人教版 (2019)选择性必修1第二章 化学反应速率与化学平衡本单元综合与测试当堂检测题

这是一份人教版 (2019)选择性必修1第二章 化学反应速率与化学平衡本单元综合与测试当堂检测题，共17页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题：本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题意。
1．下列说法不能用勒夏特列原理解释的是( B )
A．合成氨的反应中，降温或加压有利于氨的合成
B．对于反应H2＋I2(g)2HI加压稳定后的颜色比原来颜色深
C．开启可乐瓶，瓶中马上泛起大量气泡
D．利用排液法收集氯气时常用液体为饱和食盐水
解析 合成氨反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH②>③B．②>③>①
C．③>①>②D．②>①>③
解析 本题转换为A表示的反应速率，以ml·(L·min)－1为速率单位。①v(A)＝1 ml·(L·min)－1；②v(C)＝0.5 ml·(L·s)－1，则v(A)＝eq \f(3,2)v(C)＝0.75 ml·(L·s)－1＝45 ml·(L·min)－1；③v(B)＝0.5 ml·(L·min)－1，则v(A)＝3v(B)＝1.5 ml·(L·min)－1。
3．反应SiCl4(g)＋2H2(g)eq \(=====,\s\up15(高温))Si(s)＋4HCl(g)可用于纯硅的制备。下列有关该反应的说法正确的是( B )
A．该反应ΔH>0、ΔS0，故A项错误；根据化学平衡常数的定义，该反应的平衡常数K＝eq \f(c4HCl,cSiCl4×c2H2)，故B项正确；高温不是标准状况下，因此不能直接用22.4 L·ml－1计算，故C项错误；ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和，即ΔH＝4E(Si—Cl)＋2E(H—H)－4E(H—Cl)－2E(Si—Si)，故D项错误。
4．在一定条件下，将3 ml A和1 ml B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)＝xC(g)＋2D(g)。2 min时测得生成0.8 ml D, 0.4 ml C。下列判断不正确的是( D )
A．x ＝1
B．2 min内A的反应速率为0.3 ml·L－1·min－1
C．2 min时，A的浓度为0.9 ml·L－1
D．B的转化率为60%
解析 由题给数据建立如下三段式：
3A(g) ＋ B(g)＝ xC(g)＋2D(g)
起(ml) 3 1 0 0
变(ml) 1.2 0.4 0.4 0.8
末(ml) 1.8 0.6 0.4 0.8
根据浓度变化量之比等于化学计量数之比可知x＝1，故A正确；2 min内A的反应速率为eq \f(\f(1.2 ml,2 L),2 min)＝0.3 ml·L－1·min－1，故B正确；2 min时，A的浓度为eq \f(1.8 ml,2 L)＝0.9 ml·L－1，故C正确；B的转化率为eq \f(0.4 ml,1 ml)×100%＝40%，故D错误。
5．下列有关说法正确的是( C )
A．ΔHx＋2，x只能为1。Δn(D)＝0.1 ml/(L·min)×5 min×2 L＝1 ml，用三段式
3A(g) ＋ B(g)  C(g) ＋ 2D(g)
起始： 3 ml 2.5 ml 0 0
转化： 1.5 ml 0.5 ml 0.5 ml 1 ml
平衡： 1.5 ml 2 ml 0.5 ml 1 ml
A的平均反应速率为eq \f(\f(1.5 ml,2 L),5 min)＝0.15 ml/(L·min)，选项A错误；平衡时，C的浓度为eq \f(0.5ml,2 L)＝0.25 ml/L，选项B错误；平衡时，B的转化率为eq \f(0.5,2.5)×100%＝20%，选项C正确；平衡时，容器内压强为原来的eq \f(1.5 ml＋2 ml＋0.5 ml＋1 ml,3 ml＋2.5 ml)＝eq \f(10,11)，选项D错误。
8．在一定温度下，将一定量的气体通入体积为2 L的密闭容器中，使其发生反应，有关物质X、Y、Z的物质的量的变化如图所示。则下列有关推断正确的是( B )
A．该反应的化学方程式为：3Z===3X＋2Y
B．t0时，X、Y、Z的质量不再改变
C．t0时，Z的浓度为1.2 ml/L
D．t0时，反应停止，反应速率为0
解析 由图可知，X、Y的物质的量增大，X、Y为生成物，Z物质的量减小，Z为反应物，到平衡后，X生成1.8 ml，Y生成1.2 ml，Z反应1.8 ml，X、Y、Z的化学计量数之比＝1.8∶1.2∶1.8＝3∶2∶3，此后任何物质的物质的量不变，则反应为可逆反应，因此该反应的化学方程式为：3Z3X＋2Y，A错误；化学平衡时各组分的浓度不再随时间变化而变化，X、Y、Z的质量也不再改变，B正确；根据图像可知平衡时Z的浓度c(Z)＝eq \f(1.2 ml,2 L)＝0.6 ml/L，C错误；根据可逆反应平衡的特征可知，反应处于平衡时正、逆反应速率相等，但不等于零，D错误。
9．在1 L的密闭容器中，发生反应4A(固)＋3B(气)2C(气)＋D(气)，经2 min后B的浓度减少0.6 ml·L－1。对此反应速率的正确表示是( B )
A．用A表示的反应速率是0.4 ml·L－1·min－1
B．用B、C、D分别表示反应的速率，其比值是3∶2∶1
C．在第2 min末的反应速率用B表示是0.3 ml·L－1·min－1
D．再过2 min，B的浓度仍减少0.6 ml·L－1
解析 A物质是纯固体，不能用纯固体表示化学反应速率，故A错误；因为反应速率之比等于化学计量数之比，所以根据反应方程式可知用B、C、D分别表示反应的速率，其比值是3∶2∶1，故B正确；v(B) ＝ 0.3 ml·L－1·min－1表示的是2 min内物质B的平均反应速率，在第2 min末的反应速率不能用平均速率表示，故C错误；随着反应进行，反应物的浓度减少，反应速率减慢，所以再过2 min，B的浓度的减少小于0.6 ml·L－1，故D错误。
10．在两个绝热恒容的密闭容器中分别进行下列两个可逆反应：
甲：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)；
乙：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
现有下列状态：
①混合气体平均相对分子质量不再改变 ②气体的总物质的量不再改变 ③各气体组成浓度相等 ④反应体系中温度保持不变 ⑤断裂氢氧键速率是断裂氢氢键速率的2倍 ⑥混合气体密度不变
其中能表明甲、乙容器中反应都达到平衡状态的是( B )
A．①③ B.④⑤
C．③④D．②⑥
解析 乙反应的两边气体的体积相同且都是气体，混合气体平均相对分子质量始终不变，所以平均相对分子质量不变，无法判断乙反应是否达到平衡状态，故①错误；乙反应的两边气体的体积相同且都是气体，气体的总物质的量始终不变，所以气体的总物质的量不变无法判断乙是否达到平衡状态，故②错误；各气体组成浓度相等，不能判断各组分的浓度是否不变，无法证明达到了平衡状态，故③错误；因为为绝热容器，反应体系中温度保持不变，说明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故④正确；断裂氢氧键速率是断裂氢氢键速率的2倍，说明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故⑤正确；乙反应的两边气体的体积相同且都是气体，容器的容积不变，所以密度始终不变，所以混合气体密度不变，无法判断乙是否达到平衡状态，故⑥错误；能表明甲、乙容器中反应都达到平衡状态的有④⑤，故选B。
二、选择题：本题共5小题，每小题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2分，有选错的得0分。
11．400 ℃时，向一个容积为2 L的密闭容器中充入一定量的CO和H2，发生如下反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。反应过程中测得的部分数据见下表：
下列说法不正确的是( CD )
A．反应在前10 min内的平均速率为v(H2)＝0.012 ml/(L·min)
B．400 ℃时，该反应的平衡常数数值为2.5×103
C．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(CH3OH)＝0.06 ml·L－1，则反应的ΔH>0
D．相同温度下，若起始时向容器中充入0.3 ml CH3OH，达到平衡时CH3OH的转化率大于20%
解析 容积为2 L的密闭容器中充入0.20 ml CO和0.40 ml H2，发生：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)反应，10 min后n(CO)＝ 0.08 ml，变化了0.12 ml，H2变化了0.24 ml，所以10 min内的H2的平均速率为v(H2)＝eq \f(0.24 ml,2 L×10 min)＝0.012 ml/(L·min)，故A正确；由表中的数据分析可知：20 min时CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)反应达到平衡，各物质浓度变化情况为：
CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)
初始浓度(ml·L－1) 0.1 0.2 0
变化浓度(ml·L－1) 0.08 0.16 0.08
平衡浓度(ml·L－1) 0.02 0.04 0.08
400 ℃时，该反应的平衡常数K＝eq \f(0.08,0.02×0.042)＝2.5×103，故B正确；保持其他条件不变，升高温度使反应达到平衡时c(CH3OH)＝0.06 ml·L－1p1；②950 ℃时，压强为p3，H2S的转化率为30%，H2S的物质的量的变化量Δn＝0.1 ml×30%＝0.03 ml，因此v(H2S)＝eq \f(Δc,Δt)＝eq \f(\f(0.03 ml,2.0 L),3 h)＝0.005 ml/(L·h)，则v(S2)＝eq \f(1,2)v(H2S)＝0.002 5 ml/(L·h)；③压强p2＝7.2 MPa、温度为975 ℃时，H2S的转化率为40%，H2S的物质的量的变化量为0.1 ml×40%＝0.04 ml，
2H2S(g) 2H2(g)＋ S2(g)
起始量(ml) 0.1 0 0
变化量(ml) 0.04 0.04 0.02
平衡量(ml) 0.06 0.04 0.02
平衡常数Kp＝
eq \f(\f(0.02,0.06＋0.04＋0.02)×7.2 MPa×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(0.04,0.06＋0.04＋0.02)×7.2 MPa))2,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(0.06,0.06＋0.04＋0.02)×7.2 MPa))2)≈0.53 MPa。
18．(12分)如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2引起了全世界的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理，进行如下实验：在容积为1 L的密闭容器中，充入1 ml CO2和3 ml H2，在500 ℃下发生反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。实验测得CO2和CH3OH(g)的物质的量(n)随时间变化如图1所示：
(1)从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝0.225 ml/(L·min)。
(2)500 ℃该反应的平衡常数为5.3(结果保留一位小数)，图2是改变温度时化学反应速率随时间变化的示意图，若提高温度到800 ℃进行，达平衡时，K值减小(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)下列措施中不能使CO2的转化率增大的是BD。
A．在原容器中再充入1 ml H2
B．在原容器中再充入1 ml CO2
C．缩小容器的容积
D．使用更有效的催化剂
E．将水蒸气从体系中分离出
(4)500 ℃条件下，测得某时刻，CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)和H2O(g)的浓度均为0.5 ml/L，则此时v(正)＞v(逆)(填“＞”“＜”或“＝”)。
解析 (1)由图可知，10 min到达平衡，平衡时甲醇的浓度变化为0.75 ml/L，由方程式CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)可知，氢气的浓度变化等于甲醇的浓度变化量的3倍，则氢气的浓度变化量为：0.75 ml/L×3＝2.25 ml/L，则v(H2)＝eq \f(2.25 ml/L,10 min)＝0.225 ml/(L·min)；(2)由(1)可知平衡时各组分的浓度c(CO2)＝0.25 ml/L，c(CH3OH) ＝c(H2O)＝0.75 ml/L，则c(H2)＝3 ml/L－0.75 ml/L×3＝0.75 ml/L，所以K＝eq \f(cCH3OH·cH2O,cCO2·c3H2)＝eq \f(0.75×0.75,0.25×0.753)≈5.3，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小；(3)在原容器中再充入1 ml H2，平衡向正反应方向移动，CO2的转化率增大，故A不选；在原容器中再充入1 ml CO2，CO2的转化率反而减小，故B选；缩小容器的容积即增大压强，平衡向正反应方向移动，CO2的转化率增大，故C不选；使用更有效的催化剂，平衡不移动，CO2的转化率不变，故D选；将水蒸气从体系中分离出，平衡向正反应方向移动，CO2的转化率增大，故E不选；(4)500 ℃条件下，测得某时刻，CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)和H2O(g)的浓度均为0.5 ml/L，浓度商Q＝eq \f(cCH3OH·cH2O,cCO2·c3H2)＝eq \f(0.5×0.5,0.5×0.53)＝4＜K＝5.33，说明反应正向进行v正＞v逆。
19．(12分)工业上可利用“甲烷蒸气转化法”生产氢气，反应的热化学方程式为CH4(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋161.1kJ·ml－1。
(1)已知温度、压强对甲烷平衡时的体积分数的影响如图1，请回答：
①图1中a、b、c、d四条曲线中的两条代表压强分别为1 MPa、2 MPa时甲烷体积分数的曲线，其中表示1 MPa的是a。
②该反应的平衡常数：K(600 ℃)＜(填“＞”“＜”或“＝”)K(700 ℃)。
(2)①已知：在700 ℃、1 MPa时，1 ml CH4与1 ml H2O在1 L的密闭容器中反应，6 min时达到平衡(如图2)，此时CH4的转化率为80%，该温度下反应的平衡常数为276.5(结果保留小数点后一位数字)。
②从图2分析，由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是向逆反应方向(填“向正反应方向”或“向逆反应方向”)移动，采取的措施可能是将容器体积缩小为原来的1/2或加入原平衡等量的氢气。
解析 (1)①由CH4(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋161.1 kJ/ml可知，随着温度的升高，平衡向正反应方向移动，甲烷的平衡含量会逐渐减小，因此排除曲线c、d，又因增大压强，平衡逆向移动，甲烷的平衡含量增大，故1 Mpa是曲线a,2 Mpa的是曲线b；②由CH4(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g) ΔH ＝＋161.1 kJ/ml可知，随着温度的升高，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，因此该反应的平衡常数：600 ℃时小于700 ℃；
(2)① CH4(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g)
起始(ml/L)： 1 1 0 0
变化(ml/L)： 0.8 0.8 0.8 2.4
平衡(ml/L)： 0.2 0.2 0.8 2.4
此时CH4的转化率为eq \f(0.8,1)×100%＝80%；该温度下反应的平衡常数K＝eq \f(0.8 ml/L×2.4 ml/L3,0.2 ml/L×0.2 ml/L)≈276.5 ml2·L－2；②由图2可知，在7 min时，氢气的浓度增大了一倍，可能是缩小体积为原来的eq \f(1,2)或增加了等量的氢气，无论是增大压强，还是增大氢气的浓度，平衡均是逆向移动。
20．(12分)(1)对于反应：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)，在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线如图：
①比较p1、p2的大小关系：p2>p1。
②随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是减小(“增大”或“减小”)。
(2)在容积为1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g) 2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。回答下列问题：
①反应的ΔH大于0(填“大于”或“小于”)；100 ℃时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在0～60 s时段，反应速率v(N2O4)为0.001 0 ml·L－1·s－1；平衡时混合气体中NO2的体积分数为75%。
②100 ℃时达平衡后，向容器中迅速充入含0.08 ml的NO2和0.08 ml N2O4的混合气体，此时速率关系v(正)大于v(逆)(填“大于”“等于”或“小于”)。
③100 ℃时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.002 0 ml·L－1·s－1的平均速率降低，经10 s又达到平衡。
a．T大于100 ℃(填“大于”或“小于”)，判断理由是反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高。
b．温度T时反应的平衡常数K2为1.28。
解析 (1)①已知2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)是正方向体积减小的反应，增大压强平衡正移，则NO的转化率会增大，由图可知p2时NO的转化率大，则p2时压强大，即p2>p1；②由图像可知，随着温度的升高，NO的转化率减小，说明升高温度平衡逆移，则该反应正方向是放热反应，所以升高温度平衡常数K减小；(2)①由题意及图示知，在1.00 L的容器中，通入0.100 ml的N2O4，发生反应：N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高混合气体的颜色变深，说明反应向生成NO2的方向移动，即向正反应方向移动，所以正反应为吸热反应，即ΔH>0；由图示知60 s时该反应达到平衡，消耗N2O4为0.100 ml·L－1－0.040 ml·L－1＝0.060 ml·L－1，根据v＝eq \f(Δc,Δt)可知：v(N2O4)＝eq \f(0.060 ml/L,60s)＝0.001 0 ml·L－1·s－1；求平衡时混合气体中NO2的体积分数可利用三段式：
N2O4(g)2NO2(g)
起始量/(ml·L－1) 0.100 0
转化量/(ml·L－1) 0.060 0.120
平衡量/(ml·L－1) 0.040 0.120
平衡时NO2的体积分数＝eq \f(0.12,0.16)×100%＝75%；②100 ℃时反应达平衡后，向容器中，迅速充入含0.08 ml的NO2和0.08 ml N2O4的混合气体，容器体积为1 L，则此时浓度商Q＝eq \f(0.12＋0.082,0.04＋0.08)≈0.33v(逆)；③100 ℃时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)降低，说明平衡N2O4(g)2NO2(g)向正反应方向移动，根据勒夏特列原理，温度升高，向吸热反应方向移动，即向正反应方向移动，故T>100 ℃；由c(N2O4)以0.002 0 ml·L－1·s－1的平均速率降低，经10 s又达到平衡，可知此时消耗N2O4为：0.002 0 ml·L－1·s－1×10 s＝0.020 ml·L－1，由三段式：
N2O4(g)2NO2(g)
起始量/(ml·L－1) 0.040 0.120
转化量/(ml·L－1) 0.020 0.040
平衡量/(ml·L－1) 0.020 0.160
K2＝eq \f(c2NO2,cN2O4)＝eq \f(0.1602,0.02)＝1.28。
t/min
0
10
20
30
n(CO)/ml
0.20
0.08
0.04
n(H2)/ml
0.40
0.08
容器
起始物质的量/ml
CH4的平均转化率
CH4
H2O
CO
H2
Ⅰ
0.1
0.1
0
0
50%
Ⅱ
0.1
0.1
0.1
0.3
Ⅲ
0
0.1
0.2
0.6
时间/s
0
20
40
60
80
100
n(N2O4)/ml
0.40
0.28
0.20
0.14
0.10
0.10
n(NO2)/ml
0.00
0.24
b
0.52
0.60
0.60
pH
3
5
7
9
11
c(S2－)/ (ml·L－1)
1.4×10－15
1.4×10－11
6.8×10－8
1.3×10－5
1.3×10－5