第二章 化学反应速率与化学平衡测试题
一、选择题
1．合成氨工业中采用循环操作，主要是为了
A．增大化学反应速率 B．提高平衡混合物中氨的含量
C．降低氨的沸点 D．提高氮气和氢气的利用率
2．绝热、恒容的密闭容器中，发生可逆反应： 。下列各项中不能说明该反应已经达到化学平衡状态的是
A．体系的压强不再改变
B．断裂2 mol H-S的同时，也断裂1 mol H-H
C．体系的温度不再改变
D．
3．下列的说法正确的是
A．12mol/L的浓硫酸50mL与足量的Cu加热反应，得到为0.3mol
B．1mol和3mol充分反应可生成2mol
C．1mol/L溶液中，阴、阳离子总数为
D．3mol与足量的水反应转移的电子数为
4．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A．向Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后颜色变深
B．实验室用排饱和食盐水的方法收集Cl2
C．重铬酸钾溶液中存在：Cr2O(橙色)+H2O2CrO(黄色)+2H+，若滴加少量NaOH溶液，溶液由橙色变黄色
D．实验室保存FeSO4溶液时，常加入少量铁粉
5．向某密闭容器中通入，发生反应：，达到平衡后，保持温度不变，再通入适量，待反应达到新的平衡时，与原平衡相比，（ ）
A．变大 B．不变 C．变小 D．无法确定
6．反应在四种不同情况下的反应速率分别为①；②；③；④，该反应进行的快慢顺序为
A．④>③=②>① B．①>②=③>④ C．①>②>③>④ D．④>③>②>①
7．下列说法正确的是
A．自发进行的反应不需要任何条件，就可以发生反应
B．能够自发进行的反应一定是熵增的过程
C．的反应均是自发进行的反应
D．、的反应在任何温度下都能自发进行
8．关于反应3O2（g）2O3（g），反应过程中能量的变化如图所示.下列有关该反应的ΔH、ΔS的说法中正确的是
A．ΔH<0 ΔS<0 B．ΔH>0 ΔS<0
C．ΔH<0 ΔS>0 D．ΔH>0 ΔS>0
9．下列关于化学反应与能量的说法正确的是
A．一定条件下，将和置于密闭容器中充分反应生成，放热：
B．已知在一定条件下，2molSO2与1molO2充分反应后，释放出98kJ的热量，则其热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-98kJ·mol-1
C．已知稀盐酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3kJ·mol-1，则表示稀硫酸与稀NaOH溶液反应的热化学方程式为H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1
D．已知CuSO4(s)+5H2O(l)=CuSO4·5H2O(s)，该反应为熵增加的反应
10．有平衡体系：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)(正反应为放热反应)，为了增加甲醇的产量，提高生产效益，应采取的正确措施是
A．高温、高压 B．适宜的温度、高压、催化剂
C．低温、低压 D．高温、高压、催化剂
11．一定条件下，与发生反应：，反应起始时在恒压条件下，反应达到平衡时的体积分数与M和T(温度）的平衡关系如图所示。下列说法正确的是
A．该反应在高温条件下能自发进行
B．图中M的大小关系为
C．图中Q点对应的平衡混合物中
D．温度不变时，增大Q点对应的平衡体系压强，则减小
12．下列有关化学反应自发性的叙述错误的是
A． 高温可以自发
B． 高温可以自发
C． 低温可以自发
D． 任何温度下可以自发
13．已知升温、增大浓度、加大压强和使用催化剂均可以提高化学反应的速率。现把镁条投入盛有稀盐酸的试管中，试管外壁用手一摸感到发烫，而且产生氢气的速率变化情况(v)和反应进行的时间(t)的关系如图所示，则下列说法正确的是
A．如果使用催化剂，反应结束后会产生更多质量的气体
B．t2时刻的速率大于t1时刻的速率主要原因是反应物的量较多
C．t2～t3速率变化的主要原因是盐酸的浓度逐渐减小
D．t2时恰好完全反应
14．一定条件下，反应：6H2(g)+2CO2(g) C2H5OH(g)+3H2O(g)的数据如图所示。
下列说法正确的是
A．该反应为吸热反应
B．达平衡时，v正(H2)=v逆(CO2)
C．b点对应的平衡常数K值大于c点
D．a点对应的H2的平衡转化率为90%
15．不同含金化合物催化乙烯加氢的反应历程如下图所示：
下列说法正确的是
A．从图中可得1molC2H4(g)具有的能量比1molC2H6(g)的能量高
B．过渡态1比过渡态2物质的稳定性弱
C．催化剂催化下，该反应的△H=-233.7kJ·mol-1
D．相比催化剂，AuF催化乙烯加氢的效果更好
二、填空题
16．物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要视角．硫及其化合物与价态变化为坐标的二维转化关系如图1所示．
完成下列填空：
（1）图中X的电子式为__；其水溶液在空气中放置易变浑浊，写出反应的化学方程式__；该变化说明S的非金属性比O__（填“强”或“弱”），从原子结构的角度解释原因：__．通过__（举两例），也可以判断氧、硫两种元素的非金属性强弱．
（2）下列物质用于Na2S2O3制备，从氧化还原反应的角度，理论上有可能的是__（选填编号）．
a Na2S+S b Z+S c Na2SO3+Y d NaHS+NaHSO3
（3）已知反应：Na2S2O3+H2SO4→Na2SO4+S↓+SO2+H2O，研究其反应速率时，下列方案合理的是__（选填编号）．
a 测定一段时间内生成SO2的体积，得出该反应的速率
b 研究浓度、温度等因素对该反应速率的影响，比较反应出现浑浊的时间
c 用Na2S2O3固体分别与浓、稀硫酸反应，研究浓度对该反应速率的影响
（4）治理含CO、SO2的烟道气，以Fe2O3做催化剂，将CO、SO2在380℃时转化为S和一种无毒气体．已知：①硫的熔点：112.8℃、沸点：444.6℃；②反应每得到1mol硫，放出270kJ的热量．写出该治理烟道气反应的热化学方程式__．
（5）其他条件相同、催化剂不同时，上述反应中SO2的转化率随反应温度的变化如图2．不考虑催化剂价格因素，生产中选Fe2O3做催化剂的主要原因是__．
17．某温度下，在一个体积为2L的固定不变的密闭容器中充入2molSO2和1molO2，发生2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应。5min后反应达到化学平衡状态，平衡时测得容器中混合气体为2.4mol。求：
(1)以SO3的浓度变化表示该反应的化学反应速率为___________
(2)该反应中SO2的平衡转化率为___________
18．完成下列填空
(1)下图表示反应 的反应速率与时间的关系，回答下列问题：
①由图可知、、、时都达到了平衡状态，、时都改变了外在条件，则时改变的条件为_______；
②若在时对该反应进行加压，在时达到了平衡状态，请在图中画出反应速率在时间段的变化趋势。_________
(2)某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一外界条件对反应化学平衡的影响，得到如图所示的图像(p表示压强，T表示温度，n表示物质的量，α表示平衡转化率，φ表示体积分数)，回答下列问题：
①在Ⅰ中，若，则_______(填“>”“＜”或“=”)
②在Ⅱ中，若a→b为使用合适的催化剂，则A的转化率_______(填“增大”“减小”或“不变”)；
③在Ⅲ中，随着B的起始物质的量的增加，在m点时，达到最大值，则m点反应物A与B的投料量比为_______；
④在Ⅳ中，若，则该反应的平衡常数_______(填“>”“＜”或“=”)。
19．在表中填写改变某一条件(反应在密闭体系中进行，并假设其他条件不变)对以下反应的速率和化学平衡的影响。
A(g)+B(g)C(g) △H＞0
条件的改变 化学平衡 化学反应速率
增大反应物浓度 ____ ____
增大容器中气体的压强 ____ ____
提高温度 ____ ____
使用适当的催化剂 ____ ____
20．在温度为550℃，总压恒定为3p的密闭容器中通入体积比为2∶1的乙苯(g)和H2O(g)混合气体发生反应：C6H5-CH2CH3(g)C6H5-CH=CH2(g)+H2(g)，达到平衡时乙苯的转化率为α，计算反应的压强平衡常数Kp=___________。
21．工业上利用(混有和)与水蒸气在一定条件下制取，原理为，该反应的逆反应速率表达式为，k为速率常数，在某温度下测得实验数据如表所示：
浓度 浓度 逆反应速率
0.1 8.0
1.0
0.15 6.75
由上述数据可得该温度下，_____，该反应的逆反应速率常数_____。
22．某同学在实验室研究化学反应快慢的影响因素。
(1)研究催化剂对化学反应快慢的影响，实验步骤如下：
I.向3支大小相同的试管a、b、c中各加入相同体积(2mL)5%溶液；
Ⅱ.向试管a中加入少量粉末，向试管b中滴加1~2滴溶液。
得出实验结论：与均能加快的分解，且前者的催化效率高得多。
①步骤Ⅰ中分别向3支试管中加入相同体积的溶液的目的是_________。
②设计试管c的目的是_________。
③若继续用上述实验药品研究温度对分解快慢的影响，为了便于观察，选择的催化剂是_____，原因是_________。
(2)现提供下列实验用品研究化学反应快慢的影响因素。
实验仪器：试管、烧杯、量筒、天平、秒表
实验药品：铝片、铝粉、盐酸、盐酸
①利用所提供实验用品，可研究的化学反应快慢的影响因素是________，为了便于观察，你建议记录的数据是_____。
②设计实验探究温度对化学反应快慢的影响，说明实验步骤(实验仪器和药品任选)：________。
【参考答案】
一、选择题
1．D
解析：合成氨工业中氢气和氮气在催化剂作用下生成氨气的反应为可逆反应，反应后的混合气分离出氨气后还含有氢气和氮气，进行循环操作可以提高氮气和氢气的利用率，降低成本；与增大化学反应速率、提高平衡混合物中氨的含量、降低氨的沸点无必然关系；
故选D。
2．D
解析：A．该反应是等体积放热反应，由于是绝热、恒容的密闭容器，温度升高，压强增大，当体系的压强不再改变，则达到平衡，故A不符合题意；
B．断裂2 mol H S即消耗1molH2S的同时，也断裂1 mol H H即消耗1mol H2，两个不同方向，速率之比等于计量系数之比，能说明达到平衡，故B不符合题意；
C．该反应是放热反应，由于是绝热容器，则容器内温度不断升高，当体系的温度不再改变，则达到平衡，故C不符合题意；
D．，消耗CO的正向，生成COS是正向，同一个方向，不能说明达到平衡，故D符合题意。
综上所述，答案为D。
3．D
解析：A．Cu和浓硫酸加热条件下发生反应，50mL 12mol/L的浓硫酸物质的量为0.6mol，理论上0.6mol浓硫酸完全反应生成0.3mol，但随着反应的进行浓硫酸变稀反应不再发生，因此实际上得到的小于0.3mol，A错误；
B．氮气和氢气反应生成氨气的反应属于可逆反应，反应进行的不彻底，因此1mol和3mol充分反应，生成的小于2mol，B错误；
C．溶液体积不知，无法计算溶液中所含阴、阳离子总数，C错误；
D．由反应可知，3mol与足量的水反应其中2molN由+4价升为+5价，转移的电子数为，D正确；
故选D。
4．D
解析：A．Fe3++xSCN-Fe(SCN)x，加入KSCN反应物浓度增大平衡正向Fe(SCN)x增多，溶液颜色加深，A项不符合题意；
B．Cl2+H2O HCl+HClO饱和的食盐水中Cl-增加即该平衡产物增加，平衡逆向Cl2增加，B项不符合题意；
C．加入NaOH消耗H+平衡正向，增多溶液由橙色变为黄色，C项不符合题意；
D．FeSO4易被O2氧化，而加入铁粉可消耗O2防止Fe2+被氧化，该反应不存在平衡移动问题，D项符合题意；
故选D。
5．B
解析：的化学平衡常数 K=，保持温度不变，再加入适量的N2O4,当反应达到新的平衡时平衡常数不变，即不变，故选B。
6．A
解析：由反应速率之比等于化学计量数之比可知，四种条件下A物质的反应速率分别为①、②、③、④，则反应进行的快慢顺序为④>③=②>①，故选A。
7．D
【分析】，反应自发进行；
解析：A．△H>0、△S>0时，在高温下可能自发进行，低温下非自发进行，故A错误；
B．△S＜0、△H＜0，低温下反应，自发进行的反应也可以是熵值减小的反应；故B错误；
C．△H＜0、△S＜0，△G=△H-T△S，只有在低温下才能自发进行，C错误；
D．△H＜0、△S>0一定存在任何条件下△H-T△S<0，反应一定是自发反应，D正确；
故答案为：D。
8．B
解析：该反应的反应物能量比生成物能量低，为吸热反应，ΔH>0，该反应是熵减的化学反应，ΔS<0，选B。
9．C
解析：A．该反应为可逆反应，根据题中信息，无法判断消耗氮气或氢气物质的量，或者生成氨气物质的量，无法写出热化学方程式，故A错误；
B．二氧化硫与氧气反应属于可逆反应，无法判断消耗二氧化硫或氧气物质的量，无法写出热化学方程式，故B错误；
C．硫酸为强酸，氢氧化钠为强碱，因此稀硫酸与稀NaOH溶液反应的热化学方程式为H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol，故C正确；
D．根据方程式可知，H2O(l)→H2O(s)，该反应为熵减的反应，故D错误；
答案为C。
10．B
解析：由CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0知，该反应为放热、气体体积缩小的可逆反应；高温会使平衡逆向移动，不利于提高甲醇的产量，但温度太低，反应速率太慢，也不利用提高单位时间内的产量，且催化剂的活性需要在适当温度下达到最大值，所以温度应适当；高压既能使平衡正向移动，从而提高甲醇的产量，也可以加快反应速率；催化剂不能改变生成物的产量，但可提高反应速率；综上所述，合理的条件为适宜的温度、高压、催化剂，故选B。
11．A
【分析】从图像可看出，随着温度升高平衡时甲醇的体积分数逐渐减小，说明平衡正向移动，根据勒夏特列原理判断正反应为吸热反应，的物质的量一定的情况下，M增大，的物质的量增大，促进平衡正向移动，的转化率增大，平衡时的体积分数减小，可以判断出a、b和4的关系，据此解答。
解析：A．由图像可知，M一定时，温度升高，减小，说明温度升高反应正向进行，则该反应为吸热反应，其焓变 ，该反应为气体分子数增多的反应，随着反应进行，体系混乱度增大，则反应的 ，所以该反应自发进行的条件是高温，故A正确；
B．的物质的量一定的情况下，M增大，的物质的量增大，促进平衡正向移动，的转化率增大，平衡时的体积分数减小，则，故B错误；
C．反应起始时，但和按物质的量之比1:1反应，平衡混合物中二者物质的量之比一定不为4，故C错误；
D．温度不变时，压强增大，平衡逆向移动，故增大，故D错误；
答案选A。
12．A
解析：A． ，气体物质的量减少， ，任何温度下不能自发进行，故A错误；
B． ，气体物质的量增多，，高温可以自发，故B正确；
C． ，气体物质的量减少，，低温可以自发，故C正确；
D． ，气体物质的量增多，，任何温度下可以自发，故D正确；
故选A。
13．C
【分析】反应放出热量，随着反应进行温度升高反应速率加快；一段时间后是随着反应进行盐酸的浓度逐渐减小，反应速率减慢。
解析：A．催化剂改变反应速率，但是不改变生成物的量，A错误；
B．t1时刻反应刚开始反应物浓度最大，试管外壁用手一摸感到发烫，说明反应为放热反应，故t2时刻的速率大于t1时刻的速率主要原因是温度升高，B错误；
C．t2～t3速率变化的主要原因是随着反应进行盐酸的浓度逐渐减小，C正确；
D．t2时反应速率不为零，故反应仍继续进行，D错误；
故选C。
14．D
解析：A．由图像可知，升高温度，CO2的平衡转化率降低，平衡逆向移动，所以该反应为放热反应，故A错误；
B．达平衡时，正逆反应速率比等于系数比，即v正(H2)=3v逆(CO2)，故B错误；
C．正反应放热，升高温度，平衡常数减小，b点对应的平衡常数K值小于c点，故C错误；
D．曲线ⅠH2、CO2的投料比为2∶1，设投入H2、CO2的物质的量分别是2mol、1mol，a点CO2的平衡转化率为60%，则消耗CO20.6mol、消耗H21.8mol，所以a点对应的H2的平衡转化率为，故D正确；
答案选D。
15．B
解析：A．根据图示可知，1mol C2H4(g)和1mol H2(g)具有的能量比1mol C2H6(g)的能量高，A错误；
B．根据图示可知，过渡态1具有的能量比过渡态2高，则过渡态1比过渡态2物质的稳定性弱，B正确；
C．该反应的△H=-129.6kJ·mol-1，且焓变与催化剂无关，C错误；
D．根据图示可知，对应的活化能小，则催化效果好，D错误；
故选B。
二、填空题
16． 弱 硫原子半径大于氧原子，硫原子得电子能力小于氧原子 H2O的稳定性大于H2S或SO2中硫显正价，氧显负价 bd b 2CO（g）+SO2（g）S（l）+2CO2（g）△H=﹣270kJ/mol Fe2O3作催化剂，在相对较低温度下，单位时间内获得较高的SO2转化率，且能耗小
解析：（1）X是-2价硫的气态氢化物，即硫化氢，其电子式为，-2价的硫具有很强的还原性，因此久置在空气中会被氧气氧化得到单质硫，反应方程式为，相当于非金属间的置换反应，因此氧的非金属性强于硫，这也可以从结构上看出：氧和硫同主族不同周期，硫的半径比氧大，因此得电子能力相对较弱。除此以外还可从氢化物的稳定性、互化物的化合价等方面来判断；
（2）我们可以近似认为中每个硫为+2价，再来看选项：
a.0价和-2价的硫不可能反应得到+2价，a项错误；
b.+4价和0价的硫，可能发生归中反应得到+2价，b项正确；
c.+4价和+6价的硫，不可能反应得到+2价，c项错误；
d.-2价和+4价的硫，可能发生归中反应得到+2价，d项正确，
答案选bd；
（3）a.二氧化硫会部分溶解在水中，导致实际测得的体积偏小，a项错误；
b.反应速率越快，溶液中就越快出现硫的浑浊，因此可以用来探究反应速率，b项正确；
c.浓硫酸氧化性较强，和稀硫酸的反应产物不一样，不同的反应本身速率就不同，c项错误；
答案选b；
（4）被还原为单质硫，则被氧化，结合其氧化产物是一种无毒气体，推测为，注意在题目给的温度下硫是液体，据此写出热化学方程式：；
（5）根据图2我们发现，能在较低的温度下获得较高的转化率，因此效率最高，同时可以节约能耗。
17．(1)0.12mol/(L min)
(2)60%
解析：在一个体积为2L的固定不变的密闭容器中充入2molSO2和1molO2，发生2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应，5min后反应达到化学平衡状态，则，平衡时测得容器中混合气体为2.4mol，则(2-2x)+(1-x)+2x=2.4mol，解得x=0.6mol；据此解答。
(1)由上述分析可知，v(SO3)===0.12 mol/(L min)；答案为0.12mol/(L min)。
(2)由上述分析可知，转化率α(SO2)=×100%=×100%=60%；答案为60%。
18．(1) 增加反应物的浓度
(2) > 不变 x：y >
解析：（1）t2时刻改变条件后，正反应速率大于逆反应速率，平衡正向移动，图像为连续的，改变的条件是增大反应物浓度；该反应正向气体分子数减少，增大压强，平衡正向移动，正逆反应速率均增大，图像不连续，正反应速率大于逆反应速率，故图像为：；
（2）压强相同时，升高温度，A的转化率降低，该反应为放热反应。x+y>z，则正向气体分子数减少，增大压强，平衡正向移动，A的转化率增大，故p1>p2；催化剂不影响平衡，转化率不变；当投料比为系数比时，达到平衡时产物的体积分数最大，故投料比为x：y；该反应为放热反应，压强相同时，升高温度，平衡逆向移动，A的转化率降低，故T1
19． 正向移动 加快 正向移动 加快 正向移动 加快 不移动 加快
解析：增大反应物的浓度，平衡正向移动，反应速率加快；该反应为气体系数之和减小的反应，增大容器中气体的压强，平衡正向移动，反应速率加快；该反应焓变大于0，为吸热反应，提高温度平衡向吸热方向移动，即正向移动，反应速率加快；使用适当的催化剂可以加快反应速率，但不影响平衡。
20．
解析：设乙苯(g)和H2O(g)起始物质的量为2amol和amol，列化学平衡三段式：
混合气体总物质的量为(2a-2aα+2aα+2aα+a)mol=(3a+2aα)mol，p(C6H5-CH2CH3)=×3p==，p(C6H5-CH=CH2)=p(H2)=×3p===，Kp======，答案为。
21．0125
解析：根据，由表中数据可得：，，所以有解得，解得，带入的等式可得。
22． 控制变量 作空白对照实验 作催化剂反应快慢适中，有利于观察反应进行的快慢 盐酸的浓度、铝的表面积 反应开始到停止所用的时间 在2支相同的试管中各装入相同质量铝片，再分别加入相同浓度、相同体积盐酸，将其中一支试管浸入盛有约40℃的热水的烧杯中，另一支试管浸入盛有约75℃热水的烧杯中，观察记录反应开始到停止所用的时间
解析：(1)①第1步中3支试管中加入相同量的H2O2溶液，作为相同条件以便于后面实验的公平性，控制变量，故为：控制变量。
②C中不加入其它试剂用来与前两支试管作比较，故为：作空白对照实验。
③MnO2作催化剂反应激烈，不适合观察反应速率，选择FeCl3作催化剂，反应速率适中，有利于观察反应速率的变化故为：；作催化剂反应快慢适中，有利于观察反应进行的快慢。
(2)①实验药品中铝片、铝粉不同的是表面积，盐酸不同的是浓度，因此速率的影响因素是铝的表面积和盐酸的浓度，故为：盐酸的浓度、铝的表面积；反应开始到停止所用的时间。
②已知反应中，反应物的量，只需记录开始到停止所用的时间速率的影响，则需在其他条件均相同的情况下，研究不同温度下反应所用的时间。即在2支相同的试管中各装入相同质量铝片，再分别加入相同浓度、相同体积盐酸，将其中一支试管浸入盛有约40℃的热水的烧杯中，另一支试管浸入盛有约75℃热水的烧杯中，观察记录反应开始到停止所用的时间，故为：在2支相同的试管中各装入相同质量铝片，再分别加入相同浓度、相同体积盐酸，将其中一支试管浸入盛有约40℃的热水的烧杯中，另一支试管浸入盛有约75℃热水的烧杯中，观察记录反应开始到停止所用的时间
