第二章 化学反应速率与化学平衡测试题
一、选择题
1．下列科学家或研究团队与其研究贡献匹配错误的是
A．侯德榜——联合制碱
B．盖斯——平衡移动原理
C．中科院大连化学物理研究所——合成氨的催化剂
D．徐光宪——稀土元素分离及应用
2．在密闭容器中的一定量的混合气体发生如下反应：aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，平衡时测得A的浓度为0.5mol/L，保持温度不变，将密闭容器的容积压缩为原来的，在达到平衡时，测得A的浓度为0.8mol/L，则下列说法正确的是
A．a+b＜c+d B．平衡正向移动
C．B的转化率降低 D．C的体积分数降低
3．可逆反应2A(g)+3B(g) 3C(g)+D(g)在四种不同条件下的反应速率分别为：①v(A)=0.5mol·L-1·min-1；②v(B)=0.6mol·L-1·min-1；③v(C)=0.35mol·L-1·min-1；④v(D)=0.4mol·L-1·s-1。下列有关反应速率的比较中正确的是
A．④>①>②>③ B．④>①>③>②
C．①>②>③>④ D．②>①>③>④
4．在密闭容器中进行如下反应：N2+3H2 2NH3，若将平衡系中各物质的浓度都增大到原来的2倍，则产生的结果是
A．平衡不移动 B．平衡向正反应方向移动
C．平衡向逆反应方向移动 D．正反应速率增大，逆反应速率减小
5．下列有关化学反应速率说法正确的是
A．在一恒温恒容的密闭容器中，发生的催化氧化反应，充入He，压强增大，反应速率不变
B．0.1mol/L的溶液与0.3mol/L的KSCN溶液等体积混合，加入适量的氯化钠溶液，不影响化学反应速率
C．合成的反应是一个分子总数减小反应，增大压强，正反应速率加快，逆反应速率减慢，平衡正向移动
D．用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，增大硫酸的浓度一定可以加快产生氢气的速率
6．下列关于自发反应的说法中错误的是
A．非自发反应在一定条件下可以实现
B．能够设计成原电池的反应是自发进行的氧化还原反应
C．电解质在水溶液中的电离是一个自发过程
D． ，则该反应高温下利于自发进行
7．工业合成氨反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H= -92.4kJ/mol。下列措施有利于提高H2平衡转化率的是
A．升高温度 B．增大压强
C．使用铁触媒做催化剂 D．增大H2的浓度
8．下列变化过程中，ΔS＞0的是
A．氯气的液化 B．氯化钠固体溶于水
C．Na2O(s)和CO2(g)化合生成Na2CO3(s) D．氨气与氯化氢化合成氯化铵固体
9．硫的两种晶体形态的相图如图所示，其燃烧的热化学方程式为： ； 。相图：用于描述不同温度(T/℃)、压强(p/Pa)下硫单质的转化及其存在状态的图像。下列说法正确的是
A．斜方硫和单斜硫互为同位素
B．
C．F→G过程为固态硫的气化，该过程中有化学键的断裂
D．温度高于119℃且压强小于0.4Pa时，单斜硫液化
10．某兴趣小组进行了如下实验：向酸化的溶液中同时加入KI溶液、维生素C和淀粉溶液，发现一段时间后溶液变蓝。查阅资料可知体系中存在两个主要反应：
反应ⅰ：
反应ⅱ：(维生素C)
下列说法不正确的是
A．反应速率：反应ⅰ<反应ⅱ
B．可得氧化性强弱：
C．溶液的pH始终保持不变
D．溶液最终变蓝，说明所加
11．顺–1，2–二甲基环丙烷(M)和反–1，2–二甲基环丙烷(N)可发生如下转化：
该反应的速率方程可表示为：和，和在一定温度时为常数；某温度下，在一密闭容器中充入一定量M，反应的平衡常数。下列说法正确的是
A．该温度下，M的转化率为66.7%
B．升高温度，和都增大，且增大的程度相同
C．反应的活化能：
D．M比N更稳定
12．下列对有关事实或解释不正确的
选项 事实 解释
A 用铝粉代替铝片与稀盐酸反应，反应速率加快 改用铝粉，固体表面积增大，故反应速率加快
B 5%的双氧水中加入二氧化锰粉末，分解速率迅速加快 降低了反应的焓变，活化分子数增多，有效碰撞增多，速率加快
C 锌与稀硫酸反应，滴入少量硫酸铜溶液，生成氢气的速率加快 锌置换出铜，形成原电池，反应速率加快
D 密闭容器中反应：，当温度、压强不变，充入惰性气体，反应速率减慢 容器体积增大，反应物浓度减小，反应速率减慢
A．A B．B C．C D．D
二、非选择题
13．在2L的密闭容器中，将4molA和2molB混合，在一定条件下发生反应：3A(g)+2B(g)4C(g)+2D(g)。该反应达到化学平衡状态时生成1.6molC，计算此条件下该反应的化学平衡常数和A的平衡转化率____、____。
14．已知在400℃时，2NH3(g)N2(g)+3H2(g)(△H>0)的平衡常数K=2.400℃时，在0.5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则此时反应v(NH3)正___________v(NH3)逆(填：>、<、=、不能确定)。
15．二氧化碳的回收利用是环保领域研究热点。
在太阳能的作用下，以CO2为原料制取炭黑的流程如图所示。总反应的化学方程式为_______。
16．研究NOx之间的转化具有重要意义。已知：N2O4(g) 2NO2(g) ΔH>0 将一定量N2O4气体充入恒容的密闭容器中，控制反应温度为T1。t1时刻反应达到平衡，混合气体平衡总压强为p，N2O4气体的平衡转化率为75%，则反应N2O4(g) 2NO2(g)的平衡常数Kp=_______(对于气相反应，用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数，记作Kp，如p(B)=p·x(B)，p为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数)。
17．将气体A、B置于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g) 2C(g)＋2D(g)，反应进行到10s末，达到平衡，测得A的物质的量为1.8mol，B的物质的量为0.6mol，C的物质的量为0.8mol。
(1)用C表示10s内反应的平均反应速率为__。
(2)反应前A的物质的量浓度是_______。
(3)10s末，生成物D的浓度为_______。
(4)A与B的平衡转化率之比为_______。
(5)反应过程中容器内气体的平均相对分子质量变化是_______(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，气体的密度变化是_______。
18．某温度下在4 L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。
(1)该反应的化学方程式是___。
(2)该反应达到平衡状态的标志是___(填代号)。
A．Y的体积分数在混合气体中保持不变
B．X、Y的反应速率比为3∶1
C．容器内气体压强保持不变
D．容器内气体的总质量保持不变
(3)达到平衡时Y的转化率为___。
19．Ⅷ族元素铁及其化合物性质多样，大多发生氧化还原反应。
(1)高铁酸钠(Na2FeO4)是水处理过程中使用的一种新型净水剂，它的氧化性比高锰酸钾强，其本身在反应中被还原为Fe3+。请配平如下制取高铁酸钠的化学方程式，并标明电子转移方向和数目：_______。
_______Fe(NO3)3 +_______NaOH +_______Cl2 →_______Na2FeO4+_______NaNO3+_______NaCl +_______H2O
(2)在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁粉、稀H2SO4等试剂制备氢氧化亚铁。
①仪器a的名称是_______。
②关闭K3，打开K1和K2，向仪器c中加入适量稀硫酸，关闭K2，写出装置c中发生反应的离子方程式_______。同时c中有气体产生，该气体的作用是_______。
③当仪器b中产生均匀气泡后的操作是_______。写出仪器c、d中可能出现的实验现象_______。
(3)已知 SO2+2Fe3++2H2O=4H++SO+2Fe2+。向2支试管中各加入5 mL1 mol L 1 FeCl3溶液，若直接通入SO2至饱和，1小时后，溶液逐渐变为浅绿色；若先滴加2滴浓盐酸，再通入SO2至饱和，几分钟后，溶液由黄色变为浅绿色。由此可知：促使该氧化还原反应快速发生，可采取的措施是_______。
20．一氧化二氯(Cl2O)是一种氯化剂和氧化剂，极易溶于水，与水反应生成HClO，遇有机物易燃烧或爆炸。Cl2O的熔点是-120.6℃，沸点是2.0℃。利用反应2HgO+2Cl2=Cl2O+HgCl2 HgO可制备Cl2O。某同学利用如图装置制备Cl2O，请回答下列问题：
(1)装置甲的作用是为该制备反应提供Cl2，写出该装置中制备Cl2的离子反应方程式为 _______。
(2)装置乙的洗气瓶中盛有的试剂是 _______；装置丙的作用是 _______。
(3)装置戊中的特型烧瓶内盛有玻璃丝，玻璃丝上附着有HgO粉末，其中玻璃丝的作用是 _______。
(4)装置戊和装置己之间的装置为玻璃连接装置，而不是橡胶管，其原因是_______。
(5)该同学的装置存在一个明显的不足之处，请你帮他提出改进措施 _______。
(6)反应2HgO+2Cl2=Cl2O+HgCl2 HgO中，生成1molCl2O转移电子的数目为_______。若实验开始前称量装置戊中的玻璃丝与HgO的混合物的质量为48.0g，实验结束后玻璃丝及其附着物的质量为53.5g，则制备的Cl2O为_______mol。
【参考答案】
一、选择题
1．B
解析：A．侯德榜先生的贡献是联合制碱法制纯碱，故A正确；
B．盖斯先生的贡献是提出了盖斯定律用于计算反应热，故B错误；
C．中科院大连化学物理研究所合成氨的催化剂，故C正确；
D．徐光宪先生的贡献是提出了稀土元素分离及应用的方法，故D正确；
故选B。
2．B
【分析】平衡时测得A的浓度为0.5mol/L，保持温度不变，将密闭容器的容积压缩为原来的，若平衡不移动，A的浓度为1mol/L，而再达平衡时，测得A的浓度为0.8mol/L，则说明体积减小(压强增大)化学平衡正向移动。
解析：A．增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，平衡正向移动，所以a+b＞c+d ，故A错误；
B．由分析知，平衡正向移动，故B正确；
C．由分析知，平衡正向移动，B的转化率增大，故C错误；
D．平衡正向移动，C的体积分数增大，故D错误；
故选C。
3．A
解析：反应2A(g)+3B(g) 3C(g)+D(g)，根据化学反应速率之比=方程式的系数之比，转化为用D表示的反应速率分别为：①v(D)=0.25mol/(L·min)；②v(D)=0.2mol/(L·min)； ③v(D)=0.117mol/(L·min)；④v(D)=24mol/(L·min)，因此反应速率：④>①>②>③，故选A；
答案选A。
4．B
解析：浓度都增大2倍，相当于在原来的基础上加压，增大压强，平衡向正反应方向进行，NH3的体积分数增大，正逆反应速率增大，故答案选B。
5．A
解析：A．SO2的催化氧化反应为2SO2＋O22SO3，恒温恒容下，充入He，虽然压强增大，但SO2、O2、SO3浓度不变，因此反应速率不变，故A正确；
B．FeCl3与KSCN溶液反应Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，加入适量的氯化钠溶液，相当于对原溶液加水稀释，微粒浓度降低，反应速率减缓，故B错误；
C．合成氨：N2＋3H22NH3，增大压强，正逆反应速率都增大，故C错误；
D．如果硫酸为浓硫酸，铁片与浓硫酸反应生成SO2，或铁片与浓硫酸发生钝化反应，故D错误；
答案为A。
6．D
解析：A．非自发反应在一定条件下能实现自发进行，如0H>0、0S>0的反应高温下可以自发进行，低温下不能自发进行，故A正确；
B．理论上，能够设计成原电池的反应是常温下能自发进行的氧化还原反应，B正确；
C．电解质在水溶液中的电离是一个自发过程，该过程中电解质电离产生自由移动的离子，微粒数目增大，故该过程为熵增过程，故C正确；
D．反应的H<0、S<0，若自发进行，应满足H- TS<0，故该反 应低温下有利于自发进行，故D错误；
故答案为D
7．B
解析：A．正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，H2平衡转化率减小，A项错误；
B．增大压强，平衡向总体积减小的方向移动，平衡正向移动，H2平衡转化率增大，B项正确；
C．催化剂可改变反应速率，平衡不移动，H2平衡转化率不变，C项错误；
D．增大反应物的浓度平衡正向移动，由于增加的氢气大于平衡移动消耗的氢气，H2的转化率减小，D项错误；
答案选B。
8．B
解析：A．氯气的液化，气体减少，ΔS＜0，A不符合题意；
B．氯化钠溶于水，固体溶解，无序程度增大，ΔS＞0，B符合题意；
C．Na2O(s)和CO2(g)化合生成Na2CO3(s)，反应方程式为：Na2O(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)，气体体积减小，ΔS＜0，C不符合题意；
D．氨气与氯化氢化合成氯化铵固体，气体减少，ΔS＜0，D不符合题意；
综上所述答案为B。
9．C
解析：A．单斜硫和正交硫是由S元素形成的不同单质，故正交硫和单斜硫互为同素异形体，故A错误；
B．①S(斜方，s) ，②S(单斜，s) ，①-②可得，S(斜方，s)=S(单斜，s)，由图可知，在相同条件下，斜方硫转变为单斜硫需要升温，即，则，故B错误；
C．图中F→G过程为固态硫的气化，由斜方晶体先变为单斜硫再变为气体，过程中发生了化学变化，除了破坏了分子间作用力外，还破坏了共价键，故C正确；
D．由图可知，温度高于119℃时，单斜硫是固态，需要增大压强单斜硫才能发生液化现象，故D错误；
故选C。
10．C
解析：A．发现一段时间后溶液变蓝，说明开始碘单质的生成速率小于消耗速率，故反应速率：反应ⅰ<反应ⅱ，A正确；
B．氧化剂氧化性大于氧化产物，由反应ⅰ可知，氧化性，由反应ⅱ可知，，故氧化性强弱：，B正确；
C．根据A分析可知，2个反应的速率不同，故在反应过程中氢离子的消耗和生成速率不同，溶液的pH会发生改变，C错误；
D．根据化学方程式体现的关系可知，恰好反应时，溶液最终变蓝，说明反应后碘单质过量，所加，D正确；
故选C。
11．C
解析：A．设在该温度下，M的初始浓度为1，达平衡时Ｍ的转化浓度为x，则达平衡时M的浓度为，N的浓度为x，则有，解得，则该温度下，M的转化率为75%，A错误；
B．升高温度，和都增大，又反应放热，平衡逆向移动，则增大的程度大，B错误；
C．该反应的，即，则，C正确；
D．能量越低越稳定，该反应为放热反应，则N的能量低，N比M更稳定，D错误；
故选C。
12．B
解析：A．铝粉与稀盐酸反应比铝片与稀盐酸反应的反应速率快，是因为表面积增大，应速率加快，故A正确；
B．5%的双氧水中加入二氧化锰粉末，分解速率迅速加快是因为二氧化锰催化了双氧水的分解，但不会降低了反应的焓变，故B错误；
C．Zn和硫酸铜发生置换反应生成Cu，Zn、Cu和稀硫酸构成原电池加快化学反应速率，导致生成氢气的速率加快，故C正确；
D．密闭容器中反应，充入惰性气体，当温度、压强不变时，容器体积增大，反应物浓度减小，所以反应速率减慢，故D正确；
故答案选B。
二、非选择题
13．38 30%
解析：容器体积为2L，则初始投料为2mol/LA和1mol/LB，平衡生成的C的浓度为0.8mol/L，根据题意列三行式有
所以该反应的平衡常数K=≈0.38，A的平衡转化率为×100%=30%。
14．=
解析：(反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)和反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是互为可逆反应，平衡常数互为倒数，故后者反应的平衡常数是0.5；一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，N2、H2、NH3的物质的量浓度分别为4mol/L、2mol/L、4mol/L时，Qc==0.5=K，所以该状态是平衡状态，正逆反应速率相等。
15．CO2C+O2
解析：由图可知，以二氧化碳为原料制取炭黑的反应为在太阳能作用下，二氧化碳在氧化亚铁做催化剂的条件下分解生成碳和氧气，反应的化学方程式为CO2 C+O2，故答案为：CO2 C+O2。
16．p
解析：设起始N2O4的物质的量为1mol，N2O4气体的平衡转化率为75%，则N2O4的转化量为0.75mol，列三段式：
由三段式数据可知，N2O4的平衡分压为×p=，NO2的平衡分压为×p=，则平衡常数Kp==。
17．04mol·L-1·s-1 1.5mol·L-1 0.4mol·L-1 1∶1 不变 不变
【分析】根据题意列三段式有， ，所以a=(1.2+1.8)mol=3mol，b=(0.4+0.6)mol=1mol。
解析：(1)10s内△n(C)=0.8mol，容器体积为2L，所以v(C)==0.04mol·L-1·s-1；
(2)根据分析可知反应前A的物质的量为3mol，容器体积为2L，所以A的浓度为1.5mol/L；
(3)根据分析可知10s末D的物质量为0.8mol，容器体积为2L，所以D的浓度为0.4mol/L；
(4)A的转化率为，B的转化率为，二者转化率为1:1；
(5)该反应前后气体体积系数不变，所以反应过程中气体的总物质的量不变，根据质量守恒可知气体的总质量不变，所以平均相对分子质量不变；气体的总质量不变，气体体积不变，故气体的密度不变。
18． 3X(g)+Y(g)2Z(g) AC 20%
解析：(1)根据图示可知：随着反应的进行，X、Y的物质的量不断减少，Z的物质的量逐渐增加，当反应进行到5 min时，X、Y、Z三种气体的物质的量都不再发生变化，说明反应为可逆反应，此时反应达到平衡状态。在5 min内三种气体改变的物质的量分别是0.6 mol、0.2 mol、0.4 mol，改变的物质的量的比△n(X)：△n(Y)：△n(Z)=3：1：2，所以该反应的化学方程式为：3X(g)+Y(g)2Z(g)；
(2)A．该反应是反应前后气体物质的量改变的反应，若Y的体积分数在混合气体中保持不变，说明反应达到平衡状态，A符合题意；
B．在反应方程式中X、Y的化学计量数之比是1：3，所以任何情况下X、Y的反应速率比都为3∶1，不能据此判断反应是否处于平衡状态，B不符合题意；
C．反应在恒容密闭容器中进行，容器的容积不变，该反应是反应前后气体物质的量改变的反应，若容器内气体压强保持不变，则气体的物质的量不再发生变化，反应达到平衡状态，C符合题意；
D．反应混合物都是气体，反应遵循质量守恒定律，在任何情况下容器内气体的总质量都保持不变，因此不能据此判断反应是否处于平衡状态，D不符合题意；
故合理选项是AC；
(3)在反应开始时容器中Y的物质的量是1.0 mol，反应达到平衡时Y气体的物质的量是0.8 mol，反应消耗了0.2 mol，则Y的平衡转化率为。
19． 分液漏斗 Fe+2H+=Fe2++H2↑ 赶走空气中的O2，提供H2还原性氛围 关闭K1，打开K2、K3 C中液体进入d中，d产生白色沉淀 增大溶液的酸性
【分析】氢氧化亚铁具有还原性，很容易被空气中氧气氧化为氢氧化铁，为了制得Fe(OH)2沉淀，在制取过程中要避免和空气接触，该实验中：在仪器c中实施铁和硫酸反应，利用反应中生成的氢气赶走空气，在还原性氛围中，将c中生成的硫酸亚铁溶液排入d中，和氢氧化钠溶液反应制备白色的Fe(OH)2沉淀。
解析：(1) 反应中，Fe(NO3)3 是还原剂，铁元素化合价从+3升高到+6，升3，Cl2是氧化剂，氯元素化合价从0降低到-1，降低了1，按得失电子数守恒、元素质量守恒得配平的化学方程式为：2Fe(NO3)3 +16NaOH +3Cl2 =2Na2FeO4+6NaNO3+6NaCl +8H2O，则电子转移方向和数目：或者。
(2) ①由构造知，仪器a的名称是分液漏斗。
②装置c中铁屑与稀H2SO4反应生成硫酸亚铁溶液和氢气，发生反应的离子方程式Fe+2H+=Fe2++H2↑。氢氧化亚铁能够被空气中氧气氧化为氢氧化铁，为了制得Fe(OH)2沉淀，在制取过程中要避免和空气接触，故反应中生成的氢气的作用是：赶走空气，提供还原性氛围。
③为了制得Fe(OH)2沉淀，在仪器b中产生均匀气泡后，需要利用生成氢气的压强将c中生成的硫酸亚铁溶液排入d，和氢氧化钠溶液中反应制备白色的Fe(OH)2沉淀，故操作是关闭K1，打开K2、K3，则c、d中可能出现的实验现象是：c中液体进入d中，d产生白色沉淀。
(3)由实验可知，其余条件均相同时，容易中氢离子浓度大、酸性强则反应速率快，由此可知：促使该氧化还原反应快速发生，可采取的措施是增大溶液的酸性。
20．(1)MnO2+4H++2Cl﹣Mn2++Cl2↑+2H2O
(2) 饱和NaCl溶液 干燥氯气
(3)增大Cl2与HgO的反应接触面积，从而提高化学反应速率
(4)防止Cl2O与橡胶管接触发生燃烧或爆炸
(5)在装置已后面增加一个装有碱石灰的尾气吸收装置
(6) 2NA 0.1
【分析】装置甲中利用浓盐酸和二氧化锰混合加热制取Cl2，因为浓盐酸具有挥发性，水受热易蒸发，所以得的Cl2中混有水蒸气和HCl，所以乙中为饱和食盐水除去HCl、丙中为浓硫酸除去Cl2中的水蒸气，Cl2再在装置戊中与HgO反应生成Cl2O，然后进行冷却分离，最后尾气处理，防止污染空气，据此解答。
解析：（1）装置甲中制备Cl2的离子反应方程式为：MnO2+4H++2Cl﹣Mn2++Cl2↑+2H2O；故答案为：MnO2+4H++2Cl﹣Mn2++Cl2↑+2H2O。
（2）由分析可知，装置乙的洗气瓶中盛有的试剂是饱和NaCl溶液；装置丙的作用是干燥氯气；故答案为：饱和NaCl溶液；干燥氯气。
（3）装置戊中将HgO粉末附着在玻璃丝上的主要目的是增大Cl2与HgO的反应接触面积，从而提高化学反应速率；故答案为：增大Cl2与HgO的反应接触面积，从而提高化学反应速率。
（4）由于Cl2O遇有机物易燃烧或爆炸，所以装置戊和装置己之间的装置为玻璃连接装置，而不是橡胶管；故答案为：防止Cl2O与橡胶管接触发生燃烧或爆炸。
（5）该装置缺少尾气处理装置，且Cl2O极易溶于水，应防止空气中的水蒸气进入，所以在装置已后面增加一个装有碱石灰的尾气吸收装置；故答案为：在装置已后面增加一个装有碱石灰的尾气吸收装置。
（6）由反应可知，氯元素由0价分别变为+1价和-1价，反应生成1molCl2O时转移电子的数目为2NA；反应开始前装置戊中为玻璃丝与HgO的混合物，反应后为玻璃丝与HgCl2 HgO的混合物，由方程式可知，当质量增加5.5g时，生成Cl2O的物质的量为0.1mol；故答案为：2NA
