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第二章 总结与检测 练习(解析版)
一.选择题(共21小题,每题4分,共84分)
1.在2A(g)+B(g)═3C(g)+4D(g)反应中,下面表示的反应速率最快的是( )
A.v(A)=0.5mo1/(L•s) B.v(B)=1.8mo1/(L•min)
C.v(C)=0.9mo1/(L•s) D.v(D)=1.0mo1/(L•s)
【答案】C
【解析】反应速率与化学计量数的比值越大、反应速率越快,则A. =0.25;B. =0.03;C.
=0.3;D. =0.25,显然C中比值最大、反应速率最快。故选:C。
2.在2L密闭容器中充入一定量的SO 和O ,化学方程式是2SO +O 2SO .经测定反应开始后3s
2 2 2 2 3
末O 的物质的量减小了1.5mol,则前3s内SO 的平均反应速率为(⇌ )
2 2
A.0.25mol•L﹣1•s﹣1 B.0.5mol•L﹣1•s﹣1
C.0.75mol•L﹣1•s﹣1 D.0.83mol•L﹣1•s﹣1
【答案】B
【解析】v(O )= =0.25mol/(L•s),v(O ):v(SO )=1:2,故v(SO )=2v
2 2 2 2
(O )=2×0.25mol/(L•s)=0.5mol/(L•s),故选:B。
2
3.反应4A(s)+3B(g)═2C(g)+D(g)经2min后,B的浓度减少了0.6mol•L﹣1.下列说法
正确的是( )
A.用A表示的化学反应速率是0.4mol•L﹣1•min﹣1
B.分别用B、C、D表示化学反应速率,其比是3:2:1
C.在2min末的反应速率用B表示是0.3mol•L﹣1•min﹣1
D.若改变条件2min内v(D)=0.2mol•L﹣1•min﹣1,则反应速率减慢
【答案】B
【解析】2min内用B表示的反应速率为:v(B)= =0.3mol•L﹣1•min﹣1,
A.A的状态固体,不能用A表示化学反应速率,故A错误;
B.同一化学反应中,化学反应速率与化学计量数成正比,则分别用B、C、D表示化学反应速率之
比为3:2:1,故B正确;
C.反应速率为平均速率,不是瞬时速率,无法计算2min末B的反应速率,故C错误;D.该反应中v(D)= v(B)=0.3mol•L﹣1•min﹣1× =0.1mol•L﹣1•min﹣1,若改变条件2min内
v(D)=0.2mol•L﹣1•min﹣1,说明反应速率加快,故D错误;故选:B。
4.已知反应 :C(s)+CO (g) 2CO(g)(吸热反应),反应 :2SO (g)+O (g)
2 2 2
2SO (g)① (放热反应)。下列⇌说法不正确的是( ) ②
3
⇌A.其他条件不变,压缩容器体积,反应 和反应 的逆反应速率均增大
B.其他条件不变,降低温度,反应 的①正反应速率②减小,反应 的逆反应速率增大
C.其他条件不变,增加CO
2
的用量①,一段时间后,反应 的逆②反应速率增大
D.其他条件不变,使用催化剂,反应 的逆反应速率增①大
【答案】B ②
【解析】A、其他条件不变,压缩容器体积,相当于加大压强,则反应速率加快,反应 和反应
的逆反应速率均增大,故A正确; ① ②
B、其他条件不变,降低温度,反应速率减慢,反应 的正反应速率减小,反应 的逆反应速率也
是减小的,故B错误; ① ②
C、加反应物CO 的用量,即加大反应物浓度,反应速率加快,即增加CO 的用量,一段时间后,
2 2
反应 的逆反应速率增大,故C正确;
D、反①应中加入催化剂,可以加快化学反应速率,即反应 的逆反应速率增大,故D正确,故选:
B。 ②
5.下列说法中正确的是( )
A.增大反应物浓度,使活化分子百分数增大,化学反应速率增大
B.升高温度,反应物分子中活化分子的百分数增大,从而增大化学反应速率
C.催化剂不影响反应活化能但能增大单位体积内活化分子百分数,从而增大反应速率
D.有气体参加的反应,压强增大时,活化分子百分数一定增加,从而使反应速率增大
【答案】B
【解析】A.增大反应物浓度,使活化分子数目增大,化学反应速率增大,故A错误;
B.升高温度,反应物分子中活化分子的百分数增大,有效碰撞的机会增大,从而增大化学反应速
率,故B正确;
C.催化剂可降低反应活化能,增大单位体积内活化分子百分数,从而增大反应速率,故C错误;
D.有气体参加的反应,压强增大时,活化分子数目增加,从而使反应速率增大,故 D错误;故选:
B。
6.下列有关有效碰撞的说法不正确的是( )
A.能发生有效碰撞的分子一定是活化分子
B.有效碰撞是发生化学反应的充要条件C.只要条件合适,普通分子之间的碰撞也可能是有效碰撞
D.活化分子间的碰撞不一定是有效碰撞
【答案】C
【解析】A.能发生有效碰撞的分子一定是活化分子,普通分子间不能发生有效碰撞,故A正确,
B.发生有效碰撞才能发生化学反应,有效碰撞是发生化学反应的充要条件,故B正确;
C.普通分子之间的碰撞不能发生化学反应,不是是有效碰撞,故C错误;
D.活化分子间的碰撞不一定能发生化学反应,能发生化学反应的碰撞才是有效碰撞,所以活化分子
间的碰撞不一定是有效碰撞,故D正确;故选:C。
7.N 分子在催化剂的作用下发生的一系列转化如图所示。下列叙述正确的是( )
2
A. 在反应过程中作催化剂
B.催化剂a表面发生了分解反应和化合反应
C.催化剂a、b增大了该历程中的最大能垒(活化能)
D.催化剂b表面发生的反应为:4NH +5O 4NO+6H O
3 2 2
【答案】D
【解析】A、催化剂a作用下,N →NH ,催化剂b作用下,NH →NO,则 即NH 为中间产
2 3 3 3
物,不是催化剂,故A错误;
B、催化剂a作用下,氢气和N 生成NH ,仅发生了化合反应,故B错误;
2 3
C、催化剂a、b减小活化能,故C错误;
D、催化剂b作用下,NH →NO,反应为:4NH +5O 4NO+6H O,故D正确;故选:
3 3 2 2
D。
8.在一密闭容器中充入1mol H 和1mol I ,压强为p(Pa),并在一定温度下使其发生反应:H
2 2 2
(g)+I (g) 2HI(g)△H<0.下列操作中,能使其反应速率不变的有( )
2
保持容器容积⇌不变,向其中充入1mol H
2
①保持容器容积不变,向其中充入1mol N
2
(N
2
不参加反应)
②保持容器内压强不变,向其中充入1mol N
2
(N
2
不参加反应)
③保持容器内压强不变,向其中充入1mol H (g)和1mol I (g)
2 2
④提高起始反应温度
⑤A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【答案】C
【解析】 保持容器容积不变,向其中加入1molH ,反应物浓度增大,反应速率增大,故 错误;
2
保持容①器容积不变,向其中加入1molN
2
,参加反应的物质的浓度不变,则反应速率不变①,故
②正确; ②
保持容器内气体压强不变,向其中加入 1molN ,体积增大,反应物的浓度减小,则反应速率减
2
③小,故 错误;
保持③容器内气体压强不变,向其中加入1 mol H
2
(g)和1molI
2
(g),因体积增大为2倍,物质
④的量增大为2倍,则浓度不变,反应速率不变,故 正确;
提高起始反应温度,单位体积内活化分子的百分④数增大,反应速率加快,故 错误;故选:C。
⑤ ⑤
9.4NH +5O 4NO+6H O是工业上制硝酸的重要反应,下列有关说法错误的是( )
3 2 2
A.使用催化剂可以加快反应速率 B.增大压强可以加快反应速率
C.达到平衡时,v(正) =v(逆) D.增大O
2
浓度可使NH
3
全部转变为NO
【答案】D
【解析】A.催化剂可降低反应的活化能,增大活化分子百分数,可增大反应速率,故A正确;
B.增大压强,气体浓度增大,单位体积活化分子数目增多,反应速率增大,故B正确;
C.v(正)=v(逆),物质的浓度、质量等不变,说明达到反应限度,为平衡状态,故C正确;
D.反应为可逆反应,则转化率不可能达到100%,故D错误。故选:D。
10.下列关于平衡常数K的说法正确的是( )
A.平衡常数K与反应本身及温度有关 B.改变反应物浓度能改变平衡常数K
C.加入催化剂可能会改变平衡常数K D.K越大,反应物的转化率越小
【答案】A
【解析】A.平衡常数K只与反应本身及温度有关,改变其他条件,平衡常数不变,故A正确;
B.平衡常数K只与反应本身及温度有关,改变反应物浓度无影响,故B错误;
C.平衡常数K只与反应本身及温度有关,加入催化剂无影响,故C错误;
D.K越大,反应进行的程度越大,反应物的转化率越大,故D错误;故选:A。
11.在高温下,反应H (g)+I (g) 2HI(g)△H<0,下列说法中正确的是( )
2 2
A.当反应达到平衡后,升高温度时⇌,平衡混合物的颜色变浅
B.当反应达到平衡后,增大压强时,平衡正向移动C.当反应达到平衡后,体系中气体颜色保持不变
D.当反应达到平衡后,使用催化剂能够使平衡正向移动
【答案】C
【解析】A.反应达到平衡后升高温度平衡逆向移动导致碘浓度增大,平衡时混合物的颜色加深,故
A错误;
B.该反应前后气体计量数之和不变,则反应达到平衡时增大压强平衡不移动,故B错误;
C.当反应达到平衡后各物质浓度不变,则体系中碘浓度不变,所以气体颜色保持不变,故C正确;
D.催化剂只影响反应速率,不影响平衡移动,所以使用催化剂平衡不移动,故D错误;故选:C。
12.可逆反应:2NO (g) 2NO(g)+O (g)在密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是
2 2
( ) ⇌
单位时间内生成1mo1 O 的同时生成2mo1 NO
2 2
①单位时间内生成1mo1 O
2
的同时,消耗2mo1 NO
2
②v(NO
2
)
正
=v(NO)
逆
③混合气体的颜色不再改变的状态
④O
2
的物质的量不再改变的状态
⑤A. B. C. D.
【答案】①A③④⑤ ②③④ ②③⑤ ①②④⑤
【解析】 单位时间内生成1molO 等效于消耗2 molNO 的同时生成2molNO ,达平衡状态,故
2 2 2
正确;①
①单位时间内生成1 molO
2
的同时消耗2mo1 NO
2
,不能体现正逆反应速率相同,故 错误;
②速率之比等于化学方程式计量数之比,v(NO
2
)
正
=v(NO)
逆
说明NO正逆反应②速率相同,证
③明反应达到平衡状态,故 正确;
混合气体的颜色不再改③变的状态说明二氧化氮浓度不变,证明反应达到平衡状态,故 正确;
④O 2 的物质的量不再改变的状态说明反应达到平衡状态,故 正确;故选:A。 ④
⑤ ⑤
13.4NH +5O 4NO+6H O是工业上制硝酸的重要反应,下列有关说法错误的是( )
3 2 2
A.使用催化剂可以加快反应速率 B.增大压强可以加快反应速率
C.反应达到平衡时,v(正)=v(逆) D.增大O 的量可使NH 100%转变为NO
2 3
【答案】D
【解析】A.催化剂可降低反应的活化能,增大活化分子百分数,可增大反应速率,故A正确;
B.增大压强,气体浓度增大,单位体积活化分子数目增多,反应速率增大,故B正确;
C.v(正)=v(逆),物质的浓度、质量等不变,说明达到反应限度,为平衡状态,故C正确;D.反应为可逆反应,则转化率不可能达到100%,故D错误。故选:D。
14.将E(s)和F(g)加入密闭容器中,在一定条件下发生反应:E(s)+4F(g) G(g),已
知该反应的平衡常数如表。下列说法正确的是( ) ⇌
温度℃ 25 80 230
平衡常数/(L3•mol﹣3) 5×104 2 1.9×10﹣5
A.正反应是吸热反应
B.25℃时,反应G(g) E(s)+4F(g)的平衡常数是0.5mo13•L﹣3
C.80℃时,测得某时刻F⇌、G的浓度均为0.5mol•L﹣1,此时v正 >v逆
D.恒温恒容下,向容器中再充入少量G(g),达新平衡时,G的体积分数增大
【答案】D
【解析】A、升高温度,K减小,说明平衡逆移,正反应为放热反应,故A错误;
B、由分析知平衡常数= =2×10﹣5,故B错误;
C、计算此时Q
c
= =8>K=2,则平衡逆移,v逆 >v正 ,故C错误;
D、恒温恒容下,向容器中再充入少量G(g),结合勒夏特列原理可知,G的体积分数增大,故D
正确;故选:D。
15.反应mY(g)+nZ(g) qX(g)△H,在不同温度下的平衡体系中,物质Y的体积分数随压
强变化的曲线如图所示。下⇌列说法正确的是( )
A.m+n<q B.该反应的△H>0
C.A、C两点化学平衡常数:K
A
>K
C
D.B、C两点的反应速率:v(B) <v(C)
【答案】D
【解析】A、根据图象可知,在温度不变时,增大压强,Y的体积分数减小,说明增大压强,化学
平衡向正反应方向移动,根据平衡移动原理,增大压强,化学平衡向气体体积减小的方向移动,正
反应方向是气体体积减小的反应方向,所以m+n>q,故A错误;
B、根据图象可知:在压强不变时,升高温度,达到平衡时Y的体积分数增大,说明升高温度化学平衡向逆反应方向移动。根据平衡移动原理,升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,该反应的
正反应是放热反应,所以△H<0,故B错误;
C、A、C点的温度均为500℃,化学平衡常数只受温度影响,温度不变,K不变,因此K =K ,
A C
故C错误;
D、压强B<C,温度B<C,条件越高化学反应速率越快,所以 B、C两点的反应速率v(B)<v
(C),故D正确;故选:D。
16.可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g),反应过程中,当其他条件不变时,C的百分
含量与温度(T)和压强(p)⇌的关系如图。下列叙述不正确的是( )
A.达平衡后,若升温,平衡左移
B.达平衡后,加入催化剂,则C的百分含量不变
C.化学方程式中a+b>c+d
D.达平衡后,减小A的量有利于平衡向左移动
【答案】C
【解析】A、正反应放热,升温平衡逆向移动,所以达平衡后,若升温,平衡左移,故A正确;
B、催化剂不影响平衡移动,则达平衡后,加入催化剂,则C的百分含量不变,故B正确;
C、增大压强,C的百分含量降低,所以平衡逆向移动,则化学方程式中a+b<c+d,故C错误;
D、减小反应物浓度平衡逆向移动,所以达平衡后,减小A的量有利于平衡向左移动,故D正确;
故选:C。
17.反应 aX(g)+bY(g) cZ(g);△H=QkJ/mol,有如图所示关系,下列判断中正确的是(
) ⇌
A.a+b>c,Q<0 B.a+b>c,Q>0 C.a+b<c,Q<0 D.a+b<c,Q>0
【答案】A
【解析】由图可知,温度都为T 时,压强P 先到达平衡,则压强P >P ,压强越大,平衡时X的
2 1 1 2体积分数越小,说明增大压强平衡向正反应方向移动,则正反应是气体体积减小的反应,即 a+b>
c,
压强都为P 时,温度T 先到达平衡,故温度T >T ,温度越高,平衡时X的体积分数越大,说明
2 1 1 2
升高温度平衡向逆反应方向移动,该反应的正反应为放热反应,即Q<0,故选:A。
18.自由能的变化(△G)是 反应方向判断的复合判据:△G=△H﹣T△S.△G<0时,反应正向
自发进行。已知工业上常利用 CH 和H O来制备水煤气,原理为CH (g)+H O(g)═CO
4 2 4 2
(g)+3H (g)△H>0 则下列说法正确的是( )
2
A.△S>0 高温下能自发 B.△S<0 高温下能自发
C.△S<0 低温下能自发 D.△S>0 任何温度下能自发
【答案】A
【解析】CH (g)+H O(g)═CO(g)+3H (g)△H>0,气体的物质的量增大,所以△S>0,
4 2 2
而△H>0、△S>0,则在高温下能自发,故选:A。
19.对于化学反应能否自发进行,下列说法中错误的是( )
A.若△H<0,△S>0,任何温度下都能自发进行
B.若△H>0,△S<0,任何温度下都不能自发进行
C.需要加热才能够进行的过程肯定不是自发过程
D.非自发过程在一定条件下可能变成自发过程
【答案】C
【解析】A.若△H<0,△S>0,由△H﹣T△S<0的反应可自发进行可知,任何温度下都能自发
进行,故A正确;
B.若△H>0,△S<0,则△H﹣T△S>0,可知任何温度下都不能自发进行,故B正确;
C.需要加热能够进行的过程可能为自发过程,如碳酸钙分解等,不能利用反应条件判断反应进行
的自发过程,故C错误;
D.非自发过程在一定条件下可能变成自发过程,如 Cu与稀硫酸在电解条件下可发生,故 D正确;
故选:C。
20.250°C,101Kpa时,2N O (g)=4NO (g)+O (g)△H=+56.76kJ/mol,该反应能自发进行,
2 5 2 2
其自发进行的主要原因是( )
A.是吸热反应 B.是放热反应
C.是熵减反应 D.熵增效应大于能量效应
【答案】D
【解析】反应能自发进行,应有△G=△H﹣T•△S<0,因△H>0,则△H<T•△S,说明熵增效
应大于能量效应,故选D。
21.金属锡的冶炼常用焦炭作还原剂:SnO (s)+2C(s)═Sn(s)+2CO(g)↑,
2反应过程中能量的变化如图所示.下列有关该反应的△H、△S的说法中正确的是( )
A.△H<0,△S<0 B.△H>0,△S<0 C.△H<0,△S>0 D.△H>0,△S>0
【答案】D
【解析】SnO (s)+2C(s)═Sn(s)+2CO(g)↑,该反应生成物气体系数大,混乱度大,所以
2
是熵增加的反应,故:△S>0;
从图中可知,反应物能量低,生成物能量高,该反应是吸热反应,故:△H>0;故选:D。
二.解答题(共2小题,共16分)
22.高炉炼铁过程中发生的主要反应为 Fe O (s)+CO(g) Fe(s)+CO (g)
2 3 2
温度/℃ 1000 11⇌50 1300
平衡常数 4.0 3.7 3.5
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:
请回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K=_____________,△H____________0(填“>”、“<”或
“=”)。
(2)在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe O 、CO各1.0mol,反应经过10min后
2 3
达到平衡。求该时间范围内CO的平衡转化率=___________。
(3)欲提高(2)中CO的平衡转化率,可采取的措施是____________。
A.减少Fe的量 B.增加Fe O 的量
2 3
C.移出部分CO D.提高反应温度
2
E.减小容器的容积 F.加入合适的催化剂
【答案】(1) ;<;(2)80%;(3)C。
【解析】(1)该反应平衡常数K= ;升高温度平衡常数减小,说明正反应为放热反应,
则△H<0,故答案为: ;<;
(2)该温度下化学平衡常数 K=4.0,设 CO 的平衡转化率为 x,则反应消耗的 c(CO)=
0.1xmol/L
可逆反应 Fe O (s)+CO(g) Fe(s)+CO (g)
2 3 2
开始(mol/L) ⇌ 0.1 0
反应(mol/L) 0.1x 0.1x
平衡(mol/L) 0.1(1﹣x) 0.1x
化学平衡常数K= =4.0,x=80%,
故答案为:80%;
(3)A.减少Fe的量,平衡不移动,则不能实现目的,故A错误;
B.增加Fe O 的量,平衡不移动,则不能实现目的,故B错误;
2 3
C.移出部分CO ,平衡正向移动,CO转化率增大,故C正确;
2
D.提高反应温度,平衡逆向移动,CO转化率减小,故D错误;
E.减小容器的容积,相当于增大压强平衡不移动,CO转化率不变,故E错误;
F.加入合适的催化剂,平衡不移动,CO转化率不变,故F错误;
故答案为:C。
23.甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列反应合成甲醇:
CO (g)+3H (g) CH OH(g)+H O(g)。在体积为2L的密闭容器中,充入2mol CO 和
2 2 3 2 2
9mol H ,测得CO (⇌g)和CH OH(g)浓度随时间变化如图所示:
2 2 3
(1)该反应的平衡常数K表达式为_____________________________。
(2)0~10min时间内,该反应的平均反应速率v(H O)=_________________,H 的转化率
2 2
为___________。
(3)下列叙述中,能说明反应已达到化学平衡状态的是___________(填字母)。
A.容器内CO 、H 、CH OH、H O(g)的浓度之比为1:3:1:1
2 2 3 2
B.v正 (CO
2
):v逆 (H
2
)=1:3C.平衡常数K保持不变
D.混合气体的平均相对分子质量保持不变
【答案】(1) ;
(2)0.075 mol/(L•min);50%;
(3)BD;
【解析】(1)CO (g)+3H (g) CH OH(g)+H O(g),该反应的平衡常数 K=
2 2 3 2
⇌
,
故答案为: ;
(2)根据图象读取甲醇生成浓度,结合反应速率概念计算甲醇的反应速率= ,反应速
率之比等于化学方程式计量数之比, v(H O)=v(CH OH(g)= =
2 3
0.075mol/(L•min),
由图象可知生成甲醇的物质的量为0.75mol/L×2L=1.5mol,由方程式可知消耗4.5mol氢气,则氢气
的转化率= ×100%=50%,
故答案为:0.075 mol/(L•min);50%;
(3)A.容器内CO 、H 、CH OH、H O(g)的浓度之比为1:3:1:1,不能确定正逆反应速率
2 2 3 2
大小关系,不能确定是否达到平衡状态,故A错误;
B.v(CO )正:v(H )逆=1:3,说明正逆反应速率相等,达到平衡状态,故B正确;
2 2
C.温度不变,则平衡常数K保持不变,不能说明是否达到平衡状态,故C错误;
D.混合气体的平均相对分子质量保持不变,说明气体的物质的量不变,则说明达到平衡状态,故
D正确;故答案为:BD;