第二章《化学反应速率与化学平衡》单元训练题-2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第二章《化学反应速率与化学平衡》单元训练题 一、单选题 1．已知，速率方程为，其中K为速率常数，只与温度、催化剂、固体接触面积有关，与浓度无关；n为该反应中的反应级数，也是该反应总级数，可以为正数、0、负数；起始浓度消耗一半的时间叫半衰期，在某催化剂表面上分解的实验数据如表： 0 10 20 30 40 50 60 下列说法正确的是 A．该反应速率常数为 B．该反应为0级反应 C．若起始浓度为，半衰期为 D．工业上用该反应制备氢气 2．在恒温恒容密闭容器中，投入一定量X，发生反应：，下列叙述中能说明该反应达到平衡状态的是 ①单位时间内生成n mol Z的同时消耗2n mol Y          ②Y的浓度不再改变 ③Y与Z的物质的量之比为2：1                          ④2v(Y)正=v(Z)逆 ⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变                 ⑥容器内密度不再改变 A．①②③ B．①②⑤ C．②③⑤ D．②④⑥ 3．某温度下，在1L恒容密闭容器中放入足量X（s）发生反应，有关数据如下： 时间段/min 产物Z的平均生成速率/（） 0～2 0.20 0～4 0.15 0～6 0.10 下列说法错误的是 A．1min时，Z的浓度大于0.20 B．Y的体积分数不变时说明该反应达到化学平衡状态 C．4min时，该反应已达到化学平衡状态 D．保持温度不变，6min时压缩容器体积至原来的一半，达到新平衡时不变 4．设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．溶液中含有数目为 B．标准状况下，22.4LNO和混合，生成物中含有的分子数为 C．和混合物中含有的离子数为 D．向溶液中通入适量，当有被氧化时，转移电子总数一定等于 5．一定温度下，向容积为的恒容密闭容器中充入和，发生反应  ，测得随时间的变化如下图实线所示，下列说法正确的是 A．升高温度，可以提高上述反应的平衡产率 B．该反应在内的平均反应速率是 C．该反应在后，容器内总压强不再改变 D．加入催化剂(其他条件相同)，随时间的变化会如上图虚线所示 6．在恒温恒容密闭容器中充入一定量W(g)，发生如下反应： 反应②和③的反应速率分别满足和，其中、分别为反应②和③的速率常数，反应③的活化能大于反应②。测得W（g）的浓度随时间的变化如下表。 t/min 0 1 2 3 4 5 0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 0.028 下列说法正确的是 A．0～2min内，X的平均反应速率为 B．若增大容器容积，平衡时Z的产率增大 C．若，平衡时 D．若升高温度，平衡时c（Z）增大 7．纳米级可用于以太阳能为能源分解制H2，过程如图所示。下列说法中错误的是 A．过程Ⅰ发生分解反应 B．可写成属于纯净物 C．过程Ⅱ的反应： D．过程Ⅰ、Ⅱ中均有电子的转移 8．如图所示为硫元素在自然界中的循环示意图。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．0.1硫酸溶液含有的数目约为0.2 B．2.24L中含有的孤电子对数目为0.2 C．2mol与1mol充分反应后转移的电子数目为2 D．1mol晶体中所含阳离子数目为 9．在一定条件下CO2催化加氢生成CH3OH，主要发生三个竞争反应： 反应Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)  ΔH1 = -49.5 kJ/mol   反应Ⅱ：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)  ΔH2 = -165.0 kJ/mol 反应Ⅲ：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)  ΔH3 = -122.7 kJ/mol 为分析催化剂对反应的选择性，在1 L恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2，测得反应进行相同时间后，有关物质的物质的量随温度变化如图所示，下列说法不正确的是 A．CH4(g)+H2O(g)CH3OH(g)+H2(g)  ΔH= +115.5 kJ/mol B．其他条件不变，增大H2用量，反应Ⅰ速率增大，平衡常数增大 C．一定温度下，当容器中的气体压强不再改变时，体系达到平衡 D．温度过高，三种含碳产物的物质的量会迅速降低，可能原因是催化剂活性降低 10．工业上用与为原料制备，涉及的反应如下： 反应I： 反应Ⅱ： 一定条件下，分解产生的体积分数的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是 A． B．保持恒温恒压下充入氦气，的平衡转化率增大 C．工业上一般控制反应温度高于，其原因是低于时，浓度较小，速率较慢 D．某温度下若完全分解为，在密闭容器中投入和反应，当的体积分数为时，的转化率为 11．T℃时，在一恒容密闭容器中加入1mol X和2mol Y，发生反应：。下列说法正确的是 A．仅增大X的物质的量，X的平衡转化率不可能增大 B．若X为固态，则反应达到平衡后，Z的体积分数可能为50% C．若X为气态，则扩大容器容积，平衡逆向移动，平衡常数K减小 D．若X为液态，则仅压缩容器容积至原来的，Y的百分含量增大 12．针对反应速率与平衡产率的矛盾，我国科学家提出了双温—双控—双催化剂的解决方案。使用双催化剂，通过光辐射产生温差(如体系温度为495℃时，的温度为547℃，而的温度为415℃)。 下列说法错误的是 A．氨气在“冷”表面生成，有利于提高氨的平衡产率 B．在“热”表面断裂，有利于提高合成氨反应速率 C．“热”高于体系温度，有利于提高氨的平衡产率 D．“冷”低于体系温度，有利于提高合成氨反应速率 13．已知图1所示的有机可逆反应在图2所示的装置内能自发进行。实验发现随着长度x的增加，A、B的转化率提高，D在产物中的占比逐渐增大并超过C。下列说法正确的是 A．升高温度两个反应的平衡常数均增大 B．反应2的活化能大于反应1的活化能 C．装置中长度x越小，C的产率越高 D．物质C比物质D稳定 14．某温度下，某溶液初始时仅溶有 A，同时发生两个反应：①AB+C、②AB+D，反应①的速率可表示为 ，反应②的速率可表示为 为速率常数)。T2温度时，该体系中A、B、C、D浓度随时间变化的曲线如图1；反应①和②的 曲线如图2。下列说法正确的是 A．曲线 L4表示D浓度随时间的变化 B．若图 1的温度降低，t0s时刻体系中 变大 C．T2温度时，反应①的活化能比反应②的活化能小 D．时曲线 L1 对应的物质的化学反应速率为 二、非选择题 15．某温度时，在2 L的密闭容器中， （均为气体）的物质的量随时间的变化曲线如图所示．请回答下列问题： (1)由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程式为 。 (2)下列措施能加快反应速率的是 。 A．恒压时充入He        B．恒容时充入He        C．恒容时充入X D．及时分离出Z         E．升高温度              F．选择高效的催化剂 (3)能说明该反应已达到平衡状态的是________。 A． B．容器内压强保持不变 C．容器内气体的平均相对分子质量不变 D．的浓度相等 (4)反应从开始至，用X的浓度变化表示的平均反应速率 。 (5)将与的混合气体通入2L的密闭容器中发生上述反应，反应到某时刻各物质的物质的量恰好满足：，则此时X的转化率= 。 16．尿素是首个由无机物人工合成的有机物。以为原料生产尿素。的反应历程与能量变化如图所示。 (1)第一步反应生成的 。(用图中有关表示)。 (2)两步反应中，第 步(填“一”或“二”)反应是决速步骤。 (3)已知：① ② 则氨气与二氧化碳气体合成固态尿素和气态水的热化学方程式为 。 17．回答下列问题： (1)下列变化属于放热反应的是 （填序号）。 a．氢氧化钠固体溶于水                   b．氢气与氯气化合 c．氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌     d．碳酸氢钠与盐酸的反应 e．硝酸铵与水合碳酸钠混合               f．锌与硫酸铜溶液反应 g．过氧化钠与反应 (2)常温下，将除去表面氧化膜的铝片、铜片插入浓中组成原电池装置（如图甲），测得原电池的电流强度随时间的变化如图乙所示，反应过程中有红棕色气体产生。 前，原电池的负极是 （填化学式），后，正极电极反应式为 。 (3)高温时可发生反应,现向体积为的密闭容器中充入并投入,测得和的物质的量随时间变化如图丙所示： ①内平均速率 。 ② 。 ③只改变下列某一反应条件时，能使上述反应正逆反应速率都加快的是 （填序号）。 a．再投入一定量的    b．向容器中充入氩气    c．升高温度 d．将体积压缩为    e．使用高效催化剂 ④对于上述反应，下列叙述正确的是 （填序号）。 a．a点的速率小于b点速率 b．a、b、c三点中代表达到平衡状态的是b点 c．当时，该反应达到平衡状态 d．当时，该反应达到平衡状态 e．恒温恒容时，混合气体的平均摩尔质量不再改变时，该反应达到平衡状态 选择性催化还原法(SCR)是指在一定温度和催化剂下，适当通入空气，以氨为还原剂，将氮氧化物转化为无毒气体。 18．以NO为例，当时，写出氨气脱硝反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目。 。 19．ZAg可作为SCR脱硝催化剂，ZAg对NO催化转化的反应过程与能量变化如下图所示，由图判断在该实验条件下催化脱硝反应能够自发进行，结合总反应热化学方程式来说明理由 。 20．SCR法仅限于低硫煤烟气脱硝，中高硫煤产生的高浓度二氧化硫会影响脱硝速率，可能的原因是 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．B 【详解】A．当t=10min，c(H2O)=0.25mol/L，t=20min，c(H2O)=0.20mol/L，可知V=K==0.005mol/(L.min)，A错误； B．根据表格中的数据，浓度变化与时间成正比，即速率是一个常数，为常数，说明n=0，该反应是零级反应，B正确； C．设起始浓度为cmol/L，半衰期可知半衰期与起始浓度成正比，表中起始浓度为0.3mol/L时，半衰期为30min，若起始浓度为0.6mol/L，则半衰期为60min，C错误； D．工业上常用电解水法制备氢气，D错误； 故选B。 2．B 【详解】恒温恒容密闭容器中，投入一定量X，发生反应：： ①单位时间内生成nmolZ的同时消耗2nmolY，即正、逆反应速率相等，说明反应已达平衡，①符合题意； ②Y的浓度不再改变，说明正、逆反应速率相等，反应已达平衡，②符合题意； ③反应开始后Y与Z的物质的量之比一直为2：1，所以Y与Z的物质的量之比为2：1    不能说明反应是否达到平衡，③不符合题意； ④任意时刻2v(Y)正=4v(Z)正，若2v(Y)正=v(Z)逆，则4v(Z)正=v(Z)逆，此时逆反应速率大于正反应速率，反应未达平衡，④不符合题意； ⑤该反应未平衡时m气不变，n气增大，平均相对分子质量减小，因此混合气体的平均相对分子质量不再改变说明反应已达平衡，⑤符合题意； ⑥气体总质量不变，体积不变，容器内密度始终不变，因此容器内密度不再改变，不能说明反应已达平衡，⑥不符合题意；综上所述，①②⑤能说明反应已达平衡，B符合题意； 故选B。 3．B 【详解】A．随着反应的进行，正反应速率逐渐变慢，所以前1min产物Z的平均生成速率大于0.2mol⋅L−1⋅min−1，即1min时Z的浓度大于0.20，A项正确； B．反应中X为固体，Y的体积分数始终为，所以Y的体积分数不变时不能说明该反应达到化学平衡状态，B项错误； C．0.15×4=0.10×6，说明4min后Z的速率不变、Z的浓度不变，所以4min时该反应已达到平衡状态，C项正确； D．温度不变，平衡常数不变：，所以若保持温度不变，6min时压缩容器体积至原来的一半，达到新平衡时、都不变，D项正确； 故选B。 4．C 【详解】A．物质的量为1mol，Fe(SCN)3为络合物，发生部分电离，含有Fe3+数目小于NA，A错误； B．NO和氧气反应后生成的NO2中存在平衡：2NO2⇌N2O4，故标准状况下，22.4LNO和11.2LO2混合，生成物中分子个数小于NA个，B错误； C．和的摩尔质量都是78g/mol，7.8g混合物物质的量为，和都是由2个阳离子和1个阴离子组成，则含有的离子数为，C正确； D．碘离子还原性大于亚铁离子，氯气先氧化碘离子再氧化亚铁离子，向FeI2溶液中通入适量Cl2，由于不知道碘化亚铁的物质的量，无法计算转移的电子数，D错误； 故答案为：C。 5．C 【详解】A．该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，生成物的产率减小，故A错误； B．由图可知，1min时，氢气的物质的量为6mol，由方程式可知，0∼1min内二氧化碳的反应速率为≈0.33 mol/(L·min)，故B错误； C．由图可知，8min时氢气的物质的量和12min时氢气的物质的量都为2mol，说明反应已经达到平衡，容器内总压强不再改变，故C正确； D．加入催化剂，化学反应速率加快，但化学平衡不移动，氢气的物质的量不变，则氢气的物质的量随时间的变化不能用图中虚线表示，故D错误； 故选C。 6．C 【详解】A．反应①为2W(g)=4X(g)+Y(g)，由表格数据可知，0～2min内，W的平均反应速率为，若只发生反应①X的平均反应速率为，但X还参与了②、③反应，故A错误； B．反应①不是可逆反应，②、③反应是可逆反应，2Z(g)，若增大容器容积，平衡2Z(g)向正反应方向移动，平衡时Z的产率减小，故B错误； C．平衡时2，据和可知，平衡时=2，若，则，故C正确； D．反应③的活化能大于反应②，即2Z(g)正反应为吸热反应，所以升高温度，平衡正向移动，c(Z)减小，故D错误； 故答案为：C。 7．C 【详解】A．据图可知过程Ⅰ为Fe3O4在太阳光照射下分解生成FeO与O2，反应方程式为：2Fe3O46FeO+O2，，A正确； B．可写成，具体的化学式，属于纯净物，B正确； C．过程Ⅱ的反应： ，C错误； D．过程Ⅰ、Ⅱ中均有化合价的升降，就有电子的转移，D正确； 故选C。 8．D 【详解】A．溶液只有浓度没有体积，不能求的数目，A错误； B．没有给出气体所处的状况，无法计算H2S的物质的量，B错误； C．与不能完全反应，反应后转移的电子数不等于，C错误； D．晶体中含有1mol钠离子和1mol硫酸氢根离子，则晶体中含有的阳离子总数为，D正确； 故答案选D。 9．B 【详解】A．结合盖斯定律可知，反应Ⅰ-反应Ⅱ，整理可得CH4(g)+H2O(g)CH3OH(g)+H2(g)  ΔH= +115.5 kJ/mol，A正确； B．反应平衡常数只和温度有关，其他条件不变,增大H2用量,平衡常数不变，B错误； C．三步竞争反应均为气体系数变化的反应,进而影响体系压强，故容器中的气体压强不再改变时，体系达到平衡，C正确； D．温度过高，三种含碳产物的物质的量会迅速降低，可能的原因是因为催化剂活性降低，导致催化效果降低，D正确； 故合理选项是B。 10．D 【详解】A．由图可知，升高温度，的体积分数增大，CH4的平衡转化率减小，说明反应I的平衡向正反应方向移动，该反应为吸热反应，，说明反应Ⅱ逆向移动，反应Ⅱ是放热反应，ΔH2<0，故A正确； B．反应Ⅰ为气体体积增大的反应，反应Ⅱ为气体体积不变的反应，恒温恒压下充入氦气，导致容器的体积增大，相当于减小压强，对于反应Ⅰ平衡向正反应方向移动，浓度增大，则反应Ⅱ正向移动，的平衡转化率增大，故B正确； C．由图可知，在600℃时甲烷平衡转化率高达99%，低于600℃时，S2浓度明显偏小，使得反应Ⅱ的反应速率变慢，故C正确； D．在密闭容器中，n(S2):n(CH4)=2:1开始反应，设CH4的起始物质的量为a，转化的物质的量为x，即： CS2的体积分数为10%，即，解得x=0.3a，则CH4的转化率为30%，故D错误； 故答案选D。 11．A 【详解】A．未知反应物的状态，且增大物质自身的物质的量，虽然平衡正向移动，但只有部分X平衡移动被消耗，因此转化率是减小的，故A正确； B．若X为固态，该反应为气体分子数不变的反应，该反应为可逆反应，Y不可能完全转化为Z和W，因此反应达到平衡后，Z的体积分数一定小于50%，B项错误； C．平衡常数K只与温度有关，C项错误； D．若X为液态，该反应为气体分子数不变的反应，仅改变容器体积，平衡不发生移动，因此Y的百分含量不变，D项错误； 故答案选A。 12．CD 【详解】A．因为合成氨反应的正反应为放热反应，所以低温有利于平衡正向移动，氨气在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨的平衡产率，A正确； B．温度升高，反应速率加快，所以 N≡N 在“热 Fe”表面断裂，有利于提高合成氨反应速率，B正确； C．合成氨反应的正反应为放热反应，“热 Fe”高于体系温度，不利于提高氨的平衡产率，C错误； D．温度升高，可提高合成氨反应的速率，所以“冷 Ti”低于体系温度，不利于提高合成氨反应速率，D错误； 故选CD。 13．B 【详解】A．随着长度的增加，反应温度降低，A、B的转化率提高，说明两个反应都是放热反应，升高温度平衡逆向移动，则两个反应的平衡常数均减小，故A错误； B．随着长度的增加，D在产物中的占比逐渐增大并超过C，则长度较短时C在产物中占比较大，因此生成C较容易，则反应1的活化能小于反应2的活化能，故B正确； C．随着长度的增加，A、B的转化率提高，反之长度越小转化率降低，则C的产率下降，故C错误； D．实验发现随着长度x的增加，A、B的转化率提高，D在产物中的占比逐渐增大并超过C，说明D的稳定性大于C，D错误； 答案选B。 14．B 【分析】由方程式可知，两个反应中A都是反应物、B都是生成物，则L2代表A浓度随时间变化的曲线、L1代表B浓度随时间变化的曲线；由图2可知，温度为T2时，速率常数k1＜k2，则图1中对应曲线L3代表D浓度随时间变化的曲线、L4代表C浓度随时间变化的曲线。 【详解】A．由分析可知，L4代表C浓度随时间变化的曲线，故A错误； B．由图2可知，温度降低时，体系中反应①的速率降低幅度大于反应②，则图1的温度降低时，t0s时刻体系中值变大，故B正确； C．反应的活化能越大，反应速率越小，由图2可知，T2温度时，反应①的反应速率慢于反应②，则反应①的活化大于反应②，故C错误； D．由分析可知，L1代表B浓度随时间变化的曲线，由图可知，2s内，B的平均速率为=，而不是2s时的速率，故D错误； 故选B。 15．(1) (2)CEF (3)ABC (4) (5)60% 【详解】（1）由图象可以看出，反应中X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增多，则X、Y为反应物，Z为生成物；且0～2 min内Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝0.3 mol∶0.1 mol∶0.2 mol＝3∶1∶2，在2 min后各种物质都存在，且浓度不再发生变化，说明反应达到平衡，该反应为可逆反应，则反应的化学方程式为：3X+Y2Z。 （2）A．恒压时充入He，导致体系的体积扩大，物质的浓度减小，化学反应速率减小，A不符合题意。 B．恒容时充入He，各物质的浓度不变，反应速率不变，B不符合题意。 C．恒容时充入X，X的浓度增大，化学反应速率加快，C符合题意。 D．及时分离出Z，Z的浓度减小，平衡右移，X和Y的浓度也继而减少，正、逆反应速率均会减小，D不符合题意。 E．升高温度，物质的内能增加，活化分子百分数增加，分子之间的有效碰撞次数增加，反应速率加快，E符合题意。 F．选择高效的催化剂可以使反应的活化能降低，活化分子百分数大大增加，反应速率大大加快，F符合题意。 故合理选项是CEF。 （3）A．当2v正(Y)＝v逆(Z)时，即v正(Y)∶v逆(Z)＝1∶2，可以理解为每消耗掉1 mol Y的同时也会有2 mol Z分解，因而正反应速率与逆反应速率相等，反应达到平衡状态，A符合题意。 B．该反应是反应前后气体物质的量不等的反应，反应在恒容密闭容器中进行，则压强必然随着反应的进行而发生变化，若某时刻容器内压强保持不变，则意味着各气体的物质的量不再发生变化，即反应达到平衡状态，B符合题意。 C．反应在恒容密闭容器中进行，反应混合物都是气体，则气体总质量不变；该反应为反应前后物质的量不等的反应，则气体总的物质的量是变化的量；根据，容器内气体的平均相对分子质量也是一个变化的量，当某一时刻平均分子量不再发生变化时，则说明反应已达到平衡状态。C符合题意。 D．X、Y、Z的浓度相等时，反应可能处于平衡状态，也可能不处于平衡状态，这与外加各种物质的多少及反应条件有关，不能据此判断反应是否达到平衡状态，D不符合题意。 故合理选项是ABC。 （4）从反应开始至2 min，v(X)＝＝0.075 mol/(L·min)； （5）假设反应消耗的Y的物质的量为a mol， 某时刻n(X)＝n(Y)＝n(Z)，即5－3a＝3－a＝2a，解得a＝1 因此反应消耗X的物质的量是3 mol，故X的平衡转化率为α(X)＝×100%＝60%。 16．(1) (2)二 (3) 【详解】（1）观察图像可知，第一步反应生成NH2CO2NH4(s) 的，故答案为：。 （2）第二步反应的活化能更大，因此反应的决速步是第二步骤， 故答案为：二。 （3）根据盖斯定律，①+②可得氨气与二氧化碳气体合成固态尿素和气态水的反应热为，故热化学方程式为：，故答案为：。 17．(1)bfg (2) (3) 1.0 cde cde 【详解】（1）a是放热的物理过程而不是化学变化，c、d、e是吸热的化学变化，所以放热反应为b、f、g； （2）铝片、铜片插入浓中，铝片更活泼，作负极，反应一段时间后铝片钝化，铜片作负极，电流方向反转，正极电极反应式为； （3）①； ②b点时,由三段式 知,得； ③a．投入固体，不能改变反应速率； b．恒温恒容时，充入惰性气体，反应体系各物质的浓度并未改变，故不变； c．升温，故都增大， d．缩小体积，反应物生成物浓度均增大，故都增大； e．对于可逆反应，催化剂既可催化正反应，也可催化逆反应，故都增大； 故选cde； ④a．随反应正向进行，逐渐减小，所以a点点；b点时反应仍向正向进行，此时b点。综上所述，a点的应大于b点，a错误； b．a、b、c三点中只有c点物质的量浓度不随时间而变，故平衡点应该只有c点，b错误； c．通过图像计算，当时，反应达到平衡状态，c正确； d．当时，该反应达到平衡状态，d正确； e．生成物和物质的量恒为平衡和的平均摩尔质量恒为，而反应物的摩尔质量为。当反应未达平衡时，三种气体平均摩尔质量会发生改变，若气体平均摩尔质量不变，则反应一定达到平衡，e正确； 故选cde。 18． 19．  ，由于反应前后气体分子数不变，几乎为0，而反应的小于0，故小于0，反应可以自发进行 20．与氨气反应生成固体物质覆盖在催化剂表面，使催化剂中毒，反应速率减小； 或与氨气反应，使氨气浓度减小，反应速率减小 【解析】18． 当V(NO)：V(O2)=4：1时，氨为还原剂被氧化成N2，NO和O2为氧化剂，转化为无毒气体N2，化学方程式，并标出电子转移的方向和数目： 19．由图判断在该实验条件下催化脱硝反应能够自发进行，结合总反应热化学方程式可知：  ，由于反应前后气体分子数不变，几乎为0，而反应的小于0，故小于0，反应可以自发进行； 20．SCR法仅限于低硫煤烟气脱硝，中高硫煤产生的高浓度二氧化硫会影响脱硝速率，可能的原因是：与氨气反应生成固体物质覆盖在催化剂表面，使催化剂中毒，反应速率减小。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$