1、 高中同步测试卷(五)第五单元化学反应速率和化学平衡(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)1在容积为2 L的密闭容器中，反应：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，经过5 min达到平衡，此时，各物质的变化为A的浓度减少了a molL1，B的平均反应速率v(B) molL1min1，C的浓度增加了 molL1，这时，若增加系统压强，发现A与C的百分含量不变，则mnpq为()A3122 B1322 C1321 D11112已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ。在含少量I的溶液中，H2O2分解的机理为H2O2IH2OIO慢H2O2 IOH
2、2O O2I快下列有关该反应的说法正确的是()A反应速率与I浓度有关 BIO也是该反应的催化剂C反应活化能等于98 kJmol1 Dv(H2O2)v(H2O)v(O2)3已知2SO2O22SO3(g)，若反应速率分别用v(SO2)、v(O2)、v(SO3)表示，则下列式子正确的是()A2v(SO3)v(O2) Bv(SO2)v(O2)v(SO3)C.v(SO2)v(O2) Dv(O2)2v(SO2)4在10 L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)Y(g)M(g)N(g)，所得实验数据如下表：实验编号温度/起始时物质的量/mol平衡时物质的量/moln(X)n(Y)n(M)70
3、00.400.100.0908000.100.400.0808000.200.30a9000.100.15b下列说法正确的是()A实验中，若5 min时测得n(M)0.050 mol，则0至5 min时间内，用N表示的平均反应速率v(N)1.0102 mol/(Lmin)B.实验中，该反应的平衡常数K2.0C.实验中，达到平衡时，X的转化率为60%D.实验中，达到平衡时，b0.0605对于反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0已达平衡，如果其他条件不变时，分别改变下列条件，对化学反应速率和化学平衡产生影响，下列条件与图像不相符的是(Ot1：v正v逆；t1时改变条件，t2时重新建立平衡)
4、()在一定容积的密闭容器中通入A、B两种气体，一定条件下发生如下反应：2A(g)B(g)2C(g)H0，达到平衡后，只改变一个条件(X)，下列量(Y)的变化一定符合如图中曲线的是()XYA再加入AB的转化率B加入催化剂A的体积分数C充入氦气A的转化率D升高温度C的体积分数7一定温度下，10 mL 0.40 mol/L H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。t/min0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)()A06 min的平均反应速率：v(H2O2)3.3102 mol/(L
5、min)B610 min的平均反应速率：v(H2O2)3.3102 mol/(Lmin)C反应至6 min时，c(H2O2)0.30 mol/LD反应至6 min时，H2O2分解了50%8某体积可变的密闭容器，盛有适量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应：A3B2C。若维持温度和压强不变，当达到平衡时容器的体积为V L，其中C气体的体积占10%。下列推断正确的是()原混合气体的体积为1.2V L原混合气体的体积为1.1V L反应达平衡时气体A消耗掉0.05V L反应达到平衡时气体B消耗掉0.05V LABCD9等物质的量的F2和ClF混合，在密闭容器中发生反应：F2(g)ClF(g)ClF
6、3(g)H0，下列叙述中正确的是()A达到平衡后，保持容器的体积不变再充入ClF3气体，使压强增大，平衡右移B若c(F2)c(ClF)c(ClF3)111，则反应一定达到平衡状态C达到平衡后，若增大容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡左移D平衡后再降低温度，保持恒容，达到新的平衡，则混合气体的平均摩尔质量增大10已知反应A2(g)2B3(g)2AB3(g)Hn，Q0 Bmnp，Q0Cmn，Q0 Dmnp，Qv逆的点是()Aa点 Bb点 Cc点 Dd点13据读卖新闻报道，日本海洋研究开发机构正在开发一项使用镍催化剂将二氧化碳转化成甲烷的新技术。实验室模拟该过程的反应如下：CO2(g)
7、4H2(g)CH4(g)2H2O(g)，向一个固定容积为2 L的密闭容器中充入一定量的CO2和H2，在300 下发生上述反应，10 min后达平衡时各物质的浓度分别为：CO2 0.2 molL1，H2 0.8 molL1，CH4 0.8 molL1。下列说法不正确的是()A反应速率v(H2)0.16 molL1min1B容器体积扩大为4 L，平衡向逆反应方向移动C向体系中再充入1 mol H2，CO2的转化率增大D此条件下该可逆反应的平衡常数的数值K2514一定温度下，在容积为2 L的密闭容器中发生反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，部分数据见下表(表中t2t1)。反应时间/mi
8、nn(CO)/moln(H2O)/moln(CO2)/moln(H2)/mol01.200.6000t10.80t20.20下列说法正确的是()A反应在t1 min内的反应速率为v(H2) molL1min1B平衡时CO的转化率为66.67%C该温度下反应的平衡常数为1D其他条件不变，若起始时n(CO)0.60 mol，n(H2O)1.20 mol，则平衡时n(CO2)0.20 mol15在恒容密闭容器中通入X并发生反应：2X(g)Y(g)，温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示，下列叙述正确的是() A该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量BT2下，在
9、0t1时间内，v(Y) molL1min1CM点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆DM点时再加入一定量X，平衡后X的转化率减小16臭氧是理想的烟气脱硝试剂，其脱硝反应为2NO2(g)O3(g)N2O5(g)O2(g)，若反应在恒容密闭容器中进行，下列由该反应相关图像作出的判断正确的是()ABCD升高温度，平衡常数减小03 s内，反应速率为v(NO2)0.2 molL1t1时仅加入催化剂，平衡正向移动达平衡时，仅改变x，则x为c(O2)题号12345678910111213141516答案二、非选择题(本题包括4小题，共52分)17(11分)一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种
10、气体的量随时间变化的曲线如图所示。(1)从反应开始到10 s，用Z表示的反应速率为_。X的物质的量浓度减少了_，Y的转化率为_。(2)该反应的化学方程式为_。(3)10 s后的某一时刻(t1)改变了外界条件，其速率随时间的变化图像如右图所示。则下列说法符合该图像的是_。At1时刻，增大了X的浓度 Bt1时刻，升高了体系温度Ct1时刻，缩小了容器体积 Dt1时刻，使用了催化剂18(12分)运用化学反应原理研究化学反应有着非常重要的意义。(1)硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如图1所示(曲线上任何一点都表示平衡状态
11、)。2SO2(g)O2(g)2SO3(g)的H_0(填“”或“”“”或“”)。(2)工业上合成氨技术叫哈伯法：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0，此法达到平衡时反应物的转化率不高。能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的措施是_(填编号)。A使用更高效的催化剂 B升高温度C及时分离出氨气 D充入氮气，增大氮气的浓度(保持容器体积不变)若在某温度下，2 L的密闭容器中发生合成氨的反应，图2 表示N2的物质的量随时间的变化曲线。用H2表示010 min内该反应的平均速率v(H2)_。从11 min起，压缩容器的体积为1 L，则n(N2)的变化曲线为_(填编号)。Aa Bb Cc D
12、d19(14分)红矾钠(Na2Cr2O72H2O)是重要的化工原料，工业上用铬铁矿(主要成分是FeOCr2O3)制备红矾钠的过程中会发生如下反应：4FeO(s)4Cr2O3(s)8Na2CO3(s)7O2(g)8Na2CrO4(s)2Fe2O3(s)8CO2(g)H0(1)请写出上述反应的化学平衡常数表达式：K_。(2)图1、图2表示上述反应在t1时达到平衡、在t2时因改变某个条件而发生变化的曲线。由图1判断，反应进行至t2时，曲线发生变化的原因是_(用文字表达)；由图2判断，t2到t3的曲线变化的原因可能是_(填写序号)。a升高温度 b加催化剂 c通入O2 d缩小容器体积(3)工业上可用上述
13、反应中的副产物CO2来生产甲醇：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)。已知该反应能自发进行，则下列图像正确的是_。在T1温度时，将1 mol CO2和3 mol H2充入一密闭容器中，充分反应达到平衡后，CO2转化率为，则容器内的压强与起始压强之比为_。20(15分)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1 一种工业合成氨的简易流程图如下：(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式：_。(2)步骤中制氢气原
14、理如下：CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)H206.4 kJmol1CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H41.2 kJmol1对于反应，一定可以提高平衡体系中H2百分含量，又能加快反应速率的措施是_。a升高温度 b增大水蒸气浓度 c加入催化剂 d降低压强利用反应，将CO进一步转化，可提高H2产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应，得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体，则CO转化率为_。(3)图1表示500 、60.0 MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数：_。(
15、4)依据温度对合成氨反应的影响，在图2坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图。(5)上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)_。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：_。参考答案与解析1导学号75940081解析：选A。因为5 min内v(B) molL1min1，C的浓度增加了 molL1，所以v(C) molL1min1，即np12，符合这一关系的只有A。2导学号75940082解析：选A。A.将题给两个反应合并可得总反应为2H2O2=2H2OO2，该反应中I作催化剂，其浓度的大小将影响该反应的反
16、应速率。B.该反应中IO是中间产物，不是该反应的催化剂。C.反应的活化能表示一个化学反应发生所需要的最小能量，分解1 mol H2O2放出98 kJ热量，不能据此判断该反应的活化能。D.由反应速率与化学方程式中对应物质的化学计量数的关系可知v(H2O2)v(H2O)2v(O2)。3导学号75940083解析：选C。按各物质速率之比与其化学计量数之比是相等的来计算，可知C项中的关系正确。4导学号75940084解析：选C。A.根据方程式可知在5 min内反应生成的n(N)等于生成的n(M)，则v(N)1103 mol/(Lmin)，该项错误；B.根据表格中数据可知实验平衡时c(X)0.002 m
17、ol/L、c(Y)0.032 mol/L、c(N)c(M)0.008 mol/L，则平衡常数K1.0，该项错误；C.由实验得该反应在800 时平衡常数为1，设反应中转化的X的物质的量为x，则有(0.20x)(0.30x)xx，故x0.12 mol，X的转化率为100%60%，该项正确；D.假设在900 时，该反应的平衡常数也为1.0，根据实验中的数据可知b0.060 mol，由中数据可知在700 时平衡常数约为2.6，结合800 时平衡常数为1.0可知，温度越高，该平衡常数越小，平衡逆向移动，故b0.060，该项错误。5导学号75940085解析：选C。分析时要注意改变条件瞬间v正、v逆的变化
18、。增加O2的浓度，v正增大，v逆瞬间不变，A正确；增大压强，v正、v逆都增大，v正增大的倍数大于v逆，B正确；升高温度，v正、v逆都瞬间增大，C错误；加入催化剂，v正、v逆同时同倍数增大，D正确。6导学号75940086解析：选A。催化剂不能影响化学平衡，B项不正确；容器体积不变，充入氦气，反应物和生成物的浓度均不改变，平衡不发生移动，A的转化率不变，C项不正确；该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，C的体积分数降低，D项不正确。7导学号75940087解析：选C。2H2O22H2OO2。A.6 min时，生成O2的物质的量n(O2)1103 mol，依据反应方程式，消耗n(H2O2)210
19、3 mol，所以06 min时，v(H2O2)3.3102 mol/(Lmin)，A正确。B.610 min时，生成O2的物质的量n(O2)0.335103 mol，依据反应方程式，消耗n(H2O2)0.335103 mol20.67103 mol，610 min时，v(H2O2)1.68102 mol/(Lmin)v逆(反应向正反应方向进行)。13导学号75940093解析：选A。A.v(CH4)0.810 mol/(Lmin)0.08 mol/(Lmin)，根据化学反应速率之比等于化学计量系数之比，则v(H2)4v(CH4)40.08 mol/(Lmin)0.32 mol/(Lmin)，错
20、误；B.容积扩大，压强减小，根据勒夏特列原理，平衡向逆反应方向移动，正确；C.通入1 mol H2，增加反应物浓度，平衡向正反应方向移动，CO2的转化率增大，正确；D.Kc(CH4)c2(H2O)/c(CO2)c4(H2)0.81.62/(0.20.84)25，正确。14导学号75940094解析：选C。根据化学方程式可知在t1 min内生成0.40 mol H2，因此在t1 min内的反应速率为v(H2)molL1min1，故A错误；根据化学方程式可知t1、t2时刻均有n(CO)0.80 mol，n(H2O)0.20 mol，n(CO2)n(H2)0.40 mol，故表格中t1、t2时的数据
21、均为平衡时的物质的量。据此可求出CO的平衡转化率为0.40 mol/1.2 mol100%33.33%，故B错误；由于该反应是一个气体体积不变的反应，将平衡时的物质的量代入平衡常数表达式，可计算出反应的平衡常数为1，C正确；根据平衡常数值可计算出D选项中平衡时n(CO2)0.40 mol，故D错误。15导学号75940095解析：选C。根据图像给出的在不同温度下达到平衡所需要的时间可得出：T1T2，再根据不同温度下达到平衡时c(X)的大小可推出此反应为放热反应。M点X的转化率小于W点X的转化率，因此反应进行到M点放出的热量小于进行到W点放出的热量，选项A不正确。T2下，在0t1时间内，v(X)
22、 molL1min1，v(Y)v(X) molL1min1，选项B不正确。在T1和T2温度时，当达到平衡状态时，M点v正(M)v逆(M)，W点v正(W)v逆(W)，温度高反应速率快，v逆(M)v逆(W)，又v逆(W)v逆(N)，则v逆(M)v逆(N)，则v正(M)v逆(N)，选项C正确。M点时在恒容条件下再加入一定量X，相当于增大压强，平衡正向移动，平衡后X的转化率增大，选项D不正确。16导学号75940096解析：选A。从能量变化的图像分析，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，A正确。B.依据化学反应速率的计算公式：v(NO2)0.2 molL1s1，单位不对，B错误。C
23、.催化剂会同等程度地改变正、逆反应速率，所以加入催化剂，平衡不移动，C错误。D.增大c(O2)，平衡逆向移动，NO2的转化率降低，D错误。17导学号75940097解析：(1)v(Z)0.079 molL1s1c(X)0.395 molL1Y的转化率为(Y)100%79%。(2)根据化学计量数之比等于物质的量的变化量之比，可得方程式为X(g)Y(g)2Z(g)。(3)因为改变条件时平衡未发生移动，该反应又为等体积反应，所以可能是增大压强或加入了催化剂。答案：(1)0.079 molL1s10.395 molL179%(2)X(g)Y(g)2Z(g)(3)CD18导学号75940098解析：(1
24、)温度升高时，SO3的百分含量降低，说明平衡逆向移动，该正反应是放热反应，Hv逆。(2)该反应是一个气体体积减小的放热反应，使用更高效的催化剂，平衡不移动；升高温度，平衡逆向移动；分离出氨气，平衡虽然正向移动，但反应速率减小；充入氮气，平衡正向移动且反应速率增大。010 min时N2从0.6 mol减少到0.2 mol，变化量为0.4 mol，则H2的变化量为1.2 mol，v(H2)1.2 mol2 L10 min0.06 mol/(Lmin)。平衡时压缩容器的体积，气体的压强增大，平衡正向移动，N2的物质的量在原有基础上减小，图线d符合题意。答案：(1)(2)D0.06 mol/(Lmin
25、)D19导学号75940099解析：(1)固体不能出现在平衡常数表达式中，故该反应平衡常数表达式K。(2)分析图1可知，在t2时，平衡正向移动，c(CO2)逐渐增大，c(O2)逐渐减小，说明不是压强的变化对平衡造成的影响，故反应进行至t2时，曲线发生变化的原因是对平衡体系降温，平衡正向移动；由图2可知，t2到t3时，化学反应速率加快，但平衡不发生移动，所以应该是加入了催化剂。(3)根据反应方程式可知该反应是熵值减小的反应，且该反应能自发进行，说明该反应的正反应一定是放热反应。温度升高时，平衡逆向移动，平衡常数K值减小，A正确；温度升高，化学反应速率加快，B错误；随着反应的不断进行，c(CH3O
26、H)不断增大，达到平衡后，再升高温度时，平衡逆向移动，c(CH3OH)又不断减小，C项正确；随着反应的不断进行，c(H2)不断减小，达到平衡后，再升高温度时，平衡逆向移动，c(H2)又不断增大，D项错误。CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)起始/mol 1 3 0 0转化/mol 3 平衡/mol 1 33 容器内的压强与起始压强之比即为平衡时的物质的量与起始物质的量之比，故(1)(33)4(10.5)1。答案：(1)(2)对平衡体系降温，平衡正向移动，CO2浓度增大，O2浓度减小b(3)AC(10.5)120导学号75940100解析：(1)向NH4HS溶液中通入空气，发生氧
27、化还原反应，有S单质生成，故反应为2NH4HSO22NH3H2O2S。(2)反应是一个吸热反应，升高温度平衡正向移动，将会增加H2的百分含量，同时提高反应速率；增大水蒸气的浓度，会提高反应速率，但H2的百分含量会降低；加入催化剂，不会引起H2百分含量的改变；降低压强，反应速率减小；故a正确。设CO反应掉n mol。CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)投入量/mol 0.2 0 0.8变化量/mol n n n最终量/mol 0.2n n 0.8n则：0.2nn0.8n1.18解得：n0.18CO的转化率为100%90%。(3)a点时，H2、N2物质的量之比为31，设投入N2和H2的物质
28、的量分别是1 mol、3 mol，平衡时N2反应掉m mol。 N2(g)3H2(g)2NH3(g)起始量/mol 1 3 0变化量/mol m 3m 2m平衡量/mol 1m 33m 2m根据题意：100%42%，解得m0.59，所以平衡时N2的体积分数为100%14.5%。(4)通入原料气，反应开始，氨气的量增加，因为合成氨是一个放热反应，当达到平衡后温度升高，氨气的含量将减小。所以图像为(5)从流程图看，反应放出的能量得到充分利用是在热交换器中。提高合成氨原料转化率的方法是分离液氨后将未反应的原料重新送回反应器中循环使用、对原料气加压。答案：(1)2NH4HSO22NH3H2O2S(2)a90%(3)14.5%(4)(5)对原料气加压；分离液氨后，未反应的N2、H2循环使用