第二章化学反应速率和化学平衡单元测试人教选修4

第1页共13页第二章化学反应速率和化学平衡单元测试人教选修４一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)1．(2011·石家庄质检一)下图是温度和压强对反应X＋Y2Z影响的示意图。下列叙述正确的是()A．该反应为放热反应B．增大压强，平衡正向移动C．X、Y、Z均为气态D．X和Y不可能都为气态，Z为气态【解析】A项，保持压强不变，升高温度，由图象可知Z的体积分数增大，则表明平衡向正反应方向移动，即正反应是吸热反应，故不正确；B项，若温度不变，增大压强，则由图象可知，Z的体积分数减小，即平衡向逆反应方向移动，不正确；由B项分析可知，加压后平衡向逆反应方向移动，则Z为气态，X、Y中至少有一种物质是非气态，故C不正确、D正确。【答案】D2．把0.6molX气体和0.4molY气体混合于2L容器中，使它们发生如下反应：3X(g)＋Y(g)nZ(g)＋2W(g)；5min末已生成0.2mol第2页共13页W，若测知以Z浓度来表示的反应速率为0.01mol·L－1·min－1，则上述反应中Z气体的计量系数n的值是()A．1B．2C．3D．4【解析】第5min末时v(W)＝0.2mol/2L5min＝0.02mol/(L·min)，则n:2＝0.01:0.02，解得n＝1。【答案】A3．(2011·北京西城高三期末考试)将4molA和2molB放入2L密闭容器中发生反应：2A(g)＋B(g)2C(g)；ΔH0。4s后反应达到平衡状态，此时测得C的浓度为0.6mol/L。下列说法正确的是()A．4s内，v(B)＝0.075mol/(L·s)B．当c(A):c(B):c(C)＝2:1:2时，该反应即达到平衡状态C．达到平衡状态后，若只升高温度，则C的物质的量浓度增大D．达到平衡状态后，若温度不变，缩小容器的体积，则A的转化率降低【解析】A项，C的浓度为0.6mol/L，则转化的B的浓度为0.3mol/L，故v(B)＝0.3mol/L4s＝0.075mol/(L·s)，正确；B项，达到化学平衡状态时，c(A):c(B):c(C)不一定是2:1:2，故不正确；C项，因为正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，C的物质的量浓度减小，故不正确；D项，温度不变，缩小容器的体积，相当于增大压强，则化学平衡向正反应方向移动，A的转化率升高，不正确。【答案】A4．(2011·湖北黄风高三统考)可逆反应：3A(g)3B(？)＋C(？)；ΔH0，下列分析一定正确的是()第3页共13页A．若B为气体，C为非气体，则平衡后向恒容密闭容器中补充A，再次建立平衡时气体的平均相对分子质量减小B．若B、C均为气体，则平衡后将压强增大一倍，再次建立平衡时，A的浓度是原平衡状态的两倍C．若改变某一条件，使该平衡状态发生移动，再次建立平衡时，A的体积分数下降则改变的条件一定是升温D．若升高温度气体的平均相对分子质量减小，则B、C一定都为气体【解析】A项，加入A，平衡正向移动，但由于C为非气态物质，所以气体的质量减小，但气体的物质的量未发生改变，所以再次达到平衡时气体的平均相对分子质量减小；B项，压强增大，平衡逆向移动，A的浓度增大，但由于反应可逆，所以当压强增大一倍时，A的物质的量浓度不等于原平衡状态的两倍；C项，升高温度，平衡逆向移动，A的体积分数增加；D项，升高温度，平衡逆向移动，B、C均为气体时，总的气体质量不变，但气体的物质的量减小，所以平均相对分子质量增大。【答案】A5．(2011·南京市高三调研)相同温度下，容积相同的甲、乙、丙3个恒容密闭容器中发生可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)；ΔH＝－197kJ·mol－1。实验测得起始、平衡时的有关数据如下表：容器起始各物质的量/mol达到平衡时体系能量的变化SO2O2SO3Ar甲2100放出热量：Q1乙1.90.90.20放出热量：Q2丙1.80.90.20.1放出热量：Q3第4页共13页下列叙述正确的是()A．Q1＝Q2＝Q3＝197kJB．达到平衡时，丙容器中SO2的体积分数最大C．甲、乙、丙3个容器中反应的平衡常数相等D．若在上述条件下反应生成2molSO3(s)的反应热为ΔH1，则ΔH1－197kJ·mol－1【解析】此题是等效平衡三种情况中的第一种，需要转化为一边的量相等时方等效。A错，Q1Q2＝Q3197kJ；B错，达到平衡时，三容器中SO2的体积分数一样大；C对，甲、乙、丙3个容器中反应的平衡常数相等；D对，若在上述条件下反应生成2molSO3(s)的反应热为ΔH1，则ΔH1－197kJ·mol－1，因为由SO3(g)变成SO3(s)又要放热。【答案】CD6．(2011·湖南长沙高三质检)在恒压条件下化学反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)；ΔH＝－QkJ·mol－1，在上述条件下分别充入的气体和反应放出的热量(Q)如下表所列。判断下列叙述正确的是()容器SO2(mol)O2(mol)SO3(mol)N2(mol)Q(kJ)甲2100Q1乙10.500Q2丙0020Q3丁10.501Q4A.平衡时，向甲容器中再加1molO2，一段时间后达到平衡时O2的体积分数减小B．平衡时，升高丙容器温度，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡逆向移动第5页共13页C．各容器中反应放出热量的关系为：Q1＝2Q22Q4D．丁容器中反应达到平衡时，其化学平衡常数小于乙容器中反应的平衡常数【解析】A项单独加入O2，O2的体积分数增大；B项v正、v逆均增大；C项甲和乙是等效平衡，SO2和O2的转化率相同，而乙中转化量是甲中的一半，故Q1＝2Q2，而丁相当于在乙的平衡基础上加入1molN2，恒压条件导致平衡向左移动，故放热减小，Q4Q2，即Q1＝2Q22Q4；D项温度不变，平衡常数不变。【答案】C7.(2011·四川内江高三一模)已知：2M(g)N(g)；ΔH＝－24.4kJ/mol。现将M和N的混合气体通入体积为1L的恒温密闭容器中，反应体系中物质浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是()①a、b、c、d四个点中处于平衡状态的点是a、b②反应进行到25min时，曲线发生变化的原因是加入0.4molN③若调节温度使35min时体系内N的体积分数与15min时相等，应升高温度④反应进行到10min时，体系吸收的热量为4.88kJ⑤若40min后出现如图所示变化，则可能是加入了某种催化剂A．①③B．②④第6页共13页C．③④D．③⑤【解析】①a点是不平衡点；②根据图示中量的变化并结合反应方程式，推知标有b、d点的曲线为物质M的变化曲线，另一条线为物质N的变化曲线，所以25min时是加入了0.4molM；③35min时N的量比15min时高，升高温度平衡逆向移动，N的量减少从而可使这两个点的N的体积分数相等；④10min时，反应逆向建立平衡，反应吸热，此时生成了0.4molM，故吸收的热量＝0.4mol×24.4kJ2mol＝4.88kJ；⑤催化剂不破坏平衡。综合上述知③④正确。【答案】C8．(2011·苏北四市高三二次调研)如下图所示，图Ⅰ是恒压密闭容器，图Ⅱ是恒容密闭容器。当其他条件相同时，在Ⅰ、Ⅱ中分别加入2molX和2molY，开始时容器的体积均为VL，发生如下反应并达到平衡状态(提示：物质X、Y的状态均未知，物质Z的状态为气态)：2X(？)＋Y(？)aZ(g)此时Ⅰ中X、Y、Z的物质的量之比为。下列判断正确的是()A．物质Z的化学计量数a＝2B．若Ⅱ中气体的密度如图Ⅲ所示，则X、Y中只有一种为气态第7页共13页C．若X、Y均为气态，则平衡时X的转化率：ⅠⅡD．若X为固态、Y为气态，则Ⅰ、Ⅱ中从开始到平衡所需的时间：ⅠⅡ【解析】若Ⅱ中气体的密度如题图Ⅲ所示，即气体的密度增加，体积不变，故质量增加，则X、Y中只有一种为气态；若X、Y均为气态，Ⅰ是恒压密闭容器，相对于图Ⅱ是恒容密闭容器来说，相当于加压，故则在平衡时X的转化率：ⅠⅡ。【答案】BC二、非选择题9．(2011·山东潍坊高三二次调研)(1)一定温度下，在恒容密闭容器中NO2与O2反应如下：4NO2(g)＋O2(g)2N2O5(g)。若已知K350℃K300℃，则该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。反应达平衡后，若再通入一定量NO2，则平衡常数K将________，NO2的转化率________。(均填“增大”“减小”或“不变”)(2)若初始时在恒容密闭容器中加入N2O5，下表为N2O5分解反应在一定温度下不同时间测得N2O5浓度的部分实验数据：t/s05001000c(N2O5)/(mol·L－1)5.003.522.48①写出该反应的平衡常数表达式：K＝________。②1000s内N2O5的分解速率为________________。③若每有1molN2O5分解，放出或吸收QkJ的热量，写出该分解反应的热化学方程式________________________。【解析】(1)该反应的K＝c2N2O5c4NO2·cO2，升温K减小，即平衡逆向移动，故正方向放热，达平衡后再通入NO2，平衡正向移动，第8页共13页K不变，NO2的转化率减小。(2)①与(1)比较，反应逆向，K为(1)中K的倒数。②1000s内，v(N2O5)＝5.00－2.48mol·L－11000s＝0.00252mol·L－1·s－1。③吸热，ΔH为正值。【答案】(1)放热不变变小(2)①c4NO2·cO2c2N2O5②0.00252mol·L－1·s－1③2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋2QkJ·mol－110．(2011·石家庄质检一)在恒温、恒容的密闭容器中，混合气体A、B、C的物质的量浓度(c)与时间(t)的关系如下表所示：ts初始2min4min6min8mincA(mol·L－1)2.502.202.002.002.20cB(mol·L－1)1.562.162.562.562.16cC(mol·L－1)0.390.540.640.641.54请填空：(1)前2min内，vB＝________。(2)到2min末A的转化率为________。(3)该反应的化学方程式为______________________。(4)6～8min若只改变了反应体系中某一种物质的浓度，则应为________(填选项字母)，则该物质的浓度改变量为________mol·L－1.a．增大A的浓度b．减小B的浓度c．增大C的浓度(5)如果在相同条件下，使该反应从逆反应方向开始进行，且达第9页共13页到平衡时与第4min时各物质的体积分数完全相同，则加入B的物质的量浓度的取值范围为__________________。【解析】(1)前2min内，vB＝2.16－1.56mol/L2min＝0.30mol·L－1·min－1。(2)到2min末A的转化率为2.50－2.20mol·L－12.50mol·L－1×100%＝12%。(3)由初始到2min，A的浓度减小，B、C浓度增大，则A为反应物，B、C为生成物，A浓度减少0.30mol/L，B浓度增加0.60mol/L，C浓度增加0.15mol/L，则可知反应的化学方程式为：2A4B＋C。(4)由6～8min，A的浓度增大，B的浓度减小，C的浓度增大，可知改变的条件为增大C的浓度，平衡向逆反应方向移动。由B减少0.40mol/L，则反应中C减少0.10mol/L，现结果反而增加了0.90mol/L，则C的浓度改变量为1.00mol/L。(5)如果在相同条件下，使该反应从逆反应开始进行，且达到平衡时与第4min时各物质的体积分数完全相同，则B的物质的量浓度必须大于平衡时的2.56mol/L，又由于平衡A的浓度为2.00mol/L，则生成这么多的A消耗B的浓度为4.00mol/L，则B的最大浓度为2.56mol/L＋4.00mol/L＝6.56mol/L，即2.56mol·L－1cB≤6.56mol·L－1。【答案】(