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．恒容密闭容器(忽略固体体积的影响及温度对物质状态的影响)中一定量X发生反应，实验测得不同温度下的平衡数据如下： 温度/℃ 15 20 25 平衡气体总浓度/() 2.1 3.0 6.3 下列有关叙述正确的是 A．15℃时，平衡前任意时刻的均大于平衡时的 B．20℃时，该反应的化学平衡常数为 C．25℃时，向平衡体系中再充入Y和Z，达平衡后Y浓度不变 D．30℃时，Y的体积分数大于 2．科学研究人员结合实验与计算机模拟结果，研究了在催化剂表面上与的反应历程，前三步历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用“·”标注，表示过渡态。 下列有关叙述正确的是 A．催化剂通过参与化学反应，降低反应的活化能，提高反应物的平衡转化率 B．上述反应历程中的速率由第2步反应决定 C．·HOCO转化为·CO和·OH需要放热 D．上述反应历程中每一步均存在氢氢键的断裂 3．在容积为2L的密闭容器中通入一定量的O2、NH3，一定条件下发生反应：(忽略NO和O2的反应)，容器中各物质的量随时间的变化如图所示，下列说法错误的是 A．2min时改变的条件可能是升高温度 B．0―5min内的反应速率 C．6min时H2O的物质的量分数为19.63% D．4min时改变的条件可能是通入更多氧气 4．向恒容密闭容器中通入物质的量浓度均为1.0的与，一定条件下发生反应：。测得平衡时的体积分数与温度及压强的关系如图1所示。为探究速率与浓度的关系，根据相关实验数据，粗略地绘制出了两条速率—浓度关系曲线：～和～，如图2。 下列说法不正确的是 A．压强为时，b点处 B． C．与曲线～相对应的是图2中曲线甲 D．降低温度，反应重新达到平衡时，、相应的平衡点分别为B、F 5．催化加氢合成能实现碳的循环利用。一定压强下，与在密闭容器中发生的主要反应为： Ⅰ：  ； Ⅱ：  。 反应相同时间，测得不同温度下转化率和选择性如题图实验值所示。图中平衡值表示在相同条件下达到平衡状态时转化率和选择性随温度的变化。[选择性]，下列说法正确的是 A．   B．相同条件下，压缩容器体积能提高转化率的实验值 C．相同温度下，选择性的实验值大于平衡值，说明反应Ⅰ的速率小于反应Ⅱ D．220℃～280℃，保持其他条件不变，随温度的升高而增加 6．催化加氢合成能实现，一定条件下、混合气体通过反应器，发生的主要反应为： Ⅰ. Ⅱ. 实验中检测反应器出口气体的成分及其含量，其他条件相同时，反应温度对的转化率和的选择性的影响如图1，图2所示： 已知：选择性可表示为 下列说法不正确的是 A．相同条件下，压缩容器的体积，可以提高转化率的实验值 B．温度高于260℃时，平衡转化率变化的原因是升高温度对反应Ⅱ的影响程度大于对反应Ⅰ的 C．220℃时，反应器出口气体中，则该温度下转化率为 D．温度相同时选择性的实验值略高于其平衡值，可能原因是该温度下反应Ⅰ的平衡常数大于反应Ⅱ的平衡常数 7．反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如下图所示： 下列有关四种不同反应进程的说法正确的是 A．进程Ⅰ中正反应活化能Ea>逆反应Ea′ B．平衡时P的产率：Ⅰ<Ⅱ C．生成P的速率：Ⅱ>Ⅲ D．进程Ⅳ中，Z是催化剂 8．某实验小组探究化学反应速率的影响因素，设计如下实验。 资料：硫代硫酸钠与硫酸的反应为 实验编号 反应体系温度 溶液 加入水的体积 溶液 i 20 2 0.1 0 2 0.1 ii 20 1 0.1 1 2 0.1 iii 50 2 0.1 0 2 0.1 下列分析不正确的是 A．比较浑浊现象出现所需时间的长短，可判断反应进行的快慢 B．i与ii对比，可看出的浓度对该反应速率的影响 C．i与iii对比，可看出温度对该反应速率的影响 D．化学反应速率：i>ii>iii 9．采取下列措施对增大化学反应速率有明显效果的是 A．与水反应时，增加水的用量 B．铁与稀硫酸反应制备氢气，改用浓硫酸 C．与盐酸反应制取时，将块状大理石改为粉末状大理石 D．溶液与溶液反应时，增大压强 10．在1L的容器中，用纯净的与100mL稀盐酸反应制取，反应生成的体积随时间的变化关系如图所示(的体积已折算为标准状况下的体积)。下列分析正确的是 A．OE段表示的平均反应速率最快 B．OE、EF、FG三段中，EF段收集到的的量最多 C．EF段，用盐酸表示该反应的平均反应速率为 D．OE、EF、FG三段中，该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为2∶6∶7 11．利用反应  ，可处理石油化工行业废气中的硫化氢并回收硫黄，某条件下无催化剂存在时，该反应的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A．曲线②表示正反应速率随时间变化关系 B．时刻混合气体平均摩尔质量大于时刻 C．时刻体系中一定存在 D．催化剂存在时，增大、不变 12．一定条件下，气态反应物和生成物的相对能量与反应进程如下图所示。下列说法正确的是 A．相同条件下，进程、中O3的平衡转化率不同 B．Cl(g)为进程的催化剂，可以减少反应热，加快反应速率 C．E1-E4=E2-E5 D．两个进程中速率最快的一步反应的=(E3-E2)kJ·mol-1 13．在容积相等的三个密闭容器中分别按投料比n(CO)：n(SO2)=1：1、2：1、3：1投料，发生反应：2CO(g)+SO2(g) = S(g)+2CO2(g) ΔH = +8.0kJ•mol-1，测得SO2的平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是 A．曲线I代表的投料比为n(CO)：n(SO2)=1：1 B．增大压强，平衡正向移动 C．向容器中继续充入CO，可使平衡常数K增大 D．在a点对应的温度下，达到平衡时，CO2的体积分数约为33.3% 14．一定温度下，向体积不同的密闭容器中分别加入足量活性炭和，发生反应：，在相同时间内测得各容器中的转化率与容器体积的关系如图所示。下列说法错误的是 A．图中c点所示条件下，v(正)＞v(逆) B．b点气体的总物质的量为 C．该温度下，a、b、c三点时反应的平衡常数相等 D．c点的颜色比a点深 二、非选择题 15．在2L密闭容器中进行反应：，式中m、n、p、q为化学计量数。在0~3min内，各物质物质的量的变化如下表所示： X Y Z Q 起始/mol 1.2 0 2min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7 3min末/mol 0.8 已知内，。 (1)试确定以下物质的量：起始时 ， 。 (2)化学方程式中m= ，n= ，p= ，q= 。 16．恒温恒容条件下，硫可以发生如下转化，其反应过程和能量关系如图1所示。[已知：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)   ΔH=﹣196.9kJ•mol﹣1] 请回答下列问题： (1)写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式： 。 (2)恒容条件下，下列措施中能使n(SO3)/n(SO2)比图1所示情况增大的有___________。 A．升高温度 B．充入He C．再充入1mol SO2(g)和1mol O2(g) D．使用催化剂 (3)恒温恒容时，1mol SO2和2mol O2充分反应，放出热量的数值比|ΔH2| (填“大”、“小”或“相等”)。 (4)某SO2(g)和O2(g)体系，时间t1达到平衡后，改变某一外界条件，反应速率v与时间t的关系如图2所示，若不改变SO2(g)和O2(g)的量，则图中t4时引起平衡移动的条件可能是 ；图中表示平衡混合物中SO3的含量最高的一段时间是 。 17．甲醇汽油是一种新能源清洁燃料，可以作为汽油的替代物。将转化为甲醇，既可减少的排放，又可节约能源，转化过程涉及如下反应： 反应i： 反应ii： (1)①写出反应的平衡常数表达式 。 ②在图中画出，不同温度下()，反应i中的平衡转化率随压强变化的关系图(请在图上标注温度、)。 (2)为研究反应ii平衡时的转化率与反应物投料比()及温度的关系，研究小组在10L的密闭容器中进行模拟反应，并绘出下图： ①反应热a 0(“>”或“<”)，判断依据是 。 ②若其它条件相同，I、Ⅱ曲线分别表示投料比不同时的反应过程。投料比：I Ⅱ(填“>”或“<)。若Ⅱ反应的、投料比为0.5，A点的平衡常数 ，B点的平衡常数 (填“>”或“<”或“=”)。 18．一定条件下，在体积为5L的密闭容器中，A、B、C三种气体的物质的量n(mol)随时间t(min)的变化如图所示。已知达到平衡后，降低温度，A的体积分数将减小。请回答下列问题。 (1)该反应的化学方程式为 。 (2)该反应的△H 0(填“＞”“＜”或“=”)。 (3)该反应的反应速率v随时间t的变化关系如图所示： ①在时刻改变的外界条件是 。 ②在恒温恒容密闭容器中发生该反应，下列能作为达到平衡状态的判断依据是 。 A．体系压强不变        B．气体的平均摩尔质量保持不变 C．气体的密度保持不变    D．A的消耗速率等于B的生成速率 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 C C C C B D C D C B 题号 11 12 13 14 答案 B C D D 1．C 【详解】A．15℃时，正向反应建立平衡，生成物浓度不断增加，逐渐增大因此平衡前任意时刻的均小于平衡时的，A错误； B．20℃时，，，，，B错误； C．25℃时，温度不变，平衡常数不变，且，反应混合气体中Y和Z的比值始终是1：2，故重新平衡时Y的浓度不变，C正确； D．30℃时，反应混合气体中Y和Z的比值始终是1：2，Y的体积分数为，D错误； 故选C。 2．C 【详解】A．催化剂通过参与化学反应，降低反应的活化能，提高反应速率，但是不改变反应物的平衡转化率，A错误； B．过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，即图中峰值越大则活化能越大，图中峰值越小则活化能越小，决定总反应速率的是慢反应，活化能越大反应越慢；上述反应历程中第1步的活化能最大，故速率由第1步反应决定，B错误； C．由图可知·HOCO的能量高于·CO和·OH的能量，反应放出热，C正确； D．反应∙CO2生成∙HOCO的过程中不存在氢氢键的断裂，D错误； 答案选C。 3．C 【详解】A．从图中可以看出，2~3min时间段反应物和生成物的物质的量的变化量大于1~2min时间段反应物和生成物的物质的量的变化量，也即反应速率加快，所以2min时改变的条件可能是升高温度，A正确； B．0―5min内NH3的物质的量的变化量为0.28mol，则NO的物质的量的变化量也为0.28mol，用NO表示的反应速率，B正确； C．6min时，O2、NH3、NO、H2O的物质的量分别为1.0mol、0.72mol、0.28mol、0.42mol，则H2O的物质的量分数为≈17. 36%，C错误； D．4min时，O2的物质的量突然增大，而其它物质的量不变，所以此时改变的条件可能是通入更多氧气，D正确； 故选C。 4．C 【详解】A．压强为p3时，b点反应未达到平衡，达到平衡时CH4的体积分数增大，即反应逆向进行，b点处v正＜v逆，故A正确； B．该反应正向是气体体积增大的反应，温度一定时，增大压强，平衡逆向移动，平衡时CH4的体积分数增大，即压强越大，CH4的体积分数越大，所以图中压强大小关系为p3＞p2＞p1，故B正确； C．由于反应开始只加入了反应物，随着反应进行，v逆(CO)增大、c(CO)增大，v正(CH4)减小、c(CH4)减小，结合平衡建立的过程可知，甲曲线为v逆～c(CO)，乙曲线为v正～c(CH4)，故C错误； D．分析可知，该反应正向吸热，所以降温后平衡逆向移动，正、逆反应速率都要减小，但c(CH4)要增大，c(CO)要减小，结合图中变化情况：只有B、F符合题意，故D正确； 答案选C。 5．B 【详解】A．根据反应II可知，若与反应生成和，由于比能量低，所以反应焓变小于，A错误； B．相同条件下，压缩容器体积使压强增大，反应Ⅰ平衡向右移动，能提高转化率的实验值，B正确； C．相同温度下，选择性的实验值大于平衡值，说明相同时间内得到的量更多，反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ，C错误； D．220℃～280℃，保持其他条件不变，转化率平衡值随温度升高而增大，而此时甲醇的选择性降低，索命随温度的升高而降低，D错误； 答案选B。 6．D 【详解】A．反应I是气体体积减小的反应，相同条件下，压缩容器的体积增大压强，平衡正向移动，可以提高转化率的实验值，A正确； B．温度升高的选择性降低，说明反应I为放热反应，温度高于260℃时随着温度升高的转化率增大，反应Ⅱ为吸热反应，温度升高，反应I逆向移动，反应Ⅱ正向移动，温度高于260℃时，反应Ⅱ正向移动程度大于反应I逆向移动的程度，所以CO2平衡转化率随温度升高还在增大，B正确； C．220℃时，测得反应器出口气体中全部含碳物质的物质的量之比n（CH3OH）∶n（CO2）∶n（CO）=1∶7.5∶0.15，假设生成的CH3OH的物质的量为1mol,则生成的CO的物质的量为0.15mol,剩余的CO2的物质的量为7.5mol,根据碳原子守恒，起始的CO2的物质的量为1mol+7.5mol+0.15mol，则该温度下CO2转化率的计算式为：，C正确； D．由图2可知，温度相同时，CH3OH 选择性的实验值略高于平衡值，从化学反应速率的角度看原因是：在该条件下反应I的速率大于反应Ⅱ，单位时间内生成甲醇的量比生成CO的量多，D错误； 故选D。 7．C 【详解】A．由图示可知，进程Ⅰ反应物的能量大于产物能量，进程Ⅰ是放热反应，正反应活化能Ea＜逆反应Ea′，故A错误； B．反应Ⅱ和反应Ⅰ的始态和终态相同，生成P的量一样多，则平衡时P的产率：Ⅱ=Ⅰ，故B错误； C．反应活化能越低，反应速率越快，反应Ⅲ的活化能高于反应Ⅱ的活化能，则生成P的速率：Ⅱ>Ⅲ，故C正确； D．进程Ⅳ中反应物为S+Z，反应后生成物为P•Z，而不是P+Z，则Z不是该反应的催化剂，故D错误； 故选：C。 8．D 【详解】A．浑浊现象出现所需时间的长短与化学反应速率成反比，可判断反应进行的快慢，A正确； B．i与ii对比，可看出的的浓度不同，浓度越大，反应速率越大，的浓度对该反应速率的影响，B正确； C．i与iii对比，可看出温度升高，化学反应速率加快，温度对该反应速率有影响，C正确； D．温度对化学反应速率影响最大，其次是浓度对化学反应速率影响，温度越高速率越快，浓度越大，速率越快，化学反应速率：iii> i>ii，D错误； 故选D。 9．C 【详解】A．水为纯液体，水的多少不影响反应速率，所以Ma与水反应时增大水的用量不影响反应速率，A错误； B．常温下浓硫酸与铁发生钝化现象，加热时反应但不生成氢气，生成二氧化硫，B错误； C．将块状大理石改为粉末状大理石，增大了反应物的接触面积，反应速率加快，C正确； D．溶液与溶液反应在溶液中进行，没有气体参加反应，则增大压强，反应速率不变，D错误； 故选C。 10．B 【详解】A．根据反应速率的定义，单位时间内反应生成的多或反应物消耗的多，则速率快。由于横坐标都是1个单位，EF段产生的CO2多，所以该段反应速率最快，不是OE段，A错误； B．由图可知，EF段收集到的的量最多为672mL-224mL=448mL，B正确； C．EF段产生的CO2共=0.02mol，由于反应中n(HCl)∶n(CO2)＝2∶1，所以该段消耗HCl＝0.04mol，时间为1min，所以用盐酸表示的EF段平均化学速率是，C错误； D．由于时间都是1min，所以三段的速率之比就等于产生CO2的体积之比，即224∶(672-224)∶(784-672)＝2∶4∶1，D错误； 故选B。 11．B 【详解】A．开始时反应物浓度最大，生成物浓度为0，所以曲线①表示正反应速率随时间变化的关系，曲线②表示的是逆反应速率随时间变化的关系，A项错误； B．平均摩尔质量，不变，时刻更大，故时刻混合气体平均摩尔质量大于时刻，B项正确； C．时刻体系达到平衡状态，但无法确定的值，C项错误； D．催化剂能降低反应的活化能，使反应的、都增大，D项错误； 答案选B。 12．C 【详解】A．催化剂不能改变反应的始态和终态，不能改变反应物的平衡转化率，即相同条件下O3的平衡转化率：历程Ⅰ=历程Ⅱ，故A错误； B．催化剂只能改变反应速率，不能改变反应热，故B错误； C．由图可知，Cl原子是历程Ⅱ的催化剂，催化剂不能改变反应的反应热，则历程Ⅰ、Ⅱ的反应热相等，即为E1-E4=E2-E5，故C正确； D．由图可知，历程Ⅱ两个步骤的活化能比历程Ⅰ低，且历程Ⅱ第二步反应活化能小于第一步反应的活化能，反应的活化能越低，反应速率越快，则历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的焓变为(E2-E3)kJ·mol-1，故D错误； 故选C。 13．D 【详解】A．增加CO投料，促进二氧化硫的转化，二氧化硫转化率提高，故曲线I代表的投料比为n(CO)：n(SO2)=3：1，A错误； B．反应为气体分子数不变的反应，增大压强，平衡不移动，B错误； C．K只受温度影响，向容器中继续充入CO，平衡常数K不变，C错误； D．结合A分析，a点投料比为n(CO)：n(SO2)=2：1，假设一氧化碳、二氧化硫投料分别为2mol、1mol，二氧化硫反应0.5mol，则生成1mol二氧化碳，反应为气体分子数不变的反应，达到平衡时，CO2的体积分数约为33.3%，D正确； 故选D。 14．D 【分析】根据反应可知，容器体积越大，压强越小，平衡向正反应方向移动，的平衡转化率增大，因此结合图像可得，相同时间内ab曲线上反应均达到平衡状态，bc曲线上反应均未达到平衡状态。 【详解】A．根据分析可知，c点所示条件下反应还未达到平衡状态，反应向正反应方向进行，因此v(正)＞v(逆)，A正确； B．b点时的转化率为80%，则、、的物质的量分别为0.4mol、0.8mol、1.6mol，因此b点时气体的总物质的量为，B正确； C．化学平衡常数与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，因此该温度下，a、b、c三点时反应的平衡常数相等，C正确； D．c点相比于a点的容器体积更大，由于的转化率相同，则c点对应的浓度比a点小，因此c点的颜色比a点浅，D错误； 答案选D。 15．(1) 3.9mol 1.5mol (2) 1 3 2 3 【详解】（1）2min内v(Q)=0.3mol•L-1•min-1，则生成Q的物质的量为0.3 mol•L-1•min-1×2min×2L=1.2mol，则起始时通入Q的物质的量为(2.7-1.2)mol=1.5mol，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，，则变化的Y的物质的量为0.8mol×=1.2mol，即起始通入Y的物质的量(2.7+1.2)mol=3.9mol，故答案为：3.9mol；1.5mol； （2）根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，由表可知变化的物质的量分别为1.2-0.8=0.4mol，3.9-2.7=1.2mol，0.8mol，2.7-1.5=1.2mol，比值分别为0.4:1.2:0.8:1.2=1:3:2:3，则化学方程式中m=1，n=3，p=2，q=3。 16．(1)S(s)+O2(g)=SO2(g)  ΔH=-297kJ•mol-1 (2)C (3)大 (4) 升高温度 t3~t4 【分析】图1显示硫单质和氧气生成二氧化硫是放热反应，二氧化硫转化为三氧化硫是可逆反应且放热。燃烧热是指101kPa下，1mol纯物质完全燃烧生成指定化合物时所释放的热量。 【详解】（1）据图像，1mol S燃烧生成气态二氧化硫放出297kJ的热量，故S燃烧热的热化学方程式为S(s)+O2(g)=SO2(g)  ΔH=-297kJ•mol-1，答案为：S(s)+O2(g)=SO2(g)   ΔH=-297kJ•mol-1； （2）n(SO3)/n(SO2)比图1中增大，则反应正向移动，反应正向体积减小、放热，可以采用降低温度和增大压强的方式，故答案为：C； （3）恒温恒容时，1mol SO2和2mol O2充分反应，比图中增加了氧气的浓度，平衡正向移动了，因此放出热量更多，放出热量的数值比大；答案为：大； （4）t4平衡逆向移动，且速率整体增大，反应正向放热，因此是升高了温度；t2时平衡正向移动，t3达到平衡态，t4平衡逆向移动，t5达到新平衡后，平衡不再移动，因此t3~t4时三氧化硫含量最高，故答案为：升高温度、t3~t4。 17．(1) (2) ＜ 一氧化碳转化率随温度升高减小，说明温度升高，平衡逆向移动，所以正反应为放热反应 ＜ 1 = 【详解】（1）①将反应i和反应ii相加得到总反应：，则反应的平衡常数表达式； ②由于反应i反应前后气体系数不发生变化，所以压强不改变二氧化碳的平衡转化率，反应i是吸热反应，温度升高，平衡正向移动，所以温度下二氧化碳的转化率更高，反应i中的平衡转化率随压强变化的关系图如下： 。 （2）①图像可知，一氧化碳转化率随温度升高减小，说明温度升高，平衡逆向移动，所以正反应为放热反应，反应热a<0； ②由于增大氢气的浓度有利于提高CO的转化率，所以根据图像可知曲线在温度相等的条件下曲线I的转化率大，所以投料比：Ⅰ＜Ⅱ； 若Ⅱ反应的、投料比为0.5，则，A点时CO的转化率为50%，列出三段式如下： A点的平衡常数，A、B是相同温度下的平衡，平衡常数只随温度变化，所以A、B平衡常数相同。 18．(1) (2)＜ (3) 升高温度 AB 【详解】（1）从图中可以看出，A、B为反应物，C为生成物，反应进行到3min达平衡时，A、B、C的物质的量的变化量为0.3mol、0.6mol、0.6mol，则三者的化学计量数之比为1:2:2，该反应的化学方程式为。 （2）该反应达平衡后，降低温度，A的体积分数减小，则平衡正向移动，所以△H ＜0。 （3）①在t3时刻改变条件，正、逆反应速率突然增大，且v逆＞v正，平衡逆向移动，此外界条件是升高温度。 ②A．由反应方程式可知，反应前后气体分子数不等，则随着反应的进行，压强不断发生改变，当体系压强不变时，反应达平衡状态，A符合题意； B．混合气的总质量不变，物质的量随反应的进行不断发生改变，则气体的平均摩尔质量不断发生改变，当气体的平均摩尔质量不变时，反应达平衡状态，B符合题意； C．混合气的总质量和体积都不改变，则密度始终不变，当气体的密度保持不变时，反应不一定达平衡状态，C不符合题意； D．A的消耗速率等于B的生成速率，虽然反应进行的方向相反，但速率之比不等于化学计量数之比，则反应未达平衡状态，D不符合题意； 故选AB。 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 $$