第六章化学反应速率和化学平衡单元练习（含解析 ）2022——2023高中化学沪科版（2020）必修2

第六章化学反应速率和化学平衡单元练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．改变反应容器体积使压强变化，但下列化学反应的平衡不发生移动的是
A．
B．
C．
D．
2．下列关于工业合成氨的叙述错误的是
A．在动力、设备，材料允许的情况下，反应尽可能在高压下进行
B．温度越高越有利于工业合成氨
C．在工业合成氨中，N2、H2的循环利用可降低成本
D．及时从反应体系中分离出氨气有利于平衡向正反应方向移动
3．一定条件下反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)在10L的密闭容器中进行，测得2min内，N2的物质的量由20mol减小到8mol，则2min内N2的反应速率为
A．1.2mol L-1 min-1 B．6mol L-1 min-1
C．0.6mol L-1 min-1 D．0.4mol L-1 min-1
4．可逆反应 ，反应过程中，当其他条件不变时，物质C的质量(m)与温度(T)，反应速率(v)与压强(p)的关系如图所示。据图分析，以下说法正确的是
A．，
B．增大压强，B的转化率减小
C．若混合气体的密度不再变化，则该反应达到平衡状态
D．
5．已知化学反应2A( )+B(g) 2C( )达到平衡，当增大压强时，平衡向逆反应移动，则该条件下A、C两种物质的聚集状态可能的是
A．A是气体，C是固体 B．A、C均为气体
C．A、C均为固体 D．A是固体，C是气体
6．恒温密闭容器中的反应，经2min，M的浓度减少了。下列叙述错误的是
A．2min内M的平均反应速率为
B．M、P、Q表示的反应速率之比为4∶2∶1
C．用N表示的反应速率是
D．2~4min内M的平均反应速率小于
7．已知反应 的反应机理如下：
①(快)
②(慢)
③(快)
下列有关说法正确的是
A．总反应的速率决定于反应①
B．反应②中与的碰撞仅部分有效
C．和是该反应的催化剂
D．总反应的逆反应的活化能比正反应的活化能小
8．在溶液中存在平衡。现要使平衡向逆方向移动且使增大的是
A．加热 B．通入HCl气体 C．加入NaOH溶液 D．加水稀释
9．在的反应中，2s后，的物质的量浓度增加了，用来表示反应速率为
A． B． C． D．
10．在一定条件下，容器内某一反应中参加反应的气体M和气体N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述中正确的是
A．反应的化学方程式为2MN
B．t2时，正、逆反应速率相等，达到平衡
C．t3时，正反应速率大于逆反应速率
D．t1时，N的浓度是M的浓度的2倍
11．一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应，以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是
A．X的分解速率与Y的消耗速率相等 B．反应容器中Y的质量分数不变
C．混合气体的密度不再变化 D．单位时间内生成1mol Y的同时生成2mol X
12．在2L密闭容器中，3molA和1molB发生反应：3A(g)+B(g) 2C(g)+2D(g)，10s末时，生成0.6mol/LC，下列说法正确的是
A．10s内，v(D)=0.12mol/(L·s) B．10s末时，物质A的转化率为40%
C．10s末时，B的物质的量为0.4mol D．10s末时，C的物质的量分数为15%
13．一定温度下，可逆反应O2(g)+2NO(g)2NO2(g)达到平衡状态的标志是
A．NO2的分解速率和O2的生成速率之比为2：1
B．单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO
C．O2、NO的物质的量之比为1：2
D．混合气体的颜色不再发生改变
14．硫酸工业中，转化器发生催化氧化(2SO2＋O2SO3)的装置如图，下列说法正确的是
A．a处进入的气体中SO2过量 B．沸腾炉中产生的气体直接从a处进入
C．a、b、c三处气体成分相同 D．d处出来的气体只含SO3
15．反应X(g)+Y(g)2Z(g)(放热反应)，达到平衡时，下列说法正确的是
A．减小容器体积，平衡向右移动
B．加入催化剂，Z的产率增大
C．增大c(X)，X的转化率增大
D．降低温度，Y的转化率增大
二、填空题
16．化学平衡
(1)化学平衡状态的概念：
在一定条件下，当反应进行到一定程度时，_______与_______相等，反应物的_______和生成物的_______都不再改变，达到一种表面静止的状态，称之为_______状态。
(2)化学反应的限度是指可逆反应在一定条件下所能达到或完成的_______程度，即该反应进行的限度。化学反应的限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大_______。
(3)转化率=_______。
(4)影响因素：改变反应条件，可以在一定程度上改变该反应的化学_______状态。
17．在一定体积的密闭容器中进行如下反应：
(1)开始时，A为，2s后，A为。计算该反应的速率_______。
(2)请用适当的理论模型解释。
①温度升高，反应速率提高_______。
②使用催化剂，反应速率提高_______。
③增大A的浓度，反应速率提高_______。
18．回答下列问题
(1)可以通过控制哪些反应条件来提高氨的合成反应的速率_______？
(2)实验研究表明，在特定条件下，氨的合成反应的速率与参与反应的物质浓度的关系式为：v=kc(N2)c1.5(H2)c-1(NH3)。根据该关系式分析：各物质的浓度对反应速率有哪些影响_______？可以采取哪些措施来提高反应速率_______？
(3)分析催化剂对氨的合成反应速率的影响_______。
三、实验题
19．回答下列问题：
(1)实验探究——外界条件对化学反应速率的影响
①温度对化学反应速率影响的探究
实验操作
实验现象 ①产生气泡速率最慢 ②产生气泡速率较快 ③产生气泡速率最快
实验结论 对于反应2H2O22H2O＋O2↑来说，温度升高，H2O2的分解速率______
②催化剂对化学反应速率影响的探究
实验操作
实验现象 ①有少量气泡出现 ②能产生大量气泡 ③能产生大量气泡
实验结论 MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率_____
③浓度对化学反应速率影响的探究
实验操作
实验现象 装有12% H2O2溶液的试管中先产生气泡
实验结论 增大反应物浓度能使H2O2分解速率_____
④探究固体反应物表面积对化学反应速率的影响
实验操作
实验现象 加碳酸钙粉末的试管内产生气泡较快，加块状碳酸钙的试管内产生气泡较慢
实验结论 其他条件相同时，固体反应物表面积越大，反应速率_____
(2)影响化学反应速率的因素
①内因
反应物本身的___________是影响化学反应速率的主要因素。
②外因(其他条件不变，只改变一个条件)
a.浓度：增大反应物的浓度，化学反应速率___________，反之___________。
b.压强：对于有气体参加的反应，增大压强，化学反应速率___________加快，反之___________。
c.温度：升高温度，化学反应速率加快，反之___________。
d.催化剂：使用催化剂，能改变化学反应速率。
e.其他因素：固体反应物的___________、光波、电磁波、溶剂等。
四、原理综合题
20．近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：
（1）反应Ⅰ：2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol－1
反应Ⅲ：S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3=－297 kJ·mol－1
反应Ⅱ的热化学方程式：_________________________________________。
（2）对反应Ⅱ，在某一投料比时，两种压强下，H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。
p2_______p 1（填“＞”或“＜”），得出该结论的理由是________________。
（3）I－可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下。将ii补充完整。
i．SO2+4I－+4H+===S↓+2I2+2H2O
ii．I2+2H2O+_________===_________+_______+2I－
（4）探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系，实验如下：分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中，密闭放置观察现象。（已知：I2易溶解在KI溶液中）
A B C D
试剂组成 0.4 mol·L－1 KI a mol·L－1 KI 0.2 mol·L－1 H2SO4 0.2 mol·L－1 H2SO4 0.2 mol·L－1 KI 0.0002 mol I2
实验现象 溶液变黄，一段时间后出现浑浊 溶液变黄，出现浑浊较A快 无明显现象 溶液由棕褐色很快褪色，变成黄色，出现浑浊较A快
①B是A的对比实验，则a=__________。
②比较A、B、C，可得出的结论是______________________。
③实验表明，SO2的歧化反应速率D＞A，结合i、ii反应速率解释原因：________________。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．A
【分析】对于有气体参加的反应，且反应前后气体的体积不等，则改变压强平衡将发生移动，以此来解答。
【详解】A．为气体体积不变的反应，改变压强平衡不移动，故A选；
B．气体体积减小的反应，改变压强平衡发生移动，故B不选；
C．为气体体积减小的反应，改变压强平衡发生移动，故C不选；
D．为气体体积增大的反应，改变压强平衡发生移动，故D不选；
综上所述，答案为A。
2．B
【详解】A．合成氨的正反应为气体体积缩小的反应，压强越大，反应物的转化率越高，则在动力、设备、材料允许的条件下尽可能在高压下进行，故A正确；
B．合成氨的正反应为放热反应，升高温度后不利于氨气的生成，故B错误；
C．合成氨中N2和H2的循环使用，可以提高原料气的利用率，降低成本，故C正确；
D．及时从反应体系中分离出氨气，反应物浓度减小，有利于平衡向正反应方向移动，故D正确；
故选：B。
3．C
【详解】2min内的物质的量变化量为，根据速率计算公式，即，故选C。
4．C
【详解】A．根据“先拐先平，数值大”可知，，温度越高，平衡时物质C的质量(m)越小，故此反应的正反应为放热反应，，A错误；
B．由题图分析压强和反应速率的关系可知，增大压强，平衡正向移动，则该反应的正反应为气体物质的量减小的反应，增大压强，B的转化率增大，B错误；
C．由于D是固体，所以反应过程中气体质量是变量，混合气体的密度不再变化即达到平衡状态，C正确；
D．正反应为气体物质的量减小的反应，则，但与的大小无法判断，D错误；
故答案选C。
5．D
【详解】当增大压强时，平衡向逆反应方向移动，则该反应是体积增大的可逆反应，由于B是气态，所以根据方程式可知，A是固体或液体，而C一定是气体，故D正确；
故选：D。
6．C
【详解】A．经2min，M的浓度减少了 1.2 mol L 1 ，则M的平均反应速率为1.2 mol L 12min= 0.6 mol L 1 min 1 ，A正确；
B．化学反应速率之比等于其化学计量数之比，M、P、Q表示的反应速率之比为4∶2∶1，B正确；
C．N是固体，无法用它的浓度变化来表示反应速率，C错误；
D． 由于浓度下降，所以2~4min内M的平均反应速率小于 0.6 mol L 1 min 1 ，D正确；
故选C。
7．B
【详解】A．反应②较慢，决定总反应的速率，故A错误；
B．并不是所有的碰撞都是有效的，碰撞的动能与角度都适合才可能有效，故B正确；
C．反应过程中和是中间产物，不是催化剂，故C错误；
D．总反应为放热反应，则总反应的逆反应的活化能比正反应的活化能大，故D错误；
答案选B。
8．B
【详解】A．加热促进平衡正向移动，增大，但是与题意不符，A错误；
B．通入HCl气体，氯化氢溶于水氢离子浓度增加，且平衡逆向移动，B正确；
C．加入NaOH溶液中和氢离子，故氢离子浓度减小，平衡正向移动，C错误；
D．加水稀释，氢离子浓度减小，D错误；
答案选B。
9．C
【详解】在的反应中，2s后，的物质的量浓度增加了，用表示的化学反应速率为v==，根据化学反应速率之比等于计量数之比，故用来表示反应速率为=；
答案选C。
10．D
【详解】A．N为反应物，M是生成物，反应的化学方程式应为：2N M，A错误；
B．t2时M与N的物质的量相同，反应速率并不相同，v正＞v逆，B错误；
C．从t3开始反应达到平衡状态，v正= v逆，C错误；
D．t1时N有6 mol，M有3 mol，恒容容器中浓度之比等于物质的量之比，所以浓度c(N)=2c(M)，D正确；
答案选D。
11．A
【详解】A．X的分解速率与Y的消耗速率相等，正逆反应速率比不等于系数比，反应没有达到平衡状态，故选A；
B．反应容器中Y的质量分数不变，说明Y的物质的量不变，反应达到平衡状态，故不选B；
C．反应后有固体Z生成，气体总质量是变量，容器体积不变，所以密度是变量，混合气体的密度不再变化，反应一定达到平衡状态，故不选C；
D．单位时间内生成1mol Y的同时生成2mol X，正逆反应速率比等于系数比，反应达到平衡状态，故不选D；
选A。
12．C
【详解】A． 10s末时，生成0.6mol/LC，由反应可知，生成1.2molC的同时也生成1.2molD，则v(D)＝，故A错误；
B．由变化量之比等于化学计量数之比可得，生成1.2molC时，消耗的A的物质的量为1.8mol，则A的转化率=，故B错误；
C．由变化量之比等于化学计量数之比可得，生成1.2molC时，消耗的B的物质的量为0.6mol，则剩余的B的物质的量为1mol-0.6mol=0.4mol，故C正确；
D．由以上分析可知，平衡时A的物质的量为3mol -1.8mol=1.2mol，B的物质的量为0.4mol，C和D的物质的量均为1.2mol，则C 的物质的量分数为=，故D错误；
故选：C。
13．D
【详解】A．无论反应是否达到平衡，的分解速率和的生成速率之比都为，A错误；
B．无论反应是否达到平衡，单位时间内生成nmolO2的同时都会生成2nmolNO，B错误；
C．O2、NO的物质的量之比为1:2，只能表示某一时刻二者的物质的量之比，这个时间点不一定是平衡状态的时间点，无法判断反应是否达到平衡，C错误；
D．混合气体的颜色不再发生改变，说明的浓度不变，各物质浓度不变，则反应达到平衡状态，D正确；
答案选D。
14．C
【详解】A．为提高SO2的转化率，a处进入的气体应是氧气过量，故A项错误；
B．沸腾炉中出来的炉气，除了含有SO2、O2外还有水蒸气及其他杂质，水蒸气和杂质对设备和下一步进行的反应有害，因此必须进行净化和干燥处理，故B项错误；
C．a、b、c三处气体成分相同为二氧化硫和氧气，故C项正确；
D．d处出来的气体不只含SO3，是平衡状态时的混合气体，故D项错误；
答案选C。
15．D
【详解】A．该反应为反应前后气体分子数不变的反应，减小容器体积，压强增大，平衡不移动，A错误；
B．加入催化剂，化学反应速率加快，但平衡不移动，故Z的产率不变，B错误；
C．增大c(X)，Y的转化率增大，X的转化率减小，C错误；
D．该反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，Y的转化率增大，D正确；
答案选D。
16．(1) 正反应速率 逆反应速率 浓度 浓度 化学平衡
(2) 最大 转化率
(3)转化率=×100%
(4)平衡
【详解】（1）化学反应在一定条件下反应达到平衡，正反应速率与逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度都不在改变，达到一种表面静止的状态，称之为化学平衡状态；
（2）化学反应的限度是指可逆反应在一定条件下所能达到或完成的最大程度，即该反应进行的限度。化学反应的限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大转化率；
（3）转化率的计算公式为：转化率=×100%；
（4）外界条件影响化学平衡，改变外界条件，可以在一定程度上改变该化学的化学平衡状态；
17．(1)、、
(2) 提高了反应物分子的能量，增大反应物间的碰撞频率 降低了反应物的活化能，增大单位体积内活化分子百分数 增加了反应物分子数，增大反应物间的碰撞频率
【详解】（1）；；
故答案为：、、；
（2）①温度升高，提高了反应物分子的能量，增大反应物间的碰撞频率，从而提高反应速率；②加入催化剂，降低了反应物的活化能，增大单位体积内活化分子百分数，从而提高了化学反应速率；
③增大A的浓度，增加了反应物分子数，增大反应物间的碰撞频率，从而提高反应速率；
故答案为：提高了反应物分子的能量，增大反应物间的碰撞频率；降低了反应物的活化能，增大单位体积内活化分子百分数；增加了反应物分子数，增大反应物间的碰撞频率。
故答案为：提高了反应物分子的能量，增大反应物间的碰撞频率；降低了反应物的活化能，增大单位体积内活化分子百分数；增加了反应物分子数，增大反应物间的碰撞频率。
18．(1)升高反应温度、增大反应体系压强、使用高效催化剂
(2) 氨的合成反应的速率与氮气浓度的1次方成正比，与氢气浓度的1.5次方成正比，与氨气浓度的1次方成反比 应在反应达到一定转化率时，将氨从混合气中分离出去
(3)使用催化剂可以使合成氨反应的速率提高上万亿倍。因此，要实现合成氨的工业化生产，使用适宜的催化剂是最有效的途径
【解析】略
19．(1) 加快 加快 加快 越大
(2) 性质 加快 减小 加快 减小 减小 表面积
【解析】略
20． 3SO2(g)+2H2O (g)=2H2SO4 (l)+S(s) ΔH2= 254 kJ·mol 1 > 反应Ⅱ是气体物质的量减小的反应，温度一定时，增大压强使反应正向移动，H2SO4 的物质的量增大，体系总物质的量减小，H2SO4的物质的量分数增大 SO2 SO42— 4H+ 0.4 I 是SO2歧化反应的催化剂，H+单独存在时不具有催化作用，但H+可以加快歧化反应速率 反应ii比i快；D中由反应ii产生的H+使反应i加快
【详解】分析：（1）应用盖斯定律结合反应II分析。
（2）采用“定一议二”法，根据温度相同时，压强与H2SO4物质的量分数判断。
（3）依据催化剂在反应前后质量和化学性质不变，反应i+反应ii消去I-得总反应。
（4）用控制变量法对比分析。
详解：（1）根据过程，反应II为SO2催化歧化生成H2SO4和S，反应为3SO2+2H2O=2H2SO4+S。应用盖斯定律，反应I+反应III得，2H2SO4（l）+S（s）=3SO2（g）+2H2O（g）ΔH=ΔH1+ΔH3=（+551kJ/mol）+（-297kJ/mol）=+254kJ/mol，反应II的热化学方程式为3SO2（g）+2H2O（g）=2H2SO4（l）+S（s）ΔH=-254kJ/mol。
（2）在横坐标上任取一点，作纵坐标的平行线，可见温度相同时，p2时H2SO4物质的量分数大于p1时；反应II是气体分子数减小的反应，增大压强平衡向正反应方向移动，H2SO4物质的量增加，体系总物质的量减小，H2SO4物质的量分数增大；则p2p1。
（3）反应II的总反应为3SO2+2H2O=2H2SO4+S，I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，催化剂在反应前后质量和化学性质不变，（总反应-反应i）2得，反应ii的离子方程式为I2+2H2O+SO2=4H++SO42-+2I-。
（4）①B是A的对比实验，采用控制变量法，B比A多加了0.2mol/LH2SO4，A与B中KI浓度应相等，则a=0.4。
②对比A与B，加入H+可以加快SO2歧化反应的速率；对比B与C，单独H+不能催化SO2的歧化反应；比较A、B、C，可得出的结论是：I 是SO2歧化反应的催化剂，H+单独存在时不具有催化作用，但H+可以加快歧化反应速率。
③对比D和A，D中加入KI的浓度小于A，D中多加了I2，反应i消耗H+和I-，反应ii中消耗I2，D中“溶液由棕褐色很快褪色，变成黄色，出现浑浊较A快”，反应速率DA，由此可见，反应ii比反应i速率快，反应ii产生H+使c（H+）增大，从而反应i加快。
点睛：本题以利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储为载体，考查盖斯定律的应用、化学平衡图象的分析、方程式的书写、控制变量法探究外界条件对化学反应速率的影响，考查学生灵活运用所学知识解决实际问题的能力。
答案第1页，共2页
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