硫酸的一个重要反应。在容积为V L的密闭容器中分别充入2 mol SO2和1 mol O2，在不同条件下进行反应，反应体系的总压强随时间的变化如图所示。与实验a相比，实验b改变的条件是_，判断的依据是_。(2)二氧化硫在一定条件下还可以发生如下反应：SO2(g)NO2(g)SO3(g)NO(g)H42 kJmol1。在1 L的恒容密闭容器中充入SO2(g)和NO2(
23、g)，所得实验数据如表所示：实验编号温度起始时物质的量/mol平衡时物质的量/moln(SO2)n(NO2)n(NO)甲T10.800.200.18乙T20.200.800.16丙T20.200.30a在实验甲中，若2 min时测得反应放出的热量是4.2 kJ，则02 min内，用SO2(g)表示的平均反应速率v(SO2)_。在实验丙中，达到平衡时，NO2的转化率为_。由表中数据可推知，T1_T2(填“”“”或“”)，判断的理由是_。解析(1)分析图象可知，实验b首先达到平衡，则反应速率快，故与实验a相比，实验b改变的条件是升高温度。(2)在实验甲中，若2 min时测得反应放出的热量是4.2
24、kJ，则消耗二氧化硫0.1 mol，故02 min内v(SO2)0.05 molL1min1。实验乙中各物质的平衡浓度：c(SO2)(0.200.16)molL10.04 molL1，c(NO2)(0.800.16)molL10.64 molL1，c(NO)c(SO3)0.16 molL1，则平衡常数为1，由于实验丙的温度与实验乙相同，因此实验丙达到平衡时，其平衡常数也是1。SO2(g)NO2(g)SO3(g)NO(g)起始/mol 0.20 0.30 0 0变化/mol a a a a平衡/mol 0.20a 0.30a a aK1，解得a0.12，则NO2的转化率为100%40%。实验甲的平衡常数为2.613，比T2时的平衡常数大，而该反应的正反应是放热反应，故T1T2。答案(1)升高温度实验b与实验a相比，反应速率快(其他合理答案也可)(2)0.05 molL1min140%T1时，该反应的平衡常数K12.613，T2时，该反应的平衡常数K21，该反应的正反应为放热反应，所以T1T2(其他合理答案也可)