第二章 化学反应速率与化学平衡 单元同步训练题 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》单元同步训练题 一、单选题 1．某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡的影响，得到如下变化规律(图中P表示压强，T表示温度，n表示物质的量)，下列结论正确的是 注：反应Ⅰ：2A(g)+B(g)2C(g)；反应Ⅱ：2A(g)C(g)；反应Ⅲ：3A(g)+B(g)2C(g)；反应Ⅳ：A(g)+B(g)2C(g) A．反应Ⅰ：，P2>P1 B．反应Ⅱ：H<0，T1<T2 C．反应Ⅲ：若H>0，则T2＞T1 D．反应Ⅳ：若H<0，T2>T1 2．把久置镁条直接投入到盛有盐酸的敞口容器里，产生的速率如图所示。在下列因素中，影响化学反应速率的是 ①盐酸的浓度②镁条的表面积③溶液的温度④的浓度 A．①②③④ B．①②④ C．①②③ D．②③④ 3．利用CO2和H2可制得甲烷，实现资源综合利用。 已知：I．CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)  △H1=+41.2kJ·mol-1 Ⅱ．CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)  △H2=-165.0kJ·mol-1 在一定的温度和压力下，将按一定比例混合的CO2和H2混合气体通过装有催化剂的反应器，反应相同时间，CO2转化率和CH4选择性随温度变化关系如图所示。 (CH4选择性)，下列说法正确的是 A．反应Ⅱ活化能：Ea(正)>Ea(逆) B．340℃时，其他条件不变，延长反应时间，一定能提高CO2的转化率 C．在260～300℃间，其他条件不变，升高温度CH4的产率增大 D．温度大约320℃时CO2的转化率最大，说明反应I和反应Ⅱ一定都达到了平衡状态 4．一定温度下，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 5．Ni可活化制得，其反应历程如图所示： 下列关于活化历程的说法正确的是 A．总反应的 B．总反应的速率由“中间体2→中间体3”决定 C．该反应过程中有碳氢键、碳碳键的断裂和形成 D．使用更高效的催化剂可降低反应所需的活化能和焓变 6．初始时在3个体积相同的密闭容器中，按不同方式投入反应物，测得反应平衡时的有关数据如下（已知  ） 容器 甲 乙 丙 容器类型 恒温恒容 绝热恒容 恒温恒压 反应物投入量 、 平衡常数 体积分数 反应物转化率 反应的能量变化 吸收 放出 吸收 下列说法正确的是 A． B． C． D． 7．反应X=3Z经历两步：①X→Y；②Y→3Z。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。t1s时刻，下列说法错误的是 A．b为c(Z)随t的变化曲线 B．c(X)=c(Y)=c(Z) C． D．反应①生成的Y大于反应②消耗的Y 8．甲醇-水蒸气重整法所得氢气是电动汽车燃料电池的理想氢源。反应的热化学方程式如下： 反应I     反应Ⅱ     CO会损害燃料电池的交换膜。在压强、和的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下，的转化率、的产率和CO的物质的量如图中实线所示（图中虚线表示相同条件下达平衡状态时的变化）。 已知：CO的选择性 下列说法正确的是 A． B．210℃升温至270℃时，反应I的活化能增大 C．加入选择性高的催化剂，可提高的产率 D．温度升高，反应Ⅱ的速率比反应I增加的更多 9．通过煤的气化、液化和干馏可以实现煤的综合利用，其中煤的气化发生的反应为，反应过程中能量变化如图所示。下列有关该反应的、的说法中正确的是 A．   B．   C．   D．   10．研究发现燃煤脱硫过程中生成的与在密闭体系中将发生如下反应： Ⅰ.   Ⅱ.   已知图为反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡常数()与温度()的变化关系。现维持温度为，往某2L刚性密闭反应器中投入足量的和，经小时反应体系达到平衡，此时体系压强为原来的1.4倍。下列说法正确的是 A．若用生石灰固硫的反应为  ，则 B．提高反应体系的温度能降低反应体系中的生成量 C．反应体系中CO的消耗速率为 D． 11．T℃时，向恒容绝热密闭容器中分别充入2molX(g)和1molY(g)发生反应：，体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A．该反应在高温下可自发进行 B．点a时，该反应的平衡常数 C．当容器内气体密度不变时，说明反应达到了平衡状态 D．保持其他条件不变，若该反应在恒温恒容密闭容器中进行，平衡时容器内压强小于4p 12．化学家证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意图如图所示： 下列关于合成氨反应的叙述不正确的是 A．该过程表明，在化学反应中存在化学键的断裂与形成 B．在催化剂的作用下，反应物的化学键变得容易断裂 C．过程②需吸收能量，过程③则放出能量 D．常温下该反应难以进行，是因为常温下生成物的化学键难以形成 13．在恒容密闭容器中，由合成甲醇的反应为，在其他条件不变的情况下，测得温度对反应的影响结果如图所示．下列有关说法错误的是 A．平衡常数表达式 B．平衡常数： C．合成反应的 D．处于A点的反应体系从变到，达到平衡状态时减小 14．下列实验操作及现象能得出相应结论的是 选项 实验操作及现象 结论 A 还原铁粉与水蒸气反应生成的气体点燃后有爆鸣声 具有还原性 B 待测液中滴加溶液，生成白色沉淀 待测液含有 C 和中均分别加入溶液和盐酸，只溶于盐酸，都能溶 比碱性强 D 溶液中滴加溶液，溶液由橙色变为黄色 增大生成物的浓度，平衡向逆反应方向移动 A．A B．B C．C D．D 二、非选择题 15．一定温度下，在一体积为的恒容密闭容器中发生两种气体间的转化反应，的物质的量随时间的变化情况如图所示。请回答下列问题： (1)该反应的化学方程式为 。 (2)反应从开始至，用B表示的反应速率为 。 (3)比较两点时该反应的正反应速率的相对大小： (填“”“”或“”)。 (4)若降低温度，则 (填“加快”“减慢”或“不变”，下同)， 。 (5)一定条件下发生反应，下列说法能表明该反应已达到平衡状态的是 (填序号)。 ①生成的同时消耗 ②生成的同时生成 ③混合气体中各物质的浓度保持不变 ④混合气体中的浓度之比为 16．煤转化为水煤气的主要反应为： 在同样温度下，，和完全燃烧的热化学方程式分别为： ①   ②   ③   (1)请你根据以上数据，写出与水蒸气反应生成和的热化学方程式： 。 (2)请在下图画出该反应的焓变示意图 。 (3)该反应在常温下不能自发进行，在高温下却可以，请用所学原理解释原因 。 (4)工业生产水煤气时，通常交替通入合适量的空气和水蒸气与煤炭反应，其理由是 。 17．和NO发生反应：，催化剂含活性组分。在反应器中以一定流速通过混合气，在不同温度下进行该催化反应，的质量分数对单位时间内NO去除率的影响如下图所示。 (1)从起始至对应A、B、C三点的平均反应速率由小到大的顺序为 (用vA、vB、vC表示)。 (2)的质量分数对该催化剂活性的影响是 。 18．回答下列问题： (1)下列过程中属于吸热反应的是 。 ①灼热的木炭中通入；②碘升华；③石灰石受热分解；④水蒸气液化； ⑤；⑥； ⑦；⑧与固体反应 (2)在一定温度下，氯气溶于水的过程及其平衡常数为： 平衡常数的表达式为 。 (3)已知乙炔气体、乙烷气体、氢气的燃烧热分别为、、，写出乙炔转化成乙烷的热化学方程 。 (4)①写电极反应式：是一种高能燃料，可用于燃料电池，原理如图，电池的负极反应式为 。 ②保持电解质溶液不变，假设使用的“燃料”是甲醇，电池的负极反应式为 。 (5)已知：时，相关物质的相对能量如图所示。写出完全燃烧生成气态水的热化学方程式： 。 (6)已知溶液中存在平衡：，将溶于水得到绿色溶液，再加水稀释可得到 色溶液，从平衡移动角度解释加水稀释后的现象 。 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．C 【详解】A．反应Ⅰ的特点是正反应方向为气体体积减小的方向，结合图象，压强增大A的转化率应增大，所以p2＞p1，它随温度的升高A的转化率降低，所以正反应为放热反应H＜0，A错误； B．关于反应Ⅱ由图象可以看出T1条件下达到平衡所用的时间少，所以T1＞T2，而在T1条件下达平衡时n（C）小，所以说明低温有利于C的生成，故它主要的正反应为放热反应H＜0，B错误； C．反应Ⅲ若ΔH>0，则升高温度平衡向正反应方向移动，C的体积分数增大，与图象吻合，则T2＞T1，C正确； D．关于反应Ⅳ，由图象可以看出T2条件下A的转化率大，因此当T2＞T1时，说明升高温度平衡向正反应方向进行，因此正反应为吸热反应H＞0，或者：若ΔH＜0，则升高温度平衡向逆反应方向移动，A的转化率减小，则T2＜T1，D错误； 故答案为：C。 2．C 【详解】镁条和盐酸反应产生H2的离子方程式为： ①盐酸的浓度决定了氢离子浓度，氢离子浓度的大小决定了它与镁的置换反应速率的大小，①正确； ②镁条是固体反应物，其浓度是常数，但是表面积越大，与氢离子置换的速率越大，②正确； ③镁是活泼金属，与酸的置换反应是放热反应，随着反应的进行，溶液的温度逐渐升高，因此反应速率先增大后减小，③正确； ④根据反应可知，没有参与反应，所以其浓度对产生氢气速率无影响，④错误； 故选C。 3．C 【详解】A．反应Ⅱ为放热反应，反应Ⅱ活化能：(正)逆)，故A错误； B．时可能是平衡点，延长时间不一定能提高的转化率，故B错误； C．在间，升高温度的选择性虽然基本不变，但的转化率在上升，所以的产率上升，故C正确； D．时的转化率最大，可能是因为温度过高而导致催化剂失去活性，从而无法判定此时的转化率就是平衡转化率，则此时两个反应也不一定达到平衡状态，故D错误； 综上所述，本题选C。 4．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。 5．B 【详解】A．由图可知，总反应为反应物的能量大于生成物的能量的放热反应，反应的焓变小于0，，故A错误； B．反应的活化能越大，反应速率越慢，总反应取决于慢反应，根据图像可知，中间体2→中间体3的活化能最大，反应速率最慢，则总反应的速率由中间体2→中间体3的反应速率决定，故B正确； C．由图可知，中间体1生成过渡态1的过程中有碳碳键的断裂，但没有碳碳键的形成，故C错误； D．催化剂可降低反应所需的活化能但不变改变焓变，故D错误； 故选B。 6．B 【详解】A．容器的容积相同，甲恒温恒容吸热、乙绝热恒容放热，导致最终温度不一样，而平衡常数只与温度有关，则平衡常数，故A错误； B．如果容器类型一致，甲投入等同于乙投入、，两者为等效平衡，体积分数一致，但乙为绝热，相当于乙容器加热，使得平衡逆向移动，体积分数减小，所以，故B正确； C．如果容器类型一致，甲投入等同于乙投入、，两者为等效平衡，，但乙为绝热，相当于乙容器加热，使得平衡逆向移动，减小，，故C错误； D．如果容器类型一致，甲投入等同于丙投入，但丙恒温恒压，产生的气体物质的量增多，相对于甲在减压，平衡向方向移动，吸收更多热量，，故D错误； 答案选B。 7．C 【分析】由题中信息可知，反应X＝3Z经历两步：①X→Y；②Y→3Z。图中呈不断减小趋势的a线为c(X)随时间t的变化曲线，呈不断增加趋势的b线为c(z)随时间t的变化曲线，先增加后减小的c线为c(Y)随时间t的变化曲线。 【详解】A．根据分析，b线为c(Z)随时间t的变化曲线，A项正确； B．由图可知，分别代表3种不同物质的曲线相交于t1时刻，所以t1时刻c(X)＝c(Y)＝c(Z)，B项正确； C．设t1时c(X)＝c(Y)＝c(Z)＝x，先分析反应②：Y转化了，则初始；再分析反应①：X转化了，则；，C项错误； D．读图可知，t1时c(X)＝c(Y)＝c(Z)，c(Y)还有增大趋势，说明反应①生成的Y大于反应②消耗的Y，D项正确； 答案选C。 8．C 【详解】A．根据图可知升高温度时，CO的平衡时的物质的量在增大，说明升高温度反应Ⅱ正向移动，则正反应为吸热反应，所以∆H2>0，A错误； B．升高温度可以增加活化分子百分数，但不改变活化能，所以210℃升温至270℃时，反应Ⅰ的活化能不变，B错误； C．加入选择性高的催化剂，化学反应速率加快，单位时间内CO2的物质的量增多，可提高CO2的产率，C正确； D．据图可知温度升高时，CO的物质的量增大的不明显，但CH3OH的转化率和H2的产率明显增大，说明反应Ⅰ的速率比反应Ⅱ增加的更多，D错误； 故选C。 9．D 【详解】由于生成物所具有的能量大于反应物所具有的能量，因此该反应为吸热反应，即△H>0，该反应为气态物质系数增大的反应，故△S>0，故选D。 10．D 【详解】A．根据盖斯定律Ⅰ-4Ⅱ可得，，A错误； B．二氧化硫在反应Ⅱ中生成，反应Ⅱ是吸热反应，升高温度，反应正向进行，会增大二氧化硫的生成量，B错误； C．设反应Ⅰ中消耗CO的物质的量为xmol，则生成CO2的物质的量为xmol，设反应Ⅱ中消耗CO的物质的量为ymol，则生成SO2、CO2都为ymol，相同条件下，气体压强之比等于其物质的量之比，因此有，解得y=0.4，在T1温度下，由图可知反应Ⅰ的平衡常数，解得，，C错误； D．反应Ⅱ的平衡常数，由图可知，D正确； 故选D。 11．D 【详解】A．由反应可知，随反应进行，压强应该是减小的，甲为绝热过程，甲中压强增大的原因是反应放热，即，该反应是熵减的反应，，要使<0，则需要低温条件；故A错误； B．容器的体积未知，该反应又是气体体积不等的反应，故无法计算各物质的浓度，无法计算K； C．容器是恒容的，且所有物质均为气体，即气体总质量不变，故气体密度始终是定值，不能说明达到平衡，故C错误； D．该反应是放热反应，若在恒温恒容密闭容器中进行，则温度会低于原容器，则与原容器比较，平衡会正向移动，导致压强减小，故压强小于原平衡的压强，即小于4p，故D正确； 答案选D。 12．D 【详解】A．化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成，该过程表明，在化学反应中存在化学键的断裂与形成，故A说法正确； B．使用催化剂，降低活化能，使反应物的化学键容易断裂，故B说法正确； C．过程②中化学键断裂，断裂化学键，吸收能量，过程③是形成化学键，形成化学键，释放能量，故C说法正确； D．化学键的形成过程放出能量，因此温度较低时有利于化学键的形成，常温下该反应难易进行，是因为反应物中化学键的键能高，难易断裂，故D说法错误； 故答案为D。 13．D 【详解】A．平衡常数为生成物浓度幂次方与反应物浓度幂次方的比值，该反应的平衡常数表达式，A项正确； B．由图像可知，反应从到，甲醇的物质的量增大，则时的平衡常数比时的大，B项正确； C．由图像可知，在下反应先达到平衡，反应速率较快，则温度大于，温度降低，平衡正向移动，则正反应为放热反应，即，C项正确； D．处于A点的反应体系从变到的过程中，平衡逆向移动，则增大，而减小，达到平衡状态时应增大，D项错误； 故选D。 14．C 【详解】A．铁与水蒸气反应生成的气体是，该反应中H由价变成0价，被还原，体现了的氧化性，A错误； B．如果待测液中含有，与反应也能产生白色沉淀，或者、也会与Ba2+产生白色沉淀，所以通过该实验不能得出待测液中含有的结论，B错误； C．溶液能与盐酸反应，不能与溶液反应，与溶液和盐酸都能反应，说明的碱性比的强，C正确； D．溶液中存在平衡(橙色)(黄色)，加入溶液后，与反应，生成物浓度减小，使平衡正向移动，导致溶液由橙色变为黄色，题给结论错误，D错误； 故选C。 15．(1) (2) (3)< (4) 减慢 减慢 (5)②③ 【详解】（1）由图可知，M点的坐标为(7，0.24)，根据图示可知在4 min时，A减少0.4 mol，B增加0.2 mol，说明A是反应物，B是生成物，△n(A)：△n(B)=0.4 mol：0.2 mol=2：1，物质反应消耗的物质的量的比等于化学方程式中相应物质的化学计量数的比，故该反应的化学方程式为； （2）根据图示可知：反应从开始至4 min时，B的物质的量改变了0.2 mol，容器的容积是2 L，则用B的浓度变化来表示的反应速率为； （3）M点物质的量不再发生变化，能说明该反应达到平衡状态，N点生成物的物质的量在增大，说明反应继续向正方向进行，则反应物浓度高于平衡时，：<； （4）降低温度，正逆反应速率均减慢，则减慢，减慢； （5）①生成的同时消耗，是指正反应方向的速率，不能说明该反应达到平衡状态，不选； ②生成的同时生成，正逆反应方向的速率成正比，能说明该反应达到平衡状态，选； ③正向反应，各物质的浓度再发生改变，混合气体中各物质的浓度保持不变，能说明该反应达到平衡状态，选； ④混合气体中的浓度之比为，不能说明该反应达到平衡状态，应是浓度保持不变，不选； 故选②③。 16．(1) (2) (3)该反应在常温下不能自发进行，在高温下可以自发 (4)生产水煤气的反应是吸热反应，导致体系温度降低，通常交替通入合适量的空气和水蒸气与煤炭反应，就是利用富氧空气与碳燃烧放热①  。 【详解】（1）根据盖斯定律①-②-③将方程式合并即可得 （2） 该反应是吸热反应，反应物的总焓值比生成物的总焓值小，故焓变图像为 （3），，根据该反应在常温下不能自发进行，在高温下可以自发。 （4）生产水煤气的反应是吸热反应，导致体系温度降低，通常交替通入合适量的空气和水蒸气与煤炭反应，就是利用富氧空气与碳燃烧放热①  。 17．(1) (2)在100℃~200℃内，V2O5的质量分数越高，催化剂的活性越好，超过200℃，没有明显区别 【详解】（1）A、C两点温度相同，催化剂的质量分数不同，由图可知，催化剂的质量分数越大，反应速率越快，则C＞A，A、B两点催化剂质量分数相同，B点温度更高，则反应速率B＞A，B、C两点，催化剂的质量分数对反应速率影响大于温度对化学反应速率的影响，则C＞B，所以； （2）V2O5的质量分数对该催化剂活性的影响是在100℃～200℃内，催化剂的质量分数越高，催化剂的活性越好，超过200℃，没有明显区别。 18．(1)①③⑦⑧ (2) (3)C2H2(g)+2H2(g)=C2H6(g)ΔH=ΔH1-ΔH2+2ΔH3 (4) N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O CH3OH−6e-+8OH-=+6H2O (5)C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+ 2H2O(g)△H=-1322 kJ/mol (6) 蓝 加水稀释造成氯离子浓度减小，平衡逆向移动 【详解】（1）①灼热的木炭中通入CO2，为吸热反应；②碘升华不是化学反应；③石灰石受热分解，为吸热反应；④水蒸气液化，为物理变化，放出热量；⑤反应为放热反应；⑥甲烷燃烧是放热反应；⑦为吸热反应；⑧与固体反应为吸热反应；属于吸热反应的是①③⑦⑧； （2）化学平衡常数是生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值，液态水的浓度视为常数，不写入表达式，； （3）依题意得：C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)ΔH1 ①，C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH2 ②， H2(g)+O2(g)=H2O(l)ΔH3③，由盖斯定律，将反应①-②+2×③得：C2H2(g)+2H2(g)=C2H6(g)ΔH=ΔH1-ΔH2+2ΔH3； （4）①根据图示可知在负极上N2H4失去电子被氧化为N2、H2O，故负极的电极反应式为：N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O； ②电解液是碱性溶液，甲醇失电子生成碳酸根和水，负极的电极反应式为CH3OH−6e-+8OH-=+6H2O； （5）完全燃烧生成CO2和气态水反应为C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+ 2H2O(g)，则△H=生成物总能量-反应物总能量=[2×(-393)+2×(-242)-52-0]kJ/mol=-1322 kJ/mol，热化学方程式：C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+ 2H2O(g)△H=-1322 kJ/mol； （6）加水稀释造成氯离子浓度减小，平衡逆向移动，绿色溶液变成蓝色。 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 $$