第二章 化学反应速率与化学平衡 单元练习题 2024-2025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》单元练习题 一、单选题 1．一定条件下，反应4NH3(g)+5O2(g)⇋4NO(g)+6H2O(g)在5L密闭容器中进行，10s后的物质的量增加了，则10s内反应的速率可表示为 A． B． C． D． 2．向相同容积的甲、乙两容器中分别充入和，发生如下反应：。若甲容器保持恒温恒容，乙容器保持绝热恒容，分别达到平衡。甲容器中平衡时生成为，同时放出热量。下列说法正确的是 A．平衡时，反应放出的热量：甲>乙 B．平衡时，的质量：甲>乙 C．乙容器若把条件“绝热恒容”改为“恒温恒压”，则平衡后大于 D．相同条件下，若仅向甲容器充入，平衡时生成，同时吸收热量 3．如图所示实验，探究反应中的能量变化。下列判断正确的是 A．实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应 B．实验(c)中和热的测定应用同一支温度计，重复实验，取三次实验的平均数据 C．实验(c)中选用浓的强酸溶液与强碱溶液反应，对实验结果没有影响 D．将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加 4．我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程，该历程示意图如图所示。下列说法不正确的是 A．生成CH3COOH总反应的原子利用率为 100% B．反应过程中有极性共价键的断裂和非极性共价键的形成 C．①②吸收能量并形成了C-C键 D．该催化剂可有效降低活化能，提高反应速率 5．在处理汽车尾气的三元催化剂中，Rh的主要作用是消除，Pd的主要作用是消除CO，部分催化机理及能量变化如图所示。下列说法不正确的是 A．在NO和CO的整个反应过程中步骤Ⅲ是决速步骤 B．反应进行的三步分别是放热反应、放热反应和吸热反应 C．第一步反应： D．CO能促进NO转化成 6．在一定温度下，向1L的密闭容器中通入1mol和，发生反应：，起始时总压强为25.0MPa，点时总压强为17.0MPa，并且测得一定时间内的转化率随温度的变化如图所示，下列说法错误的是 A．20min反应到达a点，在0~20min内的 B．反应开始时，投入的的物质的量x=4 C．240℃时，该反应的化学平衡常数 D．a点和b点，温度对化学平衡的影响结果相反 7．一定温度下，向一恒容器密闭容器中充入2mol 和1mol ，发生反应：  ，下列有关该反应的说法正确的是 A．其他条件不变，降低温度，v(正)增大、v(逆)减小，平衡正移 B．其他条件不变，移走一定量的，v(正)不变、v(逆)减小，平衡正移 C．温度不变，向该容器中充入气体Ar，容器压强增大，反应速率增大 D．加入催化剂可以加快化学反应速率和提高产率 8．工业上用和合成甲醇涉及以下反应：①；②。在催化剂作用下，将和混合充入一恒容密闭容器中进行反应，达到平衡时，的转化率和容器中混合气体的平均相对分子质量随温度变化如图。下列说法不正确的是 A．反应①为放热反应 B．℃以后反应①的选择性减小 C．℃，达平衡时反应②的选择性为 D．℃，达平衡时的分压是的倍 9．1，3-丁二烯与HBr发生加成反应分两步：第一步进攻1，3-丁二烯生成碳正离子()；第二步进攻碳正离子完成1，2-加成或1，4-加成。反应进程中的能量变化如下图所示。下列说法不正确的是 A．1，4-加成产物比1，2-加成产物稳定 B．与0℃相比，40℃时1，3-丁二烯的转化率减小 C．从0℃升至40℃，1，2-加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度 D．从0℃升至40℃，1，2-加成正反应速率增大，1，4-加成正反应速率减小 10．根据实验目的分析，下列实验操作及现象、结论都正确的是 选项 实验目的 实验操作及现象 结论 A 探究的平衡移动 在溶液中滴入KSCN溶液，达到平衡后再加入KCl溶液，溶液红色变浅 增大，平衡逆向移动 B 检验中是否含有 将少许样品溶于稀盐酸中，再滴加KSCN溶液，溶液变红 证明中含有 C 除去中的HCl杂质 将混合气体通入饱和溶液中 得到纯净干燥的 D 比较元素的非金属性强弱 向盛有纯碱固体的试管中加入稀硫酸，将生成的气体通入水玻璃中，溶液变浑浊 非金属性：S>C>Si A．A B．B C．C D．D 11．是一种新型硝化剂(在有机化学反应中引入硝基的试剂)，在一定温度下可发生反应：  。下列说法错误的是 A．浓硝酸与浓硫酸的混合液也是一种硝化剂 B．升高温度，该反应的反应速率和平衡常数都增大 C．0.54 g 溶解在50 mL水中得到0.1 mol⋅L硝酸 D．该反应中氧化产物与还原产物的质量比为4∶23 12．已知：  ，一定条件下CO与H2O(g)反应的图像如下。30 min、40 min时分别只改变一个条件。下列说法错误的是 A．平衡常数： B．40 min时，增加CO2或H2的浓度 C．30 min时，降低反应体系的温度 D．CO转化率： 13．对于可逆反应 ，下列研究目的和示意图相符的是 A B C D 研究压强对反应的影响() 研究温度对反应的影响 研究平衡体系增加对反应的影响 研究催化剂对反应的影响 A．A B．B C．C D．D 14．干法重整中镍基催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳碳量减少，其中涉及的相关数据如表。催化剂表面发生的不同积碳反应在不同温度下的质量增量如图。下列说法错误的是 基元反应 积碳： 65.5 136.8 103.1 109.8 消碳： 139.7 326.6 117.5 51.0 吸附在催化剂表面上的物种用*标注 A．一氧化碳歧化反应是放热反应 B．甲烷裂解是镍基催化剂表面积碳的主要来源 C．的焓变为 D．由上表判断，催化剂劣于 二、非选择题 15．汽车尾气中含有CO、NO等有害气体，某新型催化剂能促使NO、CO发生如下反应2NO+2CO2CO2+N2，将NO、CO转化为无毒气体。回答下列问题： (1)为了测定在该催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表： 时间/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 c(NO)/mol·L-1 1.00×10-3 4.50×10-4 2.50×10-4 1.50×10-4 1.00×10-4 1.00×10-4 c(CO)/mol·L-1 3.60×10-3 3.05×10-3 2.85×10-3 2.75×10-3 2.70×10-3 2.70×10-3 前2min内的平均反应速率v(CO2)= 。0～1min和1～2min时间段内反应速率变化的主要原因是 。 (2)研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证不同条件对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表格中。 实验编号 T/℃ NO初始浓度/mol·L-1 CO初始浓度/mol·L-1 催化剂的比表面积/m2•g-1 I 280 1.20×10-3 5.80×10-3 82 II 5.80×10-3 124 III 350 1.20×10-3 82 ①实验I、II的目的是 ，实验II选择的实验条件是：温度 、c(NO)= 。 ②对比实验I、III，改变的条件是 实验III选择的c(CO)= 。 16．氨既是一种重要的化工产品，又是一种重要的化工原料。下图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图。 (1)合成塔中发生反应的化学方程式为： 。 (2)工业生产中为了储运大量浓硝酸，最好选择_______作为罐体材料。 A．铜 B．铂 C．铝 D．镁 (3)与氮氧化物有关的全球或区域性大气环境问题有_______ (填字母序号)。 A．酸雨 B．沙尘暴 C．光化学烟雾 D．白色污染 (4)人们开发了溶液吸收、催化还原等尾气处理方法。请以尾气中的NO2处理为例，写出相关反应的化学方程式：纯碱溶液吸收法：(提示：NO2与纯碱溶液反应可发生歧化生成两种盐) (5)氮及其化合物在催化剂a和催化剂b转化过程如图所示，下列分析合理的是 。 A．催化剂a表面发生了非极性共价键的断裂和极性共价键的形成 B．N2与H2反应属于氮的固定过程 C．在催化剂b表面形成氮氧键时不涉及电子转移 (6)某兴趣小组对反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将0.1 mol NH3通入3 L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200 kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。 ①若保持容器体积不变，t1时反应达到平衡，用H2的浓度变化表示0～t1时间内的反应速率v(H2)= mol·L-1·min-1(用含t1的代数式表示)； ②t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是 (用图中a、b、c、d表示)。 17．研究不同pH时CuSO4溶液对H2O2分解的催化作用。 资料：a.Cu2O为红色固体，难溶于水，能溶于硫酸，生成Cu和Cu2+ b.CuO2为棕褐色固体，难溶于水，能溶于硫酸，生成Cu2+和H2O2 c.H2O2有弱酸性：H2O2H++ ，H++ d.EDTA(无色)、PAN(黄色)均具有还原性，都能与Cu2+反应：Cu2++EDTA=EDTA-Cu2+(深蓝色)Cu2++PAN=PAN-Cu2+(深红紫色) 编号 实验 现象 I 向1mLpH=2的1mol•L-1CuSO4溶液中加入0.5mL30%H2O2溶液 出现少量气泡 II 向1mLpH=3的1mol•L-1CuSO4溶液中加入0.5mL30%H2O2溶液 立即产生少量棕黄色沉淀，出现较明显气泡 III 向1mLpH=5的1mol•L-1CuSO4溶液中加入0.5mL30%H2O2溶液 立即产生大量棕褐色沉淀，产生大量气泡 综合上述实验，I、II、III中不同pH时H2O2的分解速率不同的原因是 。 18．当今中国积极推进绿色低碳发展，力争在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。因此，研发CO2利用技术，降低空气中CO2含量成为研究热点。工业上常用CO2和H2为原料合成甲醇(CH3OH)，过程中发生如下两个反应： 反应I：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-51kJ•mol-1 反应II：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41kJ•mol-1 有研究表明，用可控Cu/Cu2O界面材料作催化剂可以提高CO2还原合成甲醇的选择性。将6.0molCO2和8.0molH2充入一体积为2L的恒温密闭容器中，发生反应3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H＜0。测得起始压强为70MPa，H2的物质的量随时间的变化如图中实线所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。 该反应在0—4min内H2O的平均反应速率为 (保留2位有效数字)。 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．A 【分析】 反应速率之比=化学计量数之比。10s后H2O的物质的量增加了0.60mol，则，所以，=0.12mol/L，以此解题。 【详解】 A．v():v()＝4:6=v():0.012mol/(L·s)，所以，v()==0.008mol/(L·s)，A正确； B．v()==0.008mol/(L·s)，B错误； C．v(O2)==0.01mol/(L·s)，C错误； D．v()==0.012mol/(L·s)=0.72mol/(Ｌ·min)，，D错误； 故选A。 2．A 【分析】充入和甲容器中平衡时生成为，同时放出热量，可得，。 【详解】A．乙容器保持绝热恒容，反应为放热反应，随着反应的进行，乙中温度逐渐上升，平衡逆向移动，即K乙＜K甲，平衡时，反应放出的热量：甲>乙，故A正确； B．由于K乙＜K甲，即平衡时，的质量：甲＜乙，故B错误； C．乙容器若把条件“绝热恒容”改为“恒温恒压”，由于反应的气体分子数减小，相当于在甲中达到平衡的情况下，压缩其体积，此时平衡正向移动，平衡后＜，故C错误； D．相同条件下，若仅向甲容器充入，其与充入和甲容器的时候为等效平衡，即平衡时生成，同时吸收热量，故D错误； 故选A。 3．B 【详解】A．实验(b)中NH4Cl和Ba(OH)2⋅8H2O反应是吸热反应，故A错误； B．实验(c)中和热的测定应用同一支温度计，重复实验，取三次实验的平均数据，减小误差，故B正确； C．浓酸溶液和浓碱溶液在相互稀释时会放热，影响实验准确性，故C错误； D．铝片、铝粉都是固体，将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量不变，故D错误； 选B。 4．C 【详解】A．CO2和CH4反应生成CH3COOH的化学方程式为：CO2+CH4→CH3COOH，该反应的原子利用率为100％，A正确； B．整个反应中，有极性共价键的断裂和非极性共价键的形成，B正确； C．①→②的反应中，能量降低，释放能量，形成了碳碳单键，C错误； D．该催化剂可有效降低活化能，提高反应速率，D正确； 故选C。 5．A 【详解】A．活化能较大的步骤反应速率较慢，由图知步骤ⅰ为整个反应的决速步骤，A项错误； B．由反应能量可知，第一步和第二步相对能量降低，为放热反应，第三步相对能量升高，为吸热反应，B项正确； C．由图像可知，第一步反应为，C项正确； D．没有CO存在时，NO转化成的活化能为，有CO存在时，转化活化能为，，说明CO能促进NO转化成，D项正确； 故选A。 6．D 【详解】A．由图可知，a点二氧化碳的转化率为40%，则0~20min内二氧化碳的反应速率为=0.02 mol/(L·min)，故A正确； B．由图可知，b点反应达到平衡时二氧化碳的转化率为80%，由题意可建立如下三段式： 由反应前后气体物质的量之比等于化学计量数之比可得：=，解得x=4，故B正确； C．由三段式数据可知，240℃平衡时，反应的平衡常数为=，故C正确； D．由图可知，a点反应未达到平衡的状态，升高温度，反应速率增大，反应继续向正反应方向进行，与温度对平衡的影响无关，故D错误； 故选D。 7．B 【详解】A．降温，正逆反应速率均减小，故A错误； B．移走生成物，降低生成物浓度，瞬间逆反应速率降低，正反应速率不变，反应继续正向进行，正反应速率也随之降低，故B正确； C．恒容下充入无关气体，反应气体浓度不变，速率不变，故C错误； D．加入催化剂可以加快化学反应速率，但不影响平衡移动，无法提高平衡产率，故D错误； 故选B。 8．D 【详解】A．反应②的平均相对分子质量始终不变，而反应①正方向平均相对分子质量增大，由图可知，温度升高，容器中混合气体的平均相对分子质量减小，反应①逆向移动，所以反应①为放热反应，A正确； B．由图可知，当温度高于℃，的转化率随温度的升高而增大，则℃以后以反应②为主，反应①的选择性减小，B正确； C．℃，转化率为，则转化的为，平均相对分子质量为，混合气体总物质的量为：，设甲醇为为，根据方程式，，，，解得，反应②的选择性为，C正确； D．由C选项计算可以得到，的压强是的倍，D错误； 故选D。 9．D 【分析】 根据图像分析可知该加成反应为放热反应，且生成的1,4-加成产物的能量比1,2-加成产物的能量低，结合题干信息及温度对化学反应速率与化学平衡的影响效果分析作答。 【详解】A．能量越低越稳定，根据图像可看出，1，4-加成产物的能量比1，2-加成产物的能量低，即1，4-加成产物的能量比1，2-加成产物稳定，故A正确； B．该加成反应不管生成1，4-加成产物还是1，2-加成产物，均为放热反应，则升高温度，不利用1，3-丁二烯的转化，即在40℃时其转化率会减小，故B正确； C．从0℃升至40℃，对于1，2—加成反应来说，化学平衡向逆向移动，即1，2—加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度，故C正确； D．从0℃升至40℃，正化学反应速率均增大，即1,4-加成和1,2-加成反应的正速率均会增大，选项D错误； 故答案选D。 10．D 【详解】A．与可逆反应的平衡移动无关，A项错误； B．溶解在稀盐酸中也有生成，B项错误； C．该法得到的中混有水蒸气，C项错误； D．向盛有纯碱固体的试管中加入稀硫酸，将生成的气体通入水玻璃中，溶液变浑浊，说明S、C、Si的最高价氧化物对应的水化物的酸性：，故元素的非金属性：，D项正确； 故选：D。 11．C 【详解】A．由硝基苯的制备反应条件可知，A正确； B．升高温度，反应速率加快，该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大，B正确； C．水的体积不等于溶液的体积，C错误； D．氧化产物为，还原产物为，则二者的质量比为，D正确。 故选C。 12．C 【详解】A．30min时改变条件后，正逆反应速率同等幅度地减小，平衡不移动，根据反应前后气体的体积未改变可知，该条件为降低体系压强或者使用负催化剂，40min时改变条件后，逆反应速率突然增大，而后正反应速率逐渐增大，故该条件为增大生成物浓度即增加CO2或H2的浓度，30min和40min时均未改变反应容器的温度，温度不变，平衡常数不变，故平衡常数：，A正确； B．由题干图像可知，40min时改变条件后，逆反应速率突然增大，而后正反应速率逐渐增大，故该条件为增大生成物浓度即增加或的浓度，B正确； C．由题干图像可知，30min时改变条件后，正逆反应速率同等幅度地减小，平衡不移动，根据反应前后气体的体积未改变可知，该条件为降低体系压强或者使用负催化剂，C错误； D．由A、B分析可知，30min时改变条件平衡不移动，而40min时改变条件后平衡逆向移动，CO的转化率减小，即CO转化率：，D正确； 故答案为：C。 13．B 【详解】A．该反应为气体分子数减小的反应，增大压强平衡向正反应方向移动，则氨气的体积分数增大，并且压强越大，化学反应速率越大，达到化学平衡的时间越少，与图像不符，A错误； B．因该反应是放热反应，升高温度化学平衡向逆反应反应移动，则氮气的转化率降低，与图像相符，B正确； C．反应平衡后，增大氨气的量，这一瞬间逆反应速率增大，正反应速率不变，然后逆反应速率在不断减小，正反应速率不断增大，平衡逆向进行，直到新的平衡，与图像不符合，C错误； D．催化剂改变反应速率，合成氨反应中使用催化剂可加快反应速率，达到平衡所需时间减小，与图像不符，D错误； 故选B。 14．D 【详解】A．由图可知CO的歧化反应生成碳单质的质量随温度升高而降低，可知升高温度该反应向逆向进行，则正向为放热反应，故A正确； B．由图可知在相同温度条件下，甲烷裂解生成的碳单质质量高于一氧化碳歧化反应和一氧化碳氧化还原反应，是镍基催化剂表面积碳的主要来源，故B正确； C．的焓变，故C正确； D．由表中数据可知催化剂积碳反应活化能高于，而消碳反应活化能高于，可知有利于消碳，不利于积碳，则更有利于重整反应，故D错误； 故选：D。 15．(1) 4.5×10-4mol·L-1·min-1 反应物浓度减小，反应速率减小 (2) 研究催化剂的比表面积对反应速率的影响 280℃ 1.20×10-3mol·L-1 温度 5.80×10-3mol·L-1 【解析】（1） 由图表可知，前2min内CO的浓度变化值为(3.60-2.70)×10-3mol/L，根据浓度变化之比等于系数比，故CO2的浓度变化值为(3.60-2.70)×10-3mol/L，故。0~ls和l~2s时间段内反应速率变化的主要原因为反应物浓度减小，反应速率减小。 （2） ①验证多个因素对化学反应速率的影响规律，要控制变量做对比实验。I和II因为催化剂的比表面积不同，所以其他条件应该是一样的，研究的是催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律；故答案是：研究催化剂的比表面积对反应速率的影响，280℃，1.20×10-3mol/L； ②I与III因为温度不一样，所以其他条件应该是一样的，研究的是温度对化学反应速率的影响规律；故答案为：温度；5.80×10-3mol·L-1。 16．(1)N2+3H22NH3 (2)C (3)AC (4)2NO2+Na2CO3=NaNO2 + NaNO3+CO2或2NO2+2Na2CO3+H2O=NaNO2 + NaNO3+2NaHCO3 (5)AB (6) b 【详解】（1）合成塔中发生反应的化学方程式为：N2+3H22NH3； （2）铝遇浓硝酸会钝化，故工业生产中为了储运大量浓硝酸，最好选择铝作为罐体材料； （3）与氮氧化物有关的全球或区域性大气环境问题有酸雨和光化学烟雾； （4）根据提示可知，NO2反应后生成的两种盐分别为NaNO2和NaNO3，故相关反应的化学方程式为：2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2或2NO2+2Na2CO3+H2O=NaNO2+NaNO3+2NaHCO3； （5）A.催化剂a表面有NN键的断裂和N-H键的形成，A项正确； B.N2与H2反应属于氮的固定过程，B项正确； C.在催化剂b表面形成氮氧键时N元素由-3价升高为+2价，有电子转移，C项错误； 答案选AB； （6）0.1 mol NH3对应压强为200 kPa，平衡时NH3分压为120 kPa，则此时NH3为0.1mol×=0.06mol，消耗NH30.04mol， mol·L-1·min-1，则 mol·L-1·min-1体积缩小，N2分压瞬间增大，由于平衡逆移动，N2分压增大后又减小，故能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是b。 17．CuO2的催化能力强于铜离子，随pH增大，铜离子与过氧化氢生成CuO2增多 【详解】CuO2的催化能力强于铜离子，随pH增大，铜离子与过氧化氢生成CuO2增多，故速率有所不同。 18．0.24mol•L-1•min-1 【详解】该反应在0—4min内消耗氢气的物质的量为(8-2.3)=5.7mol，根据方程式可知生成水的物质的量为1.9mol，H2O的平均反应速率为mol·L-1·min-1 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 $$