第二章《化学反应速率与化学平衡》单元过关训练题-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》单元过关训练题 一、单选题 1．三级溴丁烷[]和乙醇反应生成乙基叔丁基醚[]的反应过程及能量变化如下图所示，已知不稳定，易失去。下列说法不正确的是 A．总反应方程式为： B．加入NaOH溶液可以提高乙基叔丁基醚的产率 C．适当降低温度可提高该反应的平衡转化率 D．反应中可能有副产物 2．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 3．铑的配合物离子可催化甲醇羰基化，反应过程如图所示。 下列关于该过程的分析不正确的是 A．过程中存在极性键的断裂和形成 B．过程中Rh的配位数出现多次变化 C．过程中存在反应 D．过程中增大HI的浓度可以提高甲醇羰基化的平衡转化率 4．催化剂在反应中能够改变反应历程，即改变反应速率．在催化剂（）上还原NO生成和的路径，各基元反应及其活化能如图所示．下列说法正确的是 A．生成各基元反应中，N元素均被还原 B．生成的总反应方程式为 C．决定NO生成速率的基元反应为 D．在催化剂上，NO被还原为比还原为更容易 5．在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式： 反应Ⅰ：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)△H=﹣164.7kJ•mol﹣1； 反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H=41.2kJ•mol﹣1； 反应Ⅲ：2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g)△H=﹣247.1kJ•mol﹣1。 向恒压、密闭容器中通入1mol CO2和4mol H2，平衡时CH4、CO、CO2的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 A．反应II的平衡常数可表示为K= B．图中曲线B表示CO的物质的量随温度的变化 C．该反应最佳控制温度在800℃~1000℃之间 D．提高CO2转化为CH4的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂 6．已知化合物A与H2O在一定条件下反应生成化合物B与HCOO-，其反应历程如图所示，其中TS表示过渡态，I表示中间体。下列说法正确的是 A．该历程中的最大能垒(活化能)E正=16.87 kJ·mol-1 B．中间体I2比中间体I1更稳定 C．降低温度，有利于提高A的转化率 D．用更高效的催化剂可降低反应所需的活化能和反应热 7．过氧化氢在Pd（钯）催化剂表面分解的微观过程如图（a），反应历程相对能量变化如图（b）。下列说法不正确的是 A．该反应 B．步骤1~4过氧化氢在表面的催化过程可表示为，加快的脱附能够加快该催化反应的反应速率 C．该反应的决速步为步骤5 D．当表面积一定时，增大可能对反应速率没有影响 8．下列做法的目的与改变化学反应速率无关的是 A．牛奶放在冰箱里保存 B．向玻璃中加入 C．高炉炼铁前先将铁矿石粉碎 D．在糕点包装内放置小包铁粉 9．在温度恒为240℃、容积为2L的密闭容器中充入CO2和H2(物质的量之比为1：3)发：反应：，其中CH3OH的物质的量(n)随时间(t)变化关系如图1中曲线Ⅰ所示，反应过程中的能量变化如图2所示。下列说法正确的是 A．图1曲线Ⅱ表示CO2物质的量随时间的变化关系 B．反应进行10min时，反应速率； C．图2中若水的状态为液态，则能量变化曲线可能为① D．CO2平衡转化率为87.5% 10．一定条件下，体积一定的密闭容器中，1molX和进行反应：，经达到平衡，生成。下列说法正确的是 A．以浓度变化表示的反应速率为 B．将容器体积变为原来2倍，的平衡浓度变为原来的 C．若增大压强，则物质的转化率增大 D．若升高温度，X的体积分数增大，则该反应的 11．某小组拟用酸性溶液与溶液的反应来探究“条件对化学反应速率的影响”(已知：)，设计了如下实验方案并记录实验结果。 编号 V(0.20 mol·L溶液)/mL V(蒸馏水)/mL V(0.01 mol·L酸性溶液)/mL /g T/℃ ① 2.0 0 4.0 0 50 ② 2.0 0 4.0 0 25 ③ 1.5 a 4.0 0 25 ④ 2.0 0 4.0 0.1 25 下列说法错误的是 A．实验①、②是探究温度对化学反应速率的影响 B．实验②、④是探究催化剂对化学反应速率的影响 C．若a为0.5，则实验①、③是探究浓度对化学反应速率的影响 D．实验②中出现反应速率先增大后减小的现象，反应速率减小可能是反应物浓度降低造成的 12．Cu基催化剂是技术脱除NO中性能较为优异的新型催化剂，但烟气中的会造成Cu基催化剂的催化性能下降。加入可抑制对Cu基催化剂的影响，其作用机理如下图所示，下列说法错误的是 A．CemOn的化学式为 B．总反应中的还原剂是 C．①②③均涉及氧化还原反应 D．从整个反应机理来看作为催化剂，在反应过程中有参与反应 13．在三个恒容密闭容器中按下表相应量充入气体，发生反应，其他条件不变时，容器I、Ⅱ、Ⅲ 中的平衡转化率随温度的变化如图所示。 容器 容积/L 起始物质的量/mol I 0.1 0 0 Ⅱ 1.0 0.1 0 0 Ⅲ 0.1 0 0 下列说法正确的是 A．该反应的正反应放热 B． C．图中A、B、C三点处容器内总压强：p(I)A＜p(Ⅱ)B＜p(Ⅲ)C D．470℃时容器Ⅱ中的反应达到平衡时再加入，平衡向正反应方向移动，的转化率增大 14．甲醇是一种可再生能源，具有广阔的开发和应用前景。某温度下，在一恒容密闭容器中，由CO和合成甲醇的反应为，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示，下列说法错误的是 A．平衡常数： B．压强： C．反应速率：v(c)>v(a)>v(b) D．混合气体中碳元素的百分含量：a>b>c 二、非选择题 15．在定容密闭容器中，放热反应在一定条件下达到平衡。下图为反应速率(v)与时间(t)关系的示意图。 (1)由图判断，在时刻曲线发生变化的原因是___________。 A．加入He(不参加反应) B．缩小容器体积 C．加入催化剂 D．升高温度 (2)上述过程中，反应物A的转化率最高的时间段是___________。 A． B． C． D． 16．升高温度绝大多数的化学反应速率增大，但是2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的速率却随温度的升高而减小，某化学小组为研究特殊现象的实质原因，查阅资料知：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步： i：2NO(g)N2O2(g)(快)，v1正=k1正c2(NO)　v1逆=k1逆c(N2O2)　ΔH1<0 ii：N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)(慢)，v2正=k2正c(N2O2)c(O2)　v2逆=k2逆c2(NO2)　ΔH2<0 请回答下列问题： (1)一定温度下，反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)达到平衡状态，请写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K= 。 (2)由实验数据得到v2正～c(O2)的关系可用如图表示。当x点升高到某一温度时，反应重新达到平衡，则变为相应的点为 (填字母)。 17．氢能源是最具应用前景的能源之一、甲烷-水蒸气催化重整制氢(SMR)是一种制高纯氢的方法之一，其涉及的主要反应如下： 反应I：CH4(g)＋H2O(g)⇌CO(g)＋3H2(g)　ΔH1=+206.3kJ·mol−1 反应Ⅱ：CH4(g)＋2H2O(g)⇌CO2(g)＋4H2(g)　ΔH2 反应Ⅲ：CO(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋H2(g)　ΔH3=-41.1kJ·mol−1 650℃(局部温度过高会造成积碳)、按照一定流速通入原料气，当水碳比[]一定时，催化剂中无添加吸附剂和添加P-Li4SiO4吸附剂(吸收CO2)，各气体组分反应的平衡含量与时间的关系如图所示： (1)催化剂中添加P-Li4SiO4吸附剂与无添加吸附剂比较，t1min前H2的平衡含量升高，CO2、CO和CH4的平衡含量降低；t1min后H2的平衡含量降低，CO2、CO和CH4的平衡含量升高，最后与无添加吸附剂时的含量相同，可能的原因是 。 (2)实验时发现t1min后CO2的平衡含量低于理论平衡值，CO的平衡含量高于理论平衡值，可能的原因是 。(用化学反应方程式表示) 18．化学是一门以实验为基础的科学，其中控制变量思想在探究实验中有重要应用，下列实验对影响化学反应速率的因素进行探究。 实验方案：现有0.01mol/L酸性KMnO4溶液和0.1mol/L草酸溶液，为探讨反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表： 实验序号 体积V/mL 温度/℃ KMnO4溶液 水 H2C2O4溶液 ① 4.0 0.0 2.0 25 ② 4.0 0.0 2.0 60 ③ 4.0 Vx 1.0 25 (1)请书写此过程的离子方程式： 。 (2)通过实验①③可探究草酸的浓度对反应速率的影响，表中Vx= mL，理由是 。 (3)对比实验①②的实验现象是 。 (4)甲同学在研究草酸与高锰酸钾在酸性条件下反应的影响因素时发现，草酸与酸性高锰酸钾溶液开始一段时间反应速率较慢，溶液褪色不明显，但不久后突然褪色，反应速率明显加快。针对上述现象，甲同学认为草酸与高锰酸钾反应放热，导致溶液温度升高，反应速率加快。从影响化学反应速率的因素看，你猜想还可能是 的影响。 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．根据图像可知，总反应式为：，A正确； B．根据已知不稳定，易失去H＋，氢氧化钠会和反应，不利于后续反应的发生, 乙基叔丁基醚产率降低,B错误 C．根据图像可知该反应为放热反应。降低温度可提高反应物平衡转化率，C正确； D．三级溴丁烷[]发生水解反应生成,D正确； 故答案选：B。 2．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。 3．D 【详解】A．甲醇生成一碘甲烷，极性键断裂和形成，故A正确； B．由反应机理图可知，过程中Rh的配位数出现4、5、6个的变化，故B正确； C．通过反应机理图乙酸生成的反应可以看出，过程中存在反应，故C正确； D．HI是反应中的催化剂，增大浓度不可以提高甲醇羰基化的平衡转化率，故D错误； 答案选D。 4．A 【详解】A．NO生成的各基元反应中，N元素化合价由+2逐渐降低为-3，N元素均被还原，A正确； B．生成的总反应方程式为，B错误； C．基元反应的活化能最大，相同条件下反应速率最慢，决定生成的反应速率，C错误； D．在催化剂上，NO被还原成的活化能明显大于其被还原成的活化能，故在催化剂作用下，更容易被还原为，D错误； 故选A。 5．D 【分析】反应Ⅰ和反应Ⅲ 均为放热反应，因此，CH4的平衡量随着温度的升高而减小，所以图中曲线A表示CH4的物质的量变化曲线；由反应Ⅱ和Ⅲ可知，温度升高反应Ⅱ正向移动，反应Ⅲ逆向移动，因此，CO在平衡时的物质的量随着温度升高而增大，故曲线C为CO的物质的量变化曲线，则曲线B为CO2的物质的量变化曲线，据此分析解答。 【详解】A．化学平衡常数是生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，反应Ⅱ的平衡常数为K=，故A错误； B．反应Ⅰ和反应Ⅲ均为放热反应，因此CH4的平衡量随着温度的升高而减小，所以图中曲线A表示CH4的物质的量变化曲线；由反应Ⅱ和Ⅲ可知，温度升高反应Ⅱ正向移动，反应Ⅲ逆向移动，因此CO在平衡时的物质的量随着温度升高而增大，故曲线C为CO的物质的量变化曲线，则曲线B为CO2的物质的量变化曲线，故B错误； C．由图可知，较低温度时CH4的物质的量较高，且CO的物质的量较低，因此最佳温度应在200-400℃左右，故C错误； D．反应Ⅰ和反应Ⅲ为放热反应，反应Ⅱ为吸热反应，降低温度有利于反应Ⅰ和反应Ⅲ正向移动，反应Ⅱ逆向移动，因此在低温时CH4的平衡量较高，要提高 CO2转化为CH4的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂以尽快建立化学平衡状态，故D正确； 故选：D。 6．C 【详解】A．该历程中的最大能垒(活化能)E正=16.87 kJ·mol-1-（-1.99）kJ·mol-1=18.86 kJ·mol-1，A错误； B．中间体I2的能量比中间体I1的能量高，能量越低越稳定，故中间体I1比中间体I2更稳定，B错误； C．由图可知，化合物A与水在一定条件下反应生成化合物B与HCOO-为放热反应，故降低温度，有利于提高A的转化率，C正确； D．催化剂可降低反应所需的活化能，不能改变反应热，D错误； 故选C。 7．C 【详解】A．由图(b)可知反应物能量高，生成物能量低，该反应为放热反应，，A项正确； B．步骤1~4过氧化氢在表面催化脱去水分子，留下吸附在催化剂表面的氧原子，整个过程可表示为，加快的脱附，催化剂表面更快形成空穴，使更多的吸附到催化剂表面，加快该催化反应的反应速率，B项正确； C．图(b)表示各步反应物质的相对能量，无法得出活化能的相对大小，故无法判断决速步骤，C项错误； D．当表面积一定时，表面吸附满后，再增大，表面的不变，可能对反应速率没有影响，D项正确； 故选C。 8．B 【详解】A．降低温度，减缓食物变质的速率，故A不选； B．向玻璃中加入是为了使玻璃呈现颜色，与反应速率无关，故B选； C．高炉炼铁前先将铁矿石粉碎，增大接触面积加快化学反应速率，故C不选； D．在糕点包装内放置小包铁粉，有吸收氧气的作用，能减慢糕点变质的速率，故D不选。 答案选B。 9．D 【详解】A．根据反应，物质的量改变量之比等于系数之比，CH3OH与H2系数之比为1:3，曲线I代表甲醇的物质的量改变量，因此曲线Ⅱ应该代表H2的物质的量改变量，A错误； B．反应进行10min时未达到平衡状态，反应速率；，B错误； C．气态水变为液态水时要放出热量，所以反应生成液态水时，生成物的总能量更低，C错误； D． CO2平衡转化率为87.5%，D正确； 答案选D。 10．C 【详解】A．在化学反应中物质的变化量之比等于化学计量数之比，反应过程中生成0.3molZ，所以消耗X的物质的量为0.6mol，则X的反应速率为：，故A错误； B．由反应：可知，该反应的正反应为气体体积减小的反应，增大体积平衡逆向移动，所以Z的平衡浓度小于原来的，故B错误； C．由反应可知，该反应的正反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，所以增大压强Y的转换率增大，故C正确； D．升高温度，X的体积分数增大，反应逆向移动，则该反应的正向为放热反应，所以△H＜0，故D错误； 答案选C。 11．C 【详解】A．由表格数据可知，实验①和实验②除反应温度外其他数据均相同，故实验①、②的实验目的是探究温度对反应速率的影响，故A项正确； B．实验②和实验④的反应物的浓度、体积和反应温度均相同，但实验④中加入了硫酸锰固体，由探究实验变量唯一化原则可知，实验②、④是探究催化剂对化学反应速率的影响，故B项正确； C．若a为0.5时，实验①、③两组数据有浓度和温度两个物理量不相同，不能探究浓度对化学反应速率的影响，故C项错误； D．实验②中出现反应速率先增大后减小，反应速率减小的原因可能是反应物浓度降低造成的，故D项正确； 故本题选C。 12．C 【分析】由反应①可得化学方程式为xCeO2+3SO2+O2=Cex(SO4)y，由硫原子个数守恒可得：y=3，由氧原子个数守恒可得：2x+6+2=4y，联立可得x=2，则硫酸盐中Ce元素的化合价为+3价；由反应②可得化学方程式为Ce2(SO4)3+4NH3+3H2O=CemOn+(NH4)2SO4+2NH4HSO4，该反应各元素化合价没有变化，是非氧化还原反应，所以CemOn中Ce的化合价也为+3价，故CemOn的化学式为Ce2O3；由反应③可得化学方程式为Ce2O3+(NH4)2SO4+2NH4HSO4+2NO+O2=2CeO2+3SO2+3N2+9H2O，联立①②③得总反应为4NH3+2NO+2O2=3N2+6H2O，据此分析解题。 【详解】A．由反应①可得化学方程式为xCeO2+3SO2+O2=Gex(SO4)y，由硫原子个数守恒可得：y=3，由氧原子个数守恒可得：2x+6+2=4y，联立可得x=2，则硫酸盐中Ce元素的化合价为+3价，由反应②可得化学方程式为Ge2(SO4)3+4NH3+3H2O=CemOn+(NH4)2SO4+2NH4HSO4，该反应各元素化合价没有变化，是非氧化还原反应，所以CemOn中Ce的化合价也为+3价，故CemOn的化学式为Ce2O3，A正确； B．根据分析，总反应是4NH3+2NO+2O2=3N2+6H2O， NH3中N元素化合价升高，作还原剂，B正确； C．根据分析，反应②不是氧化还原反应，C错误； D．从整个反应机理来看，CeO2先参与反应，后又生成，是反应的催化剂，D正确； 答案选C。 13．C 【详解】A．根据图象，压强不变、升高温度时N2O平衡转化率增大，平衡正向移动，所以正反应吸热，故A错误； B．根据图象，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 中投入的N2O一样多，相同温度下，N2O平衡转化率依次减小，说明压强依次增大，容器体积依次减小，V1＞1＞V3，故B错误； C．反应2N2O(g)2N2(g)＋O2(g)的正反应为气体分子数目增大的平衡体系，且正反应放热，温度高反应物平衡转化率大，压强小反应物转化率大，图中A、B、C三点平衡转化率相同，而温度依次增大，所以压强也依次增大，p(I)A＜p(Ⅱ)B＜p(Ⅲ)C，故C正确； D．根据图示，Ⅱ中470℃进行反应时N2O平衡转化率为60%，列三段式： 该温度下，容积为1L，平衡常数K= =0.0675，再加入在470℃进行反应时，Qc= ，Qc＜K，平衡正向移动，但新平衡等效于旧平衡增压后右移所得，的转化率减小，故D错误； 答案选C。 14．D 【分析】由图可知，升高温度，一氧化碳的转化率减小，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，反应的平衡常数减小，该反应为放热反应。 【详解】A．平衡常数为温度函数，温度不变，平衡常数不变，由图可知，a点和b点的反应温度相同，则a点和b点的平衡常数相等，故A正确； B．该反应是气体体积减小的反应，相同温度时，增大压强，平衡向正反应方向移动，一氧化碳的转化率增大，由图可知，相同温度时，a点一氧化碳的转化率大于b点，则压强p1大于p2，故B正确； C．温度越高，反应速率越快，则压强相同时，温度高于a点的c点反应速率快于a点，压强越大，反应速率越快，则温度相同时，压强大于b点的a点反应速率快于b点，则反应速率的大小顺序为v(c)>v(a)>v(b)，故C正确； D．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，由原子个数守恒可知，反应前后碳原子的物质的量相等，则混合气体中碳元素的百分含量的关系为a=b=c，故D错误； 故选D。 15．(1)D (2)A 【详解】（1）由图判断，在时刻曲线发生变化速率增大，平衡逆向移动；A．定容密闭容器，加入He(不参加反应)，各物质的浓度不变，平衡不发生移动，A错误； B．定容密闭容器，定容密闭容器，压强增大，速率加快，平衡正向移动，B错误； C．加入催化剂可以加快化学反应速率，但平衡不移动，C错误； D．升高温度化学反应速率加快，反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，D正确； 故选D。 （2）和条件改变时均向逆向移动，则最开始时A的转化率最高，为时，选A 故选A。 16．(1) (2)a 【详解】（1）反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)达到平衡状态，即反应i、ii达到平衡状态，则、，即，，则  ； （2）2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)的速率随温度的升高而减小，因为决定该反应速率的是反应②，则升高温度，v2正减小，且平衡逆向移动，氧气的浓度增大，所以当x点升高到某一温度时，反应重新达到平衡，则变为相应的点为a。 17．(1)添加P-Li4SiO4吸附剂，降低了CO2的浓度，反应Ⅱ、Ⅲ平衡正向移动；t1min后，P-Li4SiO4吸附剂失效 (2)CO2+C2CO 【详解】（1）添加吸附剂，降低了的浓度，反应Ⅱ、Ⅲ平衡正向移动；后，吸附剂失效，故后的平衡含量降低，、CO和的平衡含量升高，最后与无添加吸附剂时的含量相同； （2）实验时发现t1min后CO2的平衡含量低于理论平衡值，CO的平衡含量高于理论平衡值，可能的原因是CO2+C2CO。 18．(1) (2) 1.0 保证反应物草酸浓度改变，而其它物质浓度不变 (3)两实验中紫色溶液均褪色，但②褪色更快 (4)反应生成的硫酸锰起催化剂的作用 【详解】（1）酸性高锰酸钾溶液与草酸溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳和水，反应的离子方程式为； （2）由表格数据可知，实验①、③可探究草酸的浓度对反应速率的影响，实验时要保证溶液总体积相同，才能保证其他条件相同草酸的浓度不同，则Vx=(2.0—1.0) mL=1.0mL，控制单一变量，必须保证反应物草酸浓度不同，而其它物质浓度不变； （3）由表格数据可知，由于草酸均过量，所以溶液均褪色，实验①的反应温度低于实验②，则反应速率实验①小于实验②，实验②溶液紫色褪色快于实验①； （4）由题意可知，根据影响反应速率的因素，速率突然加快的原因可能是草酸与高锰酸钾反应放热，导致溶液温度升高，反应速率加快，还可能是反应生成的硫酸锰起催化剂的作用，使反应速率加快。 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 $$