2019-2020高中化学（人教版 选修4）练习：章末综合检测2 12页

章末综合检测 ‎(90分钟，100分)‎ 一、选择题(本题包括18个小题，每小题3分，共54分)‎ ‎1．以下对影响反应方向因素的判断不正确的是(　　)‎ A．有时焓变对反应的方向起决定性作用 B．有时熵变对反应的方向起决定性作用 C．焓变和熵变是判断反应方向的两个主要因素 D．任何情况下，温度都不可能对反应的方向起决定性作用 解析：在焓变与熵变相差不大的情况下，温度可能对反应的方向起决定性作用。‎ 答案：D ‎2．(2014·河北保定高二测试)现有两个热化学反应方程式：‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．反应①②中都存在：ΔS>0‎ B．反应②高温时，可自发进行 C．在通常情况下，①②都能自发进行 D．反应①一定不能自发进行 解析：反应①②均为液体与气体反应转化为液体的反应，是熵减小的反应。ΔS<0，故A项错误；由△G＝ΔH－TΔS可知，ΔS<0，ΔH>0时，反应一定不能自发进行，故①不能自发进行；ΔS<0，ΔH<0时，低温时，反应可自发进行，故低温时，反应②可自发进行，B、C项错误，D项正确。‎ 答案：D ‎3．(2014·包钢一中高二期中检测)对可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，下列叙述正确的是(　　)‎ A．达到化学平衡时4v正(O2)＝5v逆(NO)‎ B．若单位时间内生成x mol NO的同时，消耗x mol NH3，则反应达到平衡状态 C．达到化学平衡时，若增大容器容积，则正反应速率减小，逆反应速率增大 D．化学反应速率关系：2v正(NH3)＝3v正(H2O)‎ 解析：A项，表明v正＝v逆，反应达到平衡状态，B项均表示正反应速率，无法判断是否达到平衡状态，C选项增大容器容积v正、v逆均减小，D项v正(NH3)∶v正(H2O)＝2∶3。‎ 答案：A ‎4．(2014·启东中学高二检测)已知反应A2(g)＋2B(s)A2B2(g)　ΔH ‎<0，下列说法正确的是(　　)‎ A．升高温度，化学平衡向正反应方向移动 B．增大压强，正反应与逆反应速率均增大 C．增大压强，化学平衡向正反应方向移动 D．增大B的物质的量，化学平衡向正反应方向移动 解析：升高温度平衡向吸热方向移动，A错误；压强对有气体参加的反应起作用，增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，因该化学方程式两边气体的化学计量数相等，故增大压强不影响平衡移动，C错误；B为固体，增大它的量并不会改变反应速率，当然对平衡也没有影响，D错误。‎ 答案：B ‎5．(2014·宁波高二检测)已知反应I2(g)＋H2(g)2HI(g)　ΔH<0，下列说法正确的是(　　)‎ A．降低温度，正向反应速率减小倍数大于逆向反应速率减小倍数 B．升高温度将缩短达到平衡的时间 C．达到平衡后，保持温度和容积不变，充入氩气，正逆反应速率同等倍数增大 D．达到平衡后，保持温度和压强不变，充入氩气，HI的质量将减小 解析：A项，降低温度，正向反应速率减小倍数小于逆向反应速率减小倍数，平衡向正反应方向移动，A错；B项，升高温度，正逆反应速率都加快，缩短了达到平衡的时间，B正确；C项，保持温度、容积不变，充入氩气，没有影响反应物的浓度，故不会使正逆反应速率增大，C错；D项，保持温度、压强不变，充入氩气后，容器的体积变大，相当于减小体系压强，但压强的改变不影响该平衡的移动，故HI的质量保持不变，D错。‎ 答案：B ‎6．(2014·贵阳高二检测)在密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)(正反应放热)，如图是某次实验的化学反应速率随时间变化的图像，推断在t1时刻突然变化的条件可能是(　　)‎ A．催化剂失效 B．减小生成物的浓度 C．降低体系温度 D．增大容器的体积 解析：从图像可以看出：改变条件后，反应速率与原平衡速率出现断层且低于原平衡反应速率，说明改变的条件可能是降低温度或减压，从改变条件后的v′(正)与v′(逆)的大小关系，可得出化学平衡应向正向移动。现分析，降低温度，该平衡向正向移动，必有 v′(正)>v′(逆)，故选C。‎ 答案：C ‎7．(2014·安徽卷)臭氧是理想的烟气脱硝试剂，其脱硝反应为：2NO2(g)＋O3(g)N2O5(g)＋O2(g)，若反应在恒容密闭容器中进行，下列由该反应相关图像作出的判断正确的是(　　)‎ A B C D 升高温度，平衡常数减小 ‎0～3 s内，反应速率为：v(NO2)＝0.2 mol·L－1‎ t1时仅加入催化剂，平衡正向移动 达平衡时，仅改变x，则x为c(O2)‎ 解析：本题考查化学平衡原理，涉及图像分析、平衡常数、反应速率计算及反应物的转化率等内容。A项正确，由图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，说明此反应是放热反应，所以升高温度，平衡将逆向移动，平衡常数减小；B项错误；v(NO2)应等于0.2 mol·L－1·s－1；C项错误，加入催化剂，平衡不发生移动；D项错误，达平衡时，增大c(O2)，平衡逆向移动，NO2的转化率会减小。‎ 答案：A ‎8．(2014·试题调研)一定温度下，向某密闭容器中加入0.2 mol CO和0.2 mol H2O，发生反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，4 min时反应达到平衡状态，测得，n(CO)∶n(CO2)＝3∶2，下列说法正确的是(　　)‎ A．缩小容器的体积，混合气体的密度不变 B．v(CO)＝v(CO2)时，表明反应达到平衡状态 C．平衡时CO和H2O的转化率相等 D．无法计算该条件下反应的化学平衡常数 解析：缩小容器的体积，化学平衡不移动，但混合气体的密度变大，A项错误；v(CO)＝v(CO2)指的是同一反应方向，不能表示反应已达到平衡状态，B项错误；由于起始充料的量之比与方程式中反应物的化学计量数之比一致，故各反应物的转化率一样，C项正确；由化学平衡常数表达式K＝＝＝，而根据题意可求出达到平衡状态时，反应体系中CO、H2O、CO2、H2的物质的量，则可求出其平衡常数，D项错误。‎ 答案：C ‎9．(2014·试题调研)已知：在300 K时，A(g)＋B(g)2C(g)＋D(s)的化学平衡常数K ‎＝4，在该温度下，向1 L容器中加入1 mol A和1 mol B发生反应，下列叙述不能作为该反应达到平衡状态的标志的是(　　)‎ ‎①C的生成速率与C的消耗速率相等　②单位时间内生成a mol A，同时消耗2a mol C　③A、B、C的浓度不再变化　④C的物质的量不再变化　⑤混合气体的总压强不再变化　⑥混合气体的密度不再变化　⑦A、B、C的分子数之比为1∶1∶2‎ A．②⑤ B．④⑦‎ C．②③ D．④⑥‎ 解析：①C的生成速率为v(正)，C的消耗速率为v(逆)，因为v(正)＝v(逆)，故反应达到平衡状态。②在反应过程中的任意时刻都符合，不能用于判断反应是否达到平衡状态。③④都能说明反应体系中各物质的百分含量不变，可以判断反应达到平衡状态。⑤该反应是一个气体体积不变的可逆反应，压强始终保持不变，所以不能用压强不变来判断反应是否达到平衡状态。⑥该反应中气体的体积不变，当气体的质量不再变化时，则混合气体的密度不变，可以判断反应达到平衡状态。⑦由A、B、C的分子数之比为1∶1∶2，可以计算出此时的浓度商和平衡常数相等，可以判断反应达到平衡状态。‎ 答案：A 点评：判断化学反应是否达到平衡状态，关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化，也就是“变量不变达平衡”。该题中反应速率、气体的物质的量浓度、混合气体的密度等都是变化的，当它们不再变化时就达到了平衡状态。常用到的判断标志有：‎ ‎(1)绝对标志 ‎(2)相对标志 ‎①有气体参加的反应，气体的总压强、总体积、总物质的量不变时，当是等体积反应时，不一定平衡；当是不等体积反应时，平衡。‎ ‎②气体的密度()、气体的平均相对分子质量()不变时，要具体分析各表达式中的分子或分母变化情况判断是否平衡。‎ ‎③如果平衡体系中的物质有颜色，则平衡体系的颜色不变时，可以判断达到平衡。‎ ‎10．密闭容器中，给一氧化碳和水蒸气的气体混合物加热，在催化剂存在下发生反应：CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)。在500 ℃时，平衡常数K＝9。若反应开始时，一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.02 mol/L，则在此条件下CO的转化率为(　　)‎ A．25% B．50%‎ C．75% D．80%‎ 解析：设平衡时CO2的浓度为x moI/L。‎ ‎　　　　　　　　　CO　＋　H2O　H2＋CO2‎ 起始浓度(mol/L) 0.02 0.02 0 0‎ 平衡浓度(mol/L) 0.02－x 0.02－x x x K＝＝＝9，‎ 解得x＝0.015。‎ 所以，CO的转化率＝×100%＝75%。‎ 答案：C ‎11．把0.6 mol X气体和0.4 mol Y气体混合于2 L容器中使它们发生如下反应，3X(g)＋Y(g)nZ(g)＋2W(g)，5 min末已生成0.2 mol W，若测知以Z浓度变化来表示反应的平均速率为0.01 mol/(L·min)，则上述反应中Z气体的反应方程式中化学计量数n的值是(　　)‎ A．1 B．2‎ C．3 D．4‎ 解析：根据化学方程式中各物质的计量关系，生成2 mol W的同时，必生成n mol的Z。v(Z)＝0.01 mol/(L·min)，Δc(Z)＝v·Δt＝0.01 mol/(L·min)×5 min＝0.05 mol/L，则Δn(Z)＝0.05 mol/L×2 L＝0.1 mol。n∶2＝0.1∶0.2，所以n＝1。‎ 答案：A ‎12．已知某可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)在密闭容器中进行，如图表示在不同反应时间t时，温度T和压强p与反应物B在混合气体中的体积分数[φ(B)]的关系曲线，由曲线分析，下列判断正确的是(　　)‎ A．T1p2，m＋n>p，放热反应 B．T1>T2，p1p，吸热反应 C．T1p2，m＋nT2，p1T2，且升高温度平衡正移，正反应为吸热反应；通过②和③的比较，相同温度下，压强越大反应速率越快，到达平衡所用时间越短，p2>p1，且压强增大平衡逆向移动，m＋np＋q 解析：升高温度，由图像判断平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，逆反应为吸热反应，A、B不正确；增大压强，由图像判断平衡向逆反应方向移动，即逆反应气体体积减小，C正确，D不正确。‎ 答案：C ‎15．恒温条件下，反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)在密闭容器中达到平衡状态，混合气体的平均摩尔质量为，N2与NH3的浓度均为c mol/L。若将容器的容积压缩为原来的，当达到新平衡时，下列说法中正确的是(　　)‎ A．新的平衡体系中，N2的浓度小于2c mol/L大于c mol/L B．新的平衡体系中，NH3的浓度小于2c mol/L大于c mol/L C．新的平衡体系中，混合气体的平均摩尔质量小于 D．新的平衡体系中，气体的密度是原平衡体系的1倍 解析：将容器的容积压缩为原来的，若平衡不移动，则N2与NH3的浓度均为2c mol/L，体系的压强为原来的2倍。事实上将容器的容积压缩为原来的时。混合气体的压强增大，平衡向正反应方向移动，N2的浓度小于2c mol ‎/L，又根据勒夏特列原理，新的平衡体系中，N2的浓度应大于c mol/L，A项正确；平衡向正反应方向移动必定使NH3的浓度大于2c mol/L，B项错误；平均摩尔质量＝，如果平衡不移动，则不变，事实上平衡向正反应方向移动，n(总)减小，增大，C项不正确；由于混合气体的总质量不变，而容器的容积为原来的，故气体的密度为原来的2倍，D项不正确。‎ 答案：A ‎16．右图是温度和压强对X＋Y2Z反应影响的示意图。图中横坐标表示温度，纵坐标表示平衡混合气体中Z的体积分数。‎ 下列叙述正确的是(　　)‎ A．上述可逆反应的正反应为放热反应 B．X、Y、Z均为气态 C．X和Y中最多只有一种为气态，Z为气态 D．上述反应的逆反应的ΔH>0‎ 解析：本题通过图像考查外界条件(温度、压强)对平衡移动(Z的体积分数)的影响，主要考查逻辑推理和识图能力。由图像可知，随温度升高Z的体积分数增大，该反应为吸热反应，A、D错。相同温度下，1000 kPa比10 kPa时Z的体积分数小，说明增加压强平衡左移，X、Y中至少有一种不是气体，B错，故选C。‎ 答案：C ‎17．(2014·朝阳高二测试)对于可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，下列各项对示意图的解释与图像相符的是(　　)‎ A．①压强对反应的影响(p2>p1)‎ B．②温度对反应的影响 C．③平衡体系增加N2对反应的影响 D．④催化剂对反应的影响 解析：①中由于p1条件下反应先达平衡状态，即p1>p2，A错误；升高温度，N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)ΔH<0的平衡逆向移动，N2的转化率降低，图像②错误；催化剂能加快化学反应速率，缩短达到平衡的时间，故有催化剂时先达平衡，④错误；向平衡体系中加入N2‎ 瞬间，v正增大，v逆不变，v正>v逆，平衡正向移动，C正确。‎ 答案：C ‎18．(2014·吉林高三质检)在体积为2 L的恒容密闭容器中发生反应xA(g)＋yB(g)zC(g)，图Ⅰ表示200℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化，图Ⅱ表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n(A)∶n(B)的变化关系。则下列结论正确的是(　　)‎ A．200℃时，反应从开始到平衡的平均速率v(B)＝0.04 mol·L－1·min－1‎ B．图Ⅱ所知反应xA(g)＋yB(g)zC(g)的ΔH<0，且a＝2‎ C．若在图Ⅰ所示的平衡状态下，再向体系中充入He，重新达到平衡前v正>v逆 D．200℃时，向容器中充入2 mol A和1 mol B，达到平衡时，A的体积分数小于0.5‎ 解析：由图Ⅰ可得该反应的化学方2A(g)＋B(g)C(g)。A项，v(B)＝＝0.02 mol·L－1·min－1，错误；B项，升温，C的体积分数增大，说明平衡右移，正反应为吸热反应，无法确定a值，错误；C项，由于体积不变，He与反应无关，所以平衡不移动，v正仍等于v逆，错误；D项，原平衡时，A的体积分数为＝0.5，再充入2 mol A、1 mol B，相当于增大压强，平衡右移，A的体积分数小于0.5，正确。‎ 答案：D 二、非选择题(本题包括5个小题。共46分)‎ ‎19．(2014·长春调研)(5分)300 ℃时，将2 mol A和2 mol B两种气体混合于2 L密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)　ΔH,2 min末达到平衡，生成0.8 mol D。‎ ‎(1)300 ℃时，该反应的平衡常数表达式为K＝____________，已知K300 ℃”或“<”)。‎ ‎(2)在2 min末时，B的平衡浓度为________，D的平均反应速率为________。‎ ‎(3)若温度不变，缩小容器容积，则A的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。‎ 解析：(1)温度越高，K越大，则说明升温平衡正向移动，即正反应为吸热反应，ΔH>0。‎ ‎(2)生成0.8 mol D，则反应掉0.4 mol B，剩余1.6 mol B，c(B)＝1.6 mol/2 L＝0.8 mol/L，v(B)＝＝0.1 mol/(L·min)，由化学计量数知，D的反应速率应为B的2倍，故v ‎(D)＝2v(B)＝2×0.1 mol/(L·min)＝0.2 mol/(L·min)。‎ ‎(3)该反应为等体积变化，加压平衡不移动，故A的转化率不变。‎ 答案：(1)　>‎ ‎(2)0.8 mol/L　0.2 mol/(L·min)‎ ‎(3)不变 ‎20．(10分)在一定条件下，可逆反应A＋BmC变化如图所示。已知纵坐标表示在不同温度和压强下生成物C在混合物中的质量分数，p为反应在T2温度时达到平衡后向容器加压的变化情况，问：‎ ‎(1)温度T1________T2(填“大于”“等于”或“小于”)。‎ ‎(2)正反应是________反应(填“吸热”或“放热”)。‎ ‎(3)如果A、B、C均为气体，则m________2(填“大于”“等于”或“小于”)。‎ ‎(4)当温度和容积不变时，如在平衡体系中加入一定量的某稀有气体，则体系的压强________(填“增大”“减小”或“不变”)，平衡________移动(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)。‎ 解析：由图像知温度T1时到达平衡用时间少，则反应速率快，说明温度大于T2；升高温度C的百分含量降低，平衡逆移，则正反应放热；加压C的百分含量降低，平衡逆移，则正反应体积增大，m大于2；当温度和容积不变时，如在平衡体系中加入一定量的某稀有气体，则体系的压强增大，但对该反应体系来说，各物质浓度没有变化，平衡不移动。‎ 答案：(1)大于 ‎(2)放热 ‎(3)大于 ‎(4)增大　不 ‎21．(2014·湖南长沙市一中、师大附中等六校联考)(15分)工业上通常采用CO(g)和H2(g)催化合成甲醇CH3OH(g)。‎ ‎(1)在—定温度和压强下，CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH＝－128.8 kJ/mol。若将10a mol CO和20a mol H2放入2 L的密闭容器中，充分反应后测得CO的转化率为60%，则该反应的平衡常数为________(用含a的代数式表示)。若此时再向该容器中投入10a mol CO、20a mol H2和10a mol CH3OH(g)，判断平衡移动的方向是________(填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”)；与原平衡相比，CO的物质的量浓度________(填“增大”、“不变”或“减小”)。‎ ‎(2)判断该反应达到平衡状态的依据是________(填字母序号)。‎ A．混合气体的密度不变 B．混合气体的平均相对分子质量不变 C．2v逆(H2)＝v正(CO)‎ D．容器内CO、H2、CH3OH的浓度之比为1∶2∶1‎ E．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化 ‎(3)一定条件下，在容积相同的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：‎ 容器 甲 乙 丙 反应物投入量 ‎1 mol CO、2 mol H2‎ ‎1 mol CH3OH ‎2 mol CH3OH 平衡时数据 反应能量变化的绝对值(kJ)‎ a b c 反应物转化率 α1‎ α1‎ α3‎ 体系压强(Pa)‎ p1‎ p2‎ p3‎ 则a＋b＝________；a1＋a3________1(填“<”、“>”或“＝”，下同)；2p2________p3。‎ 解析：本题考查了化学平衡知识，意在考查考生对相关知识的掌握程度。‎ ‎(1)　　　　　　　CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)‎ 起始浓度(mol/L) 5a 10a 0‎ 转化浓度(mol/L) 3a 6a 3a 平衡浓度(mol/L) 2a 4a 3a 所以平衡常数K＝＝。若达平衡后再向容器中投入10a mol CO、20a mol H2和10a mol CH3OH(g)，则此时Qcα3，所以α1＋α3<1；比较乙、丙可知，丙中甲醇的物质的量为乙中的2倍，压强增大，对于反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，平衡向生成甲醇的方向移动，故2p2>p3。‎ 答案：(1)　正向移动　增大 ‎(2)BE ‎(3)128.8　<　>‎ ‎22．(2014·沈阳一检)(16分)某研究小组向某2 L密闭容器中加入一定量的固体A和气体B，发生反应A(s)＋2B(g)D(g)＋E(g)　ΔH＝Q kJ·mol－1。在T1 ℃时，反应进行到不同时间测得各物质的物质的量如表：‎ ‎　时间(min)‎ 物质的量(mol)　　　　　‎ ‎0‎ ‎10‎ ‎20‎ ‎30‎ ‎40‎ ‎50‎ B ‎2.00‎ ‎1.36‎ ‎1.00‎ ‎1.00‎ ‎1.20‎ ‎1.20‎ D ‎0‎ ‎0.32‎ ‎0.50‎ ‎0.50‎ ‎0.60‎ ‎0.60‎ E ‎0‎ ‎0.32‎ ‎0.50‎ ‎0.50‎ ‎0.60‎ ‎0.60‎ ‎(1)T ℃时，该反应的平衡常数K＝________。‎ ‎(2)30 min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据表中的数据判断改变的条件可能是________(填字母编号)。‎ a．通入一定量的B b．加入一定量的固体A c．适当缩小容器的体积 d．升高反应体系温度 e．同时加入0.2 mol B、0.1 mol D、0.1 mol E ‎(3)对于该反应，用各物质表示的反应速率与时间的关系示意曲线为下图中的________(填序号)。‎ ‎(4)维持容器的体积和温度T1 ℃不变，若向该容器中加入1.60 mol B、0.20 mol D、0.20 mol E和n mol A，达到平衡后，与表格中20分钟时各物质的浓度完全相同，则投入固体A的物质的量n的取值范围是________。‎ ‎(5)维持容器的体积和温度T1 ℃不变，各物质的起始物质的量为：n(A)＝1.0 mol，n(B)＝3.0 mol，n(D)＝a mol，n(E)＝0 mol，达到平衡后，n(E)＝0.50 mol，则a＝________。‎ ‎(6)若该密闭容器绝热，实验测得B的转化率随温度变化的示意图如图所示。由图可知，Q________0(填“大于”或“小于”)，c点v正________v逆(填“大于”、“小于”或“等于”)。‎ 解析：本题考查了化学平衡的有关知识，意在考查考生对所学知识的理解和综合应用能力。(1)由题给表中数据可知，20 min时反应已达平衡状态，则K＝＝0.25。(2)30 min后，B、D、E的物质的量都增加。加入一定量的B，平衡正向移动，符合题意；加入固体A，平衡不移动，不符合题意；这是一个反应前后气体分子数不变的反应，缩小容器体积，平衡不移动，各物质的物质的量不变，不符合题意；只升高温度，平衡移动，但反应物和生成物的物质的量不会同时增加，不符合题意；同时加入0.2 mol B、0.1 mol D、0.1 mol E，平衡不移动，但符合题意。(3)可逆反应中各物质的反应速率之比等于化学计量数之比，故B的反应速率为D、E的2倍，且D、E的反应速率相等，满足此条件的图像是④。(4)由于开始时n(D)＝n(E)＝0.2 mol，平衡时n(D)＝n(E)＝0.5 mol，所以D、E均转化了0.3 mol，则A的物质的量大于0.3 mol即可。(5)因为温度不变，所以平衡常数不变，由“三段式”法，可知：‎ ‎　　　　　A(s)＋2B(g)D(g)　＋　E(g)‎ 开始(mol) 3.0 a 0‎ 转化(mol) 1.0 0.5 0.5‎ 平衡(mol) 2.0 a＋0.5 0.5‎ 则＝0.25，解得a＝1.5。(6)由图可知，c点B的转化率最大，则c点达到了平衡状态，v正＝v逆；c点之后平衡逆向移动，由于该容器密闭绝热，B的转化率随温度升高而减小，则此反应正向为放热反应。‎ 答案：(1)0.25　(2)ae　(3)④‎ ‎(4)大于0.3(或>0.3)‎ ‎(5)1.5‎ ‎(6)小于　等于