高三化学二轮单元评估(七)化学反应速率和化学平衡

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单元评估(七)　化学反应速率和化学平衡(时间50分钟，满分100分)一、单项选择题(本题包括6小题，每小题4分，共24分)1．下列有关反应限度的叙述正确的是                   (　　)A．大多数化学反应在一定条件下都有一定的限度B．依据焓判据：NH4HCO3受热分解可自发进行C．使用催化剂，可降低反应的活化能，加快反应速率，改变反应限度D．FeCl3与KSCN反应达到平衡时，向其中滴加KCl溶液，则溶液颜色变深答案：A2．在一定条件下，将3 mol A和1 mol 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末该反应达到平衡，生成0.8 mol D，并测得C的浓度为0.2 mol·L－1.下列判断错误的是           (　　)A．x＝1B．2 min内A的反应速率为0.3 mol·(L·min)－1C．B的转化率为40%D．若混合气体的密度不变，则表明该反应已达到平衡状态解析：n(C)＝0.2 mol·L－1×2 L＝0.4 mol＝n(D)，x＝1，A项正确；根据n(D)＝0.8 mol，参加反应的A和B的物质的量分别为1.2 mol,0.4 mol，v(A)＝＝0.3 mol·L－1·min－1，B的转化率＝×100%＝40%，B、C两项正确，由于容积固定，气体的密度始终不变，D项错误．答案：D3．将1 mol H2(g)和2 mol I2(g)置于某2 L密闭容器中，在一定温度下发生反应：H2(g)＋I2(g) 2HI(g)　ΔH＜0 ，并达到平衡．HI的体积分数w(HI)随时间变化如图(Ⅱ)所示，若改变反应条件，w(HI)的变化曲线如图(Ⅰ)所示，则改变的条件可能是                  (　　)A．恒温恒容条件下，加入适当催化剂B．恒温条件下，缩小反应容器体积C．恒容条件下，升高温度D．恒温条件下，扩大反应容器体积解析：由于是等体积反应，改变体系的压强，平衡状态不受影响，，而催化剂只改变速率，不影响平衡的移动．答案：C4．在容积不变的密闭容器中存在如下反应： 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－Q kJ/mol(Q＞0)，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是                            (　　)A．图Ⅰ研究的是t0时刻增大O2的浓度对反应速率的影响B．图Ⅱ研究的是t0时刻加入催化剂后对反应速率的影响C．图Ⅲ研究的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙高D．图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较低解析：A项，增大O2浓度，v(逆)应从原平衡开始增大，图Ⅰ应为增大压强．B项，催化剂同等程度改变正、逆反应速率，但不影响平衡．SO2的转化率应该相等，所以B项正确，C项错误．D项，乙的温度应该较高．答案：B5． 如图所示，不同温度和压强下，在固定容积的密闭容器中对可逆反应4 L(g) 2M(g)＋N(g)　ΔH＞0平衡状态的影响(p1>p2)，图中Y轴可以表示的涵义是                                   (　　)A．体系中物质L的百分含量B．体系中总的气体分子数目C．气体混合物的平均相对分子质量D．气体混合物的密度解析：A项，p1>p2，增大压强平衡向右移动，L的含量应该减小，A项错；B项，压强越大，体系总分子数越少；温度越低，总分子数越少，B项错误；C项＝，m不变，增大压强，升高温度，平衡向右移动，n减小，导致增大，C项正确；D项，体积不变，密度也不改变，D项错误．答案：C6．在相同温度下，有相同体积的甲、乙两容器，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＞甲解析：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(如图所示)，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(如图中丙)，在此过程中平衡：N2＋3H22NH3要向正反应方向移动，即N2、H2的转化率增大，在体系中的体积分数减小．但此时，丙中N2、H2、NH3的浓度都比甲中大，但丙中N2、H2的浓度要小于甲中的两倍，而丙中NH3的浓度要大于甲中的两倍．H2的体积分数：乙<甲．答案：D　二、双项选择题(本题包括2小题，每小题6分，共12分)7．(广东高考)取五等份NO2 ，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生反应：2NO2(g) N2O4(g)　ΔH＜0，反应相同时间后，分别测定体系中NO2的百分量(NO2%)，并作出其随反应温度(T)变化的关系图．下列示意图中，可能与实验结果相符的是                                              (　　)解析：在恒容状态下，在五个相同的容器中同时通入等量的NO2，反应相同时间．那么则有两种可能，一是已达到平衡状态，二是还没有达到平衡状态，仍然在向正反应方向移动．若5个容器在反应相同时间时，均已达到平衡，因为该反应是放热反应，温度越高，平衡向逆反应方向移动程度越大，NO2的百分含量随温度升高而升高，所以B正确．若5个容器中有未达到平衡状态的，那么温度越高，反应速率越大，会出现温度高的NO2转化得快，导致NO2的百分含量少的情况，在D图中转折点为平衡状态，转折点左侧为未平衡状态，右侧为平衡状态，D正确．答案：BD8．可逆反应：3A(g) 3B(？)＋C(？)(正反应为吸热反应)，随着温度升高，气体平均相对分子质量有变小趋势， 则下列判断正确的是                   (　　)A．B和C可能都是固体B．B和C一定都是气体C．若C为固体，则B一定是气体D．B和C可能都是气体解析：选项A中，如果B和C都是固体，则无论平衡怎样移动，反应混合物中的气体只有A一种，A的相对分子质量不随温度升高而改变，所以气体的平均相对分子质量不随温度升高而改变，因此选项A不符合题意．选项C中，当C为固体，B为气体时，该反应为反应前后气体分子数不变的反应．由于温度升高平衡向吸热反应方向移动．有更多的固体C生成，使反应混合物中气体的总质量相应减小，而气体分子数保持不变，所以气体平均相对分子质量也相应变小[＝]，若C为固体，而B为非气体时，则反应混合物中的气体只有A，这与选项A情况相同，不符合题意要求，所以只有当C为固体时，B必为气体，选项C符合题意．如果B和C都是气体，则正反应方向是气体分子数增大的方向，由于升温平衡向正反应方向移动，反应混合物中气体分子数相应增大，而反应混合物的总质量保持不变(反应物和生成物全部为气体)．所以气体平均相对分子质量变小．选项D符合题意．答案：CD三、非选择题(本题包括4小题，共64分)9．(13分)反应aA(g) ＋bB(g) cC(g)＋d D(g)在容积不变的密闭容器中达到平衡，且起始时A与B的物质的量之比为a∶b.则：(1)平衡时A与B的转化率之比是__________．(2)若同等倍数地增大A、B的物质的量浓度，要使A与B的转化率同时增大，(a＋b)与(c＋d)所满足的关系是(a＋b)________(c＋d ) (填“>”“＝”“<”或“没关系”)．(3)设定a＝2 ，b＝1，c＝3，d＝2，在甲、乙、丙、丁4个相同的容器中A的物质的量依次是2 mol、1 mol、2 mol、1 mol，B的物质的量依次是1 mol、1 mol、2 mol、2 mol，C和D的物质的量均为0.则在相同温度下达到平衡时，A的转化率最大的容器是__________，B的转化率由大到小的顺序是__________ (填容器序号)．解析：由于转化率等于转化量与起始量的比值，转化量之比与起始量之比都等于方程式中各物质的化学计量数之比，故平衡时A、B的转化率之比为1∶1；同等程度的增大反应物的起始量，对于等体积反应属于等效平衡，如果要使反应物的转化率都增加，则平衡需正向移动，正向为体积缩小的方向．答案：(1)1∶1　(2)>　(3)丁甲>乙>丙>丁10．(13分)温室效应和资源短缺等问题和如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用引起了各国的普遍重视．目前工业上有一种 方法是用CO2生产燃料甲醇．一定条件下发生反应：         CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)，如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol－1)的变化．(1)关于该反应的下列说法中，正确的是________．A．ΔH>0，ΔS>0　　　　B．ΔH>0，ΔS<0 C．ΔH<0，ΔS<0        D．ΔH<0，ΔS>0(2)该反应平衡常数K的表达式为_________________________________________．(3)温度降低，平衡常数K________(填“增大”、“不变”或“减小”)．(4)为探究反应原理，现进行如下实验：在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示．从反应开始到平衡，用氢气浓度变化表示的平均反应速率v(H2)________mol·L－1·min－1. (5)下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的有________．A．升高温度B．加入催化剂C．将H2O(g)从体系中分离D．再充入1 mol CO2和3 mol H2E．充入He(g)，使体系总压强增大解析：(1)根据图知反应物总能量高于生成物总能量，因此反应放热，ΔH<0，反应后气体分子数减少，ΔS<0，选C.(2)K＝.(3)温度降低，平衡向正反应方向移动，K增大．(4)v(H2)＝3v(CH3OH)＝3×＝0.225 mol·L－1·min－1.(5)欲使n(CH3OH)/n(CO2)值增大，需使平衡向正反应方向移动，将H2O(g)从体系中分离，再充入1 mol CO2和3 mol H2(相当于加压)．答案：(1)C　(2)(3)增大　(4)0.225　(5) CD11．(19分)(安徽高考)Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好pH和Fe2＋浓度的废水中加入H2O2，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物．现运用该方法降解有机污染物p－CP，探究有关因素对该降解反应速率的影响．[实验设计]　控制p－CP的初始浓度相同，恒定实验温度在298 K或313 K(其余实验条件见下表)，设计如下对比实验．(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格).实验编号实验目的T/KpHc/10－3 mol/LH2O2Fe2＋①为以下实验作参照29836.00.30②探究温度对降解反应速率的影响    ③ 298106.00.30 　[数据处理]　实验测得p－CP的浓度随时间变化的关系如上图．(2)请根据上图实验①曲线，计算降解反应50～150 s内的反应速率：v(p－CP)＝________mol/(L·s)．  [解释与结论](3)实验①、②表明温度升高，降解反应速率增大．但温度过高时反而导致降解反应速率减小，请从Fenton法所用试剂H2O2的角度分析原因：_________________.(4)实验③得出的结论是：pH等于10时，________________________________.[思考与交流](5)实验时需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中的反应立即停止下来．根据上图中的信息，给出一种迅速停止反应的方法：____________________________.解析：(2)实验①曲线中，50～150 s时．Δc(p－CP)＝1.2×10－3 mol/L－0.4×10－3 mol/L＝0.8×10－3 mol/L，所以v(p－CP)＝＝8．0×10－6 mol/(L·s)．(3)在降解反应中，H2O2新产生的自由基起氧化作用，温度过高，H2O2因热稳定性差而分解，导致降解反应速率下降．(5)由(4)得到启示：在pH＝10的溶液中，反应速率趋于零，可将所取样品加入NaOH溶液中(使pH＝10)；化学反应速率随温度降低而降低，故亦可用迅速大幅降温法．答案：(1)实验编号实验目的T/KpHc/10－3 mol/LH2O2Fe2＋①     ② 31336.00.30③探究溶液的pH对降解反应速率的影响     　(2)8.0×10－6(3)过氧化氢在温度过高时迅速分解(4)反应速率趋向于零(或该降解反应趋于停止)(5)将所取样品迅速加入到一定量的NaOH溶液中，使pH约为10(或将所取样品骤冷等其他合理答案均可)12．(19分)(江苏高考)联氨(N2H4)及其衍生物是一类重要的火箭燃料．N2H4与N2O4反应能放出大量的热．(1)已知：2NO2(g)===N2O4(g)；ΔH＝－57.20 kJ·mol－1.一定温度下，在密闭容器中反应2NO2(g) N2O4(g)达到平衡．其他条件不变时，下列措施能提高NO2转化率的是__________(填字母)．A．减小NO2的浓度　　　　　B．降低温度C．增加NO2的浓度          D．升高温度(2)25℃时，1.00 g N2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)和H2O(l)，放出19.14 kJ的热量．则反应2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(l)的ΔH＝________kJ·mol－1(3)17℃、1.01×105 Pa，密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时，c(NO2)＝0.0300 mol·L－1、c(N2O4)＝0.0120 mol·L－1.计算反应2NO2(g) N2O4(g)的平衡常数K.(4)现用一定量的Cu与足量的浓HNO3反应，制得1.00 L已达到平衡的N2O4和NO2的混合气体(17℃、1.01×105 Pa)，理论上至少需消耗Cu多少g?解析：(1)考查影响化学平衡移动的因素．(2)简单的反应热计算要注意将质量转化为物质的量，还要注意比例关系．(3)根据题意知平衡时：c(N2O4)＝0.0120 mol·L－1，c(NO2)＝0.0300 mol·L－1，K＝＝＝13.3.(4)由(3)可知，在17℃、1.01×105 Pa达到平衡时，1.00 L混合气体中：n(N2O4)＝c(N2O4)×V＝0.0120 mol·L－1×1.00 L＝0.0120 mol，n(NO2)＝c(NO2)×V＝0.0300 mol·L－1×1.00 L＝0.0300 mol，则n总(NO2)＝n(NO2)＋2×n(N2O4)＝0.0540 mol由Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO↑＋2H2O可得m(Cu)＝×64 g·mol－1＝1.73 g.答案：(1)BC　(2)－1224.96(3) 13.3　(4)1.73 g