人教版 化学反应速率与化学平衡 单元测试2.docx
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人教版化学反应速率与化学平衡单元测试2
化学反应速率与化学平衡测试题
一、选择题(本题包括7个小题,每小题6分,共42分,每小题仅有一个选项符合题意)
1.下列措施能明显增大原反应的化学反应速率的是( )
A.Na与水反应时增大水的用量
B.将稀硫酸改为98%的浓硫酸与Zn反应制取H2
C.在H2SO4与NaOH两溶液反应时,增大压强
D.恒温恒容条件下,在工业合成氨反应中,增加氮气的量
解析:
A项,增大水的用量对Na与水的反应速率无明显影响,错误;B项,改为浓硫酸后将得不到H2,错误;C项,无气体参与或生成的反应,压强变化对化学反应速率无影响,错误;D项,增大反应物的浓度可以加快反应速率,正确。
答案:
D
2.(2017·福州模拟)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:
NH2COONH4(s)
2NH3(g)+CO2(g)。
判断该分解反应已经达到化学平衡的是( )
A.2v(NH3)=v(CO2)
B.密闭容器中c(NH3)∶c(CO2)=2∶1
C.密闭容器中混合气体的密度不变
D.密闭容器中氨气的体积分数不变
解析:
该反应为有固体参与的非等体反应,且容器体积不变,所以压强、密度均可作标志,该题应特别注意D项,因为该反应为固体的分解反应,所以NH3、CO2的体积分数始终为定值(NH3为
,CO2为
)。
答案:
C
3.(2016·海南卷)由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。
下列说法正确的是( )
A.由X→Y反应的ΔH=E5-E2
B.由X→Z反应的ΔH>0
C.降低压强有利于提高Y的产率
D.升高温度有利于提高Z的产率
解析:
A项,根据化学反应的实质,由X→Y反应的ΔH=E3-E2,错误;B项,由图象可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应为放热反应,即由X→Z反应的ΔH<0,不正确;C项,根据化学反应2X(g)===3Y(g),该反应是气体体积增加的可逆反应,降低压强,平衡正向移动,有利于提高Y的产率,正确;D项,由B分析可知,该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,Z的产率降低,错误。
答案:
C
4.(2016·皖南模拟)已知:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)ΔH=-196.6kJ·mol-1,向密闭容器中加入2molSO2(g)和1molO2(g),一定条件下反应达到平衡,在t2和t4时刻分别只改变一个条件(温度或压强),反应进程中正反应速率如下图所示。
下列说法正确的是( )
(注t1~t2、t3~t4、t5之后各时间段表示达到平衡状态①、②、③)
A.t2~t3时间段,平衡向逆反应方向移动
B.平衡状态①和②,平衡常数K值相同
C.平衡状态①和②,SO2转化率相同
D.t4时刻改变的条件是减小压强
解析:
根据t2~t3时间段v(正)先增大后减小,则v(逆)应为逐渐增大,且v(正)>v(逆),改变条件为增大压强,则平衡正向移动,A项错误;①、②压强不同,温度相同,则K值相同,B项正确;平衡状态②SO2的转化率大,C项错误;t4~t5时间段v(正)减小,则v(逆)先减小后增大,且v(正)>v(逆),改变条件为降温,D项错误。
答案:
B
5.如图所示,三个烧瓶中分别充满NO2气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中:
在
(1)中加入CaO,在
(2)中不加其他任何物质,在(3)中加入NH4Cl晶体,发现
(1)中红棕色变深,(3)中红棕色变浅[已知反应2NO2(红棕色)
N2O4(无色)]。
下列叙述正确的是( )
A.2NO2
N2O4是放热反应
B.NH4Cl溶于水时放出热量
C.烧瓶
(1)中平衡混合气体的相对分子质量增大
D.烧瓶(3)中气体的压强增大
解析:
加CaO的烧杯
(1)中温度升高,
(1)中红棕色变深,说明平衡逆向移动,平衡混合气体的相对分子质量减小;(3)中红棕色变浅,说明平衡正向移动,气体的压强减小,加NH4Cl晶体的烧杯(3)中温度降低,由此可说明2NO2
N2O4是放热反应,NH4Cl溶于水时吸收热量。
答案:
A
6.(2015·安徽卷)汽车尾气中NO产生的反应为:
N2(g)+O2(g)
2NO(g)。
一定条件下,等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应,如图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。
下列叙述正确的是( )
A.温度T下,该反应的平衡常数K=
B.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度减小
C.曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂
D.若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的ΔH<0
解析:
A项,由曲线a可知,达到平衡时c(N2)=c1mol·L-1,则生成的c(NO)=2(c0-c1)mol·L-1,故K=
=
。
B项,反应物和产物都是气体,当容器保持恒容时,混合气体的密度始终保持不变。
C项,催化剂的加入只能改变反应速率而不可能使平衡发生移动,故加入催化剂后达到平衡时,c(N2)仍为c1mol·L-1。
D项,若曲线b改变的是温度,根据达到平衡时曲线b对应的时间短,则对应温度高,升高温度时c(N2)减小,平衡正向移动,正反应为吸热反应,ΔH>0。
答案:
A
7.某温度下,反应2A(g)
B(g)+C(g)的平衡常数为1,在容积为2L的密闭容器中加入A(g)。
20s时测得各组分的物质的量如下表:
物质
A(g)
B(g)
C(g)
物质的量/mol
1.2
0.6
0.6
下列说法正确的是( )
A.反应前20s的平均速率为v(A)=0.6mol·L-1·s-1
B.20s时,正反应速率等于逆反应速率
C.达平衡时,A(g)的转化率为100%
D.若升高温度,平衡常数变为0.5,则反应的ΔH<0
解析:
由题意知前20s的平均速率为v(A)=
=0.03mol·L-1·s-1,A项错误;20s时,Q=
=
=0.25 答案: D 二、非选择题(本题包括4个小题,共58分) 8.(14分)工业上用CO生产燃料甲醇,一定条件下发生反应: CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。 图1表示反应中能量的变化;图2表示一定温度下,在体积为2L的密闭容器中加入4molH2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化。 请回答下列问题: (1)在“图1”中,曲线________(填“a”或“b”)表示使用了催化剂;该反应属于________(填“吸热”或“放热”)反应。 (2)下列说法正确的是________。 A.起始充入的CO为2mol B.增加CO浓度,CO的转化率增大 C.容器中压强恒定时,反应已达平衡状态 D.保持温度和密闭容器容积不变,再充入1molCO和2molH2,再次达到平衡时 会减小 (3)从反应开始到建立平衡,v(H2)=____________________;该温度下CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的化学平衡常数为________。 若保持其他条件不变,将反应体系升温,则该反应化学平衡常数________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (4)请在“图3”中画出平衡时甲醇百分含量(纵坐标)随温度(横坐标)变化的曲线,要求画压强不同的2条曲线(在曲线上标出p1、p2,且p1 解析: (3)CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),起始浓度: 1mol·L-1,2mol·L-1,0,转化浓度: 0.75mol·L-1,1.5mol·L-1,0.75mol·L-1,平衡浓度: 0.25mol·L-1,0.5mol·L-1,0.75mol·L-1。 v(H2)= =0.15mol·L-1·min-1 K= = =12 该反应为放热反应,升高温度,平衡左移,平衡常数减小。 (4)注意: 升温平衡左移,而升压平衡右移。 答案: (1)b 放热 (2)AC (3)0.15mol·L-1·min-1 12 减小 (4) 9.(14分)进入2016年以来,部分地区多次遭遇大范围、长时间的雾霾天气。 车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”。 (1)活性炭可处理大气污染物NO。 在2L密闭容器中加入NO和活性炭(无杂质),生成气体E和F。 当温度分别在T1和T2时,测得各物质平衡时物质的量如下表: 活性炭 NO E F 初始 2.030 0.10 0 0 T1 2.000 0.040 0.030 0.030 T2 2.005 0.050 0.025 0.025 ①结合上表数据,写出NO与活性炭反应的化学方程式 ______________________________________________________。 ②上述反应T1℃时的平衡常数K1=____________。 ③根据上述信息判断,温度T1和T2的关系是(填序号)________。 a.T1>T2 b.T1<T2 c.无法比较 (2)车辆排放的氮氧化物和碳氧化物在催化剂作用下可发生反应: 2CO+2NO N2+2CO2,在一体积为1L的密闭容积中,加入0.40mol的CO和0.40mol的NO,反应中N2的物质的量浓度的变化情况如图所示,回答下列问题。 ①计算从反应开始到平衡时,平均反应速率v(N2)=__________。 ②在第5分钟末将容器的体积缩小一半后,若在第8分钟末达到新的平衡(此时N2的浓度约为0.25mol·L-1)。 请在上图中画出第5分钟末到此平衡时N2浓度的变化曲线。 解析: (1)①根据表格中C、NO、E、F的初始物质的量及平衡时物质的量之差得到方程式中C、NO、E、F的系数分别为1、2、1、1,所以方程式为C+2NO===N2+CO2。 ②将T1℃时的平衡浓度代入平衡常数表达式得上述反应T1℃时的平衡常数K1= = 。 ③由于不知道正反应是吸热还是放热,所以无法判断T1T2的大小。 (2)①v(N2)=0.1mol·L-1/4min=0.025mol·L-1·min-1。 ②在第5分钟末将容器的体积缩小一半后,N2的浓度为0.20mol·L-1,第8分钟末达到新的平衡(此时N2的浓度约为0.25mol·L-1),画图即可。 答案: (1)①C+2NO N2+CO2 ②9/16 ③c (2)①0.025mol·L-1·min-1 ② 10.(2016·忻州模拟)(15分)近年来燃煤脱硫技术受到各界科研人员的重视,某脱硫技术涉及如下反应: Ⅰ.CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) ΔH=+218.4kJ·mol-1。 Ⅱ.CaO(s)+3CO(g)+SO2(g) CaS(s)+3CO2(g) ΔH=-394.0kJ·mol-1。 (1)若用K1、K2分别表示反应Ⅰ、Ⅱ的化学平衡常数,则反应 CaSO4(s)+2CO(g) CaS(s)+2CO2(g)的平衡常数K=________(用含K1、K2的式子表示)。 (2)某温度下在一密闭容器中若只发生反应Ⅰ,测得数据如下: t/s 0 10 20 30 50 c(CO)/(mol·L-1) 3 1.8 1.2 0.9 0.9 前20s内v(SO2)=________mol·L-1·s-1,平衡时CO的转化率为__________。 (3)某科研小组研究在其他条件不变的情况下,改变起始一氧化碳物质的量,对反应ⅡCaO(s)+3CO(g)+SO2(g) CaS(s)+3CO2(g)的影响,实验结果如图所示(图中T表示温度): ①比较在a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物SO2的转化率最高的是________点。 ②图象中T2________(填“高于”“低于”“等于”或“无法确定”)T1,判断的理由是_______________________________________ _____________________________________________________。 解析: (1)①CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+SO2(g)+CO2(g),K1(反应Ⅰ) ②CaO(s)+3CO(g)+SO2(g) CaS(s)+3CO2,K2(反应Ⅱ),依据盖斯定律计算 得反应 CaSO4(s)+2CO(g) CaS(s)+2CO2(g),K1= ,K2= ,K3= ,计算得到: K3=(K1·K2) 。 (2) CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) 起始量/(mol·L-1)30 变化量/(mol·L-1)1.81.8 20s/(mol·L-1) 1.21.8 前20s内v(SO2)=1.8mol·L-1÷20s=0.09mol·L-1·s-1;30s达到平衡状态,平衡时CO的转化率=(3mol·L-1-0.9mol·L-1)÷3mol·L-1×100%=70%。 (3)①依据图象分析,随一氧化碳量的增加,二氧化硫的转化率增大,c点最大;②该反应是放热反应,依据平衡移动原理,升温,平衡逆向进行,二氧化碳含量减小,所以T2>T1。 答案: (1)(K1·K2) (2)0.09 70% (3)①c ②高于 该反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,CO2体积分数降低,故T2高于T1 11.(15分)在1.0L密闭容器中放入0.10molA(g),在一定温度进行如下反应: A(g) B(g)+C(g) ΔH=+85.1kJ·mol-1 反应时间(t/h)与容器内气体总压强(p/100kpa)的数据见下表: 时间 0 1 2 4 8 16 20 25 30 总压强 4.91 5.58 6.32 7.31 8.54 9.50 9.52 9.53 9.53 回答下列问题: (1)欲提高A的平衡转化率,应采取的措施为____________。 (2)由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率α(A)的表达式为________________。 平衡时A的转化率为__________,反应的平衡常数K=____________。 (3)①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A),n总=_______mol,n(A)=________mol。 ②下表为反应物A浓度与反应时间的数据,计算: a=________。 反应时间t/h 0 4 8 16 c(A)/(mol·L-1) 0.10 a 0.026 0.0065 分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(Δt)的规律,得出的结论是______________________________________________, 由此规律推出反应在12h时反应物的浓度c(A)为_____mol·L-1。 解析: (1)由于该反应的正反应为一个气体体积增加的吸热反应,要提高A的平衡转化率,其实就是要让平衡正向移动,所以应采取的措施为升高温度,降低压强。 (2)设到达平衡时A减少了xmol,则由三段式有: A(g) B(g) + C(g) 起始量0.10mol00 变化量xmolxmolxmol 平衡量(0.10-x)molxmolxmol 根据阿伏加德罗定律可得: = ,求得A的转化率表达式为α(A)= ×100%= ×100%,将题目中数据p0=4.91,p=9.53代入表达式求得平衡时A的转化率为94.1%。 将x=0.0941代入上面的三段式中可以求得该反应的平衡常数为K= = =1.5; (3)①由以上三段式知平衡时n(总)=(0.10+x)mol,n(A)=(0.10-x)mol,将 (2)问中的x代入即可得到n(总)=0.10× ,n(A)=0.10× ; ②由表中数据可以看出规律为平衡前每间隔4小时,A浓度约变为原来的一半,故可知a=0.051,反应在12h时A的浓度为0.013mol·L-1。 答案: (1)升高温度、降低压强 (2) ×100% 94.1% 1.5mol·L-1 (3)①0.10× 0.10× ②0.051 达到平衡前每间隔4h,c(A)减少约一半 0.013
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