人教版高二化学选修四第二章 化学反应速率和化学平衡 测试题含答案.docx
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人教版高二化学选修四第二章化学反应速率和化学平衡测试题含答案
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人教版高二化学选修四第二章化学反应速率和化学平衡测试题
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分。
第Ⅰ卷
一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)
1.在恒温、体积为2L的密闭容器中进行反应:
2A(g)
3B(g)+C(g),若反应物在前20s由3mol降为1.8mol,则前20s的平均反应速率为( )
A.v(B)=0.03mol·L-1·s-1
B.v(B)=0.045mol·L-1·s-1
C.v(C)=0.03mol·L-1·s-1
D.v(C)=0.06mol·L-1·s-1
2.根据反应Br+H2
HBr+H的能量对反应历程的示意图进行判断,下列叙述中不正确的是( )
甲 乙
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
3.下面关于化学反应的限度的叙述中,正确的是( )
A.化学反应的限度都相同
B.可以通过改变温度控制化学反应的限度
C.可以通过延长化学反应的时间改变化学反应的限度
D.当一个化学反应在一定条件下达到限度时,反应即停止
4.对于mA(s)+nB(g)
pC(g) ΔH<0的可逆反应,在一定温度下建立平衡时B的百分含量与压强的关系如图中曲线所示,则下列判断正确的是( )
A.m+n<p
B.n>p
C.x点的状态是v正>v逆
D.y点比x点的反应速率慢
5.Fe3+和I-在水溶液中的反应如下:
2I-+2Fe3+
2Fe2++I2(水溶液)。
当上述反应达到平衡后,加入CCl4萃取I2,且温度不变,上述平衡( )移动。
A.向右
B.向左
C.不
D.无法判断
6.在某恒容密闭容器中进行如下可逆反应:
2M(g)+N(g)
W(?
)+4Q(g) ΔH<0,起始投料只有M和N。
下列示意图正确,且能表示该可逆反应达到平衡状态的是( )
7.在一固定容积的密闭容器中,充入2molA和1molB发生如下反应:
2A(g)+B(g)⇌xC(g),达到平衡后,C的体积分数为w%;若维持容器体积和温度不变,以0.6molA、0.3molB和1.4molC为起始物质,达到平衡后,C的体积分数也为w%,则x的值为( )
A.5
B.4
C.3
D.1
8.化学反应4A(s)+3B(g)
2C(g)+D(g),经2min,B的浓度减少0.6mol·
。
对此反应速率的表示正确的是( )
A.用A表示的反应速率是0.4mol•(L•min)﹣1
B.2min内,v正(B)和v逆(C)表示的反应速率的值都是逐渐减小的
C.2min末的反应速率用B表示是0.3mol•(L•min)﹣1
D.分别用B、C、D表示反应的反应速率其比值是3∶2∶1
9.下列关于化学反应速率的说法正确的是( )
A.化学反应速率是指单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加
B.化学反应速率为“0.8mol·L-1·s-1”表示的意思是:
时间为1s时,某物质的浓度为0.8mol·L-1
C.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的限度
D.对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象越明显
10.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.钢铁在潮湿的空气中容易生锈
B.将氯化铝溶液加热蒸干最终得到三氧化二铝固体
C.不考虑其他因素时高压有利于工业合成氨
D.打开汽水瓶时,有大量气泡溢出
11.在恒温下的密闭容器中有可逆反应:
2NO+O2
2NO2(正反应为放热反应),不能说明已经达到平衡状态的是( )
A.正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率相等
B.反应容器中压强不随时间的变化而变化
C.混合气体颜色保持不变
D.混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化
12.将一定浓度的盐酸倒入盛有块状大理石的烧杯中,若进行如下改变,其中不能使最初的反应速率加快的是( )
A.盐酸的浓度不变,其用量增加一倍
B.盐酸的浓度增加一倍,其用量减少一半
C.使反应在较高的温度下进行
D.盐酸的浓度不变,使块状大理石变成粉末状
13.下列说法不正确的是( )
A.根据化学反应速率可以判断反应物转变为生成物的难易
B.根据ΔH可以判断此反应是放热反应还是吸热反应
C.根据熵变这一个量不可以判断所有化学反应能否自发进行
D.根据化学平衡常数可以判断化学反应进行的限度
14.下列自发反应可用焓判据来解释的是( )
A.2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g) ΔH=56.7kJ·mol-1
B.(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)+NH3(g) ΔH=74.9kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-572kJ·mol-1
D.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH=178.2kJ·mol-1
15.工业上利用可逆反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)合成氨,下列叙述正确的是( )
A.合成氨的适宜条件是高温、高压、催化剂,其中催化剂不改变该反应的逆反应速率
B.恒容通入氩气,使反应体系的压强增大,反应速率一定增大
C.该反应是放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的时间
D.在t1、t2时刻,NH3(g)的浓度分别是c1、c2,则时间间隔t1~t2内,NH3(g)生成的平均速率为v=
16.在密闭容器里,A与B反应生成C,其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示,已知3v(B)=2v(A)、2v(C)=3v(B),则此反应可表示为( )
A.2A+3B===2C
B.A+3B===2C
C.3A+2B===3C
D.A+B===C
17.反应CH3OH(l)+NH3(g)
CH3NH2(g)+H2O(g)在某温度自发向右进行,若反应|ΔH|=17kJ·
,|ΔH﹣TΔS|=17kJ·
,对于该反应下列关系正确的是( )
A.ΔH>0,ΔH﹣TΔS<0
B.ΔH<0,ΔH﹣TΔS>0
C.ΔH>0,ΔH﹣TΔS>0
D.ΔH<0,ΔH﹣TΔS<0
18.在密闭容器中,给一氧化碳和水蒸气的气体混合物加热,在催化剂存在下发生反应:
CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g)。
在500℃时,平衡常数K=9。
若反应开始时,一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.02mol·L-1,则在此条件下CO的转化率为( )
A.25%
B.50%
C.75%
D.80%
19.重铬酸钾溶液中存在如下平衡:
(橙色)+H2O
2H++
(黄色),向K2Cr2O7溶液中加入下列哪种试剂,溶液颜色会从黄色逐渐变为橙色( )
A.NaHSO4
B.NaHCO3
C.Na2CO3
D.CH3COONa
20.下列关于化学反应限度的说法中正确的是( )
A.一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度
B.当一个可逆反应达到平衡状态时,正向反应速率和逆向反应速率相等且都等于0
C.平衡状态是一种静止的状态,因为反应物和生成物的浓度已经不再改变
D.化学反应的限度不可以通过改变条件而改变
第Ⅱ卷
二、非选择题(共4小题,每小题10.0分,共40分)
21.加入0.1mol的MnO2粉末于50mL过氧化氢的溶液中(密度为1.1g•mL﹣1),在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示,回答下列问题:
(1)A、B、C、D四点化学反应速率由快到慢的顺序为 。
(2)该反应速率变化的原因是 。
(3)过氧化氢的初始物质的量浓度为 。
(保留三位有效数字)
(4)反应进行到2分钟时过氧化氢的质量分数为 。
(保留三位有效数字)
22.下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据:
分析上述数据,回答下列问题:
(1)实验1和3表明, 对反应速率有影响,能表明这种影响因素的实验还有
(填实验序号)。
(2)本实验中影响反应速率的其他因素还有 ,其实验序号是 , 则反应速率越快。
(填怎样影响)
(3)实验中的所有反应,反应前后溶液的温度变化值(约15℃)相近,推测其原因:
。
23.现有反应aA(g)+bB(g)
pC(g),达到平衡后,当升高温度时,B的转化率变大;当减小压强时,混合体系中C的质量分数也减小,则:
(1)该反应的逆反应是________热反应,且a+b________p(填“>”“<”或“=”)。
(2)减压时,A的质量分数________(填“增大”“减小”或“不变”,下同),正反应速率________,逆反应速率________。
(3)若加入B(体积不变),则A的转化率________,B的转化率________。
(4)若升高温度,则平衡时,B、C的浓度之比
将________。
(5)若加入催化剂,平衡时气体混合物的总物质的量________。
(6)若B是有色物质,A、C均为无色物质,则加入A(体积不变)时混合物的颜色________,加入C(体积不变)时混合物的颜色________,而维持容器内气体的压强不变,充入氖气时,混合物的颜色________(填“变浅”“变深”或“不变”)。
24.回答下列问题:
(1)用钌的配合物作催化剂,一定条件下可直接光催化分解CO2,发生反应:
2CO2(g)===2CO(g)+O2(g),该反应的ΔH________(填“>”“<”或“=”)0,ΔS________(填“>”“<”或“=”)0,在低温下,该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。
(2)超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。
科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,化学方程式为2NO+2CO
2CO2+N2。
反应在常温下能够自发进行,则反应的ΔH________(填“>”“<”或“=”)0。
(3)已知在100kPa、298K时石灰石分解反应CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)的ΔH>0,ΔS>0,则:
①该反应常温下________(填“能”或“不能”)自发进行。
②据本题反应数据分析,温度________(填“能”或“不能”)成为反应方向的决定因素。
(4)已知CaSO4(s)+CO(g)
CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)
ΔH=+218kJ·mol-1,该反应能够自发进行的反应条件是________。
(5)某吸热反应能自发进行,则该反应的ΔS________(填“>”或“<”)0。
答案解析
1.【答案】B
【解析】aA+bB===cC+dD可以用单位时间内各物质的物质的量浓度变化来表示,如v(A)=
;不同物质表示的速率间有v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d规律。
反应物A前20s由3mol降到1.8mol,则v(A)=
=0.03mol·L-1·s-1,v(B)=0.045mol·L-1·s-1,v(C)=0.015mol·L-1·s-1。
A、C、D项错误,B项正确。
2.【答案】D
【解析】加入催化剂能同等程度地降低正逆反应活化能,同等程度加快正、逆反应速率,但不改变反应物和生成物的总能量,不改变反应的焓变,不改变化学平衡状态,D项错误。
3.【答案】B
【解析】在一定条件下的可逆反应经过移动的时间后,正、逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度不再发生变化,这种表面上静止的“平衡状态”就是这个可逆反应所能达到的限度。
化学反应不同,限度不同,故A错误;可以改变外界条件控制化学反应的限度,故B正确;化学反应的限度与反应时间无关,故C错误;当化学反应在一定条件下达到限度时,正、逆反应速率相等,反应未停止,故D错误。
故选B。
4.【答案】C
【解析】由图可知,压强越大,B的百分含量越高,说明增大压强平衡向逆反应方向移动;压强增大平衡向气体分子数减小的方向移动,A为固体,只能得到n<p,A、B项错误;x点B的百分含量高于相同压强平衡点的含量,说明x点不是平衡状态,需正向进行才能建立平衡,即x点的状态是v正>v逆,C项正确;压强越高,反应速率越快,y点所处压强高于x点,反应速率快,D项错误。
5.【答案】A
【解析】改变物质的浓度,平衡向着减小这种改变的方向进行:
增大反应物粒子浓度或减小生成物粒子浓度,都可以使平衡正移;反之,平衡逆移。
CCl4萃取I2后,水溶液中c(I2)浓度减小,平衡正移,A正确。
6.【答案】D
【解析】若W为固态或液态,气体质量减小,体积不变,气体密度应变小;若W为气态,则气体密度始终不变,A错误;无论W状态如何,若反应正向进行时,气体的物质的量总是增多,容器内压强增大,B错误;无论W状态如何,总存在反应热效应,C错误;无论W状态如何,产物的气体分子数都逐渐增大,当气体分子数不变时,表明达到平衡状态,D
正确。
7.【答案】C
【解析】在恒温恒容下,充入2molA和1molB与充入0.6molA、0.3molB和1.4molC达到平衡后,C的体积分数为w%,说明两个平衡为完全等效平衡,按化学计量数转化到左边,应该满足:
n(A)=2mol、n(B)=1mol,
则:
0.6mol+
=2mol,
解得:
x=2,
另外,对于反应前后气体的化学计量数之和相等的反应,物质的投料呈相同比例时也是等效平衡,所以x=3也是正确的,所以x可能为2或3,
故选C。
8.【答案】D
【解析】物质A是固体,浓度视为常数,不能用A表示该反应的反应速率,故A错误;随着反应的进行,反应物浓度降低,正反应速率减小,生成物浓度增大,逆反应速率增大,故B错误;2min末的反应速率为即时速率,用B表示速率0.3mol·
是2min内的平均速率,故C错误;速率之比等于化学计量数之比,v(B)∶v(C)∶v(D)=3∶2∶1,故D正确;故选D。
9.【答案】A
【解析】反应速率指的是一段时间内的平均值,而不是瞬时速率,B项错误;根据化学反应速率的大小,只能知道化学反应进行的快慢,不能推断反应进行的限度,C项错误;反应速率的快慢与反应的实验现象无直接关系,中和反应速率很快,但不一定有明显现象,如盐酸与烧碱的反应,D项错误。
10.【答案】A
【解析】勒夏特列原理只能解释与平衡移动有关的问题,不涉及平衡移动的问题都与原理无关。
钢铁在潮湿的空气中生锈原因是铁与水、氧气共同发生缓慢的氧化反应,与平衡移动无关,不能用勒夏特列原理解释,A项符合题意;AlCl3溶液中存在平衡:
AlCl3+3H2O
Al(OH)3+3HCl,加热HCl挥发,平衡正向进行到底生成Al(OH)3沉淀,灼烧Al(OH)3得到Al2O3,能用勒夏特列原理解释,B项不符合题意;N2(g)+3H2(g)
2NH3(g),正反应为气体分子数减小的反应,增大压强,平衡正向移动,有利于合成NH3,能用勒夏特列原理解释,C项不符合题意;CO2+H2O
H2CO3,开启啤酒瓶后,压强减小,二氧化碳逸出,能用勒夏特列原理解释,D项不符合题意。
11.【答案】A
【解析】若反应正向进行时,y发生改变,则“y不再随时间变化”可作为判断平衡的标志。
生成NO2速率为v正,生成O2速率为v逆,二者速率之比与计量数之比不等,A不能作为平衡标志;若反应正向进行时,气体分子数减小,压强减小,B能作为平衡标志;若反应正向进行时,NO2浓度减小,气体颜色变浅,C能作为平衡标志;若反应正向进行时,气体的总质量不变,气体总物质的量减小,气体的平均相对分子质量增大,D能作为平衡标志。
12.【答案】A
【解析】盐酸的浓度不变,其用量增加一倍,盐酸溶液中单位体积内活化分子个数不变,反应速率不变,故A选;盐酸浓度增加一倍,增大单位体积内活化分子个数,所以反应速率加快,故B不选;升高温度,增大活化分子百分数,所以反应速率加快,故C不选;盐酸浓度不变,使块状大理石变成粉末状,增大反应物接触面积,反应速率加快,故D不选;故选A。
13.【答案】A
【解析】反应物转变为生成物的难易是物质本身性质决定,反应速率是用单位时间内物质浓度的变化来表示反应快慢,故A错误;焓变是生成物总焓﹣反应物总焓,ΔH<0,反应是放热反应,ΔH>0,反应是吸热反应,故B正确;反应自发进行的判断依据是熵变、焓变、温度共同决定,只有熵变不能判断,故C正确;依据化学平衡常数概念分析,化学平衡常数是衡量化学平衡进行程度的大小,平衡常数越大平衡进行程度越大,故D正确;故选A。
14.【答案】C
【解析】ΔG=ΔH-TΔS,ΔG<0时,反应能自发进行。
ΔH<0,利于反应的自发进行,而ΔH>0,不利于反应的自发进行,C符合题意。
15.【答案】D
【解析】催化剂在反应中同等程度地改变正、逆反应速率,A错;B项,通入氩气压强增大,但是各物质的浓度不变,所以速率不变;C项,降温会减小反应速率,将延长达到平衡的时间,错误;D项,由反应速率的表达式可知正确。
16.【答案】C
【解析】aA+bB===cC+dD可以用单位时间内各物质的物质的量浓度变化来表示,如v(A)=
;不同物质表示的速率间有v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d规律。
由3v(B)=2v(A)、2v(C)=3v(B)可推出:
=
,
=
,即v(A)∶v(B)∶v(C)=3∶2∶3,速率之比等于化学计量数之比,C项正确。
17.【答案】A
【解析】该反应在一定温度下能够自发的向右进行,这说明ΔH﹣TΔS一定是小于0,根据方程式可知该反应的ΔS>0,所以如果ΔH<0,则该反应在任何温度下都是自发进行的,而该反应在一定温度下能够自发的向右进行,因此该反应的反应热ΔH>0,
故选A。
18.【答案】C
【解析】依据化学平衡,设一氧化碳的消耗浓度为X,分析三段式列式计算:
平衡常数K=
解得:
x=0.015mol·L-1;
一氧化碳转化率=
×100%=75%
故选C。
19.【答案】A
【解析】要使溶液的橙色加深,应增大
的浓度,即平衡逆移。
加入NaHSO4,c(H+)增大,平衡逆移,溶液变为橙色,A项符合题意;加入NaHCO3,
和H+反应,c(H+)减小,平衡正移,溶液变为黄色,B项不符合题意;加入Na2CO3,
和H+反应,c(H+)减小,平衡正移,溶液变为黄色,C项不符合题意;加入CH3COONa,CH3COO-结合H+反应生成弱电解质CH3COOH,c(H+)减小,平衡正移,溶液变为黄色,D项不符合题意。
20.【答案】A
【解析】平衡状态是一种动态的平衡,v(正)=v(逆)≠0,B、C错误;化学平衡建立的过程是v(正)与v(逆)从不等到相等的过程,外界条件改变致v(正)≠v(逆)时,平衡发生移动,D错误。
21.【答案】
(1)D>C>B>A
(2)随着反应的进行,过氧化氢溶液的浓度逐渐减小,反应速率也随着减小
(3)0.107mol•L﹣1
(4)0.083%
【解析】
(1)反应物浓度大小决定反应速率大小,随着反应的进行,双氧水的浓度逐渐减小,反应速率也随着减小,A、B、C、D四点化学反应速率由快到慢的顺序为D>C>B>A;
(2)随着反应的进行,过氧化氢不断消耗,浓度逐渐降低,则反应速率逐渐减小;
(3)由反应方程式为:
2H2O2
2H2O+O2↑,该反应为不可逆反应,在5min后,收集到的气体体积不再增加,说明过氧化氢完全分解,
由图像可知,生成氧气的体积为60mL,
n(H2O2)=
=0.00536mol,所以c(H2O2)=
=0.107mol•L﹣1;
(4)设2min时反应消耗的过氧化氢为xmol,
n(H2O2)=
=0.00402mol,
则2min时溶液中剩余的过氧化氢为0.00536mol﹣0.00402mol=0.00134mol,则m(H2O2)=nM=0.00134mol×34g·
=0.04556g,生成的氧气的质量为m=0.00402×
×32=0.06432g,则反应进行到2分钟时过氧化氢的质量分数为
×100%=0.083%。
22.【答案】
(1)硫酸的浓度 实验2、4
(2)固体反应物的表面积 实验2、3 表面积越大
(3)可能是硫酸过量,等质量的金属完全反应,放出的热量相等,所以使等体积溶液的温度升高值相近
【解析】
(1)实验1和3以及2和4固体的表面积相同,硫酸浓度不同,可用于比较浓度对反应速率的影响;
(2)由表中数据可知,固体的表面积和硫酸的浓度影响反应速率,固体的表面积越大,硫酸浓度越大,反应速率越大,实验中2、3浓度相同,固体表面积不同,表面积越大,反应速率越大;
(3)金属质量相等,如完全反应是,放出的热量相同,则温度升高数值相等。
23.【答案】
(1)放>
(2)增大减小减小(3)增大减小(4)减小(5)不变(6)变浅变深变浅
【解析】
(1)升高温度,B的转化率增大,说明升高温度,平衡向正反应方向移动,即正反应方向是吸热反应,逆反应方向是放热反应,减小压强,C的质量分数减小,说明平衡向逆反应方向移动,即a+b>p;
(2)根据
(1)的分析,减压,平衡向逆反应方向移动,A的质量分数增大,减压正逆反应速率都减小;(3)加入B,增大反应物浓度,平衡向正反应方向进行,A的转化率增大,B的转化率降低;(4)升高温度,平衡向正反应方向移动,B的浓度减小,C的浓度增大,即比值减小;(5)使用催化剂对化学平衡无影响,气体的总物质的量不变;(6)加入A,平衡向正反应方向移动,B的浓度降低,混合气体的颜色变浅,加入C,平衡向逆反应方向进行,B的浓度增大,混合气体的颜色加深,恒压时,充入非反应气体,组分的浓度降低,混合气体的颜色变浅。
24.【答案】
(1)> > 不能
(2)< (3)①不能 ②能 (4)高温 (5)>
【解析】
(1)该反应为吸热反应,化学反应后气体的化学计量数之和增加,所以ΔH>0,ΔS>0,故低温下ΔG=ΔH-TΔS>0,反应不能自发进行。
(2)因为ΔS<0,且ΔG=ΔH-TΔS<0,故ΔH<0。
(3)①常温下石灰石不分解。
②该反应的ΔH>0,ΔS>0,属于熵增加的吸热反应,故在高温下该反应能够自发进行。
(4)自发反应的条件是ΔH-TΔS<0,即ΔH
,即T值较大,该反应应在高温下进行。
(5)吸热反应能自发进行,即ΔH>0,ΔH-TΔS<0,又知T>0,故ΔS>0。
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