高中化学人教版选修4单元测试B第二章化学反应速率和化学平衡附答案.docx
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高中化学人教版选修4单元测试B第二章化学反应速率和化学平衡附答案
第二章测评B
(高考体验卷)
(时间:
45分钟 满分:
100分)
一、选择题(每小题4分,共48分)
1.一定条件下,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
2.NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化,当NaHSO3完全消耗即有I2析出,依据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。
将浓度均为0.020mol·L-1的NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0mL混合,记录10~55℃间溶液变蓝时间,55℃时未观察到溶液变蓝,实验结果如图。
据图分析,下列判断不正确的是( )
A.40℃之前与40℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反
B.图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等
C.图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.0×10-5mol·(L·s)-1
D.温度高于40℃时,淀粉不宜用作该实验的指示剂
3.对于反应CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH<0,在其他条件不变的情况下( )
A.加入催化剂,改变了反应的途径,反应的ΔH也随之改变
B.改变压强,平衡不发生移动,反应放出的热量不变
C.升高温度,反应速率加快,反应放出的热量不变
D.若在原电池中进行,反应放出的热量不变
4.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
5.(双选)某恒温密闭容器中,可逆反应A(s)
B+C(g)-Q达到平衡。
缩小容器体积,重新达到平衡时,C(g)的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等。
以下分析正确的是( )
A.产物B的状态只能为固态或液态
B.平衡时,单位时间内n(A)消耗∶n(C)消耗=1∶1
C.保持体积不变,向平衡体系中加入B,平衡可能向逆反应方向移动
D.若开始时向容器中加入1molB和1molC,达到平衡时放出热量Q
6.一定条件下,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
7.一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收:
SO2(g)+2CO(g)
2CO2(g)+S(l) ΔH<0
若反应在恒容的密闭容器中进行,下列有关说法正确的是( )
A.平衡前,随着反应的进行,容器内压强始终不变
B.平衡时,其他条件不变,分离出硫,正反应速率加快
C.平衡时,其他条件不变,升高温度可提高SO2的转化率
D.其他条件不变,使用不同催化剂,该反应的平衡常数不变
8.合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得,其中的一步反应为:
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH<0
反应达到平衡后,为提高CO的转化率,下列措施中正确的是( )
A.增加压强B.降低温度
C.增大CO的浓度D.更换催化剂
9.在一个不导热的密闭反应器中,只发生两个反应:
a(g)+b(g)
2c(g) ΔH1<0
x(g)+3y(g)
2z(g) ΔH2>0
进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所做的功),下列叙述错误的是( )
A.等压时,通入惰性气体,c的物质的量不变
B.等压时,通入z气体,反应器中温度升高
C.等容时,通入惰性气体,各反应速率不变
D.等容时,通入z气体,y的物质的量浓度增大
10.温度为T时,向2.0L恒容密闭容器中充入1.0molPCl5,反应PCl5(g)
PCl3(g)+Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。
反应过程中测定的部分数据见下表:
t/s
0
50
150
250
350
n(PCl3)/mol
0
0.16
0.19
0.20
0.20
下列说法正确的是( )
A.反应在前50s的平均速率v(PCl3)=0.0032mol·(L·s)-1
B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(PCl3)=0.11mol·L-1,则反应的ΔH<0
C.相同温度下,起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2,反应达到平衡前v(正)>v(逆)
D.相同温度下,起始时向容器中充入2.0molPCl3和2.0molCl2,达到平衡时,PCl3的转化率小于80%
11.(双选)为探究锌与稀硫酸的反应速率[以v(H2)表示],向反应混合液中加入某些物质,下列判断正确的是( )
A.加入NH4HSO4固体,v(H2)不变B.加入少量水,v(H2)减小
C.加入CH3COONa固体,v(H2)减小D.滴加少量CuSO4溶液,v(H2)减小
12.在体积恒定的密闭容器中,一定量的SO2与1.100molO2在催化剂作用下加热到600℃发生反应:
2SO2+O2
2SO3 ΔH<0。
当气体的物质的量减少0.315mol时反应达到平衡,在相同温度下测得气体压强为反应前的82.5%。
下列有关叙述正确的是( )
A.当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时反应达到平衡
B.降低温度,正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度大
C.将平衡混合气体通入过量BaCl2溶液中,得到沉淀的质量为161.980g
D.达到平衡时,SO2的转化率为90%
二、非选择题(本题包括4个小题,共52分)
13.(12分)在1.0L密闭容器中放入0.10molA(g),在一定温度进行如下反应:
A(g)
B(g)+C(g) ΔH=+85.1kJ·mol-1
反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:
时间t/h
0
1
2
4
8
16
20
25
30
总压强
p/100kPa
4.91
5.58
6.32
7.31
8.54
9.50
9.52
9.53
9.53
回答下列问题:
(1)欲提高A的平衡转化率,应采取的措施为_____________________________________。
(2)由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率α(A)的表达式为________,平衡时A的转化率为________,列式并计算反应的平衡常数K________。
(3)①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A),n总=______mol,n(A)=________mol。
②下表为反应物A浓度与反应时间的数据,计算:
a=________。
反应时间t/h
0
4
8
16
c(A)/(mol·L-1)
0.10
a
0.026
0.0065
分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(Δt)的规律,得出的结论是____________,由此规律推出反应在12h时反应物的浓度c(A)为________mol·L-1。
14.(16分)已知A(g)+B(g)
C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:
温度/℃
700
800
830
1000
1200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K=______,ΔH______0(填“<”“>”或“=”)。
(2)830℃时,向一个5L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B,如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0.003mol·(L·s)-1,则6s时c(A)=______mol·L-1,C的物质的量为______mol;若反应经一段时间后,达到平衡时A的转化率为______,如果这时向该密闭容器中再充入1mol氩气,平衡时A的转化率为______。
(3)判断该反应是否达到平衡的依据为______(填正确选项前的字母)。
a.压强不随时间改变
b.气体的密度不随时间改变
c.c(A)不随时间改变
d.单位时间里生成C和D的物质的量相等
(4)1200℃时反应C(g)+D(g)
A(g)+B(g)的平衡常数的值为______。
15.(10分)偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂,二者发生如下化学反应:
(CH3)2NNH2(l)+2N2O4(l)===2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g) (Ⅰ)
(1)反应(Ⅰ)中氧化剂是______。
(2)火箭残骸中常出现红棕色气体,原因为:
N2O4(g)2NO2(g) (Ⅱ)
当温度升高时,气体颜色变深,则反应(Ⅱ)为______(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)一定温度下,反应(Ⅱ)的焓变为ΔH。
现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是______。
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·s)-1。
16.(14分)碘在科研与生活中有重要应用。
某兴趣小组用0.50mol·L-1KI溶液、0.2%淀粉溶液、0.20mol·L-1K2S2O8溶液、0.10mol·L-1Na2S2O3溶液等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知:
S2O
+2I-===2SO
+I2(慢) I2+2S2O
===2I-+S4O
(快)。
(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,当溶液中的________耗尽后,溶液颜色将由无色变为蓝色。
为确保能观察到蓝色,S2O
与S2O
初始的物质的量需满足的关系为:
n(S2O
)∶n(S2O
)________。
(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
实验
序号
体积V/mL
K2S2O8
溶液
水
KI
溶液
Na2S2O3
溶液
淀粉溶液
①
10.0
0.0
4.0
4.0
2.0
②
9.0
1.0
4.0
4.0
2.0
③
8.0
Vx
4.0
4.0
2.0
表中Vx=________,理由是__________________________________________________。
(3)已知某条件下,浓度c(S2O
)~反应时间t的变化曲线如图,若保持其他条件不变,请在坐标图中,分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2O
)~t的变化曲线示意图(进行相应的标注)。
(4)碘也可用作心脏起搏器电源——锂碘电池的材料。
该电池反应为:
2Li(s)+I2(s)===2LiI(s) ΔH
已知:
4Li(s)+O2(g)===2Li2O(s) ΔH1
4LiI(s)+O2(g)===2I2(s)+2Li2O(s) ΔH2
则电池反应的ΔH=________;碘电极作为该电池的________极。
参考答案
1.解析:
随温度升高,平衡正向移动,混合气体的总质量增大,恒容条件下,混合气体的密度增大,A正确;增大CO的物质的量,平衡正向移动,但CO2与CO的物质的量之比减小,B错;平衡常数只与温度有关,C错;MgSO4为固态,改变固体物质的质量(忽略体积),平衡不受影响,CO的转化率不变。
答案:
A
2.
解析:
依据图可知,40℃之前,溶液变蓝的时间随温度的升高而缩短;40℃之后溶液变蓝的时间随温度的升高而延长,A项正确;温度升高,反应速率加快,b、c两点对应的温度不同,反应速率不相等,B项不正确;根据反应速率公式,图中a点对应的NaHSO3反应速率v=0.020mol·L-1×10.0mL÷(10.0mL+40.0mL)÷80s=5.0×10-5mol·(L·s)-1,C项正确;KIO3遇热会分解,温度高于40℃时,淀粉不宜作该实验的指示剂,D项正确。
答案:
B
3.
解析:
A项错误,催化剂只能改变反应途径,不影响反应热;B项,因为该反应为反应前后气体体积不变的反应,改变压强,平衡不发生移动,反应放出的热量不变,正确;C项,升高温度,反应速率加快,平衡移动,反应放出的热量发生变化,C错误;D项,在原电池中进行,化学能除转变为热能外,还要转变为电能,反应放出的热量要减少,D错误。
答案:
B
4.
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错误。
答案:
C
5.
解析:
缩小容器体积相当于加压,C(g)的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等,所以加压平衡逆向移动,即逆反应为气体分子数减小的反应,因为反应物只有固体,所以B的状态不能确定,A选项错误,C选项正确;B选项,分别表示正反应速率、逆反应速率,且正、逆反应速率相等,正确;Q是生成1molB和1molC吸收的热量,此反应是可逆反应,不能进行到底,所以D选项错误。
答案:
BC
6.
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错误;20~25min之间,pH=10时R的平均降解速率为
,故D错误。
答案:
A
7.
解析:
该反应为气体体积减小的反应,平衡前,随着反应的进行,容器内压强逐渐变小,A项错误;因硫单质为液体,分离出硫对正反应速率没有影响,B项错误;其他条件不变,升高温度平衡向左移动,SO2的转化率降低,C项错误;该反应的平衡常数只与温度有关,使用催化剂对平衡常数没有影响,D项正确。
答案:
D
8.
解析:
该反应为气体物质的量不变的反应,压强改变对平衡无影响,A错误;反应ΔH<0,降低温度,平衡正向移动,CO转化率增大,B正确;增大CO浓度,CO转化率减小,C错误;催化剂的使用对平衡无影响,D错误。
答案:
B
9.
解析:
本题要特别注意题干中的信息“不导热的密闭反应器”。
A项,等压时,通入惰性气体,气体的体积增大,平衡x(g)+3y(g)
2z(g)(ΔH2>0)向左移动,反应放热,反应体系的温度升高,由于该反应容器是一个不导热的容器,所以平衡a(g)+b(g)
2c(g)也向左(吸热方向)移动,c的物质的量减小,故A不正确;B项,等压时,通入z气体,增大了生成物的浓度,平衡x(g)+3y(g)
2z(g)向左移动,由于该反应的逆反应是放热反应,所以反应器的温度升高,B项正确;等容时,通入惰性气体,各反应物和生成物的物质的量没有变化,即各组分的浓度没有发生变化,所以各组分的反应速率不发生变化,C项正确;等容时,通入z气体,增大了生成物z的浓度,平衡逆向移动,所以y的物质的量浓度增大,D项正确。
答案:
A
10.
解析:
反应前50s的平均反应速率v(PCl3)=
=0.0016mol·(L·s)-1,A错误;温度为T时,平衡时c(PCl3)=
=0.10mol·L-1,升高温度,再达平衡时c(PCl3)=0.11mol·L-1,说明升高温度,平衡右移,ΔH>0,B错误;在该温度下,达平衡时,各组分物质的量分别为:
n(PCl3)=n(Cl2)=0.20mol,n(PCl5)=1mol-0.20mol=0.80mol,在相同温度下投入1.0molPCl5、0.20molPCl3、0.20molCl2,相当于在原题平衡基础上加入0.20molPCl5,平衡正向移动,v(正)>v(逆),C正确;充入1.0molPCl5建立的平衡与充入1.0molPCl3和1.0molCl2建立的平衡为相同平衡,充入1.0molPCl5建立的平衡PCl5的转化率为
×100%=20%,则充入1.0molPCl3和1.0molCl2建立的平衡PCl3转化率为80%。
当向容器中充入2.0molPCl3和2.0molCl2时,相当于将两个上述平衡(充入1.0molPCl3和1.0molCl2建立的平衡)合并压缩到2.0L,平衡左移,PCl3转化率大于80%。
答案:
C
11.
解析:
A项会使c(H+)增大,v(H2)增大,B项加水稀释,c(H+)减小,v(H2)减小,C项生成CH3COOH是弱电解质,c(H+)减小,v(H2)减小,D项会形成铜—锌原电池,v(H2)增大。
答案:
BC
12.
解析:
结合化学反应可知,反应中参加反应的O2的物质的量即是气体减少的物质的量,由于气体体积一定,压强之比等于物质的量之比,假设n(SO2)=x,则有
=82.5%,解得:
x=0.7mol。
SO3的生成速率与SO2的消耗速率随时都相等,不能作为建立平衡的标志,A项错误;降低温度,放热反应中,平衡正向移动,v正>v逆,逆反应方向化学反应速率下降的程度更大,B项错误;混合气体中,只有SO3能与BaCl2反应,即生成n(BaSO4)=n(SO3)=2n(O2)反应=2×0.315mol=0.63mol,质量为0.63mol×233g·mol-1=146.79g,C项错误;达平衡时,SO2的转化率为
×100%=90%,D项正确。
答案:
D
13.
解析:
(2)压强之比等于气体的物质的量之比,依据三部曲进行求解:
A(g)
B(g) + C(g)
始态:
p0 0 0
反应:
p0·α(A)p0·α(A)p0·α(A)
终态:
p0-p0·α(A)p0·α(A)p0·α(A)
p=[p0-p0·α(A)+p0·α(A)+p0·α(A)]=p0+p0·α(A)求得α(A)=(
-1)×100%;25h时反应已平衡,α(A)=(
-1)×100%=94.1%;依据三部曲进行求解:
A(g) B(g) + C(g)
始态/(mol·L-1):
0.10 0 0
反应/(mol·L-1):
0.0941 0.09410.0941
平衡态/(mol·L-1):
0.10-0.0941 0.09410.0941
K=
=1.5mol·L-1;
(3)①依据
=
可得n总=
×0.1mol;n(A)=0.1mol×[1-α(A)]=0.1mol×[1-(
-1)]=0.1mol×(2-
);②n(A)=0.1mol×(2-
)=0.1mol×(2-
)=0.051mol,体积为1L,a=0.051mol·L-1;0~4h浓度大约变为0h时的
,4~8h浓度又变为4h的
,从8~16h经过8个小时浓度变为8h的
,所以每经过4个小时浓度均降低为原来的
。
答案:
(1)升高温度、降低压强
(2)(
-1)×100% 94.1%
A(g) B(g) + C(g)
0.1000
0.10×(1-94.1%) 0.10×94.1% 0.10×94.1%
K=
=1.5mol·L-1
(3)①0.10×
0.10×(2-
)
②0.051
达到平衡前每间隔4h,c(A)减少约一半
0.013
14.
解析:
(1)因平衡常数随温度的升高而降低,因而ΔH<0;
(2)c(A)起=0.20mol/5L=0.04mol·L-1,由v(A)可得Δc(A)=0.018mol·L-1,c(A)末=c(A)起-Δc(A)=0.022mol·L-1;或直接写“三段式”可得计算所需数据;因体积没变,加入的氩气不引起各物质浓度变化,因而转化率不变;(3)a、b、d三项本来就是不会随反应变化的量,不能作为平衡的标志;(4)逆反应的平衡常数与正反应的平衡常数互为倒数。
答案:
(1)
<
(2)0.022 0.09 80% 80%
(3)c
(4)2.5
15.
解析:
(1)分析元素的化合价可知,N2O4中N元素的化合价由+4价变为0价,被还原,作氧化剂。
(2)升高温度,气体颜色加深,说明NO2的浓度增大,平衡正向移动,所以反应(Ⅱ)是吸热反应。
(3)因为反应N2O42NO2的正方向是气体的物质的量增大的方向,在恒压下建立平衡时,气体的体积应该增大,气体的质量不变,所以其密度为变量,当密度不再改变时说明反应达到平衡状态,a正确;温度一定时,反应的焓变为定值,所以焓变不变不能说明反应是否达到平衡状态,b错误;当v(正)=v(逆)时反应达到平衡状态,而c中均为v(正),故c错误;N2O4的转化率为变量,当其不变时说明反应达到平衡状态,d正确。
化学平衡常数只与温度有关,温度不变,化学平衡常数不变。
根据题意可知,在3s时,NO2的速率是0.2mol·(L·s)-1,根据速率之比等于化学计量数之比可得,N2O4的速率是0.1mol·(L·s)-1。
答案:
(1)N2O4
(2)吸热
(3)ad 不变 0.1
16.
解析:
(1)溶液由无色变为蓝色,即由I-变为I2,所以S2O
要耗尽。
为确保观察到蓝色,必须有I2,即S2O
必须已经耗尽,将题中两式相加,得S2O
+2S2O
===2SO
+S4O
,所以,只要n(S2O
)∶n(S2O
)<2∶1,即可符合题意。
(2)由于是探究浓度对速率的影响,故实验中要用不同浓度,即要保证混合液的总体积不变,而将K2S2O8的浓度作为变量来研