阶段质量评价(2)专题2 化学反应速率与化学平衡(Word练习)-【优化指导】2025-2026学年高中化学选择性必修第一册（苏教版2019）

阶段质量评价(二)　化学反应速率与化学平衡 (满分：100分) 一、选择题：本题包括13小题，每小题3分，共39分。 1．已知①碳酸钙的分解CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH1仅在高温下能自发进行；②氯酸钾的分解2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)　ΔH2在任何温度下都能自发进行，下面有几组焓变数据，其中可能正确的是 (　　) A．ΔH1＝178.32 kJ·mol-1 ΔH2＝－78.3 kJ·mol-1 B．ΔH1＝－178.32 kJ·mol-1 ΔH2＝78.3 kJ·mol-1 C．ΔH1＝－178.32 kJ·mol-1 ΔH2＝－78.3 kJ·mol-1 D．ΔH1＝178.32 kJ·mol-1 ΔH2＝78.3 kJ·mol-1 答案：A 2．对于可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)，下列措施能使反应物中活化分子百分数、化学反应速率和化学平衡常数都变化的是 (　　) A．增大压强　　　　　　　 B．升高温度 C．使用催化剂 D．多充入O2 答案：B 3．对于可逆反应mA(g)＋nB(g)⥫⥬pC(g)＋qD(g)，若其他条件都不变，只考虑反应前是否加入催化剂，可得到如下两个v­t图像： 则下列关系正确的是 (　　) ①a1＝a2　②a1<a2　③b1＝b2　④b1<b2　⑤t1>t2　⑥t1＝t2　⑦两图中阴影部分面积相等　⑧甲图中阴影部分面积比乙图大 A．②④⑤⑦ B．②④⑥⑧ C．②③⑤⑦ D．②③⑥⑧ 答案：A 4．H2与ICl的反应分两步完成，其能量曲线如图所示。 反应①：H2(g)＋2ICl(g)===HCl(g)＋HI(g)＋ICl(g) 反应②：HCl(g)＋HI(g)＋ICl(g)===I2(g)＋2HCl(g) 下列说法不正确的是 (　　) A．反应①②均是反应物总能量高于生成物总能量 B．总反应的活化能为(E1＋E3)kJ·mol-1 C．H2(g)＋2ICl(g)===I2(g)＋2HCl(g)　ΔH＝－218 kJ·mol-1 D．反应①的ΔH＝E1－E2 答案：B 5．为探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解反应的催化效果，某同学分别设计了图1、图2所示的实验。下列叙述不正确的是 (　　) A．图2中的A为分液漏斗 B．图2实验可通过测定相同状况下产生相同的气体体积所用的时间来比较反应速率 C．图1实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率 D．若图1实验中反应速率为①>②，则Fe3+对H2O2分解的催化效果一定比Cu2+好 答案：D 6．催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g)⥫⥬P(g)。反应历程(下图)中，M为中间产物。其他条件相同时，下列说法不正确的是 (　　) A．使用 Ⅰ 和 Ⅱ ，反应历程都分4步进行 B．反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大 C．使用 Ⅱ 时，反应体系更快达到平衡 D．使用 Ⅰ 时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大 答案：C 7．恒温恒压下，在一个容积可变的密闭容器中发生反应：A(g)＋B(g)⥫⥬C(g)，若开始时通入1 mol A和1 mol B，达到平衡时生成a mol C。则下列说法错误的是 (　　) A．若开始时通入3 mol A和3 mol B，达到平衡时，生成的C的物质的量为3a mol B．若开始时通入4 mol A、4 mol B和2 mol C，达到平衡时，B的物质的量一定大于4 mol C．若开始时通入2 mol A、2 mol B和1 mol C，达到平衡时，再通入3 mol C，则再次达到平衡后，C的物质的量分数为 D．若在原平衡体系中，再通入1 mol A和1 mol B，混合气体的平均相对分子质量不变 答案：B 8．已知反应2NO＋2H2===N2＋2H2O的速率方程为v＝kc2(NO)·c(H2)(k为速率常数)，其反应历程如下： ①2NO＋H2―→N2＋H2O2　慢 ②H2O2＋H2―→2H2O　快 下列说法不正确的是 (　　) A．增大c(NO)或c(H2)，均可提高总反应的反应速率 B．c(NO)、c(H2)增大相同的倍数，对总反应的反应速率的影响程度相同 C．该反应的快慢主要取决于反应① D．升高温度，可提高反应①、②的速率 B　解析：根据反应速率方程v＝kc2(NO)·c(H2)可知，增大c(NO)或c(H2)，均可提高总反应的反应速率，A正确；根据反应速率方程可知，c(NO)、c(H2)增大相同的倍数，对总反应的反应速率的影响程度不同，如c(NO)增大2倍，v增大4倍，c(H2)增大2倍，v增大2倍，B错误；反应速率由最慢的一步决定，故该反应的快慢主要取决于反应①，C正确；升高温度，可以增大活化分子百分数，提高反应①②的速率，D正确。 9．丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。 已知：①C4H10(g)＋O2(g)===C4H8(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－119 kJ·mol-1 ②H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH2＝－242 kJ·mol-1 丁烷(C4H10)脱氢制丁烯(C4H8)的热化学方程式为C4H10(g)⥫⥬C4H8(g)＋H2(g)　ΔH3。下列措施一定能提高该反应中丁烯产率的是 (　　) A．增大压强，升高温度 B．升高温度，减小压强 C．降低温度，增大压强 D．减小压强，降低温度 B　解析：根据盖斯定律，由①－②可得C4H10(g)⥫⥬C4H8(g)＋H2(g)，则ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝(－119 kJ·mol-1)－(－242 kJ·mol-1)＝123 kJ·mol-1。提高该反应中丁烯的产率，应使平衡正向移动，该反应的正反应为气态物质分子数增多的吸热反应，可采取的措施是减小压强，升高温度。 10．在如图所示的三个容积相同的容器①②③中进行如下反应：3A(g)＋B(g)⥫⥬2C(g)　ΔH＜0。若起始温度相同，分别向三个容器中通入3 mol A和1 mol B，则达到平衡时各容器中C物质的体积分数由大到小的顺序为 (　　) A．③②① B．③①② C．①②③ D．②①③ A　解析：①与②相比，由于②能把反应产生的热量扩散到空气中，相比①来说，相当于降低温度，平衡正向移动，故平衡时C的体积分数：②＞①；②与③相比，由于该反应是反应前后气态物质体积减小的反应，故③中活塞下移，相对②来说，相当于给体系增大压强，平衡正向移动，故C的体积分数：③＞②。 11．在密闭容器中发生反应2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)　ΔH<0，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，针对图像的下列分析正确的是 (　　) A．图 Ⅰ 研究的是t1时刻升高温度对反应速率的影响 B．图 Ⅰ 研究的是加入合适催化剂对反应速率的影响 C．图 Ⅱ 研究的是t1时刻通入氦气(保持恒容)对反应速率的影响 D．图 Ⅲ 研究的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较高 D　解析：升高温度，正、逆反应速率均瞬间增大，但吸热反应(即逆反应)速率增大的程度大，即升高温度瞬间，v′逆>v′正，平衡向逆反应方向移动，而图 Ⅰ 中v′逆<v′正，A错误；加入合适催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，平衡不移动，B错误；通入氦气(保持恒容)，正、逆反应速率均不变，平衡不移动，图 Ⅱ 中t1时刻应是加入催化剂，C错误；该反应正方向为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，反应速率加快，二氧化硫的平衡转化率减小，图 Ⅲ 中乙达到平衡所用的时间短，则图 Ⅲ 研究的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较高，D正确。 12．在容积为2 L的密闭容器中发生反应：M(g)＋3N(g)⥫⥬P(g)＋Q(g)　ΔH，其他条件不变，考察温度对反应的影响，实验结果如图所示，下列说法正确的是 (　　) A．该反应为吸热反应 B．该反应在T1时的平衡常数比T2时小 C．温度为T1时，从反应开始到平衡，生成P的速率为v(P)＝ mol·L-1·min-1 D．处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时N的物质的量增大 D　解析：依据图像分析T2先达到平衡则T2＞T1，由温度升高反应速率增大可知T2的反应速率大于T1，又温度高时平衡状态P的物质的量小，则说明可逆反应M(g)＋3N(g)⥫⥬P(g)＋Q(g)向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，A错误；由于正反应为放热反应，T2＞T1，升高温度，平衡向逆反应方向移动，该反应在T1时的平衡常数比T2时的大，B错误；温度为T1时，生成P的速率为v(P)＝＝mol·L-1·min-1，C错误；处于A点的反应体系从T1变到T2，升高温度，平衡向逆反应方向移动，达到平衡时，N的物质的量增大，D正确。 13．温度为T时，向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5，反应PCl5(g)⥫⥬PCl3(g)＋Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据如表所示： t/s 0 50 150 250 350 n(PCl3)/mol 0 0.16 0.19 0.20 0.20 下列说法正确的是 (　　) A．反应在前50 s内的平均速率v(PCl3)＝0.003 2 mol·L-1·s-1 B．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(PCl3)＝0.11 mol·L-1，则反应的ΔH＜0 C．相同温度下，起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2，反应达到平衡前v正＞v逆 D．相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2，达到平衡时，PCl3的转化率小于80% C　解析：反应在前50 s内的平均速率为＝0.001 6 mol·L-1·s-1，A错误；由表格数据可知平衡时c(PCl3)＝＝0.10 mol·L-1，升高温度，PCl3浓度增大，则该反应是吸热反应，ΔH＞0，B错误；由平衡常数K＝＝0.025，而Qc＝＝0.02＜0.025，故起始时反应向正反应方向进行，即v正＞v逆，C正确；设平衡时PCl3(g)转化的物质的量浓度为x mol·L-1，根据三段式法，则有 根据K正＝，则K逆＝40＝，解得x≈0.85，即PCl3的转化率约为85%，D错误。 二、非选择题：本题包括4小题，共61分。 14．(16分)某温度时，在一个容积为2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，填写下列空白。 (1)该反应的化学方程式为_______________________________________________。 (2)反应开始至2 min，气体Z的平均反应速率v(Z)＝________。 (3)若X、Y、Z均为气体，反应达到平衡时： ①压强是开始时的________倍； ②若此时将容器的容积缩小为原来的，达到平衡时，容器内温度将升高(容器不与外界进行热交换)，则该反应的正反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。 (4)上述反应在t1～t6内反应速率与时间图像如图所示，在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素，则下列说法正确的是________(填标号)。 A．在t1时增大了压强 B．在t3时加入催化剂 C．在t4时降低了温度 D．t2～t3时X的转化率最高 答案：(1)3X＋Y⥫⥬2Z (2)0.05 mol·L-1·min-1 (3)①0.9　②放热　(4)B 解析：(1)反应中X、Y的物质的量减少，Z的物质的量增多，则X、Y为反应物，Z为生成物，且Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝0.3 mol∶0.1 mol∶0.2 mol＝3∶1∶2，所以反应的化学方程式为3X＋Y⥫⥬2Z。 (2)反应开始至2 min，用气体Z表示的平均反应速率为v＝＝0.05 mol·L-1·min-1。 (3)①根据图像可知，反应开始时混合气体的物质的量为(1.0＋1.0)mol＝2.0 mol，达到平衡状态时混合气体的物质的量为(0.9＋0.7＋0.2)mol＝1.8 mol，恒温恒容条件下，气体的物质的量之比等于其压强之比，所以平衡状态时体系的压强是开始时的＝0.9倍。②若此时将容器的容积缩小为原来的，则压强增大，平衡正向移动，达到平衡时，容器内温度升高，说明正反应为放热反应。 (4)在t1时，正反应速率不变，逆反应速率突然增大，说明t1时增大了生成物浓度，A错误；X、Y、Z均为气体，3X＋Y⥫⥬2Z为不等体积的可逆反应，在t3时，正、逆反应速率增大相同的倍数，说明在t3时加入催化剂，B正确；在t4时，正、逆反应速率都减小且逆反应速率大于正反应速率，由上述分析可知，该反应为放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动，应该是正、逆反应速率都减小且正反应速率大于逆反应速率，C错误；由图像可知，在t1时改变条件平衡逆向移动，X的转化率减小，在t3时加入催化剂平衡不移动，X的转化率不变，在t4时改变条件平衡向逆反应方向移动，X的转化率减小，所以在t0～t1时X的转化率最高，D错误。 15．(15分)现甲、乙两化学小组安装两套如图所示的相同装置，用以探究影响H2O2分解速率的因素。 (1)仪器a的名称是________。 (2)MnO2催化下H2O2分解反应的化学方程式为________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)甲小组有如下实验设计方案，请帮助他们完成表格中未填部分。 实验编号 实验目的 T/K 催化剂 浓度 甲组实验 Ⅰ 作实验参照 298 3滴FeCl3溶液 10 mL 2% H2O2溶液 甲组实验 Ⅱ ①_____ 298 ②______ 10 mL 5% H2O2溶液 (4)甲、乙两小组得出如图数据。 ①由甲组实验数据可得出结论：____________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②由乙组研究的酸、碱对H2O2分解影响因素的数据分析：相同条件下，Na2O2和K2O2溶于水放出气体速率较快的是________________；乙组提出可以用BaO2固体与硫酸反应制H2O2，其反应的化学方程式为___________________________________________________ _____________________________________________________________________________； 支持这一方案的理由是_____________________________________________________ ___________________________________________________________________________。 答案：(1)分液漏斗　(2)2H2O22H2O ＋ O2↑　(3)①探究反应物浓度对反应速率的影响　②3滴FeCl3溶液　(4)①在其他条件相同的情况下，反应物浓度越大，反应速率越大　②K2O2　BaO2＋ H2SO4===BaSO4＋H2O2　制备H2O2的环境为酸性环境，H2O2的分解速率较小 解析：(3)①甲组实验 Ⅰ 与甲组实验 Ⅱ 的变量是H2O2溶液浓度，分别为2%、5%，因此甲组实验 Ⅱ 的实验目的为探究反应物浓度对反应速率的影响。②根据“单一变量控制法”原则，除自变量外的无关变量必须一致，因此催化剂与甲组实验 Ⅰ 一致：3滴FeCl3溶液。 (4)①由甲组实验两条曲线可知，甲组实验 Ⅱ 斜率大，因此在其他条件不变时，反应物浓度越大，反应速率越大。②由乙组数据分析可知碱性越强，放出气体的速率越大，而相同条件下，KOH的碱性强于NaOH的碱性，因此K2O2溶于水放出气体速率较大。 16．(15分)氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题： (1)根据图1数据计算反应N2(g)＋H2(g)===NH3(g)的ΔH＝________kJ·mol-1。 (2)研究表明，合成氨反应在Fe催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位，N表示被吸附于催化剂表面的N2)。判断上述反应机理中，速率控制步骤(即速率最慢步骤)为________(填步骤前的标号)，理由是___________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________。 (3)在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为＝0.75、＝0.25，另一种为＝0.675、＝0.225、xAr＝0.10。(物质i的摩尔分数：xi＝) ①图中压强由小到大的顺序为________，判断的依据是__________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________。 ②进料组成中含有惰性气体Ar的图是________________________________________ _______________________________。 ③图3中，当p2＝20 MPa、＝0.20时，氮气的转化率α＝________。该温度时，反应N2(g)＋H2(g)⥫⥬NH3(g)的平衡常数Kp＝________MPa-1(化为最简式)。 答案：(1)－45 (2)(ⅱ)　在化学反应中，最大的能垒为速率控制步骤，而断开化学键的步骤都属于能垒，由于N≡N键的键能比H—H键的大很多，因此，在上述反应机理中，速率控制步骤为(ⅱ) (3)①p1＜p2＜p3　合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大　②图4　③33.33%　 解析：(1)在化学反应中，断开化学键要消耗能量，形成化学键要释放能量，反应的焓变等于反应物的键能总和与生成物的键能总和的差，因此，由图1数据可知，反应N2(g)＋H2(g)===NH3(g)的ΔH＝(473＋654－436－397－339)kJ·mol-1＝－45 kJ·mol-1。 (2)由图1中信息可知，N2(g)===N(g)的ΔH＝473 kJ·mol-1，则N≡N键的键能为946 kJ·mol-1；H2(g)===3H(g)的ΔH＝654 kJ·mol-1，则H—H键的键能为436 kJ·mol-1。在化学反应中，最大的能垒为速率控制步骤，而断开化学键的步骤都属于能垒，由于N≡N键的键能比H—H键的大很多，因此，在上述反应机理中，速率控制步骤为(ⅱ)。 (3)①合成氨的反应中，压强越大越有利于氨的合成，因此，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。由图中信息可知，在相同温度下，反应达平衡时压强越大，氨的摩尔分数越大，因此，图中压强由小到大的顺序为p1＜p2＜p3，判断的依据是合成氨的反应为气态物质分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。 ②对比图3和图4中的信息可知，在相同温度和相同压强下，图4中平衡时氨的摩尔分数较小。在恒压下充入惰性气体Ar，反应混合物中各组分的浓度减小，各组分的分压也减小，化学平衡要向气态物质分子数增多的方向移动，因此，充入情性气体Ar不利于合成氨，进料组成中含有情性气体Ar的图是图4。 ③图3中，进料组成为＝0.25两者物质的量之比为3∶1。假设进料中氢气和氮气的物质的量分别为3 mol和1 mol，达到平衡时氮气的物质的量变化量为x mol，根据三段式法，则有： 当p2＝20 MPa、＝0.20时，＝＝0.20，解之得x＝，则氮气的转化率α＝≈33.33%，平衡时N2、H2、NH3的物质的量分别为 mol、2 mol、 mol，其物质的量分数分别为、、，则该温度下K′p＝＝(MPa)-2。因此，该温度时，反应N2(g)＋H2(g)⥫⥬NH3(g)的平衡常数Kp＝＝＝ MPa-1。 17．(15分)Ⅰ .在528 K、固定容积的容器中，反应CO(g)＋2H2(g)⥫⥬CH3OH(g)进行过程中能量变化如图甲所示，曲线 Ⅱ 表示使用催化剂时的能量变化。若投入a mol CO、2a mol H2，平衡时能生成0.1a mol CH3OH，反应就具有工业应用价值。 (1)该反应的热化学方程式为_________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________。 (2)若按上述投料比使该反应具有工业应用价值，则CO的平衡转化率为________。 (3)在容器容积不变的前提下，欲提高H2的转化率，可采取的措施有_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出两项即可)。 (4)关于反应历程 Ⅰ 与 Ⅱ 相比较，下列说法正确的是________(填标号)。 A．反应历程 Ⅱ 比 Ⅰ 放出的热量少 B．反应历程 Ⅱ 比 Ⅰ 的反应速率快 C．反应历程 Ⅱ 比 Ⅰ 的平衡常数小 D．反应历程 Ⅱ 和 Ⅰ 中，CO的转化率相同 Ⅱ.已知：A(g)＋3B(g)⥫⥬2C(g)　ΔH＝－92.1 kJ·mol-1，在容器中充入1.4 mol·L-1A与4 mol·L-1B，在达到平衡后改变某条件，A与C的浓度变化如图乙所示。 (5)t3时刻改变的条件为___________________________________________________。 (6)t2～t3时刻的平衡常数为________________________________________________。 答案：Ⅰ .(1)CO(g)＋2H2(g)⥫⥬CH3OH(g)　ΔH＝－91 kJ·mol-1　(2)10%　(3)增大CO浓度、适当降低温度、及时分离生成的CH3OH(答出两项即可)　(4)BD Ⅱ .(5)升温　(6)10 解析： Ⅰ .(1)由题图甲可知，正、逆反应的活化能分别为209.5 kJ·mol-1、255 kJ·mol-1，则反应CO(g)＋H2(g)⥫⥬CH3OH(g)的ΔH＝209.5 kJ·mol-1－255 kJ·mol-1＝－45.5 kJ·mol-1，将上述反应中化学计量数扩大2倍，可得该反应的热化学方程式为CO(g)＋2H2(g)⥫⥬CH3OH(g)　ΔH＝－91 kJ·mol-1。 (2)若投入amol CO、2amol H2，平衡时能生成0.1amol CH3OH，反应就具有工业应用价值，此时消耗0.1amol CO，则CO的平衡转化率为×100%＝10%。 (3)恒容时，欲提高H2的转化率，应使平衡正向移动，可采取的措施有充入CO(g)、降低温度、分离出CH3OH(g)等，因为容器容积不变，故不能采用加压的方法。 (4)反应历程 Ⅱ 加入了催化剂，与反应历程 Ⅰ 相比，降低了反应的活化能，从而加快反应速率，但平衡不移动，反应放出的热量及CO的转化率均不变，A错误，B、D正确；由于反应的温度不变，则平衡常数不变，C错误。 Ⅱ .(5)由题图乙中曲线变化量的比值可知，t3时刻，c(A)逐渐增大，c(C)逐渐减小，说明改变条件，平衡向逆反应方向移动，则t3时刻改变的条件是升高温度。 (6)t1时刻改变条件瞬间，c(A)不变，c(C)由2.0 mol·L-1减小到1.0 mol·L-1，则t1时刻改变的条件是移走一半C；t2时刻改变条件瞬间，c(A)、c(C)均增大，随后c(A)减小，c(C)增大，则t2时刻改变的条件是缩小容器的容积(增大压强)。平衡常数K只与温度有关，0～t3时刻温度保持不变，则平衡常数K不变。t1时刻达到平衡时，c(A)＝0.4 mol·L-1，c(C)＝2.0 mol·L-1，此时c(B)＝1.0 mol·L-1，故t2～t3时刻的平衡常数为K＝＝＝10。 学科网（北京）股份有限公司 $$