第二章化学反应速率与化学平衡 单元测试 -2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

人教版高中化学选择性必修1第二章化学反应速率与化学平衡章末检测试题 可能用到的相对原子质量:H 1　B 11　C 12　N 14　O 16　Na 23　K 39　Ca 40　Fe 56　Cu 64 一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意) 1.在Fe2O3的催化作用下,向200 ℃的恒温恒容密闭容器中充入CH4和NO2,发生反应:CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+N2(g)+2H2O(g),该反应的化学平衡常数为K1。该温度下反应CO2(g)+N2(g)+H2O(g)CH4(g)+NO2(g)的化学平衡常数K2为（ ） A. B. C.K1 D. 2.下列诗句中体现熵减过程的是（ ） A.鸡声茅店月,人迹板桥霜 B.野火烧不尽,春风吹又生 C.呵笔难临帖,敲床且煮茶 D.雪消冰又释,景和风复暄 3.飞秒化学对了解反应机理十分重要。C2I2F4光分解反应为C2I2F4F2—F2+2I·,经过2×10-15 s后C2I2F4的浓度减少6×10-5 mol·L-1。则该时间段内用I·表示的反应速率是（ ） A.6×10-5 mol·L-1·s-1 B.3×1010 mol·L-1·s-1 C.6×1010 mol·L-1·s-1 D.3×10-10 mol·L-1·s-1 4.实验室配制碘水时,通常将I2溶于KI溶液:I2(aq)+I-(aq)(aq)　ΔH<0。欲使该溶液中c(I-)增大,下列操作可行的是（ ） A.加入NaOH固体 B.降温 C.加水稀释 D.加入AgNO3固体 5.氯胺(NH2Cl)能与水反应生成强氧化性的物质,可作长效缓释消毒剂。制备氯胺的反应为NH3(g)+Cl2(g)NH2Cl(g)+HCl(g)　ΔH,已知部分化学键的键能如表所示: 键能/(kJ·mol-1) 391 243 200 431 化学键 N—H Cl—Cl N—Cl H—Cl 上述反应的ΔH为（ ） A.+3 kJ·mol-1 B.-3 kJ·mol-1 C.+370 kJ·mol-1 D.-370 kJ·mol-1 6.向恒温恒容密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2。反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达到平衡后,移出一定量的SO3,达到新平衡时,下列有关判断错误的是（ ） A.正反应速率不变 B.O2的平衡转化率增大 C.SO3的浓度减小 D.化学平衡常数不变 7.1000 K时,反应Ni(s)+H2O(g)NiO(s)+H2(g)的平衡常数K=0.0059。当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时,该反应（ ） A.已达到平衡状态 B.未达到平衡状态,反应正向进行 C.未达到平衡状态,反应逆向进行 D.无法确定 8.一定温度下,向恒容密闭容器中充入一定量的PF3Cl2(g),发生反应:5PF3Cl2(g)3PF5(g)+2PCl5(g)。下列情况能说明反应达到平衡状态的是（ ） A.混合气体的总压强不变 B.PF5的生成速率与PF3Cl2的生成速率之比为3∶5 C.混合气体的平均密度不变 D.PF5和PCl5的物质的量之比不变 9.化学不仅可以成就梦想,也能改变生活。下列活动项目与对应化学原理没有关联或关联性错误的是（ ） 选项 活动项目 化学原理 A 用不同温度的水泡茶 温度不同,茶多酚的溶解速率不同 B 乙酸钠过饱和溶液结晶形成温热“冰球” 该过程放热 C 工业合成氨采用“高温”条件 升温可提高氨气的产率 D 将一氧化碳中毒的病人移至高压氧舱 救治原理与平衡移动有关 A.A B.B C.C D.D 10.柴油机车辆尾气中含有大量NO,NO会形成光化学烟雾,污染空气,可用尿素水解生成的NH3对其进行净化处理。反应原理为4NH3(g)+O2(g)+4NO(g)4N2(g)+6H2O(g)。NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是（ ） A.若该反应在任何温度下都能自发进行,则ΔH<0 B.上述反应中,生成1 mol N2时转移电子的数目为3NA C.实际应用中,加入尿素的量不宜过多 D.当2v正(NH3)=3v逆(H2O)时,该反应达到平衡状态 11.向体积为2 L的恒容密闭容器中充入2 mol X和1 mol Y,发生反应:2X(g)+Y(g)3Z(g)　ΔH,反应过程中在相同时间内测得混合体系中X的体积分数随温度的变化情况如图所示。下列推断正确的是（ ） A.ΔH>0 B.X的正反应速率:W点=M点 C.升高温度,该反应的活化分子百分数减小 D.平衡时充入Z,达到新平衡时Z的体积分数不变 12.我国科学家为了实现低温催化水煤气变换,研究合成了一种新型Au15/MoC材料。在其催化下的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物质用“*”标注,TS指过渡态。下列说法正确的是（ ） A.新型Au15/MoC材料可以减小水煤气变换反应的焓变 B.该历程中分子从催化剂表面脱附都是吸热过程 C.以TS2为过渡态的反应中有极性键的断裂和形成 D.决定水煤气变换反应速率的基元反应的活化能为0.82 eV 13.向一恒容密闭容器中充入1 mol CO和一定量的H2,发生反应:CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)。平衡时CO的百分含量w(CO)和投料比x[]随温度的变化情况如图所示。下列说法错误的是（ ） A.x1>x2 B.a、b点对应的化学平衡常数:Ka>Kb C.CO的平衡转化率:c点<b点 D.反应温度为T1时,容器内气体压强不变说明反应达到平衡状态 14.T ℃时,向体积不等的恒容密闭容器中分别充入1 mol PCl5(g),发生反应:PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)　ΔH。10 min时,测得各容器中PCl5的转化率与容器容积(V1<V2<V3)的关系如图所示。下列说法正确的是（ ） A.b点再充入一定量的PCl5,平衡正向移动,PCl5的转化率减小 B.d点:v正=v逆 C.正反应速率:v(b)=v(d) D.若a点为平衡点,则平衡常数K约为0.27 二、非选择题(本题包括4小题,共58分) 15.(14分)KMnO4是一种常见的氧化剂,在酸性条件下能与H2C2O4发生反应。为了探究外界条件对化学反应速率的影响,某小组同学进行了如下实验(H2C2O4溶液足量): 【实验内容及记录】 实验 编号 室温下,试管中所加试剂及其用量/mL 室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min 某浓度H2C2O4 溶液 H2O 0.2 mol·L-1 KMnO4溶液 3 mol·L-1 H2SO4 1 3.0 2.0 3.0 2.0 4.0 2 2.0 3.0 y 2.0 5.2 3 1.0 x 3.0 2.0 6.4 (1)写出反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　。 (2)结合探究目的和表中的实验数据,可以得到的结论是　　　　　　　　　　。 (3)表格中x=　　　　,y=　　　　。 (4)实验1中用KMnO4表示的平均反应速率为　　　　。 (5)有同学查阅资料发现,Mn2+对该反应能起到催化作用。为了验证这一发现,请帮助该同学完成实验。 实验 编号 室温下,试管中所加试剂及其用量/mL 再向试管中加入少量固体 室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min 某浓度 H2C2O4 溶液 H2O 0.2 mol·L-1 KMnO4溶液 3 mol·L-1 H2SO4 4 3.0 2.0 3.0 2.0 　　　 t ①实验4中向试管中加入的固体最好是　　　　(填化学式)。 ②t　　　　(填“>”“<”或“=”)4。 16.(14分)H2S为易燃危化品。油气开采、石油化工、煤化工等行业对主要成分为H2S的工业废气进行回收利用具有重要意义,回答下列问题: (1)已知:Ⅰ.2H2S(g)S2(g)+2H2(g)　ΔH1=+180 kJ·mol-1 Ⅱ.CS2(g)+2H2(g)CH4(g)+S2(g)　ΔH2=-81 kJ·mol-1 则反应Ⅲ.CH4(g)+2H2S(g)4H2(g)+CS2(g)的ΔH=　　　　kJ·mol-1。 (2)在恒压条件下,分别按进料比[]1∶1、1∶2、1∶3投料,反应Ⅲ中H2S的平衡转化率在不同进料比下随温度的变化情况如图1所示,则曲线1表示的进料比为　　　　;进料比为　　　　时CH4和H2S的平衡转化率相等。 (3)在不同条件下,分别向两个相同的1 L恒容密闭容器中充入1 mol CH4(g)和2 mol H2S(g),仅发生反应Ⅲ,测得H2S(g)的转化率随时间的变化情况如图2所示。 ①不同条件是指不同的　　　　(填“温度”“压强”或“催化剂”),a点和b点对应的容器中,v正(a)　　　　(填“>”“<”或“=”,下同)v逆(b)。 ②a点和b点对应条件下的化学平衡常数:Ka　　　　Kb。 (4)反应Ⅰ和Ⅲ的ΔG随温度的变化情况如图3所示,已知ΔG=-RTlnK(R为常数,T为温度,K为平衡常数)。1000 ℃时,反应的自发趋势:Ⅰ　　　　Ⅲ。 17.(16分)乙基叔丁基醚(以ETBE表示)主要用作汽油添加剂,具有优良的抗爆性。用乙醇与异丁烯(以IB表示)在催化剂HZSM-5催化下合成ETBE,反应的化学方程式为C2H5OH(g)+IB(g)ETBE(g)　ΔH。回答下列问题: (1)反应物被催化剂HZSM-5吸附的顺序与反应历程的关系如图1所示,该反应的ΔH=　　　a kJ·mol-1,反应历程的最优途径是　　　(填“C1”“C2”或“C3”)。 (2)实际生产中,醇烯比(乙醇和异丁烯的物质的量之比)应稍大于1,理由是　　　　　　　　　　　　;当醇烯比为1时,恒温恒压下,反应达到平衡,此时充入惰性气体,新的平衡建立后,IB与乙醇的物质的量之比与原平衡相比较　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)向刚性恒容容器中按物质的量之比1∶1充入乙醇和异丁烯,温度为T1与T2时,异丁烯的转化率随时间的变化情况如图2所示。 ①T1　　　　(填“>”“<”或“=”)T2。 ②a、b、c三点,逆反应速率最大的点是　　　　点。 ③T1时,以物质的量分数表示的化学平衡常数Kx=　　　　。(物质的量分数为某组分的物质的量与总物质的量的比) ④已知反应速率v=v正-v逆=k正x(C2H5OH)·x(IB)-k逆x(ETBE),其中v正为正反应速率,v逆为逆反应速率,k正、k逆为速率常数,x为各组分的物质的量分数,则升高温度,　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。 18.(14分)CO2是温室气体之一,其过量排放在导致全球各种气候变化的诱因中扮演了重要角色。近年来如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,成为科学家研究的主要课题。 (1)已知:常温常压下,CH4(g)、CO(g)和H2(g)的燃烧热分别为ΔH1=-890.3 kJ·mol-1、ΔH2=-283 kJ·mol-1、ΔH3=-285.8 kJ·mol-1。则反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的ΔH=　　　　kJ·mol-1。 (2)利用CO2和H2合成CH3OH,涉及的主要反应如下: 反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH1<0 反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH2=+40.9 kJ·mol-1 则反应Ⅰ自发进行的条件是　　　　(填“低温”“高温”或“任何温度”)。 (3)T ℃时,向2 L的刚性密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,发生反应Ⅰ,测得不同时刻容器内压强的变化如下表: 时间/h 0 1 2 3 4 5 6 p/MPa 100 80 75 72 71 70 70 反应至5 h时达到平衡状态,则0~5 h内H2分压的平均变化速率为　　　　MPa·h-1;该温度下,反应的压强平衡常数Kp=　　　　(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,结果用分数表示)MPa-2;若保持其他条件不变,开始时向容器中充入2 mol CO2和6 mol H2,达到平衡时CO2的转化率　　　　(填“>”“<”或“=”)初始投料时CO2的平衡转化率。 (4)向10 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO2和2.44 mol H2,选择合适的催化剂进行反应,甲醇的选择率(生成甲醇的CO2占CO2总转化量的物质的量分数)和CO2的平衡转化率随温度的变化趋势如图所示。553 K时反应达到平衡,则反应体系内甲醇的物质的量为　　　　mol;随着温度升高,甲醇的选择率逐渐下降,而CO2的平衡转化率逐渐上升的原因是高温条件下以发生反应　　　　(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)为主。 人教版高中化学选择性必修1第二章化学反应速率与化学平衡章末检测试题参考答案 1.B　解析:根据定义可知K1=,相同温度下反应CO2(g)+N2(g)+H2O(g)CH4(g)+NO2(g)的化学平衡常数K2==,B项正确。 2.A　解析:水蒸气结霜是熵减过程,A项符合题意;草木燃烧有气体生成,是熵增过程,B项不符合题意;泡茶存在溶解过程,是熵增过程,C项不符合题意;冰雪消融是熵增过程,D项不符合题意。 3.C　解析:根据物质反应转化关系可知,C2I2F4与I·的化学计量数之比是1∶2,经过2×10-15 s后C2I2F4的浓度减少6×10-5 mol·L-1,则I·的浓度变化为1.2×10-4 mol·L-1,用I·表示的反应速率v(I·)==6×1010 mol·L-1·s-1,C项正确。 4.A　解析:加入NaOH固体会使水溶液中I2的浓度减小,平衡逆向移动,I-浓度增大,A项符合题意;降温,平衡正向移动,I-的浓度减小,B项不符合题意;加水稀释,平衡逆向移动,但反应物和生成物的浓度均减小,C项不符合题意;加入AgNO3固体,Ag+与I-反应生成AgI沉淀,I-的浓度减小,D项不符合题意。 5.A　解析:反应的ΔH=[(3×391+243)-(2×391+200+431)] kJ·mol-1=+3 kJ·mol-1,A项正确。 6.A　解析:移出一定量的SO3,平衡正向移动,O2的平衡转化率增大,达到新平衡时,v正和v逆都比原平衡时小,A项错误,B项正确;移出一定量的SO3,生成物的浓度减小,平衡正向移动,但平衡移动只能减弱这种改变,并不能抵消,故SO3的浓度减小,C项正确;温度不变,化学平衡常数不变,D项正确。 7.C　解析:此时Q==1>K,反应未达到平衡状态,且反应逆向进行,C项正确。 8.B　解析:该反应是气体体积不变的反应,恒温恒容下,无论是否达到平衡状态,混合气体总压强始终不变,A项不符合题意;两者分别表示正、逆反应速率,物质的反应速率之比等于化学计量数之比,可以说明反应达到平衡状态,B项符合题意;该反应气体的体积和质量均不变,无论是否达到平衡状态,混合气体的平均密度始终不变,C项不符合题意;PF5和PCl5的物质的量之比始终不变,D项不符合题意。 9.C　解析:用不同温度的水泡茶,温度不同,茶多酚的溶解速率不同,温度越高,溶解速率越快,A项不符合题意;乙酸钠过饱和溶液结晶形成温热“冰球”,该过程为放热过程,B项不符合题意;合成氨的反应为放热反应,采用“高温”条件是为了提高催化剂活性,C项符合题意;将一氧化碳中毒的病人移至高压氧舱,O2浓度增大,则CO与血红蛋白结合的反应逆向进行,救治原理与平衡移动有关,D项不符合题意。 10.D　解析:由化学方程式可知,该反应的ΔS>0,ΔG=ΔH-TΔS<0的反应在任何温度下都能自发进行,故ΔH<0,A项正确;该反应中,生成4 mol N2时转移12 mol e-,则生成1 mol N2时转移电子的数目为3NA,B项正确;实际应用中,若加入尿素的量过多,则尿素水解生成的氨气过量,对空气的污染程度增大,C项正确;当正、逆反应速率之比等于化学计量数之比时,反应达到平衡状态,应为3v正(NH3)=2v逆(H2O),D项错误。 11.D　解析:Q点之前,升高温度,X的含量减小,Q点之后,升高温度,X的含量增大,曲线上的最低点(Q点)为平衡点,最低点之前未达到平衡,反应向正反应方向进行,最低点之后,升高温度,X的含量增大,平衡向逆反应方向移动,故正反应是放热反应,ΔH<0,A项错误;W点对应的温度低于M点对应的温度,温度越高,反应速率越大,所以W点X的正反应速率小于M点X的正反应速率,B项错误;升高温度,该反应的活化分子百分数增大,C项错误;该反应为气体体积不变的反应,平衡时充入Z,相当于增大压强,不影响平衡移动,故Z的体积分数不变,D项正确。 12.D　解析:催化剂可以降低活化能而加快反应速率,但不会改变反应的焓变,A项错误;由图可知,并不是所有分子从催化剂表面脱附的过程都是吸热的,如CO2*+H2O*+2H*转化为CO2(g)+H2O*+2H*的过程就是放热的,B项错误;由图可知,以TS2为过渡态的反应中只有极性键的断裂,C项错误;由图可知,过程CO*+2H2O*CO*+H2O*+OH*+H*的活化能最大,反应速率最慢,决定该反应的反应速率,其活化能为0.82 eV,D项正确。 13.C　解析:当n(CO)为1 mol时,H2的含量越高,CO的转化率越高,平衡时w(CO)越小,故x1>x2,CO的平衡转化率:c点>b点,A项正确,C项错误;温度越高,平衡时CO的百分含量越高,则升高温度,平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,故Ka>Kb,B项正确;该反应为气体体积减小的反应,所以温度一定时,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态,D项正确。 14.A　解析:b点再充入一定量的PCl5,容器容积不变,反应物的浓度增大,平衡正向移动,根据等效平衡,该过程相当于增大压强,平衡逆向移动,PCl5的转化率减小,A项正确;d点反应未达到平衡,反应正向进行,v正>v逆,B项错误;b点容器中反应物、生成物的浓度均大于d点容器中反应物、生成物的浓度,浓度越大,反应速率越大,所以正反应速率:v(b)>v(d),C项错误;容器的容积未知,无法确定各物质的浓度,故无法计算平衡常数K,D项错误。 15.(1)2Mn+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O(2分) (2)其他条件不变,反应物浓度越大,反应速率越快(2分) (3)4.0(2分);3.0(2分) (4)0.015 mol·L-1·min-1(2分) (5)①MnSO4(2分) ②<(2分) 解析:(3)根据控制变量法,本实验中H2C2O4的用量在改变,则其他试剂的浓度应该相等,所以x=4.0,y=3.0。 (4)v(KMnO4)= mol·L-1·min-1=0.015 mol·L-1·min-1。 16.(1)+261(2分) (2)1∶1(2分);1∶2(2分) (3)①温度(2分);>(2分) ②>(2分) (4)<(2分) 解析:(1)由盖斯定律可知,Ⅰ-Ⅱ得:CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g)　ΔH=ΔH1-ΔH2=+261 kJ·mol-1。 (2)相同温度下,n(CH4)增大,H2S的平衡转化率增大,在相同温度下曲线1中H2S的平衡转化率最高,所以进料比为1∶1;当反应物按化学计量数之比投料时,各物质的平衡转化率相等,即CH4和H2S按1∶2投料时平衡转化率相等。 17.(1)-4(2分);C3(2分) (2)当投料比与化学计量数之比接近时,原料利用率高,乙醇稍多是为了增大异丁烯的转化率(2分);不变(2分) (3)①>(2分) ②c(2分) ③24(2分) ④减小(2分) 18.(1)+247.3(2分) (2)低温(2分) (3)9(2分);(2分);>(2分) (4)0.12(2分);Ⅱ(2分) 解析:(1)根据题中燃烧热可知①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH1=-890.3 kJ·mol-1,②CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH2=-283 kJ·mol-1,③H2(g)+O2(g)H2O(l)　ΔH3=-285.8 kJ·mol-1。根据盖斯定律可知,①-2×②-2×③可得ΔH=[(-890.3)-2×(-283)-2×(-285.8)] kJ·mol-1=+247.3 kJ·mol-1。 (3)设前5 h内,氢气的转化量为3a mol,列三段式: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 初始量/mol　　　　　　1　　　　3　　　　　0　　　　　0 转化量/mol a 3a a a 平衡量/mol 1-a 3-3a a a 压强之比等于物质的量之比,则=,解得a=0.6。初始时H2的分压为×100 MPa=75 MPa,平衡时H2的分压为×70 MPa=30 MPa,所以0~5 h内H2分压的平均变化速率为=9 MPa·h-1;平衡常数Kp== MPa-2;若保持其他条件不变,开始时向容器中充入2 mol CO2和6 mol H2,根据等效平衡,与初始投料相比相当于增大压强,平衡正向移动,CO2的平衡转化率增大。 (4)由题图可知,553 K时CO2的平衡转化率是20%,甲醇的物质的量是1 mol×20%×60%=0.12 mol。 学科网（北京）股份有限公司 $