第二章 化学反应速率与化学平衡测试题
一、选择题
1．合成氨反应中催化剂的作用是
A．使逆反应不发生
B．使平衡向正反应方向移动
C．加快正、逆反应速率，缩短达到平衡的时间
D．提高原料的转化率
2．T℃时，在一个2 L的密闭容器中，加入和进行如下反应： ，反应一段时间后达到平衡，测得生成。下列说法正确的是
A．该反应的化学平衡常数表达式为
B．N的平衡转化率为40%
C．升高温度，减小，增大
D．增加N的量，平衡向右移动，N的平衡转化率增大
3．已知在瞬间即可达成化学平衡。NO2和N2O4混合气体体积由V压缩至时，相关数据变化如下表。根据表中数据得出若干结论，下列结论不正确的是
温度/L 气体的总压强/Pa NO2的物质的量浓度/ mol·L-1
298 1.28×10-2
311 2.80×10-2
A．体积由V压缩至时，NO2的物质的量减少
B．正反应和逆反应的活化能均较低
C．体积缩小后混合气体的颜色加深
D．其它条件不变，温度升高，该反应正向移动
4．在碳中性循环的模式下，通过制备甲醇能减少或避免向大气中排放，具有重要的应用价值。使用铜基催化剂时，体系内发生如下反应：
① kJ mol
② 2kJ mol
③
在两个相同容器内以1∶3的比例分别充入和，其压强分别为2 MPa和5 MPa，测得转化率随反应温度的变化如图，下列说法不正确的是
A． kJ mol
B．曲线Ⅰ压强为5 MPa，曲线Ⅱ压强为2 MPa
C．随温度升高转化率先减小后增大，其原因是低温下主要发生反应①，高温主要发生反应②
D．若将纵坐标改为产率，则图像变化趋势与原图一致
5．对可逆反应，下列叙述正确的是
A．达到化学平衡时，
B．加入合适的催化剂，可使平衡正向移动
C．达到化学平衡时，若增大容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大
D．保持容器容积不变，向其中加入1molHe，化学反应速率增大
6．硫在不同温度下的状态和分子结构不同，单质硫环状分子的结构如图。把硫加热超过其熔点就变成黄色流动的液体；433K以上液体硫颜色变深，黏度增加；523K以上黏度下降；717.6K时硫变为蒸气，蒸气中存在：，温度越高，蒸气的平均相对分子质量越小。下列说法错误的是
A．、、、互为同素异形体，其相互转化为化学变化
B．温度越高，蒸气中的含量越高
C．分子中，原子数与共价键数之比为1∶1
D．433K以上液体硫颜色变深，黏度增加，可能与环状结构变为无限长链状结构有关
7．科学家发现某些生物酶体系可以促进和的转移(如a、b、c)，能将海洋中的转化为进入大气层，反应过程如图所示。下列说法正确的是
A．整个过程是自然界中氮的固定
B．生物酶降低了各个反应的焓变，加快了反应速率
C．整个过程中，每生成1 mol ，转移3 mol电子
D．整个过程有极性共价键、离子键及非极性共价键的断裂和形成
8．在一定温度下，将气体X与气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中，发生反应：，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如表，下列说法正确的是
t/min 2 4 7 9
n(Y)/mol 0.12 0.11 0.10 0.10
A．反应过程中化学反应速率保持不变
B．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前v(逆)>v(正)
C．该温度下此反应的平衡常数K=1.44
D．其他条件不变，缩小容器体积，重新达平衡时Z的体积分数增大
9．采取下列措施对增大化学反应速率有明显效果的是
A．Fe与稀硫酸反应制取时，用浓硫酸代替稀硫酸
B．NaOH溶液和稀硝酸反应时，增大反应体系的压强
C．Na与水反应时，增加水的用量
D．工业上合成氨时，使用铁触媒作催化剂
10．下列说法中错误的是
A．凡是放热反应而且熵增加的反应，就更易自发进行
B．对于同一物质在不同状态时的熵值是：气态>液态>固态
C．平衡常数K值越大，则可逆反应进行越完全，反应物的转化率越大
D．凡是能量达到活化能的分子发生的碰撞均为有效碰撞
11．已知，一定条件下，将0.2molX和0.2molY通入10L恒容密闭容器中，反应1min后，测得Y的物质的量为0.15mol，则lmin内Y的平均反应速率为
A．0.05mol/(L min) B．0.005mol/(L S)
C．002mol/(L min) D．0.005mol/(L min)
12．下列措施或事实不能用化学平衡移动原理解释的是
A．将NO2平衡球浸泡在冰水中颜色变浅
B．工业合成氨气时使用过量的氮气
C．打开可乐盖后看到大量的气泡逸出
D．使用催化剂，使二氧化硫和氧气在一定条件下转化为三氧化硫
13．温度为T时，向VL的密闭容器中充入一定量的A和B，发生反应：；，容器中A、B、D的物质的量浓度随时间的变化如图所示．
下列说法正确的是
A．反应在前的平均反应速率
B．该反应的平衡常数表达式
C．若平衡时保持温度不变，压缩容器体积平衡逆向移动
D．反应至时，改变的条件是降低湿度
14．在常温常压下，下列属于自发过程的是
A．2C(s) + O2(g) = 2CO(g)
B．NH4Cl(s) = NH3(g) + HCl(g)
C．CH3COOH(l) = CH3COOH(s)
D．2Cr3＋(aq) + 3Cl2(aq) + 7H2O(l) = Cr2O (aq) + 6Cl-(aq)+14H＋(aq)
15．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A．已知 ，则摩尔燃烧焓为
B．反应在常温下能自发进行，则该反应的
C．已知 ， ，则
D．在稀溶液中：，若将含0.5mol的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合，放出热量大于57.3kJ
二、填空题
16．表达式
对于一般的可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，当在一定温度下达到平衡时，K=____。
17．工业上合成氨的化学反应，在容积为10L的密闭容器中，通入40molN2和120mol H2在一定条件下进行反应，4s后达到平衡状态，此时N2的浓度为2mol/L。通过计算回答下列问题：
(1)用N2 表示的4s内化学反应的平均速率是________ 。
(2)若生成17g氨气，放出46.2kJ热量，写出合成生成2摩尔氨反应的热化学方程式________。
(3)以上化学反应平衡常数的表达式为____，若外界条件改变为升高温度，平衡常数将____(填“增大、减小、不变”)
(4)上述反应达到平衡后，在其它条件不变的情况下，通过减小容器体积增大压强，则化学平衡向_____移动的是(填“正向”或“逆向”)。
18．化学反应速率概念及表示方法
(1)概念：用来衡量___________的物理量。
(2)表示方法：通常用单位时间内___________的减少量或___________的增加量(均取正值)来表示。
(3)定义式：v=___________或v=___________
(4)常用单位：___________或___________。
19．已知：①
②
③
④
回答下列问题：
(1)上述过程属于放热反应的是_______(填序号)。
(2)下图是反应②的能量变化图
①请写出图中A、B处对应的物质、状态及其物质的量[如：]：
A：_______；B：_______。
②表示_______；
③与的差值为_______(填具体数字)
(3)写出与反应生成和的热化学方程式_______。
(4)其他条件不变，压缩容器体积，反应④的平衡_______(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不”)移动，_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
20．在一个容积为0.5 L的密闭容器中，将2 mol CO和6 mol H2O混合加热到800 ℃，发生反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，经过5 min后达到平衡状态。若此时测得H2的浓度为3 mol·L-1，求：
(1)以CO的浓度变化表示的该反应的速率________。
(2)达平衡时H2O的转化率。________。
(3)已知：在一定温度下，该反应达平衡时，各物质的平衡浓度之间存在以下关系：K=且当温度不变时K为常数，K不随反应物、生成物浓度的改变而改变。求：
①在800℃下，该反应的平衡常数是多少？________
②在800℃下，当投入1 mol CO和4 mol H2O混合加热到平衡时，H2浓度是多少？________
21．在汽车排气管上安装催化转化器可以有效降低汽车尾气中的NO和CO，反应方程式为：2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g)，若在密闭的容积不变的容器中进行该反应，起始加入的CO和NO的物质的量之比为3:2，起始压强为p，达到平衡时总压强为起始压强的85%，则该反应的化学平衡常数Kp=___________。(Kp为以分压表示的平衡常数，分压=总压×某物质的物质的量分数)
22．Ⅰ.欲用如图所示实验来证明MnO2是H2O2分解反应的催化剂。
(1)该实验不能达到目的，若想证明MnO2是催化剂还需要确认___________。
(2)加入0.10 mol MnO2粉末于50 mL H2O2溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。
①写出H2O2在二氧化锰作用下发生反应的化学方程式：___________。
②若该条件下Vm = 30 L/mol，则H2O2的起始浓度为___________
Ⅱ．为比较Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答相关问题：
(3)定性分析：如图甲可通过观察___________的快慢，定性比较得出结论。有同学提出将0.1 mol·L-1FeCl3改为___________mol·L-1 Fe2(SO4)3更为合理，其理由是___________。
(4)定量分析：如图乙所示，实验时均以生成40 mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是___________。
(5)查阅资料得知：将作为催化剂的Fe2(SO4)3溶液加入H2O2溶液后，溶液中会发生两个氧化还原反应，且两个反应中H2O2均参加了反应，试从催化剂的角度分析，这两个氧化还原反应的离子方程式分别是2Fe3＋＋H2O2=2Fe2＋＋O2↑＋2H＋和___________。
【参考答案】
一、选择题
1．C
解析：A．使用催化剂，只能改变反应速率，正逆反应方向速率同倍率变大(或变小)，描述错误，不符题意；
B．使用催化剂，只能改变反应速率，不能改变平衡状态，描述错误，不符题意；
C．使用催化剂，只能改变反应速率，正逆反应方向速率同倍率变大(或变小)，描述正确，符合题意；
D．使用催化剂，不能改变平衡状态，描述错误，不符题意；
综上，本题选C。
2．B
解析：A．根据方程式可知，物质P是固体，不出现在平衡常数表达式中，则该反应的化学平衡常数K=，故A错误；
B．根据方程式可知，参加反应的N的物质的量为1.6mol×12=0.8mol，则N的平衡转化率为0.8mol2mol×100%=40%，故B正确；
C．升高温度，正，逆反应速率都增大，C错误；
D．增加N的量，N的浓度增大，平衡正向移动，M的平衡转化率增大，而N的平衡转化率减小，故D错误；
故选B。
3．A
解析：A．体积为VL时，NO2的物质的量为1.28×10-2mol/L×VL=1.28×10-2Vmol，体积为时，NO2的物质的量为2.80×10-2mol/L×L=1.40×10-2Vmol，NO2的物质的量增大，A不正确；
B．由于该反应在瞬间即可达成化学平衡，所以正反应和逆反应的活化能均较低，B正确；
C．体积缩小后，NO2的浓度增大，则混合气体的颜色加深，C正确；
D．由于该反应为吸热反应，则其它条件不变，温度升高，该反应正向移动，D正确；
故选A。
4．D
解析：A．根据盖斯定律，反应③=①-②， kJ·mol，A正确；
B．直接涉及转化的反应为①、②，压强增大时，①平衡右移，②不移动，总体转化率增大，曲线Ⅰ为5 MPa，曲线Ⅱ为2 MPa，B正确；
C．反应①放热，反应②吸热，故低温下主要发生反应①，高温下主要发生反应②，温度升高时反应①平衡左移，转化率减小，到一定温度时发生反应②，且随温度升高平衡右移，转化率增大，总体先减小后增大，C正确；
D．只有反应①③才生成甲醇，均为放热反应，随温度升高甲醇产率降低，D错误；
故选D。
5．A
解析：A. 时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故A正确；
B. 加入合适的催化剂，只改变反应速率，不影响平衡移动，故B错误；
C. 达到化学平衡时，若增大容器体积，反应体系中各组分的浓度都减小，则正逆反应速率都减小，故C错误；
D. 保持容器容积不变，向其中加入1molHe，各组分的浓度不变，化学反应速率不变，故D错误；
答案选A。
6．B
解析：A．同素异形体是由同种元素形成的不同单质，、、、互为同素异形体；同素异形属于不同的物质，之间的转化为化学变化，A正确；
B．温度越高，蒸汽的平均相对分子质量越小，故含量越低，B错误
C．分子中，原子数与共价键数均为8，C正确
D．433K以上腋体硫颜色变深，黏度增加，可能与环状结构变为无限长链状结构有关，D正确
故选B。
7．C
【分析】由图示可知，过程Ⅰ为在酶1的作用下转化为NO和，反应的离子方程式为，生成1 mol NO，a过程转移1 mol ；过程Ⅱ为NO和在酶2的作用下发生氧化还原反应生成和，反应的离子方程式为，消耗1 mol NO，b过程转移3 mol ；过程Ⅲ为转化为和、4，反应的离子方程式为，则过程Ⅰ~Ⅲ的总反应为。
解析：A．因产物是，不是氮的固定，A错误；
B．生物酶加快了反应速率，不能改变反应的焓变，B错误；
C．由总反应可知，，整个过程中，每生成1 mol ，转移3 mol电子，C正确；
D．整个过程中没有离子键的形成，D错误；
故选C。
8．C
解析：A．反应过程中由于各物质的浓度发生改变，所以速率会变，A错误；
B．该反应焓变小于0，正反应是放热反应，降低温度平衡向正反应移动，反应达到新平衡前v(逆)＜v(正)，B错误；
C．由表中数据可知7min时，反应到达平衡，平衡时Y的物质的量为0.10mol，容器体积为10L，列三段式有：
平衡常数K＝=1.44，C正确；
D．该反应前后气体系数之和相等，缩小体积增大压强平衡不移动，重新达平衡时Z的体积分数不变，D错误；
综上所述答案为C。
9．D
解析：A．浓硫酸和Fe发生钝化现象，且不生成氢气，加热时生成二氧化硫，故A不选；
B．NaOH溶液和稀硝酸反应中没有气体参与，增大反应体系的压强不影响反应速率，故B不选；
C．水为纯液体，所以Na与水反应时增大水的用量不影响反应速率，故C不选；
D．工业上合成氨时，使用铁触媒作催化剂，反应速率加快，故D选；
故选D。
10．D
解析：A．属于放热和熵增加的反应，即△H＜0，△S＞0，根据△H-T△S＜0可知，反应易自发进行，故A正确；
B、同一物质的固态、液态、气态的混乱度依次增大，熵值增大，故B正确；
C．平衡常数是利用生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积，所以K值越大，说明这个反应正向进行的程度越大，反应物的转化率越大，故C正确；
D．活化分子发生有效碰撞需要满足合适的取向，因此能量达到活化能的分子发生的碰撞不一定为有效碰撞，故D错误；
故选D。
11．D
【分析】根据速率公式：
解析：A．，A错误；
B．，B错误；
C．，C错误；
D．，D正确；
故选D。
12．D
解析：A．存在平衡2NO2(g)N2O4(g)，该反应为放热反应，浸泡在冰水中，温度降低平衡正向移动，NO2浓度变小，颜色变浅，可以用化学平衡移动原理解释，A不符合题意；
B．氢气的成本高于氮气，过量的氮气可以使平衡正向移动，增大氢气的转化率，可以化学平衡移动原理解释，B不符合题意；
C．可乐中存在平衡CO2(g)+H2O(l)H2CO3(g)，打开瓶盖后压强减小，平衡向生成气体的方向移动，二氧化碳逸出，能用平衡移动原理解释，C不符合题意；
D．催化剂可以提高反应速率，但不改变平衡，不能用平衡移动原理解释，D符合题意；
综上所述答案为D。
13．D
【分析】从图中可采集以下信息：反应进行10min时，A、B、D的浓度变化量分别为1.5mol/L、1.5mol/L、3.0mol/L，依据浓度变化量之比等于化学计量数之比，可得出反应的方程式为A(g)+B(g)C(s)+2D(g) △H＞0。
解析：A．反应在前10min的平均反应速率v(D)==0.3mol L-1 min-1，A不正确；
B．因为C呈固态，所以C物质不能出现在平衡常数表达式中，则该反应的平衡常数表达式为K=，B不正确；
C．若平衡时保持温度不变，压缩容器体积，由于反应前后气体的分子数相等，所以平衡不发生移动，C不正确；
D．反应至15min时，在条件改变的瞬间，各物质的浓度都不改变，则表明不是改变物质的浓度或压强，也不是加入催化剂，只能是改变温度，因为正反应为吸热反应，所以改变的条件是降低温度，D正确；
故选D。
14．A
解析：A．2C(s) + O2(g) = 2CO(g)是熵增的放热反应，△H T△S<0，属于自发过程，故A选；
B．NH4Cl(s) = NH3(g) + HCl(g)是熵增的吸热反应，温度较高时，△H T△S<0，可以进行，故B不选；
C．CH3COOH(l) = CH3COOH(s)是熵减的吸热现象，在常温常压下，不能自发进行，故C不选；
D．氧化性Cr2O> Cl2，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性规律可知，2Cr3＋(aq) + 3Cl2(aq) + 7H2O(l) = Cr2O (aq) + 6Cl-(aq)+14H＋(aq)不能发生，故D不选；
故选A。
15．D
解析：A．燃烧热指101kPa，1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量，应该生成液态水，A错误；
B． ，在常温下能自发进行，则该反应的，B错误；
C．放热反应的，反应放热越多越小，碳完全燃烧生成二氧化碳放热更多，故，C错误；
D．浓硫酸稀释放热，故将含0.5mol的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合，放出热量大于57.3kJ，D正确；
故选D。
二、填空题
16．
解析：略
17．5mol/(L s) N2(g)+3H2(g)2NH3(g) =-92.4 kJ/mol K= 减小 正向
解析：(1)达到平衡时N2的浓度为0.2mol/L，平衡时氮气的物质的量为：n(N2)=2mol/L×10L=20mol，达到平衡时消耗氮气的物质的量为：40mol 20mol=20mol，用N2表示的4s内化学反应的平均速率是=0.5mol/(L s)，故答案为：0.5mol/(L s)；
(2)17g氨气的物质的量为=1mol，生成1molNH3放出46.2kJ热量，则合成生成2摩尔氨反应的热化学方程式为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-2×46.2kJ/mol=-92.4 kJ/mol，故答案为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4 kJ/mol；
(3)反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数表达式为K=，该反应是放热反应，升高温度，平衡常数将减小，故答案为：K=；减小；
(4)反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是气体体积减小的反应，在其它条件不变的情况下，通过减小容器体积增大压强，则化学平衡正向移动，故答案为：正向。
18．(1)化学反应过程进行快慢程度
(2) 反应物浓度 生成物浓度
(3)
(4) mol/(L·s) mol/(L·min)
解析：略
19．(1)②③
(2) 2molC(s)+1molO2(g) 2molCO(g) 该反应的活化能
(3)+=+
(4) 逆反应方向 不变
解析：（1）放热反应的焓变为负值，故上述过程属于放热反应的是②③；
（2）①反应 ，为放热反应，则生成物能量低于反应物的能量，故A：2molC(s)+1molO2(g)；B：2molCO(g)。
②过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，表示该反应的活化能；
③与的差值为反应中的能量变化，差值为；
（3）由盖斯定律可知，反应反应得：+=+；
（4）反应④为气体分子数增大的反应，其他条件不变，压缩容器体积，反应④的平衡逆反应方向，由于K=，故不变。
20．6 mol·L-1·min-1 25% K=1 c(H2)=1.6 mol·L-1
解析：(1)在反应中用H2的浓度变化表示反应速率v(H2)==0.6 mol/(L·min)。在同一反应中用不同物质表示反应速率时，速率比等于化学方程式中相应物质的化学计量数的比，所以根据方程式可知v(CO)=v(H2)= 0.6 mol/(L·min)；
(2)在反应开始时c(H2O)==12 mol/L，根据方程式可知：反应产生H2的浓度是3 mol/L，消耗H2O的浓度是3 mol/L，故达平衡时H2O的转化率为：=25%；
(3)①在反应开始时，c(H2O)==12 mol/L，c(CO)==4 mol/L，平衡时c(H2)=3 mol/L，则根据物质反应转化关系可知平衡时：c(CO2)=3 mol/L，c(H2O)=12 mol/L-3 mol/L=9 mol/L，c(CO)=4 mol/L-3 mol/L=1 mol/L，故在800℃时的化学平衡常数K=；
②在800℃下，当投入1 mol CO和4 mol H2O混合加热到平衡时，假设反应的CO物质的量为x，则反应产生H2、CO2物质的量为x，反应消耗的H2O物质的量为x，则达到平衡时各种气体的物质的量浓度c(H2O)=mol/L，c(CO)= mol/L，c(H2)=c(CO)=mol/L，则化学平衡常数K=，解得x=0.8 mol，所以平衡时H2的浓度为c(H2)==1.6 mol/L。
21．
解析：设起始时CO、NO物质的量为3amol、2amol，CO变化了2xmol，列三段式得：，在密闭的容积不变的容器中进行该反应，其他条件不变时，气体压强与气体物质的量成正比，故5a-x=0.85×5a，解得a=x，化学平衡常数Kp=。
22．(1)MnO2的质量和性质是否改变
(2) 2H2O2 = 2H2O+ O2↑ 0.08mol/L
(3) 产生气泡的快慢 0.05 消除阴离子不同对实验的干扰
(4)产生40mL气体所需的时间
(5)4Fe2＋＋O2↑＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O
解析：(1)要证明MnO2是H2O2分解反应的催化剂，必须证明催化剂在反应前后的性质和质量不改变，而甲同学没有做这方面的实验，所以不能达到目的，
故答案为：MnO2的质量和性质是否改变；
(2)①H2O2在二氧化锰作用下发生反应生成水和氧气，反应的化学方程式为2H2O2 = 2H2O+ O2↑；
②若该条件下Vm = 30 L/mol，根据图中数据可知，产生最大量的氧气的体积为60mL，则氧气的物质的量为=0.002mol，则H2O2的起始浓度为=0.08mol/L；
(3)该反应中产生气体，可根据生成气泡的快慢判断，氯化铁和硫酸铜中阴阳离子都不同，无法判断是阴离子起作用还是阳离子起作用，硫酸钠和硫酸铜阴离子相同，可以消除阴离子不同对实验的干扰，且应该保持Fe3+浓度相同，故改为0.05mol·L-1 Fe2(SO4)3；
故答案为：产生气泡的快慢；0.05；消除阴离子不同对实验的干扰；
(4)（2）根据v=知，还需要测定产生40mL气体所需的时间，
故答案为：产生40mL气体所需的时间；
(5)已知①2H2O2 = 2H2O+ O2↑；②2Fe3＋＋H2O2=2Fe2＋＋O2↑＋2H＋；由①-②得到另一反应为4Fe2＋＋O2↑＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O。
