2019高中化學(xué)第二章化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率測(cè)評(píng)A魯科版.docx

化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率測(cè)評(píng)A(基礎(chǔ)過(guò)關(guān)卷)(時(shí)間:90分鐘滿(mǎn)分:100分)可能用到的相對(duì)原子質(zhì)量:H1C12N14O16Na23S32一、選擇題(本題共12小題,每小題4分,共48分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1.錫是古老金屬,錫之為器,自上古而延綿至今。錫素有“盛水水清甜,盛酒酒香醇,儲(chǔ)茶味不變,插花花長(zhǎng)久”的美稱(chēng)。金屬錫的冶煉常用焦炭作還原劑:SnO2+2CSn+2CO,反應(yīng)過(guò)程中能量的變化如圖所示。下列有關(guān)該反應(yīng)的H、S的說(shuō)法中正確的是()A.H0S0S0C.H0D.H0S0解析:由于生成物所具有的能量大于反應(yīng)物所具有的能量,故該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),即H0;該反應(yīng)為氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)增大的反應(yīng),故S0。答案:D2.在2 L密閉容器內(nèi),某氣體反應(yīng)物在2 s內(nèi)由8 mol變?yōu)?.2 mol,則該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為()A.0.4 molL-1s-1B.0.3 molL-1s-1C.0.2 molL-1s-1D.0.1 molL-1s-1解析:v=8mol-7.2mol2L2s=0.2molL-1s-1。答案:C3.下列可逆反應(yīng)一定處于平衡狀態(tài)的是()A.2HBr(g)Br2(g)+H2(g),氣體物質(zhì)的量保持不變B.N2(g)+3H2(g)2NH3(g),測(cè)得正反應(yīng)速率v(N2)=0.02 molL-1min-1,逆反應(yīng)速率v(NH3)=0.01 molL-1min-1C.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),在3 min后SO2的轉(zhuǎn)化率一直為49%D.2CO(g)+O2(g)2CO2(g),混合物中CO、O2、CO2的物質(zhì)的量之比為212解析:A項(xiàng)中的反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng),無(wú)論反應(yīng)進(jìn)行到什么程度,氣體物質(zhì)的量均保持不變,該項(xiàng)不符合題意;B項(xiàng)中v逆(N2)=12v逆(NH3)=120.01molL-1min-1=0.005molL-1min-1,v(正)v(逆),反應(yīng)正向進(jìn)行,未達(dá)平衡狀態(tài);D項(xiàng)中各組分的物質(zhì)的量之比等于系數(shù)之比,不能說(shuō)明反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)。答案:C4.向酸性硫酸鉻溶液中加入適量氫氧化鈉溶液使其pH變?yōu)?.6時(shí),溶液中有藍(lán)灰色沉淀出現(xiàn),此時(shí)溶液中存在如下平衡:Cr3+(紫色)+3OH-Cr(OH)3(藍(lán)灰色)H+CrO2-(綠色)+H2O。將上述混合液分為兩份,其中一份加入少量氫氧化鈉溶液,另一份加入少量稀硫酸,則此兩份混合液的顏色分別為()A.紫色、綠色B.藍(lán)灰色、綠色C.藍(lán)色、紫色D.綠色、紫色解析:加入少量NaOH溶液,題給平衡向右移動(dòng),CrO2-增大,Cr3+減小,溶液顏色變?yōu)榫G色;同理,加入少量稀硫酸,題給平衡向左移動(dòng),Cr3+增大,CrO2-減小,混合溶液呈紫色。答案:D5.下面是某化學(xué)研究小組探究外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡影響時(shí)所畫(huà)的圖像,其中圖像和實(shí)驗(yàn)結(jié)論表達(dá)均正確的是()A.是其他條件一定時(shí),反應(yīng)速率隨溫度變化的圖像,正反應(yīng)Hp2解析:根據(jù)圖像,升高溫度,平衡正向移動(dòng),正反應(yīng)H0,A錯(cuò);反應(yīng)實(shí)質(zhì)是Fe3+3SCN-Fe(SCN)3,K+和Cl-不參加化學(xué)反應(yīng),KCl濃度增大不影響化學(xué)平衡,B錯(cuò);使用催化劑,反應(yīng)速率增大,先達(dá)到平衡,C正確;反應(yīng)為反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)不變的化學(xué)反應(yīng),改變壓強(qiáng)不影響平衡狀態(tài),即不影響A的轉(zhuǎn)化率,且不斷加入B,A的轉(zhuǎn)化率增大,D錯(cuò)。答案:C6.處于平衡狀態(tài)的反應(yīng)2H2S(g)2H2(g)+S2(g)H0,不改變其他條件的情況下,下列說(shuō)法合理的是()A.加入催化劑,反應(yīng)途徑將發(fā)生改變,H也將隨之改變B.升高溫度,正、逆反應(yīng)速率都增大,H2S的分解率也增大C.增大壓強(qiáng),平衡逆向移動(dòng),將引起體系溫度降低D.若體系恒容,充入一些H2后達(dá)新平衡,H2濃度將減小解析:H與反應(yīng)的始態(tài)、終態(tài)有關(guān),與反應(yīng)發(fā)生的途徑無(wú)關(guān),A項(xiàng)錯(cuò)誤;升高溫度,正、逆反應(yīng)速率均增大,因該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),故平衡正向移動(dòng),分解率增大,B項(xiàng)正確;該反應(yīng)是氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)增大的反應(yīng),增大壓強(qiáng)平衡逆向移動(dòng),逆反應(yīng)是放熱反應(yīng),會(huì)使體系溫度升高,C項(xiàng)錯(cuò)誤;體系中充入H2,平衡將向H2濃度減小的方向移動(dòng),但不能消除H2濃度的增大,達(dá)到平衡后H2的濃度比原平衡中的大,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:B7.相同溫度下,容積均為0.25 L的兩個(gè)恒容密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.2 kJmol-1。實(shí)驗(yàn)測(cè)得起始時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如表所示:容器編號(hào)起始時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量/mol達(dá)到平衡時(shí)體系能量的變化N2H2NH3130放出熱量:23.05 kJ0.92.70.2放出熱量:Q下列敘述錯(cuò)誤的是()A.容器中反應(yīng)的平衡常數(shù)相等B.平衡時(shí),兩個(gè)容器中NH3的體積分?jǐn)?shù)均為17C.容器中達(dá)到平衡時(shí)放出的熱量Q=23.05 kJD.若容器的容積為0.5 L,則平衡時(shí)放出的熱量小于23.05 kJ解析:對(duì)于給定反應(yīng),平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),溫度相同,平衡常數(shù)相同,A正確。由中放出的熱量可知,參加反應(yīng)的N2為0.25mol,則有N2(g)+3H2(g)2NH3(g)n(起始物質(zhì)的量)/mol130n(轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量)/mol0.250.750.5n(平衡物質(zhì)的量)/mol0.752.250.5則中NH3的體積分?jǐn)?shù)為0.50.75+2.25+0.5=17,由于和中建立的平衡是相同的,所以?xún)扇萜髦蠳H3的體積分?jǐn)?shù)均為17,B正確。和建立的平衡是相同的,中起始時(shí)充入0.9molN2,達(dá)到平衡時(shí)相當(dāng)于有0.15molN2參加反應(yīng),則平衡時(shí)放出的熱量小于23.05kJ,C不正確。若容器的容積為0.5L,相當(dāng)于在原來(lái)的基礎(chǔ)上減小壓強(qiáng),平衡逆向移動(dòng),則平衡時(shí)放出的熱量小于23.05kJ,D正確。答案:C8.在容積為2 L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)xA(g)+yB(g)zC(g),圖1表示200 時(shí)容器中A、B、C的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化關(guān)系,圖2表示不同溫度下達(dá)到平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)隨起始n(A)n(B)的變化關(guān)系。則下列結(jié)論正確的是()A.200 時(shí),反應(yīng)從開(kāi)始到平衡的平均速率v(B)=0.04 molL-1min-1B.由圖2可知反應(yīng)xA(g)+yB(g)zC(g)的Hv(逆)D.200 時(shí),向容器中充入2 mol A和1 mol B,達(dá)到平衡時(shí),A的體積分?jǐn)?shù)小于0.5解析:由圖1可知,反應(yīng)從開(kāi)始到平衡v(B)=0.4mol-0.2mol2L5min=0.02molL-1min-1,A錯(cuò)誤。由圖1知,達(dá)到平衡時(shí),A、B、C的物質(zhì)的量的變化量分別為0.4mol、0.2mol、0.2mol,A、B、C的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為211,所以a=2,且平衡時(shí),C的體積分?jǐn)?shù)最大,但根據(jù)圖2可知,n(A)n(B)一定時(shí),溫度升高,平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)增大,說(shuō)明升高溫度,平衡正向移動(dòng),正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),H0,B錯(cuò)誤。向恒容的反應(yīng)體系中充入He,平衡不移動(dòng),C錯(cuò)誤。由圖1知,起始充入0.8molA、0.4molB,達(dá)到平衡時(shí)A、B、C的物質(zhì)的量分別是0.4mol、0.2mol、0.2mol,A的體積分?jǐn)?shù)是0.4mol0.4mol+0.2mol+0.2mol=0.5,現(xiàn)充入2molA和1molB,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),所以反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),A的體積分?jǐn)?shù)小于0.5,D正確。答案:D9.利用催化氧化反應(yīng)將SO2轉(zhuǎn)化為SO3是工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的關(guān)鍵步驟。已知:SO2(g)+12O2(g)SO3(g)H0。向一帶活塞的密閉容器中充入2.0 mol SO2和1.0 mol O2,反應(yīng)達(dá)到平衡后,改變下列條件,能使SO2(g)的平衡濃度比原來(lái)減小的是()A.保持溫度和容器容積不變,充入1.0 mol O2B.保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變,充入1.0 mol SO3C.保持容器容積不變,升高溫度D.移動(dòng)活塞壓縮氣體解析:保持溫度和容器容積不變,充入1.0molO2,O2的濃度增大,平衡正向移動(dòng),重新達(dá)到平衡后SO2(g)的濃度減小,A項(xiàng)正確;保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變,充入1.0molSO3,重新達(dá)到的平衡與原平衡等效,體系中各物質(zhì)濃度不變,B項(xiàng)錯(cuò)誤;該反應(yīng)放熱,保持容器容積不變,升高溫度,平衡逆向移動(dòng),重新達(dá)到平衡后,SO2(g)的濃度增大,C項(xiàng)錯(cuò)誤;移動(dòng)活塞壓縮氣體,能使平衡正向移動(dòng),但容器容積減小,根據(jù)勒夏特列原理可知,SO2(g)的濃度增大,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:A10.800 時(shí),在密閉容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng):2NO(g)+O2(g)2NO2(g)Hp2,對(duì)于題給反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),平衡時(shí)NO2體積分?jǐn)?shù)增大,A錯(cuò);反應(yīng)放熱,升高溫度使平衡逆向移動(dòng),反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率減小,B錯(cuò);容器容積不變,向平衡體系中充入O2,正反應(yīng)速率增大,后逐漸減小,逆反應(yīng)速率瞬時(shí)不變,后逐漸增大,平衡正向移動(dòng),正、逆反應(yīng)速率相等時(shí),達(dá)到新的平衡狀態(tài),C正確;加入催化劑,反應(yīng)速率增大,達(dá)到平衡所需時(shí)間縮短,D錯(cuò)。答案:C11.已知甲醇是一種重要的工業(yè)原料,由甲醇脫氫可制取甲醛CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g),甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線如圖所示(已知反應(yīng)在1 L的密閉容器中進(jìn)行)。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A.甲醇脫氫反應(yīng)的H0B.600 K時(shí),Y點(diǎn)甲醇的v(正)0,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;600K時(shí),Y點(diǎn)表示的甲醇的轉(zhuǎn)化率偏高,反應(yīng)逆向進(jìn)行,v(正)v(逆),B選項(xiàng)正確;由圖可知Y點(diǎn)與Z點(diǎn)相比,除相應(yīng)的溫度不同外,其余均相同,故要從Y點(diǎn)到Z點(diǎn)應(yīng)通過(guò)升高溫度來(lái)實(shí)現(xiàn),C選項(xiàng)錯(cuò)誤;T1條件下,平衡時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度不能確定,無(wú)法求平衡常數(shù),D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:B12.向某密閉容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三種氣體,在一定條件下發(fā)生反應(yīng),各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間變化的情況如圖1所示。圖2為t2時(shí)刻后改變反應(yīng)條件,平衡體系中化學(xué)反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的情況,四個(gè)階段都各改變一種條件,且所改變的條件均不相同。已知t3t4階段為使用催化劑。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.若t1=15,生成物C在t0t1時(shí)間段的平均反應(yīng)速率為0.004 molL-1s-1B.t4t5階段改變的條件為減小壓強(qiáng),t5t6階段改變的條件是升高溫度C.B的起始物質(zhì)的量為0.02 molD.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3A(g)B(g)+2C(g)解析:若t1=15,生成物C在t0t1時(shí)間段的平均反應(yīng)速率v(C)=c(C)t=0.11molL-1-0.05molL-115s=0.004molL-1s-1,故A選項(xiàng)正確;t3t4階段為使用催化劑,t4t5階段,正、逆反應(yīng)速率都減小,且化學(xué)平衡不移動(dòng),所以改變的條件只能為減小壓強(qiáng),且反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)不變,反應(yīng)中A的物質(zhì)的量濃度變化為0.15molL-1-0.06molL-1=0.09molL-1,C的物質(zhì)的量濃度變化為0.11molL-1-0.05molL-1=0.06molL-1,所以化學(xué)方程式中A與C的系數(shù)之比為0.090.06=32,則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3A(g)B(g)+2C(g),t5t6階段,正、逆反應(yīng)速率都增大,改變的條件應(yīng)為升高溫度,故B、D選項(xiàng)正確;由A的起始物質(zhì)的量為0.3mol和起始物質(zhì)的量濃度為0.15molL-1可知,容器的容積V=0.3mol0.15molL-1=2L,由化學(xué)方程式可知B的起始物質(zhì)的量濃度為0.05molL-1-(0.11molL-1-0.05molL-1)12=0.02molL-1,所以B的起始物質(zhì)的量n(B)=0.02molL-12L=0.04mol,故C選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:C二、非選擇題(本題包括4小題,共52分)13.(10分)研究和深度開(kāi)發(fā)CO、CO2的應(yīng)用對(duì)構(gòu)建生態(tài)文明社會(huì)具有重要的意義。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)在一恒溫恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)H”“0.4,要使平衡后乙與甲中相同組分的體積分?jǐn)?shù)相等,c最高為1,所以c的取值范圍為0.40.4”或“”)0。(2)將不同物質(zhì)的量的H2O(g)和CO分別通入容積為2 L的恒容密閉容器中,進(jìn)行反應(yīng):H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g),得到3組數(shù)據(jù)如表所示:實(shí)驗(yàn)溫度/起始量/mol平衡量/mol達(dá)到平衡狀態(tài)所需時(shí)間/minH2OCOCOH21650242.41.652900121.60.433900abcdt實(shí)驗(yàn)1中05 min內(nèi),以v(CO2)表示的化學(xué)反應(yīng)速率為,此溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)為,溫度升高時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)會(huì)(填“增大”“減小”或“不變”)。650 時(shí),若在此容器中充入2 mol H2O(g)、1 mol CO、1 mol CO2和x mol H2,若要使反應(yīng)在開(kāi)始時(shí)正向進(jìn)行,則x應(yīng)滿(mǎn)足的條件是。若a=2,b=1,則達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)實(shí)驗(yàn)2中H2O(g)和實(shí)驗(yàn)3中CO的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系為2(H2O)(填“”或“=”)3(CO)。解析:(1)對(duì)于在一定體積的密閉容器中發(fā)生的有氣體參加的反應(yīng),氣體的物質(zhì)的量之比等于壓強(qiáng)之比。所以當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),Kp=p2(CO2)p(N2)p2(NO)p2(CO)。反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)是混亂程度減小的反應(yīng),若該反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的H0。(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知實(shí)驗(yàn)1中05min內(nèi)生成氫氣的物質(zhì)的量是1.6mol,則根據(jù)化學(xué)方程式可知生成CO2的物質(zhì)的量是1.6mol,c(CO2)=0.8molL-1,則v(CO2)=0.8molL-15min=0.16molL-1min-1。實(shí)驗(yàn)1條件下的化學(xué)平衡常數(shù),列式計(jì)算:H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)初始濃度molL-11200轉(zhuǎn)化濃度molL-10.80.80.80.8平衡濃度molL-10.21.20.80.8所以化學(xué)平衡常數(shù)K=(0.8molL-1)20.2molL-11.2molL-1=83。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,實(shí)驗(yàn)1中CO的轉(zhuǎn)化率為1.6mol4mol100%=40%,實(shí)驗(yàn)2中CO的轉(zhuǎn)化率為0.4mol2mol100%=20%,則實(shí)驗(yàn)1中CO的轉(zhuǎn)化率大于實(shí)驗(yàn)2中CO的轉(zhuǎn)化率,則說(shuō)明溫度升高平衡逆向移動(dòng),因此化學(xué)平衡常數(shù)減小。由知,650時(shí),平衡常數(shù)K=83,若要使反應(yīng)在開(kāi)始時(shí)正向進(jìn)行,則0.5molL-10.5xmolL-10.5molL-11molL-183,解得x163,因此x的取值范圍是0x163。實(shí)驗(yàn)2條件下的化學(xué)平衡常數(shù),列式計(jì)算:H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)初始濃度molL-10.5100轉(zhuǎn)化濃度molL-10.20.20.20.2平衡濃度molL-10.30.80.20.2則K=0.2molL-10.2molL-10.3molL-10.8molL-1=16。若a=2,b=1,設(shè)H2O(g)的轉(zhuǎn)化濃度為x,則H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)初始濃度molL-110.500轉(zhuǎn)化濃度molL-1xxxx平衡濃度molL-11-x0.5-xxx則K=xx(1molL-1-x)(0.5molL-1-x)=16,解得x=0.2molL-1。所以達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),實(shí)驗(yàn)2中H2O(g)和實(shí)驗(yàn)3中CO的轉(zhuǎn)化率均是0.2molL-10.5molL-1100%=40%。答案:(1)p2(CO2)p(N2)p2(NO)p2(CO)(2)0.16 molL-1min-183減小0x163=16.(18分)能源問(wèn)題是人類(lèi)社會(huì)面臨的重大課題,甲醇是一種可再生能源,具有廣闊的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用前景,研究甲醇具有重要意義。(1)用CO合成甲醇的反應(yīng)為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);在容積為1 L的密閉容器中分別充入1 mol CO和2 mol H2,實(shí)驗(yàn)測(cè)得甲醇的物質(zhì)的量和溫度、時(shí)間的關(guān)系曲線如圖甲所示。圖甲則正反應(yīng)的H(填“”或“=”)0,判斷的理由是。(2)利用工業(yè)廢氣中的CO2可制取甲醇,其反應(yīng)為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H0。為探究用CO2生產(chǎn)燃料甲醇的反應(yīng)原理,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):在恒溫條件下,向一容積為1 L的密閉容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,進(jìn)行上述反應(yīng)。測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化的曲線如圖乙所示。從反應(yīng)開(kāi)始到達(dá)平衡狀態(tài),v(H2)=;該溫度下的平衡常數(shù)數(shù)值K=。能使平衡體系中n(CH3OH)n(CO2)增大的措施有(任寫(xiě)一條)。圖乙(3)工業(yè)上利用甲醇制備氫氣的常用方法有兩種。甲醇蒸氣重整法。主要反應(yīng)為CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)。設(shè)在容積為2.0 L的密閉容器中充入0.60 mol CH3OH(g),體系壓強(qiáng)為p1,在一定條件下達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),體系壓強(qiáng)為p2,且p2p1=2.2,則該條件下CH3OH(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為。甲醇部分氧化法。在一定溫度下以Ag/CeO2-ZnO為催化劑時(shí),原料氣比例對(duì)反應(yīng)的選擇性(選擇性