2018年高中化学化学反应的方向、限度与速度单元测试1鲁科版.docx

第2章 化学反应的方向、限度与速度(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)1汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，其反应原理是2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)。由此可知，下列说法中正确的是()A该反应是熵增大的反应B该反应不能自发进行，因此需要合适的催化剂C该反应常温下能自发进行，高温和催化剂条件只是加快反应的速率D该反应常温下能自发进行，因为正反应是吸热反应解析：选C。只使用催化剂便可使尾气发生转化，故此反应能自发进行。因反应是气体物质的量减小的反应，故应是熵减小。因熵减小不利于反应自发，故自发进行的原因是反应放热。2下列说法正确的是()AH0的反应均是自发反应BS为负值的反应均不能自发进行C冰在室温下自动融化成水，是熵增的重要结果D高锰酸钾加热分解是一个熵减小的过程解析：选C。本题主要考查化学反应进行方向的判断。A项，有些H0(放热)的反应是非自发反应。B项，S为负值(熵减小)的反应有的也能自发进行。C、D项都是体系混乱度增大的过程，都属于熵增加过程。3在4个相同的密闭容器中发生反应：A(g)3B(g)2C(g)，在同一时间内测得容器内的反应速率分别为v(A)3 molL1min1；v(B)4.5 molL1min1；v(C)4 molL1min1；v(A)0.075 molL1s1。若其他条件相同，温度不同，则温度由高到低的顺序为()ABC D解析：选C。首先根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，将化学反应速率均用v(A)进行表示，并注意单位的换算。v(A)3 molL1min1；v(A)v(B)4.5 molL1min11.5 molL1min1；v(A)v(C)4 molL1min12 molL1min1；v(A)0.075 molL1s160 smin14.5 molL1min1。再根据温度越高化学反应速率越大进行排列即可，C项正确。4对于反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H0，在其他条件不变的情况下()A加入催化剂，改变了反应的途径，反应的H也随之改变B改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量不变C升高温度，反应速率加快，反应放出的热量不变D若在原电池中进行，反应放出的热量不变解析：选B。A项，加入催化剂，改变了反应物和生成物的活化能，从而改变反应的途径，但反应的H只与反应物、生成物的总能量有关，并不发生改变。B项，该反应前后气体的总物质的量不变，改变压强，平衡不发生移动，因此反应放出的热量不变。C项，升高温度，反应速率加快，平衡逆向移动，反应放出的热量减少。D项，原电池反应中，化学能主要转化为电能，因此反应放出的热量将减少。5恒温恒压下，在容积可变的容器中，反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡后，再向容器内通入一定量NO2，又达到平衡时，N2O4的体积分数()A不变 B增大C减小 D无法判断解析：选A。在一个容积可变的容器中通入气体，为了保持压强的一定，容器的容积必然要增大。假设在题给的过程中，容器的容积从A变化到AB，这个过程也可以理解成：假设有一个虚拟的隔板可以保持A的容积不变，在B中充入NO2，使其反应直至达到平衡。很明显，在同温、同压下，A、B中达到平衡后，NO2、N2O4的体积分数分别相等。这时，抽去虚拟的隔板，A、B中的气体仅简单地混合，并不会发生平衡的移动。也就是说，在题给的过程中，容器内N2O4的体积分数不变。6下列叙述正确的是()A大多数化学反应在一定条件下都有一定的限度B依据焓判据：NH4HCO3受热分解可自发进行C使用催化剂可降低反应的活化能，加快反应速率，改变反应限度DFeCl3与KSCN反应达到平衡时，向其中滴加KCl溶液，则溶液颜色变深解析：选A。大多数化学反应为可逆反应，在一定条件下都有一定的限度，A项正确；NH4HCO3受热分解是吸热反应，因此自发性不能运用焓判据，应运用熵判据分析，B项错误；催化剂不影响平衡状态，无法改变反应的限度，C项错误；FeCl3与KSCN反应的实质是Fe3nSCNFe(SCN)n3n，KCl对平衡无影响，加KCl溶液相当于加水稀释，Fe(SCN)n3n的浓度减小，颜色变浅，D项错误。7对可逆反应2A(s)3B(g)C(g)2D(g)Hv逆加入催化剂，B的转化率提高A BC D解析：选B。A为固体，其量的改变不影响平衡移动；升高温度，v正、v逆均增大；因反应前后气体分子数不变，增大压强，平衡不移动，但v正、v逆均增大；增大B的浓度，平衡右移，故有v正v逆；催化剂的加入不影响平衡状态，B的转化率不会改变。8在一定条件下，将1 mol CO和一定量的水蒸气通入容器中发生下述反应：COH2O(g)CO2H2，达到平衡后，测得CO2为0.6 mol，再通入4 mol水蒸气，又达到平衡后，CO2的物质的量是()A等于0.6 molB等于1 molC大于0.6 mol小于1 molD小于0.6 mol解析：选C。增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动，故CO2的物质的量一定大于0.6 mol，因该反应为可逆反应，CO的物质的量为1 mol，CO不可能完全转化为CO2，所以CO2的物质的量小于1 mol。9反应X(g)Y(g)2Z(g)H0，达到平衡时，下列说法正确的是()A减小容器体积，平衡向右移动B加入催化剂，Z的产率增大C增大X，X的转化率增大D降低温度，Y的转化率增大解析：选D。该反应为反应前后气体体积不变的反应，因此改变压强对平衡无影响，A项错误；催化剂只能降低反应的活化能，增大反应速率，但不能改变平衡状态，产率不变，因此B项错误；增大一种反应物的浓度会增大另一反应物的转化率，本身的转化率是下降的，C项错误；降低温度后，平衡向着放热反应方向移动，即向右移动，因此Y的转化率增大，D项正确。10如图所示有一处于平衡状态的反应：X(s)3Y(g)2Z(g)，为了使平衡向生成Z的方向移动，应选择的条件是()高温低温高压低压加正催化剂分离出ZA BC D解析：选C。升温时，气体平均相对分子质量减小，说明平衡逆向移动。注意X是固体，根据可知，逆向移动时m总减少，n总增大，正反应为放热反应，且正向是一个气体分子数减小的反应。11反应mX(g)nY(g)pZ(g)H，在不同温度下的平衡体系中物质Y的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法错误的是()A该反应的H0BmK(C)DA、C两点的反应速率：v(A)0，A正确；由图像知，p2p1，增大压强，Y的体积分数减小，说明m0知，K(B)K(C)，C错误；A、C两点的温度相同，但压强p(A)p(C)，故v(A)v(C)，D正确。12往一容积不变的密闭容器中充入H2和I2，发生反应：H2(g)I2(g)2HI(g)H0，当达到平衡后，t1时刻改变反应的某一条件(混合气体的总物质的量不变)，造成容器内压强增大，下列说法中，正确的是()A容器内气体颜色变深，混合气体密度增大B平衡不移动，混合气体密度增大CI2(g)转化率增大，HI(g)平衡浓度变小D改变条件前后，速率图像如图所示解析：选D。该反应是一个放热且反应前后气体的物质的量不变的反应，要使容器内压强增大，且混合气体总物质的量不变，则只能通过升高温度完成，所以t1时刻升高温度后，平衡一定发生移动，且是逆向移动，使I2的转化率变小；但由于混合气体总物质的量不变且容器的容积不可变，所以气体的密度不发生改变。13电镀废液中Cr2O可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4)：Cr2O(aq)2Pb2(aq)H2O(l)2PbCrO4(s)2H(aq)Hac BcabCabc Dabc解析：选B。在PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)达到平衡后又充入PCl5，平衡向右移动，但压强的增大有利于逆反应，所以PCl5的转化率降低；反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡后又充入NO2，NO2的增大和压强的增大都有利于正反应，故NO2的转化率增大。16已知氯化钴和盐酸的混合溶液存在如下平衡：Co(H2O)(粉红色)4ClCoCl(蓝色)6H2OH0，若使溶液呈粉红色，下列措施可行的是()A升温 B加压C加入等体积的水 D滴加盐酸解析：选C。对于Co(H2O)(粉红色)4ClCoCl(蓝色)6H2OH0，升高温度、滴加盐酸增大Cl的浓度，上述平衡向右移动，溶液呈蓝色，A、D错误；压强对液体的体积无影响，B错误；设各物质的平衡浓度为Co(H2O)a molL1，Clb molL1，CoClc molL1，故K，当加水稀释使溶液的体积增大1倍，则QK，因此平衡向左移动，溶液变粉红色，C正确。二、非选择题(本题包括4小题，共52分)17(14分)用Cl2合成有机物时往往会产生副产物HCl。通过反应4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g)，可实现氯的循环利用。(1)该反应平衡常数的表达式K_；若反应容器的容积为2 L,8 min后达到平衡，测得容器内物质由2.5 mol减少至2.25 mol，则HCl的平均反应速率为_molL1min1。(2)若该反应在体积不变的密闭容器中发生，当反应达平衡时，下列叙述正确的是_。av逆(HCl)2v正(Cl2)b4v正(HCl)v逆(O2)c又加入1 mol O2，达新平衡时，HCl的转化率增大d分离出H2O，达新平衡时，v正(HCl)增大(3)下图是该反应n(HCl)n(O2)分别为41和21时，反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。下列叙述正确的是_。a该反应的正反应是放热反应b其他条件不变，升高温度，平衡常数K值增大c若平衡常数K值变大，达新平衡前v逆始终减小d若平衡常数K值变大，则平衡向正反应方向移动(4)投料比为41、温度为400 时，平衡混合物中Cl2的物质的量分数是(保留两位小数)_。解析：(1)依据“差量法”：4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g)n412211 mol(2.52.25)molv(HCl)0.062 5 molL1min1。(2)a选项，变形得v正(Cl2)，是达到平衡状态的标志，正确；b选项，变形得v正(HCl)，不是符合平衡状态的标志，错误；d选项，正、逆反应速率均减小。(3)温度升高转化率减小，所以正反应为放热反应，升高温度平衡常数减小；平衡常数K值变大即降低温度，平衡右移，反应物浓度逐渐减小，所以逆反应速率也逐渐减小。(4)投料比为41时，HCl的转化率相对较小，所以是b曲线，400 时HCl转化率为75%，假设HCl为4 mol、O2为1 mol，依据“三段式法”可求得平衡时HCl、O2、Cl2、H2O的物质的量分别为1 mol、0.25 mol、1.5 mol、1.5 mol，则Cl2的物质的量分数约为35%。答案：(1)0.062 5(2)ac(3)acd(4)0.3518(12分)在2 L密闭容器内，800 时反应2NO(g)O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表：时间/s012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)写出该反应的平衡常数表达式：K_。已知：K300 K350 ，则正反应是_热反应。(2)下图中表示NO2的浓度变化的曲线是_。用O2表示从02 s内该反应的平均速率v_。(3)能说明该反应已达到平衡状态的是_。av(NO2)2v(O2)b容器内压强保持不变cv逆(NO)2v正(O2)d容器内密度保持不变(4)为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动，可采取的措施是_。a及时分离出NO2气体b适当升高温度c增大O2的浓度d选择高效催化剂解析：(1)由300 升至350 时，K值减小，说明升温平衡左移，逆反应为吸热反应，则正反应是放热反应。(2)由平衡体系2NO(g)O2(g)2NO2(g)知，NO2为生成物，在0 s时，c(NO2)0，随反应的进行，c(NO2)逐渐增大，当达到平衡时，NO20.006 5 molL1，故表示NO2浓度变化的曲线为b。v(NO)3.0103molL1s1。则v(O2)v(NO)1.5103molL1s1。(3)a项中未指明正、逆反应速率，故无法说明该反应是否达到平衡状态；由于该反应是反应前后气体体积不相等的反应，当容器内压强保持不变时，说明该反应已达到平衡状态，故b项正确；c项中说明正、逆反应速率相等，故说明该反应已达到平衡状态；由于气体总质量不变，气体总体积也不变，因此，无论该反应是否达到平衡，容器内密度始终保持不变，故d项无法说明该反应是否达到平衡状态。(4)a项能使反应速率减慢，平衡正移，故a项错误；b项能使反应速率加快，平衡逆移，故b项错误；c项能使反应速率加快，平衡正移，故c项正确；d项能使反应速率加快，但对平衡无影响，故d项错误。答案：(1)放(2)b1.5103molL1s1(3)bc(4)c19(13分)工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，生产流程如下：(1)工业生产时，制取氢气的一个反应为COH2O(g) CO2H2。某温度下，往1 L密闭容器中充入0.2 mol CO和0.3 mol水蒸气。反应建立平衡后，体系中H20.12 molL1。该温度下此反应的平衡常数K_。保持温度不变，向上述平衡体系中再加入0.1 mol CO，当反应重新建立平衡时，水蒸气的总转化率(H2O)_。(2)合成塔中发生的反应为N2(g)3H2(g)2NH3(g)H”、“”或“”)573 K。T/KT1573T2K/(molL1)21.001072.451051.88103(3)NH3和O2在铂系催化剂作用下从145 就开始反应：4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H905 kJmol1。不同温度下NO的产率如图所示。温度高于900 时，NO产率下降的原因是_。(4)吸收塔中反应为3NO2H2O2HNO3NO。从生产流程看，吸收塔中需要补充空气，其原因是_。解析：(1)根据平衡时氢气的浓度及加入的水蒸气与一氧化碳的量可以求得平衡时其他物质的浓度：CO0.08 molL1、H2O0.18 molL1、CO20.12 molL1，计算其平衡常数K1。根据相同温度下平衡常数不变，可得平衡时各种物质的浓度都是0.15 molL1。(2)合成氨为放热反应，温度降低，平衡右移，故温度越低，平衡常数越大。(3)氨氧化反应属于放热反应，温度升高，平衡左移，温度低于900 时，没有达到平衡，900 时达到平衡，温度高于900 时，平衡左移，NO浓度降低。(4)充入