第二章 化學反應速率和化學平衡測評(時間:90分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題包括12小題。每小題4分,共48分)1.下列說法正確的是()A.催化劑是影響化學反應速率的本質因素B.當反應體系容積不變時,減小反應物的量肯定能降低反應速率C.可逆反應達到反應限度時,化學反應速率為0D.化學反應速率可用單位時間內反應物的濃度的變化量來表示解析 影響化學反應速率的本質因素是反應物的性質,A項錯誤;如果反應物是固體或液體,減小反應物的量不會影響反應速率,B項錯誤;達到反應限度時,正、逆反應速率相等,但不為零,C項錯誤。答案 D2.下列說法正確的是()A.自發(fā)反應在任何條件下都能實現(xiàn)B.所有的自發(fā)反應都是放熱的C.升高溫度,活化分子百分數(shù)增大,化學反應速率一定增大D.一般使用催化劑可以降低反應的活化能,增大活化分子百分數(shù),從而提高反應物的轉化率解析 自發(fā)反應在恰當條件下才能實現(xiàn),A項錯誤;有的吸熱反應也能自發(fā)進行,B項錯誤;升高溫度,活化分子百分數(shù)增大,化學反應速率增大,C項正確;使用催化劑可以降低反應的活化能,增大活化分子百分數(shù),對化學平衡沒有影響,不影響反應物的轉化率,D項錯誤。答案 C3.可逆反應:2SO2+O22SO3達到平衡狀態(tài)時,保持恒溫恒容向容器中加入一定量的O2。下列說法正確的是(K為平衡常數(shù),Qc為濃度商)()A.Qc不變,K變大,O2轉化率增大B.Qc不變,K變大,SO2轉化率減小C.Qc變小,K不變,O2轉化率減小D.Qc增大,K不變,SO2轉化率增大解析 當可逆反應2SO2+O22SO3達到平衡狀態(tài)時,保持恒溫恒容向容器中加入一定量的O2,平衡向右進行,但O2轉化率減小,濃度商Qc變小,K不變。答案 C4.一定溫度下,在某密閉容器中發(fā)生反應:2HI(g)H2(g)+I2(g)H0,若15 s內c(HI)由0.1 molL-1降到0.07 molL-1,則下列說法正確的是()A.015 s內用I2表示的平均反應速率為v(I2)=0.002 molL-1s-1B.c(HI)由0.07 molL-1降到0.05 molL-1所需的反應時間小于10 sC.升高溫度正反應速率加快,逆反應速率減慢D.減小反應體系的體積,化學反應速率加快解析 015 s內,v(I2)=12v(HI)=12(0.1-0.07)molL-115 s=0.001 molL-1s-1,A項錯誤;隨著反應的進行,c(HI)減小,v(HI)減小,故c(HI)由0.07 molL-1降到0.05 molL-1所需時間大于10 s,B項錯誤;升高溫度,正、逆反應速率均增大,C項錯誤;減小反應體系的體積,壓強增大,反應速率加快,D項正確。答案 D5.在密閉容器中,一定條件下,進行如下反應:NO(g)+CO(g)12N2(g)+CO2(g)H=-373.2 kJmol-1,達到平衡后,為提高該反應的速率和NO的轉化率,采取的正確措施是()A.加催化劑同時升高溫度B.加催化劑同時增大壓強C.升高溫度同時充入N2D.降低溫度同時增大壓強解析 結合該反應的特點,提高反應速率的措施有升高溫度、增大壓強、使用催化劑;提高NO的轉化率(平衡向正反應方向移動)的措施有降低溫度、增大壓強。答案 B6.已知某密閉容器中發(fā)生反應:X(g)+Y(g)2W(g)+Z(g)H甲B.平衡后N2的濃度:乙甲C.H2的轉化率:乙甲D.平衡混合氣中H2的體積分數(shù):乙甲解析 容器中發(fā)生的反應為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。相同容積的容器中充入不同量的反應物,乙容器中壓強大,化學反應速率:乙甲,A項正確;根據(jù)勒夏特列原理可知,平衡時乙容器中N2的濃度應大于甲容器,但會小于甲容器中N2濃度的2倍,B項正確;乙容器中壓強較大,平衡向正反應方向移動,所以H2的轉化率:乙甲,C項正確;平衡混合氣中H2的體積分數(shù):乙p4,Y軸表示A的轉化率B.p3p4,Y軸表示B的質量分數(shù)C.p3p4,Y軸表示B的轉化率D.p3p4,Y軸表示混合氣體的平均相對分子質量解析 據(jù)圖像(),在壓強不變時,由曲線斜率知T1T2。降溫(T1T2)時,(C)增大,即平衡正向移動,說明正反應為放熱反應。當溫度不變時,由曲線斜率知壓強p2p1,增大壓強(p1p2)時,(C)增大,即平衡正向移動,故x2,即x=1。由圖像()知,保持體系壓強不變,升高溫度,平衡逆向移動,A、B的轉化率、(C)、混合氣體的平均相對分子質量均減小,而A、B的質量分數(shù)要增大。故選B。答案 B10.在容積可變的密閉容器中存在如下反應:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)HKNC.生成乙烯的速率:v(N)一定大于v(M)D.當溫度高于250 ,升高溫度,催化劑的催化效率降低解析 升高溫度時CO2的平衡轉化率降低,說明平衡逆向移動,則逆反應為吸熱反應,A項正確;該反應的正反應是放熱反應,升溫平衡常數(shù)減小,B項正確;化學反應速率隨溫度的升高而加快,催化劑在250 時催化活性最高,溫度繼續(xù)升高,其催化效率降低,所以v(N)有可能小于v(M),C項錯誤,D項正確。答案 C二、非選擇題(本題包括4小題,共52分)13.(13分)在密閉容器中,使2 mol N2和6 mol H2混合發(fā)生下列反應:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H0。(1)當反應達到平衡時,N2和H2的濃度比是;N2和H2的轉化率之比是。(2)升高平衡體系的溫度(保持體積不變),混合氣體的平均相對分子質量,密度。(填“增大”“減小”或“不變”)(3)當達到平衡時,充入氬氣,并保持壓強不變,平衡將(填“正向”“逆向”或“不”)移動。(4)若容器恒容、絕熱,加熱使容器內溫度迅速升至原來的2倍,平衡將(填“向左移動”“向右移動”或“不移動”)。達到新平衡后,容器內溫度(填“大于”“小于”或“等于”)原來的2倍。解析 (1)對N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H0,在密閉容器中,開始時n(N2)n(H2)=26=13,反應時消耗n(N2)n(H2)=13,故平衡時n(N2)n(H2)=13,所以c(N2)c(H2)=13,轉化率之比為11。(2)升高溫度,平衡向逆反應方向移動,氣體的總物質的量增大,總質量不變,故平均相對分子質量變小,由=mV知密度不變。(3)達平衡后,保持壓強不變,充入氬氣,使體系體積增大,濃度減小,相當于減小壓強,使平衡逆向移動。(4)恒容時升高溫度至原來的2倍,根據(jù)勒夏特列原理,平衡向吸熱反應的方向移動,即向左移動,達新平衡后,容器內溫度大于原來的溫度,小于原來溫度的2倍。答案 (1)1311(2)減小不變(3)逆向(4)向左移動小于14.(13分)300 時,將2 mol A和2 mol B兩種氣體混合于2 L密閉容器中,發(fā)生如下反應:3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g)H=Q,2 min末達到平衡,生成0.8 mol D。(1)300 時,該反應的平衡常數(shù)表達式為:K=。已知K300 ”或“0。(2)生成0.8 mol D,則反應掉0.4 mol B,剩余1.6 mol B,c(B)=1.6mol2 L=0.8 molL-1。v(B)=0.4mol2 L2min=0.1 molL-1min-1,由化學計量數(shù)知,D的反應速率應為B的2倍,故v(D)=2v(B)=20.1 molL-1min-1=0.2 molL-1min-1。(3)該反應前后氣體分子數(shù)不變,增大壓強平衡不移動,故A的轉化率不變。(4)將C、D的量折算成A、B的量,則相當于加入2 mol A和23mol B,容器體積固定,若濃度相同,則說明起始時物質的量相等,故還應加入B 2 mol-23mol=43mol。答案 (1)c2(C)c2(D)c3(A)c(B)(2)0.8 molL-10.2 molL-1min-1(3)不變反應前后氣體分子數(shù)不變,壓強對平衡無影響(4)4315.(13分)某溫度下,向容積為1 L的容器中充入3 mol NO和1 mol CO,發(fā)生2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)反應,NO的轉化率隨時間的變化如右圖所示。回答下列問題:(1)該溫度下,化學平衡常數(shù)K=,平衡時CO的轉化率為。(2)A點的逆反應速率v逆(CO)(填“”“”“”或“=”)。(4)達平衡后,將容器的容積擴大一倍,下列說法正確的是。A.平衡向正反應方向移動B.CO的體積分數(shù)增大C.平衡常數(shù)減小D.一氧化碳的濃度增大解析 (1)依據(jù)三段式進行計算:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)始態(tài)(molL-1)3 100轉化(molL-1)0.6 0.60.30.6平衡(molL-1)2.4 0.40.30.6K=c(N2)c2(CO2)c2(NO)c2(CO)=15128;(2)由A到B平衡正向進行,生成物濃度逐漸增大,所以逆反應速率逐漸增大;(3)假設平衡右移,溫度不變,可知平衡常數(shù)不變;M=m(氣體)n(氣體),式中分子不變、分母減小,氣體的平均摩爾質量增大;氣體的物質的量減小,壓強減小;H不變,B、C選項可以;(4)減小壓強,平衡左移,各物質的濃度均減小,平衡常數(shù)不變,只有B項正確。答案 (1)1512860%(2)(3)BC”“”“T1,由T1T2升高溫度時CO的轉化率降低,平衡向左移動,所以正反應為放熱反應,H0。K=c(CH3OH)c(CO)c2(H2)=0.750.25(2-20.75)2=12。升高溫度,平衡向左移動;分離出CH3OH,平衡向右移動;使用催化劑,平衡不移動;充入He,反應混合物各物質濃度不變,平衡不移動,故選b。(2)CO和H2合成甲醇反應的H0,n(H2)n(CO)相同時,升高溫度,平衡向左移動,K減小,由圖像可知曲線z表示的溫度為270 。a點:起始