第二章 化学反应速率与化学平衡 单元同步测试题
一、单选题
1．在密闭容器中充入一定量的 A、B，发生反应aA(g)+bB(g)=cC(g)+dD(g)。已知 p2>p1，平衡体系中 A的百分含量随温度和压强变化的关系如图，下列说法中正确的是
A．该反应为吸热反应
B．a+b>c+d
C．Km=Kn
D．保持 T、p不变，向m点对应的体系中充入稀有气体，再次达到平衡后，C的体积分数增大
2．某反应过程的能量变化如图所示，下列说法正确的是
A．该反应的ΔH<0
B．该反应需要加热才能发生
C．反应过程Ⅰ的活化能大于 E1
D．反应过程Ⅱ中步骤b为决速步骤
3．合成氨工业中，在催化剂作用下发生反应。下列说法正确的是
A．该反应的反应物键能总和大于生成物的键能总和
B．实际生产中通常选择200℃、100Mpa条件下合成氨
C．采取迅速冷却的方法，使气态氨变为液态氨后及时从平衡混合物中分离出去，可提高氨的产量
D．增大催化剂的表面积，可有效加快反应速率和提高平衡转化率
4．利用甲烷可消除的污染：。在容积为1 L的密闭容器中，控制不同温度，分别加入0.50 mol 和1.2 mol ，测得(mol)随时间变化的有关实验数据见下表。
组别 温度 时间/min
0 10 20 40 50
① 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10
② 0.50 0.30 0.18 0.15
下列说法正确的是
A．时，0~20 min内，的降解速率为0.0125 mol L min
B．由实验数据可知，实验控制的温度：
C．40 min时，表格中对应的数据可能为0.16
D．该反应只有在高温下才能自发进行
5．工业合成氨的流程图如下图所示．下列说法不正确的是
A．步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒
B．步骤②中“加压”的目的是提高原料的转化率，同时也可以加快反应速率
C．步骤③、④、⑤不是都有利于提高原料平衡的转化率
D．为提高反应物的转化率和加快反应速率应及时将氨从混合气中分离出去
6．定量实验是学习化学的重要途径。下列所示实验装置或实验操作正确且能达到相应实验目的的是
A．测定化学反应速率 B．中和反应反应热的测定 C．配制NaOH溶液 D．测定绿矾中结晶水的数目
A．A B．B C．C D．D
7．已知：、、(的作用是活化催化剂)按照一定的体积比在催化剂表面可发生反应 ，该反应的部分反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物种用“*”标注，TS代表过渡态)，下列说法错误的是
A．为中间产物
B．决速步骤的方程式为
C．催化剂降低了该反应的焓变，使反应快速发生
D．增大的投入量，可使的平衡转化率增大
8．下列实验方案能达到实验目的的是
A B C D
对比两支试管中产生气泡的速率 将装有混合气体的装置分别浸泡在冷水和热水中
比较、对分解的催化效果 探究温度对化学反应速率的影响 验证增大生成物浓度对化学平衡的影响 探究反应物的接触面积对反应速率的影响
A．A B．B C．C D．D
9．密闭容器内的可逆反应达到平衡状态时，保持恒温恒容，向容器中加入一定量的，下列说法正确的是
A．平衡正向移动，转化率增大 B．浓度商Q变小，平衡常数K变大
C．正反应速率增大，转化率增大 D．逆反应速率减小，平衡常数K不变
10．向一恒容密闭容器中加入1mol和一定量的，发生反应： ，的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示，下列说法错误的是
A．
B．加入催化剂，反应物的平衡转化率和反应的均不变
C．点a、b、c对应的平衡常数：
D．反应温度为，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态
11．下列推论正确的是
A．燃烧热为，则有
B． ， ；则：
C．通常状况下，中和热为57.4kJ/mol，则有：
D． ，则：该反应在高温下能自发进行
12．XH和反应生成X或XO的能量-历程变化如图。在恒温恒容的密闭容器中加入一定量的XH和，时测得，下列有关说法不正确的是
A．热化学方程式可表示为
B．由图可知
C．只改变反应温度，时可能出现
D．时容器内的压强比初始状态更大
13．由γ-羟基丁酸()生成γ-丁内酯的反应如下：
在25℃时，水溶液中γ-羟基丁酸的初始浓度为0.180mol/L，随着反应的进行，测得γ-丁内酯的浓度随时间的变化如下表所示：
t/min 21 50 80 100 120 160 220 ∞
c/(mol·L-1) 0.024 0.050 0.071 0.081 0.090 0.104 0.116 0.132
下列说法不正确的是
A．在50~80min内，以γ-丁内酯的浓度变化表示的反应速率为 mol/(L min)
B．在25℃时，该反应的平衡常数
C．加水降低γ-羟基丁酸的初始浓度，γ-羟基丁酸的平衡转化率减小
D．使用非水溶剂并通过共沸回流移除体系中的水，有助于提高γ-丁内酯的平衡产率
14．氢能是一种绿色能源。以乙醇和水催化重整可获得到。有关反应如下：
反应① ，平衡常数；
反应② ，平衡常数；
反应③ ，平衡常数。
已知：平衡常数与关系为(R为常能数，K为平衡常数，T为温度)。与T关系如图所示。下列推断正确的是
A．， B．
C． D．
二、非选择题
15．一定条件下，在4L的恒容密闭容器中，A、B、C(均为气体)三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)下列结论能说明上述反应在该条件下已经达到反应限度的是 (填字母)。
a.
b.混合气体的平均相对分子质量不变
c. A、B、C三种物质的浓度保持不变
d.混合气体的密度不变
e.气体A的消耗速率等于气体C的生成速率
f.体系总压强不变
16．某学生用纯净的Cu与50mL过量浓反应制取(不考虑NO气体的影响)，实验结果如图所示(气体体积均为标准状况下测定，且忽略溶液体积变化)。回答下面问题：
(1)该反应是一个放热明显的化学反应，写出反应的离子方程式 。
(2)由图像可知O-A、A-B、B-C段的反应速率最大的是 (填“O-A”“A-B”或“B-C”)。1min后A-B段反应速率逐渐加快，除产物可能有催化作用外，其主要原因还有： 。2min后B-C段反应速率又逐渐变慢的原因是 。
(3)计算在1~3min内的反应速率： 。
(4)下列措施不能加快的是________。
A．使用Cu粉代替Cu块 B．使用含有石墨的粗铜代替纯铜
C．在硝酸中加入少量浓硫酸 D．使用稀硝酸代替浓硝酸
(5)将3.2g铜与25.0mL一定浓度的溶液发生反应，铜完全溶解，产生NO和混合气体，收集产生的气体全部气体，测得体积为1.12L(标准状况下)。向反应原溶液中加入100mL2.0mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的全部转化成沉淀，则原溶液的物质的量浓度为 mol/L。
17．定条件下，发生反应A(g)+B(g)C(g) △H＞0，达到平衡后根据下列图像判断：
A． B． C． D． E.
(1)表示升高温度，达到新平衡的是图 (填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”，下同)，新平衡中C的质量分数 (填“增大”、“减小”或“不变”，下同)。
(2)表示降低压强，达到新平衡的是图 ，A的转化率 。
(3)表示减少C的浓度，达到新平衡的是图 ，表示使用催化剂，达新平衡的是图。
(4)增加A的浓度，达到新平衡的是图 ，达到平衡后A的转化率 。
18．在一定温度下，向一容积为5 L的恒容密闭容器中充入0.4 mol SO2和0.2 mol O2，发生反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H = -196 kJ/mol。经2 min后达到平衡，当反应达到平衡时，容器内压强变为起始时的0.8倍。请回答下列问题：
(1)判断该反应达到平衡状态的标志是 (填字母)；
a．SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2：1：2
b．容器内气体的压强不变
c．容器内混合气体的密度保持不变
d．SO3的物质的量不再变化
e．SO2的生成速率和SO3的生成速率相等
(2)从反应开始到平衡的这段时间O2的转化率为 ，用SO2的浓度变化表示的平均反应速率v(SO2)= 。
(3)若反应温度降低，SO2的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)；如图表示平衡时SO2的体积分数随压强和温度变化的曲线。则温度关系：T1 T2(填“>”“<”或“=”)。
(4)已知反应：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g) ΔH<0。在一定条件下，反应体系中CO2的平衡转化率α(CO2)与L和X的关系如图所示，L和X表示温度或压强。
①X表示的物理量是 。
②L1 L2(填“<”或“>”)，判断理由是 。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】A．由图像可知，升高温度，A%百分含量增加，平衡逆向移动，正反应为放热反应，A错误；
B．在相同温度下，增大压强，A%百分含量增加，平衡逆向移动，a+b
D．保持 T、p不变，向m点对应的体系中充入稀有气体，体积增大，平衡正向移动，故再次达到平衡后，C的体积分数增大，D正确；
故选D。
2．C
【详解】A．由图像可知，此反应为吸热反应ΔH＞0， A错误；
B．吸热反应不一定要加热才能进行，B错误；
C．由题干图像信息可知，反应过程Ⅰ的活化能大于E1，C正确；
D．途径Ⅱ中分二步进行，活化能大的反应速率慢，起决定性作用即步骤a为决速步骤，D错误；
故答案为：C。
3．C
【详解】A．合成氨的反应为放热反应，根据反应的焓变等于反应物的键能和减去生成物的键能和可知，该反应的反应物键能总和小于生成物的键能总和，A错误；
B．工业生产中宜选择200℃条件，此时催化剂活性较大，但不宜选用100MPa，因为氨的含量在此条件下升高并不明显，且成本较高，B错误；
C．氨气易液化，实际生产中，采取迅速冷却的方法，使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出去，从平衡角度考虑，平衡向正反应方向移动，从而可提高转化率与产率，C正确；
D．增大催化剂的比表面积(单位质量的物质所具有的总表面积)，可有效加快反应速率，但不会影响平衡，即不能提高平衡转化率，D错误；
故选C。
4．B
【详解】A．时，0~20 min内，的降解速率为，速率之比等于化学计量数之比，所以0~20min内mol L min，故A错误；
B．相同时间内，时甲烷的物质的量减小得快，可知实验控制的温度：，故B正确；
C．温度越高反应速率越快，达到平衡状态所需时间越少，因为40 min实验①达到平衡状态，则实验②在40 min一定也达到了平衡状态，表格中对应的数据为0.15 mol，故C错误；
D．温度升高，的转化率减小，则该反应的，又，则，该反应在任何条件下均可自发进行，故D错误；
故答案为：B。
5．D
【详解】A．步骤①中“净化”是除去杂质以防止铁催化剂中毒，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，加压也可以提高反应速率，B正确；
C．催化剂只能提高反应速率，不能提高平衡转化率，合成氨反应为放热反应，高温不利于平衡正向移动，而液化分离出和、的循环再利用均可以使平衡正向移动，所以步骤④、⑤有利于提高原料平衡的转化率，步骤③不能，C正确；
D．及时将氨从混合气中分离出去，浓度减小，不能加快反应速率，D错误；
故选D。
6．D
【详解】A．不能用长颈漏斗加试剂，且没有秒表计时，选项A不符合题意；
B．缺少玻璃搅拌器，选项B不符合题意；
C．用固体配制一定浓度的溶液时，不能在容量瓶中溶解固体，选项C不符合题意；
D．在硬质玻璃管中隔绝空气加热绿矾，利用氮气将产生气体排至无水氯化钙，通过无水氯化钙的质量变化测定绿矾中结晶水的数目，操作和方法正确，选项D符合题意；
答案选D。
7．C
【详解】A．总反应为反应CH4(g)+O2(g) CH3OH(g)，历程中产生了*OH，接着就消耗了*OH，则*OH为中间产物，故A正确；
B．活化能越大，反应速率越慢，由图可知，反应*CH4+*OH+*H═*CH3OH+2*H的活化能最大，该反应速率慢，故B正确；
C．催化剂不能改变反应的始态和终态，不能改变焓变ΔH，故C错误；
D．增大O2的投入量，O2的浓度增加，平衡正向移动，CH4转化率增大，故D正确；
故选C。
8．D
【详解】A．二者溶液中Fe3+、Cu2+的种类不同，浓度也不同，因此不能证明Fe3+催化效果好于Cu2+，A不符合题意；
B．将装有NO2—N2O4混合气体的装置分别浸泡在冷水和热水中，发现放在热水中气体颜色更深，放在冷水中气体颜色浅，说明升高温度，化学平衡向生成NO2气体的方向移动，因此可以比较不同温度对化学反应平衡移动的影响，而不适合探究温度对化学反应速率的影响，B不符合题意；
C．FeCl3与KSCN发生反应：，向其中加入KCl固体，不能影响生成物浓度，故无法验证增大生成物浓度对化学平衡的影响，C不符合题意；
D．两支试管中分别加入等量的块状和粉末状的CaCO3，再加入2mL5%的稀盐酸，探究反应物的接触面积对反应速率的影响，除了接触面积保持其他变量一致，符合控制变量法的思想，D符合题意；
故合理选项是D。
9．C
【详解】A．向容器中加入一定量的，平衡正向移动，转化率减小，故A错误；
B．向容器中加入一定量的，的浓度增大，浓度商Q=变小，但平衡常数K不变，故B错误；
C．向容器中加入一定量的，的浓度增大，正反应速率增大，平衡正向移动，转化率增大，故C正确；
D．向容器中加入一定量的，的浓度增大，逆反应速率瞬间不变，随后变大，平衡常数K不变，故D错误；
故选C。
10．C
【详解】A．一定条件下，增大水蒸气的浓度，能提高CH4的转化率，即x值越小，CH4的转化率越大，则，故A正确；
B．催化剂只能改变反应速率，无法改变转化率或者焓变，故B正确；
C．由图像可知，x一定时，温度升高CH4的平衡转化率增大，说明正反应为吸热反应，温度升高平衡正向移动，K增大；温度相同，K不变，则点a、b、c对应的平衡常数：，故C错误；
D．该反应为气体分子数增大的反应，反应进行时压强发生改变，所以温度一定时，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态，故D正确；
答案选C。
11．D
【详解】A．燃烧热为，未指明氢气状态，无法判断气态氢气的燃烧热，A错误；
B．固体硫燃烧时要先变为气态硫，过程吸热，气体与气体反应生成气体比固体和气体反应生成气体产生热量多，但反应热为负值，所以，B错误；
C．中和热是强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol水时放出的热量为57.4kJ/mol；酸碱反应生成硫酸钡沉淀过程中伴随有沉淀生成热，反应焓变，C错误；
D．该反应，，因此高温下能自发进行，D正确；
故选D。
12．A
【详解】A．由图可知，XH(g)和O2(g)反应生成XO(g)是放热反应，其热化学方程式表示为 ，A错误；
B．根据盖斯定律，由图可知，从XO(g)转化成X(g)的热化学方程式可表示如下： ，B正确；
C．由图可知，XH(g)和O2(g)反应生成X(g)或XO(g)都是放热反应，而生成XO(g)的活化能更低，反应速率更快，只改变温度，时可能出现，C正确；
D．由图可知，生成XO(g)时，反应使容器内压强减小，生成X(g)时，反应使容器内压强增大，时，由于，说明反应以生成X(g)为主，故此时容器内压强比初始状态更大，D正确；
故选A。
13．C
【详解】A．50～80 min内γ-丁内酯的浓度改变了0.071 mol/L-0.050 mol/L=0.021 mol/L，则用γ-丁内酯的浓度变化表示反应速率υ（γ-丁内酯）0.0007 mol L-1 min-1，A正确
B．由表数据可知，25℃时，该反应的平衡常数K==2.75，B正确；
C．根据该反应的平衡常数K=，温度不变平衡常数不变可知，若将γ-羟基丁酸的初始浓度降低，体系中水含量增多，平衡不移动，γ-羟基丁酸的平衡转化率不变，C错误；
D．将反应溶剂更换为非水溶剂并通过共沸回流的方式移除体系中的水分，及时分离出γ-丁内酯，能够使上述平衡正向移动，有助于提高γ-丁内酯的平衡产率，D正确；
故选C。
14．C
【详解】A．抓住“箭头”方向是关键，左纵轴从下至上减小，即随着温度升高，反应①K增大，是吸热反应；右纵轴从下至上增大，反应②是吸热反应，A项错误；
B．温度由升至，则平衡常数变化：，由此可知，吸热越多，平衡常数变化越大，即反应①平衡常数斜率(变化程度)大于反应②，说明，B项错误；
C．根据盖斯定律，反应①＋反应②=反应③，C项正确；
D．根据反应平衡常数表达式可知，，D项错误；
故选C。
15．(1)2A+B 2C
(2)bcf
【分析】根据图像分析，A、B的物质的量减少为反应物，C的物质的量增多为生成物，同一时间的反应中物质的量的该变量之比为系数之比，则；
【详解】（1）根据分析，化学方程式为；
故答案为：；
（2）a．任何时刻，反应的速率之比为系数之比，故a不能代表达到反应限度，a不符合题意；
b．，反应前后质量相等，物质的不等，故平均相对分子质量不变代表达到反应限度，b符合题意；
c．当各个浓度保持不变，代表达到反应限度，c符合题意；
d．根据可知，因为质量守恒，所以反应前后的质量是不变的，恒容容器中，体积不变，故密度始终不变，故d不能代表达到反应限度，d不符合题意；
e．气体A的消耗速率为正反应速率，气体C的生成速率为正反应速率，故e不能代表达到反应限度，e不符合题意；
f．反应前后系数不同，故当总压强不变的时候代表反应达到平衡，f符合题意；
故答案为：bcf。
16．(1)Cu+4H++2NO= Cu2++2NO2↑+2H2O
(2) A-B 反应放热，体系温度升高 硝酸的浓度降低
(3)
(4)D
(5)10
【详解】（1）某学生用纯净的Cu与50mL过量浓反应制取(不考虑NO气体的影响)，该反应的离子方程式为：Cu+4H++2NO= Cu2++2NO2↑+2H2O。
（2）由图可知，相同时间内AB段产生的气体最多，AB段反应速率最快；1min后A-B段反应速率逐渐加快，除产物可能有催化作用外，其主要原因还有：反应放热，体系温度升高；2min后B-C段反应速率又逐渐变慢的原因是：硝酸的浓度降低。
（3）1~3min内生成NO2的物质的量为0.01125mol，则
。
（4）A．使用Cu粉代替Cu块可以增大反应物之间的接触面积，可以加快，故A不选；
B．使用含有石墨的粗铜代替纯铜能够形成原电池，可以加快，故B不选；
C．铜和浓硝酸反应生成硝酸铜，氢离子浓度降低，浓硫酸可以提供氢离子，使铜和浓硝酸继续反应，在硝酸中加入少量浓硫酸可以加快，故C不选；
D．使用稀硝酸代替浓硝酸，不能生成NO2，故D选；
故选D。
（5）根据方程式：①3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O，②Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O，③HNO3+NaOH=NaNO3+H2O，④Cu(NO3)2+2NaOH=NaNO3+Cu(OH)2；得出：Cu Cu(NO3)2 Cu(OH)2；当Cu(NO3)2全部生成Cu(OH)2时，溶液中的NaOH已全部转化为NaNO3；根据Na元素守恒：n(NaOH)=n(NaNO3)；根据N元素守恒：n(HNO3)=(NO)+n(NO2)+n(NaNO3)=+100×10 3L/×2.0mol/L=0.25mol，c(HNO3)==10mol/L。
17．(1) B 增大
(2) C 减小
(3)E
(4) A 减小
【分析】反应A(g)+B(g)C(g)△H＞0，反应焓变大于零，为吸热的气体分子数减小的反应；
【详解】（1）升高温度，正、逆反应速率均瞬间增大，化学平衡向吸热反应方向移动，即向正反应方向移动，逆反应速率小于正反应速率，新平衡中C的质量分数增大，对应图像为B；
（2）降低压强，化学平衡向气体分子数增大的方向移动，即向逆反应方向移动，正、逆反应速率均减小，A的转化率也减小，对应图像为C；
（3）减少C的量，即减小产物的浓度，正反应速率瞬时不变，逆反应速率瞬时减小，平衡正向移动，对应图像为E；
（4）增加A的量，正反应速率瞬时增大，逆反应速率瞬时不变，平衡正向移动，A的转化率减小，另一种反应物B的转化率增大，对应图像为A。
18．(1)b、d、e
(2) 60% 0.024 mol·L-1·min-1
(3) 增大 <
(4) 温度 > 该反应的正反应为气体分子数减小的反应，其他条件一定时，增大压强，平衡右移，CO2的平衡转化率升高
【详解】（1）a．SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2：1：2时，反应可能处于平衡状态，也可能未处于平衡状态，这与外界反应条件有关，a不符合题意；
b．该反应是反应前后气体的物质的量改变的反应，若容器内气体的压强不变，则气体的物质的量不变，反应达到平衡状态，b符合题意；
c．反应混合物都是气体，气体的质量不变，容器的容积不变，则容器内混合气体的密度始终保持不变，因此不能据此判断反应是否处于平衡状态，c不符合题意；
d．若SO3的物质的量不再变化，则体系中任何一组分的物质的量不变，反应达到平衡状态，d符合题意；
e．在任何情况下SO2的消耗速率和SO3的生成速率相等，若SO2的生成速率与SO3的生成速率相等，则SO３的浓度不变，反应达到平衡状态，e符合题意；
故合理选项是b、d、e；
（2）在恒温恒容时，气体的物质的量的比等于压强之比。假设平衡时反应的O2物质的量是x，则SO2反应消耗2x，反应产生SO3为2x，平衡时各种气体的物质的量n(SO2)=(0.4-2x) mol，n(O2)=(0.2-x) mol，n(SO3)=2x mol，由于平衡时气体压强为开始时的0.8倍，则有，解得x=0.12 mol，所以从反应开始到平衡的这段时间内O2的转化率为=60%；
SO2的物质的量改变了0.12 mol×2=0.24 mol，由于容器的容积是5 L，反应时间是2 min，则用SO2浓度变化表示的反应速率v(SO2)== 0.024 mol·L-1·min-1；
（3）该反应的正反应是放热反应，在其它条件不变时，降低温度，化学平衡向放热的正反应方向移动，使SO2的转化率会增大；
在压强不变时，升高温度，平衡逆向移动，SO2的含量增大。根据图示可知：SO2的含量在温度为T2时含量比T1时高，说明温度：T2＞T1。
（4）CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g) ΔH<0，反应是气体体积减小的放热反应；①．温度升高，平衡逆向进行，二氧化碳转化率减小，所以X为温度，L为压强；
②．温度一定压强增大平衡正向进行二氧化碳转化率增大，所以L1＞L2
