高中化学 第二章 化学反应速率和化学平衡过关检测 新人教版选修4.docx
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高中化学第二章化学反应速率和化学平衡过关检测新人教版选修4
化学反应速率和化学平衡
（时间:
45分钟 满分:
100分）
一、选择题（本题共10小题,每小题6分,共60分。
每小题只有一个选项符合题意）
1.下列说法不正确的是（ ）
A.ΔH<0、ΔS>0的反应在任何温度下都能自发进行
B.NH4HCO3（s）
NH3（g）+H2O（g）+CO2（g）
ΔH=+185.57kJ·mol-1能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据
D.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂,可以改变化学反应进行的速率
解析:
ΔH<0、ΔS>0,则ΔH-TΔS<0,任何温度下反应都能自发进行,A项正确;B项中ΔH>0,ΔS>0,反应能自发进行,原因是熵变因素的影响大于焓变因素的影响,B项正确;用焓变和熵变判断反应的自发性,都有例外,故都不能单独作为反应自发性的判据,而应用复合判据,C项错误;使用催化剂能改变反应的活化能,因此能改变化学反应进行的速率,D项正确。
答案:
C
2.反应2SO2+O2
2SO3经一段时间后,SO3的浓度增加了0.8mol·L-1,在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mol·（L·s）-1,则这段时间为（ ）
A.0.1sB.2.5sC.5sD.10s
解析:
因为SO3的浓度增加了0.8mol·L-1,所以O2的浓度减少了0.4mol·L-1,因为在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mol·（L·s）-1,所以反应所需时间为10s。
答案:
D
3.等物质的量的X（g）与Y（g）在密闭容器中进行可逆反应:
X（g）+Y（g）
2Z（g）+W（s）,该反应的ΔH<0,下列叙述正确的是（ ）
A.平衡常数K值越大,X的转化率越大
B.达到平衡时,反应速率v正（X）=2v逆（Z）
C.达到平衡后,降低温度,正向反应速率减小的倍数大于逆向反应速率减小的倍数
D.达到平衡后,升高温度或增大压强都有利于该反应平衡向逆反应方向移动
解析:
平衡常数K值越大,反应向正反应进行的程度越大,X的转化率越大,A项正确。
达平衡时2v正（X）=v逆（Z）,B项错误。
达平衡后降低温度,正、逆反应速率均减小,又因平衡向正反应方向移动,所以正反应速率减小的倍数小于逆反应速率减小的倍数,C项错误。
增大压强平衡不移动,升高温度平衡逆向移动,D项错误。
答案:
A
4.现有下列各组溶液:
①10℃时10mL0.1mol·L-1的Na2S2O3溶液和50mL0.05mol·L-1的H2SO4溶液;
②10℃时10mL0.05mol·L-1的Na2S2O3溶液和10mL0.1mol·L-1的H2SO4溶液;
③30℃时10mL0.05mol·L-1的Na2S2O3溶液和10mL0.1mol·L-1的H2SO4溶液。
若同时将它们混合发生反应:
Na2S2O3+H2SO4
Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,则出现浑浊的先后顺序是（ ）
A.①②③B.②①③
C.③②①D.①③②
解析:
温度越高,反应速率越快,③的反应速率最大;相同温度下,②混合液中Na2S2O3和H2SO4的浓度大于①,故反应速率②>①,C项符合题意。
答案:
C
5.一定条件下的密闭容器中:
4NH3（g）+5O2（g）
4NO（g）+6H2O（g） ΔH=-905.9kJ·mol-1,下列叙述正确的是（ ）
A.4molNH3和5molO2反应,达到平衡时放出的热量为905.9kJ
B.平衡时v正（O2）=v逆（NO）
C.平衡后降低压强,混合气体的平均摩尔质量增大
D.平衡后升高温度,混合气体中NO含量降低
解析:
由于该反应为可逆反应,故反应达平衡时反应物不能全部转化为生成物,放出的热量小于905.9kJ,A项错误;根据速率之比等于化学计量数之比可知反应达平衡时,v正（O2）=v逆（NO）,B项错误;降低压强,平衡右移,气体的物质的量增大,但气体的质量不变,故混合气体的摩尔质量减小,C项错误;升高温度,平衡左移,NO的含量降低,D项正确。
答案:
D
6.已知反应:
2CH3COCH3（l）
CH3COCH2COH（CH3）2（l）。
取等量CH3COCH3,分别在0℃和20℃下,测得其转化率随时间变化的关系曲线（Y-t）如下图所示。
下列说法正确的是（ ）（导学号52110086）
A.b代表0℃下CH3COCH3的Y-t曲线
B.反应进行到20min末,CH3COCH3的>1
C.升高温度可缩短反应达平衡的时间并能提高平衡转化率
D.从Y=0到Y=0.113,CH3COCH2COH（CH3）2的=1
解析:
A项,反应速率越快,达到化学平衡所需的时间越短,所以b代表20℃下CH3COCH3的Y-t曲线。
B项,由题图可知,20min时a曲线对应点的斜率小于b曲线,所以CH3COCH3的<1。
C项,由题图可知,20℃时CH3COCH3的平衡转化率一定小于0℃时的平衡转化率。
D项,当Y=0.113时,a曲线与b曲线相交,故产物的量相同。
答案:
D
7.N2O5是一种新型硝化剂,其性质和制备受到人们的关注。
一定温度下,在2L固定容积的密闭容器中发生反应:
2N2O5（g）
4NO2（g）+O2（g） ΔH>0。
反应物和部分生成物的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。
下列说法中,正确的是（ ）
A.0~20s内平均反应速率v（N2O5）=0.1mol·（L·s）-1
B.10s时,正、逆反应速率相等,达到平衡
C.20s时,正反应速率大于逆反应速率
D.曲线a表示NO2的物质的量随反应时间的变化
解析:
0~20s内,v（N2O5）==0.05mol·（L·s）-1;10s时,反应仍在向正反应方向进行,v（正）>v（逆）;20s时,v（正）=v（逆）,反应达到平衡状态。
答案:
D
8.一定条件下,溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如图所示。
下列判断正确的是（ ）
A.在0~50min之间,pH=2和pH=7时R的降解百分率相等
B.溶液酸性越强,R的降解速率越小
C.R的起始浓度越小,降解速率越大
D.在20~25min之间,pH=10时R的平均降解速率为0.04mol·（L·min）-1
解析:
在0~50min之间,pH=2和pH=7时反应物R都能完全反应,降解率都是100%,故A项正确;由斜率可知pH越小降解速率越大,即溶液的酸性越强,R的降解速率越大,故B项错误;浓度越大化学反应速率越大,所以起始浓度越小降解速率越小,故C项错误;20~25min之间,pH=10时R的平均降解速率为,故D项错误。
答案:
A
9.根据反应Br+H2
HBr+H的能量对反应历程的示意图甲进行判断,下列叙述中不正确的是（ ）
A.正反应吸热
B.加入催化剂,该化学反应的反应热不变
C.加入催化剂后,该反应的能量对反应历程的示意图可用图乙表示
D.加入催化剂可增大正反应速率,降低逆反应速率
解析:
加入催化剂能同等程度地加快正、逆反应速率。
答案:
D
10.在一定温度下,将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中,发生反应X（g）+Y（g）
2Z（g） ΔH<0,一段时间后达到平衡。
反应过程中测定的数据如下表:
t/min
2
4
7
9
n（Y）/mol
0.12
0.11
0.10
0.10
下列说法正确的是（ ）
A.反应前2min的平均速率v（Z）=2.0×10-3mol·（L·min）-1
B.其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前v（逆）>v（正）
C.该温度下此反应的平衡常数K=1.44
D.其他条件不变,再充入0.2molZ,平衡时X的体积分数增大
解析:
反应前2min,v（Y）==2.0×10-3mol·（L·min）-1,v（Z）=2v（Y）=4.0×10-3mol·（L·min）-1,A项错误;其他条件不变时,降低温度平衡向放热方向即正反应方向移动,达到新的平衡前v（正）>v（逆）,B项错误;由表中数据知平衡时Y的物质的量为0.10mol,则平衡时X、Y、Z三种气体的物质的量浓度分别为0.01mol·L-1、0.01mol·L-1、0.012mol·L-1,则该温度下K==1.44,C项正确;其他条件不变,再充入0.2molZ,因该反应反应前后气体体积不变,所以建立的平衡与原平衡是等效平衡,平衡时X的体积分数不变,D项错误。
答案:
C
二、非选择题（本题共3小题,共40分）
11.（12分）为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。
请回答相关问题:
（1）定性比较:
图甲可通过观察 ,定性比较得出结论。
有同学提出将CuSO4改为CuCl2更合理,其理由是 。
（2）定量比较:
如图乙所示,实验时均以生成40mL气体为准,其他可能影响实验的因素均已忽略。
检查该装置气密性的方法是 ,实验中需要测量的数据是 。
（3）将0.10molMnO2粉末加入到50mLH2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。
①写出H2O2在MnO2作用下发生反应的化学方程式:
。
②计算H2O2的初始物质的量浓度为 。
（请保留两位有效数字）
解析:
（1）可以通过观察产生气泡的快慢来定性分析,将CuSO4改为CuCl2更为合理,原因是排除了阴离子不同造成的干扰,实验更加严密。
（2）既然是测定反应速率,必须知道反应的时间。
（3）氧气的体积为50mL,则n（O2）=,所以n（H2O2）=,浓度为=0.089mol·L-1。
答案:
（1）产生气泡的快慢 消除阴离子不同对实验的干扰
（2）关闭分液漏斗的活塞,将注射器活塞向外拉出一段松手,过一会儿观察其是否回到原位置 产生40mL气体所需的时间
（3）①2H2O2
2H2O+O2↑
②0.089mol·L-1
12.（14分）氨是最重要的氮肥,是产量最大的化工产品之一。
德国人哈伯在1905年发明了合成氨的方法,其合成原理为:
N2（g）+3H2（g）
2NH3（g） ΔH=-92.4kJ·mol-1,他因此获得了1918年诺贝尔化学奖。
在密闭容器中,使2molN2和6molH2混合发生下列反应:
N2（g）+3H2（g）
2NH3（g）（正反应为放热反应）
（1）当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是 。
N2和H2的转化率比是 。
（2）升高平衡体系的温度（保持体积不变）,混合气体的平均相对分子质量 ,密度 。
（填“变大”“变小”或“不变”）
（3）当达到平衡时,充入氩气,并保持压强不变,平衡将 （填“正向”“逆向”或“不”）移动。
（4）若容器恒容、绝热,加热使容器内温度迅速升至原来的2倍,平衡将 （填“向左移动”“向右移动”或“不移动”）。
达到新平衡后,容器内温度 （填“大于”“小于”或“等于”）原来的2倍。
解析:
（1）对N2（g）+3H2（g）
2NH3（g） ΔH<0,在密闭容器中,开始时n（N2）∶n（H2）=2∶6=1∶3,反应时消耗n（N2）∶n（H2）=1∶3,故平衡时n（N2）∶n（H2）=1∶3,所以c（N2）∶c（H2）=1∶3,转化率之比为1∶1。
（2）升高温度,平衡向逆反应方向移动,气体的总物质的量增大,总质量不变,故平均相对分子质量变小,由于ρ=,知密度不变。
（3）达平衡后,保持压强不变,充入氩气,使体系体积增大,N2、H2、NH3的浓度均减小,相当于减小压强,平衡将逆向移动。
（4）恒容时升高温度至原来的2倍,平衡向吸热反应的方向移动,即向左移动,根据勒夏特列原理,达新平衡后,容器内温度大于原来的温度,小于原来温度的2倍。
答案:
（1）1∶3 1∶1
（2）变小 不变
（3）逆向
（4）向左移动 小于
13.（14分）汽车尾气里含有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:
（导学号52110087）
N2（g）+O2（g）
2NO（g） ΔH>0,已知该反应在2404℃时,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 （填字母序号）。
A.消耗1molN2同时生成1molO2
B.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,下列变化趋势正确的是 （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,此时平衡混合气体中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-1、4.0×10-2mol·L-1和3.0×10-3mol·L-1,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 。
解析:
（1）v（N2）=v（O2）==
0.05mol·（L·min）-1。
（2）该反应是气体体积不变的反应,C项错误。
A项N2的消耗和O2的生成分别表示正反应和逆反应,比例符合方程式中化学计量数之比,正确;容器体积不变,反应前后气体的密度始终不变,B项错误;D项分别表示向正、逆反应方向进行,比例关系符合方程式中化学计量数比例,正确。
（3）该反应为吸热反应,随着温度升高,反应速率加快,反应物转化率增大,平衡常数增大,A、C两项正确;催化剂不能使化学平衡移动,B项错误。
（4）由于该反应前后气体体积不变,故改变压强平衡不移动,反应达到平衡后再充入NO,重新达到平衡后相当于对原平衡的加压过程,故NO的体积分数不变。
（5）该反应的平衡常数表达式为,将所给物质浓度带入表达式求浓度商:
=9×10-4<64×10-4,故反应向正反应方向进行。
答案:
（1）0.05mol·（L·min）-1
（2）A、D
（3）A、C
（4）不变
（5）向正反应方向进行 根据计算得浓度商Qc
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