第二章 化学反应速率与化学平衡测试题
一、选择题
1．近年来，全球丙烯需求快速增长，研究丙烷制丙烯有着重要的意义。用丙烷直接催化脱氢容易造成积碳，降低催化剂的稳定性，该反应在不同压强(0.1MPa、0.01MPa)下，丙烷和丙烯的物质的量分数随温度变化的关系如图(a)所示；科学家最新研究用氧化脱氢，机理如图(b)所示。下列说法错误的是
A．丙烷直接催化脱氢的反应条件：高温低压
B．A点的平衡常数
C．与直接脱氢相比，用氧化脱氢制丙烯的优点之一是消除积碳
D．直接脱氢与氧化脱氢制得等量的丙烯转移电子数相同
2．FeCl3溶液和KI溶液发生反应：2Fe3+ + 2I-2Fe2+ + I2。下列关于该反应的说法正确的是
A．升高温度能减慢反应速率
B．增大Fe3+和I-的浓度能加快反应速率
C．反应达到平衡时，溶液中c(Fe3+)与c(Fe2+)相等
D．加入过量FeCl3溶液可使I-的转化率为100%
3．CO可用于合成甲醇，其反应的化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在一容积可变的密闭容器中充有10molCO与20molH2，在催化剂作用下发生反应生成甲醇。CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(P)的关系如图所示。下列说法正确的是
A．合成甲醇的反应为吸热反应
B．A、B、C三点的平衡常数为KA=KB＞KC
C．压强为p1＞p2
D．若达平衡状态A时，容器的容积为10L，则在平衡状态B时容器的容积也为10L
4．的KI溶液与的溶液发生反应：，达到平衡。下列说法中正确的是
A．该反应的平衡常数
B．加入少量KC1固体，平衡正向移动，溶液颜色变深
C．加入萃取后，上层溶液呈紫红色，下层溶液呈浅绿色
D．经萃取后，向水层溶液中滴入KSCN溶液，呈血红色
5．设反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0的反应速率为v1；反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g) ΔH>0的反应速率为v2对于上述反应，当温度降低时，v1和v2的变化情况为
A．同时增大 B．同时减小
C．v1增大，v2减小 D．v1减小，v2增大
6．反应A＋3B=2C＋D在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)=0.15 mol·L-1·s-1 ②v(B)=0.6 mol·L-1·s-1 ③v(C)=0.5 mol·L-1·s-1 ④v(D)=0.45 mol·L-1·s-1，则反应速率由快到慢的顺序为
A．④>③>①>② B．②>④>③>①
C．②>③>④>① D．④>③>②>①
7．在2 L容器中含有2a mol H2和2a mol N2，设法使其反应并达到平衡，测得N2的转化率为20％，此时H2的浓度是
A．0.4a mol·L-1 B．0.8a mol·L-1
C．1.6a mol·L-1 D．1.8a mol·L-1
8．甲烷催化裂解是工业上制备乙炔的方法之一，反应原理为，下列有关该反应的说法正确的是
A．该反应的
B．该反应的平衡常数
C．该反应在低温条件自发进行
D．用E表示键能，该反应
9．判断一个化学反应的自发性常用焓判据和熵判据，则在下列情况下，可以判定反应一定能自发进行的是
A．ΔH<0,ΔS>0 B．ΔH>0,ΔS>0 C．ΔH<0,ΔS<0 D．ΔH>0,ΔS<0
10．用3g块状大理石与30mL 3 mol L 1盐酸反应制取CO2气体，若要增大反应速率，可采取的措施是
①再加入30mL 3 mol L 1盐酸，②改用30mL 6 mol L 1盐酸，③改用3g粉末状大理石，④适当升高温度
A．①②④ B．②③④ C．①③④ D．①②③
11．在2A(g)＋B(g)3C(g)＋4D(g)反应中，表示该反应速率最快的是
A．v (A)＝ 0.5 mol/(L·s) B．v(D)＝ 1 mol/(L·s)
C．v(C)＝ 0.8 mol/(L·s) D．v(B)＝ 1 mol/(L·s)
12．央视栏目《国家宝藏》介绍了历史文化知识，彰显了民族自信、文化自信，其中也蕴含着许多化学知识。下列说法错误的是
A．传统鎏金士艺是将金溶于汞中制成“金汞漆”，涂在器物表面，然后加火除汞，鎏金工艺利用了汞的挥发性
B．《吕氏春秋 别类编》中有关于青铜的记载“金(铜)柔锡柔，合两柔则为刚”。“合两柔则为刚”体现了合金的硬度通常大于各组分金属的特点
C．宋 王希孟《千里江山图》卷中的绿色颜料铜绿的主要成分是碱式碳酸铜
D．明代《本草纲目》中记载：“……，惟以糯米，或粳米，……，和曲酿瓮中七日，以甑蒸取”。酒化酶将葡萄糖转化为乙醇时，温度越高反应速率一定越快
二、非选择题
13．一定温度下，在2L密闭容器中，A、B、C三种气体的物质的量随时间变化曲线如下图所示，按要求解决下列问题。
(1)该反应的化学方程式为：_______；
(2)用A表示的反应速率为：_______；
(3)下列条件改变时，能加快化学反应速率的是_______
A．扩大容器的容积 B．增大C的用量
C．降低体系的温度 D．加入催化剂
(4)下列不可以作为判断平衡依据___
A、A的浓度保持不变 B、 B的生成速率与消耗速率相等
C、X的浓度和Y的浓度相等
14．在碳中和背景下，氢能是新能源领域中与油气行业现有业务结合最紧密的一类，而制氢成本过高，仍是目前氢能产业发展的挑战之一，甲烷水蒸气重整制氢是目前工业制氢最为成熟的方法，涉及的主要反应如下：
反应Ⅰ CH4(g) +H2O(g) CO(g) +3H2(g) ΔH1>0
反应Ⅱ CH4(g) +2H2O(g) CO2(g) +4H2(g) ΔH2>0
反应ⅢCO(g) +H2O(g) CO2(g) +H2(g) ΔH3
已知部分化学键的键能数据如下表：
化学键 O-H H-H C=O C≡O( CO)
键能/(kJ·mol -1) 463 436 803 1075
则ΔH3=_______，若反应Ⅲ的正反应活化能Ea(正) =83 kJ· mol-1，则逆反应活化能Ea(逆)= _______kJ·mol-1。
15．对于基元反应，如aA＋bBcC＋dD，反应速率v正=k正·ca(A)·cb(B)，v逆=k逆·cc(C)·cd(D)，其中k正、k逆是取决于温度的速率常数。对于基元反应2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)，在653 K时，速率常数k正=2.6×103 L2·mol-2·s-1，k逆=4.1×103 L·mol-1·s-1
(1)计算653 K时的平衡常数K=___________
(2)653 K时，若NO的浓度为0.006 mol·L-1，O2的浓度为0.290 mol·L-1，则正反应速率为___________ mol·L-1·s-1。
16．在一定条件下，生产化工产品C的反应如下： A（g）＋B（g）2C（g） H < 0 T ℃时，向1 L密闭容器中充入1.0 mol A（g）、1.0 mol B（g），反应过程中C（g）的浓度随时间变化如图所示。
（1）0 ~10 min内，υ（C） =_____mol/（L·min）。
（2）仅升高温度，平衡向______（填“正”或“逆”）反应方向移动。
（3）平衡时，A的转化率是______。
（4）该温度下，此反应的化学平衡常数数值为______。
17．298K时，在2L固定体积的密闭容器中，发生可逆反应：2NO2(g)N2O4(g)，ΔH=-akJ/mol(a>0)。N2O4的物质的量浓度随时间变化如右上图。达平衡时，N2O4的浓度为NO2的2倍，若反应在398K进行，某时刻测得n(NO2)=0.6mol，n(N2O4)=1.2mol，则此时，v(正)___________v(逆)(填“>”、“<”、“=”或“无法确定”)。
18．甲烷蒸气转化法制的主要反应为。在恒容密闭容器中充入2mol和的混合气体，且和的物质的量的比值为m，相同温度下达到平衡时测得的体积分数与m的关系如图所示。
(1)则的平衡转化率：a点____________(填“＞”“＜”或“=”下同)b点；
(2)的浓度：a点___________b点；
(3)的产率：a点___________b点。
19．某实验小组采用下列实验探究外界条件对化学反应速率及其化学平衡的影响。按要求回答下列问题。
实验Ⅰ：探究浓度对反应速率的影响。
(1)已知实验Ⅰ中和的产物分别为和，为了观察到明显的现象，初始时至少为_______。
(2)在实验中，草酸溶液与酸性溶液反应时，褪色总是先慢后快。
甲同学据此提出以下假设：
假设1：反应放热
假设2：生成对反应有催化作用
乙同学用如下实验证明假设2成立：
实验编号 室温下，试管中所加试剂及用量
溶液 酸性溶液 溶液
a 2.00 1.00 1.00 0
b 2.00 1.00 0 V
则实验b中_______，若实验b中完全退色所需时间为，忽略混合前后体积的微小变化，用的浓度变化表示的反应速率为_______(保留2位有效数字)。
实验Ⅱ：探究浓度对化学平衡的影响。
(3)试管乙中的现象是_______，重新达到平衡时转化率_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。向试管丙中加入固体，平衡_______(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
20．已知SO2易溶于水和乙醇，常用作漂白剂和还原剂。某实验小组用如下装置，制备SO2并探究其性质。回答下列问题：
I．SO2制取、净化
(1)盛装70%硫酸的仪器名称为_______，装置B中浓硫酸的作用是_______。
II．SO2漂白性探究
(2)实验中观察到：装置C中溶液红色没有褪去，装置D中溶液红色褪去，由此可得出的结论是_______。
(3)为了进一步探究使品红褪色的主要微粒，进行如下系列实验：
实验 试管中的溶液 实验操作 实验现象
a 2 mL0.1 mol/L SO2 滴入1滴0.1%品红溶液 溶液变红后逐渐变浅，约90 s后完全褪色
b 2 mL0.1 mol/L NaHSO3 溶液变红后立即变浅，约15s后完全褪色
c 2 mL0.1 mol/L Na2SO3 溶液变红后立即褪色
综合上述实验椎知，SO2水溶液使品红褪色时起主要作用的微粒是_______(填微粒符号)。
III．SO2还原性探究
E中观察到溶液先由黄色变成红棕色，放置较长时间后溶液变成浅绿色。甲、乙两位同学对此现象进行如下探究：
(4)甲同学猜想红棕色物质是Fe(OH)3胶体，验证是否生成Fe(OH)3胶体的实验方法为_______，经实验验证无Fe(OH)3胶体。于是甲同学通过查阅文献得知(红棕色)。
(5)乙同学猜想久置后溶液变成浅绿色，是因为Fe3+与SO2发生氧化还原反应，其离子方程式为_______，经实验验证存在Fe2+。
(6)综合甲、乙两位同学的实验结论，应用化学反应速率和化学平衡移动原理解释E中溶液颜色变化的原因_______。
【参考答案】
一、选择题
1．B
解析：A．由图一可知升高温度平衡转化率增大，说明平衡正移，，根据反应特点，反应条件：高温低压，A正确；
B．在温度不变时，加压，化学平衡逆向移动，的物质的量分数增大，所以A点表示0.1MPa、556℃时平衡时的物质的量分数，则、平衡时物质的量分数均为25%，，B错误；
C．可以和C反应生成CO，用氧化脱氢制丙烯可以消除积碳，C正确；
D．直接脱氢生成1个丙烯C3H6转移2个电子，氧化脱氢生成丙烯和CO也转移2个电子，则两者制得等量的丙烯转移电子数相同，D正确；
故选：B。
2．B
解析：A．升高温度可以加快反应速率，A选项错误；
B．增大反应物浓度，可以加快反应速率，B选项正确；
C．反应达到平衡时，溶液中c(Fe3+)与c(Fe2+)不变，但不一定相等，C选项错误；
D．该反应是可逆反应，存在反应限度，不能完全转化，D选项错误；
答案选B。
3．B
解析：A．由图可知，压强一定时，CO的平衡转化率随温度的升高而降低，即升高温度平衡逆向移动，则合成甲醇的反应为放热反应，A错误；
B．由上述分析可知，合成甲醇的反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，K值减小，温度相同时，K值相同，则图中A、B、C三点的平衡常数：KA=KB＞KC，B正确；
C．该反应是气体体积减小的反应，温度一定时增大压强，平衡正向移动，CO平衡转化率增大，即压强越大，CO平衡转化率越大，则图中压强：p2＞p1，C错误；
D．A点时反应为，平衡常数K===1；B点时反应为，设平衡时容器的体积为VL，A、B两点温度相同，则平衡常数KA=KB，即平衡常数K===1，解得V=2，即在平衡状态B时容器的体积为2L， D错误；
故答案为：B。
4．D
解析：A．根据离子方程式得到该反应的平衡常数，故A错误；
B．加入少量KC1固体，对离子方程式中的离子浓度改变，因此平衡不移动，溶液颜色不变，故B错误；
C．加入萃取后，由于四氯化碳密度比水大，因此下层溶液呈紫红色，上层溶液呈浅绿色，故C错误；
D．经萃取后，由于反应是可逆反应，因此溶液中依然还有铁离子，向水层溶液中滴入KSCN溶液，呈血红色，故D正确。
综上所述，答案为D。
5．B
解析：温度降低对任何化学反应都是使反应速率减小，即v1和v2的变化情况为同时减小；
故选B。
6．D
解析：据 ＝ ＝ ＝ ，
有=0.15 mol·L－1·s－1，==0.2 mol·L－1·s－1，
==0.25 mol·L－1·s－1，=0.45 mol·L－1·s－1。
故0.45 mol·L－1·s－1>0.25 mol·L－1·s－1>0.2 mol·L－1·s－1>0.15 mol·L－1·s－1，
即④＞③＞②＞①，故选D。
7．A
解析：根据N2的转化率为20%，则氮气的消耗浓度= =0.2 mol·L－1，利用三段法计算出平衡时各物质的浓度如下：
，平衡状态下氢气的浓度为0.4amol·L－1，故A符合题意；
故选A。
8．B
解析：A．该反应正向气体分子数增大，，故A错误；
B．由反应可知平衡常数，故B正确；
C．该反应、，在高温条件下自发进行，故C错误；
D．根据=反应物的键能和-生成物的键能和，可知，故D错误；
故选：B。
9．A
解析：化学反应能否自发进行,取决于焓变和熵变的综合判据,当ΔG=ΔH-TΔS<0 时，反应能自发进行，当ΔH<0,ΔS>0 时, ΔG=ΔH-TΔS<0，一定能自发进行，而ΔH>0,ΔS<0时不能自发进行；ΔH>0,ΔS>0或ΔH<0,ΔS<0 能否自发进行，取决于反应的温度，所以ΔH<0,ΔS>0一定能自发进行；A正确；
综上所述，本题选A。
10．B
解析：用3g块状大理石与30mL 3 mol L 1盐酸反应制取CO2气体，①再加入30mL 3 mol L 1盐酸，浓度不变，因此反应速率不变，故①不符合题意；②改用30mL 6 mol L 1盐酸，浓大，反应速率加快，故②符合题意；③改用3g粉末状大理石，接触面积增大，反应速率加快，故③符合题意；④适当升高温度，温度升高，反应速率加快，故④符合题意；若要增大反应速率，可采取的措施是②③④，故B符合题意。
综上所述，答案为B。
11．D
解析：在比较化学反应速率快慢时应该转化为用单位时间内同种物质浓度改变值的大小来表示，不妨用物质B的速率来表示。
A．v(B)═v(A)=0.25mol/(L·s) ；
B．v(B)═v(D)=1 mol/(L·s)=0.25 mol/(L·s)；
C．v(B)═v(C)= 0.8 mol/(L·s)=0.27 mol/(L·s)；
D．V(B)═v(B)＝1 mol/(L·s)；可见最快的D，故选D。
12．D
解析：A．Hg常温下为液体，易挥发，加热除去汞利用了汞的挥发性，A正确；
B．铜和锡的合金硬度较大，合两柔则为刚体现了合金硬度的特点，即合金的硬度通常大于各组分金属的硬度，B正确；
C．铜绿的主要成分是碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3，C正确；
D．温度过高会使酶失去活性，使反应速率变慢，D错误；
故选D。
二、非选择题
13．(1)
(2)
(3)BD
(4)C
解析：（1）由图像可以看出反应中B、C的物质的量减少，为反应物，A的物质的量增多，为生成物，当反应进行到10s时，，，，，则反应的方程式为；
故答案为：；
（2）用A表示的反应速率，；
故答案为：；
（3）A．扩大容器的容积，相当于减小压强，则反应的速率减小，A错误；
B．C为气体，增大C的用量，浓度增大，反应速率增大，B正确；
C．降低温度，反应速率减小，C错误；
D．加入催化剂加快反应速率，D正确；
故答案为：BD；
（4）A．当各物质的浓度不变，反应达到平衡，A不符合题意；
B．当B的正、逆反应速率相等时，反应达到平衡，B不符合题意；
C．速率相等不能作为判断平衡的依据，C符合题意；
故答案为：C。
14． -41kJ/mol 124
解析：由ΔH=反应物总键能-生成物总键能，ΔH3=1075kJ/mol+2×463kJ/mol-(2×803kJ/mol+436kJ/mol)=-41kJ/mol；根据ΔH= Ea(正)- Ea(逆)，则Ea(逆)= Ea(正)- ΔH3=83kJ/mol-(-41kJ/mol)=124 kJ·mol-1；
15．(1)L·mol-1
(2)2.7×10-2
解析：（1）由题意可知，对于基元反应2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)，653K反应达到平衡时，v正=k正·c2(NO)·c(O2)=v逆=k逆·c2(NO2)，该温度下的平衡常数K= 。
（2）正反应速率v正=k正·c2(NO)·c(O2)，将数据代入，计算得到v正=2.6×103×0.0062×0.290mol·L-1·s-1≈2.7×10-2mol·L-1·s-1。
16．16 逆 80% 64
解析：(1)0 10min内，υ(C)= =0.16mol/(L min)，故答案为：0.16；
(2)焓变为负，为放热反应，则升高温度，平衡向逆反应方向移动，故答案为：逆；
(3)10min达到平衡，生成C为1.60mol/L，可知转化的A为0.8mol，平衡时，A的转化率是×100%=80%，故答案为：80%；
(4)该温度下，平衡时A的浓度为0.2mol/L、B的浓度为0.2mol/L、C的浓度为1.6mol/L，此反应的化学平衡常数数值为K= =64，故答案为：64。
17．<
解析：根据图像可知N2O4的平衡浓度为0.6mol/L，达到平衡时，N2O4的浓度为NO2的2倍，则NO2的平衡浓度为0.3mol/L，则该温度下平衡常数K===6.67L/mol；反应为放热反应，升高温度，K值减小。若反应在398K进行，某时刻测得n(NO2)=0.6mol、n(N2O4)=1.2mol，则此时浓度商Q==6.67L/mol=K(298K)>K(398K)，反应向逆反应方向移动，因此v(正)
解析：(1)由题图可知，m越大，加入的的物质的量越多，因此的平衡转化率越低，故a点的平衡转化率大于b点的平衡转化率；
(2)由题图可知，m越大，加入的的物质的量越多，因此的平衡转化率越低，剩余甲烷的物质的量越多，在容器容积相等的条件下甲烷的浓度越大，因此的浓度：a点＜b点；
(3)当和的物质的量的比值为时，则起始时，的物质的量为0.9mol，的物质的量为1.1mol，反应达到平衡时，设参与反应的的物质的量为nmol，则有：
则a点的体积分数为；
当和的物质的量的比值为时，则起始时，的物质的量为1.1mol，的物质的量为0.9mol，反应达到平衡时，设参与反应的的物质的量为m mol，则有：
则b点的体积分数为，由题图可知，a、b点的体积分数相等，故，则a、b点的产率相等。
19．(1)
(2) 1.00(“1”或“1.0”均可)
(3) 溶液红色加深 减小 不
【分析】Ⅰ.利用控制变量法探究某一因素对化学反应速率的影响时，应保证变量单一，除变量外的其他反应条件相同；
Ⅱ.如果改变可逆反应的条件(如浓度、压强、温度等)，化学平衡就被破坏，并向减弱这种改变的方向移动。
解析：（1）和反应的离子方程式为，出现明显现象时紫色褪去，则初始时至少为，故答案为：；
（2）实验a和实验b形成对照，验证生成Mn2+对反应有催化作用，则实验a和b中应只有Mn2+一个变量，溶液的总体积相等，则V=1.00；若实验b中完全退色所需时间为4min，则用的浓度变化表示的反应速率为，故答案为：1.00；；
（3）FeCl3和KSCN发生反应，试管乙中加入饱和FeCl3溶液，增大了Fe3+的浓度，该反应的平衡正向移动，则观察到溶液红色加深；加入饱和FeCl3溶液，c(Fe3+) 增大，则重新达到平衡时Fe3+转化率减小；加入KCl固体，由于氯离子和钾离子均不参与反应，则平衡不移动，故答案为：溶液红色加深；减小；不。
20．(1) 分液漏斗 干燥SO2气体
(2)使品红褪色的主要微粒不是SO2分子，而是SO2与H2O反应生成的某些微粒
(3)
(4)用激光照射是否产生丁达尔效应
(5)2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+
(6)反应2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+ (反应①)较 (反应②)反应缓慢，故先发生反应②，然后发生反应①。但反应①的限度较大，故溶液中c(Fe3+)慢慢降低，平衡逆向移动，红棕色逐渐褪去，最终得到浅绿色溶液。
【分析】在A中Na2SO3固体与70%的H2SO4发生复分解反应制取SO2，反应方程式为：Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O，在装置B中用浓硫酸干燥SO2气体，再通入装置C的0.1%品红乙醇溶液，\装置D的0.1%品红水溶液，来探究品红溶液的漂白原理，然后通入装置F的FeCl3溶液，E中观察到溶液先由黄色变成红棕色，放置较长时间后溶液变成浅绿色；最后在装置F中用NaOH溶液吸收后再进行排放。
解析：（1）根据装置图可知：盛装70%硫酸的仪器名称为分液漏斗；
装置B中浓硫酸的作用是干燥SO2气体；
（2）实验中观察到：装置C中溶液红色没有褪去，装置D中溶液红色褪去，由此可得出的结论是：能够使品红溶液褪色的微粒不是SO2，而是SO2与水反应生成的某些微粒；
（3）在实验a中主要存在微粒是SO2，在实验b中主要存在微粒是，在实验c中主要存在微粒是，2 mL0.1 mol/L SO2溶液(pH=2)滴入1滴0.1 %品红溶液，溶液变红逐渐变浅，约90 s后完全褪色；2 mL0.l mol/L NaHSO3溶液滴入l滴0.1 %品红溶液，溶液变红后立即变浅，约15 s后完全褪色，2 mL0.l mol/L Na2SO3溶液滴入l滴0.1%品红溶液，溶液变红后立即褪色，说明使品红褪色时起主要作用的微粒是；
（4）Fe(OH)3胶体能够使光线发生散射作用而沿直线传播，用光线照射时会产生一条“光亮的通路”，即能够产生丁达尔效应，而溶液和浊液不能产生丁达尔效应，验证是否生成Fe(OH)3胶体的实验方法是看是否产生丁达尔效应
（5）乙同学猜想久置后溶液变成浅绿色，是因为Fe3+与SO2发生氧化还原反应，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得其离子方程式为：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+；
（6）乙同学在实验E变化过程发现，黄色溶液先变红棕色后慢慢变浅绿色，查阅资料得：(红棕色)，用化学平衡移动原理解释实验E中溶液颜色变化的原因是：反应2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H++ (反应①)较(反应②)反应缓慢，故先发生反应②，然后发生反应①，但反应①的限度较大，故溶液中c(Fe3+)慢慢降低，平衡逆向移动，红棕色逐渐褪去，最终得到浅绿色溶液
