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．在新型催化剂作用下，氧化可获得Cl2：。关于反应，下列说法正确的是 A．反应活化能：正逆 B．每生成标准状况下22.4L，放出的热量 C．使用高效催化剂，可使平衡时的值增大 D．断裂键的同时，有键生成，说明该反应达到平衡状态 2．将CoCl2溶于水，加入浓盐酸后，溶液由粉红色变为蓝色，存在以下平衡：[Co(H2O)6]2++4Cl- [CoCl4]2-+6H2O  ΔH。用该溶液做实验，溶液的颜色变化如下： 已知：[Co(H2O)6]2+粉红色  [CoCl4]2-蓝色   [ZnCl4]2-无色 下列结论和解释正确的是 A．[Co(H2O)6]2+配位数为6，中心离子为Co2+，配位原子为H B．由实验①可知平衡逆向移动 C．由实验②可推知ΔH<0 D．由实验③可知配离子的稳定性：[ZnCl4]2-< [CoCl4]2- 3．在2L恒容密闭容器分别投入2mol CO和1mol 进行反应：，在相同的时间段(5min)下，测得CO的转化率与温度的关系如图所示，下列说法正确的是 A．50℃时，该反应的化学平衡常数K=160 B．a点， C．d点等于a点 D．d点时体积分数最大 4．近日，中国科学院报道了基于铜的岩盐有序双钙钛矿氧化物，其高效催化转化为，副产物有。其部分机理如图所示。 下列说法正确的是 A．由图可知，转化为过程放出热量0.43eV B．由图可知，转化为的历程中，最大活化能为0.77eV C．时，含碳物质结构中存在非极性键的断裂与形成 D．由图可知，转化为的反应速率小于转化为的反应速率 5．一定温度下，在2L的恒容密闭容器中发生反应，反应过程中的部分数据如下表所示： n/mol t/min n（A） n（B） n（C） 0 2.0 2.4 0 5 0.9 10 1.6 15 1.6 下列说法正确的是 A．0～5min用A表示的平均反应速率为0.9 B．该反应达到平衡后，升高温度，平衡常数增大 C．平衡状态时， D．物质B的平衡转化率为20% 6．硫酸工业中，通过下列反应使氧化为：  ，下列说法不正确的是 A．回收尾气，防止污染环境，提高转化率 B．选择400-500℃，是为了提高的转化率 C．加入催化剂可以加快反应速率 D．工业上通常用氨水吸收尾气： 7．反应  ，在温度为、时，平衡体系中的体积分数随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是。 A．A、C两点的反应速率：A＞C B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅 C．A、C两点气体的平均相对分子质量：A＞C D．由状态B到状态A，可以用加热的方法 8．对于反应，下列有关说法正确的是 A．该反应的 B．该反应平衡常数的表达式为 C．反应中每消耗22.4 L（标准状况），转移电子数约为 D．温度不变，提高或增大反应压强，均能提高反应速率和的转化率 9．一定条件下，1-苯基丙炔可与发生催化加成，反应如下： 反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图（已知：反应Ⅰ、Ⅲ为放热反应），下列说法错误的是 A．稳定性：产物Ⅱ>产物Ⅰ B．反应活化能：反应Ⅰ>反应Ⅱ C．反应至70min后，分离可获得较高产率的产物Ⅱ D．增加HCl浓度，平衡时产物Ⅱ和产物Ⅰ的比例不变 10．中国科学院化学研究所发表了催化氢化机理。其机理中化合物化合物的过程和其相对能量变化如图所示。下列说法不正确的是 A．选择更优催化剂可以提升单位时间内的转化率 B．该过程的总反应速率主要由过程①决定 C．化合物化合物的过程包含两个基元反应 D．低温有利于化合物化合物的反应自发进行 11．CO和H2O吸附在Aun(n=10、13、20)团簇上得到活化态，反应机理如图所示： 已知：A、B、C、D、E、F、G、I为实验步骤。下列相关说法正确的是 A．CO与H2O在Aun团簇的催化作用下直接反应 B．步骤Db1与步骤Db2的产物均可生成CO2和H2 C．ABCDa1EI生成CO2与ABCFDb2I生成CO2机理相同 D．Da2的反应是 12．采用热分解法脱除沼气中的过程中涉及的主要反应为 反应Ⅰ：   kJ⋅mol 反应Ⅱ：   kJmol 保持100kPa不变，将与按2∶1体积比投料，并用稀释，在不同温度下反应达到平衡时，所得、与的体积分数如题13图所示。下列说法正确的是 题13图 A．反应的 kJ⋅mol B．曲线Y代表的是的平衡体积分数 C．高于1050℃时，平衡转化率与平衡转化率的差值随温度升高减小 D．1050℃下反应，增大体系的压强，平衡后H₂的体积分数可能达到0.07 13．甲醇与CO催化制备乙酸的反应历程及每分子甲醇转化为乙酸的能量变化关系如下图。下列说法正确的是 A．该过程不涉及非极性键的形成 B．该反应中，为催化剂，HI为中间产物 C．反应ⅲ为该历程的决速步骤 D．总反应的热化学方程式为 14．T0时，向容积为5L的恒容密闭容器中充入一定量的A(g)和B(g)，发生反应：△H<0。反应过程中的部分数据如下表，下列说法错误的是 t/min n(A)/mol n(B)/mol 0 4.0 2.0 5 2.0 1.0 10 2.0 1.0 A．其他条件不变，温度变为T1时，平衡时测得C的浓度为0.8mol/L，则T1>T0 B．8min时，该反应的(正)=(逆) C．平衡时，D的体积分数约为14.3% D．5min时，向该容器中再充入4.0molA和2.0molB，达新平衡后，B的百分含量变大 二、非选择题 15．已知在催化剂存在条件下，能发生如下反应：CO+H2OH2+CO2，正反应为放热反应。在上述反应达平衡状态后，分别改变条件，请完成下列两张图： (1)T1温度时，一氧化碳的转化率关系图，其他条件不变，温度变化为T2(T2>T1)，画出一氧化碳转化率的变化图 。 (2)在第20s时，画出向容器中注入少量的CO气体后正逆反应速率变化图 。 16．红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3 (g)和PCl5(g)，反应过程和能量关系如图所示（图中的∆H表示生成1mol产物的数据）。 (1)PCl5(g)分解成PCl3(g)和Cl2(g)的反应∆S为170J·mol-1·K-1，则该反应自发进行的温度范围 K（保留1位小数）。 (2)P(s)和Cl2(g)分两步反应生成的 ，一步反应生成的 （填“＞”、“＜”或“＝”）。 17．在一定条件下，用氮气和氢气合成氨，容器体积为2L，n(N2)随时间的变化如表： 时间(s) 0 1 2 3 4 5 n(N2)(mol) 0.01 0.005 0.004 0.0035 0.0035 0.0035 回答： (1)利用表中数据，用NH3表示从0～2s内该反应的平均速率v= 。 (2)①见下图，反应在t1时刻建立平衡。t2时刻，升高温度，并在t3时刻再次平衡。请在图中画出t2时刻后的图形 。 ②再次达到平衡状态后，保持容积不变，充入氮气，氢气的转化率 ，氮气的转化率 。 A．增大　　　B．减小　　　C．不变 (3)如图为改变某一条件后，NH3浓度曲线由b变为a，改变的措施是 。 18．我国在联合国大会上提出2060年前实现“碳中和”。利用催化剂对，催化加氢转化成甲醇的方程式如下：；该反应体系能量随反应过程的变化情况如下图： 请回答下列问题： (1)该反应为 0， 0(填“>”或“<”)。 (2)一定温度下，向2L恒容密闭容器中按充入和，测得和的物质的量随时间变化如图所示。 ①平衡时容器内压强是开始时压强的 倍； ②下列现象可以说明该反应达到平衡状态的是 。 A． B．断裂3molH-H键的同时断裂2molH-O键 C．混合气体的总物质的量不再改变 D．混合气体的平均相对分子质量不再改变 E．某一条件下化学平衡常数，在该条件下测得，，， 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．该反应放热，生成物总能量低于反应物总能量，则反应活化能：Ea(正)＜Ea(逆)，A错误； B．标准状况下22.4L的物质的量为1mol，由可知，每生成1mol放出的热量，B正确； C．平衡常数K=，平衡常数只随温度而变化，使用高效催化剂，K不变，C错误； D．断裂4 mol H-Cl键和4 mol H-O键生成，都表示的是正反应速率，不能说明该反应达到平衡状态，D错误； 故选B。 2．B 【详解】A．[Co(H2O)6]2+配位数为6，中心离子为Co2+，H2O中O原子中含有孤电子对，而H不含，故配位原子为O，A错误； B．由实验①可知，加水稀释，溶液颜色由蓝色变为粉红色，则[CoCl4]2-转化为[Co(H2O)6]2+，平衡逆向移动，B正确； C．由实验②可知，降低温度，溶液颜色由蓝色变为粉红色，平衡逆向移动，则反应逆向为放热反应，正向为吸热反应，ΔH＞0，C错误； D．由实验③可知，加入氯化锌固体，溶液颜色由蓝色变为粉红色，说明锌离子和氯离子结合生成[ZnCl4]2-，溶液中氯离子浓度减小，平衡逆向移动，配离子的稳定性：[ZnCl4]2-＞[CoCl4]2-，故D错误； 故答案为：B。 3．A 【分析】由图可知，b点时一氧化碳的转化率最大，说明反应达到化学平衡状态，则b点前为平衡的形成过程，b点后为平衡的移动过程，升高温度，一氧化碳的转化率减小，平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应。 【详解】A．由图可知，50℃时，一氧化碳的转化率为0.8，则平衡时一氧化碳、氧气、二氧化碳的浓度分别为=0.2mol/L、=0.1mol/L、=0.8mol/L，反应的平衡常数K==160，故A正确； B．由图可知，a点一氧化碳的转化率为0.7，由方程式可知，5min内氧气的反应速率为=0.07 mol/(L·min)，故B错误； C．由图可知，a点反应温度低于d点，温度越高，反应速率越快，所以d点一氧化碳的正反应速率大于a点，故C错误； D．由分析可知，该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，二氧化碳的体积分数减小，则b点时二氧化碳的体积分数最大，故D错误； 故选A。 4．B 【详解】A．图中没有给出的能量，则无法计算转化为过程放出的热量，A错误； B．由图可知，转化为的历程中，最大活化能时的需要的活化能，则最大活化能为0.77eV，B正确； C．时，不存在非极性键的断裂，C错误； D．由图可知，转化为的最大活化能为0.19eV，结合选项B可知，转化为的最大活化能较小，反应速率较快，D错误； 故选B。 5．C 【分析】由表格数据可知，10min时，A的物质的量为1.6mol，由方程式可知，B的物质的量为2.4mol—(2.0mol—1.6mol)×2=1.6mol，15min时B的物质的量也为1.6mol，说明10min时反应处于平衡。 【详解】A．由表格数据可知，5min时，C的物质的量为0.9mol，由方程式可知，0～5min内A的反应速率为=0.3 mol/(L·min)，故A错误； B．未明确该反应是放热反应还是吸热反应，所以该反应达到平衡后，升高温度，无法确定平衡常数是减小还是增大，故B错误； C．由分析可知，10min时反应达到平衡，则由方程式可知，平衡时C的浓度为=0.6mol/L，故C正确； D．由分析可知，10min时反应达到平衡，则由方程式可知，物质B的平衡转化率为×100%≈33.3%，故错误； 故选C。 6．D 【详解】A．二氧化硫有毒，会污染空气，所以必须回收，以减少对环境的污染，同时可以提高转化率，A正确； B．选择400-500℃，提高反应速率，缩短反应达到平衡所需的时间，同时此温度下催化剂活性最好，B正确； C． 加入催化剂可以加快反应速率，缩短反应时间，C正确； D．工业上通常用氨水吸收尾气：2NH3⋅H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O、NH3⋅H2O+SO2=NH4HSO3，D错误； 故答案为：D。 7．D 【详解】A．由图象可知，A、C两点都在等温线上，C的压强大，则反应速率：A<C，A错误； B．由图象可知，A、C两点都在等温线上，C的压强比A的大，C点平衡是A点平衡向逆方向移动所得，因为减小了体积增大压强，按勒夏特列原理，NO2浓度大小排序为：增压瞬间的浓度＞C点时的浓度＞A点时的浓度，NO2为红棕色气体，则A、C两点气体的颜色：A浅，C深，B错误； C．由图象可知，A、C两点都在等温线上，C的压强大，增大压强，化学平衡逆向移动，C点时气体的物质的量小，混合气体的总质量不变，则按知，平均相对分子质量：A<C，C错误； D．升高温度，化学平衡正向移动，NO2的体积分数增大，由图象可知，A点NO2的体积分数大，则T1<T2，由状态B到状态A，可以用加热的方法，D正确； 故选D。 8．D 【详解】A．该反应前后气体分子数减少，则，故A错误； B．该反应平衡常数的表达式为，故B错误； C．每消耗22.4 L（标准状况），即1mol氧气时，转移4mol电子，转移电子数为，故C错误； D．增大浓度或增大压强均能提高化学反应速率，增大氧气的浓度或增大压强均有利于该反应正向移动，从而提高二氧化硫的转化率，故D正确； 故选：D。 9．B 【详解】A．反应Ⅰ、Ⅲ为放热反应，反应Ⅱ=反应Ⅰ+反应Ⅲ，因此反应Ⅱ的比反应Ⅰ更小，产物Ⅱ的能量比产物Ⅰ低，即稳定性：产物Ⅱ>产物Ⅰ，故A正确； B．反应所需的活化能越小，反应速率越快，相同时间内所占比例越大，根据图知，短时间内，反应Ⅰ的占比远远大于反应Ⅱ，说明反应Ⅰ的速率远远大于反应Ⅱ，则所需活化能反应Ⅰ＜反应Ⅱ，故B错误； C．由图可知，反应至70min后，产物Ⅱ的产比远高于产物Ⅰ，此时分离可获得较高产率的产物Ⅱ，故C正确； D．由于存在产物Ⅰ与产物Ⅱ之间的可逆反应，其K值与氯化氢含量无关，因此比值不会随着HCl的含量的改变而改变，故D正确； 故选B。 10．B 【详解】A．催化剂可以加快反应速率，从而可以提升单位时间内的转化率，故A正确； B．过程①的活化能为：(6.05-0.00)=6.05kJ·mol-1，②的活化能为：(11.28-2.08)=9.20kJ·mol-1，过程①的活化能小于过程②的活化能，过程①的反应速率大于过程②的反应速率，故该过程的总反应速率主要由过程②决定，故B错误； C．化合物1经两步反应转化为化合物2，每步反应均为基元反应，故C正确； D．由能量关系图可知化合物化合物的反应为放热反应，则低温有利于反应自发进行，故D正确； 故选：B。 11．B 【详解】A．根据机理图可知，CO没有直接与H2O发生反应，故A错误； B．根据机理图可知，可发生，，，依此判断步骤Db1与步骤Db2的产物均可生成CO2和H2，故B正确； C．根据机理图可知，可通过路径Da1(继续解离)或Da2(两个反应)产生，再由步骤E(由氧化吸附的生成)完成氧化反应；在羧基机理中是与先通过步骤F生成中间体，然后可通过路径Db1(直接解离)或路径Db2(与反应)生成，即Da1→E→I和F→Db2→I步骤中机理不同，故C错误； D．Dₐ2的反应是，故D错误。 答案选B。 12．C 【分析】根据反应Ⅰ和反应Ⅱ，利用盖斯定律可得： kJ⋅mol，将与按2∶1体积比投料，并用稀释，在不同温度下反应达到平衡时，由于是反应Ⅰ的生成物同时又是反应Ⅱ的反应物，因此曲线Y是。950℃-1050℃时，以反应Ⅰ为主，随着温度升高，反应Ⅰ速率大于反应Ⅱ，所以的体积分数会增大，1050℃-1150℃之间，反应Ⅱ速率增大的幅度大于反应Ⅰ，的体积分数会减小。根据方程式中的数量关系，曲线Z为，曲线X为。 【详解】A．根据反应Ⅰ和反应Ⅱ，利用盖斯定律可得： kJ⋅mol，A错误； B．由分析可知曲线Y代表的是的平衡体积分数，B错误； C．1050℃-1150℃之间，与的体积分数差值越来越小，所以平衡转化率与平衡转化率的差值随温度升高减小，C正确； D．1050℃下反应，反应Ⅰ和反应Ⅱ都是气体体积增大的反应，增大体系的压强，平衡会逆向移动，平衡后H₂的体积分数小于0.07，D错误； 故选C。 13．C 【详解】A．由历程可知，该过程涉及碳碳键（非极性键）的形成，A错误； B．根据反应机理可知H2O为该反应的中间产物、HI为催化剂，B错误；   C．过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应；故反应ⅲ为该历程的决速步骤，C正确； D．由图可知，每分子甲醇的转化涉及能量为3.05eV，D错误； 故选C。 14．A 【详解】 A．正反应放热，升高温度平衡逆向移动，根据图表数据，T0时达到平衡，消耗1molB，则生成3molC，C的浓度为0.6 mol/L，其他条件不变，温度变为T1时，平衡时测得C的浓度为0.8mol/L，说明平衡正向移动，则T1＜T0，A错误； B．根据图表数据，5min后气体物质的量不再改变，说明5min后反应达到平衡状态，所以8min时，该反应的(正)=(逆)，B正确； C．由三段式：，平衡时，D的体积分数约为×100%=14.3%，C正确； D．5min时，向该容器中再充入4.0molA和2.0molB，则相当于增大容器的压强，上述平衡逆向移动，故达新平衡后，B的百分含量变大，D正确； 故答案为：A。 15．(1) (2) 【详解】（1） 若温度变化为T2(T2>T1)，则反应速率加快，比T1时先达到化学平衡，该反应正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡后CO转化率降低，可画出图像为：； （2） 在第20s时，向容器中注入少量的CO气体，CO的浓度增大，正反应速率瞬间增大，逆反应速率瞬间不变，随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，直到二者再次相等即达到平衡状态，可画出图像为：。 16．(1)T>547.1K (2) －399 kJ/mol = 【详解】（1）由图可知，1molPCl5分解成PCl3和Cl2需要吸收93kJ的能量，则反应的热化学方程式为PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g) ∆H=+93kJ•mol-1，∆S=170J⋅mol-1⋅K-1=0.17kJ⋅mol-1⋅K-1，该反应自发进行的判据，则∆G=∆H-T∆S<0，则93-0.17T<0，解得T>547.1K； （2）根据盖斯定律，P和Cl2分两步反应和一步反应生成PCl5的∆H应该是相等的，P和Cl2分两步反应生成1 molPCl5的热化学方程式：P(s)+Cl2(g)=PCl3(g) ∆H1=—306 kJ/mol，Cl2(g)+PCl3(g)=PCl5(g) ∆H2=—93 kJ/mol；P和Cl2一步反应生成1molPCl5的∆H3=—306 kJ/mol+(—93 kJ/mol)=—399 kJ/mol，由图可知，P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的∆H3=—306kJ/mol—(+93kJ/mol)=—399kJ/mol，根据盖斯定律可知，反应无论一步完成还是分多步完成，生成相同的产物，反应热相等，则P和Cl2一步反应生成1molPCl5的反应热等于P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的反应热，故答案为：－399 kJ/mol；=。 17．(1)0.003mol/(L·s) (2) A B (3)加催化剂 【分析】； 【详解】（1）；故答案为：0.003mol/(L·s)； （2）①合成氨为放热反应，则温度升高，反应速率加快，平衡逆向进行； 故答案为：； ②再次达到平衡状态后，保持容积不变，充入氮气，增加反应物浓度，平衡正向进行氢气的转化率增大，但氮气的转化率减小；故答案为：A；B； （3）曲线b变为a，反应速率加快，但氨气含量不变，则添加了催化剂；故答案为：加催化剂。 18．(1) < < (2) CD 【详解】（1）根据图示，该反应为放热反应，<0，反应为气体分子数减小的反应，混乱度减小，是熵减的过程，则<0； （2）①向2L恒容密闭容器中按充入和，根据图示充入为2mol，为6mol，发生反应：，平衡时为0.5mol，为1.5mol，为1.5mol，为1.5mol，气体共5mol，恒温恒容条件下，压强之比等于气体的物质的量之比，则平衡时容器内压强是开始时压强的倍； ②A．，即同一物质，正、逆反应速率不相等，不能说明该反应达到平衡状态，A不符合题意； B．达到平衡时，正反应每断裂3molH−H键的同时逆反应应断裂3molO−H键(甲醇中1mol，水中2mol)，则断裂3molH-H键的同时断裂2molH-O键，不能说明该反应达到平衡状态，B不符合题意； C．该反应为气体分子数减少的反应，反应开始至达到平衡过程，混合气体的总物质的量一直减小，则当混合气体的总物质的量不再改变时，能说明该反应达到平衡状态，C符合题意； D．该反应为气体分子数减少的反应，反应开始至达到平衡过程，混合气体的总物质的量一直减小，而混合气体的质量不变，则混合气体的平均相对分子质量一直增大，所以混合气体的平均相对分子质量不再改变时，能说明该反应达到平衡状态，D符合题意； E．某一条件下化学平衡常数，在该条件下测得，，，，此时浓度商Q==16，反应未达到平衡状态，E不符合题意； 故选CD。 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 $$