第二章 化学反应速率与化学平衡 同步习题 上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1

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第二章 化学反应速率与化学平衡同步习题

一、单选题
1．在恒容容器中，一定量的SO2和O2发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。温度分别为t1和t2时，SO3的体积分数随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是

A．该反应的△H＜0
B．若t1和t2时该反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1＜K2
C．可依据反应体系中的压强变化判断该反应是否达到平衡状态
D．反应在t1时达到平衡状态后，若将容器的体积扩大到原来的两倍，再达平衡时SO3的体积分数将减小
2．下列说法正确的是
A．非自发反应就是一定不能实现的反应
B．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变和熵变均可以单独作为反应自发性的判据
C．反应2Mg(s)+CO2(g)=C(s)+2MgO(s) 能自发进行，则该反应的ΔH>0
D．反应NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)    ΔH=+185.57 kJ·mol-1 能自发进行，原因是熵增效应大于焓增效应
3．为了探究温度、不活泼金属杂质对锌与稀硫酸反应速率的影响，设计如下方案
编号
纯锌粉
0.2mol·L-1硫酸溶液
温度
硫酸铜固体
Ⅰ
2.0g
10.0mL
25℃
0
Ⅱ
2.0g
10.0mL
t℃
0
Ⅲ
2.0g
10.0mL
35℃
0.2g
Ⅳ
2.0g
10.0mL
35℃
4.0g
下列推断合理的是
A．选择Ⅱ和Ⅲ实验探究硫酸铜对反应速率的影响，必须控制t=25
B．待测物理量是收集等体积气体所需要的时间，时间越长，反应速率越大
C．根据该方案，可以探究浓度、温度、固体接触面积对反应速率的影响
D．根据该实验方案得出反应速率大小可能是Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ>Ⅳ
4．已知可逆反应a A（g）+b B（？）⇌c C（g）△H＞0（B物质的状态未确定）．关于该反应的描述正确的是
A．加压若平衡正向移动，则a＞c
B．加入一定量的B，平衡一定正向移动
C．缩小容器的体积，各物质的浓度一定增大
D．升高温度，平衡一定正向移动，混合气体的平均摩尔质量的变化不能确定
5．已知：反应过程中的能量变化如图所示(图中表示无催化剂时正反应的活化能，表示无催化剂时逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是

A．该反应中，反应物的总能量小于生成物的总能量
B．，使用催化剂改变活化能，的值也会发生改变
C．该反应的逆反应为吸热反应，升高温度可提高活化分子的百分数
D．常温常压下，将1mol和0.5mol置于密闭容器中充分反应生成放热，其热化学方程式为  
6．Ni可活化C2H6放出CH4，其反应历程如图所示：

下列关于活化历程的说法错误的是
A．此反应的决速步骤：中间体2→中间体3
B．只涉及C—H的断裂和生成
C．在此反应过程中Ni的成键数目发生变化
D．Ni(s)+C2H6(g)=NiCH2(s)+CH4(g) △H=-6.57kJ·mol-1
7．下列叙述及解释正确的是
A．  ，在达到平衡后，对平衡体系采取缩小容积、增大压强的措施，因为平衡向正反应方向移动，故体系颜色变浅
B．  ，在达到平衡后，对平衡体系采取增大容积、减小压强的措施，因为平衡不移动，故体系颜色不变
C．，在达到平衡后，加入碳，平衡向正反应方向移动
D．，在达到平衡后，保持压强不变，充入，平衡向左移动
8．在一定条件下，N2和H2在密闭容器内反应合成NH3。下列说法不正确的是(　　)
A．反应开始时，正反应速率最大，逆反应速率为零
B．随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后不变
C．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后为零
D．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后不变
9．下列实验方案设计、现象和结论均正确的是
选项
目的
实验方案设计
现象和结论
A
探究温度对化学反应速率的影响
取两支试管，向试管中分别加入2mL0.01mol·L-1酸性KMnO4溶液，再加入2mL0.1mol·L-1H2C2O4溶液，将其中一支放入冰水中，一支放入80℃热水中
80℃热水中褪色快，说明温度升高，反应速率加快
B
鉴别NaCl和NaNO2
各取少量固体加水溶解，分别滴加含淀粉的KI溶液，振荡，观察溶液颜色变化
溶液变蓝色的为NaNO2，溶液不变蓝色的为NaCl
C
检验某无色溶液中是否含有NO
取少量该溶液于试管中，加稀盐酸酸化，再加入FeCl2溶液
若溶液变黄色且试管上部产生红棕色气体，则该溶液中含有NO
D
探究某纯净固体试样中是否含SO
取少量固体溶于稀盐酸，再滴加BaCl2溶液
若溶液产生白色沉淀，则该固体中含有SO

A．A B．B C．C D．D
10．在密闭容器中进行如下反应：X2(g)+3Y2(g)2Z(g)，X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.2 mol·L-1、0.6 mol·L-1、0.4 mol·L-1，当平衡时，下列数据肯定不正确的是(　　)
A．X2为0.3 mol·L-1，Y2为0.9 mol·L-1
B．Y2为1.0 mol·L-1
C．X2为0.3 mol·L-1，Z为0.2 mol·L-1
D．Z为1.0 mol·L-1
11．在超临界水中进行碳碳加成反应时存在两条不同的路径，其反应机理如图所示。下列有关说法错误的是

A．比稳定
B．升高温度，生成的反应速率增大的程度更大
C．升高温度，生成物中的比例一定会提高
D．选择适当的催化剂，有可能改变不同路径产物的产量
12．今年9月24日，中科院的科研人员在线发表成果宣布创制了一条利用二氧化碳和电能人工合成淀粉的路线(ASAP路线)：通过光伏发电电解水产生氢气，然后通过催化剂利用氢气和二氧化碳生成甲醇，使用多种优选的酶逐步将甲醇最后转化为淀粉。1立方米生物反应器年产淀粉量相当于5亩土地玉米种植的淀粉产量。下列说法错误的是
A．ASAP路线体现了光能—电能—化学能的转变
B．催化剂可以提高氢气和二氧化碳的平衡转化率
C．酶在合成路线中使各步化学反应更容易发生
D．ASAP路线生产在未来的发展具有广阔前景
13．有关反应，正反应为放热反应。若在容积可变的密闭容器中，下列对图像的分析中不正确的是
  
A．图Ⅰ研究的是t0时升高温度对反应速率的影响
B．图Ⅱ研究的是t0时增大压强(缩小体积)或使用催化剂对反应速率的影响
C．图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较高
D．图Ⅲ研究的是催化剂对化学平衡的影响，且乙使用了催化剂

二、填空题
14．随着氮氧化物对环境及人类活动影响的日趋严重，如何消除大气污染物中的氮氧化物成为人们关注的主要问题之一、
I.利用NH3的还原性可以消除氮氧化物的污染，其中除去NO的主要反应如下：4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+6H2O(l) ΔH＜0
(1)如何提高NO的转化率(任意写出一种) 。
(2)一定温度下，在恒容密闭容器中按照n(NH3)∶n(NO)=1∶3充入反应物，发生上述反应。下列不能判断该反应达到平衡状态的是 。
A．混合气体的平均摩尔质量保持不变
B．容器内物质的总质量保持不变
C．有1mol N-H键断裂的同时，有1mol O-H键断裂
D．n(NH3)∶n(NO)保持不变
E. c(H2O)保持不变
(3)已知该反应速率v正=k正•cx(NH3)•cy(NO)，v逆=k逆•c5(N2)•c0(H2O)( k正、k逆分别是正、逆反应速率常数)，该反应的平衡常数K=k正/k逆，则x= ，y= 。
(4)某研究小组将4mol NH3、6mol NO和一定量的O2充入2L密闭容器中，在Ag2O催化剂表面发生上述反应，NO的转化率随温度变化的情况如图所示：

①从开始到5min末，温度由420K升高到580K，该时段内用NH3表示的平均反应速率v(NH3) 。
②从图象可以看到，如果在有氧条件下，温度升高到580K之后，NO生成N2的转化率开始降低，其可能产生的原因是 。
II.用尿素[(NH2)2CO]水溶液吸收氮氧化物也是一种可行的方法。NO和NO2不同配比混合气通入尿素溶液中，总氮还原率与配比关系如图。

(5)用尿素[(NH2)2CO]水溶液吸收体积比为1∶1的NO和NO2混合气，可将N元素转变为对环境无害的气体。写出该反应产物中的非极性分子 。
(6)随着NO和NO2配比的提高，总氮还原率降低的主要原因是 。
15．汽车尾气里含有的NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致：
N2(g)+O2(g)2NO(g)，△H>0，已知该反应在240℃，平衡常数K=64×10-4。请回答：
(1)某温度下，向2L的密闭容器中充入N2和O2各1mol，5分钟后O2的物质的量为0.5mol，则N2的反应速率为 。
(2)假定该反应是在恒容条件下进行，判断该反应达到平衡的标志 ．
A．消耗1mol N2同时生成1mol O2混合气体密度不变
C．混合气体平均相对分子质量不变        D．2v正(N2)=v逆(NO)
(3)将N2、O2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中，如图变化趋势正确的是 (填字母序号)。

(4)向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N2和O2，达到平衡状态后再向其中充入一定量NO，重新达到化学平衡状态与原平衡状态相比，此时平衡混合气中NO的体积分数 填“变大”、“变小”或“不变”
(5)该温度下，某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10-1mol/L、4.0×10-2mol/L和3.0×10-3mol/L，此时反应 (填“处于化学平衡状态”、“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”)，理由是 。
16．氨气是重要的化工原料，工业合成氨反应原理为：，其反应过程中能量变化如图所示。
  
(1)工业合成氨的条件是 。
(2)合成氨的反应是 反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)若，则每消耗，反应放出(或吸收)的热量 kJ。
(4)将和充入密闭容器中，在相同条件下发生该反应，达到平衡时，放出或吸收的热量为，则 (填“>”“”“”、“ < ”或“=”）。
21．t℃时，将3molA和1molB气体通入体积为2L的密闭容器中(容积不变)，发生如下反应：3A(g)+B(g)⇌xC(g)，2min时反应达到平衡状态(温度不变)，剩余了0.8molB，并测得C的浓度为0.4mol/L，请填写下列空白：
（1）从开始反应至达到平衡状态，生成C的平均反应速率为 ；
（2）x= ；A的转化率为 ，平衡时的压强与开始的压强比为 。
（3）若继续向原混合物的容器中通入少量氦气(假设氦气和A、B、C都不反应)后，化学反应速率 (填字母)
A．正反应速率增大
B．逆反应速率增大
C．不变
22．氯酸钾和亚硫酸氢钾能发生氧化还原反应：KClO3+3KHSO3=KCl+3KHSO4，该反应的速率v和时间t的关系如图所示，又知这个反应的速率随溶液中氢离子浓度的增大而加快。

(1)为什么在t1—t2时段反应速率加快? 。
(2)为什么在t2—t3时段反应速率又下降? 。
23．工业上制备H2的一种重要方法是： CO(g)＋H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=QKJ/mol。已知该反应的平衡常数K与温度的关系如图所示。若在一固定的密闭容器中，850℃时发生上述反应，并测得容器内各物质的浓度(mol/L)随时间的变化关系如下表：

t/min
CO(g)
H2O(g)
CO2(g)
H2(g)
0
0.200
0.300
0
0
2
0.138
0.238
0.062
0.062
3
c1
c2
c3
c4
4
c1
c2
c3
c4
已知：850℃时该反应的化学平衡常数K=1.0，请回答下列问题：
(1)下列可以判断该反应达到化学平衡状态的是_______。
A．单位时间内减少CO(g)的浓度等于生成CO2(g)的浓度
B．反应容器内的压强不发生变化
C．混合气体中H2(g)的浓度不再发生改变
D．氢气的生成速率等于水的消耗速率
(2)Q 0(填“>”、“=”或“0，反应能自发进行，应满足ΔH-TΔS＜0，因此该反应能自发进行的原因是熵增效应大于焓增效应，故D正确；
故答案选D。
3．D
【详解】A．根据控制变量原理，Ⅰ和Ⅱ实验探究温度对反应速率的影响，而Ⅱ和Ⅲ实验探究硫酸铜对反应速率的影响；控制Ⅱ实验的温度为35℃，A错误；
B．时间越长，反应速率越小，B错误；
C．题述方案只能探究温度、硫酸铜对锌与稀硫酸反应速率的影响，稀硫酸浓度和锌与稀硫酸的接触面积均相同，C错误；
D．同条件下，温度高反应速率大，得出反应速率Ⅱ>Ⅰ，实验Ⅲ中构成铜锌原电池，反应速率大大增加，实验Ⅳ中，硫酸铜的量过多，可能会导致大量铜覆盖住锌，阻止反应的进行，D正确。
故选D。
4．D
【详解】A、加压平衡向正反应方向移动，如果B为气体，则有a＋b>c，如果B为液体或固体，则有a>c，故错误；
B、若B为固体或液体，增加B为量，平衡不移动，故错误；
C、缩小体积，压强增大，气体的浓度增大，但B状态为定，若为液体或固体，浓度不变，故错误；
D、此反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，平均摩尔质量需要看B的状态，因此无法确定，故正确。
5．C
【详解】A．根据图象可知，该反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量，A项错误；
B．反应的∆H=正反应的活化能-逆反应的活化能=E1-E2，使用催化剂能改变活化能，但∆H的值不会改变，B项错误；
C．该反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量，正反应为放热反应，则逆反应为吸热反应，升高温度可提高活化分子百分数，加快化学反应速率，C项正确；
D．常温常压下，将1molX(g)和0.5molY(g)置于密闭容器中充分反应生成Z(g)放热akJ，由于该反应为可逆反应，1molX(g)和0.5molY(g)不能完全反应生成Z(g)，则消耗2molX(g)和1molY(g)放出的热量大于2akJ，即反应2X(g)+Y(g)⇌2Z(g)的∆H＜-2akJ/mol，D项错误；
答案选C。
6．B
【详解】A．由图示可知，中间体2→中间体3能量差值最大，该步反应的活化能最大，是化学反应的决定速率的步骤，A正确；
B．由图示可知，反应过程涉及到C-C键断裂和C-H键形成，涉及到非极性键的断裂和极性键的形成，B错误；
C．由图示可知，在此反应过程中Ni的成键数目在不断发生变化，C正确；
D．由图示可知，反应Ni(s)+C2H6(g)=NiCH2(s)+CH4(g)的△H=E生成物-E反应物=-6.57kJ/mol-0.00kJ/mol=-6.57kJ/mol，D正确；
答案选B。
7．D
【详解】A．缩小容积、增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，即向正反应方向移动，但二氧化氮的浓度仍然增大，所以体系颜色加深，错误；
B．增大容积、减小压强，平衡不发生移动，但气体体积增大，各气体浓度均减小，混合气体颜色变浅，错误；
C．为固体，加入碳后，平衡不移动，错误；
D．合成氨时保持压强不变，充入，则容器容积增大，相当于反应体系的压强减小，平衡向气体体积增大的方向移动，所以平衡向左移动，正确。
故选D。
8．C
【分析】A、反应开始反应物浓度最大，生成物浓度为0；
B、生成物浓度增大，逆反应速率逐渐增大，到达平衡速率不变；
C、N2和H2反应是可逆反应，是动态平衡，最后正逆速率相等不为0；
D、反应物浓度减小，正反应速率逐渐减小，到达平衡速率不变．
【详解】A、反应开始反应物浓度最大，所以正反应速率最大，生成物浓度为0，所以逆反应速率为零，故A正确；
B、随反应的进行，生成物浓度增大，所以逆反应速率逐渐增大，到达平衡速率不变，故B正确；
C、N2和H2反应是可逆反应，反应物不能完全转化，最后正逆速率相等不为0，故C错误；
D、随反应的进行，反应物浓度减小，正反应速率逐渐减小，到达平衡速率不变，故D正确。
故选C。
9．A
【详解】A．反应物浓度相同，温度不同，可探究温度对化学反应速率的影响，故A正确；
B．各取少量固体加水溶解，分别滴加含淀粉的KI溶液，由于不是酸性条件下，亚硝酸钠的氧化性较弱，溶液不会变蓝，无法鉴别食盐与亚硝酸钠，故B错误；
C．酸性溶液中NO和NO均可氧化亚铁离子，溶液变黄色说明亚铁离子被氧化为铁离子，试管上部产生红棕色气体即NO被氧化为NO2，由操作和现象不能确定含有NO，故C错误；
D．加入稀盐酸，若固体试样中含Ag+，Ag+也能与Cl-形成AgCl白色沉淀，不能证明含有SO，故D错误；
故选：A。
10．D
【详解】化学平衡研究的是可逆反应，故解这类题目时要善于利用极值法；另外，此题的易错点是在将选项中所有物质浓度列出来时，易忽略物质的量是否守恒。此题的解法为：
X2(g) + 3Y2(g) 2Z(g)
0.2 　　0.6 　　　　0.4
0  　　　 0   　　　　0.8(设反应正向进行彻底)
0.4　　 1.2 　　　　　0(设反应逆向进行彻底)
据可逆反应的含义知：0