第二章 化学反应速率与化学平衡 单元同步测试卷
一、单选题
1．某小组进行实验，向蒸馏水中加入，充分振荡，溶液呈浅棕色，再加入锌粒，溶液颜色加深；最终紫黑色晶体消失，溶液褪色。已知为棕色，下列关于颜色变化的解释错误的是
选项 颜色变化 解释
A 溶液呈浅棕色 在水中溶解度较小
B 溶液颜色加深 发生了反应：
C 紫黑色晶体消失 ()的消耗使溶解平衡右移
D 溶液褪色 与有色物质发生了置换反应
A．A B．B C．C D．D
2．在密闭容器中发生反应：，往密闭容器中以的比例通入两种反应物，其中15 min后A在四温度下的转化率如下表所示，且，则下列说法正确的是
温度
转化率 10% 70% 70% 60%
A．该反应是吸热反应
B．T温度时()，A的转化率是70%
C．温度下，在15 min后继续进行反应，A的转化率变大
D．温度反应15 min后，若 mol·L，则温度时的平衡常数是4.5
3．工业上在催化作用下生产的反应为 ，该反应可看作两步：①(快)；②(慢)。下列说法正确的是
A．该反应活化能为
B．减小的浓度能降低的生成速率
C．的存在使有效碰撞次数增加，降低了该反应的焓变
D．①的活化能一定大于②的活化能
4．在一绝热(不与外界发生热交换)的恒容容器中，发生反应：2A(g)+B(s)C(g)+D(g)，下列描述中能表明反应已达到平衡状态的有几个
①容器内温度不变
②混合气体的密度不变
③混合气体的压强不变
④混合气体的平均相对分子质量不变
⑤C(g)的物质的量浓度不变
⑥容器内A、C、D三种气体的浓度之比为2：1：1
⑦某时刻v(A)=2v(C)且不等于零
⑧单位时间内生成nmolD，同时生成2nmolA
A．4 B．5 C．6 D．8
5．下列实验装置能达到相应实验目的的是
选项 A B C D
实验装置
实验目的 蒸发浓缩含有少量稀盐酸的溶液，获得晶体 制备晶体，先从a管通入氨气，后从b管通入二氧化碳 探究对和反应速率的影响 实验室制备
A．A B．B C．C D．D
6．在刚性密闭容器中充入气体，容器内反应为，在和时，测得的物质的量随时间的变化如图所示，下列说法错误的是
A．时，内的平均反应速率为
B．温度
C．若增大的起始浓度，平衡时比原平衡小
D．M点和N点的平衡常数
7．为考查和共存对制氢的影响，在0.1MPa下，的混合气体反应达到平衡时，反应物的转化率、产物的物质的量分数随温度的变化分别如图-1、图-2所示，体系中的反应主要有：
Ⅰ、
Ⅱ、
Ⅲ、
下列说法不正确的是
A．反应
B．图-1中曲线①表示转化率随温度的变化
C．温度700℃时，反应Ⅰ是体系中的主要反应
D．反应Ⅲ的平衡常数：K(400℃)>K(700℃)
8．羰基硫(COS)能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在容积不变的密闭容器中，将CO和混合后在催化剂作用下，加热发生反应并达到平衡。若反应前CO的物质的量为10 mol，达到平衡时CO的物质的量为8 mol，且化学平衡常数为0.1.下列说法正确的是
A．反应前的物质的量为7 mol
B．增大压强，化学平衡正向移动
C．增大CO浓度，正反应速率增大，逆反应速率减小
D．增大的比值，可以减小CO的转化率
9．丙烯与发生加成反应的机理及反应体系中的能量变化如图所示，下列说法错误的是
A．曲线a表示的是反应2的能量变化图
B．反应2放出热量更多
C．对于反应1和反应2，第I步都是反应的决速步骤
D．相同条件下反应2的速率比反应1大
10．由单键旋转而产生的异构体称为构象异构体，将正丁烷分子中的C2和C3旋转不同的角度可以得到正丁烷的构象势能关系图。下列说法正确的是
A．正丁烷的构象异构体中所占比例最大的是iv
B．相同条件下，iii转化成i的速率比逆向转化的快
C．构象异构体之间的转化存在化学键的断裂和生成
D．由i转化为iv的转化能垒为
11．，反应，将足量的置于某干燥密闭容器中达到平衡。已知密度：，；该温度下，纯水存在如下平衡，相对湿度。
下列说法正确的是
A．该容器的相对湿度为50%
B．恒温、恒容，向已达到平衡的体系中再加入，平衡不移动
C．恒温、压缩体积，重新达到平衡后，正逆反应速率比原平衡快
D．恒温、恒压，再向平衡体系中加入，其转化率增大
12．脱除汽车尾气中的和包括以下两个反应：
①
②
将恒定组成的和混合气通入不同温度的反应器，相同时间内检测物质浓度，结果如下。
已知：的脱除率
下列分析不正确的是
A．低温不利于和的脱除
B．，该时间段内几乎不发生反应①，主要发生反应②
C．，该时间段内的脱除率约为88%
D．高温下的主要脱除反应为：
二、多选题
13．一定条件下，化合物E和TFAA合成H的反应路径如下：
已知反应初始E的浓度为0.10mol L-1，TFAA的浓度为0.08mol L-1，部分物种的浓度随时间的变化关系如图所示，忽略反应过程中的体积变化。下列说法正确的是
A．t1时刻，体系中有E存在
B．t2时刻，体系中无F存在
C．E和TFAA反应生成F的活化能很小
D．反应达平衡后，TFAA的浓度为0.08mol L-1
14．吸附在不同催化剂()上转化为的反应历程和能量变化如图所示。
下列说法正确的是
A．步骤I→II过程中存在键的形成 B．I与IX相对能量的差值等于总反应的焓变
C．反应历程中的决速步是V→VI D．I→VIII的反应为
三、非选择题
15．三甲胺[N(CH3)3]是重要的化工原料。最近我国科学家实现了使用铜催化剂将N，N－二甲基甲酰胺[(CH3)2NCHO，简称DMF]转化为三甲胺的合成路线。回答下列问题：
(1)结合实验与计算机模拟结果，研究单一DMF分子在铜催化剂表面的反应历程，如图所示：
该历程中最大能垒(活化能)=______eV，该步骤的化学方程式为______。
(2)该反应变化的ΔH______0(填“＜”、“＞”或“=”)，制备三甲胺的热化学方程式为______。
16．CH4–CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：
反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：
积碳反应 CH4(g)= C(s)+2H2(g) 消碳反应 CO2(g)+ C(s)= 2CO(g)
ΔH/(kJ·mol 1) 75 172
活化能/ (kJ·mol 1) 催化剂X 33 91
催化剂Y 43 72
由上表判断，催化剂X___________Y(填“优于”或“劣于”)，理由是___________。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是___________(填标号)。
A．K积、K消均增加 B．v积减小，v消增加
C．K积减小，K消增加 D．v消增加的倍数比v积增加的倍数大
17．湿法炼锌产生的铜镉渣主要含锌、镉(Cd)、铜、铁、钴(Co)等金属单质。利用铜镉渣可生产Cu、Cd及ZnSO4·7H2O 等，其生产流程如图：
如表是部分金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为0.1 mol·L-1计算)
氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Cd(OH)2 Zn(OH)2
开始沉淀的pH 1.9 7.0 7.2 5.4
沉淀完全的pH 3.2 9.0 9.5 8.2
提高铜镉渣的“浸出”速率的措施有___________(写出1条即可)
18．我国提出“排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。研发的利用技术，降低空气中的含量是实现该目标的重要途径。
(1)下面是用捕捉时发生的两个反应：
I．
II．
①反应I、II的随的变化如图所示，则___________0(填“>”“<”或“=”)0；有利于该反应自发进行的温度是___________(填“高温”或“低温”)。
②将一定量的和的混合气体充入密闭容器中，、与温度的关系如下图所示，400℃之后降低的原因是___________，而速率仍然增大的可能原因是___________。
③220℃时，将4mol与1mol的混合气体充入2L反应器中，气体初始总压强为p，10分钟后体系达到平衡，的转化率为80%，的选择性为33.3%，则生成的平均速率为___________(保留两位有效数字)，反应II的平衡常数为___________[已知：的选择性]
(2)利用化学链将高炉废气中的转化为CO的示意图如下。
此过程中可循环利用的物质有___________，该化学链的总反应是___________。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】A．向10mL蒸馏水中加入0.4gI2，充分振荡，溶液呈浅棕色，说明I2的浓度较小，因为I2在水中溶解度较小，A项正确；
B．已知(aq)为棕色，加入0.2g锌粒后，Zn与I2反应生成ZnI2，生成的I-与I2发生反应I-+I2 ，生成使溶液颜色加深，B项正确；
C．I2在水中存在溶解平衡I2(s) I2(aq)，Zn与I2反应生成的I-与I2(aq)反应生成，I2(aq)浓度减小，上述溶解平衡向右移动，紫黑色晶体消失，C项正确；
D．最终溶液褪色是Zn与有色物质发生了化合反应，不是置换反应，D项错误；
答案选D。
2．D
【详解】A．15 min后A在四温度下的转化率为单位时间内的转化率，该转化率与速率有关，根据表格数据可知，随着温度升高，速率加快，T1、T2温度下15min未达平衡，T3、T4温度下15min时反应已经达到平衡，为平衡转化率，平衡转化率随升高温度而减小，根据勒夏特列原理知该反应为放热反应，A错误；
B．由A中分析和表格数据可知T温度时()，A的转化率大于70%，B错误；
C．由A中分析可知T3温度下15min时已经达到平衡，在15 min后继续进行反应，A的转化率不变，C错误；
D．温度反应15 min后已建立该条件下的平衡，若 mol·L，设A、B的起始浓度分别为2c，c，A的转化率为60%：
，
由题意知c-60%c=0.5，故c=mol/L，故，D正确；
故选D。
3．B
【详解】A．=正反应的活化能-逆反应的活化能=-198kJ/mol，所以逆反应的活化能大于198kJ/mol，故A错误；
B．慢反应是决速步，是慢反应的反应物，减小的浓度会降低正反应速率，降低的生成速率，故B正确；
C．是催化剂，催化剂不能改变反应的焓变，故C错误；
D．反应①是快反应，反应②是慢反应，活化能越小反应越快，①的活化能小于②的活化能，故D错误；
故选B。
4．C
【分析】根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态。
【详解】①容器内温度不变，说明正逆反应速率相等，反应达平衡状态，故①正确；
②混合气体的密度不变，说明气体的质量不变，反应达平衡状态，故②正确；
③绝热、恒体积、恒物质的量体系中 pV=nRT 温度在改变，压强也在改变，当压强不变说明反应达平衡状态，故③正确；
④混合气体的平均相对分子质量不变，说明气体的质量不变，反应达平衡状态，故④正确；
⑤C(g)的物质的量浓度不变，说明C的物质的量不变，反应达平衡状态，故⑤正确；
⑥容器内A、C、D三种气体的浓度之比为2：1：1，不能说明浓度不变，故⑥错误；
⑦只要反应发生就有v(A)=2v(C)且不等于零，故⑦错误；
⑧单位时间内生成n mol D等效于消耗2n mol A，同时生成2n mol A，所以正逆反应速率相等，反应达平衡状态，故⑧正确；
故选C。
5．B
【详解】A．溶液的蒸发浓缩应在蒸发皿中进行，故A不符合题意；
B．氨气极易溶于水，二氧化碳在水中溶解度较小，制备晶体，先从a管通入氨气，形成碱性溶液后，再从b管通入二氧化碳，以增加二氧化碳的溶解量，能达到相应实验目的，故B符合题意；
C．图中向两支试管中加入的的浓度不同，且离子也可能影响和反应速率，不能达到相应实验目的，故C不符合题意；
D．和浓盐酸反应制备氯气，需要加热，不能达到相应实验目的，故D不符合题意；
故选B。
6．B
【详解】A．时，内的平均反应速率为，A项正确；
B．由图可知，反应在温度下比温度下先达到平衡状态，所以，由于平衡时比平衡时的少，故升高温度，平衡向生成的方向移动，即向吸热反应方向移动，所以，B项错误；
C．增大的起始浓度相当于增大压强，平衡向左移动，减小，C项正确；
D．正反应是吸热反应，M点的温度高于N点，温度越高，平衡常数越大，平衡常数，D项正确；
故选B。
7．D
【详解】A．根据盖斯定律可知反应CH4(g)+H2O(g)=3H2(g)+CO(g)可由反应I-反应Ⅱ得到，则 ΔH=+260.4kJ mol 1-(+34.0kJ mol 1)= +226.4kJ mol 1，A正确；
B．反应I、Ⅱ、Ⅲ三个反应都由CO2参加反应，所以在几种反应物中转化率最高，三个反应都是吸热反应，升高温度CO2转化率提高，故图-1中曲线①表示CO2转化率随温度的变化，B正确；
C．反应I、Ⅱ、Ⅲ三个反应都是吸热反应，升高温度平衡正反应方向移动，根据图-2可知，升高温度COS、H2O的物质的量分数没有增加，CO、H2的物质的量分数不断增加，说明提高温度后对反应Ⅱ、Ⅲ影响较小，而对反应I影响较大，故温度700℃时，反应Ⅰ是体系中的主要反应，C正确；
D．反应Ⅲ为吸热反应，温度升高平衡正向移动，平衡常数变大，故反应进行平衡常数：K(400℃)＜K(700℃)，D错误；
故答案为：D。
8．A
【详解】A．，，解得x=7，则反应前的物质的量为7 mol，故A正确；
B．该反应是等体积反应，增大压强，化学平衡不移动，故B错误；
C．增大CO浓度，正反应速率增大，逆反应速率增大，故C错误；
D．增大的比值，相当于不断加入硫化氢，平衡正向移动，增大CO的转化率，故D错误。
综上所述，答案为A。
9．A
【详解】A．反应2为该加成反应的主反应，可知反应2较易发生，则反应2的活化能应低于反应1，因此曲线b表示反应2的能量变化图，故A错误；
B．由图可知两反应的反应物能量相同，反应2即曲线b对应的产物能量更低，则放出的热量更多，故B正确；
C．由图可知第I步反应的活化能大于第Ⅱ步反应活化能，活化能越大反应速率越慢，慢反应决定总反应速率，则第I步都是反应的决速步骤，故C正确；
D．由图可知反应2的活化能低于反应1，因此相同条件下反应2的速率比反应1大，故D正确；
故选：A。
10．B
【详解】A．从图中可知，正丁烷的构象异构体中，i的势能最小，最稳定，因此正丁烷的构象异构体中所占比例最大的是i，A错误；
B．iii转化成i是放热反应，正反应的活化能低于逆反应的活化能，因此iii转化成i的速率比逆向转化的快，B正确；
C．构象异构体因正丁烷分子中C2和C3旋转不同角度而形成，没有化学键的断裂和生成，C错误；
D．从图中可知，iii转化为iv的转化能垒为18.8kJ/mol，i转化为iv的转化能垒为22.6kJ/mol，D错误；
故答案选B。
11．A
【详解】A．反应CaSO4(s)+2H2O(g)CaSO4(s) 2H2O(s) Kp==2500，故p(H2O)=0.02atm；纯水存在如下平衡H2O(l) H2O(g) Kp =p(H2O)=0.04atm，该容器的相对湿度为=50%，故A正确；
B．恒温、恒容，向100mL已达到平衡的体系中再加入29.6g CaSO4(s)，则占据容器的体积为10mL，相当于压缩体积，则平衡向正向移动，故B错误；
C．恒温、压缩体积，重新达到平衡后，因为平衡常数不变，故平衡时水的分压不变，故正逆反应速率不变，故C错误；
D．恒温、恒压，再向平衡体系中加入CaSO4 2H2O(s)，其转化率不变，故D错误；
故选：A。
12．B
【详解】A．根据图示，经过相同时间，容器中NO、CO的浓度较高，低温不利于和的脱除，故A正确；
B．，N2O是反应①的生成物，N2O是②的反应物，N2是反应②的产物，容器中有较高浓度的N2，说明该时间段内一定发生反应①，故B错误；
C．根据各物质的浓度，NO的初始浓度为，转化为氮气的NO的浓度为，该时间段内的脱除率约为，故C正确；
D．根据图示，高温条件下主要生成氮气和一氧化碳，高温下的主要脱除反应为：，故D正确；
选B。
13．AC
【分析】一定条件下，化合物E和TFAA合成H的反应路径中，共发生三个反应：
①E+TFAAF ②FG ③GH+TFAA
t1之后的某时刻，H为0.02 mol L-1，此时TFAA的浓度仍为0，则表明0.10mol L-1E、起始时的0.08mol L-1TFAA、G分解生成的0.02 mol L-1 TFAA全部参加反应，生成0.10mol L-1F；在t2时刻，H为0.08mol L-1，TFAA为0.06mol L-1，G为0.01 mol L-1，则F为0.01 mol L-1。
【详解】A．t1时刻，H的浓度小于0.02 mol L-1，此时反应③生成F的浓度小于0.02 mol L-1，参加反应①的H的浓度小于0.1 mol L-1，则参加反应E的浓度小于0.1 mol L-1，所以体系中有E存在，A正确；
B．由分析可知，t2时刻，H为0.08mol L-1，TFAA为0.06mol L-1，G为0.01 mol L-1，则F为0.01 mol L-1，所以体系中有F存在，B不正确；
C．t1之后的某时刻，H为0.02 mol L-1，此时TFAA的浓度仍为0，表明此时E和TFAA完全反应生成F，所以E和TFAA生成F的反应速率快，反应的活化能很小，C正确；
D．在t2时刻，H为0.08mol L-1，TFAA为0.06mol L-1，G为0.01 mol L-1，F为0.01 mol L-1，只有F、G全部转化为H和TFAA时，TFAA的浓度才能为0.08mol L-1，而GH+TFAA为可逆反应，所以反应达平衡后，TFAA的浓度一定小于0.08mol L-1，D不正确；
故选AC。
14．AC
【详解】A．由图可知，步骤I→II过程中存在键的形成，故A正确；
B．由图可知，总反应的化学方程式为2CO+2H2→CH3CHO，则I与IX相对能量的差值不可能等于总反应的焓变，故B错误；
C．反应的活化能越大，反应速率越慢，反应历程中的决速步为慢反应，由图可知，反应历程中V→VI的活化能最大，则反应历程中的决速步是V→VI，故C正确；
D．由图可知，VI→VIII的反应为*OCHCH2+H++e—→*OCHCH3，故D错误；
故选AC。
15．(1) 1.19 eV N(CH3)3+OH*+H*=N(CH3)3(g)+H2O(g)
(2) ＜ (CH3)2NCHO(g)+2H2(g)=N(CH3)3(g)+H2O(g) ΔH=-1.02NAeV/mol
【详解】（1）如图所示，反应历程中反应物和生成物相对能量差值最大的为最大能垒，即N(CH3)3+OH*+H*=N(CH3)3(g)+H2O(g)，反应过程中活化能最大，活化能=2.21 eV -1.02 eV =1.19 eV。
（2）如图所示，根据盖斯定律，反应热只与反应始态和终态有关，与反应过程无关，反应物总能量高于生成物总能量，该反应为放热反应，ΔH<0，单一DMF分子反应释放的能量为1.02eV，1mol该分子放出的能量为1.02NAeV，热化学反应方程式：(CH3)2NCHO(g)+2H2(g)=N(CH3)3(g)+H2O(g) ΔH=-1.02NAeV/mol。
16． 劣于 相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大 AD
【详解】积碳反应中，由于催化剂X的活化能比催化剂Y的活化能要小，所以催化剂X更有利于积碳反应的进行；而消碳反应中，催化剂X的活化能大于催化剂Y，所以催化剂Y更有利于消碳反应的进行；综合分析，催化剂X劣于催化剂Y。由表格可知积碳反应、消碳反应都是吸热反应，温度升高，平衡右移，K积、K消均增加，温度升高，反应速率均增大，从图像上可知，随着温度的升高，催化剂表面的积碳量是减小的，所以v消增加的倍数要比v积增加的倍数大，故选AD。
17．适当升高浸取液温度(或将铜镉渣磨制成粉末等)
【详解】升高温度、增大反应物表面积等均可提高反应速率等可以提高铜镉渣的“浸出”速率。
18．(1) < 低温 ，，400℃之后，随温度升高，反应I逆向移动增加量小于反应II正向移动减少量 温度升高使速率增大的程度大于浓度降低使速率减小的程度 或1.185
(2) 、CaO
【详解】（1）①由图可知，升高温度，减小，反应I 的减小，K减小，说明平衡逆向移动，说明反应I是放热反应，<0；对于放热反应而言，低温有利于该反应自发进行；
②由图可知，升高温度，减小，反应II 的增大，K增大，说明平衡正向移动，说明反应II是吸热反应，，400℃之后降低的原因是：，，400℃之后，随温度升高，反应I逆向移动增加量小于反应II正向移动减少量；而速率仍然增大的可能原因是：温度升高使速率增大的程度大于浓度降低使速率减小的程度；
③根据已知条件列出“三段式”
10分钟后体系达到平衡，的转化率为80%，的选择性为33.3%，则=0.8， =33.3%，解得x=mol，y=mol，生成的平均速率为=；气体初始总压强为p，平衡时总压为，反应II的平衡常数=。
（2）由图可知，此过程中可循环利用的物质有、CaO；该化学链的总反应是
