第二章 化学反应速率与化学平衡 单元检测卷（B卷）
（满分100分 考试时间：90分）
一、选择题：本题共15小题，每题4分，共60分。
1.贮氢技术是氢气作燃料的一大难题。有报道称镧（La）—镍（Ni）合金材料有较大贮氢容量，其原理为。下列条件有利于该合金贮氢的是( )
A.高温、低压 B.高温、高压 C.低温、高压 D.低温、低压
2.下列措施对增大化学反应速率有明显效果的是( )
A.Na与水反应时，增加水的用量
B.溶液与溶液反应时，增大压强
C.Al与稀硫酸反应制取时，将稀硫酸改为浓硫酸
D.大理石与盐酸反应制取时，将块状大理石改为粉末状大理石
3.对于反应，在测量化学反应速率时，以下相关性质不可以利用的是( )
A.气体的体积和体系的压强 B.溶液颜色的深浅
C.固体物质的体积 D.浓度的变化
4.反应在2 L密闭容器中进行，下列为该反应在四种不同情况下的反应速率，其中最快的是( )
A. B.
C. D.
5.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.图①：气体在热水中比在冷水中颜色深
B.图②：加压后气体颜色先变深后变浅
C.图③：平衡体系加压后颜色变深
D.图④：用浓氨水和NaOH固体制取氨气
6.一种研究酸雨中水催化促进硫酸盐形成的化学新机制如图所示，下列说法错误的是( )
A.图中有关含硫和含氮化合物的化学反应均为氧化还原反应
B.“水分子桥”可以加快或将电子转移给分子的速率
C.空气中的浓度增大时，硫酸盐的形成速率也增大
D.与总反应的离子方程式为
7.在密闭容器中放入镍粉并入一定量的CO气体，一定条件下发生反应，已知平衡常数与温度的关系如表所示：
温度/℃ 25 80 230
平衡常数 2
下列说法正确的是( )
A.增加Ni的物质的量，CO的转化率提高
B.达到平衡时，增大压强(体积变小)，平衡正向移动，K值增大
C.恒温恒压充入Ne，容器内压强不变，平衡不移动
D.达到平衡时，升高温度，平衡向逆反应方向移动，v(正)、v(逆)均增大
8.一定条件下，与在容积为的密闭容器中发生反应（未配平）：，下列示意图中合理的是( )
A. B.
C. D.
9.某研究小组，在某恒容密闭容器中，在不同温度（）下进行储氢合金储氢过程的探究。平衡时，的压强（）与固相中氢原子与金属原子（M）的个数之比的关系如图所示。
已知：①OA（或）段：；
②AB（或）段：；
③在B或B点，氢化反应结束，进一步增大H压强，N（H N（M的值变化较小。下列说法正确的是( )
A.反应Ⅰ、Ⅱ均为的反应
B.平衡常数：K（c）
D.由点移到d点，需在恒温恒容条件下通入少量
10.已知反应，将X和Y以一定比例混合充入密闭容器中进行反应，各物质的浓度随时间的改变如图所示。10 min时曲线发生变化，所改变的条件是( )
A.使用合适催化剂 B.升高温度 C.增大压强 D.增大X的浓度
11.在一定条件下，取一定量的A和B在恒容密闭容器中发生反应：。达到平衡时，M的浓度与温度和容器容积的关系如图所示。下列关系判断正确的是( )
A. B. C. D.
12.已知用合成甲醇的反应为，按照相同的物质的量投料，测得在不同温度下CO的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列说法中正确的是( )
A.温度：
B.正反应速率：
C.平衡常数：
D.平均摩尔质量：
13.甲烷-甲醇-碘甲烷热化学循环如图（图中各物质均为气态）所示。下列说法错误的是( )
A.反应①的
B.①②③均发生氧化还原反应
C.反应③在高温下能自发进行，则其，
D.上述热化学循环实现了水的分解
14.烟气中的NO经过预处理，再用悬浊液吸收去除。预处理时发生反应：。测得：，，、为速率常数，受温度影响。向容积均为2L的甲、乙两个密闭容器中充入一定量的NO和，测得NO的体积分数随时间的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.高温有利于提高容器中NO的平衡转化率
B.时，反应在内的平均反应速率
C.时，的
D.时，向2L密闭容器中充入，到达平衡时小于乙容器中平衡时
15.利用丙烷制备丙烯的机理如图所示，下列说法不正确的是( )
A.反应的快慢主要取决于步骤Ⅲ B.反应的催化剂为M—H
C.反应过程中碳的成键总数发生变化 D.降低温度不利于提高丙烷转化率
二、填空题：本题共5题，共40分。
16.（6分）在人们高度重视环境和保护环境的今天，消除和利用硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物对改善大气质量具有重要的意义。
（1）在绝热的某刚性容器中置入和，发生反应：。下列说法中能够判断该反应一定处于平衡状态的有________（填序号）。
①容器中共存
②单位时间内生成的同时消耗
③反应容器中压强不随时间变化
④容器中温度恒定不变
⑤容器中的物质的量之比为2：1：2
（2）氮氧化物是造成光化学污染的罪魁祸首，用一氧化碳还原氮氧化物，可防止氮氧化物污染，如反应：，实验测得该反应.，（、为速率常数，只与温度有关）。在一定温度下达到平衡时，则，达到平衡后，仅升高温度，平衡向_________（填“正反应方向”“逆反应方向”或“不”）移动。增大的倍数填_________（“>”“<”或“=”）增大的倍数。
（3）已知：。将1 mol CO和充入1 L恒容密闭容器中，在一定条件下发生反应，相同时间内测得CO的转化率与温度的对应关系如图所示：
①_______0（填“>”或“<”)。
②由图可知，前反应中CO的转化率随温度升高而增大，原因是_______。
③已知c点时容器内的压强为p，在温度下该反应的压强平衡常数为_______(用含p的关系式表示，为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。
17.（8分）和的相互转化是高中乃至大学讨论化学平衡问题的常用体系。请回答：
Ⅰ.对于反应体系，标准平衡常数，其中为标准压强，和为各组分平衡分压（平衡分压=总压×物质的量分数）。
（1）若起始的物质的量设为1 mol，反应在恒定温度和标准压强下进行，的平衡产率为0.75，则_____________。
（2）利用现代手持技术传感器可以探究压强对化学平衡移动的影响。在恒定温度和标准压强条件下，往针筒中充入一定体积的气体后密封并保持活塞位置不变。分别在时刻迅速移动活塞后并保持活塞位置不变，测定针筒内气体压强变化如图所示。
①B点时的转化率为______________。
②E、H两点对应气体的平均相对分子质量：___________（填“<”“>”或“=”）。
Ⅱ.已知反应是通过下面两步反应完成的：
反应①：（快）
反应②：
某科研小组测量出反应②的部分实验数据如下表所示：
0.010 0.010
0.030 0.020
x 0.060
（3）根据上表中的有关数据计算：__________。
（4）若①、②两反应的正、逆反应速率常数的平衡常数________（用速率常数表示）；反应达到平衡后升高温度，在新平衡建立前，体系内的大小变化趋势是逐渐_______。
18.（12分）Ⅰ.低碳已经渐渐成为人们一种新的生活理念，的捕捉和利用可以变废为宝，工业上可用和制备清洁燃料二甲醚（）。500 ℃时，将炼焦中的转化为二甲醚，其相关反应如下：
主反应：；
副反应：。
（1）已知：① ；
② ；
③ 。
则主反应的=________________________。
（2）一定温度下，在1 L密闭容器中按和的浓度之比为1:3投料进行反应，测得不同时间段部分物质的浓度如下表所示。
t/min 0 10 20 30 40
1.00 0.68 0.40 0.30 0.30
0 0.05 0.08 0.10 0.10
①l0~20 min内，的平均反应速率为________________________。
②根据以上数据计算主反应的平衡常数K=______（不需计算结果，列出计算式即可）。
（3）提高的产率的关键因素是选用合适的催化剂，其原因是________________________________________________。
（4）对于副反应，温度对的转化率及催化效率的影响如图甲所示。
①其他条件不变，若不使用催化剂，则250 ℃时的平衡转化率位于_____（填“M”或“”）。
②250 ℃时，升高温度，甲醇的产率_________（填“增大”或“减小”）。
Ⅱ.在密闭容器中充入一定量的，发生反应：，如图乙所示为气体分解生成（g）和（g）的平衡转化率与温度、压强的关系。
（1）该反应的逆反应是____________（填“吸热反应”或“放热反应”）。
（2）N点的体积分数是________。
（3）图乙中M点对应的平衡常数=_________（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数，不写单位）。
（4）如果想进一步提高的转化率，除改变温度、压强外，还可以采取的措施有__________________________________。
19.（7分）甲醇是一种重要的有机化工原料，在工业上有着重要的用途。
（1）利用CO和也可以合成甲醇，其反应为，相同条件下，向容积相同的五个密闭容器中分别充入等量的物质的量之比为1：2的CO和的混合气体，改变温度进行实验，测得反应进行到时甲醇的体积分数（a、b、c、d、e）如图甲所示。
①从a点到c点，温度升高，甲醇的体积分数增大的原因是__________________。
②根据图像判断中的_______（填“>”“<”或“=”）0。
③下列说法能说明反应达到平衡状态的是______（填字母）。
A.容器中气体压强不再变化
B.用和表示的反应速率之比为2：1
C.混合气体的密度不变
D.单位时间内生成的同时生成
（2）若在T ℃、10 MPa条件下，往一密闭容器中通入CO和合成甲醇[其中]，测得容器内总压强与反应时间的关系如图乙所示。
①图中A点时，CO的转化率为______。
②在其他条件不变的情况下，测得时压强的变化曲线如图乙所示，则C点的正反应速率与A点的逆反应速率的大小关系为______（填“>”“<”或“=”）。
③图中B点的压强平衡常数______（为压强平衡常数，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）（只需要列出计算式）。
20.（6分）哈伯发明用氮气与氢气合成氨的方法，获得了1918年诺贝尔化学奖。其原理为，。
（1）下列关于工业合成氨的说法中正确的是________（填字母）。
A.因为，所以该反应一定能自发进行
B.采用高压是为了增大反应速率，但会使反应物的转化率降低
C.在高温下进行是为了提高反应物的转化率
D.使用催化剂增大反应速率是因为催化剂降低了反应的活化能
（2）在恒温恒容密闭容器中进行合成氨的反应，下列能说明该反应已达到平衡状态的是______（填字母）。
a.容器内的浓度之比为1：3：2
b.
c.容器内压强保持不变
d.混合气体的密度保持不变
（3）某科研小组研究在其他条件不变的情况下，改变起始时氢气的物质的量对工业合成氨反应的影响，实验结果如图所示（图中T表示温度，n表示的物质的量）。
①图中和的关系：______（选填“>”“<”或“=”）。
②A、B、C、D四点所处的平衡状态中，的转化率最高的是____点（填字母）。
（4）恒温下，向一个容积为的密闭容器中充入和，反应过程中对的浓度进行测定，得到的数据如下表所示：
时间/min 5 10 15 20 20 30
0.08 0.14 0.18 0.20 0.20 0.20
①此条件下该反应的化学平衡常数________。
②若维持容器的容积不变，温度不变，向原平衡体系中加入和各，化学平衡将向______（选填“正”或“逆”）反应方向移动。
答案以及解析
1.答案：C
解析：是一个气体体积减小的放热反应，低温、高压有利于平衡向贮氢方向移动。
2.答案：D
解析：水为纯液体，增加水的用量，反应速率不变，A错误；反应没有气体参加，则增大压强，反应速率不变，B错误；Al与浓硫酸发生钝化，不生成氢气，反应速率明显减小，C错误；将块状大理石改为粉末状，增大了接触面积，反应速率加快，D正确。
3.答案：C
解析：与化学反应中任何一种化学物质的浓度（或质量）相关的性质在测量反应速率时都可以加以利用，包括能够直接观察的某些性质（如颜色的深浅），也包括必须依靠科学仪器才能测量的性质（如释放出气体的体积和体系压强），故A、B、D三项均可以利用。
4.答案：A
解析：比较反应速率必须在同物质、同单位情况下进行比较。本题可转化成的化学反应速率进行比较：A项中，C项中，D项中，综上所述，A项符合题意。
5.答案：C
解析：是放热反应，温度升高平衡逆向移动，浓度增大，颜色加深，故在热水中比冷水中颜色深，此处是平衡的移动，能用勒夏特列原理解释，A项不符合题意；加压瞬间浓度增大，颜色加深，后平衡正向移动，向生成方向移动，浓度减小，故颜色又变浅，B项不符合题意；，两边气体化学计量数之和相等，加压平衡不移动，此处颜色加深是因为加压体积缩小，碘单质的浓度增大了，与平衡移动无关，C项符合题意；，加氢氧化钠固体就是增加的浓度，化学平衡向左移动，释放出，D项不符合题意；答案选C。
6.答案：A
解析：题图中与的反应未发生元素化合价的变化，为非氧化还原反应，故A错误；由题意可知，水为催化剂，“水分子桥”可以增大或将电子转移给分子的速率，故B正确；为反应物，反应物浓度增大时，反应速率加快，所以空气中的浓度增大时，硫酸盐的形成速率也增大，故C正确；根据题图可知，与反应分为三步进行，第一步：，第二步：，第三步：，三步反应加和得到总反应的离子方程式：，故D正确。
7.答案：D
解析：Ni是固体，增加Ni的物质的量，平衡不移动，CO的转化率不变，A错误：平衡常数只与温度有关，25 ℃达到平衡时，增大压强（体积变小），K值不变，B错误；恒温恒压充入Ne，容器体积变大，相当于减压，平衡逆向移动，C错误；80℃达到平衡时，升高温度，v（正）、v（逆）均增大，平衡常数减小，可知平衡向逆反应方向移动，D正确。
8.答案：D
解析：A项，减少时，消耗的物质的量为，生成的物质的量为，当反应达到平衡时，的物质的量可以相同，但该反应是可逆反应，不能进行彻底，图像与事实不符；B项，反应速率之比等于化学计量数之比，反应达到平衡时，图像与事实不符；C项，消耗时，生成的物质的量为，图像中反应的定量关系不符合反应比；D项，设转化的的物质的量为，随着反应的进行，的物质的量依次为，的体积分数为，随着反应的进行，的体积分数恒为，的体积分数逐渐增大，直至反应达到平衡状态，但小于，图像合理。
9.答案：B
解析：反应Ⅰ、Ⅱ均是气体分子数减小的反应，，A错误；反应Ⅰ、Ⅱ能够发生，说明，由于，则一定小于0，为放热反应，平衡常数只与温度有关，故K（a）=K（b），已知，故K（c）
解析：使用合适催化剂，平衡不移动，A项错误；升高温度，平衡逆向移动，B项错误；增大压强，平衡正向移动，C项正确：增大X的浓度，10 min时，其他两种物质的浓度不变，D项错误。
11.答案：D
解析：由图可知，E点和F点对应温度下，2 L的容器中M的浓度为，6 L的容器中M的浓度为，加压使容器容积由6 L减小为2 L，M的浓度并没有变成之前的3倍，因此增大压强平衡逆向移动，所以，D项正确。
12.答案：C
解析：该反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，的平衡转化率增大，则，A错误；由图可知，A、C两点压强相同，温度：，温度越高，反应速率越大，故，两点温度相同，压强越大，反应速率越大，则，B错误；由图可知，A、C两点压强相同，温度：，降低温度，平衡向正反应方向移动，则，平衡常数只与温度有关，B、D两点温度相同，平衡常数相同，则，C正确；的平衡转化率越大，气体的物质的量越小，而气体的总质量不变，由可知，，，D错误。
13.答案：C
解析：根据流程图可知，反应①为，则，A正确；根据流程图可知，①②③均有元素化合价发生变化，故均发生氧化还原反应，B正确；根据流程图可知，反应③为，，若反应③在高温下能自发进行，C错误；甲烷-甲醇-碘甲烷热化学循环的总反应为，实现了水的分解，D正确。
14.答案：C
解析：分析可知，升高温度，平衡逆向移动，NO的平衡转化率减小，A错误；由反应方程式可知，反应前后体系中气体的总物质的量不变，则到达时，NO减小的物质的量，所以，，B错误；由反应方程式可知，反应前后，体系中气体的总物质的量不变，那么，时到达时，NO减小的物质的量，列三段式有：
由图可知，时，平衡正向进行，，即，，，所以，C正确：设时平衡时比逆乙容器中，根据方程式可知，，，则有平衡常数；设充入到达平衡时，则，，，平衡常数；温度不变，平衡常数不变，所以，所以，即两种情况下相等，D错误。
15.答案：A
解析：反应的快慢主要取决于反应速率最慢的步骤，即活化能最大的步骤，从图中可以看出，步骤Ⅱ的活化能最大，所以该反应的决速步骤是Ⅱ，A项错误；M—H参与了反应，最后又生成了M—H，所以M—H是反应的催化剂，B项正确；丙烷制取丙烯，丙烷和丙烯中碳的成键数目不相等，所以反应过程中碳的成键总数有变化，C项正确；该反应的反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应是吸热反应，降低温度，平衡逆向移动，不利于提高丙烷转化率，D项正确。
16.（7分）答案：（1）③④（1分）
（2）逆反应方向（1分）；<（1分）
（3）①<（1分）
②前反应未达到平衡，随着温度升高，反应速率加快，NO的转化率增大（1分）
③（2分）
解析：（1)①容器中共存只能说明是可逆反应，不能说明反应达到平衡；②单位时间内生成的同时消耗，说明三氧化硫消耗和二氧化硫生成速率相等，由化学方程式知消耗三氧化硫和生成二氧化硫的速率无论是否平衡都会相等，不能据此判断反应是否平衡；③该反应前后气体分子总数发生变化，反应容器中压强不随时间变化，说明反应物和生成物浓度维持不变，反应达到平衡；④该反应中有热量变化，容器中温度恒定不变说明放出和吸收的热量相等，反应达到平衡；⑤反应是否平衡和物质的浓度没有关系，容器中的物质的量之比为2：1：2不能说明反应达到平衡。
（2）该反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，为速率常数，只与温度有关，温度升高，，浓度不变，则增大的倍数<增大的倍数。
（3）①通过图形可知时CO转化率最大，反应达到平衡，到转化率增大的原因是温度升高反应速率加快，到转化率降低的原因是平衡逆向移动，所以该反应是放热反应；
②由图可知，前反应中CO的转化率随温度升高而增大，原因是前反应未达到平衡，随着温度升高，反应速率加快，NO的转化率增大；
③已知c点时容器内的压强为P，该反应达到平衡，一氧化碳转化率为50%。
。
17.（8分）答案：（1）3.75（1分）
（2）①6%（2分）
②<（1分）
（3）0.010（1分）
（4）（2分）；减小（1分）
解析：Ⅰ.（1）
平衡时的物质的量分数为，的物质的量分数为，则标准平衡常数。
（2）①根据阿伏加德罗定律，温度、体积不变时，压强之比等于物质的量之比。设起始时的物质的量为，B点时反应的物质的量为，列出三段式：
物质的量之比等于压强之比，则，，B点时的转化率为。
（2）压强增大，平衡正向移动，气体的总物质的量减小，根据可知气体的平均摩尔质量不断增大，即平均相对分子质量：。
Ⅱ.（3）已知，根据表中数据可知：，解得。
（4）反应达到平衡状态，则，，即，，所以的平衡常数；反应①、②均为放热反应，升高温度平衡均逆向移动，则反应达到平衡后升高温度，在新平衡建立前，体系内的大小变化趋势是逐渐减小。
18.（12分）答案：Ⅰ.（1）（1分）
（2）①（1分）
②（1分）
（3）催化剂具有选择性，选择适合的催化剂，可以减少副产物的生成（1分）
（4）①M（1分）②减小（1分）
Ⅱ.（1）放热反应（1分）
（2）40%（2分）
（3）1（2分）
（4）及时分离出生成物（1分）
解析：Ⅰ.根据盖斯定律，①2+②—③2，得 。
（2）①10~20 min内，。
②一定温度下，在1L密闭容器中按和的浓度之比为1:3投料进行反应，起始时，，则。由平衡时，知，主反应消耗的，主反应消耗的，由平衡时，知，副反应消耗的，进而推知，副反应消耗的，生成的，则平衡时，，。
主反应平衡时（单位：）：
故主反应的平衡常数。
（3）主反应与副反应之间是竞争反应，若要提高的产率，则需要选择合适的催化剂，催化剂具有选择性，选择合适的催化剂，可以减少副产物的生成。
（4）①其他条件不变，若不使用催化剂，反应速率会降低，但平衡转化率不发生改变，仍位于M点。②由图可知，升高温度，的平衡转化率降低，则甲醇的产率减小。
Ⅱ.（1）由图可知，压强一定时，温度越高，的平衡转化率越高，则该反应的正反应为吸热反应，逆反应为放热反应。
（2）设起始时，，由图可知，N点时，的平衡转化率为50%，则此时，，，的体积分数=。
（3）图乙中M点和N点对应的的平衡转化率相同，由（2）中分析可知，，，，故M点对应的平衡常数。
19.（7分）答案：（1）①a点到c点反应未达到平衡状态，温度越高，反应速率越快，甲醇的体积分数越大（1分）
②<（1分）
③AD（1分）
（2）①22.5%（1分）
②>（1分）
③（2分）
解析：（2）①设起始CO的物质的量为1 mol，的物质的量为2 mol，A点时消耗CO的物质的量为，列出三段式：
起始时，气体的总物质的量为3 mol，压强为10 MPa，A点时，气体的总物质的量为，压强为3108.5 MPa，则有，解得，则CO的转化率。②由图乙可知，由A点到B点，是从正反应开始建立平衡的过程，逆反应速率逐渐增大，，B、C点时，反应均处于平衡状态，由于初始投料相同且，故，则。③设起始CO的物质的量为1 mol，的物质的量为2 mol，B点时，消耗CO的物质的量为，列出三段式：
B点平衡时，气体总压强为7 MPa，则有，解得，平衡时，CO的物质的量为0.55 mol，的物质的量为1.1 mol，的物质的量为0.45 mol，总物质的量为2.1 mol，则图中B点的压强平衡常数。
20.（6分）答案：（1）D（1分）
（2）bc（1分）
（3）①<（1分）
②C（1分）
（4）①0.1（1分）
②逆（1分）
解析：（1）由可知，该反应需在一定温度下才能自发进行，错误；该反应为气体分子数减少的反应，因此高压可提高反应物的转化率，错误；该反应的，升高温度可使平衡逆向移动，反应物的转化率降低，C错误；催化剂可改变反应历程，降低反应的活化能，D正确。
（2）容器中的浓度之比为1：3：2是反应可能达到的一个特殊状态，与该反应是否达到平衡状态无关，a不合题意；由化学方程式可知，，则由可知，，说明该反应达到平衡状态，b符合题意；该反应达到平衡前，压强逐渐减小，则容器内压强保持不变，说明该反应达到平衡状态，c符合题意；恒容容器，容器内混合气体的质量不变，则混合气体的密度始终不变，故混合气体的密度保持不变不能说明该反应达到平衡，d不合题意。
（3）①由题图可知，起始时的物质的量相同时，时的体积分数大于时的体积分数，该反应的，则。
②增大的物质的量，可提高的转化率，则点的转化率最高。
（4）①由表中数据可知，反应达到平衡时，，则：
故平衡常数。
②向原平衡体系中加入、、则，，，，故化学平衡逆向移动。
