第二章 化学反应速率与化学平衡 单元检测基础卷 -2025-2026学年高二上学期化学章末测试卷(人教版选择性必修1)
2025-09-02
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内容正文:
第二章 化学反应速率与化学平衡 单元检测
基础卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:第二章 化学反应速率与化学平衡(人教版2019选择性必修1)。
5.难度系数:0.5
6.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16
一、选择题:本题共15个小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.对于反应 ,下列条件中能使活化分子百分数增加的是
A.增大反应物浓度 B.升高体系的温度
C.缩小反应容器的体积 D.增大气体的压强
【答案】B
【详解】A.增大反应物浓度会增加单位体积内的活化分子数,但活化分子百分数不变,A不符合题意;
B.升高体系的温度会提高分子动能,使更多分子成为活化分子,活化分子百分数增加,B正确;
C.缩小反应容器体积相当于增大压强,单位体积内活化分子数增多,但百分数不变,C不符合题意;
D.增大气体压强同样不会改变活化分子百分数,仅增加单位体积内的活化分子数,D不符合题意;
故选B。
2.已知凡气体分子总数增多的反应一定是熵增加的反应。一定条件下,下列反应不能正向自发进行的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.气体分子数从2增至3,ΔS>0,且ΔH<0,ΔG=ΔH−TΔS始终<0,任何温度下均自发,A不符合题意;
B.气体分子数从2减至1,ΔS<0,且ΔH>0,ΔG=ΔH−TΔS始终>0,任何温度下均不自发,B符合题意;
C.气体分子数从4减至2,ΔS<0,但ΔH<0,低温时ΔG可能<0,反应可自发,C不符合题意;
D.气体分子数从0增至1,ΔS>0,且ΔH>0,高温时ΔG可能<0,反应可自发,D不符合题意;
故选B。
3.可逆反应,C%(产物C的体积分数)与压强的关系如图所示时,下列结论正确的是
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A、B、C全是气体,根据“先拐先平数值大”,由图可知p1曲线先达到平衡,则p1大于p2,p1达到平衡时C%大于p2,说明压强增大,平衡在往正方向移动,则正反应反应方向是物质的量减小的方向,a+b>p。
故答案选B。
4.在密闭容器中,反应达到甲平衡。在仅改变某一条件后,达到乙平衡,对此过程的分析正确的是
A.加入反应物的变化情况 B.缩小容器体积的变化情况
C.增大压强的变化情况 D.升高温度的变化情况
【答案】B
【详解】A.加入反应物的瞬间,反应物浓度增大、生成物浓度不变,则正反应速率突然增大、逆反应瞬时速率不变,Ⅰ中改变条件瞬间正、逆反应速率都增大,故改变的条件不是加入反应物,A错误;
B.该反应前后气体物质的量之和不变,则压强不影响平衡移动,缩小容器体积,反应物和生成物浓度都增大,所以正、逆反应速率都增大,B正确;
C.增大压强化学反应速率增大,达到平衡状态的时间减小,但是压强不影响该反应平衡移动,所以达到平衡状态时甲、乙中的含量应该相同,C错误;
D.该反应的正反应是放热反应,升高温度化学反应速率增大,缩短反应到达平衡状态时间,则甲→乙是降温的过程,平衡正向移动,的含量增大,D错误;
故答案选B。
5.是硅生产工艺的重要中间物,制备原理为。向恒容密闭容器中充入等物质的量的和,仅发生上述反应,不同温度()和不同投料量下,测得平衡时压强对数和的关系如图所示。
下列叙述正确的是
A.
B.温度为时该反应的化学平衡常数为
C.的平衡转化率:c点大于b点
D.b点混合气体的压强是a点的10倍
【答案】D
【详解】根据题干信息,可得到反应的平衡常数,回答下列问题;
A.由图可见,在同样的 p () 下,曲线上的 p (HCl) 大于 曲线,说明温度升高,化学平衡常数增大,该反应为吸热反应(ΔH > 0),A 错误;
B.时平衡常数为,B 错误;
C.由A可知,该反应为吸热反应(ΔH > 0),升高温度反应物平衡转化率增大,平衡转化率c 点大于 b 点,C错误;
D.点 a 与点 b 在同一温度 下,a点,b点,故 b 点的总压恰为 a 点的 10 倍,D 正确;
故答案为:D。
6.对利用甲烷消除污染进行研究,。在密闭容器中,控制不同温度,分别加入和,测得随时间变化的有关实验数据见下表。下列说法正确的是
组别
温度
时间
0
10
20
40
50
①
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
②
0.50
0.30
0.18
0.15
A.①中,内,的降解速率为
B.由实验数据可知实验控制的温度:
C.时,表格中对应的浓度为
D.内,的降解速率:①>②
【答案】C
【详解】A.计算0~20min内CH4的降解速率:变化量为0.50-0.25=0.25mol,浓度变化为=0.125mol/L,速率为=0.00625mol/(L·min),与选项A的0.0125不符,A错误;
B.实验②在相同时间内CH4消耗更多,说明反应速率更快,温度更高,因此T1<T2,错误;
C.T1组40min时CH4消耗0.40mol,对应NO2消耗0.80mol,剩余NO2为1.2-0.8=0.40mol,浓度为,C正确;
D.0~10min内,①的CH4降解速率为,②为,①<②,D错误;
答案选C。
7.研究化学反应进行的方向对于反应设计等具有重要意义,下列说法正确的是
A.的反应在温度低时不能自发进行
B.在其他外界条件不变的情况下,汽车排气管中使用催化剂,可以改变产生尾气的反应方向
C.反应常温下能自发进行,则该反应的
D.一定温度下,反应的
【答案】D
【详解】A.ΔH<0、ΔS>0的反应在任何温度下均满足ΔG=ΔH−TΔS<0,因此总能自发进行,温度低时也能自发,A错误;
B.催化剂仅改变反应速率,不影响反应方向,无法改变ΔG,因此不能改变反应方向,B错误;
C.该反应生成固体,气体物质的量减少,ΔS<0。常温下自发(ΔG<0),需满足ΔH−TΔS<0,即ΔH必须为负值,故ΔH>0的说法错误,C错误;
D.MgCl2分解为Mg和Cl2是吸热反应(ΔH>0),且生成气体导致熵增(ΔS>0),D正确;
故选D。
8.下列说法不正确的是
A.,达到平衡后,升高温度,对逆反应的速率影响更大
B.,减小压强,平衡右移,则反应的平衡常数增大
C.恒温恒容发生反应:,气体平均摩尔质量不变时,反应达平衡状态
D.,使用高效催化剂纳米CaO可降低反应的活化能
【答案】B
【详解】A.该反应为放热反应(ΔH<0),升高温度会同等程度增加正、逆反应速率,但对吸热的逆反应速率影响更大,A正确;
B.平衡常数K仅与温度有关,减小压强,平衡右移,但温度未变,则K不变,B错误;
C.由反应方程式可知,反应物和生成物均为气体,则反应前后气体总质量不变,但总物质的量变小,则根据公式:可知,平均摩尔质量随反应进行不断变大,当其不变时,说明该反应达到平衡状态,C正确;
D.纳米CaO为该反应的催化剂,催化剂可降低活化能,加快反应速率, D正确;
故选B。
9.下列说法正确的是
A.在合成氨反应中:,一定条件下,将通入恒容的容器中反应,当物质的量分数不变时可逆反应达到平衡状态
B.平衡: 中,断裂中的共价键所需能量小于断裂中的共价键所需能量
C. , ,则
D. ,则正反应的活化能大于逆反应的活化能
【答案】B
【详解】A.列出三段式:
反应后总物质的量变化为2-2x,N2的物质的量分数始终为,无法作为平衡标志,A错误;
B. ,ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和<0,故2mol NO2的键能总和小于1mol N2O4的键能总和,断裂所需能量更小,B正确;
C.固体Na和Cl2生成气态Na+和Cl-需吸收大量能量(升华、电离等),ΔH>0,C错误;
D.ΔH=正反应活化能-逆反应活化能<0,故正反应活化能小于逆反应,D错误;
故选B。
10.在容积为2L的恒容密闭容器中,通入一定量的A,发生反应 。温度恒定为100℃时,体系中A和B的物质的量随时间变化如图所示。
下列说法不正确的是
A.0~10s时段,反应速率为
B.时刻体系内为
C.若,则反应达到平衡状态
D.欲测定A的相对分子质量,应采用的适宜条件为高温低压
【答案】C
【详解】A.由图可知,0~10s时段,反应速率为,A正确;
B.结合方程式可知,时刻体系内,B正确;
C.不能说明正、逆反应速率相等,反应不平衡,C错误;
D.该反应为气体分子数减小的放热反应,则欲测定A的相对分子质量,应该使平衡尽可能逆向移动,应采用的适宜条件为高温低压,D正确;
故选C。
11.工业上利用甲烷制取炭黑的反应是① ;反应过程中容易发生副反应:② 。下列有关说法中正确的是
A.反应①在常温下就可以自发进行 B.焓变是副反应②自发进行的决定因素
C.制取炭黑允许的最低温度是927.8K D.温度越高对制取炭黑越有利
【答案】C
【详解】A.反应①的ΔH为+74.848 kJ/mol,ΔS为+80.674 J/(mol·K),常温(298K)时,ΔG=ΔH−TΔS≈50.8 kJ/mol>0,无法自发进行,A错误;
B.从焓变角度看,副反应②的ΔH为+376.426 kJ/mol,为吸热反应,无自发进行倾向;从熵变角度看,ΔS=+220.211J/(mol·K)>0,有自发进行的倾向,所以熵变才是副反应②自发进行的决定因素,B错误;
C.反应①自发的最低温度T=≈927.8K,C正确;
D.温度过高会促进副反应②的发生,消耗更多甲烷生成乙炔,对制取炭黑越不利,D错误;
故选C。
12.在一定温度时,将1molA和2mol B放入容积为5L的某密闭容器中发生反应:,经5min后,测得容器内B的浓度减少了,下列叙述正确的是
A.5min时,容器内气体总物质的量为2.5mol
B.在5min内,用A的浓度变化表示的该反应的速率为
C.当时,该反应已达到平衡状态
D.保持容器体积不变,增加充入A物质的量,则反应速率增大
【答案】A
【详解】A.起始时,B的浓度为,5min时,B的浓度减少,剩余0.2mol/L,生成C和D的浓度分别为和,总气体物质的量为,A正确;
B.A为固体,无法用A的浓度变化表示反应速率,B错误;
C.平衡时正逆反应速率相等,正确关系应为当,该反应已达到平衡状态,C错误;
D.保持容器体积不变,增加充入A物质的量,A为固体,浓度为定值,反应速率不变,D错误;
故选A。
13.下列关于化学反应速率的说法正确的是
A.升高温度可降低化学反应的活化能,提高活化分子百分数,加快化学反应速率
B.反应物浓度增大,单位体积活化分子数增多,有效碰撞的几率增加,反应速率增大
C.催化剂能提高活化分子的活化能,从而加快反应速率
D.工业合成氨反应中将氨气液化分离,则会正反应速率加快
【答案】B
【详解】A.升高温度不会降低反应的活化能,而是通过提供能量使更多分子变为活化分子,从而提高活化分子百分数,加快反应速率;A错误;
B.反应物浓度增大时,单位体积内分子总数增加,活化分子数随之增多,有效碰撞几率增大,反应速率增大;B正确;
C.催化剂通过降低反应的活化能,使更多分子成为活化分子,而非提高活化能;C错误;
D.将氨气液化分离会减少生成物浓度,导致正反应速率因反应物浓度逐渐降低而减慢,而非加快;D错误;
故选B。
14.近年来,为了达成“碳达峰,碳中和”目标,科学家们陆续研发了许多反应实现碳的固定,其中一种是利用H2、CO2合成生物质能源甲醇,反应方程式为。T℃下向两恒温密闭容器甲、乙中均充入1molCO2(g)和3molH2(g),它们分别在有水分子筛(只允许水分子透过)和无水分子筛条件下反应,测得CO2平衡转化率与压强的关系如图。下列说法错误的是
A.随着压强增大,该反应平衡正向移动,CO2的平衡转化率增大
B.使用了水分子筛的容器是甲
C.a、M两点对应的化学平衡常数大小关系:
D.a、M两点对应的反应速率大小关系:
【答案】B
【详解】A.该反应是气体体积缩小的反应,故压强增大,该反应平衡正向移动,CO2的平衡转化率增大,故A正确;
B.使用了水分子隔离膜的反应器可以去除生成物H2O,平衡正向移动,CO2平衡转化率高,所以使用了水分子隔离膜的反应器是乙,故B错误;
C.容器是恒温的,a、M点的温度相同,故平衡常数大小关系:,故C正确;
D.M点压强大于a点的压强,故a、M两点对应的反应速率大小关系:,故D正确;
答案选B。
15.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:
反应Ⅱ:
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、与的体积分数如图所示。下列说法正确的是
A.曲线Y代表的是的平衡体积分数
B.反应的
C.1050℃下反应,增大体系的压强,平衡后的体积分数可能达到0.07%
D.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
【答案】D
【详解】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。
A.由分析可知,曲线Y代表的是的平衡体积分数,A错误;
B.根据反应Ⅰ和反应Ⅱ,利用盖斯定律可得: kJ⋅mol,B错误;
C.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,平衡后的体积分数小于0.07,C错误;
D.1050℃-1150℃之间,的体积分数越来越小,反应Ⅱ速率增大的幅度大于反应Ⅰ,平衡转化率得到提高,所以平衡转化率与平衡转化率的差值随温度升高减小,D正确;
故选D。
二、非选择题:本题共5个小题,共55分。
16.(11分)回答下列问题:
(1)用钌的配合物作催化剂,一定条件下可直接光催化分解,发生反应:,该反应的∆H (填“>”“<”或“=”,下同)0,∆S 0,在低温下,该反应 (填“能”或“不能”)自发进行。
(2)超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,化学方程式为。反应在常温下能够自发进行,则反应的∆H
(填“>”“<”或“=”)0。
(3)已知在、时石灰石分解反应的、。
①常温下,该反应 (填“能”或“不能”)自发进行。
②据本题反应数据分析,温度 (填“能”或“不能”)成为反应进行方向的决定因素。
(4)已知,该反应能够自发进行的反应条件是 。
(5)某吸热反应能自发进行,则该反应的∆S (填“>”或“<”)0。
【答案】> > 不能 < 不能 能 高温 >
【详解】(1)由于在中燃烧生成为放热反应,则二氧化碳分解生成和氧气的反应为吸热反应,,根据化学方程式可知,反应后气体的化学计量数之和增加,,故低温下,反应不能自发进行。
(2)时反应自发进行,通过化学方程式可知常温下,常温下反应能够自发进行,则。
(3)①根据时反应自发进行,已知,,则常温下不能自发进行;
②该反应的、,高温条件下能使,而常温条件下,则该反应中温度能成为决定反应进行方向的因素。
(4)该反应的、,则高温时,反应能自发进行。
(5)已知某吸热反应能自发进行,即,,则。
17.(11分)工业废气中的二氧化碳可以合成甲醇。回答下列问题:
(1)我国科学家发现,双金属氧化物催化加氢制甲醇性能优异,相邻的(活化位点,代表氧空位)和位点(活化位点)之间具有协同作用,提高了加氢制甲醇的反应活性。反应机理如图所示:
该机理表示制取甲醇的化学方程式是 ;是反应过程中的 (填“催化剂”或“中间产物”)。
(2)和发生上述反应合成甲醇时,通常还伴随副反应: ;在、条件下,相同时间内温度对反应的影响如图所示(精甲醇时空收率指在给定反应条件下,单位时间内,单位体积催化剂能获得甲醇的质量):
①结合转化率数据,和合成甲醇的反应是 (填“吸热反应”或“放热反应”),理由是 。
②达到平衡后,随着温度升高,总转化率升高的原因是 。
(3)实验选用铜基催化剂,条件下,发生上述反应,温度对反应平衡的影响如下表所示:代表的转化率;代表的选择性,代表甲醇的选择性,甲醇的选择性。
温度/℃
200
4.93
49.22
50.78
220
9.77
31.33
68.67
240
14.83
24.72
75.28
温度是240℃时,若实验开始时加入的,反应达到平衡时生成甲醇的物质的量是 (保留小数点后两位)。
【答案】
(1) 中间产物
(2)放热反应 一定温度后,随着温度升高,CO2生成CH3OH的转化率降低,说明平衡逆向移动,所以和合成甲醇反应是放热反应 副反应为吸热反应,升高温度,副反应平衡正向移动,消耗更多CO2,使CO2总转化率升高
(3)0.22mol
【详解】(1)从反应机理图可知,反应物是CO2和H2,生成物是CH3OH和H2O,总反应为,观察反应机理图, 这个物质在反应过程中先生成,后又参与反应被消耗,符合中间产物的特征,所以它是反应过程中的中间产物;
(2)从图中可以看到,一定温度后,随着温度升高,CO2生成CH3OH的转化率降低,根据勒夏特列原理,升高温度,平衡向吸热方向移动,CO2生成CH3OH的转化率降低,说明平衡逆向移动,逆向为吸热反应,所以和合成甲醇反应是放热反应;达到平衡后,因为存在副反应,该副反应是吸热反应,升高温度,副反应平衡正向移动,消耗了更多的CO2,所以CO2总转化率升高。
(3),,则,240℃时,, ,的转化量为 ,生成甲醇消耗的的量为,根据反应,生成甲醇的物质的量是。
18.(11分)化学实验是认识化学概念、掌握化学规律、提升化学素养的重要手段。化学反应速率是衡量化学反应快慢的重要概念。
回答下列问题:
(1)对于可逆反应:,可由计算该反应速率。对由该公式计算得到的速率,下列认识正确的是________(填字母)。
A. B.
C.一定时间内的平均速率 D.某时刻的瞬时速率
(2)恒温恒容条件下发生反应:,下列量中,不能通过实验测定一定时间内其变化数值来计算反应速率的是________(填字母)。
A.的浓度变化 B.总压强的变化
C.的分压变化 D.的物质的量变化
(3)过二硫酸铵与碘化钾反应速率的测定。原理:(慢反应);为了测定该反应一定时间内物质浓度的变化,向溶液中加入一定体积一定浓度的溶液,发生反应:(快反应)。
①某实验中向反应器中先加入溶液、溶液、淀粉溶液,再迅速加入溶液开始计时,当观察到 现象时停止计时,时间为,内用表示的平均反应速率 (用含的代数式表示,假设溶液体积具有加和性)。
②实验测定反应的速率与浓度的关系。假设反应的,为速率常数。
实验数据如下表:
反应温度/K
298
实验序号
i
ii
iii
iv
v
试剂用量/
溶液
4
4
4
2
1
溶液
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
0.2%淀粉溶液
1
1
1
1
1
溶液
-
-
-
2
溶液
-
3
-
-
溶液
4
2
1
4
4
起始浓度/
溶液
0.076
0.076
0.076
0.038
0.019
溶液
溶液
0.076
0.038
0.019
0.076
0.076
反应速率
, 。
③通过以上实验数据计算 ; 。
【答案】
(1)C
(2)B
(3)溶液出现蓝色且半分钟内不褪色 3 2 1 1
【详解】(1)对于可逆反应,公式计算得到的速率是一定时间内反应物或生成物浓度变化的平均速率,因为该公式是基于一段时间内浓度的变化量来计算的,不能反映某一时刻的瞬时速率。而且在可逆反应中,正反应和逆反应同时进行,不同物质的反应速率之比等于化学计量数之比,所以用不同物质表示的反应速率数值可能不同,但表示的意义是相同的,都表示该反应在这段时间内的平均速率。故答案选C。
(2)对于反应,在恒温恒容条件下,反应速率可以通过测量一定时间内反应物或生成物的浓度变化来计算。
A.H2 的浓度变化可以直接通过实验测定,根据可计算反应速率,A正确;
B.该反应是反应前后气体分子数不变的反应,在恒温恒容条件下,总压强始终不变,所以不能通过总压强的变化来计算反应速率,B错误;
C.的分压变化可以通过相关公式转化为浓度变化,进而计算反应速率,C正确;
D.的物质的量变化除以体积可以转化为浓度的变化,从而计算反应速率,D正确;
故答案选B。
(3)①向反应器中先加入溶液、溶液、淀粉溶液,再迅速加入溶液开始计时,反应中与KI反应生成I2,I2又与反应,当完全反应后,再生成的I2会使淀粉溶液变蓝,所以当观察到溶液出现蓝色且半分钟内不褪色现象时停止计时。根据反应和,可得关系式,参加反应的,则,因而求得,。
②结合图表分析可知, 各组实验保持溶液总体积不变,由此可得出3,2。根据反应速率方程,由实验i、ii、iii可知c(I −)不变,变为原来的,反应速率也变为原来的,所以m=1;由实验i、iv可知,不变,c(I −)变为原来的,反应速率也变为原来的,所以n=1。
19.(11分)研究氮氧化物的反应机理,对于消除环境污染有重要意义。回答下列问题:
(1)研究发现的速率随温度的升高而减小,该反应由如下两个基元反应构成(k为相应的正、逆反应速率常数,只与温度有关):
i:(快),;
ii:___________(慢),。
①写出基元反应ii的方程式: ;两个基元反应的活化能相对大小关系为 (填“>”“<”或“=”)。
②基元反应i的平衡常数 (用含速率常数的代数式表示)。
(2)工业上利用反应可将氮的氧化物转化为无害气体,向某密闭容器中通入,测得在其他条件相同时,平衡体系中的物质的量分数与压强、温度T之间的关系如图所示:
①图中曲线Ⅱ表示 (填“等温”或“等压”)过程,判断的依据是 。
②若a点对应的压强恒为,反应开始到达到平衡所用时间为,则此时间段内 ,平衡常数 。
【答案】
(1) <
(2)等压 正反应为放热反应,温度越高,平衡时越小 0.6 1
【详解】(1)①总反应减基元反应i得基元反应ii为;基元反应i为快反应,基元反应ii为慢反应,慢反应活化能较大,故。②平衡时,所以,。
(2)①正反应放热,升高温度平衡逆向移动,的物质的量分数减小;正反应为气体体积减小的反应,增大压强平衡正向移动,的物质的量分数增大,故图中曲线Ⅱ表示等压、升温过程。
②设平衡时生成了,
,
,若a点对应的压强为的平衡压强为的初始压强为,反应开始到达到平衡所用时间为,则此时间段内;的平衡压强为的平衡压强为的平衡压强为,平衡常数。
20.(11分)化学反应原理主要研究化学反应的基本规律。
(1)时,在体积为的恒容密闭容器中充入和,发生反应:随时间的变化如下表:
时间/s
0
1
2
3
4
5
0.20
0.12
0.06
0.02
0.02
0.02
①下列既能使加快反应速率,又能增大平衡转化率的是 (填字母)。
A.及时分离出气体 B.适当升高温度 C.增大的浓度 D.选择高效的催化剂
②内,计算用表示的平均反应速率 。
③时,该反应的平衡常数 (填计算结果)。相同温度下的另一容器中也发生着该反应,某时刻测出三者的浓度分别是和,此时 (填“>”“<”或“=”)。
④若平衡后容器内的压强为,写出分压平衡常数的计算表达式 (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(2)在恒温恒容密闭容器中充入一定量,发生反应,已知该反应的速率方程分别是和,其中为该反应的速率常数,通常只与温度、催化剂的活性有关。
①升高温度,速率常数和会 (填“增大”“减小”或“不变”),平衡 (填“正向”“逆向”或“不”)移动。
②根据题意,推断反应的平衡常数K与速率常数的关系式为 。
【答案】
(1)C 16200 >
(2)增大 逆向
【详解】(1)①及时分离出气体,可以使平衡正向移动,平衡转化率增大,但浓度降低,反应速率减慢,A不选;该反应为放热反应,适当升高温度,反应速率加快,但是平衡逆向移动,平衡转化率降低,B不选;增大的浓度,反应速率加快,同时使平衡正向移动,平衡转化率增大,C选;选择高效的催化剂能加快反应速率,但不影响平衡的移动,D不选;故选C.
②内,,则,用表示的平均反应速率;③由表中数据列三段式有
,
平衡常数;另一个容器的,此时平衡正向移动,即;④平衡时,容器内气体总物质的量为、;
(2)①升高温度,均增大,则和会增大;,该反应的,升高温度,平衡逆向移动;②反应达到平衡状态时,,则,平衡常数表达式:。
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第二章 化学反应速率与化学平衡 单元检测
基础卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:第二章 化学反应速率与化学平衡(人教版2019选择性必修1)。
5.难度系数:0.5
6.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16
一、选择题:本题共15个小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.对于反应 ,下列条件中能使活化分子百分数增加的是
A.增大反应物浓度 B.升高体系的温度
C.缩小反应容器的体积 D.增大气体的压强
2.已知凡气体分子总数增多的反应一定是熵增加的反应。一定条件下,下列反应不能正向自发进行的是
A. B.
C. D.
3.可逆反应,C%(产物C的体积分数)与压强的关系如图所示时,下列结论正确的是
A. B. C. D.
4.在密闭容器中,反应达到甲平衡。在仅改变某一条件后,达到乙平衡,对此过程的分析正确的是
A.加入反应物的变化情况 B.缩小容器体积的变化情况
C.增大压强的变化情况 D.升高温度的变化情况
5.是硅生产工艺的重要中间物,制备原理为。向恒容密闭容器中充入等物质的量的和,仅发生上述反应,不同温度()和不同投料量下,测得平衡时压强对数和的关系如图所示。
下列叙述正确的是
A.
B.温度为时该反应的化学平衡常数为
C.的平衡转化率:c点大于b点
D.b点混合气体的压强是a点的10倍
6.对利用甲烷消除污染进行研究,。在密闭容器中,控制不同温度,分别加入和,测得随时间变化的有关实验数据见下表。下列说法正确的是
组别
温度
时间
0
10
20
40
50
①
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
②
0.50
0.30
0.18
0.15
A.①中,内,的降解速率为
B.由实验数据可知实验控制的温度:
C.时,表格中对应的浓度为
D.内,的降解速率:①>②
7.研究化学反应进行的方向对于反应设计等具有重要意义,下列说法正确的是
A.的反应在温度低时不能自发进行
B.在其他外界条件不变的情况下,汽车排气管中使用催化剂,可以改变产生尾气的反应方向
C.反应常温下能自发进行,则该反应的
D.一定温度下,反应的
8.下列说法不正确的是
A.,达到平衡后,升高温度,对逆反应的速率影响更大
B.,减小压强,平衡右移,则反应的平衡常数增大
C.恒温恒容发生反应:,气体平均摩尔质量不变时,反应达平衡状态
D.,使用高效催化剂纳米CaO可降低反应的活化能
9.下列说法正确的是
A.在合成氨反应中:,一定条件下,将通入恒容的容器中反应,当物质的量分数不变时可逆反应达到平衡状态
B.平衡: 中,断裂中的共价键所需能量小于断裂中的共价键所需能量
C. , ,则
D. ,则正反应的活化能大于逆反应的活化能
10.在容积为2L的恒容密闭容器中,通入一定量的A,发生反应 。温度恒定为100℃时,体系中A和B的物质的量随时间变化如图所示。
下列说法不正确的是
A.0~10s时段,反应速率为
B.时刻体系内为
C.若,则反应达到平衡状态
D.欲测定A的相对分子质量,应采用的适宜条件为高温低压
11.工业上利用甲烷制取炭黑的反应是① ;反应过程中容易发生副反应:② 。下列有关说法中正确的是
A.反应①在常温下就可以自发进行 B.焓变是副反应②自发进行的决定因素
C.制取炭黑允许的最低温度是927.8K D.温度越高对制取炭黑越有利
12.在一定温度时,将1molA和2mol B放入容积为5L的某密闭容器中发生反应:,经5min后,测得容器内B的浓度减少了,下列叙述正确的是
A.5min时,容器内气体总物质的量为2.5mol
B.在5min内,用A的浓度变化表示的该反应的速率为
C.当时,该反应已达到平衡状态
D.保持容器体积不变,增加充入A物质的量,则反应速率增大
13.下列关于化学反应速率的说法正确的是
A.升高温度可降低化学反应的活化能,提高活化分子百分数,加快化学反应速率
B.反应物浓度增大,单位体积活化分子数增多,有效碰撞的几率增加,反应速率增大
C.催化剂能提高活化分子的活化能,从而加快反应速率
D.工业合成氨反应中将氨气液化分离,则会正反应速率加快
14.近年来,为了达成“碳达峰,碳中和”目标,科学家们陆续研发了许多反应实现碳的固定,其中一种是利用H2、CO2合成生物质能源甲醇,反应方程式为。T℃下向两恒温密闭容器甲、乙中均充入1molCO2(g)和3molH2(g),它们分别在有水分子筛(只允许水分子透过)和无水分子筛条件下反应,测得CO2平衡转化率与压强的关系如图。下列说法错误的是
A.随着压强增大,该反应平衡正向移动,CO2的平衡转化率增大
B.使用了水分子筛的容器是甲
C.a、M两点对应的化学平衡常数大小关系:
D.a、M两点对应的反应速率大小关系:
15.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:
反应Ⅱ:
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、与的体积分数如图所示。下列说法正确的是
A.曲线Y代表的是的平衡体积分数
B.反应的
C.1050℃下反应,增大体系的压强,平衡后的体积分数可能达到0.07%
D.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
二、非选择题:本题共5个小题,共55分。
16.(11分)回答下列问题:
(1)用钌的配合物作催化剂,一定条件下可直接光催化分解,发生反应:,该反应的∆H (填“>”“<”或“=”,下同)0,∆S 0,在低温下,该反应 (填“能”或“不能”)自发进行。
(2)超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,化学方程式为。反应在常温下能够自发进行,则反应的∆H
(填“>”“<”或“=”)0。
(3)已知在、时石灰石分解反应的、。
①常温下,该反应 (填“能”或“不能”)自发进行。
②据本题反应数据分析,温度 (填“能”或“不能”)成为反应进行方向的决定因素。
(4)已知,该反应能够自发进行的反应条件是 。
(5)某吸热反应能自发进行,则该反应的∆S (填“>”或“<”)0。
17.(11分)工业废气中的二氧化碳可以合成甲醇。回答下列问题:
(1)我国科学家发现,双金属氧化物催化加氢制甲醇性能优异,相邻的(活化位点,代表氧空位)和位点(活化位点)之间具有协同作用,提高了加氢制甲醇的反应活性。反应机理如图所示:
该机理表示制取甲醇的化学方程式是 ;是反应过程中的 (填“催化剂”或“中间产物”)。
(2)和发生上述反应合成甲醇时,通常还伴随副反应: ;在、条件下,相同时间内温度对反应的影响如图所示(精甲醇时空收率指在给定反应条件下,单位时间内,单位体积催化剂能获得甲醇的质量):
①结合转化率数据,和合成甲醇的反应是 (填“吸热反应”或“放热反应”),理由是 。
②达到平衡后,随着温度升高,总转化率升高的原因是 。
(3)实验选用铜基催化剂,条件下,发生上述反应,温度对反应平衡的影响如下表所示:代表的转化率;代表的选择性,代表甲醇的选择性,甲醇的选择性。
温度/℃
200
4.93
49.22
50.78
220
9.77
31.33
68.67
240
14.83
24.72
75.28
温度是240℃时,若实验开始时加入的,反应达到平衡时生成甲醇的物质的量是 (保留小数点后两位)。
18.(11分)化学实验是认识化学概念、掌握化学规律、提升化学素养的重要手段。化学反应速率是衡量化学反应快慢的重要概念。
回答下列问题:
(1)对于可逆反应:,可由计算该反应速率。对由该公式计算得到的速率,下列认识正确的是________(填字母)。
A. B.
C.一定时间内的平均速率 D.某时刻的瞬时速率
(2)恒温恒容条件下发生反应:,下列量中,不能通过实验测定一定时间内其变化数值来计算反应速率的是________(填字母)。
A.的浓度变化 B.总压强的变化
C.的分压变化 D.的物质的量变化
(3)过二硫酸铵与碘化钾反应速率的测定。原理:(慢反应);为了测定该反应一定时间内物质浓度的变化,向溶液中加入一定体积一定浓度的溶液,发生反应:(快反应)。
①某实验中向反应器中先加入溶液、溶液、淀粉溶液,再迅速加入溶液开始计时,当观察到 现象时停止计时,时间为,内用表示的平均反应速率 (用含的代数式表示,假设溶液体积具有加和性)。
②实验测定反应的速率与浓度的关系。假设反应的,为速率常数。
实验数据如下表:
反应温度/K
298
实验序号
i
ii
iii
iv
v
试剂用量/
溶液
4
4
4
2
1
溶液
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
0.2%淀粉溶液
1
1
1
1
1
溶液
-
-
-
2
溶液
-
3
-
-
溶液
4
2
1
4
4
起始浓度/
溶液
0.076
0.076
0.076
0.038
0.019
溶液
溶液
0.076
0.038
0.019
0.076
0.076
反应速率
, 。
③通过以上实验数据计算 ; 。
19.(11分)研究氮氧化物的反应机理,对于消除环境污染有重要意义。回答下列问题:
(1)研究发现的速率随温度的升高而减小,该反应由如下两个基元反应构成(k为相应的正、逆反应速率常数,只与温度有关):
i:(快),;
ii:___________(慢),。
①写出基元反应ii的方程式: ;两个基元反应的活化能相对大小关系为 (填“>”“<”或“=”)。
②基元反应i的平衡常数 (用含速率常数的代数式表示)。
(2)工业上利用反应可将氮的氧化物转化为无害气体,向某密闭容器中通入,测得在其他条件相同时,平衡体系中的物质的量分数与压强、温度T之间的关系如图所示:
①图中曲线Ⅱ表示 (填“等温”或“等压”)过程,判断的依据是 。
②若a点对应的压强恒为,反应开始到达到平衡所用时间为,则此时间段内 ,平衡常数 。
20.(11分)化学反应原理主要研究化学反应的基本规律。
(1)时,在体积为的恒容密闭容器中充入和,发生反应:随时间的变化如下表:
时间/s
0
1
2
3
4
5
0.20
0.12
0.06
0.02
0.02
0.02
①下列既能使加快反应速率,又能增大平衡转化率的是 (填字母)。
A.及时分离出气体 B.适当升高温度 C.增大的浓度 D.选择高效的催化剂
②内,计算用表示的平均反应速率 。
③时,该反应的平衡常数 (填计算结果)。相同温度下的另一容器中也发生着该反应,某时刻测出三者的浓度分别是和,此时 (填“>”“<”或“=”)。
④若平衡后容器内的压强为,写出分压平衡常数的计算表达式 (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(2)在恒温恒容密闭容器中充入一定量,发生反应,已知该反应的速率方程分别是和,其中为该反应的速率常数,通常只与温度、催化剂的活性有关。
①升高温度,速率常数和会 (填“增大”“减小”或“不变”),平衡 (填“正向”“逆向”或“不”)移动。
②根据题意,推断反应的平衡常数K与速率常数的关系式为 。
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