专题二 综合测试题
时间90分钟，满分100分。
一、选择题（本题包括18小题，每题只有一个选项符合题意，每小题3分，共54分）
1.哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。
N2+3H22NH3
现向一密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2，在一定条件下使该反应发生，下列有关说法正确的是( )
A.达到化学平衡时，N2将完全转化为NH3
B.达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等
C.达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化
D.达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率都为零
答案：C
解析：各物质的浓度保持不变的状态为平衡状态，此时有v正=v逆。
2.反应N2（g）+3H2（g）2NH3(g) ΔH<0，在某一时间段中反应速率与反应过程的曲线关系如右图，则氨的百分含量最高的一段时间是
( )
A.t0~t1 B.t2~t3
C.t3~t4 D.t5~t6
答案：A
解析：此题主要考查影响化学反应速率的因素及化学平衡的移动，t1~t2段，相当于在t0~t1基础上，升高了温度，平衡向左移动，使NH3百分含量减少。t3~t4段，只是使用了催化剂，使正、逆反应速率同等程度地增加，平衡并未移动，NH3的百分含量不变，故只能选A。
3.下列是4位同学在学习“化学反应速率与化学平衡”一章后，联系工业生产实际所发表的观点，你认为不正确的是( )
A.化学反应速率理论是研究怎样在一定时间内快出产品
B.化学平衡理论是研究怎样使用有限原料多出产品
C.化学反应速率理论是研究怎样提高原料转化率
D.化学平衡理论是研究怎样使原料尽可能多地转化为产品
答案：C
解析：化学反应速率是研究化学快慢问题，化学平衡是研究化学进行的程度问题。
4.下列现象与平衡移动无关的是( )
A.酯水解时加碱作催化剂
B.用饱和食盐水除去Cl2中混有的HCl气体
C.合成氨工业中温度选择400℃~500℃
D.合成氨工业中压强选择20MPa~50MPa
答案：C
解析：合成氨中选择500℃左右的高温是因为提高化学反应速率，同时此温度下催化剂的活性强。
5.在密闭容器中，一定条件下，进行如下反应：NO(g)+CO(g) N2(g)+CO2(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N2
D.降低温度同时增大压强
答案：B
解析：为提高NO的转化率，则需使平衡向正方向移动，措施有降温、加压，则A错。充入N2应向逆方向移动C错，D中降温不能提高反应速率。
6.已知反应3A(g)+B(g) 2C(g)+2D(g) ΔH<0，下图中，a、b曲线分别表示在不同条件下，A与B反应时，D的体积分数随时间t的变化情况。若想使曲线b（实线）变为曲线a（虚线），可采用的措施是( )
①增大A的浓度②升高温度
③增大D浓度④加入催化剂
⑤恒温下，缩小反应容器体积
⑥加入稀有气体，保持容器内压强不变
A.①②③ B.④⑤
C.③④⑤ D.④⑤⑥
答案：B
解析：由图可知，某条件的改变，只是加快反应速率，但不影响化学平衡的移动。
7.某温度下，体积一定的密闭容器中进行如下可逆反应：
X（g）+Y（g）Z（g）+W（s） ΔH>0
下列叙述正确的是( )
A.加入少量W，逆反应速率增大
B.当容器中气体压强不变时，反应达到平衡
C.升高温度，平衡逆向移动
D.平衡后加入X，上述反应的ΔH增大
答案：B
解析：A选项中W为固体，增加W的量不会影响反应速率；对于反应前后气体体积不相等的反应而言，体积一定时，压强不发生变化，说明反应已经达到平衡状态；此反应正向ΔH>0 ，说明正反应为吸热反应，升高温度平衡向着吸热的方向进行，故平衡应正向移动；ΔH与参加反应的反应物及生成物具体的量无关，而是与化学计量数有关，因此平衡后再加入X，不会影响ΔH。
8.下图中的曲线是表示其他条件一定时，2NO+O22NO2反应中NO的转化率与温度的关系曲线，图中标有a、b、c、d四点，其中表示未达到平衡状态，且v正>v逆的点是( )
A.a点 B.b点
C.c点 D.d点
答案：C
解析：此题为温度——转化率曲线，因为可逆反应的正、逆反应同时进行，所以可逆反应不可能进行彻底，只能达到化学平衡状态，一定条件下的平衡转化率是它在该条件下的最大转化率。曲线上的任一点都表示在此温度下达到平衡状态时对应的转化率。由于a点、b点均在平衡线上，表示a点与b点均达到平衡状态。c点时，若温度不变，NO的转化率将增大，说明反应没达到平衡，且反应向正反应方向进行，即v正>v逆，符合题目要求。d点时，若温度不变，NO的转化率将减小，说明反应没达到平衡，且反应向逆反应方向进行，即v正0，P2>P1
B.反应Ⅱ：ΔH>0，T10，T2>T1；或ΔH<0，T2T1
答案：C
解析：反应（Ⅰ），温度升高，A的转化率降低，说明化学平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，ΔH<0，在温度一定时，增大压强，化学平衡向正反应方向移动，αA应增大，则P2>P1，A不正确；由题给反应Ⅱ的图示可知T1>T2，温度升高时n(C)减少，说明平衡向逆反应方向移动，故正反应放热，ΔH<0，B不正确；对于反应（Ⅲ）若为放热反应，φ（C）减小时，平衡向逆反应方向移动，则T2T2，D不正确。
11.合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义，对于密闭容器中的反应：
N2(g)+3H2(g)== 2NH3(g)，673 K、30MPa下n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如下图所示，下列叙述正确的是( )
A.点a的正反应速率比点b的大
B.点c处反应达到平衡
C.点d（t1时刻）和点e（t2时刻）处n（N2）不一样
D.其他条件不变，773 K下反应至t1时刻，n（H2）比上图中d点的值小
答案：A
解析：本题主要考查化学反应速率和化学平衡等知识。由题图n(H2)随时间的变化曲线的斜率知在a点n（H2）变化量大于b点n(H2)的变化量即a的正反应速率大于b点。虽然c点时n(H2)=n(NH3)，但二者的物质的量仍在随时间发生变化，故c点并没达到平衡，B不正确。由于在t1、t2时反应已达平衡，故二点是n(N2)一样多，C不正确。由于合成氨的反应是一个放热反应，温度升高时，化学平衡向逆反应方向移动，则在其他条件不变时773 K下反应至t1时n(H2)比图中d的值大。故本题答案为A。
12.X、Y、Z为三种气体，把a mol X和b mol Y充入一个密闭容器，
发生反应：X+2Y2Z。达到平衡时，若它们的物质的量满足：n(X)+n(Y)=n(Z)，则Y的转化率为( )
A.×100%
B.×100%
C.×100%
D.×100%
答案：B
解析：
设X消耗的量为n(X)，则
X + 2Y 2Z
起始量/mol a b 0
转化量/mol n(X) 2n(X) 2n(X)
平衡量/mol a-n(X) b-2n(X) 2n(X)
由于n(X)+n(Y)=n(Z)，
所以［a-n(X)］+［b-2n(X)］=2n(X)，
故n(X)=
(mol)。
则Y的转化率为:
×100%=×100%。
13.碘钨灯比白炽灯使用寿命长。灯管内封存的少量碘与使用过程中沉积在管壁上的钨可以发生反应： W(s)+I2(g) T1
T2
WI2(g) ΔH<0（温度T10
B.若温度为T1、T2，反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1v逆
D.状态A与状态B相比，状态A的c（I2）大
答案：C
解析：本题考查温度对化学平衡的影响及学生分析图像的能力。
由图像知随温度升高，
c（I-3）减小，即升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，
ΔH<0，A错；
放热反应的平衡常数随温度升高而减小，
T1K2，B正确；
若反应进行到状态D时，c（I-3）小于平衡时
c（I-3），即反应正向进行，v正>v逆，
C正确；由于起始浓度不知，故A、B两状态的c（I2）无法比较，D错。
17.将2 mol A和1 mol B通入一密闭容器中，在某温度下达到平衡：2A(g)+B(g) 2C(g)+D(g)。经测定，平衡时混合气体中C的体积分数为24%，则B的转化率为( )
A.73% B.36%
C.24% D.12%
答案：B
解析：设转化的B的物质的量为x，则生成C的物质的量为2x。因该反应前后气体的物质的量不变，根据题意有：×100%=24%，x=0.36 mol，B的转化率为：
×100%=36%。
18.对于A2+3B22AB3反应来说，以下反应速率表示反应最快的是( )
A.v（AB3）=0.5 mol·L-1·min-1
B.v（B2）=0.6 mol·L-1·min-1
C.v（A2）=0.4 mol·L-1·min-1
D.无法判断
答案：C
解析：A项由v(AB3)=0.5 mol·L-1·min-1可推出v(A2)=0.25 mol·L-1·min-1；B项由v(B2)=0.6 mol·L-1·min-1，可得v(A2)=0.2 mol·L-1·min-1，由此可知表示反应最快的是C项。
二、非选择题（共46分）
19.（6分）牙齿表面由一层坚硬的、组成为Ca5(PO4) 3OH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：
Ca5(PO4) 3OH(s)脱矿
矿化
5Ca2++3PO3-4+OH-。进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是 。已知Ca5(PO4) 3F(s)的溶解度比上面的矿化产物更小，质地更坚固。请用离子方程式表示，当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因： 。根据以上原理，请你提出一种其他促进矿化的方法： 。
答案：H++OH-==H2O，使平衡向脱矿方向移动 5Ca2++3PO3-4+F-==Ca5(PO4) 3F↓
加Ca2+
解析：H++OH-==H2O，使平衡向脱矿方向移动。依据信息，F-替换平衡中的OH-，生成溶解度更小、质地更坚固的Ca5(PO4) 3F：5Ca2++3PO3-4+F-==Ca5(PO4) 3F↓。促进矿化的方法之一是使上述平衡向矿化方向移动，一种可行的方法是加Ca2+。
20.（9分）现有反应aA(g)+bB(g) pC(g)，达到平衡后，当升高温度时，B的转化率变大；当减小压强时，混合体系中C的质量分数也减小，则
（1）该反应的逆反应是 热反应，且a+b p（填“>”、“<”或“=”）。
（2）减压时，A的质量分数 （填“增大”、“减小”或“不变”，下同）。（3）若加入B（体积不变），则A的转化率 ，B的转化率 。
（4）若升高温度，则平衡时，B、C的浓度之比将 。
（5）若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量 。
（6）若B是有色物质，A、C均为无色物质，则加入C（体积不变）时混合物的颜色 ，而维持容器内气体的压强不变，充入氖气时，混合物的颜色 （填“变浅”、“变深”或“不变”）。
答案：（1）放 > （2）增大 （3）增大 减小（4）减小 （5）不变 （6）变深变浅
解析：升高温度，B的转化率变大，说明此反应的正反应为吸热反应；减小压强，混合体系中C的质量分数变小，说明减小压强时平衡向逆反应方向移动，则a+b>p，催化剂对化学平衡无影响；若B为有色物质，体积不变时加入C，平衡向逆反应方向移动，生成更多的B而使混合物的颜色加深。如维持容器内压强不变，充入氖气可使容器体积增大，虽然平衡向逆反应方向移动，B的物质的量增加，但B的浓度比原平衡时小，因而混合物的颜色变浅。
21.（8分）钾是一种性质活泼的金属，工业上通常用金属钠和氯化钾在高温下反应制取钾，反应为：Na(l)+KCl(l) NaCl（l）+K(g) ΔH>0，该反应的平衡常数可表示为：K=c(K)，各物质的沸点与压强的关系见下表：
压强(kPa)
13.33
53.32
101.3
K的沸点(℃)
590
710
770
Na的沸点(℃)
700
830
890
KCl的沸点(℃)
1437
NaCl的沸点(℃)
1465
（1）在常压下，使金属钾转变为气态，并从反应混合物中分离出来的最低温度约为 。
（2）在制取钾的过程中，为了提高原料的转化率，可以采取的措施是 。
（3）常压下，当反应温度升高到900℃时，该反应的平衡常数可表示为：K= 。
答案：（1）770℃
（2）降低压强、分离出钾蒸气或适当升高温度
（3）K=c(K)/c(Na)
解析：（1）该反应过程应控制温度使只有K为气态，则温度范围应高于770℃，低于890℃（不能使钠成为气体）。
（2）只有使平衡正向移动才能提高原料的转化率：①减少生成物的浓度，即分离出钾蒸气；②降低压强；③适当升高温度。
（3）常压下，温度为900℃时，钠成为气体，则反应的平衡常数K=。
22.（12分）在某一容积为2 L的密闭容器内，加入0.8 mol的H2和0.6 mol的I2，在一定的条件下发生如下反应：
H2(g)+I2(g) 2HI(g)+Q(Q>0)
反应中各物质的浓度随时间变化情况如图1：
（1）该反应的化学平衡常数表达式为 。
（2）根据图1数据，反应开始至达到平衡时，平均速率v(HI)为 。
（3）反应达到平衡后，第8分钟时：
①若升高温度，化学平衡常数K （填写增大、减小或不变），HI浓度的变化正确的是 （用图2中a~c的编号回答）。
②若加入I2，H2浓度的变化正确的是 。（用图2中d~f的编号回答）
（4）反应达到平衡后，第8分钟时，若把容器的容积扩大一倍，请在图3中画出8分钟后HI浓度的变化情况。
答案：（1）K= （2）0.167 mol·L-1·min-1
（3）①减小 c ②f
（4）见下图
解析：本题综合考查化学反应速率、化学平衡、化学平衡常数及其影响因素等内容。（1）由化学平衡常数的概念可知所给反应的化学平衡常数表达式为：
K=。
（2）由图1可知在3 min时反应达到平衡状态，HI的浓度变化为0.5 mol·L-1，所以v(HI)=0.5 mol·L-1/3 min=0.167 mol·L-1·min-1。（3）①由于反应放热，温度升高，平衡向左移动，故K值减小，c(HI)减小即为图2中的c曲线；②若加入I2则c(I2)增大，平衡向右移动，c(H2)降低，d、e、f曲线中只有f适合。（4）由于该反应为气体总体积不变的反应，所以在温度不变时，体积增大一倍，平衡不移动，但每种物质的浓度都变为原来的1/2。
23.（6分）在密闭容器中，由一定起始浓度的氙（Xe）和F2反应，可得到3种氟化物。各种生成物在平衡体系内分压与反应温度的关系如下图所示（已知气体的分压之比等于物质的量之比）。
（1）420K时，发生反应的化学方程式为： ；若反应中消耗1 mol Xe，则转移电子 mol。
（2）600K~800K时，会发生反应：XeF6(g) XeF4(g)+F2(g)，其反应热ΔH 0（填“>”、“=”或“<”）。理由是 。
（3）900K时，容器中存在的组分有 。
答案：（1）Xe+3F2420KXeF6 6 （2）> 由图中可知升高温度XeF6减小，XeF4增多，说明平衡向右移动，所以正反应吸热 （3）XeF4，XeF6，XeF2，Xe，F2
解析：由图可知420K时生成物只有XeF6，所以反应：
Xe+3F2420KXeF6
从600K到800K随温度升高，曲线表示XeF6减小，XeF4增多，所以升温平衡向右移动，所以正反应为吸热反应，ΔH>0。
24.（5分）在一定容的密闭容器中进行如下反应：2SO2+O22SO3，SO2的起始浓度是0.040 mol·L-1，而O2的起始浓度是0.84 mol·L-1，当80%的SO2转化为SO3时，反应即达到平衡，求平衡时三种气体的浓度和平衡常数。
答案：c(SO2)=0.0080 mol·L-1 c(O2)=0.824 mol·L-1
c(SO3)=0.032 mol·L-1 19.4
解析： 2SO2 + O2 2SO3
开始浓度：0.040 mol·L-10.84 mol·L-1 0
则平衡浓度：c(SO2)=［0.040(1-80%)］ mol·L-1；
c(O2)=(0.84-) mol·L-1；
c(SO3)=(0.040×80%) mol·L-1。
K=
=
=≈19.4。
平衡时三种气体的浓度各为：
c(SO2)=0.040×(1-80%)=0.0080 mol·L-1；
c(O2)=0.84-=0.824 mol·L-1；
c(SO3)=0.040×80%=0.032 mol·L-1。
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