2019-2020学年人教版化学选修4第二单元化学反应速率和化学平衡测试A卷（基础）
L的恒容密闭容器中,加入1molX(g)和2molY(g)发生反应:,平衡时,X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1molZ(g),再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是()
A.m=2
B.两次平衡的平衡常数相同
C.X与Y的平衡转化率之比为1:1
D.第二次平衡时,Z的浓度为
2、在密闭容器里,A与B反应生成C,其反应速率分别用vA、vB、vC表示,已知:vA=3vB、2vA=3vC则此反应可表示为(??)
A.2A+3B=2C B.A+3B=2C C.3A+B=2C D.A+B=C
3、硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是()
实验 反应温度/℃ Na2S2O3溶液 稀硫酸 H2O V/mL c/(mol·L?1) V/mL c/(mol·L?1) V/mL A 25 5 0.1 10 0.1 5 B 25 5 0.2 5 0.2 10 C 35 5 0.1 10 0.1 5 D 35 5 0.2 5 0.2 10 A.A B.B C.C D.D
4、一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是(??)
A.反应开始到10s,用Z表示的反应速率为0.158mol·L-1·s-1B.反应开始到10s,X的物质的量浓度减少了0.79mol·L-1C.反应开始到10s,Y的转化率为79.0%D.反应的化学方程式为X(g)+Y(g)Z(g)
5、某化学反应中,,反应混合物A,B,C的物质的量浓度(c)与时间(t)的关系如下表所示,下列说法正确的是(??)
初始 2min 4min 6min c(A)/(mol/L) 1.45 1.28 1.00 1.00 c(B)/(mol/L) 0.38 0.72 1.28 1.28 c(C)/(mol/L) 0.095 0.18 0.32 0.32 A.该反应的化学方程式为A=2B+C B.4min末A的转化率约为31%C.4~6min时,反应停止了 D.正反应是吸热反应6、低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物,发生的化学反应为:
,ΔH<0
在恒容的密闭容器中,下列有关说法正确的是(??)
A.平衡时,其他条件不变,升高温度可使该反应的平衡常数增大B.平衡时,其他条件不变,增加NH3的浓度,废气中氮氧化物的转化率减小C.单位时间内消耗NO和N2的物质的量比为1:2时,反应达到平衡D.其他条件不变,使用高效催化剂,废气中氮氧化物的转化率增大
7、向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2,开始反应时,按正反应速率由大到小排列正确的是(?)
甲:在500℃时,10molSO2和10molO2反应
乙:在500时,用V2O5作催化剂,10molSO2和5molO2反应
丙:在450时,8molSO2和5molO2反应
丁:在500时,8molSO2和5molO2反应
A.甲、乙、丙、丁 B.乙、甲、丙、丁 C.乙、甲、丁、丙 D.丁、丙、乙、甲?
8、一定条件下,CH4与H2O(g)发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),设起始,在恒压下,平衡时CH4的体积分数φ(CH4)与Z和T(温度)的关系如图所示。下列说法正确的是(??)
A.该反应的焓变ΔH>0B.图中Z的大小为a>3>bC.图中X点对应的平衡混合物中D.温度不变时,图中X点对应的平衡在加压后φ(CH4)减小
9、在温度相同、容积均为2L的3个恒容密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温,测得反应达到平衡时的有关数据如下下列说法正确的是(??)
容器 甲 乙 丙 反应物投入量 1molN2、3molH2 2molN2、6molH2 2molNH3 NH3的浓度/(mol·L-1)? c1 c2 c3 反应的能量变化 放出Q1kJ 放出Q2kJ 吸收Q3kJ 体系压强/Pa p1 p2 p3 反应物转化率 α1 α2 α3 已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔΗ=-92.4kJ·mol-1
A.2p1=2p3
10、在一个不传热的恒容密闭容器中,可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)达到平衡的标志是()
反应速率
各组分的物质的量不变
体系的压强不再发生变化
混合气体的密度不变(相同状况)
体系的温度不再发生变化
2v正(N2)=v逆(NH3)
单位时间内3molH-H键断裂参加反应,同时2molN-H键也断裂参加反应
A. B.②③④⑤⑥ C.②③⑤⑥ D.②③④⑥⑦
11、相同温度下,体积均为0.25L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)?ΔΗ=-92.6kJ·mol-1实验测得该反应起始、平衡时的有关数据如下表所示:
容器编号 起始时物质的物质的量/mol 达平衡时体系能量的变化 N2 H2 NH3 ① 1 3 0 放出热量:23.15kJ ② 0.9 2.7 0.2 放出热量:Q 下列叙述错误的是(??)
A.容器①、②中反应的平衡常数相等B.平衡时,两个容器中NH3的体积分数均为14.3%C.容器②中反应达平衡时,放出的热量Q=23.15kJD.若容器①的体积为0.5L,则平衡时放出的热量小于23.15kJ
12、在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:,其化学平衡常数与温度的关系如下表:
℃ 700 800 830 1000 1200 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 请回答下列问题:
1.该反应的化学平衡常数表达式为=__________.
2.该反应的逆反应为__________反应(选填“吸热”或“放热”).
3.能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是__________.
a.容器内压强不变b.混合气体中不变c.d.
4.某温度下,平衡浓度符合,试判断此时的温度为__________℃.13、下列是某研究小组探究影响反应速率部分因素的相关实验
实验序号 H2O2溶液浓度/% H2O2溶液体积/mL 温度/℃ MnO2用量/g 收集O2的体积/mL 反应所需时间/s ① 5 1 20 0.1 4 16.75 ② 15 1 20 0.1 4 6.04 ③ 30 5 35 2 49.21 ④ 30 5 55 2 10.76 1.写出H2O2分解的化学方程式:__________2.通过实验①和②的对比可知,化学反应速率与__________有关;由实验③和④对比可知,化学反应速率与温度的关系是__________3.用一定量15%的过氧化氢溶液制氧气,为了减小反应速率,可加适量的水稀释,产生氧气的总物质的量__________(填“增大”“减小”或“不变”)
14、已知：反应aA(g)＋bB(g)cC(g)，某温度下，在2L的密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。
（1）从反应开始到12s时，用A表示的反应速率为________。
（2）经测定前4s内v(C)＝0.05mol·L－1·s－1，则该反应的化学方程式为______________。
（）若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经同一段时间后，测得三个容器中的反应速率分别为甲：v(A)＝0.3mol·L－1·s－1；乙：v(B)＝0.12mol·L－1·s－1；丙：v(C)＝9.6mol·L－1·min－1；则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为________。
CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）H1
在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度 250℃ 300℃ 350℃ K 2.041 0.270 0.012 ①由表中数据判断H1０(填“>”“=”或“<”)；
②某温度下，将2molCO和6molH2充入2L密闭容器，充分反应，达平衡后，测得c(CO)=0.2mol·L－1，则CO的转化率为，此时的温度为(从上表中选择)
（5）将CH4转化成CO，工业上常采用催化转化技术，其反应原理为：
CH4（g）+3/2O2（g）CO（g）+2H2O（g）H=-519kJ·mol－1。工业上，为选择合适的催化剂，分别对X、Y、Z三种催化剂进行了如下实验(其他条件相同)
①X在T1℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；
②Y在T2℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；
③Z在T3℃时催化效率最高，能使逆反应速率加快约1×106倍；
已知：T1>T2>T3，根据上述信息，你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是(填“X”、“Y”或“Z”)选择的理由是。
15、已知:2NO2(g)?N2O4(g)ΔΗ<0。如图所示,A是由导热材料制成的密闭容器,B是一种耐化学腐蚀且易于传热的气球。关闭活塞K2,将等量且少量的NO2通过K1、K3分别充入A、B中,反应开始时,A、B的体积相同。
(1)一段时间后,反应达到平衡,此时A、B中生成N2O4速率的大小是vA_____(填“>”、“<”或“=”)vB;若打开活塞K2,气球B将_____(填“变大”、“变小”或“不变”)。(2)关闭活塞K2,若在A中再充入与初始量相等的NO2,则达到平衡时,NO2的转化率将_____(填“大”、“小”或“不变”,);若在A、B中分别通入等量的气,则达到平衡时,A中NO2的转化率将_____,B中NO2的转化率将_____
(3)室温,若A、B都保持体积不变,将A套上一个绝热层,B与外界可以进行热传递,则达到平衡时,_____(填“A”或“B”)中的颜色较深。
(4)若在A中充入4.6gNO2,达到平衡后容器内混合气体的平均摩尔质量为57.5g·mol-1,则平衡时N2O4的物质的量为_____。
答案以及解析
1答案及解析：
答案：
解析：X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%,在此平衡体系中再加入1molZ(g),再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变,说明反应前后气体分子数不变,所以m=2,A项正确;平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,所以两次平衡的平衡常数相同,B项正确;起始时,加入X、Y的物质的量之比等于对应的化学计量数之比,则二者的平衡转化率之比为1:1,C项正确;由反应方程式可知,反应前后气体总物质的量保持不变,故二次投料达到平衡后,气体总物质的量为4mol,由相同条件下,气体的体积与物质的量成正比,可知第二次平衡时,Z的物质的量
为4mol×10%=0.4mol,浓度为,D项错误。
2答案及解析：
答案：C
解析：在密闭容器中A与B反应生成C,有如下速率关系:vA=3vB、2vA=3vc,故v(A):v(B):v(C)=3:1:2,不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比,故化学方程式为3A+B=2C,C项正确。
3答案及解析：
答案：D
解析：D项中反应温度高且反应物的浓度大，反应速率最大，最先出现浑浊。
4答案及解析：
答案：C
解析：由图象可知,X、Y的物质的量逐渐减少,为反应物,Z的物质的量逐渐增多,为生成物。它们的物质的量变化分别为X:(1.20-0.41)mol=0.79mol;Y:(1.00-0.21)mol=0.79mol;Z:(1.58-0)mol=1.58mol。故该反应的化学方程式为X+Y2Z,D项错误;A项,,A项错误;B项,,B项错误;C项,Y的转化率,C项正确。
5答案及解析：
答案：B
解析：由表格中的数据可知,反应后A减少,B、C增加,则A为反应物,B、C为生成物,从初始到2min,A、B、C的浓度变化量之比为(1.45mol/L-1.28mol/L):(0.72mol/L-0.38mol/L):(0.18mol/L-0.095mol/L)=2:4:1,等于化学计量数之比,则该反应为2A=4B+C,故A错误;4min末A的转化率[(1.45mol/L-1.00mol/L)/1.45mol/L]×100%=31%,故B正确;4min达到化学平衡状态,4~6min时,反应没有停止,为动态平衡状态,故C错误;由表格中的数据分析判断随着反应的进行,反应物浓度减小,而反应速率增大,所以正反应是放热反应,故D错误。
6答案及解析：
答案：C
解析：A项,因该反应为放热反应,故升高温度,平衡常数减小,A错;
B项,增大一种反应物浓度,其他反应物的转化率必增大,B错;
使用催化剂,化学平衡不移动,转化率不变,D错.
7答案及解析：
答案：
解析：甲与乙相比,SO2的浓度相等,甲中O2的浓度大,乙中使用了催化剂,催化剂对反应速率的影响远超过O2浓度的影响,所以反应速率：乙>甲；中与丁相比,丁中SO2、O2的浓度均小于甲中的浓度,其他条件相浓度越大,反应速率越大,所以反应速率：甲>丁;丙与丁相比,丁中温度高,其他条件相间,温度越高,反应速率越大,所以反应速率:丁>丙。综上所述,反应速率由大到小的顺序为乙、甲、丁、丙。
8答案及解析：
答案：A
解析：由图象可知,随温度升高,甲烷的平衡体积分数减小,说明温度升高,平衡正向移动,则该反应为吸热反应,ΔH>0,A项正确;Z越大,甲烷的平衡体积分数越小,故b>3>a,B项错误;起始时,反应一旦开始,消耗H2O和CH4的物质的量是相等的,即的分子、分母同时减小相同的数值,故图中X点对应的平衡混合物中的值一定不等于3,C项错误;温度不变,加压时平衡逆向移动,图中X点对应的平衡混合物中甲烷的体积分数增大,D项错误。
9答案及解析：
答案：D
解析：本题疑难点是等效平衡的判断。A项,丙容器反应物投入量为2molNH3,采用极限转化法转化为反应物,为1molN2、3molH2,和甲中的相同,乙容器加入2molN2、6molH2,乙中加入量分别是甲中的2倍,乙相当于甲增大压强,平衡正向移动,所以乙中压强减小,小于甲的2倍,即2p1=2p3>p2,错误;B项,结合A项分析,由于该反应是体积减小的反应,缩小容器体积,增大了压强,平衡正向移动,所以乙中氮气、氢气的转化率分别大于甲中的,平衡后乙中NH3的体积分数最大,错误;C项,丙容器中加入2molNH3,和甲最后达到相同的平衡状态,若平衡不移动,转化率α1+α3=1,乙容器反应物投入量为2molN2、6molH2,由于乙相当于甲增大压强,平衡正向移动,氮气的转化率增大,所以转化率α2+α3>1,错误;D项,甲中投入1molN2、3molH2,丙中投入2molNH3,则甲与丙是完全等效的,根据盖斯定律可知,甲与丙的反应的能量变化之和为92.4kJ,故Q1+Q3=92.4,正确。
10答案及解析：
答案：C
解析：本题易错之处是未正确理解“判断化学平衡状态的标志”。达到化学平衡状态的标志是平衡理论中一个重要的基本概念,当外界条件一定时,若正反应速率等于逆反应速率,反应混合物中各物质的含量不变,则化学反应达到平衡状态;在化学反应中各物质的反应速率之比等于对应的化学计量数之比,①不能表示正、逆反应速率之间的关系,⑥说明正、逆反应速率相等,故⑥是达到平衡的标志。恒容条件下,对于反应前后气体分子数改变的反应,③是达到平衡的标志。混合气体的质量不变、容器恒容,故混合气体的密度始终不变,④不是达到平衡的标志。②⑤是达到化学平衡的标志。⑦中忽略了1mol氨气分子含有3molH键。本题选C。
11答案及解析：
答案：C
解析：对同一个可逆反应来说,化学平衡常数仅与温度有关,两个容器中的反应在相同温度下进行,故反应的平衡常数相等,.A项正确;由表中数据可知,两个容器内反应达到平衡时是等效平衡,由容器①反应放出的热量以及热化学方程式可以计算出平衡时NH3的物质的量为23.15kJ+92.6kJ·mol-1×2=0.5mol,则平衡时N2和H2的物质的量分别为1mol-0.25mol=0.75mol,3mol-0.75mol=3.25mol,故平衡时NH3的物质的量分数为0.5÷(0.5+0.75+2.25)×100%=14.3%,相同条件下,气体的体枳分数等于其物质的量分数,故平衡时,两个容器中NH3的体积分数均为14.3%,B项正确;两个容器内反应达到平衡时是等效平衡,故平衡时,容器②中NH3的物质的量也为0.5mol,但起始时NH3为0.2mol,则反应生成的NH3为0.3mol,故平衡时放出的热量Q<23.15kJ,C项错误;容器①的体积为0.5L时,体积增大,相当于容器内压强减小,平衡向气体分子数增大的方向移动,即平衡向左移动,达到平衡时,容器①中NH3的物质的量小于0.5mol,故平衡时放出的热量小于23.15kJ,D项正确。
12答案及解析：
答案：1.2.吸热;3.b,c;4.830
解析：1.根据化学平衡常数的定义式即可写出的表达式为2.由表中数据可以看出温度越高,平衡常数越大,说明反应混合物中或的浓度增大,即升温平衡向右移动,正反应为吸热反应。3.该反应为物质的量不变的反应,反应过程中压强始终不变,与是否平衡无关。4.当时,,此时的温度由表中数据可知为830℃。
13答案及解析：
答案：1.2H2O2=2H2O+O22.反应物浓度(或浓度);温度越高,化学反应速率越快3.不变
解析：1.过氧化氢分解生成氧气和水,反应的化学方程式为2H2O2=2H2O+O22.由表中数据分析可知,①②中除了H2O2浓度不同之外,其他各量均相同,所以可以判断出是反应物的浓度影响了反应速率,并且浓度越大,反应速率越大;③④则是温度不同、其他条件相同,温度越高,反应速率越大。3.根据质量守恒定律可知,生成物的质量只与反应物的质量多少有关,而与反应物的浓度无关,向过氧化氢溶液中加入水,没有改变H2O2溶液中溶质的质量,所以产生氧气的质量不变
14答案及解析：
答案：1.2.3A(g)+B(g)2C(g)3.乙>甲>丙
①<②80%；250℃
（5）Z；催化效率高且活性温度低
解析：反应开始到s时,A的浓度变化量,时间为s,故
2.从反应开始到s时,B的浓度变化量,故a:b=0.6:0.2=3:1,前s内,此时A的浓度变化量为,即,故a:b:c=3:1:2,该反应的化学方程式为
3.12s内A的浓度变化量为,故C的浓度变化量为,据此可绘制出图象
4.将乙、丙两容器中B、C的均换算为用A表示的速率,然后比较。甲;乙:,故,丙,故,故反应速率最快的是,最慢的是丙,速率快慢顺序为乙>甲>丙。
15答案及解析：
答案：(1)<变小(2)增大不变减小(3)A(4)0.02mol
解析：(1)题给反应是气体分子数减小的放热反应。
由于A为恒容容器,B为恒压体系,则平衡时pA
(2)若再通入等量的NO2,对于A相当于增大压强,原平衡向正反应方向移动,NO2的转化率增大。若再通入等量的Ne,对于A,未改变体系中各物质的浓度,平衡不移动,NO2的转化率不变；对于B,其体积增大,相当于减小压强,平衡向逆反应方向移动,NO2的转化率减小。
(3)此时A为绝热体系,随着反应的进行,体系温度升高,即TA>TB,A相对于B是升高温度,平衡向逆反应方向移动,A中气体颜色较深。
(4),即,投入的物质的量为,设转化的的物质的量为x,则
2NO2 N2O4
起始: 0.1mol 0
转化: x
平衡: 0.1mol-x
故0.1mol-x+=0.08mol,得x=0.04mol,平衡时N2O4的物质的量为0.02mol。
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