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

第二章化学反应速率与化学平衡 一、单选题 1．化学反应条件的控制具有重要的现实意义。如下反应条件的控制中，不恰当的是 A．在月饼等富脂食品包装袋中加入铁粉来抗氧化 B．为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火 C．为加快的分解速率而加入 D．降温加快和生成的速率 2．对于放热反应，下列说法正确的是 A．反应物的总能量小于生成物的总能量 B．该反应的逆反应是吸热反应 C．升高温度可以使反应速率减小 D．增大H2的浓度能使HI完全转化 3．在恒温恒容的条件下，反应：A(g)＋B(g)⇌C(g)＋D(s)已达平衡，能使平衡正向移动的措施是 A．减小C或D的浓度 B．增大D的浓度 C．减小B的浓度 D．增大A或B的浓度 4．某密闭容器中发生如下反应：X(g)+Y(g)2Z(g)△H＜0。如图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是（    ） A．t2时一定加入了催化剂 B．t3时减小了压强 C．t5时可能升高了温度 D．t4～t5时间内转化率最低 5．下列有关可逆反应的说法不正确的是 A．可逆反应是指在同一条件下能同时向正、逆两个方向进行的反应 B．是可逆反应 C．可逆反应达到化学平衡状态时，反应体系中各物质的浓度相等 D．可逆反应中反应物和生成物同时存在 6．工业合成氨时，既要使原料的转化率增大，又要使反应速率加快，可采取的办法是 ①减压   ②加压   ③升温   ④降温   ⑤及时从平衡混合气体中分离出 A．③④⑤ B．②⑤ C．② D．②③ 7．下列关于化学反应方向及其判据的说法中正确的是 A．常温下，反应C(s)＋CO2(g)=2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0 B．1molSO3在不同状态时的熵值：S[SO3(s)]>S[SO3(l)]>S[SO3(g)] C．凡是需要加热的反应都不能自发进行 D．反应2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)  ΔH>0能否自发进行与温度无关 8．某研究小组为探究室温下水溶液体系中的化学反应 的反应物初始浓度、溶液中的OH-初始浓度及初始速率间的关系，得到如下数据。 实验编号 的初始浓度 OCl-初始浓度 OH-初始浓度 初始速率 1 1.00 2 a 1.00 3 2.00 4 1.00 已知表中初始反应速率与有关离子浓度关系可以表示为：(温度一定时，k为常数)。下列说法不正确的是 A．实验2中， B．设计实验2和实验4的目的是研究OCl-离子浓度对反应速率的影响 C． D．若实验编号4的其它浓度不变，pH=13时，反应的初始速率 9．一定温度下，在2L容积不变的密闭容器中发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。反应过程中部分数据如下： n/mol t/min n(SO2) n(O2) n(SO3) 0 0.2 0.2 0 5 0.18 10 0.02 下列说法不正确的是 A．使用催化剂是为了增大反应速率 B．0～5min内，用SO2表示的平均反应速率为0.036mol/(L·min) C．容器内气体压强保持不变，说明反应已达到平衡状态 D．5min时，SO2的转化率已达到该条件下的最大值 10．四个试管中都装有5 mL 0.1 mol·L－1 Na2S2O3溶液，分别在不同温度下加入0.1 mol·L－1硫酸和一定量水，最先出现浑浊的是 A．20 ℃，10 mL硫酸 B．20 ℃，5 mL硫酸和5 mL水 C．30 ℃，10 mL硫酸 D．30 ℃，5 mL硫酸和5 mL水 11．在工业生产中，对能够发生的化学反应，研究和选择合适的反应条件才有实际意义。恒温恒压下，下列过程一定不能自发进行的是 A．4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)△H<0 B．CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s)△H<0 C．2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)△H>0 D．2H2O(1)+O2(g)=2H2O2(aq)△H>0 12．对于可逆反应A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(s)，在1 L密闭容器中加入2 mol A和4 mol B，恒温恒容时达到化学平衡，A的物质的量为1 mol，则下列说法正确的是（    ） A．若起始加入6 mol C和4 mol D，则达到化学平衡时，各种气体的物质的量之比为1∶2∶1 B．若起始加入3 mol C和0.5 mol D，则达到化学平衡时，各种气体的物质的量分数之比为1∶2∶3 C．该可逆反应达平衡时，A、B的转化率相等 D．若向密闭容器中再加入10 g A气体，则容器中气体总质量也增加10 g 13．一定温度下，反应的焓变为、现将1mol充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是 A．①② B．①④ C．②④ D．③④ 14．如图所示，隔板Ⅰ固定不动，活塞Ⅱ可自由移动，M、N两个容器中均发生反应：。向M、N中，分别通入xA和yB的混合气体，初始M、N容积相同，保持温度不变。下列说法正确的是 A．若平衡时A气体在两容器中的体积分数相等，则x一定等于y B．若，则平衡时M中的转化率： C．若，当M中放出热量172.8时，A的转化率为90% D．若，，N中达到平衡时容积为2L，C为0.4，则反应起始时Ｎ的容积为2.6L 二、填空题 15．有A、B、C、D四个反应，其焓变和熵变如下表所示 反应 A B C D ΔH/kJ·mol－1 10.5 1.80 －126 －11.7 ΔS/J·mol－l·K－1 30.0 －113.0 84.0 －105.0 (1)在任何温度都能自发进行的反应是 ；任何温度下都不能自发进行的反应是 。 (2)高温才可以自发进行的反应是 ；低温有利于自发进行的反应是 。 16．在2 L刚性密闭容器中，某一反应有关物质A(g)、B(g)、C(g)的物质的量变化如图所示。根据图像回答下列问题： (1)横坐标表示反应过程中 ，纵坐标表示反应过程中 。 (2)该反应的化学方程式是 。 (3)若用A物质的量浓度的变化，表示反应达平衡(2 min)时的正反应速率是 。 17．浓度商：Qc= (1)浓度为任意时刻的浓度 (2)意义：Q越大，反应 向进行的程度越大 (3)应用：判断反应是否达到平衡或反应进行的方向 ①Q>K，反应 向进行，v正 v逆 ②Q=K，反应达到平衡状态，v正 v逆 ③Q＜K，反应 向进行，v正 v逆 18．相关规律 (1)ΔH 0，ΔS 0的反应，任何温度下都能自发进行。 (2)ΔH 0，ΔS 0的反应任何温度下都不能自发进行。 (3)ΔH和ΔS的作用相反，且相差不大时， 对反应的方向起决定性作用。 ①当ΔH<0，ΔS<0时， 下反应能自发进行。 ②当ΔH>0，ΔS>0时， 下反应能自发进行。 (4)当反应的焓变和熵变的影响相反时，且大小相差悬殊时，某一因素可能占主导地位。 ①常温下的放热反应， 对反应方向起决定性作用。 ②常温下的吸热反应， 对反应方向起决定性作用。 19．煤化工可以利用煤炭制取水煤气从而合成甲醇：CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g)。 已知①常压下反应的能量变化如图所示。 ② 化学键 H-H H-O O=O 键能kJ/mol 436 x 496 ③CO(g)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH＝－280kJ/mol H2(g)＋O2(g)=H2O(g)　ΔH＝－240kJ/mol H2O(l)=H2O(g)　   ΔH＝＋44kJ/mol 请回答下列问题： (1)请写出表示气态甲醇燃烧热的热化学方程式 。 (2)已知气态分子分解成气态原子时所需要的能量为键能，则H—O键的键能x为 kJ/mol； (3)甲醇气体分解为CO和H2两种气体的反应的活化能为 kJ/mol。 (4)在 (填“高温”或“低温”)情况下有利于CO和H2制备甲醇的反应自发进行。 20．氨的工业合成工艺的成熟推动了人类文明的进步，不少科技工作者为了寻找廉价的氨的制备方法，进行了前赴后继的探索性工作。请回答下列各题： 用氢气和氮气合成氨是一个可逆反应，化学方程式如下：N2+3H22NH3。已知，在常温下，1 g H2完全转化为NH3，放出的热量为15.4 kJ。 （1）请写出该反应的热化学方程式： 。 （2）如果一个反应的ΔH-TΔS<0，则该反应能够自发进行。已知该反应的ΔS=-198．2 J·K-1·mol-1。则上述氨气的合成反应在常温下 (填“能”或“不能”)自发进行。 21．2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。请回答下列问题： (1)该反应通常用V2O5作催化剂加快反应的进行，加V2O5会使图中B点 (填“升高”或“降低”)。 (2)E的大小对该反应的反应热有无影响 。 (3)图中A表示SO2(g)和O2(g)的 。 (4)图中△H的意义是 。 (5)V2O5的催化循环机理可能为：V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒化合物，四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化过程实际发生反应的化学方程式 ， ； (6)如果反应速率υ(SO2)为0.05 mol·L-1·min-1，则υ(O2)= 。 三、计算题 22．Bodensteins研究了反应： ，在716 K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数与反应时间t的关系如表所示： 0 20 40 60 80 120 1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784 0 0.6 0.73 0.773 0.78 0.784 (1)根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为 。 (2)上述反应中，正反应速率，逆反应速率，其中、为正、逆反应速率常数，则为 (用含K和的代数式表示)。若起始时，，，则在时， 。 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 1．D 【详解】A．铁粉可以迅速吸收空气中的氧气和水，因此可以加在富脂食品中用来作为抗氧化剂，A项正确； B．为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火，项正确； C．实验室利用制取氧气时加入作为催化剂可以加快反应速率，C项正确； D．降低温度，反应速率减慢，D项错误； 答案选D。 2．B 3．D 【详解】A．减小C的浓度会使平衡正向移动，D是固体，其浓度为常数，其浓度无法改变，A错误； B．D是固体，其浓度为常数，无法改变，B错误； C．减小B的浓度，反应物浓度减小，会导致平衡逆向移动，C错误； D．增大A或B的浓度会增加反应物浓度，促使平衡正向移动，D正确； 故选D。 4．C 【详解】A．反应X(g)+Y(g)2Z(g)△H＜0是反应前后气体分子数不变的放热反应，由图可知，t2时改变条件，正逆反应速率增大且相等，若增大压强平衡也不发生移动，则t2时不一定加入了催化剂，故A错误； B．由图可知，t3时刻，改变条件时，正逆反应速率都减小，且逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，反应X(g)+Y(g)2Z(g)△H＜0是反应前后气体分子数不变的放热反应，若减小压强，正逆反应速率都减小，但平衡不发生移动，与图象不符，故B错误； C．t5时改变条件，正逆反应速率增大，且逆反应速率大于正反应速率，若升高温度，平衡逆向移动，与图象符合，故C正确； D．催化剂对平衡移动无影响，t3～t4时间内平衡逆向移动，转化率减小，t5～t6时间内平衡逆向移动，转化率继续减小，显然t5～t6时间内转化率比t4～t5时间内转化率低，故D错误； 答案选D。 5．C 【详解】A．可逆反应是指在相同条件下，既能向正方向进行同时又能向逆方向进行的反应，A正确； B．在加热条件下，该反应既能向正方向进行同时又能向逆方向进行的反应，该反应为可逆反应，B正确； C．可逆反应达到化学平衡状态时，反应体系中各物质的浓度保持不变，但不一定相等，C错误； D．可逆反应的特点：反应不能进行到底。可逆反应无论进行多长时间，反应物都不可能100%地全部转化为生成物，所以反应物和生成物同时存在，D正确； 故选C。 6．C 【详解】合成氨的方程式为 ，在反应后气体体积减小，压强减小，该反应是放热反应，据此回答； ①减压使平衡逆反应方向移动，且反应速率减慢，故①错误； ②加压使平衡正反应方向移动，且反应速率加快，故②正确； ③升温虽然可以加快反应速率，但是使平衡向逆反应方向移动，故③错误； ④降温虽然平衡向合成氨方向移动，但是减少单位体积内的活化分子数，有效碰撞减少，反应速率减慢，故④错误； ⑤及时从平衡混合气体中分离出 NH3，虽然生成物的浓度减小，反应向正反应方向移动，但是达到新平衡后，气体浓度都比原来平衡小，所以速率慢，故⑤错误； 故选C。 7．A 【分析】反应的自发性和熵变、焓变都有关，当ΔG=ΔH-TΔS<0时，反应可自发进行。 【详解】A．反应的自发性由焓变和熵变共同决定，根据方程式可知，该反应ΔS>0，常温下不能自发进行，说明该反应的ΔH>0，A项正确； B．物质聚集状态不同，熵值不同，同种物质在不同状态时的熵值：气态>液态>固态，B项错误； C．反应的自发性由焓变和熵变共同决定，反应能否自发进行，与是否需要加热没有必然联系，C项错误； D．该反应的ΔS>0，ΔH>0，该反应可在高温下自发进行，D项错误； 故选A。 8．C 【详解】A．控制变量法研究外界条件的改变对化学反应速率的影响时，只允许存在一个变量，实验2和实验4中，OCl-的初始浓度不同，则实验2和实验4中I-的浓度应相同，，A正确； B．实验2和实验4的反应物中，只有OCl-的初始浓度不同，所以设计实验2和实验4的目的是研究OCl-离子浓度对反应速率的影响，B正确； C．将实验2、4中的反应物的初始浓度代入公式，可求出b=1；将实验3、4中的反应物的初始浓度代入公式，可求出c=-1，C不正确； D．原实验4中，=，若实验编号4的其它浓度不变，pH=13时，可求出反应的初始速率=，D正确； 故选C。 9．B 【详解】A．使用催化剂是为了增大反应速率，缩短到达平衡的时间，A正确； B．0～5min内生成0.18mol三氧化硫，根据方程式可知消耗0.18mol二氧化硫，用SO2表示的平均反应速率为＝0.018mol/(L·min)，B错误； C．正反应体积减小，则容器内气体压强保持不变，说明反应已达到平衡状态，C正确； D．5min时剩余二氧化硫是0.2mol－0.18mol＝0.02mol，这说明产生反应已经达到平衡状态，SO2的转化率已达到该条件下的最大值，D正确； 答案选B。 10．C 【详解】温度越高，速率越大；温度相同时，浓度越大速率越大；30 ℃，10 mL硫酸时，硫酸和Na2S2O3浓度最大，速率最快，最先出现浑浊。答案选C。 11．D 【分析】根据△G=△H-T△S，若△H＜0且△S＞0，则反应自发进行；若△H＞0且△S＜0，则反应不能自发进行；若△H＞0且△S＞0，则反应在高温下自发进行；若△H＜0且△S＜0，则反应在低温下自发进行。 【详解】A．随着反应的进行，气体的物质的量减少，△S＜0，又△H<0，故低温可自发进行，A不符合题意； B．随着反应的进行，气体的物质的量减少，△S＜0，又△H<0，故低温可自发进行，B不符合题意； C．随着反应的进行，气体的物质的量增多，△S＞0，又△H<0，故可自发进行，C不符合题意； D．随着反应的进行，气体的物质的量减少，△S＜0，又△H＞0，故不能自发进行，D符合题意； 故选D。 12．C 【详解】 对于反应A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(s)，该反应是反应前后气体体积相等的反应，起始时各种气体的物质的量：n(A)=2 mol，n(B)=4 mol，恒温恒容时达到平衡时，n(A)=1 mol ，则△n(A)=1 mol 根据物质反应转化关系可知，平衡时n(A)=2 mol，n(B)=2 mol，n(C)=3 mol，n(D)=1 mol。 A．若起始时投料6 mol C和4 mol D，由于D是固体，其浓度不变，该反应是反应前后气体体积相等的反应，则起始投料与原投料等效，平衡等效，各种气体的物质的量之比为1∶2∶3，A错误； B．若通入3 mol C和0.5 mol D，投料相当于原投料的一半，极值转化，平衡时3种气体的物质的量分别为0.5 mol、1 mol、1.5 mol，物质的量的比是1：2：3，但达到平衡时反应物不能完全转化为生成物（D的量不够），因此各种气体的物质的量的比不是1：2：3，即物质的量分数的比不是1：2：3，B错误； C．由于该反应的反应物的投料比等于化学计量系数比，所以两种反应物的转化率相等，C正确； D．若再向密闭容器中加入10 g A，化学平衡正向移动，会生成固体D，因此气体总质量增加少于10 g，D错误； 故答案为C。 13．B 【详解】①恒压容器中混合气体的质量不变，体积不变，密度不变，平衡状态下密度不变，密度改变，说明体积变化，平衡发生移动，能说明反应达到了平衡状态，故①正确； ②反应过程中，反应热不会变化，不是变量，无法判断是否达到平衡状态，故②错误； ③将1mol充入容器中反应，随着反应进行，反应物浓度减小，的正反应速率减小，图示不正确，故③错误； ④四氧化二氮的转化率不变，说明四氧化二氮的浓度不再发生变化，达到了平衡状态，故④正确； 则①④正确，故选：B。 14．A 【详解】A．设平衡时M中消耗了aA，N中消耗了bA，有，，，无论a、b取何值此式均成立，则，A正确； B．设平衡时M中消耗了aA，则A的转化率为，B的转化率为，转化率，B错误； C．设M中放热172.8时消耗A的物质的量为c，则有，解得，但x的值不确定，故不能计算A的转化率，C错误； D．由“三段式”法可得： 所以反应起始时N的容积为，D错误； 答案选A。 15． C B A D 【分析】判断反应在什么条件下自发进行，通过作答。 【详解】A反应，△H>0，ΔS>0，要使，则温度要较高，即在高温有利自发反应进行； B反应，△H>0，△S<0，一定大于0，即任何温度不自发； C反应，ΔH<0，ΔS>0，一定小于0，任何温度均自发； D反应，ΔH<0，ΔS<0，要使，则温度要较低，即低温有利于自发进行； 综上可知，答案为：C；B；A；D。 16．(1) 时间变化 物质的物质的量的变化 (2) (3) 【详解】（1）根据图中信息可知，横坐标表示反应过程中时间变化，纵坐标表示反应过程中物质的物质的量的变化； （2）反应中A的浓度变化为，B的浓度变化为0.1mol/L，C的浓度变化为=0.2mol/L，反应中A、B为反应物，C为生成物，计量数之比为0.3：0.1：0.2=3：1：2，则该反应的化学方程式是； （3）若用A物质的量浓度的变化，表示反应达平衡(2 min)时的正反应速率是。 17． 逆 逆 ＜ = 正 ＞ 【详解】(1) 是浓度商，表示反应在任意时刻的浓度关系，对于一般反应 ，其定义为：，其中，浓度是任意时刻的浓度。平衡常数 是反应达到平衡时的 值； (2) 值越大，表明产物浓度相对越高（或反应物浓度相对越低），反应逆向（向左）进行的趋势越大，即逆向进行的程度越大； (3)①当 时，浓度商大于平衡常数，说明产物浓度过高（或反应物浓度不足），反应向逆方向（向左）进行，此时逆反应速率大于正反应速率：； ②当 时，反应达到平衡状态，正反应速率与逆反应速率相等：； ③当 时，浓度商小于平衡常数，说明反应物浓度相对较高（或产物浓度不足），反应向正方向（向右）进行，此时正反应速率大于逆反应速率：。 18．(1) < > (2) > < (3) 温度 高温 低温 (4) 焓变 熵变 【解析】略 19．(1)CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-757kJ•mol-1 (2)462 (3)510 (4)低温 【详解】（1）由图可得热化学方程式： ①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH=-91kJ/mol ②CO(g)+O2(g)═CO2(g)ΔH=-280kJ/mol ③H2(g)+O2(g)═H2O(l)ΔH=-284 kJ/mol 根据盖斯定律，③×2+②-①可得：CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-757kJ•mol-1，故答案为：CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-757kJ•mol-1； （2）已知：H2(g)+O2(g)═H2O(l)ΔH=-284 kJ/mol，H2O(l)═H2O(g)ΔH=+44kJ/mol二者相加可得：H2(g)+O2(g)═H2O(g)ΔH=-240 kJ/mol，反应热=反应物总键能-生成物总键能，则436kJ/mol+×496kJ/mol-2×x kJ/mol=-240kJ/mol，解得x=462，故答案为：462； （3）由图形可知甲醇气体分解为CO和H2两种气体的反应的活化能为(419+91)kJ/mol=510kJ/mol，故答案为：510； （4）CO(g)+2H2(l)=CH3OH(g)ΔH=-91kJ/mol的ΔH＜0、ΔS＜0，ΔH-TΔS＜0反应自发进行，故在低温下反应具有自发性，故答案为：低温。 20． N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1 能 【详解】（1）1 g H2完全转化为NH3，放出的热量为15.4 kJ，3molH2，放出热量为92.4kJ，故热化学方程式为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1 （2）根据ΔH-TΔS=-92.4 kJ·mol-1-298 K×(-0.198 2 kJ·mol-1·K-1)<0，所以可以自发进行。 21． 降低 无影响 总能量 2molSO2(g)与 1molO2完全反应生成2molSO3(g)时，反应放出的热量 V2O5+ SO2=SO3+2VO2 4VO2+O2=2V2O5 0.025 mol·L-1·min-1 【详解】(1)该反应为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，则A为反应物能量，C为生成物能量；该反应通常用V2O5作催化剂加快反应的进行，加V2O5可改变反应的历程，降低活化能，图中B点会降低； (2)反应热△H=正反应活化能-逆反应活化能，△H是个差值，因此E的大小对该反应的反应热无影响； (3)图中A表示SO2(g)和O2(g)的总能量，C为SO3(g)总能量； (4)反应热△H意义是2molSO2(g)与1molO2(g)完全反应生成2molSO3(g)时，反应放出的热量； (5)根据题给信息可知：V2O5+ SO2=SO3+2VO2、4VO2+O2=2V2O5； (6)根据化学方程式：2SO2(g)+O2(g) =2SO3(g)，如果反应速率v(SO2)为0.05 mol·L-1·min-1，根据速率之比等于化学计量数之比可计算得v(O2)=v(SO2)=0.025mol·L-1·min-1。 22． 【详解】(1)由表中数据可知，无论是从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始，最终均为0.784，说明此时达到了平衡状态。设HI的初始浓度为，则： ； (2)建立平衡时，，即，。由于该反应前后气体分子数不变，故，则； 在40 min时，，则。 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 $