高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第二章 化学反应速率和化学平衡综合与测试课后复习题

这是一份高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第二章 化学反应速率和化学平衡综合与测试课后复习题，共12页。试卷主要包含了一定条件下,发生反应，下列反应中,熵减小的是，下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。


易错点1 不能正确理解化学反应速率及其影响因素
1.(★★☆)在可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)达到平衡后,若反应速率分别用vA、vB、vC、vD表示(单位为 ml·L-1·min-1),则下列关系式正确的是( )

A.mqvA=vD B.pqvC=vD C.nmvB=vA D.pqvD=vC
2.(★★☆)在一密闭容器中充入1 ml H2和1 ml I2,压强为p(Pa),并在一定温度下使其发生反应H2(g)+I2(g) 2HI(g),下列说法正确的是( )
A.保持容器容积不变,向其中加入1 ml H2,化学反应速率不变
B.保持容器容积不变,向其中加入1 ml Ar,化学反应速率增大
C.保持容器内气体压强不变,向其中加入1 ml Ar,化学反应速率不变
D.保持容器内气体压强不变,向其中加入1 ml H2(g)和1 ml I2(g),化学反应速率不变
易错点2 化学平衡状态的判断错误
3.(★☆☆)一定条件下,发生反应:2A(g)+2B(g) 3C(g)+D(g),该反应在容积不变的密闭容器中进行,达到化学平衡状态的标志是( )
A.单位时间内生成2n ml B,同时消耗3n ml C
B.容器内压强不随时间而变化
C.混合气体的密度不随时间变化
D.单位时间内生成2n ml A,同时生成n ml D
4.(★★☆)在一个绝热的恒容密闭容器中,可逆反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到平衡的标志是( )
①反应速率v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=1∶3∶2 ②各组分的物质的量不变 ③体系的压强不再发生变化 ④混合气体的密度不变(相同状况) ⑤体系的温度不再发生变化 ⑥2v正(N2)=v逆(NH3) ⑦单位时间内3 ml H—H键断裂的同时2 ml N—H键也断裂
A.①②③⑤⑥ B.②③④⑤⑥
C.②③⑤⑥ D.②③④⑥⑦
易错点3 不能正确理解化学平衡移动及其影响因素
5.(★★☆)一真空密闭容器中盛有a ml A,加热到200 ℃时发生反应:nA(g) B(g)+C(g),反应达到平衡时,A的体积分数为M%。若在同一温度和同一容器中,最初投入的是2a ml A,反应达到平衡时,A的体积分数为N%,则M和N的正确关系是( )
A.M>N B.MC.M=N D.A、B、C项都有可能
6.(★★☆)将2 ml SO2和1 ml O2充入带活塞的密闭容器中,发生反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),达到平衡后,改变下列条件,SO3的平衡浓度不变的是( )
A.保持温度和容器的压强不变,充入1 ml SO3(g)
B.保持温度和容器的容积不变,充入1 ml SO3(g)
C.保持温度和容器的压强不变,充入1 ml O2(g)
D.保持温度和容器的压强不变,充入1 ml Ar(g)
7.(2020湖南师大附中高二第一阶段检测,★★☆)当化学平衡条件改变使平衡向正反应方向移动时,下列叙述正确的是( )
①生成物的质量分数一定增加;②生成物的产量一定增加;③反应物的转化率一定增大;④反应物的浓度一定降低;⑤正反应速率一定大于逆反应速率;⑥一定使用催化剂
A.①②③B.③④⑤C.②⑤D.④⑥
易错点4 混淆等效平衡的类型与应用
8.(★★☆)在一固定容积的密闭容器中,保持一定温度,在一定条件下进行反应A(g)+2B(g) 3C(g),已知加入1 ml A和3 ml B,且达到平衡后,生成a ml C。
(1)达到平衡时,C在反应混合气体中的体积分数是 (用字母a表示)。
(2)在相同的实验条件下,若在同一容器中改为加入2 ml A和 6 ml B,达到平衡后,C的物质的量为 ml(用字母a表示),此时C在反应混合气体中的质量分数 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)在相同实验条件下,若在同一容器中改为加入2 ml A和8 ml B,若要求平衡后C在反应混合气体中质量分数不变,则还应加入 ml C。
易错点5 熵变大小与自发反应的判断错误
9.(2020福建泉州永春华侨中学高二期中考试,★★☆)下列反应中,熵减小的是( )
A.(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)
B.2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)
C.MgCO3(s)MgO(s)+CO2(g)
D.2CO(g)2C(s)+O2(g)
10.(2020辽宁盘锦第二高级中学高二阶段考试,★★☆)下列说法正确的是( )
A.凡是放热反应都是自发的,吸热反应都是非自发的
B.自发反应一定熵增大,非自发反应一定熵减小或不变
C.熵增加且放热的反应一定是自发反应
D.非自发反应在任何条件下都不能发生
思想方法练

等效思想在化学平衡中的应用
1.(2020江西赣州三中高二上月考,★★☆)某温度下,在一容积可变的容器中,反应2A(g)+B(g) 2C(g)达到平衡时,A、B和C的物质的量分别为4 ml、2 ml和4 ml。保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整,可使平衡右移的是 ( )
A.均减半 B.均加倍
C.均增加1 ml D.均减少1 ml
2.(★★☆)在相同温度下,有相同容积且容积不变的甲、乙两密闭容器,甲容器中充入1 g N2和1 g H2,乙容器中充入2 g N2和2 g H2。下列叙述中,错误的是( )
A.化学反应速率:乙>甲
B.平衡后N2的浓度:乙>甲
C.H2的转化率:乙>甲
D.平衡混合气中H2的体积分数:乙>甲
3.(★★☆)在一密闭容器中充入3 ml A和1 ml B发生反应:3A(g)+B(g) xC(g),达到平衡后,C的体积分数为φ%;若维持容器的容积和温度不变,按起始物质的量A:0.9 ml、B:0.3 ml、C:2.1 ml充入容器,达到平衡后,C的体积分数仍为φ%,则x的值为( )
A.只能为4B.只能为3
C.可能是4,也可能是3D.无法确定
4.(★★☆)已知2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-197 kJ·ml-1。向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体:(甲)2 ml SO2和1 ml O2;(乙)1 ml SO2和0.5 ml O2;(丙)2 ml SO3。恒温、恒容下反应达平衡时,下列关系一定正确的是( )
A.容器内压强p:p甲=p丙>2p乙
B.SO3的质量m:m甲=m丙>2m乙
C.c(SO2)与c(O2)之比为k:k甲=k丙>k乙
D.反应放出或吸收热量的数值Q:Q甲=Q丙>2Q乙
5.(★★☆)在相同温度和压强下,对反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)进行甲、乙、丙、丁四组实验,实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表:
上述四种情况达到平衡后,n(CO)的大小顺序是( )
A.乙=丁>丙=甲B.乙>丁>甲>丙
C.丁>乙>丙=甲D.丁>丙>乙>甲
6.(★★☆)在一个固定容积的密闭容器中,保持一定温度进行如下反应:H2(g)+Br2(g) 2HBr(g),已知加入1 ml H2和2 ml Br2达到平衡后,生成x ml HBr,在相同条件下若起始时加入的H2、Br2、HBr分别为a、b、c(均不为0)且保持平衡时各组分含量都不变,以下推断正确的是( )
①a、b、c应满足的关系是4a+c=2b;②平衡时HBr为x ml;③a、b、c应满足的关系是a+b=c;④平衡时HBr为a+b+c2x ml
A.① B.①② C.①④ D.②③
7.(2020黑龙江鹤岗一中高二月考,★★★)将1 ml I2和2 ml H2(g)置于某2 L密闭容器中,在一定温度下发生反应:I2(g)+H2(g)2HI(g) ΔH<0,并达平衡,HI的体积分数ω(HI)随时间变化如图曲线(Ⅱ)所示:
(1)达平衡时,I2(g)的物质的量浓度为 。H2(g)的平衡转化率为 。在此温度下,该反应的平衡常数K (保留一位小数)。
(2)若改变反应条件,在甲条件下ω(HI)随时间的变化如图曲线(Ⅰ)所示,在乙条件下ω(HI)随时间的变化如图曲线(Ⅲ)所示。则甲条件可能是 (填序号,下同),乙条件可能是 。
①恒容条件下,升高温度
②恒容条件下,降低温度
③恒温条件下,缩小反应容器容积
④恒温条件下,扩大反应容器容积
⑤恒温、恒容条件下,加入适当催化剂
(3)若保持温度不变,在另一相同的2 L密闭容器中加入a ml I2(g)、b ml H2和c ml HI(a、b、c均大于0),发生反应,达平衡时,HI的体积分数仍为0.60,则a、b、c应满足的关系是 (用含一个a、b、c的代数式表示)。
答案全解全析
易混易错练
1.D 本题易错之处是误认为各物质的化学计量数与该物质的速率乘积相等。在化学反应中,用各物质表示的化学反应速率与反应方程式中各物质的化学计量数成正比。A项应为qmvA=vD,B项应为qpvC=vD,C项应为mnvB=vA。
2.D 本题易错之处是未理解压强影响化学反应速率的本质,认为压强增大就会增大反应速率,错选B;认为压强不变化学反应速率不变,错选C。A项,增大氢气的浓度,反应速率加快,A项不正确。B项,反应物和生成物的浓度不变,反应速率不变,B项不正确。C项,由于保持压强不变向其中加入1 ml Ar时必须扩大容器的容积,因此反应物的浓度减小,反应速率降低,C项不正确。
3.D 本题易错之处一是简单地认为压强、密度不变了就达到了化学平衡,忽略了在反应前后气体分子数不变的反应中压强本来就是不变的,忽略了混合气体质量一定、体积一定,密度始终不变,而错选B或C;二是未理解正反应速率和逆反应速率的区别,单纯地认为各物质的反应速率之比等于对应化学计量数之比就达到了平衡,而错选A。A项,生成B和消耗C为同一反应方向,因此无法判断反应是否达到平衡;B项,因为该反应为反应前后气体分子数不变的反应,因此容器内压强不随时间的变化而变化;C项,混合气体的质量一定、容器体积一定,故混合气体的密度始终不变;D项,用不同物质表示的化学反应速率,方向相反,且反应速率之比等于对应的化学计量数之比,所以正反应速率等于逆反应速率,故D项可说明反应达到了化学平衡状态。
4.C 在化学反应中各物质的反应速率之比等于对应的化学计量数之比,①不能表示正、逆反应速率之间的关系,⑥说明正、逆反应速率相等,故⑥是达到平衡的标志。恒容条件下,对于反应前后气体分子数不相等的反应,③是达到平衡的标志。混合气体的质量不变、容器恒容,故混合气体的密度始终不变,④不是达到平衡的标志。②⑤是达到化学平衡的标志。⑦中忽略了1 ml氨气分子含有3 ml N—H键。本题选C。
5.D 本题易错之处一是简单地认为反应物只有一种物质,增加其量即是增大浓度,二是不能正确利用等效平衡。当A的物质的量增大一倍时,先将容器的体积也扩大一倍,即建立等效平衡,这样达到平衡时,A的体积分数不变。然后再将体积压缩到原体积,这时根据反应前后气体分子数如何变化,考虑平衡如何移动,从而确定A的体积分数如何变化。若n等于1,由于反应前气体的总分子数小于反应后气体的总分子数,因此在压缩到原体积时,相当于增大压强,平衡将向逆反应方向移动,A的体积分数增大,即N>M。若n等于2,即反应前后气体分子数不变,在压缩到原体积时,平衡不移动,其结果为M=N。若n大于或等于3,由于反应前气体的总分子数大于反应后气体的总分子数,因此在压缩到原体积时,平衡将向正反应方向移动,A的体积分数减小,其结果为M>N。
6.A 本题易错之处是不能正确分析不同条件下充入新物质后平衡移动情况。A项,恒温恒压下充入1 ml三氧化硫,新平衡与原平衡为等效平衡,故SO3的平衡浓度不改变;B项,恒温恒容下充入1 ml三氧化硫,其浓度增大,平衡逆向移动,平衡时三氧化硫的浓度大于原平衡;C项,恒温恒压下只充入氧气,三氧化硫的平衡浓度会发生变化;D项,恒温恒压下充入稀有气体,容器体积增大,即反应中各物质浓度减小,平衡逆向移动,SO3的平衡浓度减小。
7.C 本题易误认为平衡正向移动,反应物的浓度一定会降低。当平衡正向移动时,生成物的质量分数不一定增大,但生成物的产量一定增加,①错误、②正确;反应物的转化率不一定增大,反应物的浓度也不一定降低,如工业合成氨时,增大N2浓度,H2的转化率增大、浓度减小,而N2的转化率降低,浓度增大,③、④错误;平衡正向移动时,正反应速率一定大于逆反应速率,与是否使用催化剂无关,⑤正确、⑥错误。综上分析C项正确。
8.答案 (1)a4 (2)2a 不变 (3)6
解析 (1)由于该反应是反应前后体积不变的反应,则n总=n平=4 ml,V(C)V(总)=n(C)n平=a4。
(2)物质按比例增多,相当于对体系加压。加压,该反应平衡不移动,故C的质量分数不变。
(3)根据等效平衡原理,设还应加入x ml C,则
(2+x3)∶(8+23x)=1∶3,解得x=6。
9.D 解答本题因不能正确理解熵变而容易误选。A项、C项均是固体生成气体的反应,熵增加;B项气体的物质的量增加,熵增加;D项,反应生成的气体的物质的量减小,熵减小。
10.C 解答本题需明确反应的自发性同时受焓变和熵变的影响。放热反应不一定都是自发的,吸热反应不一定都是非自发的,A项错误;自发反应不一定熵增大,非自发反应也不一定熵减小或不变,B项错误;熵增且放热的反应能保证ΔH-TΔS<0,即反应一定是自发反应,C项正确;反应能否发生受外界条件的影响,非自发反应在一定条件下也可能发生,D项错误。
思想方法练
1.C 原平衡A、B、C的物质的量之比为2∶1∶2,选项A、B“均减半”“均加倍”,与原平衡比例一致,为恒温、恒压条件下的等效平衡,因此平衡不移动。C可设想为两步加入,第一次加入1 ml A、0.5 ml B、1 ml C,此时平衡不移动,第二次再加入0.5 ml B(此法与一次性各加入1 ml等效),增加反应物B的浓度,平衡正向移动。D中均减小1 ml,也可设想为两步进行,先将A减小1 ml、B减小0.5 ml、C减小1 ml,此时平衡不移动,再将B减小0.5 ml,减小反应物B的浓度,平衡逆向移动。
2.D 因为乙的原料投入量正好是甲的两倍,假设开始时乙的容器体积也是甲的两倍,则此时甲与乙是等效平衡。再将乙容器体积压缩至与甲相等,在此过程中反应N2+3H2 2NH3的平衡向正反应方向移动,即N2、H2的转化率增大,在体系中的体积分数减小。此时,乙中N2、H2、NH3的浓度都比甲中大,但乙中N2、H2的浓度小于甲中的两倍,而乙中NH3的浓度大于甲中的两倍。
3.C 恒温恒容下,开始充入3 ml A和1 ml B与开始充入0.9 ml A、0.3 ml B和2.1 ml C达到平衡后,C的体积分数均为φ%,说明为完全等效平衡,按化学计量数转化到左边,满足n(A)=3 ml、n(B)=1 ml,故0.9 ml+2.1mlx×3=3 ml,解得x=3,但是对于反应前后气体化学计量数之和相等的反应,物质的投料等比即等效,所以x=4也是正确的。
4.B 因为反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)在恒温、恒容的条件下进行。根据等效平衡的原理可知,甲与丙最后达到平衡时SO2、O2、SO3的物质的量、容器内的压强、SO2与O2的比值都相同;乙相当于在甲容器达到平衡后,将容器的体积瞬间扩大为原来的2倍。设甲达到平衡时容器内的压强为p甲,此时容器内瞬间压强减小为p甲/2,此时平衡向逆反应方向移动,气体的物质的量增加,SO3的质量减小,所以容器内气体的压强增大,则p乙>p甲/2,2p乙>p甲=p丙,SO3的质量:m甲=m丙>2m乙,A错误、B正确;当甲容器达到平衡后瞬间将容器体积扩大为原来的2倍,平衡向逆反应方向移动,但是生成的SO2与O2的物质的量之比仍为2∶1,这与开始两者加入的物质的量之比相同,所以在此过程中SO2与O2的物质的量之比一直是2∶1不变,C错误;甲与丙为等效平衡,但达到平衡时,甲容器中SO2的转化率与丙容器中SO3的转化率不一定相等,即Q甲不一定等于Q丙,D错误。
5.A 根据所给数据,甲、丙为等效平衡,则平衡后二者n(CO)相等。乙相当于甲平衡后,再加入a ml CO2,平衡右移,n(CO)增大,丁把CO、H2O折合成反应物相当于2a ml CO2、a ml H2与乙等效,所以平衡后n(CO)的大小顺序是乙=丁>丙=甲。
6.A H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)是一个反应前后气体分子数不变的反应,恒容时只要起始投入量成比例,则形成等效平衡,故a、b、c应满足a+12cb+12c=12,即4a+c=2b,①正确,③错误。设平衡时HBr为y ml,平衡时HBr的含量不变,即ya+b+c=x3,则y=(a+b+c)x3,②、④错误。
7.答案 (1)0.05 ml/L 45% 29.5 (2)③⑤ ④ (3)2a+c=b+c2或4a-2b+c=0。
解析 (1)根据题图,列“三段式”如下:
I2(g)+H2(g)2HI(g)
起始/ml:1 20
转化/ml:x x 2x
平衡/ml:1-x 2-x 2x
即2x(1-x)+(2-x)+2x=0.60,解得x=0.9。达到平衡时c(I2)=(1-0.9)ml2 L=0.05 ml/L,H2的平衡转化率=0.9ml/L2ml/L×100%=45%。由“三段式”法可求出平衡状态时,H2和HI浓度分别为0.55 ml/L、0.9 ml/L,即平衡常数K=(0.9ml/L)20.05ml/L×0.55ml/L≈29.5。(2)甲达到平衡时间缩短,即加快了反应速率,且平衡没有移动,可能是恒温下缩小容器体积或恒温恒容时使用催化剂等;乙达到平衡时间延长,且平衡没有移动,即反应速率变慢,可能是恒温时扩大容器体积。恒容改变温度,导致ω(HI)发生变化。(3)根据恒温、恒容条件下等效平衡建立的条件可知,a、b、c应满足a+12cb+12c=12,即2a+c=b+c2或4a-2b+c=0。 物质
物质的量
实验
CO2
H2
CO
H2O(g)
甲
a ml
a ml
0 ml
0 ml
乙
2a ml
a ml
0 ml
0 ml
丙
0 ml
0 ml
a ml
a ml
丁
a ml
0 ml
a ml
a ml