人教版高中化学选择性必修1第2章化学反应速率与化学平衡测评含答案

这是一份人教版高中化学选择性必修1第2章化学反应速率与化学平衡测评含答案，共19页。
第二章测评
一、选择题(本题包括13小题,每小题4分,共计52分。每小题只有一个选项符合题意)
1.在一定温度下,将气体X和Y各3 mol充入10 L恒容密闭容器中,发生反应:3X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)。经过8 min,反应达到平衡状态,此时Z的物质的量为1.6 mol。下列关于反应开始至第8 min时的平均反应速率的计算正确的是(　　)
A.v(X)=0.30 mol·L-1·min-1
B.v(Y)=0.02 mol·L-1·min-1
C.v(Z)=0.02 mol·L-1·min-1
D.v(W)=0.10 mol·L-1·min-1
2.过渡态理论认为:化学反应不是通过反应物分子的简单碰撞完成的。在反应物分子生成产物分子的过程中,首先生成一种高能量的活化配合物,高能量的活化配合物再进一步转化为产物分子。按照过渡态理论,NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)的反应历程如下:
第一步:+C—O(慢反应)
第二步:N—O+O—C—O(快反应)
下列有关说法正确的是(　　)
A.第二步活化配合物之间的碰撞一定是有效碰撞
B.活化配合物的能量越高,第一步的反应速率越快
C.第一步反应需要吸收能量
D.该反应的反应速率主要取决于第二步反应
3.反应S2O82-+3I-2SO42-+I3-的反应机理为:①S2O82-+I-S2O8I3-　②……　③I2+I-I3-(快反应),改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示:

c(S2O82-)(mol·L-1)
c(I-)(mol·L-1)
v(mol·L-1·min-1)
0.038
0.060
1.5×10-5
0.076
0.060
3.0×10-5
0.076
0.030
1.5×10-5

下列说法正确的是(　　)
A.该反应的速率方程为v=kc(S2O82-)c3(I-)
B.该反应的速率常数k的值为6.14×10-2
C.第②步的反应方程式为S2O8I3-+I-2SO42-+I2
D.三步反应中反应③的活化能最大
4.相同温度下,分别在起始容积均为1 L的两个密闭容器中发生反应:X2(g)+3Y2(g)2XY3(g)　ΔH=-a kJ·mol-1,实验测得反应的有关数据如表。

容
器
反应
条件
起始物质的量/mol
达到平衡所用时间min
达到平衡过程
中的能量变化
X2
Y2
XY3
①
恒容
1
3
0
10
放热0.1 a kJ
②
恒压
1
3
0
t
放热b kJ

下列叙述正确的是(　　)
A.对于上述反应,①②中反应的平衡常数K的数值不同
B.①中:从开始至10 min内的平均反应速率v(X2)=0.1 mol·L-1·min-1
C.②中:X2的平衡转化率小于10%
D.b>0.1 a
5.汽车尾气净化中的一个反应为NO(g)+CO(g)12N2(g)+CO2(g)　ΔH=-373.4 kJ·mol-1。在一容积为5 L的恒容密闭容器中充入0.2 mol NO和0.5 mol CO,5 min后该反应达到平衡,此时N2的物质的量为0.06 mol。下列说法正确的是(　　)
A.达到平衡后,若只升高温度,化学平衡正向移动
B.达到平衡后,再通入稀有气体,逆反应速率增大
C.0~5 min内,NO的反应速率为2.4×10-3 mol·L-1·min-1
D.使用催化剂,达平衡时放出热量为44.808 kJ
6.下列有关热化学方程式N2O4(g)2NO2(g)　ΔH=+57 kJ·mol-1的说法正确的是(　　)
A.升高体系温度,正反应速率增大,逆反应速率也增大
B.若容器容积不变,气体密度不变时说明该反应已经达到化学平衡状态
C.温度不变,向平衡后的容器中再加入少量N2O4,平衡常数K值变大
D.增大体系的压强,平衡右移,同时提高N2O4的反应速率和转化率
7.采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定,从而降低SO2的排放,但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生反应,降低了脱硫效率,涉及的反应之一是CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s)+4CO2(g)　ΔH=-175.6 kJ·mol-1。上述反应在密闭容器中进行并达到平衡,下列说法正确的是(　　)
A.该反应在常温下能自发进行,且反应速率较快
B.降低温度,混合气体的密度增大
C.压缩容器,该反应放出的热量减小
D.分离出部分CaS(s),CO的转化率变大
8.一定温度下,向10 mL 0.40 mol·L-1H2O2溶液中加入适量FeCl3溶液,不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表所示:

t/min
0
2
4
6
V(O2)/mL
0
9.9
17.2
22.4

资料显示,反应分两步进行:①2Fe3++H2O22Fe2++O2↑+2H+;②H2O2+2Fe2++2H+2H2O+2Fe3+。反应历程中能量变化如图所示:

下列说法不正确的是(　　)
A.0~6 min的平均反应速率:v(H2O2)=3.33×10-2 mol·L-1·min-1
B.Fe3+的作用是增大过氧化氢的分解速率
C.反应①是吸热反应,反应②是放热反应
D.反应2H2O2(aq)2H2O(l)+O2(g)的ΔH=E1-E2c3 B.a+b=92.4
C.2p21
10.[2023浙江衢州高二校联考期末]某温度下,向2 L密闭容器中通入1 mol NO和0.5 mol Br2,发生如下反应:2NO(g)+Br2(g)2NOBr(g),Br2的物质的量随时间变化的实验数据如表:

时间/min
5
10
15
20
25
30
35
n(Br2)/mol
0.38
0.30
0.25
0.23
0.20
0.20
0.20

下列说法不正确的是(　　)
A.第18 min的瞬时速率小于第25 min的瞬时速率
B.0~10 min,消耗Br2的平均速率是0.01 mol·L-1·min-1
C.30~35 min,NO的物质的量浓度不再改变
D.任意时刻,容器中NO和Br2的转化率始终相等
11.H2S分解的热化学方程式为2H2S(g)2H2(g)+S2(g)　ΔH=a kJ·mol-1。向容积为1 L的恒容密闭容器中加入n(H2S)+n(Ar)=0.1 mol的混合气体(Ar不参与反应),测得不同温度(T1>T2)时H2S的平衡转化率随n(H2S)n(Ar)比值的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.该反应的aK(Z)
C.平衡常数K(X)=0.012 5
D.维持Y点时n(H2S)不变,向容器中充入Ar气,H2S的平衡转化率减小
12.我国科学家实现了在铜催化条件下将
DMF[(CH3)2NCHO]转化为三甲胺[N(CH3)3]。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示,下列说法正确的是(　　)

A.由图可以判断DMF转化为三甲胺的反应属于吸热反应
B.N(CH3)3+OH*+H*N(CH3)3(g)+H2O(g)是该反应历程的决速步
C.使用铜作催化剂可以降低反应的活化能,从而改变反应的焓变
D.该历程中最大能垒(活化能)E正=2.16 eV
13.乙基叔丁基酸(以ETBE表示)是一种性能优良的高辛烷值汽油调和剂,用乙醇与异丁烯(以IB表示)在催化剂HZSM-5催化下合成ETBE,反应为C2H5OH(g)+IB(g)ETBE(g)。向刚性恒容容器中按物质的量之比1∶1充入乙醇和异丁烯,在温度为378 K与388 K时异丁烯的转化率随时间变化如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.正反应为吸热反应
B.A、M、B三点,逆反应速率最大的是点M
C.388 K时,容器内起始总压为p0 Pa,则Kp=40p0 Pa-1
D.容器内起始总压为p0 Pa,开始到M点时v(IB)=0.01 p0 Pa·min-1
二、非选择题(共48分)
14.(12分)处理、回收CO是环境科学家研究的热点课题。
(1)CO用于处理大气污染物N2O所发生的反应为N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g)　ΔH。几种物质的相对能量如下:

物质
N2O(g)
CO(g)
CO2(g)
N2(g)
相对能量(kJ·mol-1)
475.5
283
0
393.5

①ΔH=　　　　　　　　　　 kJ·mol-1,改变下列“量”,一定会引起ΔH发生变化的是　　(填字母)。 
A.温度 B.反应物浓度
C.催化剂 D.化学计量数
②有人提出上述反应可以用“Fe+”作催化剂。其总反应分两步进行:
第一步:Fe++N2OFeO++N2;
第二步:　 (写化学方程式)。 
第二步反应不影响总反应达到平衡所用时间,由此推知,第二步反应速率　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)第一步反应速率。 
(2)在实验室,采用I2O5测定空气中CO的含量。在密闭容器中充入足量的I2O5粉末和一定量的CO,发生反应:I2O5(s)+5CO(g)5CO2(g)+I2(s)。测得CO的转化率如图1所示。
①相对曲线a,曲线b仅改变一个条件,改变的条件可能是　　　　　　　　　　。 
②在此温度下,该可逆反应的平衡常数K=　　　　　　　　(用含x的代数式表示)。 

(3)工业上,利用CO和H2合成CH3OH。在1 L恒容密闭容器中充入1 mol CO(g)和n mol H2,在250 ℃发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),测得混合气体中CH3OH的体积分数与H2的物质的量的关系如图2所示。在a、b、c、d四点中,CO的平衡转化率最大的点是
　　　　。 
(4)有人提出,利用2CO(g)2C(s)+O2(g)消除CO对环境的污染,你的评价是　　　　　　(填“可行”或“不可行”),原因是　  　。 
15.(14分)实现碳中和任务艰巨,二氧化碳加氢制甲醇将成为实现目标的有效路径。已知:
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH1=-49 kJ·mol-1
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH2
③CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH3=-90 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)ΔH2=　　　　　　kJ·mol-1。 
(2)把1 mol CO2和1 mol H2充入容积为V的容器中进行上述反应。反应达到平衡时,测得各组分的物质的量随温度变化的曲线如图所示。

①图中X代表　　　　(填化学式)。 
②由图可知温度为T时,反应②的平衡常数K　　(填“>”“0,故A项错误;X、Z均在T1温度下,温度不变,平衡常数不变,故B项错误;X点n(H2S)n(Ar)=1,又n(H2S)+n(Ar)=0.1 mol,因此n(H2S)=0.05 mol,容器容积为1 L,则c(H2S)=0.05 mol·L-1。则
2H2S(g) 2H2(g)+S2(g) 　
起始浓度/(mol·L-1) 0.05 0 0
变化浓度/(mol·L-1) 0.025 0.025 0.012 5
平衡浓度/(mol·L-1) 0.025 0.025 0.012 5
K(X)=c2(H2)·c(S2)c2(H2S)=0.012 5,故C项正确;恒温恒容,通入稀有气体,各组分浓度不变,平衡不移动,则H2S的平衡转化率不变,故D项错误。
12.B　解析 根据图示,(CH3)2NCHO(g)+2H2(g)的能量大于N(CH3)3(g)+H2O(g)的能量,所以DMF转化为三甲胺的反应是放热反应,A项错误;化学反应速率与反应的活化能密切相关,活化能越低反应速率越快,由题图可知N(CH3)3+OH*+H*N(CH3)3(g)+H2O(g)对应的活化能[E正=(-1.02 eV)-(-2.21 eV)=1.19 eV]最大,是该反应历程的决速步,B项正确;催化剂加快反应速率的机理就是改变反应的历程,降低反应所需的活化能,但不能改变反应物、生成物的能量,因此不改变反应的焓变,C项错误;根据选项B分析可知该历程中最大能垒(活化能)E正为1.19 eV,D项错误。
13.C　解析 温度越高,反应速率越快,反应越先达到平衡状态,则L1和L2两条曲线对应温度分别为388 K和378 K,由题图可知,温度升高,异丁烯的转化率降低,说明升高温度,平衡逆向移动,则该反应为放热反应,故A项错误;A、B、M三点中A点温度高于B点,A点生成物浓度大于M、B点,所以A点的逆反应速率最大,故B项错误;设甲醇和异丁烯起始物质的量均为1 mol,L1中反应达到平衡时,异丁烯的转化率为80%,
C2H5OH(g) + IB(g) ETBE(g)
起始量/mol 1 1 0
转化量/mol 0.8 0.8 0.8
平衡量/mol 0.2 0.2 0.8
平衡时混合气体总物质的量为0.2 mol+0.2 mol+0.8 mol=1.2 mol,压强之比等于物质的量之比,则平衡时压强为1.22×p0Pa=0.6 p0Pa,Kp=0.81.2×0.6p00.21.2×0.6p0×0.21.2×0.6p0=40p0Pa-1,故C项正确;M点的异丁烯的转化率为60%,根据C选项分析,结束时总物质的量为0.4 mol+0.4 mol+0.6 mol=1.4 mol,压强之比等于物质的量之比,则结束时压强为1.42×p0Pa=0.7 p0Pa,IB的分压为0.41.4×0.7 p0Pa=0.2 p0Pa,则开始到M点时v(IB)=0.5p0-0.2p060min=0.005 p0 Pa·min-1,故D项错误。
14.答案 (1)①-365　D　
②FeO++COFe++CO2　大于
(2)①加入催化剂(或增大压强)
②x5(1-x)5
(3)d
(4)不可行　该反应是ΔH>0、ΔS0,任何温度下都不能自发进行,故不可行
解析 (1)①ΔH=生成物所具有的总能量-反应物所具有的总能量=(393.5+0-475.5-283) kJ·mol-1=-365 kJ·mol-1。反应热只与具体反应的化学计量数有关,与温度、压强、催化剂、转化率、反应物浓度等无关,故选D。
②根据催化剂定义,第二步反应中,中间产物(FeO+)氧化CO生成CO2,本身被还原成Fe+,方程式为FeO++COFe++CO2。第二步反应对总反应速率没有影响,说明第一步是慢反应,控制总反应速率,第二步反应速率大于第一步反应速率。
(2)①曲线b和曲线a的平衡状态相同,曲线b反应速率较大,对于气体分子数相同的反应,加压可以增大浓度,正、逆反应速率同倍数增大,加入催化剂,正、逆反应速率同倍数增大,平衡不移动,曲线b仅改变一个条件,改变的条件可能是加入催化剂(或增大压强)。
②设CO的起始浓度为c(对于等气体分子数反应,体积始终不变),平衡时,c(CO)=(1-x)c mol·L-1,c(CO2)=xc mol·L-1,K=c5(CO2)c5(CO)=x5(1-x)5。
(3)图2中,b点代表平衡点,增大H2、CO的投料比,CO的平衡转化率增大,在a、b、c、d四点中,CO的平衡转化率最大的点是d。
(4)该反应是ΔH>0、ΔS0,任何温度下都不能自发进行,故不可行。
15.答案 (1)+41
(2)①CO　②