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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 章末检测
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第2章 化学反应速率和化学平衡章末检测(时间:90分钟 满分:100分)第Ⅰ卷(选择题,共45分)一、选择题(共15小题,每小题只有一个正确答案,每小题3分,共45分)1.下列各图所反映的措施中,目的是为了加快其化学反应速率的是A. 铁门表面喷漆 B.冰箱保存食物C. 扇子扇煤炉火 D.2.少量铁片与100 mL 0.01 mol·L-1的稀盐酸反应,反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变H2的产量,可以使用如下方法中的①加H2O;②加KNO3溶液;③滴入几滴浓盐酸;④加入少量铁粉;⑤加NaCl溶液;⑥滴入几滴硫酸铜溶液;⑦升高温度(不考虑盐酸挥发);⑧改用10 mL 0.1 mol·L-1盐酸A.①⑥⑦ B.②③⑤⑧ C.③⑦⑧ D.③④⑥⑦⑧3.CO和H2在一定条件下可以合成乙醇(CH3CH2OH):2CO(g)+4H2(g) eq \o(,\s\up8(),\s\do7())CH3CH2OH(g)+H2O(g),下列叙述中能说明上述反应在一定条件下已达到最大限度的是A.CO全部转化为乙醇B.正反应和逆反应的化学反应速率均为零C.反应体系中乙醇的物质的量浓度不再变化D.CO和H2以1:2的物质的量之比反应生成乙醇4.在一定温度下、容积不变的密闭容器中,可逆反应达到平衡状态的标志是①C的生成速率与C的消耗速率相等②单位时间内生成,同时生成③A、B、C的浓度不再改变④混合气体的密度不再改变⑤混合气体的总压强不再改变⑥混合气体的总物质的量不再改变⑦A,B、C的浓度之比为1:3:2A.③④⑤⑥⑦ B.①③④⑤⑥ C.①②③④⑦ D.②③④⑤⑥5.在300 mL的密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的CO气体,一定条件下发生反应:Ni(s)+4CO(g)⇌Ni(CO)4(g),已知该反应的平衡常数与温度的关系如下表:下列说法不正确的是A.上述生成Ni(CO)4的反应为放热反应B.25 ℃时反应Ni(CO)4(g)⇌Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为2×10-5C.在80 ℃时,测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol·L-1,则此时v正>v逆D.80 ℃达到平衡时,测得n(CO)=0.3 mol,则Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol/L6.工业上利用Ga与NH3高温条件下合成半导体材料氮化镓(GaN)固体同时有氢气生成。反应中,每生成3mol H2时放出30.8 kJ的热量。恒温恒容密闭体系内进行上述反应,下列有关表达正确的是 A.Ⅰ图像中如果纵坐标为正反应速率,则t时刻改变的条件可以为升温或加压B.Ⅱ图像中纵坐标可以为镓的转化率C.Ⅲ图像中纵坐标可以为化学反应速率D.Ⅳ图像中纵坐标可以为体系内混合气体平均相对分子质量7.如图表示合成氨反应过程中的能量变化。关于合成氨反应,下列说法不正确的是A.使用催化剂能缩短该反应到达平衡的时间B.提高N2与H2的投料比可增大H2的转化率C.增大压强能提高N2的反应速率和转化率D.升高温度有利于提高N2的平衡转化率8.与的盐酸反应(放热反应)生成的物质的量与反应时间的关系如图所示,下列结论错误的是A.反应开始内平均反应速率最大B.反应速率先增大后减小C.内温度对反应速率的影响较大D.后反应物浓度是影响反应速度的主要因素9.下列变化一定会引起平衡移动的是①反应速率的变化 ②浓度的变化 ③各组分百分含量的变化 ④平均相对分子质量的变化 ⑤颜色的变化 ⑥混合气体密度的变化 ⑦转化率的变化 ⑧温度的变化A.①②⑥⑦⑧ B.②④⑤⑥⑧ C.②④⑤⑥⑦ D.③④⑦⑧10.某温度下,密闭容器中发生反应aX(g)bY(g)+cZ(g),达到平衡后,保持温度不变,将容器的容积压缩到原来容积的一半,当达到新平衡时,物质Y和Z的浓度均是原来的1.8倍。则下列叙述正确的是A.可逆反应的化学计量数:a>b+cB.达到新平衡时,物质X的转化率减小C.压缩容器的容积时,υ正增大,υ逆减小D.达到新平衡时,混合物中Z的质量分数增大11.二氧化氮存在下列平衡:2N02(g)N204(g),△H<0,在测定NO2的相对分子质量时,下列条件中较为适宜的是A.温度130℃、压强3.03×105Pa B.温度25℃、压强1.01×105PaC.温度130℃、压强5.05×104Pa D.温度0℃、压强5.05×105Pa12.对于可逆反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH<0,下列研究目的和示意图相符的是13.运用相关化学知识进行判断,下列结论错误的是A.某吸热反应能自发进行,因此该反应是熵增反应B.NH4F水溶液中含有HF,因此NH4F溶液不能存放于玻璃试剂瓶中C.可燃冰主要甲烷与水在低温高压下形成的水合物晶体,因此可存在于海底D.增大反应物浓度可加快反应速率,因此用浓硫酸与铁反应能增大生成H2的速率14.下列说法中错误的是A.凡是放热反应而且熵增加的反应,就更易自发进行B.对于同一物质在不同状态时的熵值是:气态>液态>固态C.平衡常数K值越大,则可逆反应进行越完全,反应物的转化率越大D.凡是能量达到活化能的分子发生的碰撞均为有效碰撞15.考察下述自然界的一些自发变化,可发现它们有一些共同的特点。下列说法不正确的是A.都有一定的方向性,按某一物理量标度由高到低自发进行B.都可以用来做功,自发过程一旦发生后体系做功的本领就会降低C.有一定的进行限度,自发过程总是单向地趋向于非平衡状态D.有一定的数据差来判断自发变化能否发生第Ⅱ卷(非选择题,共55分)二、非选择题(本题包括5小题,共55分)16.(10分)CO可用于合成甲醇,化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。(1)图1是反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。①该反应的焓变ΔH________(填“>”“<”或“=”)0。②T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1________(填“>”、“<”或“=”)K2。在T1温度下,往体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO和2 mol H2,经测得CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图2所示。则该反应的平衡常数为______________。③若容器容积不变,下列措施可增加CO转化率的是________(填字母)。a.升高温度b.将CH3OH(g)从体系中分离c.使用合适的催化剂d.充入He,使体系总压强增大(2)在容积为1 L的恒容容器中,分别研究在230 ℃、250 ℃和270 ℃三种温度下合成甲醇的规律。如图3是上述三种温度下H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1 mol)与CO平衡转化率的关系,则曲线z对应的温度是________℃;该温度下上述反应的化学平衡常数为________。曲线上a、b、c点对应的化学平衡常数分别为K1、K2、K3,则K1、K2、K3的大小关系为________________________。18.(10分)某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对反应[可用aA(g)+bB(g)⇌cC(g)表示]化学平衡的影响,得到如图所示图像(图中p表示压强,T表示温度,n表示物质的量,α表示平衡转化率,φ表示体积分数):分析图像,回答下列问题:(1)在反应I中,若p1>p2,则此正反应为___________(填“吸热”或“放热”)反应,也是一个气体分子数___________(填“减少”或“增大”)的反应。(2)在反应II中,T1___________(填“>”“<”或“=”)T2,该正反应为___________(填“吸热”或“放热")反应。(3)在反应III中,若T2>T1,则此正反应为___________(填“吸热”或“放热")反应。(4)在反应IV中,a+b___________(填“>”“<”或“=”)c,若T1>T2,则该反应___________(填“能"或“不能")自发进行。20.(10分)硫酸在工业生产中有着重要的意义,是工业制硫酸的重要原料。(1)T℃时,向2.0L的恒容密闭容器中充入和,发生如下反应:①20s后反应达到平衡,和相等,___________,平衡后向容器中再充入和,此时,v(正)___________v(逆)。(填“>”、“=”或“<”)②相同温度下,起始投料变为和,的平衡转化率___________。(填“增大”、“不变”或“减小”)(2)密闭容器中,加入足量的焦炭(沸点4827℃)和反应,生成和硫蒸气()。①反应在某温度达到平衡时,和的体积分数都等于40%,中x=___________。②按相同投料方式发生上述反应,相同时间内测得与的生成速率随温度变化的关系如图1所示。其它条件相同时,在不同催化剂作用下,转化率与温度关系如图2所示。700℃时,催化剂___________(填“甲”或“乙”)活性更高,A、B、C三点对应的反应状态中,达到平衡状态的是___________(填字母)。19.(10分)某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数的测定。将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)=2NH3(g)+CO2(g),实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:(1)可以判断该分解反应已经达到平衡的是________(填字母序号)。A.2v(NH3)=v(CO2)B.密闭容器中总压强不变C.密闭容器中混合气体的密度不变D.密闭容器中氨气的体积分数不变(2)根据表中数据,列式计算25.0 ℃时的分解平衡常数:__________。(3)取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中,在25.0 ℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积,氨基甲酸铵固体的质量将________(填“增加”“减少”或“不变”)。(4)氨基甲酸铵分解反应的焓变ΔH____0(填“>”“=”或“<”,下同),熵变ΔS____0。17.(15分)某同学利用如图装置模拟工业生产制备了少量硝酸,请结合所学知识完成下列问题。(1)实验时先用酒精喷灯加热催化剂,然后通入反应气体,当催化剂红热后撤离酒精喷灯,催化剂始终保持红热,温度可达到700℃以上。下列图示中,能够正确表示该反应过程能量变化的是_____(填字母)。A. B. C.(2)高温时,2NO2(g)2NO(g)+O2(g),因此氨气与氧气反应难以生成NO2。根据下列数据计算,当2molNO2分解时,反应会_____(填“吸收”或“放出”)_____kJ能量。NO2(g)N(g)+2O(g)NO(g)N(g)+O(g)O2(g)2O(g)(3)在2L的密闭绝热容器中,通入等物质的量的NO和O2气体,n(NO)随时间的变化如下表:①反应开始至第2s时,NO的平均反应速率为_____。②在第5s时,O2的转化率为_____。③容器中混合气体压强与反应开始时的压强比值为_____。④下列能说明反应已达平衡的是_____。a.单位时间内,每生成一定物质的量浓度的NO,同时有相同物质的量浓度的NO2生成b.气体混合物物质的量不再改变c.气体混合物平均相对分子质量不再改变d.容器内温度不再发生变化e.密闭容器内气体颜色不再改变f.混合气的密度不再改变温度/℃2580230平衡常数5×10421.9×10-5ABCD研究压强对反应的影响(p2>p1)研究温度对反应的影响研究平衡体系增加N2对反应的影响研究催化剂对反应的影响温度/℃15.020.025.030.035.0平衡总压强/kPa5.78.312.017.124.0平衡气体总浓度/mol·L-12.4×10-33.4×10-34.8×10-36.8×10-39.4×10-3t/s012345n(NO)/mol0.0200.0120.0080.0050.0040.004
第2章 化学反应速率和化学平衡章末检测(时间:90分钟 满分:100分)第Ⅰ卷(选择题,共45分)一、选择题(共15小题,每小题只有一个正确答案,每小题3分,共45分)1.下列各图所反映的措施中,目的是为了加快其化学反应速率的是A. 铁门表面喷漆 B.冰箱保存食物C. 扇子扇煤炉火 D.2.少量铁片与100 mL 0.01 mol·L-1的稀盐酸反应,反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变H2的产量,可以使用如下方法中的①加H2O;②加KNO3溶液;③滴入几滴浓盐酸;④加入少量铁粉;⑤加NaCl溶液;⑥滴入几滴硫酸铜溶液;⑦升高温度(不考虑盐酸挥发);⑧改用10 mL 0.1 mol·L-1盐酸A.①⑥⑦ B.②③⑤⑧ C.③⑦⑧ D.③④⑥⑦⑧3.CO和H2在一定条件下可以合成乙醇(CH3CH2OH):2CO(g)+4H2(g) eq \o(,\s\up8(),\s\do7())CH3CH2OH(g)+H2O(g),下列叙述中能说明上述反应在一定条件下已达到最大限度的是A.CO全部转化为乙醇B.正反应和逆反应的化学反应速率均为零C.反应体系中乙醇的物质的量浓度不再变化D.CO和H2以1:2的物质的量之比反应生成乙醇4.在一定温度下、容积不变的密闭容器中,可逆反应达到平衡状态的标志是①C的生成速率与C的消耗速率相等②单位时间内生成,同时生成③A、B、C的浓度不再改变④混合气体的密度不再改变⑤混合气体的总压强不再改变⑥混合气体的总物质的量不再改变⑦A,B、C的浓度之比为1:3:2A.③④⑤⑥⑦ B.①③④⑤⑥ C.①②③④⑦ D.②③④⑤⑥5.在300 mL的密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的CO气体,一定条件下发生反应:Ni(s)+4CO(g)⇌Ni(CO)4(g),已知该反应的平衡常数与温度的关系如下表:下列说法不正确的是A.上述生成Ni(CO)4的反应为放热反应B.25 ℃时反应Ni(CO)4(g)⇌Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为2×10-5C.在80 ℃时,测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol·L-1,则此时v正>v逆D.80 ℃达到平衡时,测得n(CO)=0.3 mol,则Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol/L6.工业上利用Ga与NH3高温条件下合成半导体材料氮化镓(GaN)固体同时有氢气生成。反应中,每生成3mol H2时放出30.8 kJ的热量。恒温恒容密闭体系内进行上述反应,下列有关表达正确的是 A.Ⅰ图像中如果纵坐标为正反应速率,则t时刻改变的条件可以为升温或加压B.Ⅱ图像中纵坐标可以为镓的转化率C.Ⅲ图像中纵坐标可以为化学反应速率D.Ⅳ图像中纵坐标可以为体系内混合气体平均相对分子质量7.如图表示合成氨反应过程中的能量变化。关于合成氨反应,下列说法不正确的是A.使用催化剂能缩短该反应到达平衡的时间B.提高N2与H2的投料比可增大H2的转化率C.增大压强能提高N2的反应速率和转化率D.升高温度有利于提高N2的平衡转化率8.与的盐酸反应(放热反应)生成的物质的量与反应时间的关系如图所示,下列结论错误的是A.反应开始内平均反应速率最大B.反应速率先增大后减小C.内温度对反应速率的影响较大D.后反应物浓度是影响反应速度的主要因素9.下列变化一定会引起平衡移动的是①反应速率的变化 ②浓度的变化 ③各组分百分含量的变化 ④平均相对分子质量的变化 ⑤颜色的变化 ⑥混合气体密度的变化 ⑦转化率的变化 ⑧温度的变化A.①②⑥⑦⑧ B.②④⑤⑥⑧ C.②④⑤⑥⑦ D.③④⑦⑧10.某温度下,密闭容器中发生反应aX(g)bY(g)+cZ(g),达到平衡后,保持温度不变,将容器的容积压缩到原来容积的一半,当达到新平衡时,物质Y和Z的浓度均是原来的1.8倍。则下列叙述正确的是A.可逆反应的化学计量数:a>b+cB.达到新平衡时,物质X的转化率减小C.压缩容器的容积时,υ正增大,υ逆减小D.达到新平衡时,混合物中Z的质量分数增大11.二氧化氮存在下列平衡:2N02(g)N204(g),△H<0,在测定NO2的相对分子质量时,下列条件中较为适宜的是A.温度130℃、压强3.03×105Pa B.温度25℃、压强1.01×105PaC.温度130℃、压强5.05×104Pa D.温度0℃、压强5.05×105Pa12.对于可逆反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH<0,下列研究目的和示意图相符的是13.运用相关化学知识进行判断,下列结论错误的是A.某吸热反应能自发进行,因此该反应是熵增反应B.NH4F水溶液中含有HF,因此NH4F溶液不能存放于玻璃试剂瓶中C.可燃冰主要甲烷与水在低温高压下形成的水合物晶体,因此可存在于海底D.增大反应物浓度可加快反应速率,因此用浓硫酸与铁反应能增大生成H2的速率14.下列说法中错误的是A.凡是放热反应而且熵增加的反应,就更易自发进行B.对于同一物质在不同状态时的熵值是:气态>液态>固态C.平衡常数K值越大,则可逆反应进行越完全,反应物的转化率越大D.凡是能量达到活化能的分子发生的碰撞均为有效碰撞15.考察下述自然界的一些自发变化,可发现它们有一些共同的特点。下列说法不正确的是A.都有一定的方向性,按某一物理量标度由高到低自发进行B.都可以用来做功,自发过程一旦发生后体系做功的本领就会降低C.有一定的进行限度,自发过程总是单向地趋向于非平衡状态D.有一定的数据差来判断自发变化能否发生第Ⅱ卷(非选择题,共55分)二、非选择题(本题包括5小题,共55分)16.(10分)CO可用于合成甲醇,化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。(1)图1是反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。①该反应的焓变ΔH________(填“>”“<”或“=”)0。②T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1________(填“>”、“<”或“=”)K2。在T1温度下,往体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO和2 mol H2,经测得CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图2所示。则该反应的平衡常数为______________。③若容器容积不变,下列措施可增加CO转化率的是________(填字母)。a.升高温度b.将CH3OH(g)从体系中分离c.使用合适的催化剂d.充入He,使体系总压强增大(2)在容积为1 L的恒容容器中,分别研究在230 ℃、250 ℃和270 ℃三种温度下合成甲醇的规律。如图3是上述三种温度下H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1 mol)与CO平衡转化率的关系,则曲线z对应的温度是________℃;该温度下上述反应的化学平衡常数为________。曲线上a、b、c点对应的化学平衡常数分别为K1、K2、K3,则K1、K2、K3的大小关系为________________________。18.(10分)某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对反应[可用aA(g)+bB(g)⇌cC(g)表示]化学平衡的影响,得到如图所示图像(图中p表示压强,T表示温度,n表示物质的量,α表示平衡转化率,φ表示体积分数):分析图像,回答下列问题:(1)在反应I中,若p1>p2,则此正反应为___________(填“吸热”或“放热”)反应,也是一个气体分子数___________(填“减少”或“增大”)的反应。(2)在反应II中,T1___________(填“>”“<”或“=”)T2,该正反应为___________(填“吸热”或“放热")反应。(3)在反应III中,若T2>T1,则此正反应为___________(填“吸热”或“放热")反应。(4)在反应IV中,a+b___________(填“>”“<”或“=”)c,若T1>T2,则该反应___________(填“能"或“不能")自发进行。20.(10分)硫酸在工业生产中有着重要的意义,是工业制硫酸的重要原料。(1)T℃时,向2.0L的恒容密闭容器中充入和,发生如下反应:①20s后反应达到平衡,和相等,___________,平衡后向容器中再充入和,此时,v(正)___________v(逆)。(填“>”、“=”或“<”)②相同温度下,起始投料变为和,的平衡转化率___________。(填“增大”、“不变”或“减小”)(2)密闭容器中,加入足量的焦炭(沸点4827℃)和反应,生成和硫蒸气()。①反应在某温度达到平衡时,和的体积分数都等于40%,中x=___________。②按相同投料方式发生上述反应,相同时间内测得与的生成速率随温度变化的关系如图1所示。其它条件相同时,在不同催化剂作用下,转化率与温度关系如图2所示。700℃时,催化剂___________(填“甲”或“乙”)活性更高,A、B、C三点对应的反应状态中,达到平衡状态的是___________(填字母)。19.(10分)某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数的测定。将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)=2NH3(g)+CO2(g),实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:(1)可以判断该分解反应已经达到平衡的是________(填字母序号)。A.2v(NH3)=v(CO2)B.密闭容器中总压强不变C.密闭容器中混合气体的密度不变D.密闭容器中氨气的体积分数不变(2)根据表中数据,列式计算25.0 ℃时的分解平衡常数:__________。(3)取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中,在25.0 ℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积,氨基甲酸铵固体的质量将________(填“增加”“减少”或“不变”)。(4)氨基甲酸铵分解反应的焓变ΔH____0(填“>”“=”或“<”,下同),熵变ΔS____0。17.(15分)某同学利用如图装置模拟工业生产制备了少量硝酸,请结合所学知识完成下列问题。(1)实验时先用酒精喷灯加热催化剂,然后通入反应气体,当催化剂红热后撤离酒精喷灯,催化剂始终保持红热,温度可达到700℃以上。下列图示中,能够正确表示该反应过程能量变化的是_____(填字母)。A. B. C.(2)高温时,2NO2(g)2NO(g)+O2(g),因此氨气与氧气反应难以生成NO2。根据下列数据计算,当2molNO2分解时,反应会_____(填“吸收”或“放出”)_____kJ能量。NO2(g)N(g)+2O(g)NO(g)N(g)+O(g)O2(g)2O(g)(3)在2L的密闭绝热容器中,通入等物质的量的NO和O2气体,n(NO)随时间的变化如下表:①反应开始至第2s时,NO的平均反应速率为_____。②在第5s时,O2的转化率为_____。③容器中混合气体压强与反应开始时的压强比值为_____。④下列能说明反应已达平衡的是_____。a.单位时间内,每生成一定物质的量浓度的NO,同时有相同物质的量浓度的NO2生成b.气体混合物物质的量不再改变c.气体混合物平均相对分子质量不再改变d.容器内温度不再发生变化e.密闭容器内气体颜色不再改变f.混合气的密度不再改变温度/℃2580230平衡常数5×10421.9×10-5ABCD研究压强对反应的影响(p2>p1)研究温度对反应的影响研究平衡体系增加N2对反应的影响研究催化剂对反应的影响温度/℃15.020.025.030.035.0平衡总压强/kPa5.78.312.017.124.0平衡气体总浓度/mol·L-12.4×10-33.4×10-34.8×10-36.8×10-39.4×10-3t/s012345n(NO)/mol0.0200.0120.0080.0050.0040.004
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