第二章 化学反应速率与化学平衡 单元同步测试卷
一、单选题
1．一定温度下，向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量的变化如图所示，下列对该反应的推断正确的是
A．在0～6s内，C的化学反应速率约为0.133mol·L-1·s-1
B．该反应的化学方程式为3B+4C 6A+2D
C．6s后，反应停止
D．在0～4s内，3v(B)=4v(C)
2．下图所示为工业合成氨的流程图。下列有关生产条件的调控作用分析错误的是
A．步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒
B．步骤②“加压”可以加快反应速率，但压强过高，氨的产率会降低
C．步骤③一般选择控制反应温度为400~500℃，因为在该温度下催化剂的活性最大
D．步骤④⑤有利于提高原料的利用率，能节约生产成本
3．已知：H2(g)+I2(g) 2HI(g)+Q(Q>0)。现将三份物质的量相同的H2(g)和I2(g) 分别投入三个恒容密闭容器中，平衡前后容器的温度无变化。相关数据见下表。
容器1 容器2 容器3
容器体积(mL) 200 100 200
反应温度(°C) 400 400 500
平衡常数 K 1 K 2 K 3
HI的平衡浓度(mol L-1) c 1 c 2 c 3
达平衡的时间(s) t 1 t 2 t 3
H2的平衡转化率 α1 α2 α3
下列说法错误的是
A．c 3
反应时间/min n(CO2)/mol n(H2)/mol
0 0.60 1.80
t1 0.20
t2 0.60
下列说法正确的是
A．反应在0～t1min内的平均速率为v(H2)=mol·L-1·min-1
B．若900℃时该反应的平衡常数为2，则正反应为吸热反应
C．t2时，c(CO2)=0.10mol·L-1
D．保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20molCO2(g)和0.40molH2O(g)，则v正＞v逆
5．一定温度下，向1L密闭容器中充入2molX和1molY，发生反应2X(g)+Y(g) 3Z(？)。达到平衡时，容器的压强从原来的P0变为0.4P0。下列说法错误的是
A．Z不可能为气体
B．达到平衡时容器内有1.8molZ
C．压缩体积，再次达到平衡，X的浓度不变
D．Y的体积分数不变说明反应达到平衡状态
6．干冰升华过程中，其焓变和熵变正确的是
A．， B．， C．， D．，
7．一定温度下，向2.0L恒容密闭容器中充入，发生反应：。反应中测得的部分数据见下表：
t/s 0 50 150 250 350
0 0.16 0.19 0.20 0.20
下列说法错误的是
A．0s时，正反应速率最大，逆反应速率为0
B．0~50s内，用表示的平均反应速率
C．250s时，反应已达到平衡，的平衡转化率为20%
D．当时，反应处于停止状态
8．下列描述能用勒夏特列原理解释的是
A．晶体溶于浓盐酸配制溶液
B．溶液中加入少量粉末后产生气泡速率变快
C．、、HI平衡混合气体加压后颜色加深
D．500℃左右的温度比室温更有利于合成氨反应
9．工业上制备硫酸过程中涉及反应：。某密闭容器中投入一定量和，在、两不同压强下平衡时的含硫百分含量[的含硫百分含量为]随温度变化如图。下列说法正确的是
A． B．
C．逆反应速率： D．平衡常数：
10．在容积不变的密闭容器中进行反应：2M(g)+N(g)2Q(g) △H，其平衡常数与温度的关系如图所示。下列说法错误的是
A．上述反应△H<0
B．a点处v(M)正=2v(N)逆
C．a、b、c三点中，只有b点处反应达到平衡状态
D．b点处，K正=K逆=1
11．与可合成。其主要反应为
反应I：
反应II：
起始按投料，测得的平衡转化率和的选择性随温度、压强的变化如图所示。
的选择性
下列说法正确的是
A．
B．一定温度下，适当增大可提高平衡转化率
C．，随温度升高甲醇的平衡产率增加
D．、压强下，反应II的平衡常数
12．光解水制氢的关键步骤是水的氧化。我国科学家用仿生催化剂[用表示]实现在NaHCO3溶液中高效催化水的氧化，该过程物质转化及反应能量变化示意图如下：
下列说法不正确的是
A．步骤①可表示为
B．水的氧化反应为：
C．
D．催化剂参与反应，降低活化能，加快反应速率
13．催化加氢制甲醇中发生的反应有：
i．
ii．
在恒温密闭容器中，维持压强和投料不变，将和按一定流速通过反应器，转化率和选择性随温度变化关系如图所示，下列说法正确的是
A．升高温度，有利于反应i正向进行
B．236℃后，随着温度升高，i、ii反应速率减慢
C．236℃后，温度升高对反应的影响：i>ii
D．236℃后的曲线变化趋势不可能是由于反应i中催化剂失去活性而造成的
14．绿水青山是构建美丽中国的伟大构想。一种以沸石笼为载体对NO进行催化还原的原理如图所示，下列说法正确的是
A．反应过程中O原子的成键数目保持不变
B．+作催化剂，虚线框内物质是中间体
C．反应⑤中只起氧化剂的作用
D．该原理的总反应为4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O
二、非选择题
15．CH4–CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：
反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：
积碳反应 CH4(g)= C(s)+2H2(g) 消碳反应 CO2(g)+ C(s)= 2CO(g)
ΔH/(kJ·mol 1) 75 172
活化能/ (kJ·mol 1) 催化剂X 33 91
催化剂Y 43 72
由上表判断，催化剂X___________Y(填“优于”或“劣于”)，理由是___________。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是___________(填标号)。
A．K积、K消均增加 B．v积减小，v消增加
C．K积减小，K消增加 D．v消增加的倍数比v积增加的倍数大
16．硝酸铜晶体[Cu(NO3)2·6H2O]，是一种重要的化工原料，常用于农药、镀铜、搪瓷等工业。以辉铜矿(主要成分为Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料制备硝酸铜晶体的某工艺如图所示。回答下列问题：
“浸取”时，为了提高浸取率可采取的措施有___________(任写一点)
17．无色透明的锆石(主要成分为ZrSiO4)酷似钻石，是很好的钻石代用品。锆石又称锆英石，常含有铁、铝、铜的氧化物杂质。工业上一种以锆英石为原料制备ZrO2的工艺流程如图所示：
已知：i.Zr在化合物中通常显+4价，“氯化”过程中除C、O元素外，其他元素均转化为高价氯化物；
ii.SiCl4极易水解生成硅酸；ZrCl4易溶于水，390℃升华；
iii.Fe(SCN)3难溶于有机溶剂MIBK，Zr(SCN)4在水中的溶解度小于在有机溶剂MIBK中的溶解度。
“氯化”过程中ZrCl4的产率与温度、压强的关系如图所示：
由图可知，“氯化”过程选择的最佳条件为_____，“氯化”温度超过390℃时，ZrCl4产率降低的原因为_____。
18．某研究小组同学用活性炭还原处理氮氧化物，向恒容密闭容器中加入足量C与发生反应，。在不同实验条件下，平衡时与温度T的关系如图所示：
(1)结合图中数据，判断该反应的___________0(填“>”或“<”)，理由是___________。
(2)K、L、M、N四点对应的平衡常数分别为、、、，判断其大小关系_____。
使用氢能源可以减少汽车尾气中氮氧化合物的排放。利用甲醇与水蒸气反应可以制备氢气：，该反应过程中的能量变化如图：
(3)___________0(填“>”“=”或“<”)，途径(I)的活化能___________。
(4)途径(I)变为途径(II)：改变的条件是___________，反应热___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)下列有关活化分子的说法正确的是___________。
A．增大反应物浓度可以提高活化分子百分数
B．增大体系的压强一定能提高活化分子百分数
C．使用合适的催化剂可以增大活化分子的能量
D．升高温度能提高活化分子百分数
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【分析】根据图示可知，从反应开始到6s时刻，B物质减少了0.6mol，C 物质减少了0.8mol，A物质增加了1.2mol，D物质增加了0.4mol，则该反应的反应物是B、C，生成物是A、D，四者的改变量之比：0.6：0.8：1.2：0.4＝3：4：6：2，则该反应的方程式为：3B＋4C 6A＋2D；据此分析解题。
【详解】A．在0～6 s内，C减少了0.8mol，化学反应速率，故A错误；
B．据分析可知，该反应的方程式为：3B＋4C 6A＋2D；故B正确；
C．该反应为可逆反应，6s后达到平衡，反应不会停止；故C错误；
D．不论任何时段，各物质的速率之比为化学计量数之比，所以4v(B)=3v(C)；故D错误；
故答案选B。
2．B
【详解】A．步骤①中“净化”可除去杂质，防止催化剂中毒，故A正确；
B．合成氨的反应为气体分子数减小的反应，加压有利于平衡正向移动，提高原料转化率和氨的产率，加压也可以提高反应速率，故B错误；
C．400~500℃时催化剂的活性最大，催化效果最佳，因此步骤③一般选择控制反应温度为400~500℃，故C正确；
D．液化分离出NH3和N2、H2的循环再利用均可以使平衡正向移动，所以步骤④、⑤有利于提高原料的利用率，能节约生产成本，故D正确；
故答案选B。
3．C
【详解】A．容器体积：V1=V3>V2，反应温度：V3>V1=V2，容器体积大的平衡时HI的浓度小，升高温度平衡逆向移动，HI浓度减小，则c3
C．温度不变平衡常数K不变，升高温度平衡逆向移动，K减小，反应温度：V3>V1=V2，则K1=K2>K3，C错误；
D．容器1和2，温度相同，容器体积：V1>V2，容器2等效于在容器1达平衡的基础上加压缩小体积，该反应为气体体积不变的反应，加压平衡不移动，则α1=α2，D正确；
故选C。
4．C
【分析】根据表格中的数据，t1时△n(CO2)=0.60mol-0.20mol=0.40mol，根据方程式中各物质的计量数之比可知，△n(H2)=0.40mol=1.20mol，故t1时n(H2)=1.80mol-1.20mol=0.60mol，故t1时反应达平衡，t2时n(CO2)=0.20mol；
【详解】A．v(CO2)== mol·L-1·min-1，化学反应速率之比等于化学计量数之比，则v(H2)=3v(CO2)=mol·L-1·min-1，选项A错误；
B．在700℃时，t1min时反应已经达到平衡状态，此时c(CO2)==0.1mol/L，c(H2)==0.3mol/L，c(CH3OH)=c(H2O)==0.2mol/L，则K==14.8，温度升至900℃，上述反应平衡常数为2，说明温度升高，平衡常数减小，平衡是向左移动的，那么正反应为放热反应，选项B错误；
C．t2时n(CO2)=0.20mol，c(CO2)=0.10mol·L-1，选项C正确；
D．保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20molCO2(g)和0.40molH2O(g)，c(CO 2)==0.2mol/L，c(H2O)==0.4mol/L，Qc==14.8=K，平衡不移动，则v(正)=v(逆)，选项D错误；
答案选C。
5．D
【详解】A．若Z为气体，则反应前后气体的压强不变，题目中压强从原来的P0变为0.4P0故Z不可能为气体，故A正确；
B．根据向1L密闭容器中充入2molX和1molY，发生反应2X(g)+Y(g) 3Z(？)。达到平衡时，容器的压强从原来的P0变为0.4P0，则
则，则x= 0.6，故达到平衡时容器内有1.8molZ，故B正确；
C．Z为非气体，故压缩体积，再次达到平衡，X的浓度不变，故C正确；
D．反应体系中只有X和Y，Y的体积分数一直为，故Y的体积分数不变不能说明反应达到平衡状态，故D错误；
故选D。
6．A
【分析】干冰升华过程中吸热，气体分子数增多，结合吸放热与ΔH的关系、气体体积的变化与熵变的关系分析解答。
【详解】干冰升华过程中，物质由固态变为气态，体系的混乱度增大，属于熵增的过程，ΔS＞0；干冰升华过程中，物质由固态变为气态，为吸热过程，ΔH＞0，故A正确；
故答案选A。
【点睛】本题考查了焓变、熵变及其判定，明确固态物质转化为气态的过程中体系混乱度的变化和能量的变化是解题关键，题目难度不大。
7．D
【详解】A．时，只有正向反应，所以正反应速率最大，逆反应速率为0，A项正确；
B．，B项正确；
C．250s时，反应已达到平衡，，则转化了0.20mol，因此的平衡较化率为20%，C项正确；
D．可逆反应达到平衜时，反应并未停止，D项错误。
故选D。
8．A
【详解】A．易发生水解：，晶体溶于浓盐酸配制溶液，使水解平衡逆向移动，可以抑制水解，A正确；
B．作为催化剂，溶液中加入少量粉末后产生气泡速率变快，不影响反应的限度，不能用勒夏特列原理解释，B错误；
C．反应前后气体分子数不变，增大压强，平衡不移动，但是缩小体积，气体浓度增大，体系颜色加深，不能用勒夏特列原理解释，C错误；
D．合成氨反应为放热反应，升高温度，是为了使催化剂活性增大，加快反应速率，不能使平衡正向移动，不能用勒夏特列原理解释，D错误；
故选A。
9．C
【详解】A．由图可知温度越高，的含量越高，所以该反应的焓变，A项错误；
B．图中纵轴表示的含硫面分含量随温度的变化，压强越大的平衡体积分数越小，所以，B项错误；
C．由图可知a、b两点对各物质的物质的量均相等，b点温度压强均较高，逆反应速率较大，则，C项正确；
D．该反应为放热反应，则温度越高，平衡常数越小，所以平衡常数：，D项错误；
故选C。
10．C
【详解】A．温度升高，正反应的平衡常数K正减小，平衡左移，说明正反应为放热反应，△H<0，故A正确；
B．a点处于平衡状态的点，速率比等于化学计量数之比，v(M)正=2v(N)正，v(N)逆=v(N)正，则v(M)正=2v(N)逆，故B正确；
C．曲线上的点都是处于平衡状态的点，a、b、c三点都是反应达到平衡状态的点，故C错误；
D．由图可知，b点处，K正=K逆，根据，则K正=K逆=1，故D正确；
故选：C。
11．D
【分析】反应Ⅰ中，故升温，平衡逆向移动，则转化的n(CO2)减小；，故升温，平衡正向移动，则生成的n(CO)增大，转化的n(CO2)增大；故在整个平衡体系中，二氧化碳的转化率有增大有减小，而一氧化碳选择性增大，故曲线①②表示CO选择性与温度关系，③④变式CO2的转化率与温度关系；
【详解】A．压强越大，反应Ⅰ正向移动，反应Ⅱ不移动，故CO生成的n(CO)不变，总转化的n(CO2)增大，故CO选择性减小，故250℃时，B点压强大于A点压强，故P1＞P2，A错误；
B．一定温度下，适当增加相当于n(CO2)不变，n(H2)增大，故只增加氢气物质的量，则氢气转化率减小，B错误；
C．由图可知，150℃~250℃时，CO2的转化率减小，故主要以反应Ⅰ为主，即升温，反应Ⅰ逆向移动，故甲醇平衡产率减小，C错误；
D．由图可知，250℃时，二氧化碳转化率为20%，CO选择性为50%，设开始投入H2为3mol，CO2的物质的量为1mol，则平衡时，则CO2转化0.2mol，由CO选择性公式可知，，则生成n(CO)=0.1mol，由原子守恒可知，n(CH3OH)=0.1mol，由O原子守恒n(H2O)=0.2mol，H原子守恒，平衡时n(H2)=2.6mol，，D正确；
故答案为：D。
12．A
【详解】A．由题干图示信息可知，步骤①可表示为时H原子不守恒，A错误；
B．由题干图示信息可知，水的氧化反应(总反应)方程式为：，B正确；
C．根据盖斯定律结合题干图示信息可知，，C正确；
D．根据碰撞理论可知，催化剂参与反应，通过降低活化能，提高活化分子百分含量，从而加快反应速率，D正确；
故答案为：A。
13．C
【详解】A．反应i焓变小于零，为放热反应，升高温度，反应逆向进行，不有利于反应i正向进行，A错误；
B．升高温度，活化分子比例增大，反应速率加快，B错误；
C．由图可知，236℃后，升高温度甲醇的选择性变化大于二氧化碳转化率的变化，说明温度升高对反应i的影响大于反应ii，C正确；
D．236℃后甲醇的选择性迅速下降，可能是由于反应i中催化剂失去活性导致单位时间内生成甲醇减小而造成的，D错误；
故选C。
14．D
【详解】A．反应过程中O键数有3个、2个发生了变化，A项错误；
B．四氨合铜离子与虚线框的物质都是反应中产生且后续消失的物质均为中间体，B项错误；
C．该离子中铜化合价降低，但N元素化合价升高为0价，故该离子既是氧化剂又是还原剂，C项错误；
D．从图看NO催化还原应该是NO与NH3氧化还原反应，反应为4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O，D项正确；
故选D。
15． 劣于 相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大 AD
【详解】积碳反应中，由于催化剂X的活化能比催化剂Y的活化能要小，所以催化剂X更有利于积碳反应的进行；而消碳反应中，催化剂X的活化能大于催化剂Y，所以催化剂Y更有利于消碳反应的进行；综合分析，催化剂X劣于催化剂Y。由表格可知积碳反应、消碳反应都是吸热反应，温度升高，平衡右移，K积、K消均增加，温度升高，反应速率均增大，从图像上可知，随着温度的升高，催化剂表面的积碳量是减小的，所以v消增加的倍数要比v积增加的倍数大，故选AD。
16．粉碎辉铜矿、适当提高温度、不断地搅拌
【详解】为了提高浸取率可采取的措施有：粉碎辉铜矿，可以增大接触面、适当提高温度，可以加快反应速率、不断地搅拌，可以充分浸取；
17． 1MPa、390℃ 高于390℃，ZrCl4因升华而逸出
【分析】锆英石粉碎后通入CO和氯气进行氯化，再加入氢氧化钠溶液进行碱浸，所得滤渣1加入盐酸溶解，再加入铜抑制剂除铜，滤液2加入NH4SCN进行络合，再加有机溶剂MIBK进行萃取后除去废液，萃取液加入硫酸反萃取得到MIBK和水相，水相加入氨水沉锆，再煅烧得到ZrO2；
【详解】由图可知，压强和温度都会影响ZrCl4的产率，图中“氯化”过程中ZrCl4的产率最高时的条件为1MPa、390℃。由已知条件ⅱ可知ZrCl4易溶于水，390℃升华，因此若“氯化”温度超过390℃，ZrCl4因升华而逸出，导致其产率降低。
18．(1) < 随着温度的升高，c(NO)增大，说明平衡逆向移动，该反应为放热反应
(2)<=<
(3) > E4-E1
(4) 加入催化剂 不变
(5)D
【详解】（1）由图可知，随着温度的升高，c(NO)增大，说明反应平衡逆向移动，该反应为放热反应，<0。
（2）由（1）知该反应为放热反应，升高温度，K值减小，K、L、M、N四点对应的平衡常数分别为、、、，大小关系为：<=<。
（3）由图可知，生成物的能量高于反应物的能量，说明该反应为吸热反应，>0，途径(I)的活化能E4-E1。
（4）途径(I)变为途径(II)活化能减小，改变的条件是加入催化剂，反应热不变。
（5）A．由于增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子数，从而使有效碰撞次数增多，但是活化分子百分数不变，故A错误；
B．增大压强的方式有很多，若通过加入惰性气体增大压强，反应物生成物浓度不改变，故B错误；
C．催化剂降低了反应所需能量，可以减小活化分子的能量，故C错误；
D．由于升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是反应体系中分子能量增大，活化分子数增加，增加了活化分子百分数，故D正确；
故选D
