第二章 化学反应速率与化学平衡 单元复习题 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》单元复习题 一、单选题 1．可逆反应A(s)+B(g)⇌nC(g)  H=Q(n为正整数)在不同条件下反应混合物中C的百分含量和反应过程所需时间的关系曲线如图所示。下列有关叙述中一定正确的是 A．其他条件相同，a表示使用了催化剂，b没有使用催化剂 B．其他条件相同，若只改变压强，则a比b的压强大且n≥2 C．其他条件相同，若只改变温度，则a比b的温度高且Q>0 D．其他条件相同，a表示减少A的物质的量 2．利用计算机技术测得乙炔()在催化作用下生成的反应历程及相对能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．的 B．反应历程中能量最高的物质中含有两种官能团 C．升高反应体系的温度可以提高乙炔的平衡转化率 D．决速步骤的反应为 3．在密闭容器中充入体积比为3∶1的H2(g)和CO2(g)，二者在一定条件下反应可以合成乙烯：6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2(g)   ΔH<0，已知温度对CO2的平衡转化率及催化剂的催化效率的影响如图所示。 除温度外的其他反应条件相同时，下列有关说法正确的是 A．M点的反应速率比N点的大 B．N点催化剂的催化效率比M点的高 C．化学平衡常数M点比N点小 D．M点产物乙烯的体积分数为7.7% 4．下列实验操作和现象与所得结论一定正确的是 选项 操作 现象 结论 A． 热水浴中试管先出现浑浊 温度升高，反应速率加快 B． 8mL0.1mol·L–1FeCl3溶液和5mL0.1mol·L–1KI溶液充分反应后，再向溶液滴加2滴KSCN溶液 溶液变为血红色 FeCl3和KI的反应存在限度 C． 试管A颜色褪色时间更短 反应物浓度越大，化学反应速率越快 D． 向Fe(NO3)2溶液中滴加盐酸酸化的H2O2溶液 溶液由浅绿色变为黄色 氧化性：H2O2>Fe3+ A．A B．B C．C D．D 5．已知反应：2NO2(红棕色)⇌N2O4(无色)，该反应为放热反应。将一定量的NO2充入注射器中后封口，如图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深，透光率越小)。下列说法正确的是 A．b点的操作是压缩注射器 B．b点v正>c点v正 C．c点与a点相比，c(NO2)增大，c(N2O4)减小 D．e点是平衡状态 6．CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法，其过程中主要发生下列反应： Ⅰ. CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)；ΔH1； Ⅱ. 2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)；ΔH2。 恒压条件下，投入1 mol CO2和适当过量的H2，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示。其中CH3OCH3的选择性=×100%。 下列说法不正确的是 A．ΔH1>0，ΔH2<0 B．温度高于300 ℃，反应Ⅰ正向移动程度超过反应Ⅱ逆向移动程度 C．220 ℃时，反应一段时间后，测得CH3OCH3的选择性为48%(即图中A点)，此时反应Ⅰ和Ⅱ均未达到平衡状态 D．若平衡时CH3OCH3的选择性为48%，则体系中c(CH3OCH3)∶c(CO)=48∶52 7．控制起始时，，恒容条件下，若只发生反应ⅰ．   ⅱ．  ，平衡时各物质的量分数随温度的变化如图所示，下列说法正确的是 A．图中代表的曲线是c，代表的曲线是b B．温度低于500℃时，CO的物质的量分数约为0，说明此条件下，反应ⅰ化学平衡常数大，反应完全 C．反应的 D．M点（℃）时，反应的平衡常数 8．已知　。在时，向恒容密闭容器中充入和发生上述反应，起始时测得总压强为分压与时间关系如图所示。其中，为以平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数，分压总压物质的量分数。下列说法中错误的是 A．用分压变化表示的速率为 B．该温度下平衡常数 C．若改为绝热体系进行，则平衡后转化率增大 D．时，单位时间内键断裂数目与键形成数目相等 9．体积均为1L的两个恒容密闭容器I、Ⅱ中，均充入2mol和2mol，发生反应：  ，相对容器Ⅱ，容器I只改变一个外界条件，测得N2的物质的量与时间关系如图所示。下列叙述正确的是 A．容器I改变的条件可能是使用了催化剂 B．相对容器Ⅱ，容器I改变的条件可能是加压或者升温 C．容器Ⅱ中NO的平衡转化率为80% D．容器Ⅱ中0~10min内， 10．我国科学家实现了在铜催化条件下将DMF转化为三甲铵。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示。下列说法错误的是 A．该反应的 B．该反应在高温下能自发进行 C．该历程中最大能垒为1.19eV D．其他条件不变，增大压强可提高DMF平衡转化率 11．在600K下，按初始投料比分别为1∶1，1∶2，1∶3投料，发生反应为  。测得不同压强下，CO平衡转化率如图所示。下列说法错误的是 A．曲线Z代表起始投料比为1∶1 B．m点对应的转化率： C．若其他条件不变，降低温度会使对应的曲线上移 D．若其他条件不变，通过压缩体积增大压强，达到平衡后，的值减小 12．CH4与CO2反应得到合成气的原理为  。向容积为2L的恒容密闭容器中充入与，反应过程中CO的体积分数与温度及压强的关系如图所示。下列说法正确的是 A．该反应焓变： B．压强大小关系： C．M、N状态下平衡常数： D．N点CH4的平衡转化率与M点的不相同 13．中国提出二氧化碳排放在2030年前达到峰值，2060年前实现碳中和。这体现了中国作为全球负责任大国的环境承诺和行动决心。二氧化碳选择性加氢制甲醇是解决温室效应、发展绿色能源和实现经济可持续发展的重要途径之一、常温常压下利用铜基催化剂实现二氧化碳选择性加氢制甲醇的反应机理和能量变化图如下(其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注)，下列说法错误的是 A．二氧化碳选择性加氢制甲醇是放热反应 B．催化剂能改变反应机理，加快反应速率，降低反应热 C．总反应为CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g) D．该历程的决速步为HCOO*＋4H*=CH3O*＋H2O 14．催化加氢合成二甲醚是一种转化方法，其过程中主要发生下列反应： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   在恒压、和的起始量一定的条件下，平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如下图所示。(的选择性) 下列说法不正确的是 A．在240~320℃范围内，温度升高，平衡时的物质的量先增大后减小 B．反应   C．其他条件不变时，温度越高，主要还原产物中碳元素的价态越高 D．反应一段时间后，测得的选择性为48%(图中A点)，增大压强可能将的选择性提升到B点 二、非选择题 15．经催化加氢可以生成低碳烃，主要有以下两个竞争反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 为分析催化剂对反应的选择性，在密闭容器中充入和，测得有关物质的物质的量随温度变化如图所示： 该催化剂在较低温度时主要选择 (填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)。时，反应Ⅰ的平衡常数 (只列算式不计算)。 16．I．在容积可变的密闭容器中发生反应：，在一定温度和不同压强下达到平衡时，分别得到A的物质的量浓度如下表： 压强P/Pa c(A)/mol/L 0.08 0.20 0.44 (1)当压强从Pa增加到Pa时，平衡 移动。(填：“向左”、“向右”或“不”) (2)当压强为Pa时，平衡 移动(填：“向左”“向右”或“不”)，写出此时反应的平衡常数表达式：K= 。 II．温度为T1时，在一个容积均为1L的密闭容器中仅发生反应：。实验测得：正=(NO)消耗=2(O2)消耗=k正c2(NO)·c(O2)，逆=(NO2)消耗=k逆c2(NO2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。 物质的起始浓度/mol/L 物质的平衡浓度/mol/L c(NO) c(O2) c(NO2) c(O2) 0.6 0.3 0 0.2 (3)温度为T1时， (填数据)；当温度升高为T2时，k正、k逆分别增大m倍和n倍，则m n(填“>”、“＜”或“=”) (4)T1时，在1L密闭容器中按照一定比例充入NO(g)和O2(g)，达到平衡时NO2(g)的体积分数随的变化如图所示，当时，达到平衡时可能是D、E、F三点中的 。 17．一定条件下，用或作催化剂对燃煤烟气回收。反应为。 (1)其他条件相同、催化剂不同，的转化率随反应温度的变化如图1，和作催化剂均能使的转化率达到最高，不考虑催化剂价格因素，选择的主要优点是 。 (2)某科研小组用作催化剂，在时，分别研究了为1∶1、3∶1时转化率的变化情况(图2)。则图2中表示的变化曲线为 (填“a”或“b”)。 18．工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。 某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应平衡常数(K1、K2、K3)如表所示： 化学反应 焓变 平衡常数 温度/℃ 500 700 800 ①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H1 K1 2.5 0.34 0.15 ②H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g) △H2 K2 1.0 1.70 2.52 ③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H3 K3 (1)反应②是 (填写“吸热”或“放热”)反应，判断的依据是 。 (2)根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3= (用K1、K2表示)。据此可判断反应③的△H3 0(填写“>”、“<”或“=”)，在 (填“较高””或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。 (3)要使反应③在一定条件下建立的平衡正向移动，可采取的措施有 (填写字母)。 A．缩小反应容器的容积 B．升高温度 C．使用合适的催化剂 D．从平衡体系中及时分离出CH3OH (4)500℃时，测得反应③在某时刻，CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)浓度都为0.2mol•L-1。判断此时v正 v逆(填写“>”、“<”或“=”)，说明理由 。 (5)某兴趣小组研究反应②的逆反应速率在不同条件下随时间的变化曲线。开始时升温，t1时建立平衡，t2时降压，t3时增加CO浓度，t4时又达到平衡。请在图中画出t2至t4的曲线 。 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．加入催化剂同等程度增大正逆反应速率，平衡不移动，此时a、b到达平衡时C的百分含量应相同，A错误； B．a到达平衡时间短，所以a压强高，压强越大，平衡时C的百分含量(C%)越小，可知正反应为气体物质的量增大的反应，即1<n，由于n为正整数，所以a比b的压强大且n≥2，B正确； C．a到达平衡时间短，所以a温度高，升温平衡时C的百分含量(C%)减小，平衡逆向移动，所以H=Q<0，C错误； D．A为固体，达到平衡后，改变A的物质的量平衡不移动，D错误； 故答案为：B。 2．B 【详解】A．根据相对能量变化图可知，1mol与1mol的总能量比1mol的能量高，该反应是放热反应，的，A错误； B．反应历程中能量最高的物质为CH2=CHOH，含有碳碳三键、羟基两种官能团，B正确； C．由A可知该反应为放热反应，升高反应体系的温度平衡逆向移动，不能提高乙炔的平衡转化率，C错误； D．由图可知，反应—Hg2+的活化能最高，反应速率最慢，为总反应的决速步骤，D错误； 故选B。 3．D 【详解】A．温度越高，反应速率越快，其他条件相同时， N点的反应速率比M点的大，A错误； B．由图像可知，M点催化剂的催化效率最高，B错误； C．该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，故M点的平衡常数比N点大，C错误； D．设H2、CO2的起始浓度分别为6mol·L-1、2mol·L-1，则M点时，CO2的平衡转化率为50％，根据三段式可知H2、CO2、CH2=CH2、H2O(g)的平衡浓度(mol·L-1)依次为3mol·L-1、1mol·L-1、0.5mol·L-1、2mol·L-1，故乙烯的体积分数为× 100％=7.7%，D正确； 答案选D。 4．A 【详解】A．硫代硫酸钠和硫酸的浓度和体积均相同，只有温度不同，热水浴中试管先出现浑浊，温度升高，反应速率加快，A正确； B．FeCl3溶液过量，溶液中还存在Fe3+，滴加KSCN溶液，溶液变为血红色，不能判断FeCl3和KI的反应存在限度，B错误； C．草酸浓度相同，体积不同，无法探究浓度对化学反应速率的影响，C错误； D．HNO3、H2O2都能将Fe2+氧化为Fe3+，所以少量Fe(NO3)2溶液与硫酸酸化的H2O2溶液反应，依据溶液由浅绿色变为黄色，不能证明氧化性：H2O2> Fe3+，D错误； 故选A。 5．A 【分析】该反应是正反应气体体积减小的放热反应，压强增大平衡虽正向移动，但c(NO2)增大，混合气体颜色变深；压强减小平衡逆向移动，但c(NO2)减小，混合气体颜色变浅，据图分析，b点开始是压缩注射器的过程，气体颜色变深，透光率变小，c点后的拐点是拉伸注射器的过程，气体颜色变浅，透光率增大。 【详解】A．b点开始是压缩注射器的过程，c(NO2)增大，气体颜色变深，透光率变小，A正确； B．b点开始是压缩注射器的过程，气体颜色变深，所以v正＜v逆，B错误； C．c点是压缩注射器后的情况，c(NO2)和c(N2O4)均增大，C错误； D．e点开始是拉伸注射器的过程，平衡逆向移动，非平衡点，D错误； 故选A。 6．D 【详解】A．根据题图可知，升高温度，CH3OCH3的选择性减小，说明升温反应Ⅱ逆向进行，正反应为放热反应，ΔH2<0，温度高于300 ℃时，CO2转化率逐渐增大，说明升温反应Ⅰ正向进行，反应为吸热反应，ΔH1>0，故A正确； B．温度高于300 ℃，温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升，使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度，故B正确； C．化学平衡正向进行，二甲醚物质的量增大，二氧化碳物质的量减小，二甲醚选择性增大，A点对于反应Ⅱ未达到平衡，反应Ⅰ是吸热反应，随着温度升高，平衡正向进行，二氧化碳转化率增大，则A点对于反应Ⅰ也未达到平衡状态，故C正确； D．设生成CH3OCH3的物质的量为x mol，生成CO的物质的量为y mol，反应的二氧化碳为(2x+y) mol，则×100%=48%，解得=，则体系中c(CH3OCH3)∶c(CO)=6∶13，故D错误； 故选D。 7．D 【详解】A．生成甲烷的反应是放热反应，升高温度，甲烷减少，氢气增多，水减少，且根据方程式，水的量多于甲烷，故a为，b为，c为H2，A错误； B．温度低于500℃时，CO的物质的量分数约为0，说明CO几乎完全反应，反应越完全，化学平衡常数越大，则此条件下，反应ⅱ化学平衡常数大，反应完全，B错误； C．反应的，C错误； D ．起始时，，设二氧化碳的加入量为1mol，氢气的加入量为4mol，二氧化碳的反应量为xmol，平衡时氢气的物质的量为(4-4x)mol，甲烷的物质的量为xmol，M点时甲烷和氢气的物质的量相等，故4-4x=x，解得x=0.8mol，则平衡时、、、的物质的量分别为0.2mol、0.8mol、0.8mol、1.6mol，混合气体的总物质的量为，起始时p=1atm，则有，解得平衡时压强，平衡分压，，，，反应平衡常数，D正确； 故选D。 8．C 【详解】A．起始时，分压为分压为，，内分压变化率为，A正确； B．，B正确； C．由于该反应放热，改为绝热体系，则温度升高，平衡逆移，转化率减小，C错误； D．时，达到平衡，所以每消耗一分子，即断裂4个键，则同时生成2个分子，即形成4个键，D正确； 本题选C。 9．C 【详解】A．从图中信息不能确定该反应是吸热反应，但容器Ⅱ比容器Ⅰ中N2的物质的量不等，所以容器Ⅰ改变的条件不可能是使用了催化剂，A错误； B．相对容器Ⅱ，若容器Ⅰ改变的条件是升温，平衡移动的方向未知，不能肯定容器Ⅰ中N2的物质的量比容器Ⅱ中小，加压，则平衡正向移动，N2的物质的量应比容器Ⅱ大，B错误； C．容器Ⅱ中，平衡时N2的物质的量为0.8mol，则参加反应NO的物质的量为1.6mol，NO的平衡转化率为×100%=80%，C正确； D．容器Ⅱ中0～10min内，N2的物质的量为0.5mol，则参加反应NO的物质的量为1mol，(NO)==0.1mol⋅L-1⋅min-1，D错误； 故答案为：C。 10．B 【详解】A．由图可知转化为的反应为后应物总能量高于生成物总能量的放热反应，反应的焓变小于0，A正确； B．反应，要使，则应在低温下，反应在低温下能自发进行，B错误； C．该历程中最大能垒为1.02eV-（-2.21eV）=1.19eV，C正确； D．由图可知转化为的反应为+2H2=+H2O，该反应为气体体积减小的反应，增大压强，反应速率加快，平衡向正反应方向移动，故DMF平衡转化率，D正确； 故选B。 11．D 【分析】相同条件下，氢气投料越多，一氧化碳的平衡转化率越大，所以曲线X代表1:3投料，所以曲线Y代表1:2投料，所以曲线Z代表1:1投料。 【详解】A．相同条件下，氢气投料越多，CO的平衡转化率越大，故曲线Z代表起始投料为1∶1，故A正确； B．m点起始投料比为1∶2，正好是方程式中CO和的化学计量数之比，则反应过程中转化率：，故B正确； C．该反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，对应的曲线上移，故C正确； D．若其他条件不变，压缩体积压强增大，平衡将正向移动，但根据勒夏特列原理可知增大，而平衡常数是定值，则的值增大，故D错误； 故答案为：D。 12．A 【详解】A．CO的体积分数随着温度升高而增加，根据勒夏特列原理可知该反应吸热，该反应焓变：ΔH>0，A正确； B．根据反应方程式，生成物得物质的量大于反应物，压强增大，反应向逆向进行，CO的体积分数减小，可得，P2>P1，B错误； C．反应正向反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，K值增大，由图可知N点温度高于M点，故平衡常数KM<KN，C错误； D．M、N状态下，CO的体积分数相同，N点CH4的平衡转化率与M点的相同，D错误； 故选A。 13．B 【详解】A．由能量变化图可以看出反应物的总能量大于生成物的总能量，所以二氧化碳选择性加氢制甲醇是放热反应，A正确； B．催化剂能改变反应机理，加快反应速率，不能改变反应热，B错误； C．由反应机理和能量变化图可知，总反应为CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)，C正确； D．由能量变化图知，HCOO*＋4H*=CH3O*＋H2O的活化能最大，反应速率最慢，是该历程的决速步，D正确； 故选B。 14．A 【详解】A．反应Ⅱ为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，物质的量减小，故A错误； B．反应由反应Ⅱ-2×反应Ⅰ得到，其，故B正确； C．二甲醚中C的化合价为-1，CO中C的化合价为+2，其他条件不变，温度越高，二甲醚的选择性越低，即CO的选择性越高，主要还原产物中碳元素价态越高，故C正确； D．反应Ⅱ是气体体积减小的反应，在温度不变的条件下，增大压强，平衡向正反应方向移动，二甲醚的物质的量增大，选择性增大，故D正确； 故选A。 15． 反应I 【详解】温度较低时，的物质的量多，所以该催化剂在较低温度时主要选择反应I。 时，反应I已达平衡状态，且生成的、均是0.2mol，则： 此时各物质的浓度分别为： ， ， ， ， 所以反应Ⅰ的平衡常数。 16．(1)不 (2) 向左 (3) 1.25 ＜ (4)F 【详解】（1）由表中数据可知，当压强从Pa增加到Pa时，A的浓度由0.08 mol/L变为了0.20mol/L，故体积缩小为原来的，浓度增大到原来的2.5倍，说明该化学平衡不移动，故答案为：不； （2）由表中数据可知，当压强从Pa增加到Pa时，A的浓度由0.08mol/L变化为0.44mol/L，即体积缩小为原来的，A的浓度增大到大于原来的5倍，说明化学平衡向左移动，结合(2)分析可知，此时B为非气态物质，故此时反应的平衡常数表达式：K=，故答案为：向左；； （3）结合正=(NO)消耗=2(O2)消耗=k正c2(NO)•c(O2)，得出k正=，利用逆=(NO2)消耗=k逆c2 (NO2)，得出k逆=，因为平衡时(NO)消耗=(NO2)消耗，所以==K，根据三段式分析可知： ，K===1.25，2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)△H＜0，此反应正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，由于=K，当温度升高为T2时，k正、k逆分别增大m倍和n倍，则m＜n，故答案为：1.25；＜； （4）NO和氧气的物质的量按方程式的系数比即2：1充入时，NO2的体积分数最大，当比值继续增大后，二氧化氮的体积分数减小，所以当=2.3时，达到平衡时φ(NO2)可能是F点，故答案为：F。 17．(1)作催化剂时，在相对较低温度可获得较高的转化率，从而节约能源 (2)a 【详解】（1）根据图1可知，和作催化剂均能使的转化率达到最高，不考虑催化剂价格因素，选择的主要优点是作催化剂时，在相对较低温度可获得较高的转化率，从而节约能源。 （2）在其他条件不变时，增大的浓度，可以提高的平衡转化率。由图2可知转化率：，所以曲线a表示的变化曲线，曲线b表示的变化曲线。 18．(1) 吸热反应 随着温度升高，平衡常数变大 (2) K3 =K1K2 < 低温 (3)AD (4) < 大于平衡常数，说明此时该反应向逆向进行，则v正<v逆 (5) 【详解】（1）反应②随着温度升高，平衡常数变大，说明升温平衡正向移动，则正反应为吸热反应。 （2）反应③=反应①+反应②，故K3 =K1K2。反应③的平衡常数随着温度升高而减小，故为放热反应。该反应为放热的，熵减的反应，该反应在低温下能自发进行。 （3）反应3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)： A. 缩小反应容器的容积，等于加压，平衡正向移动，故A正确； B.该反应为放热反应，升温平衡逆向移动，故B错误； C. 使用合适的催化剂不影响平衡，故C错误； D. 从平衡体系中及时分离出CH3OH，平衡正向移动，故D正确； 故选AD。 （4）500℃时，反应③的平衡常数为2.5，测得在某时刻，CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)浓度都为0.2mol•L-1，则大于平衡常数，说明此时该反应向逆向进行，则v正<v逆。 （5）反应②是气体体积不变的吸热反应，降压，逆反应速率减小，平衡不变，增加一氧化碳浓度，此时此刻逆反应速率增大，随着反应进行，速率减小。故图为。 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 $$