2014年高中化学苏教版选修四专题2 反应速率与化学平衡练习卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

下列关于判断过程的方向的说法正确的是(　　)

A．所有自发进行的化学反应都是放热反应

B．高温高压下可以使石墨转化为金刚石的过程是自发过程

C．综合考虑焓变和熵变将更适合于所有的过程

D．同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同

2. 难度：中等

[双选题]实验室用锌粒与2 mol·L^－1硫酸溶液制取氢气，下列措施不能增大化学反应速率的是(　　)

A．向该硫酸溶液中加入等体积的水

B．改用3 mol·L^－1盐酸

C．改用热的2 mol·L^－1硫酸溶液

D．用锌粉代替锌粒

3. 难度：中等

将N₂和H₂的混合气体分别充入甲、乙、丙三个容器中进行合成氨反应，经过一段时间后反应速率为：

v_甲(H₂)＝3 mol·L^－1·min^－1，

v_乙(N₂)＝2 mol·L^－1·min^－1，

v_丙(NH₃)＝1 mol·L^－1·min^－1。

这段时间内三个容器中合成氨的反应速率的大小关系为(　　)

A．v_甲>v_乙>v_丙　　　　　　B．v_乙>v_甲>v_丙

C．v_甲>v_丙>v_乙  D．v_甲＝v_乙＝v_丙

4. 难度：中等

硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：Na₂S₂O₃＋H₂SO₄=Na₂SO₄＋SO₂＋S↓＋H₂O，下列各组实验中最先出现浑浊的是(　　)

实验	反应温度/℃	Na2S2O3溶液	稀H2SO4	H2O
V/mL	c/(mol·L^－^1)	V/mL	c/(mol·L^－^1)	V/mL
A	25	5	0.1	10	0.1	5
B	25	5	0.2	5	0.2	10
C	35	5	0.1	10	0.1	5
D	35	5	0.2	5	0.2	10

5. 难度：中等

为了探究影响化学反应速率的因素，4位同学分别设计了下列4个实验，其中结论不正确的是(　　)

A．将大小、形状相同的镁条和铝条与相同浓度、相同温度下的盐酸反应时，两者快慢相同

B．盛有相同浓度双氧水的两支试管，一支加入MnO₂放在冷水中，一支直接放在冷水中，前者反应快

C．将浓硝酸分别放在冷暗处和强光下，发现强光下的浓硝酸分解得快

D．升高温度，H₂O₂的分解速率加快，原因是反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多

6. 难度：中等

[双选题]对于反应2X＋Y2Z(正反应为放热反应)，若升高温度则能使(　　)

A．反应速率不变，Z的产量减少

B．反应速率增大，Z的产量减少

C．反应速率增大，Y的转化率降低

D．反应速率减小，Z的产量增大

7. 难度：中等

下列说法正确的是(　　)

A．增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使有效碰撞次数增大

B．有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增加活化分子的百分数，从而使反应速率增大

C．升高温度能使化学反应速率增大，主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数

D．催化剂不影响反应活化能但能增大单位体积内活化分子百分数，从而增大反应速率

8. 难度：中等

[双选题]下列过程属于熵增过程的是(　　)

A．硝酸钾溶解在水里

B．氨气和氯化氢反应生成氯化铵晶体

C．水蒸气凝结为液态的水

D(NH₄)₂CO₃分解生成二氧化碳、氨气和水

9. 难度：中等

有一化学平衡mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，如图表示的是A的转化率与压强、温度的关系。下列叙述正确的是(　　)

A．正反应是放热反应；m＋n>p＋q

B．正反应是吸热反应；m＋n<p＋q

C．正反应是放热反应；m＋n<p＋q

D．正反应是吸热反应；m＋n>p＋q

10. 难度：中等

在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2A(g)＋B(g)3C(g)；ΔH<0，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是(　　)

A．图Ⅰ表示的是t₁时刻增大反应物的浓度对反应速率的影响

B．图Ⅱ表示的一定是t₁时刻加入催化剂后对反应速率的影响

C．图Ⅲ表示的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较高

D．图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙高

11. 难度：困难

在相同温度和压强下，对反应CO₂(g)＋H₂(g) CO(g)＋H₂O(g)进行甲、乙、丙、丁四组实验，实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表：

上述四种情况达到平衡后，n(CO)的大小顺序是(　　)

A．乙＝丁＞丙＝甲　　　　　B．乙＞丁＞甲＞丙

C．丁＞乙＞丙＝甲  D．丁＞丙＞乙＞甲

12. 难度：中等

一定条件下，在密闭容器中，能表示反应X(g)＋2Y(g) 2Z(g)一定达到化学平衡状态的是(　　)

①X、Y、Z的物质的量之比为1∶2∶2　②X、Y、Z的浓度不再发生变化　③容器中的压强不再发生变化

④单位时间内生成n mol Z，同时生成2n mol Y

A．①②　　　　　　　　B．①④

C．②③  D．③④

13. 难度：中等

在容积可变的密闭容器中，2 mol N₂和8 mol H₂在一定条件下发生反应，达到平衡时，H₂的转化率为25%，则平衡时氮气的体积分数接近于(　　)

A．5%  B．10%C．15%  D．20%

14. 难度：中等

在恒容密闭容器中通入A、B两种气体，在一定条件下发生反应：

2A(g)＋B(g) 2C(g)　ΔH>0。

达到平衡后，改变一个条件(x)，下列量(y)一定符合图中曲线的是(　　)

选项	x	y
A	再通入A	B的转化率
B	加入催化剂	A的体积分数
C	压强	混合气体的总物质的量
D	温度	混合气体的总物质的量

15. 难度：中等

可逆反应mA(g)＋nBpC(g)＋qD(其中A和C都是无色气体)，当达到平衡时，下列叙述正确的是(　　)

A．增大压强，平衡不移动，说明(m＋n)一定等于(p＋q)

B．升高温度，A的转化率减小，说明正反应是吸热反应

C．若增加B的量，平衡体系颜色加深，说明B必是气体物质

D．若B是气体，增加A的量，A、B转化率都一定增大

16. 难度：中等

[双选题]700℃时，向容积为2 L的密闭容器中充入一定量的CO和H₂O，发生反应：CO(g)＋H₂O(g) CO₂(g)＋H₂(g)。反应过程中测定的部分数据见下表(表中t₂>t₁)：

反应时间/min	n(CO)/mol	n(H2O)/mol
0	1.20	0.60
t1	0.80
t2		0.20

下列说法正确的是(　　)

A．反应在t₁ min内的平均速率为v(H₂)＝0.40/t₁ mol·L^－1·min^－1

B．保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60 mol CO和1.20 mol H₂O，达到平衡时n(CO₂)＝0.40 mol

C．保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20 mol H₂O，与原平衡相比，达到新平衡时CO转化率增大，H₂O的体积分数增大

D．温度升高至800℃，上述反应平衡常数为0.64，则正反应为吸热反应

二、填空题

17. 难度：中等

可逆反应：aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)；ΔH＝Q，试根据图回答：

(1)压强p₁比p₂________(填“大”、“小”)。

(2)(a＋b)比(c＋d)________(填“大”、“小”)。

(3)温度t₁℃比t₂℃________(填“高”、“低”)。

(4)Q值是________(填“正”、“负”)。

18. 难度：中等

已知下列两个反应：

反应Ⅰ：CO₂(g)＋H₂(g) CO(g)＋H₂O　ΔH₁

反应Ⅱ：CO₍g)＋H₂O(g) CO₂(g)＋H₂(g)　ΔH₂

(1)相同温度下，若上述反应Ⅰ的化学平衡常数为K₁，反应Ⅱ的化学平衡常数为K₂，那么K₁·K₂＝________。

(2)反应Ⅰ化学平衡常数K₁和温度t的关系如下表一：

t/℃	700	800	850	1 000	1 200
K1	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

该反应的ΔH₁__________0(选填“>”、“＝”或“<”)。

(3)某温度下，反应Ⅰ的化学平衡常数为2.25。在该温度下，向甲、乙、丙三个恒容密闭容器中通入CO₂(g)和H₂(g)，这两种物质的起始浓度如下表二：

起始浓度	甲	乙	丙
c(CO2)(mol/L)	0.01	0.02	0.02
c(H2)(mol/L)	0.01	0.01	0.02

反应速率最快的是________(填“甲”、“乙”或“丙”)，平衡时，H₂转化率最大的是________(填“甲”、“乙”或“丙”)，丙中H₂的转化率为________。

三、实验题

19. 难度：困难

Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好pH和Fe^2＋浓度的废水中加入H₂O₂，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p－CP，探究有关因素对该降解反应速率的影响。

[实验设计]　控制p－CP的初始浓度相同，恒定实验温度在298 K或313 K(其余实验条件见下表)，设计如下对比实验。

(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。

实验编号	实验目的	T/K	pH	c/10^－^3 mol·L^－^1
H2O2	Fe^2^＋
①	为以下实验作参照	298	3	6.0	0.30
②	探究温度对降解反应速率的影响
③		298	10	6.0	0.30

[数据处理]　实验测得p－CP的浓度随时间变化的关系如上图。

(2)请根据上图实验①曲线，计算降解反应50～150 s内的反应速率：

v(p－CP)＝________mol·L^－1·s^－1。

[解释与结论]

(3)实验①、②表明温度升高，降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应速率减小，请从Fenton法所用试剂H₂O₂的角度分析原因：_____________________________

(4)实验③得出的结论是：pH等于10时，________。

[思考与交流]

(5)实验时需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中的反应立即停止下来。根据上图中的信息，给出一种迅速停止反应的方法：________。

四、填空题

20. 难度：中等

利用光能和光催化剂，可将 CO₂ 和 H₂O(g)转化为 CH₄ 和 O₂。紫外光照射时，在不同催化剂(Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ)作用下，CH₄产量随光照时间的变化如图所示。

(1)在0～30 小时内，CH₄的平均生成速率 v_Ⅰ、v_Ⅱ和v_Ⅲ从大到小的顺序为________；反应开始后的 12 小时内，在第________种催化剂作用下，收集的 CH₄最多。

(2)将所得 CH₄ 与 H₂O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应：CH₄(g)＋H₂O(g) CO(g)＋3H₂(g)。该反应ΔH＝＋206 kJ·mol^－1。

①画出反应过程中体系能量变化图(进行必要标注)。

②将等物质的量的CH₄ 和 H₂O(g)充入 1 L 恒容密闭反应器中，某温度下反应达到平衡，平衡常数 K ＝ 27，此时测得 CO 的物质的量为 0.10 mol，求CH₄的平衡转化率(计算结果保留两位有效数字)。

(3)已知：CH₄(g)＋2O₂(g)=CO₂(g)＋2H₂O(g)ΔH＝－802 kJ·mol^－1。

写出由 CO₂ 生成 CO 的热化学方程式____________________________________

21. 难度：中等

在2 L密闭容器内，800℃时反应2NO(g)＋O₂(g) 2NO₂(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：

时间(s)	0	1	2	3	4	5
n(NO)(mol)	0.020	0.010	0.008	0.007	0.007	0.007

(1)写出该反应的平衡常数表达式：K＝__________。已知K_300℃>K_350℃，则该反应是________热反应。

(2)如图中表示NO₂变化曲线的是__________，用O₂表示从0 s～2 s 内该反应的平均速率v＝________。

(3)能说明该反应已达到平衡状态的是__________。

a．v(NO₂)＝2v(O₂)

b．容器内压强保持不变

c．v_逆(NO)＝2v_正(O₂)

d．容器内密度保持不变

(4)能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是__________。

a．及时分离出NO₂气体

b．适当升高温度

c．增大O₂的浓度

d．选择高效催化剂

22. 难度：中等

一种“人工固氮”的新方法是在常温、常压、光照条件下，N₂在催化剂表面与水发生反应生成NH₃：N₂＋3H₂O2NH₃＋O₂

进一步研究NH₃生成量与温度的关系，部分实验数据见下表(反应时间3 h)：

T/℃	30	40	50
生成NH3量/(10^－^6 mol)	4.8	5.9	6.0

请回答下列问题：

(1)50℃时从开始到3 h内以O₂物质的量变化表示的平均反应速率为________ mol·h^－1。

(2)该反应过程与能量关系可用如图表示，则反应的热化学方程式是____________。

(3)与目前广泛应用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率较慢。请提出可提高其反应速率且增大NH₃生成量的建议：_______________________________________。

(4)工业合成氨的热化学方程式为N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol^－1。在某压强恒定的密闭容器中加入2 mol N₂和4 mol H₂，达到平衡时，N₂的转化率为50%，体积变为10 L。求：

①该条件下的平衡常数为________；

②若向该容器中加入a mol N₂、b mol H₂、c mol NH₃，且a、b、c均大于0，在相同条件下达到平衡时，混合物中各组分的物质的量与上述平衡相同。反应放出的热量________(填“>”“<”或“＝”)92.4 kJ。