学年高中化学苏教版选修4 专题2 化学反应速率与化学平衡 单元测试.docx
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学年高中化学苏教版选修4专题2化学反应速率与化学平衡单元测试
（时间：
90分钟，满分：
100分）
一、选择题（本题包括14个小题，每题4分，共56分）
1．在一定条件下发生反应2A（g）===2B（g）＋C（g），将2molA通入2L容积恒定的密闭容器甲中，若维持容器内温度不变，5min末测得A的物质的量为0.8mol，用B的浓度变化来表示该反应的速率为（ ）
A．0.24mol/（L·min）B．0.08mol/（L·min）
C．0.06mol/（L·min）D．0.12mol/（L·min）
解析：
选D。
根据题中数据首先计算v（A），
则v（A）＝
＝0.12mol/（L·min），
再由v（A）∶v（B）＝1∶1可得：
v（B）＝0.12mol/（L·min）。
2．对于化学反应3W（g）＋2X（g）===4Y（g）＋3Z（g），下列反应速率关系中，正确的是（ ）
A．v（W）＝3v（Z）B．2v（X）＝3v（Z）
C．2v（X）＝v（Y）D．3v（W）＝2v（X）
解析：
选C。
用不同物质表示同一反应的反应速率时，其速率值之比等于其化学计量数之比，C正确。
3．下列有关化学反应速率的说法中正确的是（ ）
A．氢气与氮气能够缓慢地反应生成氨气，使用合适的催化剂可以提高化学反应速率
B．等质量的锌粉和锌片与相同体积、相同浓度的盐酸反应，反应速率相等
C．用铁片与硫酸制备氢气时，浓硫酸可以加快产生氢气的速率
D．增大反应CO2（g）＋H2（g）
CO（g）＋H2O（g）的压强，反应速率不变
解析：
选A。
锌粉与盐酸的接触面积大，所以锌粉与盐酸反应产生氢气的速率比锌片快，B错误；浓硫酸能够使铁钝化，形成的氧化膜隔绝了硫酸与铁的接触，反应停止，C错误；尽管反应前后气体的物质的量不变，但增大压强，体积缩小，反应体系中的有关气体的浓度增大，反应速率增大，D错误。
4．
一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：
MgSO4（s）＋CO（g）
MgO（s）＋CO2（g）＋SO2（g） ΔH>0
该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是（ ）
选项
x
y
A
温度
容器内混合气体的密度
B
CO的物质的量
CO2与CO的物质的量之比
C
SO2的浓度
平衡常数K
D
MgSO4的质量
（忽略体积）
CO的转化率
解析：
选A。
通过题给条件，判断平衡移动的方向，分析平衡移动后各量的变化规律，再结合图像进行判断。
A.该反应的正反应是吸热反应，当升高温度时，平衡向正反应方向移动，生成气体的质量增加，由于容器的容积不变，所以容器内混合气体的密度增大，A项正确。
B.方法一：
增大CO的物质的量，平衡向正反应方向移动，生成CO2的量虽然增多，但平衡时CO增加的量要比CO2增加的量要多，所以CO2与CO的物质的量之比减小。
方法二：
因为容器的容积不变，增加CO的物质的量，相当于增加了CO的浓度，由于反应物中只有CO为气体，根据“等效平衡”原理，增加CO的物质的量的过程可以看作是增大压强的过程，即平衡向逆反应方向移动，所以CO2与CO的物质的量之比应该减小。
C.增加SO2的浓度，虽然平衡向逆反应方向移动，但由于温度没有改变，所以平衡常数K不变。
D.MgSO4是固体，虽然它的质量增加了，但平衡并不发生移动，所以CO的转化率不会因为MgSO4质量的增加而增大。
5．在一定温度下的恒容密闭容器中，取一定量的A、B于反应容器中，当下列物理量不再改变时，表明反应：
A（s）＋2B（g）
C（g）＋D（g）已达平衡的是（ ）
A．混合气体的压强
B．混合气体的密度
C．C、D的物质的量的比值
D．气体的总物质的量
解析：
选B。
判断可逆反应达平衡状态的标志是v（正）＝v（逆）和各成分的百分含量保持不变。
而此反应是反应前后气体体积不变的反应，气体的压强、总物质的量始终不变，不能用来判断反应是否平衡，故A、D错，C项根据化学方程式n（C）∶n（D）＝1∶1始终不变，故C错。
6．t℃时，某平衡体系中含有X、Y、Z、W四种物质，此温度下发生反应的平衡常数表达式为K＝
。
有关该平衡体系的说法正确的是（ ）
A．当混合气体的平均相对分子质量保持不变时，反应达平衡
B．增大压强，各物质的浓度不变
C．升高温度，平衡常数K增大
D．增加X的量，平衡既可能正向移动，也可能逆向移动
解析：
选A。
首先根据平衡常数的定义推知，反应前后气体的体积保持不变，即平衡体系中Y是生成物且是气体，Z和W是反应物且也是气体，X未计入平衡常数中，说明X是固体或液体，但不能确定是反应物还是生成物，由此可知，A正确。
增大压强虽然平衡不移动，但由于体积变小，因此各物质的浓度均增大，B错误。
由于反应的热效应未知，因此C错误。
X未计入平衡常数中，X量的多少不影响平衡状态，D错误。
7．一定温度下，向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是（ ）
A．该反应的化学方程式为3B＋4D
6A＋2C
B．反应进行到1s时，v（A）＝v（D）
C．反应进行到6s时，B的平均反应速率为0.05mol/（L·s）
D．反应进行到6s时，各物质的反应速率相等
解析：
选C。
各物质的物质的量变化之比等于化学方程式中化学计量数之比，Δn（A）∶Δn（B）∶Δn（C）∶Δn（D）＝（1.2－0）mol∶（1.0－0.4）mol∶（1.0－0.2）mol∶（0.4－0）mol＝6∶3∶4∶2，所以化学方程式为3B＋4C
6A＋2D，A错误；不论在什么时刻，用各物质表示的速率之比等于化学计量数之比，B、D错误。
8．为了探索外界条件对反应aX（g）＋bY（g）
cZ（g）的影响，以X和Y物质的量比为a∶b开始反应，通过实验得到不同条件下达到平衡时Z的物质的量分数，实验结果如图所示。
以下判断正确的是（ ）
A．ΔH＞0，a＋b＞cB．ΔH＞0，a＋b＜c
C．ΔH＜0，a＋b＞cD．ΔH＜0，a＋b＜c
解析：
选C。
从图像看，压强越大，Z的物质的量分数越大；温度越高，Z的物质的量分数越小，则该反应为体积减小的放热反应，故有ΔH＜0，a＋b＞c，C项正确。
9．下列有关化学反应速率和化学平衡的说法不正确的是（ ）
A．对于化学反应来说，反应速率越快，反应现象不一定越明显
B．N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g） ΔH＜0，其他条件不变时升高温度，反应速率v（H2）和氢气的平衡转化率均增大
C．化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品，化学平衡理论可指导怎样用有限的原料多出产品
D．CaCO3（s）===CaO（s）＋CO2（g）室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH>0
解析：
选B。
酸碱中和反应速率很快，但没有明显现象，A项正确；合成氨的反应是放热反应，升高温度，反应速率加快，但平衡左移，反应物的转化率减小，B项错误；化学反应速率理论可寻找加快反应速率的方法，化学平衡理论可寻找使平衡右移的方法，前者可提高单位时间内产量的多少，后者可提高原料的利用率，C项正确；D项中反应ΔS＜0，但室温下不能自发反应，故该反应的ΔH>0，D项正确。
10．在容积一定的密闭容器中，反应2A
B（g）＋C（g）达到平衡后，升高温度容器内气体的密度增大，则下列叙述正确的是（ ）
A．正反应是吸热反应，且A不是气态
B．正反应是放热反应，且A是气态
C．其他条件不变，加入少量A，该平衡向正反应方向移动
D．改变压强对该平衡的移动无影响
解析：
选A。
在恒容容器中，升高温度容器内气体的密度增大，由于生成物均为气体，反应物只能为非气态物质，平衡向正反应方向移动。
结合条件变化，该反应的正反应为吸热反应。
11．在一定温度下，将等物质的量的CO和水蒸气通入恒容密闭容器中，发生反应：
CO（g）＋H2O（g）
CO2（g）＋H2（g），一段时间后反应达到平衡。
对该反应描述不正确的是（ ）
A．达平衡时CO的物质的量达到最小
B．此间CO2和H2的浓度总是相等
C．未达平衡前正反应速率总是大于逆反应速率
D．若在CO中引入18O，则达平衡时，18O只可能存在于CO和CO2中
解析：
选D。
该反应向正反应方向进行，所以反应物的物质的量减小，直至达平衡状态，A正确；反应由CO（g）和H2O（g）从开始到达平衡，CO2和H2物质的量按照1∶1生成，所以，此间CO2和H2的浓度总是相等，B正确；反应由正反应开始，未达平衡前，反应向正反应方向进行，v正＞v逆，到达平衡时v正＝v逆，C正确；CO、H2O、CO2中都可能含有18O，故D错误。
12．化学中常借助曲线图来表示某种变化过程，有关下列四个曲线图的说法不正确的是（ ）
A．对反应：
aA（s）＋2B（g）
xC（g），根据图①可以求出x＝2
B．曲线图②可以表示对某化学平衡体系改变温度后反应速率随时间的变化
C．图③表示压强对可逆反应2A（g）＋2B（g）
3C（g）＋D（g）的影响，乙的压强大
D．升高温度，图④表示的反应中反应物的转化率增大
解析：
选B。
图①单位时间内B减少的物质的量等于C增加的物质的量，二者的化学计量数相同，即x＝2，A项正确；图②改变反应体系的温度正、逆反应速率均改变，而图②中逆反应速率增大，正反应速率减小，不可能是改变温度，B项错误；图③中反应前后体积不变，改变压强平衡不移动，但可改变达到平衡的时间，乙比甲先达到平衡，则乙的压强大，C项正确；图④中正、逆反应速率曲线的交点为平衡点，升高温度后正反应速率大于逆反应速率，平衡右移，反应物的转化率增大，D项正确。
13．下列对化学平衡移动的分析中，不正确的是（ ）
①已达平衡的反应C（s）＋H2O（g）
CO（g）＋H2（g），当增加反应物物质的量时，平衡一定向正反应方向移动
②已达平衡的反应N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g），当增大N2的浓度时，平衡向正反应方向移动，N2的转化率一定升高
③有气体参加的反应达平衡时，若减小反应器容积，平衡一定向气体体积增大的方向移动
④有气体参加的反应达平衡时，在恒压反应器中充入稀有气体，平衡一定不移动
A．①④B．①②③
C．②③④D．①②③④
解析：
选D。
①中若是加入碳，平衡不移动，固体和纯液体的浓度为常数。
②中反应正向移动，但是转化率可能下降。
③中若减小反应器容积时，即增大压强，平衡一定向气体体积减小的方向移动。
④中恒压反应器中充入稀有气体，浓度减小，平衡可能移动。
14．向甲、乙、丙三个密闭容器中充入一定量的A和B，发生反应：
A（g）＋xB（g）
2C（g）。
各容器的反应温度、反应物起始量，反应过程中C的浓度随时间变化关系分别以下表和下图表示：
容器
甲
乙
丙
容积
0.5L
0.5L
1.0L
温度/℃
T1
T2
T2
反应物起始量
1.5molA
0.5molB
1.5molA
0.5molB
6.0molA
2.0molB
下列说法正确的是（ ）
A．10min内甲容器中反应的平均速率v（A）＝0.025mol/（L·min）
B．由图可知：
T1C．x＝1，若平衡时保持温度不变，改变容器体积平衡不移动
D．T1℃，起始时甲容器中充入0.5molA、1.5molB，平衡时A的转化率为25%
解析：
选C。
甲、乙两容器投料相同，结合图像可知，升高温度平衡左移，该反应为放热反应，B项错误；若x＝1，该反应为体积不变的体系，改变压强平衡不移动，C项正确；由图像知，10min时甲容器中c（C）＝1.0mol/L，v（A）＝
v（C）＝
×
＝0.05mol/（L·min），A项错误；对比乙、丙两容器的体积及投料，再结合图像可知，改变压强，平衡不移动，则x＝1,20min时甲容器中，c（C）＝1.5mol/L，则c（A）＝2.25mol/L，c（B）＝0.25mol/L，此温度下的平衡常数为K＝
＝4。
根据三段式：
A（g）＋B（g）
2C（g）
起始（mol/L）:
130
转化（mol/L）:
xx2x
平衡（mol/L）:
1－x3－x2x
温度不变，平衡常数不变，则：
K＝
＝4，
解之得：
x＝0.75mol/L，则平衡时A的转化率为75%。
二、非选择题（本题包括3个小题，共44分）
15．（14分）草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生如下反应：
MnO
＋H2C2O4＋H＋——Mn2＋＋CO2↑＋H2O（未配平）。
用4mL0.001mol/LKMnO4溶液与2mL0.01mol/LH2C2O4溶液，研究不同条件对化学反应速率的影响。
改变的条件如下：
组别
10%硫酸体积/mL
温度/℃
其他物质
Ⅰ
2
20
Ⅱ
2
20
10滴饱和MnSO4溶液
Ⅲ
2
30
Ⅳ
1
20
1mL蒸馏水
（1）该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为________________。
（2）如果研究催化剂对化学反应速率的影响，使用实验________和________（用Ⅰ～Ⅳ表示，下同）；如果研究温度对化学反应速率的影响，使用实验________和________。
（3）对比实验Ⅰ和Ⅳ，可以研究____________对化学反应速率的影响，实验Ⅳ中加入1mL蒸馏水的目的是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：
（1）根据电子得失守恒列式可得：
n（MnO
）×（7－2）＝n（H2C2O4）×2×（4－3），
则n（MnO
）∶n（H2C2O4）＝2∶5。
（2）研究某一因素对化学反应速率的影响时，要保证其他各条件完全相同。
（3）对比Ⅰ和Ⅳ，反应的温度、溶液的体积等都相同，仅有c（H＋）不同，故可研究c（H＋）对反应速率的影响。
加1mL水的目的是确保c（KMnO4）、c（H2C2O4）不变和总体积不变。
答案：
（1）2∶5
（2）Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅲ （3）c（H＋）（或硫酸溶液的浓度） 确保所有实验中c（KMnO4）、c（H2C2O4）不变和总体积不变
16．（14分）（2013·高考上海卷改编题）镍具有优良的物理和化学特性，是许多领域尤其是高技术产业的重要原料。
羰基法提纯粗镍涉及的两步反应依次为
①Ni（s）＋4CO（g）
Ni（CO）4（g） ΔH<0
②Ni（CO）4（g）
Ni（s）＋4CO（g） ΔH>0
完成下列填空：
（1）在温度不变的情况下，要提高反应①中Ni（CO）4的产率，可采取的措施有________、________。
（2）已知在一定条件下的2L密闭容器中制备Ni（CO）4，粗镍（纯度98.5%，所含杂质不与CO反应）剩余质量和反应时间的关系如图表示。
Ni（CO）4在0～10min的平均反应速率为________。
（3）若反应②达到平衡后，保持其他条件不变，降低温度，重新达到平衡时________。
a．平衡常数K增大
b．CO的浓度减小
c．Ni的质量减小
d．v逆[Ni（CO）4]增大
（4）简述羰基法提纯粗镍的操作过程。
解析：
（1）反应①是正向气体体积缩小的放热反应，因此，根据平衡移动原理，在温度不变的情况下可采取增大CO浓度，加压的方法提高产率；
（2）根据题意，反应的Ni为1mol，则生成Ni（CO）4为1mol，反应速率为
＝0.05mol·L－1·min－1；（3）反应②是正向气体体积增大的吸热反应，则降低温度平衡逆向移动，平衡常数K、CO的浓度、Ni的质量、v逆[Ni（CO）4]减小；（4）根据反应①②的特点可提纯粗镍。
答案：
（1）增大CO浓度 加压
（2）0.05mol·L－1·min－1
（3）bc （4）把粗镍和CO放于一个水平放置的密闭的玻璃容器中，然后在低温下反应，一段时间后在容器的一端加热。
17．（16分）已知NO2和N2O4可以相互转化：
2NO2（g）
N2O4（g） ΔH＝－57kJ·mol－1，一定温度下，将1molN2O4充入一恒压密闭容器中。
（1）下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________。
（2）若在相同温度下，上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行，平衡常数________（填“增大”、“不变”或“减小”），反应3s后NO2的物质的量为0.6mol，则0～3s内的平均反应速率v（N2O4）＝________mol·L－1·s－1。
（3）达到平衡后，若向该恒压容器中再充入0.5molHe，则平衡将________（填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”）。
（4）该反应在温度分别为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。
下列说法正确的是________（填字母序号）。
a．A、C两点两处的颜色：
A深，C浅
b．A、C两点NO2的转化率：
A＜C
c．B、C两点的气体的平均相对分子质量：
B＜C
d．由状态B到状态A，可以用加热的方法
解析：
（1）作为化学平衡状态的标志，须由原来的“变量”变到“不变量”，方可说明。
a图在恒压条件下，随着反应的进行生成NO2，气体的总的物质的量不断增加，容器的体积增大，故密度变小，当密度不变时，可说明化学反应达到平衡状态，a正确；b图，作为反应热ΔH，只与这个化学方程式有关，是一个不变量，它不会随着反应“量”的变化而变化，b错误；c图，用化学反应速率判断可逆反应是否达到平衡状态时，一定是“异向”，且它们的速率之比等于化学计量数之比，c错误；d图，当N2O4的转化率不变时，说明v（正）＝v（逆），反应达到了平衡状态，d正确。
（2）平衡常数是温度的函数，只受温度的影响，故化学平衡常数不变。
由题意可知，NO2的化学反应速率v（NO2）＝0.2mol·L－1·s－1，由化学反应速率之比等于化学计量数之比，得出v（N2O4）＝0.1mol·L－1·s－1。
（3）恒压容器中再充入He，体积增大，相当于减压，平衡左移。
（4）升高温度，平衡左移，二氧化氮的体积分数增大，则T1＜T2。
相同温度下，增大压强达到新的平衡，体系中各种物质的浓度均增大，体系颜色变深，即A浅，C深，a错误；增大压强，平衡右移，二氧化氮的转化率增大，b正确；B点处于低温低压下，C点处于高温高压下，温度和压强对平衡移动的作用是相反的，其最终结果NO2的体积分数不变，B、C两点所处平衡状态中各组分的含量分别相等，平均相对分子质量：
B＝C，c错误；相同压强下，升高温度，平衡左移，二氧化氮的体积分数增大，可以由状态B移动到状态A，d正确。
答案：
（1）ad
（2）不变 0.1 （3）向左移动 （4）bd
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