化學反應速率和化學平衡綜合檢測題

　　第Ⅰ卷(選擇題，共54分)

　　一、選擇題(每小題3分，共54分)

　　1.能用能量判據(jù)判斷下列過程的方向的是(　　).

　　A.水總是自發(fā)地由高處往低處流

　　B.放熱反應容易自發(fā)進行，吸熱反應不能自發(fā)進行

　　C.有序排列的火柴散落時成為無序排列

　　D.多次洗牌以后，撲克牌的毫無規(guī)律的混亂排列的概率大

　　2.NO2中存在下列平衡：2NO2N2O4(g)(正反應是放熱反應)。在測定NO2的相對分子質量時，下列條件中較為適宜的是(　　).

　　A.溫度130 ℃，壓強3.03×105 Pa

　　B.溫度25 ℃，壓強1.01×105 Pa

　　C.溫度130 ℃，壓強5.05×104 Pa

　　D.溫度0 ℃，壓強5.05×104 Pa

　　3.在一定條件下，固定體積的密閉容器中存在反應：2NO2(g)O2(g)+2NO(g)　ΔH >0，達到平衡時，當改變其中的一個條件X，Y隨X的變化符合圖中曲線的是(　　).

　　A.當X表示溫度時，Y表示NO2的物質的量

　　B.當X表示壓強時，Y表示NO2的轉化率

　　C.當X表示反應時間時，Y表示混合氣體的密度

　　D.當X表示NO2的物質的量時，Y表示O2的物質的量

　　4.在一密閉容器中，反應aA(g)bB(g)達平衡后，保持溫度不變，將容器體積增加一倍，當達到新的平衡時，B的濃度是原來的60%，則下列說法不正確的是(　　).

　　A.平衡向正反應方向移動了

　　B.物質A的轉化率增大了

　　C.物質B的質量分數(shù)增加了

　　D.a>b

　　5.在體積可變的密閉容器中，反應mA(g)+nB(s)pC(g)達到平衡后，壓縮容器的體積，發(fā)現(xiàn)A的轉化率隨之降低，下列說法中，正確的是(　　).

　　A.(m+n)必定小于p B.(m+n)必定大于p

　　C.m必定小于p D.m必定大于p

　　6.可逆反應：3A(g)3B(?)+C(?)(ΔH>0)，隨著溫度升高，氣體平均相對分子質量有變小趨勢，則下列判斷正確的是(　　).

　　A.B和C可能都是固體

　　B.B和C一定都是氣體

　　C.若C為固體，則B一定是氣體

　　D.B和C可能都是氣體

　　7.2007年2月，中國首條“生態(tài)馬路”在上海復興路隧道建成，它運用了“光觸媒”技術，在路面涂上一種光催化劑涂料，可將汽車尾氣中45%的NO和CO轉化成N2和CO2。下列對此反應的敘述中正確的是(　　).

　　A.使用光催化劑不改變反應速率

　　B.使用光催化劑能增大NO的轉化率

　　C.升高溫度能加快反應速率

　　D.改變壓強對反應速率無影響

　　8.在氣體反應中，能使反應物中活化分子數(shù)和活化分子百分數(shù)同時增大的方法是(　　).

　?、僭龃蠓磻锏臐舛取、谏邷囟取、墼龃髩簭姟、芤迫ド晌铩、菁尤氪呋瘎?/p>

　　A.①③⑤　　　　　　　　B.②③⑤

　　C.②⑤ D.①③④

　　9.一定條件下，在體積為3 L的密閉容器中，一氧化碳與氫氣反應生成甲醇(催化劑為Cu2O/ZnO)：

　　CO(g)+2H2(g)CH3(g)，甲醇生成量與時間的關系如下圖所示。下列有關說法正確的是(　　).

　　A.在300 ℃條件下，t1時刻該反應達到化學平衡

　　B.在500 ℃條件下，從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率v(H2)為nB/(3t1) mol/L

　　C.在其他條件不變的情況下，將處于E點的體系體積壓縮到原來的1/2，則氫氣的濃度減小

　　D.由圖像說明該反應的正反應為放熱反應

　　10.對于反應2NO2(g)N2O4(g)，在一定條件下達到平衡，在溫度不變時，欲使的比值增大，應采取的措施是(　　).

　?、袤w積不變，增加NO2的物質的量　②體積不變，增加N2O4的物質的量　③使體積增大到原來的2倍

　?、艹淙隢2，保持壓強不變

　　A.①② B.②③ C.①④ D.③④

　　11.(2009·南昌模擬)在容積為2 L的密閉容器中，有反應mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，經過5 min達到平衡，此時各物質的變化為A減少a mol/L，B的平均反應速率v(B)= mol/(L·min)，C增加 mol/L，這時若增加系統(tǒng)壓強，發(fā)現(xiàn)A與C的體積分數(shù)不變，則m∶n∶p∶q(　　).

　　A.3∶1∶2∶2 B.1∶3∶2∶2 C.1∶3∶2∶1 D.1∶1∶1∶1

　　12.將1 mol X、3 mol Y充入一個密閉容器中，在一定條件下發(fā)生如下反應并達到平衡：

　　X(g)+3Y(g)2Z(g);ΔH<0。當改變某個條件并達到新平衡后，下列敘述正確的是(　　).

　　A.升高溫度，X的體積分數(shù)減小

　　B.縮小體積，Y的物質的量濃度不變

　　C.保持容器體積不變，充入一定量的稀有氣體，Z的濃度不變

　　D.保持容器體積不變，充入一定量的Z，X的體積分數(shù)增大

　　13.圖中的曲線是表示其他條件一定時，2NO+O22NO2(正反應為放熱反應)反應中NO的轉化率與溫度的關系曲線，圖中標有a、b、c、d四點，其中表示未達到平衡狀態(tài)，且v(正)>v(逆)的點是(　　).

　　A.a點　　　B.b點　　　C.c點　　　D.d點

　　14.對可逆反應2A(s)+3B(g)C(g)+2D(g)　ΔH <0，在一定條件下達到平衡，下列有關敘述正確的是(　　).

　?、僭黾覣的量，平衡向正反應方向移動

　?、谏邷囟龋胶庀蚰娣磻较蛞苿?，v(正)減小

　　③壓強增大一倍，平衡不移動，v(正)、v(逆)不變

　　④增大B的濃度，v(正)>v(逆)

　?、菁尤氪呋瘎?，B的轉化率提高

　　A.①② B.④ C.③ D.④⑤

　　15.汽車尾氣(含烴類、CO、NO與SO2等)是城市空氣主要污染源之一，治理的辦法之一是在汽車排氣管上裝催化轉化器，它使NO與CO反應生成可參與大氣循環(huán)的無毒氣體，其反應原理是：2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)　ΔH<0。下列說法中錯誤的是(　　).

　　A.該反應中反應物的總能量高于生成物的總能量

　　B.該反應常溫下不能自發(fā)進行，因此需要高溫和催化劑條件

　　C.該反應常溫下能自發(fā)進行，高溫和催化劑只是加快反應的速率

　　D.汽車尾氣中的這兩種氣體會與血紅蛋白結合而使人中毒

　　16.對于3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)，反應的化學平衡常數(shù)的表達式為(　　).

　　17.在恒溫恒壓下，將3 mol A和1 mol B放入一密閉容器中發(fā)生反應：2A(g)+B(g)2C(g)，達到化學平衡Ⅰ。在同樣條件下，3 mol A和2 mol B發(fā)生同樣的反應，達到化學平衡Ⅱ?，F(xiàn)將平衡Ⅱ的混合氣體全部壓入平衡Ⅰ的容器中，在同樣條件下達到化學平衡Ⅲ。下列關于平衡Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的說法錯誤的是(　　).

　　A.平衡Ⅲ中A的轉化率等于B的轉化率

　　B.平衡Ⅰ中A的轉化率小于B的轉化率

　　C.n(C)/n(A)的值，平衡Ⅲ的比平衡Ⅰ的小

　　D.n(A)/n(B)的值，平衡Ⅲ的比平衡Ⅱ的大

　　解析：平衡Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的起始狀態(tài)可以認為是：

　　2A+B2C

　?、瘛?　　1　　0

　　Ⅱ　3　　2　　0

　?、蟆?　　3　　0

　　在平衡Ⅲ中，n(A)∶n(B)=2∶1，與化學計量數(shù)之比相等，所以α(A)=α(B);而平衡Ⅰ中n(A)∶n(B)=3∶1，所以α(A)<α(B);由于保持恒溫恒壓，Ⅲ相當于在Ⅰ的基礎上又單獨加入了B，會使n(C)/n(A)變大;Ⅲ也相當于在Ⅱ的基礎上，單獨減少了B，會使n(A)/n(B)變大。故C項符合題意。

　　18.參照反應Br+H2―→HBr+H的能量對反應歷程的示意圖，下列敘述中正確的是(　　).

　　A.正反應為吸熱反應

　　B.加入催化劑，該化學反應的反應熱減少

　　C.正反應為放熱反應

　　D.加入催化劑可增大正反應速率，降低逆反應速率

　　第Ⅱ卷(非選擇題，共46分)

　　二、非選擇題(46分)

　　19.某研究小組擬用定量的方法測量Al和Fe分別與酸反應的快慢，設計了如下圖1所示的裝置。

　　(1)檢查圖1所示裝置氣密性的方法是____________________。

　　(2)若要比較產生氣體的快慢，可以測量相同時間段內產生氣體的體積，也可以測量__________________________。

　　(3)實驗測得鋁絲產生氣體的速率(v)與時間(t)的關系如圖2所示，則t1～t2時間段內反應速率逐漸加快的主要原因是__________________________________。

　　20.硝酸銨在工農業(yè)生產和國防中占有極為重要的位置，下面的流程圖是硝酸銨的工業(yè)生產工藝過程。

　　4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)　ΔH<0。

該反應的化學平衡常數(shù)表達式K=__________，當溫度升高時，K值__________(填“增大”“減小”或“無影響”)。

　　21.在化學反應中，只有極少數(shù)能量比平均能量高得多的反應物分子發(fā)生碰撞才可能發(fā)生化學反應，這些分子被稱為活化分子。使普通分子變成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其單位通常用kJ/mol表示。請認真觀察下圖，然后回答問題。

　　(1)圖中所示的反應是__________(填“吸熱”或“放熱”)反應，該反應__________(填“需要”或“不需要”)加熱，該反應的ΔH=________(用含E1、E2的代數(shù)式表示)。

　　(2)已知熱化學方程式：

　　H2(g)+O2(g)===H2O(g)　ΔH=-241.8 kJ/mol

　　該反應的活化能為167.2 kJ/mol，則其逆反應的活化能為__________。

　　(3)對于同一反應，圖中虛線(Ⅱ)與實線(Ⅰ)相比，活化能大大降低，活化分子百分數(shù)增多，反應速率加快，你認為最可能的原因是______________________________________________。

　　22.某研究性學習小組成員，利用稀硫酸與某金屬的反應來探究影響化學反應速率的因素，下表是研究過程中記錄的實驗數(shù)據(jù)(表中某些數(shù)據(jù)記錄已模糊不清，個別數(shù)據(jù)已丟失)。

　　若實驗操作、數(shù)據(jù)記錄均是正確的，試分析上述數(shù)據(jù)回答下列問題：

　　(1)該實驗主要是探究______________________________________對反應速率的影響。

　　(2)經仔細辨認，模糊的數(shù)據(jù)疑為25、50、125、250，試將這些疑似數(shù)據(jù)填入表中，使實驗數(shù)據(jù)較為合理。

　　(3)試猜測實驗9反應前溶液的溫度約為______℃。推測的依據(jù)是__________________________________________________________。

　　參考答案

　　一、選擇題(每小題3分，共54分)

　　1.解析：A.水總是自發(fā)地由高處往低處流，有趨向于最低能量狀態(tài)的傾向。B.吸熱反應也可以自發(fā)進行，例如，在25 ℃和1.01×105 Pa時，2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)　ΔH=+56.7 kJ/mol，(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)+NH3(g)　ΔH=+74.9 kJ/mol。不難看出，上述兩個反應都是吸熱反應，又都是熵增的反應，顯然只根據(jù)焓變來判斷反應進行的方向是不全面的。C.有序排列的火柴散落時成為無序排列，有趨向于最大混亂度的傾向，屬于熵判據(jù)。D.撲克牌的無序排列也屬于熵判據(jù)。

　　答案：A

　　2.解析：在測定NO2的相對分子質量時，應該盡量減少N2O4的含量，也就是應該盡量減少N2O4的含量，也就是應該盡量使上述反應平衡向左移動，即應盡量采取高溫、低壓的條件。

　　答案：C

　　3.解析：選項C是對題目所給的物質的狀態(tài)都為氣態(tài)，反應容器為定容容器未注意，而認為隨著反應的進行氣體密度在變化;選項D應是直線性關系。正確的解題思路是：正反應是吸熱反應，溫度升高時，平衡向正向移動;增大壓強使平衡將向逆向移動，NO2的轉化率減小。

　　答案：AB

　　4.解析：此題應用分段假設法分析，先假設體積增加一倍時若平衡未移動，B的濃度應為原來的50%，現(xiàn)在不是50%而是60%，比假設大，說明平衡向生成B的方向移動，則a

　　答案：D

　　5.解析：壓縮容器的體積，A的轉化率降低，說明該正反應體積增大，B是固體，故m

　　答案：C

　　6.解析：該正反應吸熱，溫度升高，平衡右移，變小，則B、C肯定不會都是固體;若都是氣體，符合題意;但若B為氣體，C為固體也符合題意。

　　答案：CD

　　7.答案：C

　　8.解析：增大反應物的濃度和增大壓強，只能增大活化分子數(shù)，不能增大活化分子百分數(shù)，而②和⑤既能增大活化分子數(shù)，又能增大活化分子百分數(shù)。

　　答案：C

　　9.解析：在300 ℃條件下，t2時刻反應達到平衡;在500 ℃條件下，t1時刻反應達到平衡，此時甲醇的物質的量為nB，反應消耗氫氣的物質的量為2nB，氫氣的平均反應速率為2nB/3t1 mol/(L·min);體積縮小，反應物和生成物濃度均增大，雖壓強增大，平衡右移，但根據(jù)勒夏特列原理可知，它只能減弱這種改變而不能抵消這種改變，C錯;從圖像可知溫度高時平衡體系中甲醇含量減少，可以推出CO(g)+2H2(g)CH3(g)正反應為放熱反應。

　　答案：D

　　10.解析：體積不變，增加NO2，相當于增大壓強，平衡右移，比值變小，①錯;②與①類似;體積增大，相當于減壓，平衡左移，比值變大;充入N2，保持壓強不變，體積增大，相當于減壓，比值變大。

　　答案：D

　　11.答案：A

　　12.解析：A項，升高溫度，平衡逆向移動，X的體積分數(shù)增大;B項，縮小體積，各物質的物質的量濃度增大，雖壓強增大，平衡正向移動，但這只能減弱物質的量濃度的改變;C項，充入稀有氣體，未改變容器的體積，Z的物質的量也沒有發(fā)生變化，則其濃度不變;D項，相當于在相同條件下的另一容器充入一定量Z形成平衡，該平衡與原平衡等效，再將該容器中的平衡氣體壓入到原容器中，壓強增大，平衡正向移動，X的體積分數(shù)減小。

　　答案：C

　　13.解析：在曲線上，當溫度一定時，NO的轉化率也一定，故曲線上任意一點都表示達到平衡狀態(tài)，而曲線外的任意一點都表示未達平衡狀態(tài)。在曲線下方的任意一點，如c點，要想達到同溫度下的平衡狀態(tài)，即由c點向上引垂直線到曲線上的一點，這樣NO的轉化率要增大，平衡向右移動，此時v(正)>v(逆);同理，在曲線上方的任意一點，v(正)

　　答案：C

　　14.解析：A是固體，其量的變化對平衡無影響;而增大B的濃度，反應速率增大，平衡向正反應方向移動，v(正)>v(逆);升溫v(正)、v(逆)均應增大，但v(逆)增大的程度大，平衡向逆反應方向移動;壓強增大平衡不移動，但v(正)、v(逆)都增大;催化劑不能使化學平衡發(fā)生移動，B的轉化率不變。

　　答案：B

　　15.解析：此反應是放熱反應，所以A正確;常溫下，若ΔH-TΔS<0，反應可以自發(fā)進行，高溫和催化劑只是加快反應速率，所以B不正確，C正確;NO、CO都可和血紅蛋白結合而使人中毒，D正確。

　　答案：B

　　16.解析：反應中Fe(s)和Fe3O4(s)的濃度是常數(shù)，平衡常數(shù)應為生成物的濃度化學計量數(shù)次冪與反應物的濃度化學計量數(shù)次冪之比，故應選D。

　　答案：D

　　17.解析：平衡Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的起始狀態(tài)可以認為是：

　　2A+B2C

　?、瘛?　　1　　0

　　Ⅱ　3　　2　　0

　?、蟆?　　3　　0

　　在平衡Ⅲ中，n(A)∶n(B)=2∶1，與化學計量數(shù)之比相等，所以α(A)=α(B);而平衡Ⅰ中n(A)∶n(B)=3∶1，所以α(A)<α(B);由于保持恒溫恒壓，Ⅲ相當于在Ⅰ的基礎上又單獨加入了B，會使n(C)/n(A)變大;Ⅲ也相當于在Ⅱ的基礎上，單獨減少了B，會使n(A)/n(B)變大。故C項符合題意。

　　答案：C

　　18.解析：由圖像知產物能量比反應物高，正反應為吸熱反應;催化劑不改變反應熱及平衡狀態(tài)。

　　答案：A

　　二、非選擇題(46分)

　　19.答案：(1)用手捂住錐形瓶，觀察乙中長導管內液面是否上升　(2)產生相同體積的氣體所需時間　(3)反應放熱，溶液溫度升高

　　20.答案：(1)①在1.01×105 kPa和298 K條件下，1 mol氮氣和3 mol氫氣完全反應生成2 mol氨氣，放出92.4 kJ熱量，該反應為可逆反應，不可能進行完全，且反應溫度為500 ℃，所以放出的熱量小于92.4 kJ?、贑DE

　　(2)K=　減小

　　21.解析：(1)據(jù)圖可知，反應物的總能量高于生成物的總能量，該反應是放熱反應，反應熱為：

　　ΔH=-(E1-E2) kJ/mol;由于反應物的總能量低于活化分子的最低能量，因此反應需要加熱。

　　(2)由圖可知，在反應H2(g)+O2(g)===H2O(g)　ΔH=-241.8 kJ/mol中，活化分子的最低能量比反應物分子的能量高167.2 kJ/mol;該反應是放熱反應，反應物分子的能量又比生成物分子的能量高214.8 kJ/mol，因此活化分子的最低能量比生成物分子的能量高(241.8+167.2) kJ/mol=409 kJ/mol;逆過程是吸熱反應，逆反應的活化能高于原反應的活化能，應等于原反應中活化分子的最低能量與生成物分子的能量差，即409 kJ/mol。

　　(3)催化劑在化學反應中起催化作用的原理是：加入催化劑，改變了反應歷程，降低了反應的活化能，因此，降低反應活化能的唯一途徑是使用催化劑。

　　答案：(1)放熱　需要　-(E1-E2) kJ/mol

　　(2)409 kJ/mol

　　(3)使用了催化劑

　　22.解析：根據(jù)實驗的條件找出相同的、不同的物理量，出現(xiàn)不同的物理量則是要探究的條件。金屬的質量相同但狀態(tài)不同，則探究其接觸面積與反應速率的關系;硫酸的體積相同但濃度不同，所以考查了其濃度對反應速率的影響;溶液溫度不同，所以探究溫度對反應速率的影響。將三者影響因素綜合考慮，可得出如下結論，金屬表面積越大，反應速率越快;硫酸濃度越大，反應速率越快;溫度越高，反應速率越快。

　　答案：(1)金屬表面積、硫酸溶液濃度、反應溫度

　　(2)

　　(3)30　等量的金屬和酸反應放出的熱量基本相同，使等量的溶液溫度升高約15 ℃