第二章 化学反应速率与化学平衡测试题
一、选择题
1．下列工业生产中采用的措施与目的相符合的是
A．合成氨工业中用铁触媒作催化剂，以提高氨气的平衡浓度
B．硫酸工业中用热交换器，以维持反应条件、节约能源
C．海水提溴时用苦卤为原料，以防止溴与水发生反应
D．海带提碘时通过浓缩提高，以减少氧化剂的用量
2．下列说法不正确的是
A．氢离子浓度相同的稀盐酸和稀硫酸分别与相同质量的CaCO3固体反应，前者反应较快
B．等质量的锌粒与锌粉分别与0.1 mol·L-1盐酸反应，后者反应较快
C．常温下Mg片、Al片分别与0.1 mol·L-1盐酸反应，前者反应较快
D．0.1 mol·L-1稀盐酸和0.1 mol·L-1稀硝酸分别与相同形状、相同大小的大理石反应，因硝酸具有氧化性，其反应较快
3．下列关于化学反应方向的研究与判断，正确的是
A．化学反应能否发生无需判据，只需实验检验即可
B．反应NaHCO3(s) + NaHSO4(aq)=Na2SO4(aq) + CO2↑(g) + H2O(l)常温下能自发发生
C．反应CO(g) = C(石墨，s)+O2(g) (△H =110.5kJ·mol-1△S = -89.36 J·mol-1·K-1)能自发发生
D．任何情况下，温度都不可能对反应的方向其决定性作用
4．炭黑可以活化氧分子得到活化氧()，活化氧可以快速氧化，从而消除雾霾。其活化过程中的能量变化如图所示，下列说法错误的是
A．生成活化氧的 B．活化过程中①→②的反应是快反应
C．活化过程中有水时的活化能降低 D．氧化的过程中，炭黑起催化作用
5．在下列变化中，体系的熵增大的是
A．乙烯聚合为聚乙烯 B．硝酸铵溶于水
C．水结冰 D．
6．已知化合物A与在一定条件下反应生成化合物B与，其反应历程如图所示，其中表示过渡态，I表示中间体。下列说法正确的是
A．该过程的总反应速率由⑥步骤决定
B．使用更高效的催化剂可降低该反应的
C．该历程中的最大能垒
D．升高温度，有利于提高A的转化率
7．反应达到平衡后，保持温度不变，再通入NO2，重新达到平衡，则新平衡与旧平衡相比的值
A．变小 B．变大 C．不变 D．无法确定
8．已知某反应的ΔH ＜0、ΔS＞0，对此反应叙述正确的是
A．该反应在任何情况下均能自发进行
B．该反应在任何情况下均不能自发进行
C．该反应在一定条件下能自发进行
D．条件不足，无法判断
9．在一定温度下，氯气溶于水的过程为：
①；
②，下列说法错误的是
A．
B．②的平衡常数表达式为
C．升高温度，氯水中的减小
D．取氯水稀释，增大
10．设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．7.8g和混合物中所含的阴离子总数为0.1
B．1L0.1mol/L溶液中离子数为0.1
C．常温常压下，124g中所含P-P键的数目为4
D．向密闭容器中充入1mol与1mol充分反应后容器内的分子数小于2
11．在一定条件下，密闭容器内某一反应中A、B两种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列说法正确的是
A．化学分程式为A2B
B．t2时，v正>v逆
C．当反应时间t=0时，只存在正反应
D．0～t2时间内，用B表示的反应速率为 mol/(L·min)
12．对于反应CO2(g)+2NH3(g) CO(NH2)2(s)+H2O ，在不同条件的影响下，水蒸气含量随反应时间变化的趋势如下图：
下列判断正确的是
A． B．
C． D．
13．下列说法正确的是
A．已知C(s)+CO2(g)=2CO(g)，该反应高温条件下能自发进行的原因是ΔH>0，ΔS>0
B．已知：金刚石(s)=石墨(s) ΔH<0，则该条件下石墨比金刚石稳定
C．已知中和热为57.3kJ mol-1，则稀氨水与盐酸反应生成1mol水时放出的热量大于57.3kJ
D．已知：2C2H4(g)+6O2(g)=4CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-3200.8kJ mol-1，则C2H4(g)的燃烧热ΔH=-3200.8kJ mol-1
14．已知甲为恒压容器、乙为恒容容器。相同条件下充入等物质的量的NO2气体，且起始时体积相同。发生反应：2NO2(g)N2O4(g) 。一段时间后达到平衡状态，下列说法中正确的是
A．该反应的平衡常数表达式K＝
B．达到平衡所需时间，甲与乙相等
C．平衡时NO2体积分数：甲＜乙
D．若两容器内气体的压强保持不变，均说明反应已达到平衡状态
15．我国科学家在利用Ni和NiO催化电解水制氢气和氧气的研究上有重大突破，下图是通过计算机测得的部分电解机理图。吸附在催化剂表面的物质带“*”。下列说法错误的是
A．该过程中Ni催化时反应速率较慢
B．该过程中NiO作催化剂时吸热更多
C．该催化过程的方程式为
D．整个过程中涉及非极性键的形成
二、填空题
16．我国提出争取在2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。碳中和是指CO2的排放总量和减少总量相当。
(1)科学家们经过探索实践，建立了如图所示的CO2新循环体系：
根据上图分析，下列相关说法错误的是
A．化学变化中质量和能量都是守恒的
B．CO2和H2生成甲烷的反应中原子利用率为100%
C．将CO2还原为甲醇能有效促进“碳中和”
D．无机物和有机物可以相互转化
(2)在容积为2L的恒温密闭容器中，充入lmolCO2和3molH2，一定条件下发生反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的物质的量随时间的变化情况如下表。
时间 0min 3min 6min 9min 12min
n(CH3OH)/mol 0 0.50 0.65 0.75 0.75
n(CO2)/mol 1 0.50 0.35 a 0.25
①下列说法正确的是_______。
a．反应达到平衡后，反应不再进行
b．使用催化剂是可以增大反应速率，提高生产效率
c．改变条件，CO2可以100%地转化为CH3OH
d．通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度
②a=_______；3～6min内，v(CO2)=_______。
③12min末时，混合气体中CH3OH的物质的量分数为_______。
④第3min时v正(CH3OH)_______(填“>”、“<”或“=”)第9min时v逆(CH3OH)
17．科学家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯的新方法：，在常压下反应，冷凝收集，测得常温下液态收集物中主要产物的质量分数如图所示。
则反应温度不宜超过________________________。
18．通过实验测定反应速率的方法有多种：
(1)比较锌粒与不同浓度的溶液反应的反应速率，可通过测定收集等体积需要的________来实现。
(2)已知酸性条件下，溶液与溶液发生的反应为。可通过________来测定该反应的反应速率。
(3)已知，则比较相同浓度的溶液和不同浓度的溶液反应的反应快慢可通过测定_________来实现。
19．按要求完成下列问题。
(1)某反应过程中的能量变化如下图所示：
①该反应的ΔH_______(填“＞”或“＜”)0。
②加入催化剂，b_______(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，ΔH_______。
③该反应的热化学方程式为_______。
(2)已知： ① 2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221kJ/mol
② C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol
则表示CO的燃烧热的热化学方程式为_______。
20．在一定条件下，将2 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。2 min末该反应达到平衡，生成0.8 mol D，并测得C的浓度为0.2 mol·L-1。
(1)x=_______，2min内A的平均反应速率v(A)=_______。
(2)B的转化率为_______，该温度下反应的平衡常数的值为_______(结果保留三位有效数字)。
(3)其他条件不变，若再向容器中加入0.2 mol B和0.2 mol C，此时v(正)_______v(逆)(填“＞”“=”或“＜”)。
21．在一定温度下，将2molCO2(g)和6molH2(g)置于容积为2L的恒容密闭容器中，发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。反应进行到5s时，测得CO2的物质的量为1.4mol，则：
(1)5s时，生成物CH3OH的浓度为______________。
(2)0~5s内，用反应物H2的浓度变化表示的该反应的平均速率v(H2)=________________。
(3)5s时，容器内气体的总物质的量与反应前容器内气体的总物质的量之比为_____________。
(4)若反应进行到15s时达到平衡，此时气体的总物质的量为5.6mol。
①平衡时，CO2的转化率为____________。
②下列关于达到平衡时的有关表述正确的是____________(填标号)。
A．CO2已经完全转化为CH3OH
B．CH3OH的生成速率和消耗速率相等
C．反应物的浓度不再改变，而生成物的浓度会改变
③若要缩短反应达到平衡的时间，则可采取的措施为_______(填标号)。
A．降低温度 B．加入合适的催化剂 C．减小反应物浓度
22．溶液在酸性条件下能与氧气反应。现有以下实验记录，回答下列问题：
实验编号 ① ② ③ ④ ⑤
温度/℃ 30 40 50 60 70
显色时间/s 160 80 40 20 10
（1）该反应的离子方程式为_____________。
（2）该实验的目的是探究___________对反应速率的影响。
（3）实验试剂除了溶液、溶液外，还需要的指示剂是________。实验仪器除了试管、试剂瓶、胶头滴管、温度计外，还需要的仪器是___________。
（4）上述实验操作中除了需要（3）的条件外，还必须控制不变的是________（填字母）。
A．温度 B．指示剂的浓度 C．试剂的用量（体积） D．试剂添加的顺序
（5）由上述实验记录可得出的结论是温度每升高，反应速率增大为原来的____倍。
（6）若要进行酸性强弱对反应速率的影响的探究实验，你会采取的措施是_______。
【参考答案】
一、选择题
1．B
解析：A．催化剂不能使平衡移动，合成氨工业中用铁触媒作催化剂，不能提高氨气的平衡浓度，故不选A；
B．二氧化硫的催化氧化为放热反应，硫酸工业中用热交换器，以维持反应条件、节约能源，故选B；
C．海水提溴时用苦卤为原料，是因为苦卤中溴元素浓度大，不能以防止溴与水发生反应，故不选C；
D．海带提碘时通过浓缩提高，碘离子的物质的量不变，不能改变氧化剂的用量，故不选D；
选B。
2．D
解析：A．稀硫酸与CaCO3固体反应生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在碳酸钙固体的表面上会阻止反应的继续进行，反应速率变慢，盐酸的反应速率较快，A正确；
B．锌粉的表面积大于锌粒，锌粉反应速率较快，B正确；
C．镁比铝的金属性强，与相同浓度的盐酸反应时，镁的反应速率较快，C正确；
D．稀盐酸和稀硝酸的c(H+)相同，与相同的大理石反应时，反应速率也相同，与硝酸的氧化性无关，D错误；
答案选D。
3．B
解析：A．自发反应需要一定的条件，通过实验不一定能判断反应是否能自发进行，故A错误；
B．反应NaHCO3(s) + NaHSO4(aq)=Na2SO4(aq) + CO2↑(g) + H2O(l)的熵变△S>0，该反应是放热反应则△H<0，由自发进行的判据△G=△H-T△S<0，则该反应常温下能自发发生，故B正确；
C．△H=110.5kJ/mol，△S=-89.36 J/(mol K)，任何温度下△G=△H -T△S =110.5kJ/mol-T×(-89.36×10-3KJ/(mol K))＞0，反应一定不能自发进行，故C错误；
D．如△H＞0，△S＞0，高温下反应能自发进行，低温下不能自发进行，温度可能对反应的方向起决定性作用，故D错误；
故选：B。
4．B
解析：A．由图知反应物总能量大于生成物总能量，属于放热反应，所以，A正确；
B．由能量变化图知过程①到②活化能大，所以是慢反应，B错误；
C．由图知有水时的活化能低于无水时的，C正确；
D．反应前有炭黑，反应后也有炭黑，所以炭黑为催化剂，D正确；
故选B。
5．B
解析：A．乙烯聚合为聚乙烯，为气体体积减小的反应，是熵减的过程，故A错误；
B．硝酸铵溶于水破坏离子键，离子的运动更剧烈，体系的熵增大，故B正确；
C．水结冰从液态转为固态，水分子的混乱程度减小，是熵减的过程，故C错误；
D．为气体体积减小的反应，熵减的过程，故D错误；
故选：B。
6．C
解析：A．由图可知，反应③的活化能最大，则该历程中的反应③为该反应的决速步，A错误；
B．催化剂只能改变反应所需要的活化能，而不能改变反应的反应热，即使用更高效的催化剂不可改变该反应的ΔH，B错误；
C．由图可知，反应③的活化能最大，该历程中的最大能垒(活化能)E正=16.87kJ/mol-(-1.99kJ/mol)=18.86kJ·mol-1，C正确；
D．由图可知，反应物总能量大于生成物总能量，则该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，A的转化率降低，D错误；
故答案为：C。
7．C
解析：根据题意，，K只与温度有关，温度不变，则K不变，故选C。
8．A
解析：根据ΔG＝ΔH TΔS，某反应的ΔH＜0、ΔS＞0，则反应在任何情况下均能自发进行，故A正确。
综上所述，答案为A。
9．A
解析：A．氯气溶解自发进行，属于熵减过程，则，A选项错误；
B．水溶液中的水不列入平衡常数表达式中，则②的平衡常数表达式为，B项正确；
C．根据反应②可知，反应放热，升高温度，平衡逆向移动，氯水中的减小，C项正确；
D．加水稀释，、均减小，越稀越电离，减小更多，D选项正确；
答案选A。
10．A
解析：A．过氧化钠是由1个钠离子和1个过氧根离子构成的、硫化钠是由1个钠离子和1个硫离子构成的，1分子中均含有1个阴离子，且两者的相对分子质量均为78；则和混合物可看作NaM，且物质的量为0.1mol，其所含的阴离子总数为，A正确；
B．溶液中存在Cr2O+H2O2CrO+2H+，导致离子数小于，B错误；
C．1分子P4中存在6个P-P键，常温常压下，（物质的量为1mol）中所含键的数目为，C错误；
D．向密闭容器中充入1mol与1mol，反应为等分子数的反应，故容器内的分子数等于，D错误；
故选A。
11．B
解析：A．时，A的物质的量减少了4mol，B的物质的量增加了2mol，因此A为反应物，B为生成物，化学方程式为，A项错误；
B．时未达到平衡，反应仍在正向进行，，B项正确；
C．正反应和逆反应是同时进行的，C项错误；
D．容器体积未知，因此无法计算用A浓度变化表示反应的速率，D项错误；
答案选B。
12．B
解析：先拐先平条件高，．升高温度，水蒸气含量降低，平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，．答案选B。
13．B
解析：A．根据，该反应高温条件下能自发进行的原因是：温度高，的值比较大，使小于0，反应能自发进行，A错误；
B．金刚石(s)生成石墨(s)的反应为吸热反应，故石墨的能量低，能量越低越稳定，B正确；
C．稀氨水与盐酸反应过程中，氨水电离要吸热稀氨水与盐酸反应生成1mol水时放出的热量小于57.3kJ，C错误；
D．燃烧热必须是1mol纯物质，题目中C2H4的物质的量为2mol，不符合燃烧热定义， D错误；
故本题选B。
14．C
解析：A．平衡常数应等于生成物浓度系数次幂之积除以反应物浓度系数次幂之积，K＝，故A错误；
B．因为该反应是体积减小的反应，甲是恒压，而乙是恒容，所以在反应过程中甲的压强大于乙，压强大反应速率也大，所以甲达到平衡的时间也短，故B错误；
C．甲压强较大，增大压强，平衡正向移动，则平衡时NO2体积分数：甲＜乙，故C正确；
D．由于甲容器始终是恒压条件，所以压强不变不能说明该容器中反应已经处于平衡状态，D错误；
故选C。
15．B
解析：A．活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应；从决速步骤判断活化能，该过程中Ni催化时反应速率较慢，A项正确；
B．催化剂改变化学反应速率，不改变反应的焓变，该过程中和作催化剂时吸热相同，B项错误；
C．该催化过程反应为2生成、、，方程式为，C项正确；
D．整个过程中涉及非极性键(氧氧键)的形成，D项正确；
故选B。
二、填空题
16．(1)B
(2) bd 0.25 30%
解析： (1)A．化学反应过程中元素种类不变、原子数目不变，则化学变化中质量和能量都是守恒的，A正确；
B．由元素守恒可知，CO2和H2生成甲烷的反应中原子利用率不可能为100%，B错误；
C． 由图知，甲醇燃烧等转变为二氧化碳、又可将CO2还原为甲醇，则能有效促进“碳中和”， C正确；
D． 无机物和有机物可以相互转化，D正确；
则说法错误的是B。
(2)①a．反应达到平衡后，正逆反应速率相等，反应仍在进行，处于动态平衡，a错误；
b．使用催化剂是可以增大反应速率，提高单位时间的产量、提高生产效率，b正确；
c．CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)为可逆反应，改变条件，可改变CO2的转化率，但不可以100%地转化为CH3OH，c错误；
d．通过调控反应条件，促使平衡右移，即可以提高该反应进行的程度，d正确；
则说法正确的是bd。
②由图知，9min时已达平衡状态，则a=0.25；3～6min内，。
③一开始充入lmolCO2和3molH2，一定条件下发生反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)，12min末时，n(CH3OH)=0.75mol，n(CO2)=0.25mol，则：，混合气体中CH3OH的物质的量分数为。
④其余条件相同时，反应物浓度大，反应速率快。第3min时反应物浓度比第9min大，则第3min时v正(CH3OH)第9min时v逆(CH3OH)。
17．
解析：通过图像分析得，当温度高于时，乙酸乙酯的质量分数开始下降，所以反应温度不宜高于。
18． 时间 溶液褪色所需时间 溶液出现浑浊的时间
解析：(1)比较锌粒与不同浓度的溶液反应时的速率，可以通过测定收集等体积需要的时间来实现，答案为时间；
(2)与的反应中存在溶液颜色的变化，故可通过溶液褪色所需时间来测定反应速率，答案为溶液褪色所需时间；
(3)和的反应中有沉淀产生，故可通过测定溶液出现浑浊的时间来比较反应的快慢，答案为溶液出现浑浊的时间。
19．(1) ＜ 减小 不变
(2)CO(g) +O2(g)= CO2(g) ΔH= -283kJ/mol
解析：（1）①由图可知，在该反应过程中，反应物断键吸收的能量比生成物成键放出的能量少，故该反应是放热反应，ΔH＜0。
②加入催化剂，能降低正、逆反应的活化能，故b减小，反应热只与反应物与生成物的焓有关，与是否使用催化剂无关，ΔH不变。
③反应热=反应物断键吸收的能量-生成物成键放出的能量，由图可知，该反应的热化学方程式为。
（2）已知： ① 2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221kJ/mol；② C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol；根据盖斯定律可知，由(2②-①)可得，CO(g) +O2(g)= CO2(g) ΔH=[2(-393.5kJ/mol-(-221kJ/mol)]= -283kJ/mol，则表示CO的燃烧热的热化学方程式为CO(g) +O2(g)= CO2(g) ΔH= -283kJ/mol。
20．0.3 mol L-1 min-1 40% 1.67 ＜
【分析】2 min末该反应达到平衡，n(D)=0.8 mol，n(C)= 0.2 mol·L-1×2L=0.4mol，依题意，可建立如下三段式：， 由此可解答题中各问。
解析：(1)利用物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，可得出，求出x=1，2min内A的平均反应速率v(A)== 0.3 mol L-1 min-1，答案为：1；0.3 mol L-1 min-1；
(2)B的转化率为=40%，该温度下反应的平衡常数的值为≈1.67，答案为：40%；1.67；
(3)其他条件不变，若再向容器中加入0.2 mol B和0.2 mol C，此时浓度商Qc=＞1.67，则平衡逆向移动，v(正)＜v(逆)，答案为：＜。
【点睛】当往平衡体系中同时充入反应物和生成物时，可利用浓度商进行分析。
21．3mol/L 0.18mol/(L·s) 17：20 60% B B
解析：列出三段式:
(1)5s时，生成物CH3OH的浓度为0.3mol/L。故答案为：0.3mol/L；
(2)0~5s内，用反应物H2的浓度变化表示的该反应的平均速率v(H2)= =0.18mol/(L·s)。故答案为：0.18mol/(L·s)；
(3)5s时，容器内气体的总物质的量与反应前容器内气体的总物质的量之比为(0.7+2.1+0.3+0.3)：(1+3)=17：20。故答案为：17：20；
(4)列出平衡时三段式：
若反应进行到15s时达到平衡，此时气体的总物质的量为(2mol-x+6mol-3x+x+x)=5.6mol，解得x=1.2mol。
①平衡时，CO2的转化率为=60%。故答案为：60%；
②A．反应是可逆反应，CO2不可能完全转化为CH3OH，故A错误；
B．CH3OH的生成速率和消耗速率相等，正速率等于逆速率，反应达到平衡，故B正确；
C．反应物的浓度不再改变，生成物的浓度也不再改变，故C错误；
故答案为：B；
③若要缩短反应达到平衡的时间，即加快反应速率，则可采取的措施为A．降低温度，减慢速率，故不选；B．加入合适的催化剂，增活化分子百分数，提高反应速率，故B选；C．减小反应物浓度，减慢反应速率，故C不选；故答案为：B。
22． 温度 淀粉溶液 秒表 BCD 2 保持其他实验条件不变，采用不同浓度的硫酸溶液进行对比实验
【分析】酸性条件下I-能被氧气氧化为I2；根据图表显示数据是温度与显色所需要时间，并结合影响反应速率分析。
解析：(1)根据得失电子数目相等、电荷守恒和原子守恒，可得该反应的离子方程式为；
(2)表中数据只有温度和显色时间，故该实验的目的是探究温度对反应速率的影响；
(3)产物中有碘单质生成，还需要的试剂是淀粉溶液，实验现象为无色溶液变蓝色；为测定显色时间，需要秒表；
(4)设计实验必须保证其他条件不变，只改变一个条件，才能得到准确的结论，还必须控制不变的是试剂的浓度、用量(体积)和试剂添加的顺序，故答案为BCD；
(5)分析实验数据，温度每升高，显色时间缩短到原来的一半，故可得出的结论是：每升高，反应速率增大约2倍；
(6)若要进行酸性对反应速率影响的探究实验，需保持其他实验条件不变，采用不同浓度的硫酸溶液进行对比实验
