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．已知。往密闭容器中通入1molCO(g)和1molH2O(g)，发生反应生成CO2(g)、H2(g)。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．充分反应后，放出41.2kJ能量 B．该反应的正反应活化能小于逆反应活化能 C．充分反应后，容器内分子总数为2NA D．使用合适的催化剂，能加快反应速率，但是不能改变该反应的焓变 2．向恒温恒容的密闭容器中加入等物质的量的和，发生下列叙述不能说明反应已经达到平衡状态的是 A．A的浓度保持不变 B．压强不再变化 C．混合气体的密度不再变化 D．B的体积分数不再变化 3．在恒温恒容密闭容器中，能说明反应已达到平衡的是 A．容器内的总压强不随时间变化 B．容器中气体的密度不随时间变化 C．XY气体的物质的量分数不变 D．和的消耗速率相等 4．某温度下，在密闭容器中充入一定量的，发生下列反应：，，测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是 A． B． C． D． 5．向恒容密闭容器中充入一定体积的，发生反应，后达到平衡．若保持温度不变，再充入相同体积的，达到新平衡后，与原平衡相比，下列值增大的是 A． B．的转化率 C．平衡常数K D． 6．中国科学家在合成氨(△H<0)反应机理研究中取得新进展，首次报道了LiH-3d过渡金属这一复合催化剂体系，并提出了“氮转移”催化机理，如图所示。下列说法正确的是 A．转化过程中有非极性键断裂与形成 B．复合催化剂能提高平衡转化率 C．复合催化剂能降低合成氨反应的焓变 D．升高温度有利于提高平衡转化率 7．已知： ，K（平衡常数）.向恒容密闭容器中充入amol和3amol，在一定条件下发生上述反应，测得平衡常数与反应温度的关系如图所示。下列说法正确的是 A．混合气体密度保持不变时达到平衡状态 B．根据图像可知， C．平衡后增大压强，（物质的量分数）保持不变 D．达到平衡后升高温度，气体压强增大 8．H2还原CO2制CH4的部分反应如下： Ⅰ：∆H1=+41 kJ·mol-1 Ⅱ：∆H2=-246 kJ·mol-1 控制起始时 恒容条件下，若只发生反应Ⅰ、Ⅱ，平衡时各物质的物质的量分数随温度的变化如图所示。M 点(380℃)为 CH4曲线和H2曲线的交点。 下列说法不正确的是 A．温度低于400℃时，反应Ⅱ几乎完全反应 B．300℃时， 若按 投料，CH4曲线下移 C．M点时，平衡分压 0 D．600℃时，当容器内气体总压不变，反应Ⅰ达到平衡状态 9．在一定条件下，将和两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：。2min末该反应达到平衡，生成，并测得C的浓度为。下列判断错误的是 A． B．2min内A的反应速率为 C．B的转化率为40% D．若混合气体的密度不变则表明该反应达到平衡状态 10．向恒容密闭的催化反应器中充入和，发生反应： ，测得温度对的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如下图所示。下列说法正确的是 A．生成的速率：M点一定小于N点 B．容器内气体平均分子量不变说明反应达到平衡状态 C．反应达到平衡状态，的体积分数是 D．升高温度，催化剂的催化效率降低 11．以金红石（主要成分为）为原料制备的主要过程如下：。下列叙述错误的是 A．利用碳氯化工艺制备的化学方程式为 B．粗提纯过程中，具体操作步骤有用水溶解、结晶、过滤等 C．制备Ti的主要过程中的用代替，会影响的产率和纯度 D．将金红石和焦炭充分混合研磨后，再通入氯气可以提高反应速率 12．化学反应原理与科学、技术、社会和环境密切相关。下列说法正确的是 A．某温度下，反应已达到平衡，压缩体积后达到新平衡时，的浓度增大 B．合成氨的反应塔与外加电源的正极相连，并维持一定的电压可以钝化防腐 C．工业上用合成，增加氧气的量可提高的利用率 D．已知反应  ，则完全破坏等质量的和中的化学键，需要的能量更多 13．已知气相直接水合法可以制取乙醇：  。在的条件下投料，乙烯的平衡转化率与温度（T）及压强（p）的关系如图所示。 下列有关说法错误的是 A． B． C．在、280℃条件下，C点的 D．A点对应条件下反应的平衡常数（用平衡分压代替浓度，分压＝总压×物质的量分数） 14．含的溶液中发生反应的反应机理如图所示。下列说法正确的是 A．由图可知不能氧化 B．反应过程中包含三个基元反应 C．若不加，该反应的化学反应速率更大 D．和不能大量共存 二、非选择题 15．25℃时，向体积为2L且带气压计的恒容密闭容器中通入0.08molNO和0.04molCl2发生反应2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g)    △H。已知：反应起始时和平衡时温度相同。 测得反应过程中压强(p)随时间(t)的变化关系如图1中曲线a所示，则△H (填“>”或“<”)0；若其他条件相同，仅改变某一条件时，测得压强(p)随时间(t)的变化关系如图1中曲线b所示，则改变的条件是 。图2是两位同学描绘的上述反应平衡常数的对数值(lgK)与温度的倒数()的变化关系图像，其中正确的曲线是 (填“甲”或“乙”)。 16．理论解释——有效碰撞理论 (1)活化分子、活化能、有效碰撞 ①活化分子：能够发生有效碰撞的分子(必须具有足够的能量)。 ②活化能：如图 图中：表示 ，使用催化剂时的活化能为 ，反应热为 (注：表示活化分子变成生成物分子放出的能量) ③有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。 (2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 增大反应物的浓度 升高反应体系的温度 吸收能量 单位体积内 增加，活化分子 不变，活化分子数增加 单位时间内单位体积内有效碰撞次数增多 单位体积内 不变，活化分子 增加，活化分子数增加 降低活化能 增大气体压强 增大化学反应速率 使用催化剂 17．工业制硫酸的过程中，转化为是关键的一步，时，在的恒温容器中，反应过程中部分数据见下表： 反应时间/ 0 4 2 0 5 1.5 10 2 15 1 若在起始时总压为，反应速率若用单位时间内分压的变化表示，气态物质分压=总压×气态物质的物质的量分数，则内的反应速率 。 18．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 。 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： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A D C B A A D C D B 题号 11 12 13 14 答案 B C C D 1．A 【详解】A．该反应为可逆反应，则1molCO(g)和1molH2O(g)充分反应后，参加反应CO的物质的量小于1mol，放出热量小于41.2kJ，A错误； B．该反应为放热反应，则反应物的总能量大于生成物的总能量，正反应活化能小于逆反应活化能，B正确； C．该反应的分子数不变，则1molCO(g)和1molH2O(g)充分反应后，容器内分子总数为2NA，C正确； D．使用合适的催化剂，能降低反应的活化能，加快反应速率，但是不能改变该反应的焓变，D正确； 故选A。 2．D 【详解】A．A的浓度是变量，变量不变时反应达到平衡状态，A不符合题意； B．该反应前后气体系数之和不相等，因此压强不变可以判定反应达到平衡状态，B不符合题意； C．混合气体密度ρ=，由于D是液体，因此m为变量，恒容容器V不变，因此ρ为变量，混合气体的密度不再变化可以判定反应达到平衡状态，C不符合题意； D．设起始投入的A和B的物质的量均为a，反应转化的B的物质的量为x，可得三段式： ，D为液体，体积可以忽略，因此B的体积分数为=0.5，因此B的体积分数为定值，不能作为判定平衡的标志，D符合题意； 故选D。 3．C 【详解】A．该反应是反应前后气体体积相等，根据气体压强之比等于气体物质的量之比推断，该反应在整个反应过程中总压强是不变的，故A错误； B．该反应条件为恒温恒容，且反应前后气体的质量不变，根据可知，容器中气体的密度一直保持不变，不能判断达到平衡，故B错误； C．根据定义，平衡时体系中各组分浓度不变，可推出物质的量分数不变，故C正确； D．X2和Y2的化学计量数相等且均为反应物，其消耗速率始终相等，故D错误； 故答案选C。 4．B 【分析】由图可知，反应初期随着时间的推移X的浓度逐渐减小、Y和Z的浓度逐渐增大，后来随着时间的推移X和Y的浓度逐渐减小、Z的浓度继续逐渐增大，说明X(g)Y(g)的反应速率大于Y(g)Z(g)的反应速率，则反应X(g)Y(g)的活化能小于反应Y(g)Z(g)的活化能。 【详解】A．X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的∆H都小于0，而图像显示Y的能量高于X，即图像显示X(g)Y(g)为吸热反应，A项不符合题意； B．图像显示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的∆H都小于0，且X(g)Y(g)的活化能小于Y(g)Z(g)的活化能，B项符合题意； C．图像显示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的∆H都小于0，但图像上X(g)Y(g)的活化能大于Y(g)Z(g)的活化能，C项不符合题意； D．图像显示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的∆H都大于0，且X(g)Y(g)的活化能大于Y(g)Z(g)的活化能，D项不符合题意； 选B。 5．A 【详解】采取等效假设法分析，假设在原容器上增加一个相同的容器(两容器有隔板)，保持温度不变，向增加的容器中充入相同体积的，则可建立与原平衡一样的平衡，这时A、B、C、D各项的值均不变，然后抽掉隔板，将容器压缩至原容器大小，则压强增大，平衡逆向移动，A．平衡逆向移动，三氧化硫浓度增大，二氧化硫浓度减小，则值增大，A项符合题意； B．平衡逆向移动，消耗三氧化硫物质减小，则的转化率减小，B项不符合题意； C．温度不变则平衡常数不变， C项不符合题意； D．的值不变，D项不符合题意； 答案选A。 6．A 【详解】A．合成氨为可逆反应，氮气和氢气在反应过程中有消耗和生成，故转化过程中有非极性键断裂与形成，故A项正确； B．复合催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，但不影响平衡转化率，故B项错误； C．催化剂不能改变反应的焓变，焓变只与反应物和生成物总能量的相对大小有关系，故C项错误； D．合成氨的正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆向移动，平衡转化率降低，故D项错误； 故本题选A。 7．D 【详解】A．题述反应中各物质都是气体，总质量不变，故恒容条件下密度始终不变，所以混合气体密度保持不变时，不一定达到平衡状态，A项错误； B．由图像知，升温时K减小，所以正反应为放热反应，B项错误； C．左边气体化学计量数更大，所以平衡后增大压强，反应向右移动，增大，C项错误； D．正反应为放热反应，恒容条件下，升高温度，反应向左移动，左边气体化学计量数更大，气体分子数增多，所以体压强增大，D项正确； 故答案为：D。 8．C 【详解】A．由图可知，温度低于400℃时，几乎不存在CO，则反应Ⅱ几乎完全反应，A正确； B．300℃时， 若按 投料，相当于增大氢气投料，平衡正向移动，甲烷量增大，但是反应Ⅰ为可逆反应，总的物质的量增大大于甲烷量增大程度，故CH4曲线下移，B正确； C．由于M点对应的温度下，CO浓度近似为0，则Ⅰ+Ⅱ可得，由三段式： M 点(380℃)为 CH4曲线和H2曲线的交点，则，a=0.8mol；总的物质的量为3.4mol，则，，C错误；   D．600℃时，恒容条件下，若只发生反应Ⅰ、Ⅱ，反应Ⅱ为气体分子数改变的反应，当容器内气体总压不变，则反应Ⅰ达到平衡状态，D正确； 故选C。 9．D 【详解】A．平衡时生成的C的物质的量为0.2mol•L-1×2L=0.4mol，物质的量之比等于化学计量数之比，故0.4mol：0.8mol=x：2，解得x=1，故A正确； B．2min内生成0.8mol D，故2 min内D的反应速率v（D）==0.2 mol•（L•min）-1，速率之比等于化学计量数之比，故v（A）=v（D）=×0.2 mol•（L•min）-1=0.3 mol•（L•min）-1，故B正确； C．2min末该反应达到平衡，生成0.8mol D，由方程式3A（g）+B（g）⇌xC（g）+2D（g）可知，参加反应的B的物质的量为：0.8mol×=0.4mol，故B的转化率为0.4mol1mol×100%=40%，故C正确； D．容器的容积不变，混合气体的质量不变，密度为定值，始终不变，故混合气体的密度不变，不能说明反应达到平衡状态，故D错误； 答案选D。 10．B 【分析】据图像可知，升高温度二氧化碳的平衡转化率减小，催化效率先增大后减小。 【详解】A．图像显示M点时二氧化碳的平衡转化率大于N点，即M点二氧化碳的浓度小于N点， M点温度更低，但是M点时催化效率最好，所以生成的速率：M点不一定小于N点，故A错误； B．恒容密闭容器，且左右两边气体化学计量数之和不等，容器内气体平均分子量不变，说明气体总物质的量不变，反应达到平衡状态，故B正确； C．图像显示反应达到平衡状态时，二氧化碳的平衡转化率为50%，三段式表示，n总=(0.5+1.5+0.25+1)mol=3.25mol，的体积分数约为，故C错误； D．图像显示升高温度，催化剂的催化效率先升高后降低，故D错误； 故答案为：B。 11．B 【详解】A．由流程图可知，反应为TiO2、C和Cl2，生成物为TiCl4和CO，则反应的化学方程式为：，A正确； B．粗TiCl4加热易气化，TiCl4在水中水解，易变质，不能用水溶解、结晶、过滤的方法提纯，B错误； C．制备Ti的主要过程中用金属Mg还原Ti2O(做保护气)获得金属Ti和氧化镁产，其化学方程式为：，保护气不能用代替，因与镁反应，，会影响的产率和纯度，C正确； D．将金红石和焦炭充分混合研磨后，增大反应物表面积，再通入氯气可以提高反应速率，D正确； 故选B。 12．C 【详解】A．反应的平衡常数，压缩体积后达到新平衡时，平衡常数不变，故浓度不变，故A项错误； B．合成氨的反应塔与外加电源的负极相连，并维持一定的电压可以钝化防腐，属于外加电流法，故B项错误； C．工业上用与反应合成，对于可逆反应，增加一种反应物的量，可以增大另一种反应物的转化率，故C项正确； D．该反应为吸热反应，则的能量更高，断键需要的能量更少，D项错误； 故选C。 13．C 【分析】此反应为气体分子数减小的反应，因此相同温度下，增大压强，平衡正向移动，反应物转化率增大；同样可由图分析，温度升高，乙烯转化率减小，故升高温度平衡逆移，此反应，据此分析解题。 【详解】A．温度升高，乙烯转化率减小，故升高温度平衡逆移，此反应，A正确； B．当温度相同时，从p1到p2乙烯转化率增大，平衡正向移动，，B正确； C．在p2、280℃条件下，平衡转化率在B点位置，说明C点未达平衡状态，反应正向进行，C点的，C错误；     D．设C2H4与H2O的物质的量均为“1”，，乙醇占，乙烯和水各占，A点对应条件下反应的平衡常数，D正确； 故选C。 14．D 【详解】A．根据反应机理可知，Fe3+为该反应催化剂，总反应为，A错误； B．根据反应机理可知，反应过程中包含两个基元反应，B错误； C．根据反应机理可知，Fe3+为该反应催化剂，若不加，该反应的化学反应速率减慢，C错误； D．和间可发生化学反应，不能大量共存，D正确； 答案选D。 15． ＜ 加入催化剂 甲 【详解】图1中曲线a隐藏的信息是“反应过程中压强先增大后减小最后不变”，该可逆反应反应前后气体分子数减小，在恒容密闭容器中，压强先增大，则体系温度升高，推出正反应放热，随着反应的进行，恒容密闭容器中气体分子总数减小，压强又减小，达到平衡后压强不变，故。 图1中曲线b与曲线a相比，反应速率增大，平衡时容器内压强不变，即平衡不移动，故改变的条件是加入催化剂。 该反应的正反应为放热反应，则升温平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，减小，故图2中曲线甲正确。 16．(1) 反应的活化能 (2) 分子总数 百分数 分子总数 百分数 【详解】（1）反应物转化为活化分子所吸收的能量为反应的活化能，则表示反应的活化能，使用催化剂降低反应的活化能，则使用催化剂时的活化能为，反应热等于正反应的活化能减去逆反应的活化能，则反应热为； （2）增大反应物的浓度，单位体积内分子总数增加，活化分子数也增加，但活化分子百分数不变；升高反应体系的温度，单位体积内分子总数不变，有一部分普通分子吸收能量转化为活化分子，则活化分子百分数增加。 17． 【详解】列出“三段式”： 气体总压之比等于气体物质的量之比，所以时体系总压满足，即，，，故。 18．(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。 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 $$