高中化学选修4专题质量检测(二)化学反应速率与化学平衡Word版含解析

专题质量检测（二）化学反应速率与化学平衡
时间：60分钟满分：100分
一、单项选择题(本题包括8小题，每小题4分，共32分) 1．在密闭容器中一定量混合气体发生反应：x A(g)＋y B(g)z C(g)平衡时测得A的浓
度为0.5 mol·L－1，保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的2倍，再达平衡时测得A的浓度为0.2
mol·L－1，下列判断正确的是( )
B．x＋y>z
A．平衡向正反应方向移动
C．C的体积分数保持不变
D．B的转化率降低
解析：选A容器的容积扩大到原来的2倍，若平衡不移动，A、B、C的浓度均减半。

A的浓度为0.25 mol·L－1，平衡时A的浓度0.2 mol·L－1<0.25 mol·L－1，说明减压，平衡右移，
x＋y<z，B的转化率增大，C的体积分数增大。

2．某温度时，可逆反应：X(g)＋Y(g)Z(g)的平衡常数K＝1.0，若反应物的初始浓度c0(X)＝4 mol·L－1，c0(Y)＝a mol·L－1，达到平衡后c(Z)＝2 mol·L－1。

则a为( )
A．1 B．2 C．3 D．4
解析：选C据“三段式”法分析
X(g)＋Y(g)Z(g)
起始(mol·L－1)4a0
转化(mol·L－1)222
平衡(mol·L－1)2a－2 2
则K＝错误!＝错误!＝1.0解得：a＝3。

3．如图是可逆反应A＋2B2C＋3D的化学反应速率与化学平衡随外界条件改变(
先降温后加压)而变化的情况，由此可推断( )
A．正反应是吸热反应
B．若A、B是气体，则D是液体或固体
C．逆反应是放热反应
D．A、B、C、D均为气体
解析：选B由图可知，降温时平衡向正反应方向移动，故正反应为放热反应，A、C
项错误；加压时平衡向正反应方向移动，正反应方向是气体分子数减小的方向，故B项正确，
D项错误。

4．在1.5 L的密闭容器中通入2 mol N2和3 mol
H 2的混合气体，在一定温度下发生反应。

达到平衡时，容器内压强为反应开始时的0.8，则
该反应的化学平衡常数为( )
A ．0.34
B ．0.64
C ．0.44
D ．0.54
解析：选C 定T 、V 的情况下，压强之比等于物质的量之比，设N 2转化x mol, 则
N 2＋3H 2
2NH 3
起始量(mol)230
转化量(mol) x 3x 2x
平衡量(mol) 2－x 3－3x 2x
p 平
pM 始＝n 平n 始＝5－2x 5＝0.81解得x ＝0.5 则K ＝错误!＝错误!＝错误!＝0.44。

5.25 ℃时，在含有Pb 2＋、Sn 2＋的某溶液中，加入过量金属锡(Sn)，发生反应：Sn(s)＋
Pb 2＋(aq)Sn 2＋(aq)＋Pb(s)，体系中c (Pb 2＋)和c (Sn 2＋)变化关系如图所示。

下列判断正确
的是( )
A ．向平衡体系中加入金属铅后，c (Pb 2＋)增大
B ．向平衡体系中加入少量Sn(NO 3)2固体后，c (Pb 2＋)变小
C ．升高温度，平衡体系中c (Pb 2＋)增大，说明该反应ΔH >0
D ．25 ℃时，该反应的平衡常数K ＝2.2
解析：选D 固体物质的物质的量改变不会引起平衡的移动，A 项错误；加入固体Sn(NO 3)2后，溶液中c (Sn 2＋
)增大，平衡向左移动，从而使c (Pb 2＋
)增大，B 项错误；升高温
度，c (Pb 2＋
)增大，表明平衡向左移动，逆反应吸热，正反应ΔH <0，C 项错误；由图像可知
平衡时，c (Sn 2＋
)＝0.22 mol·L －
1，c (Pb 2＋
)＝0.10 mol·L －
1，K ＝c (Sn 2＋
)/c (Pb 2＋
)＝0.22 mol·L
－
1
÷0.10 mol·L －
1＝2.2，D 项正确。

6．在密闭容器中有反应：a X(g)＋b Y(g)
n W(g)
ΔH ＝Q ，某同学根据此反应在不同条件下的实验数据，作出如下曲线：
其中，w (W)表示W 在反应混合物中的百分含量，t 表示反应时间。

其他条件不变时，
下列分析可能正确的是( )
A ．图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响，且p 2＞p 1，a ＋b ＞n
B．图Ⅱ可能是同温同压催化剂对反应的影响，且1的催化剂效果更好
C．图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响，且p1＞p2，n＜a＋b
D．图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响，且T1＞T2，Q＜0
解析：选B A项，由图像可知，p2＞p1，由1→2，加压平衡逆向移动，W含量降低，
则a＋b<n，不正确；C项，若n＜a＋b，图Ⅱ是催化剂的影响而不是压强影响；D项，图Ⅲ中如果是温度影响，则T1＞T2，从T1→T2，降温，W含量降低，即正反应为吸热反应，Q>0，
与题意不符合。

7．一定温度下，在2 L的密闭容器中发生如下反应：A(s)＋2B(g)x C(g)
ΔH<0，B、C的物质的量随时间变化的关系如图1，达平衡后在t1、t2、t3、t4时都只改变了
一种条件，逆反应速率随时间变化的关系如图2。

下列有关说法正确的是( )
A．x＝2，反应开始2 min内，v(B)＝0.1 mol·L－1·min－1
B．t1时改变的条件是降温，平衡逆向移动
C．t2时改变的条件可能是增大c(C)，平衡时B的物质的量分数增大D．t3时可能是减小压强，平衡不移动；t4时可能是使用催化剂，c(B)不变
解析：选D图1是浓度-时间图，图2为速率-时间图。

A中，由图1知，Δc(B)∶Δc(C)＝(0.3－0.1)mol/2 L∶(0.2－0)mol/2 L＝1∶1＝2∶x，x＝2时，v(B)＝[(0.3－0.1)mol/2 L] /2 min＝0.05 mol·L－1·min－1；B中此反应为放热反应，降温，平衡正向移动；C中，增加C，虽然平衡左移，但B的物质的量分数不一定增大；D中，x＝2，压强、催化剂均不能使平衡移动。

8.如图所示为800 ℃时A、B、C三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化，只从图上
分析不能得出的结论是( )
A．A是反应物
B．前2 min A的分解速率为0.1 mol·L－1·min－1
C．达平衡后，若升高温度，平衡向正反应方向移动
D．反应的化学方程式为2A(g)2B(g)＋C(g)
解析：选C 据题意知A 为反应物，B 、C 为生成物，Δn (A)∶Δn (B)∶Δn (C)＝(0.4 mol· L －
1－0.2 mol·L －
1)∶(0.3 mol·L －
1－0.1 mol·L －
1)∶0.1 mol·L －
1＝2∶2∶1，故化学方程式为
2A(g)
2B(g)＋C(g)；前2 min A 的分解速率为0.4 mol·L－1－0.2 mol·L－1
2 min
＝0.1 mol·(L·
min)－
1；据题意无法判断改变温度时，平衡移动的方向，故选C 。

二、不定项选择题(本题包括4小题，每小题6分，共24分)
9．往一体积不变的密闭容器中充入H 2和I 2(g)，发生反应H 2(g)＋I 2(g)
2HI(g)
ΔH ＜0，当达到平衡后，t 0时若保持混合气体总物质的量不变而改变某一反应条件(如图所
示)，使容器内压强增大，下列说法正确的是( )
A ．容器内气体颜色变深，平均相对分子质量不变
B ．平衡不移动，混合气体密度不变
C ．H 2转化率增大，HI 平衡浓度减小
D ．t 0时改变的条件是减小体积或升高体系温度
解析：选A 由图像知平衡逆向移动，I 2(g)物质的量增大，颜色加深，体积不变，平均相对分子质量不变，密度不变，A 正确，B 错误；平衡逆向移动，H 2转化率减小，C 错误；
t 0时改变条件为升高温度，使压强增大，D 错误。

10．在密闭容器中，一定条件下，进行如下反应：NO(g)＋CO(g)
12
N 2(g)＋CO 2(g)
ΔH ＝－373.2
kJ·mol －1，达到平衡后，为提高该反应的速率和NO 的转化率，采取的正确措施是( )
A ．加催化剂同时升高温度
B ．加催化剂同时增大压强
C ．升高温度同时充入N 2
D ．降低温度同时增大压强
解析：选B 题给反应是放热反应，反应后气体体积减小。

A 项，加催化剂同时升高温度，催化剂加快反应速率，升温平衡逆向进行，NO 转化率减小，错误；B 项，加催化剂同时增大压强，催化剂加快反应速率，增大压强平衡正向进行，NO 转化率增大，正确；C 项，升高温度同时充入N 2，升温速率增大，平衡逆向进行，加氮气平衡逆向移动，NO 转化率减小，错误；D 项，降低温度反应速率减小，加压反应速率增大，不能确定反应速率的变化情
况，错误。

11．将NO 2装入带活塞的密闭容器中，当反应2NO 2(g)
N 2O 4(g)达到平衡后，改变
下列一个条件，其中叙述正确的是( )
A．升高温度，气体颜色加深，则此反应为放热反应
B．慢慢压缩气体体积，平衡向右移动，混合气体颜色变浅C．慢慢压缩气体体积，若体积减小一半，压强增大，但小于原来的两倍D．恒温恒容时，充入稀有气体，压强增大，平衡向右移动，混合气体的颜色变浅
解析：选AC A项，升高温度，气体颜色加深，说明升高温度化学平衡向逆反应方向
移动，逆反应是吸热反应，此反应的正反应为放热反应，正确；B项，慢慢压缩气体体积，使体系的压强增大，各物质的浓度增大，由于该反应的正反应是气体体积减小的反应，所以增大压强化学平衡向右移动，各物质的浓度与原来比大，混合气体颜色变深，错误；C项，慢慢压缩气体体积，若体积减小一半，压强增大，如果平衡不移动，压强为原来的二倍，现在平衡向正反应方向移动，体系的压强小于原来的两倍，正确；D项，恒温恒容时，充入少量稀有气体，压强增大，但由于反应混合物中各物质的浓度没有发生变化，所以平衡不移动，
混合气体的颜色不变，错误。

12．某温度下2 L密闭容器中，3种气体起始状态和平衡状态时的物质的量(n)如下表所示。

( )
A．升高温度，若W的体积分数减小，则此反应ΔH<0
B．该温度下，此反应的平衡常数K＝6.75
C．增大压强，正、逆反应速率均增大，平衡向正反应方向移动D．该温度下，再向该容器中加入1.5 mol W，达到新平衡时，c(X)＝0.75 mol·L－1
解析：选AB由数据可知，X、Y是反应物，W是生成物，
x X(g)＋y Y(g)w W(g)
起始/(mol·L－1)：10.50
平衡/(mol·L－1)：0.50.250.75
转化(mol·L－1)：0.50.250.75
x∶y∶w＝0.5∶0.25∶0.75＝2∶1∶3
所以反应式为2X(g)＋Y(g)3W(g)
A项，升高温度，W的体积分数减小，平衡向逆反应方向移动，逆反应吸热，正反应放
热，ΔH<0，正确；B项，K＝错误!＝错误!＝6.75，B正确；C项，增大压强，正、逆反应速率均增大，但该反应前后气体分子数不变，平衡不移动，错误；D项，该反应前后气体体
积不变，再向该容器中加入1.5 mol W，为“倍比平衡”：
2X(g)＋Y(g)3W(g)
始010.5 0
衡00.50.250.75
始10.50.25 0.75＋0.75
始1 1.50.750
新平衡初始是原平衡初始1.5倍，所以平衡时浓度也是初始平衡的1.5倍，c(X)新平衡＝
1.5×0.25 mol·L－1＝0.375 mol·L－1，错误。

三、非选择题(本题包括2小题，共44分)
13．(20分)一定条件下，在体积为3
L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO)：CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g)。

根据题意完成下列问题：
(1)反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝__________，升高温度，K值________(填“增大
”“减小”或“不变”)，平衡向__________方向移动。

(2)在500 ℃，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝
________________________________________________________________________。

(3)在其他条件不变的情况下，将处于E点的体系体积压缩到原来的1/2，下列有关该体
系的说法正确的是________(填选项字母)。

A．氢气的浓度减小
B．正反应速率加快，逆反应速率也加快
C．甲醇的物质的量增加
D．重新平衡时错误!增大(4)据研究，反应过程中起催化作用的为Cu2O，反应体系中含少量CO2有利于维持催化
剂Cu2O的量不变，原因是______________________________________(用化学方程式表示)。

解析：(1)化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂
之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以根据反应的化学方程式可知，该反应的平衡常数K ＝错误!；根据图像可知，升高温度，甲醇的物质的量减小，说明平衡逆向移动，因此化学平衡常数减小。

(2)由图可知，在500 ℃时，时间达到t B时，甲醇的物质的量为n B，其浓度
是n B/3 mol·L－1，v(CH3OH)＝1/3n B mol·L－1/t B＝nB
3tB
mol·L－1·min－1，根据方程式可知，v(H2)
＝2v (CH 3OH)＝2nB 3tB mol·L －1·min －
1。

(3)其他条件不变时，将处于E 点的体系体积压缩到原
来的1
2，容器的体积减小，则压强增大，正逆反应速率都增大。

由于正方向是体积减小的方
向，平衡正向移动，甲醇的物质的量增多，氢气的物质的量减小，但由于体积减小，平衡时氢气的浓度反而增大。

(4)由于CO 能和氧化亚铜反应Cu 2O ＋CO 2Cu ＋CO 2，二氧化碳
浓度增大平衡向逆反应方向移动，有利于抑制反应向正反应方向移动，维持Cu 2O 的量不变。

答案：(1)错误! 减小 逆反应
(2)2nB
3tB
mol·L －1·min －1
(3)BC (4)Cu 2O ＋CO
2Cu ＋CO 2
14．(24分)以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化
工产品的工业叫煤化工。

(1)将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气。

反应为C(s)＋H 2O(g)
CO(g)＋H 2(g)ΔH ＝＋131.3 kJ·mol －1。

①该反应在常温下________(填“能”或“不能”)自发进行。

②一定温度下，在一个容积可变的密闭容器中，发生上述反应，下列能判断该反应达
到化学平衡状态的是____(填字母，下同)。

a ．容器中的压强不变
b ．1 mol H —H 键断裂的同时，断裂2 mol H —O 键
c ．c (CO)＝c (H 2)
d ．密闭容器的容积不再改变
(2)将不同量的CO(g)和H 2O(g)分别通入体积为2
L 的恒容密闭容器中，进行反应CO(g)＋H 2O(g)CO 2(g)＋H 2(g)，得到如下三组数据：
22点后两位，下同)。

②该反应的正反应为________(填“吸”或“放”)热反应，实验2条件下平衡常数K ＝_
_______。

(3)目前工业上有一种方法是用CO 2来生产甲醇。

一定条件下发生反应：CO 2(g)＋3H 2(g
)
CH 3OH(g)＋H 2O(g)，如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol －1)的变化。

在
体积为1 L 的恒容密闭容器中，充入1
mol
CO 2和3
mol
H 2，达到平衡后下列措施中能使c (CH 3OH)增大的是________。

a ．升高温度
b ．充入He(g)，使体系压强增大
c ．将H 2O(g)从体系中分离出来
d ．再充入1 mol CO 2和3 mol H 2
解析：(1)①根据ΔH －T ΔS ，其中ΔH ＞0，ΔS ＞0，在高温下，ΔH －T ΔS 才会小于0，该反应才能自发进行。

②该反应容器容积可变，随着反应的进行，不论是否达到平衡，容器中的压强始终不变，故a 项不能判断是否达到平衡；1 mol H —H 键断裂的同时会生成2 mol H —O 键，如果2 mol H —O 键也同时断裂，则表明达到了平衡状态；若起始时仅加入反应物，或按物质的量之比为1∶1充入CO 和H 2，则不论反应是否达到平衡，均有c (CO)＝c (H 2)，故c 项不能判断反应是否达到平衡；该反应未达到平衡时，容器的容积会发生变化，如果容
器的容积不再变化，则表明达到化学平衡状态。

(2)①实验1中6 min 时反应达到平衡，v (CO 2)＝v (CO)＝
4 mol －2.4 mol
2 L
6 min
＝
0.13 mol·L －1·min －1。

②由实验1、2可知，实验1中平衡时CO 的转化率为
4 mol －2.4 mol
4 mol
×100%＝40%，实验2中平衡时CO 的转化率为2 mol －1.6 mol 2 mol ×100%＝20%，说明升高
温度反应物的转化率降低，即正反应是放热反应；实验2中，CO 与H 2O 均转化了0.4 mol ，故平衡时H 2O 为0.6 mol ，CO 为1.6 mol ，H 2与CO 2均为0.4 mol ，则平衡常数K ＝错误!＝0.4 mol 2 L ×0.4mol
2L 1.6 mol 2 L ×0.6 mol
2 L
＝0.17。

(3)根据反应过程中能量变化图像可知反应物的总能量大于生成物的总能量，则该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，c (CH 3OH)减小；恒容容器中充入He(g)，平衡不移动，即c (CH 3OH)不变；将H 2O(g)从体系中分离出来，平衡向正反应方向移动，故c (CH 3OH)增大；再充入1 mol CO 2和3 mol H 2，相当于增大压强，则平衡向正反应方向移动，
故c(CH3OH)增大。

答案：(1)①不能②bd
(2)①0.13 mol·L－1·min－1②放0.17
(3)cd。