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1、 单元质检卷(七) 化学反应速率和化学平衡(分值:100 分)一、选择题:本题共 10 小题,每小题 2 分,共 20 分。每小题只有一个选项符合题意。1.(2020 辽宁丹东五校联考)在恒温下体积恒定的密闭容器中有可逆反应:2NO(g)+O2(g)NO2(g)(正反应为放热反应),不能说明反应已达到平衡状态的是( )2A.正反应生成 NO 的速率和逆反应生成 O 的速率相等22B.反应器中压强不随时间变化而变化C.混合气体颜色保持不变D.混合气体平均相对分子质量保持不变2.在反应 aA(g)+bB(g)下列说法正确的是( )A.a+bc,正反应放热 B.a+bc,正反应吸热C.a+b0),下
2、列说法正确的是( )A.升高温度,逆反应速率减小B.当混合气体的密度不再发生变化时,说明反应达到平衡状态C.达到平衡时反应放出的热量可达 Q kJD.达到平衡时,v(N )=3v(H )224.(2020 湖北武汉调研)在密闭容器中加入 CaSO4 和 CO,在一定温度下,发生反应:CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+SO (g)+CO (g)H=+218.4 kJmol-122CO 的反应速率随时间变化如图所示。下列说法正确的是( )A.该反应是吸热反应,升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小B.CaO 是固态,不能用 CaO 表示反应的快慢C.图示中 t 时改变的条件可能是减小
3、c(CO),同时增大 c(SO )12D.图示中 t1 时改变的条件可能是增大压强5.(2020 山东枣庄三中质检)在 2 L 的恒容密闭容器中,充入 1 mol A 和 3 mol B,并在一定条件下发生反应 A(s)+3B(g)( )2C(g)。若经 3 s 后测得 C 的浓度为 0.6 molL-1,下列选项说法正确的组合是用 A 表示的反应速率为 0.1 molL-1s-1用 B 表示的反应速率为 0.4 molL-1s-13 s 时生成 C 的物质的量为 1.2 mol3 s 时 B 的浓度为 0.6 molL-1 A.B.C.仅D.6.(2020 山西太原模拟)在一容积可变的密闭容
4、器中加入 WO 和 H 进行反应 WO (s)+3H (g)3232W(s)+3H2O(g),下列说法不正确的是( )A.增加 H O(g)的量,消耗 H 的速率不变22B.将容器的体积缩小一半,其反应速率加快C.保持体积不变,充入氩气,其反应速率不变D.保持压强不变,充入氖气,H2O(g)的生成速率减慢7.(2020 山东潍坊二模)燃煤工业锅炉烟气中含有 1%3%的 CO 和 0.02%0.04%的 NO,在新型催化剂作用下可消除 CO 和 NO 两种有害气体,反应机理如图所示,在反应过程中 CO 可被 O2 氧化。下列说法中正确的是( )A.温度越高越有利于有害气体消除B.O2 浓度越大催
5、化除杂效果越好C.催化反应的速率由氧化吸附过程决定D.总反应方程式为 2NO+2CON2+2CO28.(2020 河北衡水调研)某温度下,反应 2A(g)B(g)H0 在密闭容器中达到平衡,平衡后(AB)=a,若改变某一条件,反应足够时间后再次达到平衡状态,此时(B)(A)=b,下列叙述正确的是( )A.在该温度下,保持容器容积固定不变,向容器内补充了 B 气体,则 abB.在温度、压强不变的条件下再充入少量 B 气体,则 a=bC.若其他条件不变,升高温度,则 ab9.在恒容密闭容器中进行反应:2CO (g)+6H (g)C H OH(g)+3H O(g)H。在某压强下起始时按22252(H
6、 )不同氢碳比2 投料(如图中曲线),测得 CO 的平衡转化率与温度的关系如图所示,下列有(CO )22关说法正确的是( ) A.该反应的 H0B.氢碳比:C.其他条件不变的情况下,增大容器的体积可提高 CO2 的转化率D.若起始 CO 的浓度为 2 molL-1、H 为 4 molL-1,在图中曲线氢碳比条件下进行,则 400 K 时该反22应的平衡常数约为 1.710.将 1 mol N O 置于 2 L 密闭容器中,在一定温度下发生下列反应:2N O (g)2N O (g)+O (g);2525242N O (g)2NO (g)。达到平衡时,c(O )=0.2 molL-1,c(NO )
7、=0.6 molL-1,则此温度下反应的平衡24222常数为( )180445A.3.2 B.0.2C.1 D.二、选择题:本题共 5 小题,每小题 4 分,共 20 分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错的得 0 分。11.(2020 广东惠州模拟)将等物质的量的 X、Y 气体充入某密闭容器中,在一定条件下,发生如下化学反应并达到平衡:X(g)+3Y(g) 2Z(g) H0B.缩小容器容积,既能加快反应速率,又能提高乙酸的产率C.温度为 T1 时,该反应的正反应速率:B 点大于 A 点D.温度为 T 时,向上述已达到平衡的恒压容器中,再通入 0
8、.12 mol CH OH 和 0.06 mol CO 的混合气23体,平衡不移动13. (2020 湖南醴陵联考)在容积一定的密闭容器中,充入一定量的 NO 和足量碳发生化学反应C(s)+2NO(g)CO (g)+N (g),平衡时 c(NO)与温度 T 的关系如图所示,则下列说法正确的是( )22A.该反应的 H0B.在 T2 时,若反应体系处于状态 D,则此时 v(正)v(逆)C.若状态 B、C、D 的压强分别为 p 、p 、p ,则有 p =p pBBCDCDD.若该反应为 T 、T 时的平衡常数分别为 K 、K ,则 K v(逆)C.向 a 点平衡体系中充入一定量的 NO ,达到平衡
9、时,NO 的转化率比原平衡大22D.容器内的压强:p p 67ab三、非选择题:本题共 5 小题,共 60 分。16.(2020 山东菏泽一中月考)(12 分)将一定量的纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其分解达到平衡:NH COONH (s)242NH (g)+CO (g)。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:32105. 20. 25. 30. 35.温度/0000平衡总压强/kPa平衡气体总浓度12. 17. 24.5.7 8.30102.4 3.4 4.8 6.8 9.4( 10-3molL-1(1)该反应的焓变 H (
10、填“”“”“”或“=”)。(2)已知 2N H (l)+N O (l)3N (g)+4H O(l)H=-1 225 kJmol-1242422N NONNH化学键键能HN390 190 946 460/(kJmol-1 )则使 1 mol N O (l)完全分解成相应的原子时需要吸收的能量是 。2418.(2020 重庆巴蜀中学模拟)(12 分)NO 、NO、CO、NO- 等是常见大气污染物和水污染物,研究22NO 、NO、CO、NO- 等污染物的处理对建设美丽中国具有重要的意义。22(1)已知:NO2(g)+CO(g)学键时所消耗能量分别为:CO (g)+NO(g),该反应的平衡常数为 K
11、。断开 1 mol 下列物质的所有化21NO2 CO12 1 076 1 490 632kJ kJ kJ kJCO2 NO81212N (g)+ O (g)NO(g) H=+89.75 kJmol-1K22NO2(g) H=-112.3 kJmol-1K3222NO(g)+O2(g)写出 NO 与 CO 反应生成无污染气体的热化学方程式: ,此反应的平衡常数 K=(用 K 、K 、K 表示)。123(2)污染性气体 NO 与 CO 在一定条件下的反应为 2NO (g)+4CO(g)4CO (g)+N (g),某温度下,在 12222L 密闭容器中充入 0.1 mol NO2 和 0.2 mol
12、 CO,此时容器的压强为 1 atm,5 s 时反应达到平衡,容器的压29强变为原来的 ,则反应开始到平衡时 CO 的平均反应速率为 v(CO)= 。若此温度下,某30时刻测得 NO 、CO、CO 、N 的浓度分别为 a molL-1、0.4 molL-1、0.1 molL-1、1 molL-1,要使反222应向逆反应方向进行,a 的取值范围为 。19.(2020 安徽黄山八校联考)(12 分)(1)一定条件下,将 2 mol SO 与 1 mol O 置于恒容密闭容器中发生22反应 2SO (g)+O (g)2SO3(g),下列状态能说明该反应达到化学平衡的是 。22A.混合气体的密度保持不
13、变B.SO2 的转化率保持不变C.SO 和 O 的物质的量之比保持不变22 D.O 的消耗速率和 SO 的消耗速率相等23(2)已知反应 2NO(g)N (g)+O (g)H0,在不同条件时 N 的体积分数随时间(t)的变化如图所222示。根据图像可以判断曲线 R 、R 对应的下列反应条件中不同的是 。12A.压强 B.温度 C.催化剂(3)CO 和 H 在一定条件下可以合成甲醇:CO(g)+2H (g)CH3OH(g)H”或“022在 716 K 时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数 x(HI)与反应时间 t 的关系如下表:t/min 020 40 60 80 120x(HI)x(HI)0.
14、7810.910.850.8150.79540.7800.600.730.7730.7804(1)根据上述实验结果,该反应的平衡常数 K 的计算式为 。(2)上述反应中,正反应速率为 v(正)=k x2(HI),逆反应速率为 v(逆)=k x(H )x(I ),其中 k 、k 为速正逆22正逆率常数,则 k 为 (以 K 和 k 表示)。若 k =0.002 7 min-1,在 t=40 min 时,v(正)=逆正正min-1。 (3)由上述实验数据计算得到 v(正)x(HI)和 v(逆)x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为 (填字母)。单元质检卷
15、(七) 化学反应速率和化学平衡1.A 达到平衡状态时,正反应生成 NO 的速率应是逆反应生成 O 速率的 2 倍,A 项符合22题意。该反应前后气体分子总数不相等,反应未达到平衡时气体压强不断变化,若反应容器中压强不随时间变化而变化,则达到平衡状态,B 项不符合题意。NO2 是红棕色气体,其他气体均无色,若混合气体颜色保持不变,则 c(NO2)不变,该反应达到平衡状态,C 项不符合题意。反应前后气体的质量不变,总物质的量不相等,则未达到平衡时平均相对分子质量不断变化,若混合气体平均相对分子质量保持不变,则该反应达到平衡状态,D 项不符合题意。2.B 压强不变时,给体系加热时混合气体对 H2 的
16、相对密度增大,而气体的总质量不变,说明加热时平衡向气体物质的量减小的方向移动,分析各选项可得,只有 B 项符合题意。.C 升高温度,反应混合物中活化分子数目及活化分子百分数均增大,故正、逆反应速3率均增大,A 项错误。体积恒定的密闭容器中,反应物及生成物均为气体,混合气体的密度始终不变,不能由此判断是否达到平衡状态,B 项错误。题目中未指明 N 和 H 的物质22的量,若起始 N 和 H 的物质的量分别大于 1 mol 和 3 mol ,则达到平衡时放出的热量可22达到 Q kJ,C 项正确。N 、H 的反应速率之比等于其化学计量数之比,则有223v(N )=v(H ),D 项错误。224.C
17、 升高温度,正、逆反应速率都增大,A 项错误;用单位时间内固体质量变化可以表示化学反应的快慢,B 项错误;图像中 t1 时,正反应速率减小,逆反应速率增大,改变的条件可能是减小反应物浓度,增大生成物浓度,C 项正确;如果增大压强,CO 的正、逆反应速率都会增大,只是增大的程度不同,D 项错误。5.C A 为固体,不能用其浓度变化来表示反应速率,错误;经 3 s 后测得 C 的浓度为.6molL-132320.6 molL-1,则有 v(C)=0=0.2 molL-1s-1,v(B)= v(C)= 0.2 molL-1s-1=0.3 molL-3s1s-1,错误;3 s 时生成 C 的物质的量为
18、 0.6 molL-12 L=1.2 mol,正确;由分析可知,v(B)=0.3 molL-1s-1,故 3 s 时 B 的浓度为 c(B)=1.5 molL-1-0.3 molL-1s-13 s=0.6molL-1,正确。 6.A 增加 H O(g)的量,容器体积会增大,H 的浓度会瞬间减小,则消耗 H 的速率瞬间减222小,A 项错误;将体积缩小,氢气的浓度增大,反应速率加快,B 项正确;体积不变,充入氩气,H 、H O(g)的浓度不变,反应速率不变,C 项正确;压强不变,充入氖气,体积增大,H 、222H2O(g)的浓度减小,反应速率减慢,D 项正确。.C 根据图中信息可知,发生的化学反
19、应为 2NO+O2N +4CO 。在一定温度下,催化剂的活性能达到最大限度,有利于化学反应进行,能够消除72NO ,2NO +4CO2222有害气体,若温度过高会使催化剂失去活性,不利于消除有害气体,A 项错误;O2 浓度稍微增大,可以利于反应正向进行,但是 O2 浓度太大会把一氧化碳氧化,则不利于消除有害气体,B 项错误;催化反应的速率是由慢反应决定的,即由氧化吸附过程决定,C 项正确;根据反应 2NO+O22NO 和 2NO +4CON +4CO 可得总反应为 2NO+O +4CO22222N +4CO ,D 项错误。228.B A 项,充入 B 后平衡时压强变大,正向移动程度变大,(B)
20、(A)变小,即 ab;B 项,充入 B,新平衡状态与原平衡等效,(B)(A)不变,即 a=b;C 项,在其他条件不变的情况下,升温时平衡右移,(AB)变小,即 ab;D 项,保持温度、压强不变,充入惰性气体相当于减压,平衡左移,(B)(A)变大,即 ab。9.D 根据图像可知,在氢碳比相等的条件下,随着温度的升高,CO2 的转化率降低,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,因此正反应是放热反应,H,则氢22碳比:,B 项错误;正反应是气体体积减小的反应,因此其他条件不变的情况下,增大容器的体积,压强减小,平衡向逆反应方向移动,会使 CO2 的转化率减小,C 项错误;根据图像可知,400 K 时曲
21、线中 CO 的转化率是 50%,这说明消耗 CO 1 molL-1,则消耗氢气223molL-1,生成乙醇和水蒸气分别是 0.5 molL-1、1.5 molL-1,剩余 CO2 和氢气分别是 1molL-1、1 molL-1,则该温度下平衡常数 K=0.5 1.531.7,D 正确。12 1610.BN O 分解得到 N O ,然后 N O 又部分转化为 NO (g),平衡时 c(O )=0.2 molL-2524242212121,c(NO )=0.6 molL-1,则平衡时 c(N O )=2c(O )- c(NO )=0.2 molL-12- 0.6 molL-1=0.12242212
22、molLmolL-1,平衡时 c(N O )=-2c(O2)=0.5 molL-1-0.2 molL-12=0.1 molL-1,故反应的平252(N O ) (O )0.12 0 2.242衡常数 K=0.2。=2(N O )0.122511.A 升高温度,平衡逆向移动,则 X 的转化率变小,A 项正确。增大压强,平衡正向移动,根据勒夏特列原理分析,由于容器的体积减小,则达到新平衡后 X 的浓度仍变大,B 项错误。充入一定量的 Y,平衡正向移动,X 的转化率增大,但 Y 的转化率减小,C 项错误。使用适当催化剂可改变化学反应速率,但平衡不移动,则 X 的体积分数不变,D 项错误。 12.BD
23、 根据图像可知,随着温度升高甲醇的平衡转化率降低,说明温度升高时平衡向逆反应方向进行,则该反应的正反应为放热反应,即 H0,A 项错误;缩小容器的容积,相当于增大体系压强,反应速率加快,且平衡正向移动,乙酸的产率提高,B 项正确;根据图像,T1温度下 A 点未达到平衡,反应向正方向进行,该反应的正反应速率 A 点大于 B 点,C 项错误;T2 温度下,反应达到平衡时甲醇的转化率为 60%,根据“三段式”分析:CH3OH(g)+CO(g) CH3COOH(l)n(始)/moln(转)/moln(平)/mol0.200.120.080.220.120.1000.120.12达到平衡时容器的容积为
24、2 L,c(CH3OH)=0.04 molL-1,c(CO)=0.05 molL-1,化学平衡11常数 K=500,再充入 0.12 mol CH3OH 和 0.06 mol CO,此时=(CH3)(CO) 0.04 0.05气体总物质的量与原平衡时气体总物质的量相等,即容器的容积为 4 L,此时 c(CH3OH)=(0.08 + 0.12)mol(0.10 + 0.06)mol=0.05 molL-1,c(CO)=0.04 molL-1,此时的浓度商 Q=4L4L11=500,说明平衡不移动,D 项正确。=(CH3)(CO) 0.05 0.0413.B 由图可知,温度越高,平衡时 c(NO)
25、越大,说明升高温度时平衡逆向移动,该反应的正反应为放热反应,则 Hv(逆),B 项正确。该反应前后气体体积不变,压强和温度成正比例关系,B 点和 D 点的温度均为 T2,则有 p =p ;C 点温度高于 D 点,则有 p p ,综上可得压强:p p =p ,C 项错误。该反应的DBCDCDBH0,温度升高,平衡逆向移动,平衡常数减小,由于 T K ,D 项错误。121214.BC 整体的反应速率取决于慢反应,活化能越大,反应速率越慢,根据图示可知活化能大的步骤为第二步反应,活化能为 E -E ,A 项错误;反应 2NO(g)+O (g) 2NO2(g)平衡常4222(NO2)(N O )2(N
26、O )222数表达式 K=,而对于反应平衡时正、逆反应速率相=2(NO)(O2) 2(NO)(N O )(O )222(N O ) 1 正22等,即 k1 c2(NO)=k1 逆 c(N O ),所以 K =,同理可得反应的平衡常数 K2=正2212(NO)1逆2(NO2)2 正1 正2 正,所以 K=K1K =,B 项正确;根据图示可知该反应的反应物能=22 逆21(N O )(O )逆逆222量高于生成物能量,所以为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,C 项正确;设等物质的量的NO 和 O2 分别为 40 mol,NO 的平衡转化率为 40%,根据“三段式”分析:2NO(g)+O2(g) 2
27、NO2(g)起始/mol转化/mol平衡/mol4016244080161632 刚性容器中气体的压强之比等于物质的量之比,起始气体的总物质的量为 80 mol,起2(NO2)(O2)2()始压强为 80 kPa,则平衡时 p(NO)=24 kPa,p(O )=32 kPa,p(NO )=16 kPa,K =22p1621,D 项错误。=322427215.BD由反应 2C(s)+2NO2(g) N (g)+2CO (g)可知,容器体积越大,压强越小,反应向正22方向进行,NO2 的转化率提高。由图像可知,反应相同时间,a、b 点均已达到平衡状态,c点还未达到平衡。a 点时反应达到平衡,NO2
28、 转化率为 40%,根据“三段式”分析:2C(s)+2NO2(g) N (g)+2CO (g)22开始/mol反应/mol平衡/mol1000.40.60.20.20.40.4( 0.4mol0.2mol1)2 2(CO )(N )4451221T 时,该反应的化学平衡常数为 K=,A 项=0.6mol)2(NO2)(21错误;图中 c 点还未达到平衡,反应向正方向进行,v(正)v(逆),B 项正确;向 a 点平衡体系中充入一定量的 NO ,等效于加压,平衡逆向移动,NO 的转化率降22低,C 项错误;由 A 项分析可知 a 点时容器内气体物质的量为 1.2 mol;b 点时根据“三段式”分析
29、:2C(s)+2NO2(g) N (g)+2CO (g)22开始/mol反应/mol平衡/mol1000.80.20.40.40.80.8则 b 点容器内气体总物质的量为 1.4 mol,由于 V 67,D 项正确。12ab16.答案 (1) (2)BC (3)6.1107(4)增大解析 (1)分析表中数据可知,温度升高,平衡气体总浓度增大,说明平衡正向移动,该反应为吸热反应,则有 H0;该反应是气体体积增大的反应,则有 S0。(2)达到平衡时,正、逆反应速率相等,则有 v (NH )=2v (CO ),A 项不符合题意;因正3逆2为反应前后气体分子数不相等,未达到平衡前压强一直在变,所以总压
30、强不变时,说明反应达到平衡,B 项符合题意;反应未达到平衡前,气体质量一直在变,而容器容积不变,依 =可知,混合气体的密度也在变,所以混合气体的密度不变时,说明反应达到平衡,C 项符合题意;反应产物中 NH 和 CO 的物质的量之比始终为 21,密闭容器中氨气的体积分32数始终不变,D 项不符合题意。 (3)由表中数据可知,在 25.0 时,平衡气体的总浓度为 4.810-3 molL-1,则有c(NH )=3.210-3 molL-1,c(CO )=1.610-3 molL-1,则反应 2NH (g)+CO (g)32321NH COONH (s)的平衡常数 K=6.1107。243( .-).-2103216103(4)在恒温条件下压缩容器体积,平衡逆向移动,氨基甲酸铵固体的质量增大。7.答案 (1)NO 0.9 向容器中加入 0.8 mol NO bAD122(2)1 793 kJ解析 (1)X、Y 的起始浓度分别为 0.2 molL-1、0.6 molL-1,10 min 时达到平衡,X 浓度增大了 0.4 molL-1、Y 的浓度减小 0.2 molL-1,由于 NO 、N O 按物质的量之比 21 反2242(NO2)(N O )00.4. 26应,则 X 为 NO 、Y 为 N O ;平衡常数 K=0.9。20 min 时,Y(N O )的浓=