1、单元质检卷七单元质检卷七化学反应的方向、限度与速率化学反应的方向、限度与速率 (时间:60 分钟分值:100 分) 一、选择题:本题共 10小题,每小题 5分,共 50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)2NO2(g)(正反应为放热反应),不能说明反应已达到平衡状态的是() A.正反应生成 NO2的速率和逆反应生成 O2的速率相等 B.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.(2020 山东潍坊三模)“接触法制硫酸”的主要反应是 2SO2
2、+O22SO3,该反应在催化剂表面的 反应历程如下: 下列说法正确的是() A.使用催化剂只能加快正反应速率 B.反应的活化能比反应大 C.该反应的催化剂是 V2O4 D.过程中既有化学键 VO 键的断裂,又有 VO 键的形成 3.(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-1 3 s 时生成 C
3、的物质的量为 1.2 mol 3 s 时 B 的浓度为 0.6 molL-1 A.B. C.仅D. 4.(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?(A) ?(B)=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?(A) ?(B)=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 ab B.在温度、压强不变的条件下再充入少量 B气体,则 a=b C.若其他条件不变,升高温度,则 ab 5.在恒容密闭容器中进行反应:2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g)H。在某压
4、强下起始时按 不同氢碳比 ?(H2) ?(CO2)投料(如图中曲线),测得 CO2的平衡转化率与温度的关系如图所示,下列有 关说法正确的是() A.该反应的H0 B.氢碳比:0 B.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 T2时,向上述已达到平衡的恒压容器中,再通入 0.12 mol CH3OH 和 0.06 mol CO 的混合气体, 平衡正向移动 8.(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)CO2(g)+N2(g),平衡时NO与温度
5、T 的关系如图所示,则下列说法正确的是() A.该反应的H0 B.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 pB、pC、pD,则有 pC=pDpB D.若该反应为 T1、T2时的平衡常数分别为 K1、K2,则 K1K2 9.(2020 山东潍坊三模)某温度下,在起始压强为 80 kPa 的刚性容器中,发生 NO 的氧化反 应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)H,该反应的反应历程分两步进行,其速率方程和反应过程中的能量 变化如下: 2NO(g)N2O2(g)v1(正)=k1正c2(NO)v1(逆)=k1逆c(N2O2) N2O2(g
6、)+O2(g)2NO2(g)v2(正)=k2正c(N2O2)c(O2)v2(逆)=k2逆c2(NO2) 下列说法正确的是() A.NO 氧化反应速率快慢的决定步骤的活化能是 E5-E3 B.一定温度下,2NO(g)+O2(g)2NO2(g)平衡常数表达式 K= ?1 正?2 正 ?1 逆?2 逆 C.升高温度,NO 氧化反应的化学平衡向正反应方向移动 D.该温度下,将等物质的量的 NO 和 O2混合反应(忽略 2NO2N2O4),NO的平衡转化率为 40%时,该 反应的平衡常数 Kp= 1 80 kPa-1 10.(2020 江苏南通第二次调研)温度为 T ,向体积不等的恒容密闭容器中分别加入
7、足量活性炭和 1 mol NO2,发生化学反应:2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)。反应相同时间后,测得各容器中 NO2的转 化率与容器体积的关系如图所示。下列说法正确的是() A.T 时,该反应的化学平衡常数为 4 45 molL-1 B.图中 c点所示条件下,v(正)67 二、非选择题:本题共 4小题,共 50分。 11.(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:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。实验测得不同温度下的平衡数据列
8、于下表: 温度/15.020.025.030.035.0 平衡总压强 /kPa 5.7 8.3 12.017.124.0 平衡气体总浓度 ( 10-3molL-1) 2.4 3.4 4.8 6.8 9.4 (1)该反应的焓变H(填“”“”“”或“=”)。 (2)已知 2N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(l)H=-1 225 kJmol-1 化学键NHNNNNOH 键能 /(kJmol-1) 391190945467 则使 1 mol N2O4(l)完全分解成相应的原子时需要吸收的能量是。 13.(2020 安徽黄山八校联考)(14 分)(1)一定条件下,将 2 mol SO
9、2与 1 mol O2置于恒容密闭容器中发生 反应 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),下列状态能说明该反应达到化学平衡的是。 A.混合气体的密度保持不变 B.SO2的转化率保持不变 C.SO2和 O2的物质的量之比保持不变 D.O2的消耗速率和 SO3的消耗速率相等 (2)已知反应 2NO(g)N2(g)+O2(g)H0,在不同条件时 N2的体积分数随时间(t)的变化如图所示。 根据图像可以判断曲线 R1、R2对应的下列反应条件中不同的是。 A.压强B.温度C.催化剂 (3) CO 和 H2在一定条件下可以合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H”或“0 在 716 K 时
10、,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/min020406080120 x(HI)10.910.850.8150.7950.784 x(HI)00.600.730.7730.7800.784 (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正x2(HI),逆反应速率为 v(逆)=k逆x(H2)x(I2),其中 k正、k逆为速率 常数,则 k逆为(以 K 和 k正表示)。若 k正=0.002 7 min-1,在 t=40 min 时,v(正)= min-1。 (3)由上述实验数据计算得到 v(正)x
11、(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)。 单元质检卷七化学反应的方向、限度与速率 1.A达到平衡状态时,正反应生成 NO2的速率应是逆反应生成 O2速率的 2倍,A项符合 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
12、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.D催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率,加快正反应速率的同时也加快逆反应 速率,A错误;一般情况下,反应的活化能越小,反应速率越快,故反应的活化能比反应 小,B 错误;催化剂是反应前后质量和化学性质都没有发生变化的物质,从反应历程图中 可知,本反应的催化剂为 V2O5,C错误;由图可知反应有化学键 VO 键的断裂,反应 有 VO键的形成,D 正确。 3.CA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 0.6 molL-1,则有 v(C)=0.6molL -1 3 s =0.2 mo
13、lL-1s-1,v(B)=3 2v(C)= 3 20.2 molL -1s-1=0.3 molL-1s-1, 错误;3 s 时生成 C的物质的量为 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=0.6 molL- 1,正确。 4.BA项,充入 B后平衡时压强变大,正向移动程度变大,?(A) ?(B)变小,即 ab;B 项,充入 B,新 平衡状态与原平衡等效,?(A) ?(B)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,?(
14、A) ?(B)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, ?(A) ?(B)变 大,即 ab。 5.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 器的容积,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时曲线中 CO2的转化率是 50%,这说明消耗 CO21 molL-1,则消耗氢气 3 molL-1,生成乙醇和水蒸气分别是 0.5
15、molL-1、1.5 molL-1,剩余 CO2和氢气分别是 1 molL-1、1 molL-1,则该温度下平衡常数 K=0.51.5 3 1216 (molL-1)-41.7 (molL-1)-4,D正确。 6.BN2O5分解得到 N2O4,然后 N2O4又部分转化为 NO2(g),平衡时O2=0.2 molL- 1,NO2=0.6 molL-1,则平衡时N2O4=2O2-1 2NO2=0.2 molL -12-1 20.6 molL -1=0.1 molL-1,平衡时N2O5=1mol 2 L -2O2=0.5 molL-1-0.2 molL-12=0.1 molL-1,故反应的平衡 常数
16、 K=N2O4 2O2 N2O52 = 0.120.2 0.12 molL-1=0.2 molL-1。 7.B根据图像,随着温度升高甲醇的平衡转化率降低,平衡向逆反应方向进行,根据勒夏 特列原理,该反应的正反应为放热反应,即H0,A 错误;缩小容器的体积,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 正确;根据图像,T1温度下未达 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错误;T2下,甲醇的转化 率为 60%, CH3OH(g)+CO(g)CH3COOH(l) n(始)/mol0.200.22 n(转)/mol0.120.12 n(平)/mo
17、l0.080.10 达到平衡,此时容器的容积为 2 L,CH3OH=0.04 molL-1,CO=0.05 molL-1,化学平衡 常数 K= 1 CH3OHCO = 1 0.040.05 (molL-1)-1=500 (molL-1)-1,再充入 0.12 mol CH3OH和 0.06 mol CO,此时充入气体的总物质的量与原平衡时气体总物质的量相等,即充入气体 后容器的容积为 4 L,此时CH3OH=(0.08+0.12)mol 4 L =0.05 molL-1,CO=(0.10+0.06)mol 4 L =0.04 molL-1,Q= 1 CH3OHCO = 1 0.050.04 (
18、molL-1)-1=K,说明平衡不移动,D错误。 8.B由图可知,温度越高,平衡时 c(NO)越大,说明升高温度,平衡逆向移动,则有Hv(逆),B 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和 D点的温度均为 T2,则有 pD=pB,C点温度高于 D 点,则有 pCpD,综 上可得压强 pCpD=pB,C错误;该反应的H0,温度升高,平衡逆向移动,平衡常数减小,由 于 T1K2,D 错误。 9.B整体的反应速率取决于慢反应,活化能越大,反应速率越慢,据图可知活化能大的步 骤为第二步反应,活化能为 E4-E2,A错误;2NO(g)+O2(g)2NO2(g)平衡常数表达式 K= N
19、O22 NO2O2 = N2O2 NO2 NO22 N2O2O2=k1k2,而对于反应平衡时正逆反应速率相等,即 ?1正c2(NO)=k1逆c(N2O2),所以 K1=N2O2 NO2 = ?1 正 k1 逆,同理可得反应的平衡常数 K2= NO22 N2O2O2 = ?2 正 ?2 逆,所以 K=K1K2= ?1 正?2 正 ?1 逆?2 逆,B 正确;据图可知该反应的反应物能量高于 生成物能量,所以为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,C 错误;设等物质的量的 NO 和 O2 分别为 40 mol,NO的平衡转化率为 40%,列三段式有: 2NO(g)+O2(g)2NO2(g) 起始/mol
20、40400 转化/mol16816 平衡/mol243216 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,压 强为 80 kPa,则平衡时 p(NO)=24 kPa,p(O2)=32 kPa,p(NO2)=16 kPa,Kp= ?2(NO2) ?(O2)?2(?) = 162 32242 = 1 72 kPa-1,D错误。 10.D由图可知,b点 NO2的转化率最高,则温度为 T 时,b点恰好达到平衡状态,而 ab 曲线上对应容器的体积均小于 V2L,起始投料相同,则 NO2的起始浓度均大于 b点,ab曲 线上物质的反应速率大于 b点,所以 ab 曲线上反应
21、先于 b 点已达到平衡状态,同理,c 未 达到平衡。 a点时反应达到平衡,NO2转化率为 40%,则: 2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g) 开始/mol100 反应/mol0.40.20.4 平衡/mol0.60.20.4 T 时,该反应的化学平衡常数为 K=CO2 2N2 NO22 = (0.4mol ?1L )20.2mol ?1L (0.6mol ?1L )2 molL-1= 4 45?1 molL- 1,A错误;图中 c 点还未达到平衡,反应往正方向进行,v(正)v(逆),B 错误;向 a点平衡体系 中充入一定量的 NO2,等效于加压,平衡逆移,NO2的转化率降低,C
22、 错误;由 A选项的分析 可知 a点时容器内气体物质的量为 1.2 mol;b点时反应“三段式”为: 2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g) 开始/mol100 反应/mol0.80.40.8 平衡/mol0.20.40.8 则 b 点容器内气体物质的量为 1.4 mol,由于 V167,D正确。 11.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正(NH3)=2v逆(CO2),A
23、项不符合题意;因为 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 NH3和 CO2的物质的量之比始终为 21,密闭容器中氨气的体积分数 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 4.810-3molL-1,则有 NH3=3.210-3molL-1,CO2=1.610-3molL-1,则反应 2NH3(g)+CO2(g)NH2C
24、OONH4(s) 的平衡常数 K= 1 (3.210-3)21.610-3 (molL-1)-36.1107(molL-1)-3。 (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。 12.答案 (1)NO20.9 molL-1向容器中加入 0.8 mol NO2bAD(2)1 838 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 NO2、N2O4按物质的量之比 21反 应,则 X为 NO2、Y为 N2O4;平衡常数 K=NO2
25、 2 N2O4 = 0.62 0.4 molL-1=0.9 molL-1。20 min 时,Y(N2O4)的浓度不变,X(NO2)的浓度增大了 0.4 molL-1,改变的条件应是增大 NO2的浓 度,等效为增大压强,平衡向生成 N2O4的反应方向移动,N2O4的转化率降低,故选 b。密 度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,所以混合 气体的密度保持不变不能说明该反应处于平衡状态,A项符合题意;颜色深浅和浓度有关 系,所以混合气体的颜色不再变化说明反应处于平衡状态,B 项不符合题意;反应前后气 体物质的量不相等,所以混合气体的气体压强保持不变时可以说明反应处于平
26、衡状态,C 项不符合题意;N2O4与 NO2的物质的量比之为 103时反应不一定处于平衡状态,D 项 符合题意,故选 AD项。若反应在 t 进行,某时刻测得 n(NO2)=0.6 mol 、n(N2O4)=1.2 mol ,则此时浓度商 Q=0.3 2 0.6 molL-1=0.15 molL-1v(逆)。 (2)设 1 mol N2O4(l)完全分解成相应的原子时需要吸收的能量为 Q kJ,则 190 kJmol-1 2+391 kJmol-18+Q kJmol-1-945 kJmol-13-467 kJmol-18=-1 225 kJmol-1,解得 Q=1 838。 13.答案 (1)B
27、(2)B (3)相同时间内,T2时 CO的变化量大于 T1时 CO 的变化量50%1.0 1.0不变 解析:(1)SO2、O2和 SO3都是气体,恒容反应时混合气体的密度始终不变,A项错误。反 应正向进行,SO2的转化率增大,反应逆向进行,SO2的转化率减小,故 SO2的转化率保持不 变说明该反应达到平衡状态,B 项正确。起始加入 SO2和 O2的物质的量之比为 21,与 其化学计量数之比相等,则二者的物质的量之比始终等于 21,C 项错误。O2的消耗速 率与 SO3的消耗速率之比为 12时,该反应达到平衡状态,D项错误。 (2)由图可知,曲线 R2代表的反应比曲线 R1代表的反应先达到平衡状
28、态。A项,若 R 表示压强,改变压强,平衡不移动,N2的体积分数不变,与图像不符合。B 项,若 R 表示温度, 该反应的H0,升高温度,平衡逆向移动,N2的体积分数减小,与图像符合。C 项,若 R 表 示催化剂,使用催化剂只能改变反应速率,但平衡不移动,N2的体积分数不变,与图像不符 合。 (3)由表中数据可知,未达到平衡之前,相同时间内,T2时 CO的变化量大于 T1 时,则 T2时化学反应速率快,根据温度越高反应速率越快可知,T1T2。T2时,第 20 min时容器内压强不再改变,说明反应达到平衡状态,此时 n(CO)=0.5 mol,根据“三段式” 分析: CO(g)+2H2(g)CH3
29、OH(g) 起始浓度/(molL-1)120 转化浓度/(molL-1)0.510.5 平衡浓度/(molL-1)0.510.5 则 20 min时 H2的转化率为1molL -11 L 2mol 100%=50%,该温度下反应的化学平衡常数 K= CH3OH COH22 = 0.5 0.512 mol2L-2=1.0 L2mol-2。若将 1 mol CO和 2 mol H2通入原体积为 1 L 的恒压密闭容器中,在 T2下达到平衡,由于温度不变,化学平衡常数不变,则此时反应 的平衡常数为 1.0。若再向容器中通入 1 mol CH3OH(g),由于是恒压条件,该平衡与之前 的平衡等效,重新
30、达到平衡后,CH3OH(g)在体系中的百分含量不变。 14.答案 (1)0.1080.108 0.7842 (2) ?正 ? 1.9510-3(3)A、E 解析:(1)2HI(g)H2(g)+I2(g)是反应前后气体物质的量不变的反应。反应后 x(HI)=0.784, 则 x(H2)=x(I2)=0.108,K=H2I2 HI2 = 0.108 ? 0.108 ? (0.784 ? )2 = 0.1080.108 0.7842 。 (2)到达平衡时,v(正)=v(逆),即 k正x2(HI)=k逆x(H2)x(I2),k逆=k正 ?2(HI) ?(H2)?(I2) = ?正 ? 。在 t=40 min 时,x(HI)=0.85,v(正)=k正x2(HI)=0.002 7 min-1(0.85)21.9510-3min-1。 (3)原平衡时,x(HI)为 0.784,x(H2)为 0.108,二者在图中的纵坐标均约为 1.6因为平衡 时 v(正)=v(逆),升高温度时正、逆反应速率均加快,对应两点在 1.6上面,且升高温度时 平衡向正反应方向移动,x(HI)减小(A 点符合),x(H2)增大(E 点符合)。
