第二章化学反应速率与平衡 单元练习（答案） 高二下学期化学人教版（2019）选择性必修1

第二章化学反应速率与平衡 单元练习 高二下学期化学人教版（2019）选择性必修1
一、单选题
1．在四种不同情况下测得反应的反应速率如下所示，其中反应速率最快的是
A． B．
C． D．
2．反应 ，在一定条件下于密闭容器中达到平衡。下列各项措施，不能提高乙烷的平衡转化率的是
A．增大容器容积 B．升高反应温度
C．分离出部分氢气 D．等容下通入稀有气体
3．工业制氢原理：。改变下列条件能提高产生氢气的速率且提高活化分子百分率的是
①将炭块改为炭粉 ②增大水蒸气浓度 ③适当升高温度 ④加入高效催化剂
A．①② B．①③ C．③④ D．②④
4．在容积不变的密闭容器中，A与B反应生成C和D，其化学反应速率分别用、、、表示。已知：，，，则此反应可表示为
A． B．
C． D．
5．在一密闭容器中发生反应： ，开始按体积比2：1将X、Y充入反应器中，一定条件下发生反应。图甲和图乙是根据反应绘制的图像，下列有关说法正确的是
A．图甲，
B．图甲，
C．图乙，时表示恒温，恒压条件下，向平衡体系中充入一定量的Z气体
D．图乙，如果时表示向体系中加入了催化剂
6．在一密闭容器中，反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器体积缩小一倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原来的2.1倍，则下列说法正确的是
A．平衡向正反应方向移动了 B．物质A的转化率变大了
C．物质B的质量分数减小了 D．a+b7．下列措施中，不能增大化学反应速率的是
A．加热分解时，添加少量 B．与盐酸反应时，适当升高温度
C．进行合成反应时，增大气体压强 D．Zn与稀硫酸反应时，加入几滴蒸馏水
8．下列关于焓判据和熵判据的说法中，正确的是
A．吸热的自发过程一定为熵增加的过程
B．的反应均是自发进行的反应
C．碳酸钙分解为吸热反应，该反应在任何温度下都不能自发进行
D．ΔH—TΔS大于0的反应一定不能发生
9．时℃，向容积为的恒容密闭容器中加入和，模拟发生脱硝反应：，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，容器内
B．时，的转化率为60%
C．，
D．平衡时，
10．向某密闭容器中通入2 mol的CO2(g)和2 mol的CH4(g)，分别在压强p1、p2下发生重整反应： ，CH4的平衡转化率与温度及压强的变化关系如图所示。下列有关说法错误的是
A．反应的△H＞0 B．压强关系：p1＞p2
C．x点时，H2(g)的体积分数约为33.3% D．若y点与x点的反应条件相同，则y点时，v正＞v逆
11．250℃时，将一定量的碳酸氢钠固体置于真空容器中分解，达平衡时，测得体系内总压强为p。则下列叙述正确的是
A．当体系内二氧化碳的物质的量分数不变时，反应达到平衡状态
B．平衡后，继续添加碳酸氢钠，平衡右移，K增大
C．向平衡体系中加入等量的、，平衡左移，K不变
D．250℃时，该反应的化学平衡常数为
12．时，向恒容密闭容器中充入，气体发生反应：　。测定的部分数据如下表：
0 50 150 250 350
0 0.16 0.19 0.20 0.20
下列说法正确的是
A．反应在前的平均速率
B．平衡后向容器中充入，平衡向正向移动，平衡常数不变
C．其他条件不变，升高温度，增加，减小，平衡向正向移动
D．相同温度下，起始时向容器中充入、和，反应达到平衡前
13．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A．工业上生产硫酸时，充入过量的空气以提高的转化率
B．实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气
C．浓氨水中加入氢氧化钠固体产生刺激性气味的气体
D．合成氨时，选定温度为，而不是常温
14．某温度下，反应CH2=CH2(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡，下列说法正确的是
A．增大压强，，平衡常数增大
B．加入催化剂，平衡时的浓度增大
C．恒压下，充入一定量的He，平衡转化率减小
D．恒容下，充入一定量的，的平衡转化率增大
二、填空题
15．有可逆反应：。已知938K时平衡常数，1173K时平衡常数。
(1)该反应的平衡常数表达式 ，是 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)若该反应在体积恒定的密闭容器中进行，在一定条件下达到平衡状态，如果改变下列条件，反应混合气体的平均相对分子质量如何变化(填“增大”“减小”或“不变”)。
①升高温度 。
②再通入CO 。
(3)该反应的逆反应速率随时间变化的关系如图：
①从图中可以看出，反应到时达到平衡，在时改变某种条件，该条件可能是 。
A．升高温度 B．增大浓度
②如果在时从混合物中分离出部分CO，时间段反应处于新的平衡状态，请在图上画出的v(逆)变化曲线 。
16．一定温度下，在恒容的密闭容器内，将2molSO2和1molO2混合发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0。回答下列问题：
(1)升高温度，混合气体的密度 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)若反应达到平衡后，再充入O2，平衡将 (填“正向”“逆向”或“不”)移动，SO2的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)如图表示合成SO3反应在某段时间t0～t6中反应速率与时间的曲线图，t1、t3、t4时刻改变的外界条件依次为 、 、 ；SO3的体积分数最小的平衡时间段是 。
(4)若反应达到平衡后，将c(SO2)、c(O2)、c(SO3)同时增大1倍，平衡将 (填“正向”“逆向”或“不”)移动。
17．利用反应可实现汽车尾气的无害化处理。
(1)下列措施能加快反应速率的是 (填字母)。
a．恒温恒容下，充入 b．恒温恒容下，充入增大压强
c．升高温度 d．将从体系中分离出来
(2)在恒温恒压容器中，下列可说明反应达到平衡状态的是 (填字母)
a．的浓度不再改变 b．气体密度保持不变
c．的浓度之比为 d．
(3)一定温度下，在容积为的恒容密闭容器中加入物质的量均为的和，测得容器内压强(P)随时间(t)的变化如图所示。
①a点正反应速率 (填“>”“<”或“=”)逆反应速率。
②随时间推移，容器内压强逐渐减小的原因是 。
③0～2min内，= 。
④CO的平衡转化率为 。
⑤平衡时，的体积分数为 。
18．已知，现将2 molI2(g)和1 molH2(g)充入10 L密闭容器中，在一定条件下发生反应，10min后达到平衡，测得反应共释放1.9kJ热量，回答下列问题：
(1)反应达到平衡的10min内H2的平均反应速率= 。
(2)I2的平衡转化率为 ，平衡时混合气体中I2的体积分数为 ，该温度下，该反应的平衡常数Kp= 。
(3)若保持温度、体积不变，向容器中继续加入2molI2(g)和1molH2(g)，则平衡 移动(填“向左”“向右”或“不”)。达到平衡时H2体积分数与原平衡相比 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)下列能说明2molI2(g)和1molH2(g)反应达到平衡的有_______(填字母)。
A．恒温恒容下，气体颜色不再变化
B．I2与H2的物质的量之比不再变化
C．气体总物质的量不再变化
D．恒温恒容下，容器内气体密度不再变化
19．回答下列问题。
(1)在1470 K、100 kPa反应条件下，将n(H2S)∶n(Ar)=1∶4的混合气进行H2S热分解反应2H2S(g)=S2(g)＋2H2(g)。平衡时混合气中H2S与H2的分压相等，H2S平衡转化率为 ，平衡常数Kp= kPa。
(2)已知：C2H6(g)=C2H4(g)＋H2(g)。容器中通入等物质的量的乙烷和氢气，在等压下(p)发生上述反应，乙烷的平衡转化率为α。反应的平衡常数Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
参考答案：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C D C D C D D A C B
题号 11 12 13 14
答案 C D D C
15．(1) 吸热
(2) 减小 不变
(3) A
16．(1)不变
(2) 正向 增大
(3) 升高温度 使用催化剂 减小压强 t5～t6
(4)正向
17．(1)ac
(2)ab
(3) 随着反应的进行，气体物质的量逐渐减小，压强逐渐减小 0.1
18．(1)2×10 3mol·L 1·min 1
(2) 10%(或0.1) 60%(或0.6) (或0.11)
(3) 向右 不变
(4)AB
19．(1) 50% 4.76
(2)
1．C
【分析】用比值法即各物质的反应速率除以对应的物质的系数，转化为计量数为1的物质，比较数值即数值大的表示的反应速率最快。
【详解】A．，
B．，
C．，转化单位，，
D．，
C项对应的数值最大反应速率最快，故选C。
2．D
【详解】A．该反应正向是体积增大的反应，增大容器容积相当减压，平衡正向移动，乙烷平衡转化率增大，故A不符合题意；
B．该反应正向是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，乙烷平衡转化率增大，故B不符合题意；
C．分离出部分氢气，即为减小生成物的浓度，平衡正向移动，乙烷平衡转化率增大，故C不符合题意；
D．等容下通入稀有气体，反应体系中各物质的浓度均不变，平衡不移动，乙烷平衡转化率不变，故D符合题意；
故选D。
3．C
【详解】A. ①将炭块改为炭粉，可以增大C与H2O(g)的接触面积，可以使反应速率加快，但不能提高活化分子百分率，①不符合题意；
②增大水蒸气浓度，可以加快反应速率，但不能提高活化分子百分率，②不符合题意；
③适当升高温度，可以是更多的普通分子变为活化分子，因此既能提高产生氢气的速率且也可以提高活化分子百分率，③符合题意；
④加入高效催化剂，可以降低反应的活化能，使更多的普通分子变为活化分子，因此既能提高产生氢气的速率且也可以提高活化分子百分率，④符合题意；
综上所述可知：能够达到实验目的的是③④，故合理选项是C。
4．D
【详解】由同一化学反应，各物质的反应速率之比等于化学计量数之比可知，A与B反应生成C和D的化学计量数之比为v(A)：v(B)：v(C)：v(D)=1：3：2：2，则反应的化学方程式为A+3B=2C+2D，
故选D。
5．C
【详解】A．由p1T1、p2T1可知，p1先达到平衡，则p1＞p2，压强大，而Z的体积分数小，则加压平衡逆向移动，所以a＞3，故A错误；
B．由p2T1、p2T2可知，T2先达到平衡，则T1＜T2，温度高，而Z的体积分数小，则升高温度，平衡逆向移动，所以Q＜0，故B错误；
C．t1时恒温、恒压条件下，向平衡体系中充入一定量的Z气体，c(Z)增大，c(X)、c(Y)减小，v(逆)增大，v(正)减小，且平衡与原平衡等效，建立新平衡与原平衡相同，故C正确；
D．如果a=3，该反应为气体体积不变的反应，t2时正逆反应速率同等程度的增大，则t2时表示向体系中加入了催化剂或增大压强，故D错误；
故选C。
6．D
【分析】容器缩小为原来的一半，若平衡不移动，则B的浓度应变为原来的2倍，而实际浓度是原来的2.1倍，说明平衡逆向移动，增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，则a+b【详解】A．容器缩小为原来的一半，若平衡不移动，则B的浓度应变为原来的2倍，而实际浓度是原来的2.1倍，说明平衡新平衡向逆反应方向移动，A错误；
B．根据分析知，平衡逆向移动，则A的转化率变小，B错误；
C．根据分析知，平衡逆向移动，物质B的质量分数增大，C错误；
D．增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，由于平衡逆向移动，则a+b故选D。
7．D
【详解】A．在氯酸钾分解制取氧气时，加入的二氧化锰可作为反应的催化剂，加快反应速率，A正确；
B．适当升高温度，温度升高可以加快反应速率，B正确；
C．进行合成反应时，增大气体压强，压强增大，反应速率加快，C正确；
D．Zn与稀硫酸反应时，加入几滴蒸馏水，物质浓度降低反应速率减小，D错误；
故选D。
8．A
【详解】A．由ΔH—TΔS＜0的过程能自发进行可知，吸热的自发过程一定为熵增加的过程，故A正确；
B．熵减的放热反应在高温条件下反应ΔH—TΔS大于0，不能自发进行，故B错误；
C．碳酸钙分解的反应为熵增的吸热反应，高温条件下，反应ΔH—TΔS＜0，能自发进行，故C错误；
D．在低温条件下，熵增的吸热反应的ΔH—TΔS大于0，但高温条件下，反应ΔH—TΔS＜0，能自发进行，故D错误；
故选A。
9．C
【详解】A．向容积为2L的恒容密闭容器中加入和，模拟发生脱硝反应：，由方程式系数关系可知15min时，容器内，A正确；
B．由图可知，10min时，n(NO)=0.8mol，NO的转化率为=60%，B正确；
C．，，C错误；
D．平衡时，，同物质的正逆反应速率相等，不同物质的速率与化学计量数成正比，可以判断为平衡状态， D正确；
故选C。
10．B
【详解】A．由图像可知：在其它条件不变时，升高温度，甲烷的平衡转化率增大，说明升高温度，平衡正向移动，则该反应的正反应是吸热反应，即△H＞0，A正确；
B．根据化学方程式可知：该反应的正反应是气体的物质的量增大的反应，在温度一定时，增大压强，平衡逆向移动，导致甲烷的平衡转化率减小，根据图像可知，同一温度下，p1时甲烷的平衡转化率＞p2时甲烷的平衡转化率，则压强关系：p1＜p2，B错误；
C．在反应开始时n(CO2)=n(CH4)=2mol,，根据图象可知，x点时甲烷的平衡转化率为50%，则甲烷变化的物质的量为1mol，根据物质反应转化关系可知x点时：n(CO2)=n(CH4)=1mol，n(CO)=n(H2)=2mol，n(总)=1mol+1mol+2mol+2mol=6mol，故平衡时H2的体积分数为，C正确；
D．若y点与x点的反应条件相同，则CH4的平衡转化率相同，而根据图象可知，y点CH4未达到平衡时的转化率，则y点时反应未达平衡，此时反应正向进行，则y点时，v正＞v逆，D正确；
故选B。
11．C
【分析】分解方程式为。
【详解】A．该反应属于固体分解反应，混合气体中的体积分数恒为50%，故混合气体中的体积分数不变，不能说明反应达到平衡状态，A错误；
B．碳酸氢钠是固体，且根据化学平衡常数，温度不变常数不变，B错误；
C．向平衡体系中加入等量的、，生成物浓度增大平衡左移，但温度不变K不变，C正确；
D．反应达平衡时体系的总压强为p，则，故该温度下化学平衡常数为，D错误；
故选C。
12．D
【详解】A．反应在前50 s 的平均速率，化学计量数之比等于速率之比，因此，故A错误；
B．恒容充入惰性气体，反应体系中各物质浓度不变，平衡不移动，故B错误；
C．升高温度，正逆反应的速率同时增大，而该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，故C错误；
D．由表格数据可知，250s时，反应达到平衡，此时SO2为0.2mol，则O2为0.1mol，SO3为0.8mol，相同温度下，起始时向容器中充入0.8molSO3、0.20molSO2和0.15molO2，根据等效平衡可知，相当于在平衡的基础上再充入0.05molO2，则平衡逆向移动，反应达到平衡前v(正)＜v(逆)，故D正确；
故答案选D。
13．D
【详解】A．生产硫酸流程中存在：，过量的空气可以提高的浓度，平衡正向移动，能用勒夏特列原理解释，故A不符合题意；
B．Cl2溶于水后会产生氯离子，使得饱和食盐水中氯离子浓度较大，因此平衡逆向移动，因此实验室中常用排饱和食盐水的方法收集Cl2，可用勒夏特列原理解释，故B不符合题意；
C．浓氨水中有，加入氢氧化钠固体，溶液中的氢氧根离子浓度增大，使电离平衡逆向移动，产生刺激性气味的气体NH3，可用勒夏特列原理解释，故C不符合题意；
D．合成氨的正反应为放热反应，升高温度，化学平衡会向吸热的逆反应方向移动，不利于生成氨气，之所以选定温度为，而不是在常温下进行反应，主要是从速率角度考虑，此时催化剂活性最佳，而与平衡移动无关，因此不能用勒夏特列原理解释，D符合题意；
故答案选D。
14．C
【详解】A．由题干方程式可知，增大压强，上述反应化学平衡正向移动即，但平衡常数仅仅是温度的函数，即温度不变平衡常数不变，A错误；
B．加入催化剂，反应速率改变，但平衡不移动即平衡时的浓度不变，B错误；
C．恒压下，充入一定量的He，相当于对原反应体系减小压强，上述平衡逆向移动，则平衡转化率减小，C正确；
D．恒容下，充入一定量的，上述反应平衡正向移动，H2O的平衡转化率增大，但的平衡转化率减小，D错误；
故答案为：C。
15．(1) 吸热
(2) 减小 不变
(3) A
【详解】（1）该反应的平衡常数表达式，已知938K时平衡常数，1173K时平衡常数，温度升高平衡常数增大，该反应是吸热反应；
（2）①该反应的正反应是吸热反应，升高温度，化学平衡正向移动，气体质量减小，而气体物质的量不变，因此平均相对分子质量减小；②再通入CO，由于压强不影响化学平衡，达到平衡时各组分的含量不变，平均相对分子质量不变；
（3）①A．升高温度，正、逆反应速率会突然增大，随着反应的进行，生成物的浓度增大，逆反应速率增大，最后不变，A正确；B．增大CO2的浓度，正反应速率突然增大，逆反应速率瞬间不变，B错误；故合理选项是A；
②如果在t3时从混合物中分离出部分CO，逆反应速率突然减小，正反应速率瞬间不变，平衡正向移动，随着反应的进行，生成物的浓度逐渐增大，逆反应速率逐渐增大，最后不变，如图所示：。
16．(1)不变
(2) 正向 增大
(3) 升高温度 使用催化剂 减小压强 t5～t6
(4)正向
【详解】（1）容器容积固定，气体总质量守恒，混合气体密度始终不变。
（2）反应达到平衡后，再充入O2，平衡正向移动，SO2转化率增大。
（3）t1时刻，正、逆反应速率同时增大，且逆反应速率大于正反应速率，说明平衡左移，改变的条件为升高温度；t3时刻，正、逆反应速率同等幅度增大，改变的条件为使用催化剂；t4时刻，正、逆反应速率同时减小，且逆反应速率大于正反应速率，说明平衡左移，改变的条件为减小压强。t1～t2时刻，升高温度，平衡左移，SO3体积分数减小直至t2时达到平衡；t3～t4时刻，平衡不移动，SO3体积分数不变；t4～t5时刻，减小压强，平衡再次左移，故SO3体积分数最小的平衡时间段为t5～t6。
（4）若反应达到平衡后，将c(SO2)、c(O2)、c(SO3)同时增大1倍，可视为容器容积缩小一半，相当于增大压强，平衡正向移动。
17．(1)ac
(2)ab
(3) 随着反应的进行，气体物质的量逐渐减小，压强逐渐减小 0.1
【详解】（1）恒温恒容下，充入，增大反应物浓度，能加快反应速率，a项正确；恒温恒容下，充入，虽然压强增大，但是参与反应的物质浓度没有变化，因此反应速率不变，b项错误；升高温度能加快反应速率，c项正确；将从体系中分离出来，减小了生成物浓度，速率减慢，d项错误。
（2）的浓度不再改变，符合化学平衡的基本特征，a项正确；恒温恒压容器中，气体密度保持不变，说明该反应已达到平衡状态，b项正确；的浓度之比为的状态不一定是平衡状态，与反应物的起始量和转化率有关，c项错误；，比例正确，但没有指明正向、逆向，d项错误。
（3）①点反应向正反应方向进行，则正反应速率大于逆反应速率。
②随时间推移，容器内压强逐渐减小的原因是随着反应的进行，气体物质的量逐渐减小，压强逐渐减小。
③利用三段式法可知：
末，容器的压强变为初始时的0.9倍，即气体的物质的量变为初始时的0.9倍，可得关系式：，，因此。
④利用三段式法可知：
平衡时，容器的压强变为初始时的0.8倍，即气体的物质的量变为初始时的0.8倍，可得关系式：，解得，到达平衡消耗，该条件下，的平衡转化率为。
⑤平衡时，的体积分数为。
18．(1)2×10 3mol·L 1·min 1
(2) 10%(或0.1) 60%(或0.6) (或0.11)
(3) 向右 不变
(4)AB
【分析】由放热1.9kJ，可知参加反应的H2为0.2mol，列平衡三段式如下：
。
【详解】（1）υ(H2) ==2×10 3 mol·L 1·min 1；
（2）I2平衡转化率=×100%=10%；I2的体积分数=0.60；；
（3）增大反应物浓度平衡右移，但同等倍数增大反应物浓度，平衡结果如同压缩，而该反应前后气体系数相等，故新平衡浓度体积分数与原平衡对应相等、即不变；
（4）气体颜色不变即c(I2)不再变化，故I2的生成与消耗速率相等，反应达平衡，A可选；
若H2与I2消耗相同，若为xmol，此时有n(I2)：n(H2)=(2 x)：(1 x)，随x值变化，其比值也变化，反应当比值不变时，即I2与H2物质的量不再增减，反应达平衡，B可选；
因反应前后气体的化学计量数相等，消耗反应物的物质的量等于生成HI的物质的量，即混合物总物质的量为定值、不随平衡移动变化，故C不选；
气体密度，反应中容器容积不变，而反应物生成物均为气体，总质量也不随平衡移动变化，故密度与平衡移动无关，D不选；
答案AB。
19．(1) 50% 4.76
(2)
【详解】（1）假设在该条件下，硫化氢和氩的起始投料的物质的量分别为1 mol和4 mol，根据三段式可知：
平衡时H2S和H2的分压相等，则二者的物质的量相等，即1-x=x，解得x=0.5，所以H2S的平衡转化率为×100%=50%，平衡时、、所以平衡常数Kp===4.76 kPa；
（2）设起始时C2H6和H2的物质的量均为1 mol，列出三段式：
平衡时C2H6、C2H4和H2对应的分压分别为p、p和p，则该反应的平衡常数Kp==。
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