2019高中化学第二章化学反应的方向、限度与速率测评A鲁科版.docx

化学反应的方向、限度与速率测评A(基础过关卷)(时间:90分钟满分:100分)可能用到的相对原子质量:H1C12N14O16Na23S32一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。每小题只有一个选项符合题意)1.锡是古老金属,锡之为器,自上古而延绵至今。锡素有“盛水水清甜,盛酒酒香醇,储茶味不变,插花花长久”的美称。金属锡的冶炼常用焦炭作还原剂:SnO2+2CSn+2CO,反应过程中能量的变化如图所示。下列有关该反应的H、S的说法中正确的是()A.H0S0S0C.H0D.H0S0解析:由于生成物所具有的能量大于反应物所具有的能量,故该反应为吸热反应,即H0;该反应为气态物质系数增大的反应,故S0。答案:D2.在2 L密闭容器内,某气体反应物在2 s内由8 mol变为7.2 mol,则该反应的平均反应速率为()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.下列可逆反应一定处于平衡状态的是()A.2HBr(g)Br2(g)+H2(g),气体物质的量保持不变B.N2(g)+3H2(g)2NH3(g),测得正反应速率v(N2)=0.02 molL-1min-1,逆反应速率v(NH3)=0.01 molL-1min-1C.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),在3 min后SO2的转化率一直为49%D.2CO(g)+O2(g)2CO2(g),混合物中CO、O2、CO2的物质的量之比为212解析:A项中的反应为气体物质的量不变的反应,无论反应进行到什么程度,气体物质的量均保持不变,该项不符合题意;B项中v逆(N2)=12v逆(NH3)=120.01molL-1min-1=0.005molL-1min-1,v(正)v(逆),反应正向进行,未达平衡状态;D项中各组分的物质的量之比等于系数之比,不能说明反应是否达到平衡状态。答案:C4.向酸性硫酸铬溶液中加入适量氢氧化钠溶液使其pH变为4.6时,溶液中有蓝灰色沉淀出现,此时溶液中存在如下平衡:Cr3+(紫色)+3OH-Cr(OH)3(蓝灰色)H+CrO2-(绿色)+H2O。将上述混合液分为两份,其中一份加入少量氢氧化钠溶液,另一份加入少量稀硫酸,则此两份混合液的颜色分别为()A.紫色、绿色B.蓝灰色、绿色C.蓝色、紫色D.绿色、紫色解析:加入少量NaOH溶液,题给平衡向右移动,CrO2-增大,Cr3+减小,溶液颜色变为绿色;同理,加入少量稀硫酸,题给平衡向左移动,Cr3+增大,CrO2-减小,混合溶液呈紫色。答案:D5.下面是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响时所画的图像,其中图像和实验结论表达均正确的是()A.是其他条件一定时,反应速率随温度变化的图像,正反应Hp2解析:根据图像,升高温度,平衡正向移动,正反应H0,A错;反应实质是Fe3+3SCN-Fe(SCN)3,K+和Cl-不参加化学反应,KCl浓度增大不影响化学平衡,B错;使用催化剂,反应速率增大,先达到平衡,C正确;反应为反应前后气态物质系数不变的化学反应,改变压强不影响平衡状态,即不影响A的转化率,且不断加入B,A的转化率增大,D错。答案:C6.处于平衡状态的反应2H2S(g)2H2(g)+S2(g)H0,不改变其他条件的情况下,下列说法合理的是()A.加入催化剂,反应途径将发生改变,H也将随之改变B.升高温度,正、逆反应速率都增大,H2S的分解率也增大C.增大压强,平衡逆向移动,将引起体系温度降低D.若体系恒容,充入一些H2后达新平衡,H2浓度将减小解析:H与反应的始态、终态有关,与反应发生的途径无关,A项错误;升高温度,正、逆反应速率均增大,因该反应的正反应是吸热反应,故平衡正向移动,分解率增大,B项正确;该反应是气态物质系数增大的反应,增大压强平衡逆向移动,逆反应是放热反应,会使体系温度升高,C项错误;体系中充入H2,平衡将向H2浓度减小的方向移动,但不能消除H2浓度的增大,达到平衡后H2的浓度比原平衡中的大,D项错误。答案:B7.相同温度下,容积均为0.25 L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.2 kJmol-1。实验测得起始时的有关数据如表所示:容器编号起始时各物质的物质的量/mol达到平衡时体系能量的变化N2H2NH3130放出热量:23.05 kJ0.92.70.2放出热量:Q下列叙述错误的是()A.容器中反应的平衡常数相等B.平衡时,两个容器中NH3的体积分数均为17C.容器中达到平衡时放出的热量Q=23.05 kJD.若容器的容积为0.5 L,则平衡时放出的热量小于23.05 kJ解析:对于给定反应,平衡常数只与温度有关,温度相同,平衡常数相同,A正确。由中放出的热量可知,参加反应的N2为0.25mol,则有N2(g)+3H2(g)2NH3(g)n(起始物质的量)/mol130n(转化物质的量)/mol0.250.750.5n(平衡物质的量)/mol0.752.250.5则中NH3的体积分数为0.50.75+2.25+0.5=17,由于和中建立的平衡是相同的,所以两容器中NH3的体积分数均为17,B正确。和建立的平衡是相同的,中起始时充入0.9molN2,达到平衡时相当于有0.15molN2参加反应,则平衡时放出的热量小于23.05kJ,C不正确。若容器的容积为0.5L,相当于在原来的基础上减小压强,平衡逆向移动,则平衡时放出的热量小于23.05kJ,D正确。答案:C8.在容积为2 L的恒容密闭容器中发生反应xA(g)+yB(g)zC(g),图1表示200 时容器中A、B、C的物质的量随时间的变化关系,图2表示不同温度下达到平衡时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 molL-1min-1B.由图2可知反应xA(g)+yB(g)zC(g)的Hv(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1可知,反应从开始到平衡v(B)=0.4mol-0.2mol2L5min=0.02molL-1min-1,A错误。由图1知,达到平衡时,A、B、C的物质的量的变化量分别为0.4mol、0.2mol、0.2mol,A、B、C的化学计量数之比为211,所以a=2,且平衡时,C的体积分数最大,但根据图2可知,n(A)n(B)一定时,温度升高,平衡时C的体积分数增大,说明升高温度,平衡正向移动,正反应是吸热反应,H0,B错误。向恒容的反应体系中充入He,平衡不移动,C错误。由图1知,起始充入0.8molA、0.4molB,达到平衡时A、B、C的物质的量分别是0.4mol、0.2mol、0.2mol,A的体积分数是0.4mol0.4mol+0.2mol+0.2mol=0.5,现充入2molA和1molB,相当于增大压强,平衡正向移动,所以反应达到平衡时,A的体积分数小于0.5,D正确。答案:D9.利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤。已知:SO2(g)+12O2(g)SO3(g)H0。向一带活塞的密闭容器中充入2.0 mol SO2和1.0 mol O2,反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2(g)的平衡浓度比原来减小的是()A.保持温度和容器容积不变,充入1.0 mol O2B.保持温度和容器内压强不变,充入1.0 mol SO3C.保持容器容积不变,升高温度D.移动活塞压缩气体解析:保持温度和容器容积不变,充入1.0molO2,O2的浓度增大,平衡正向移动,重新达到平衡后SO2(g)的浓度减小,A项正确;保持温度和容器内压强不变,充入1.0molSO3,重新达到的平衡与原平衡等效,体系中各物质浓度不变,B项错误;该反应放热,保持容器容积不变,升高温度,平衡逆向移动,重新达到平衡后,SO2(g)的浓度增大,C项错误;移动活塞压缩气体,能使平衡正向移动,但容器容积减小,根据勒夏特列原理可知,SO2(g)的浓度增大,D项错误。答案:A10.800 时,在密闭容器内发生反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)Hp2,对于题给反应,增大压强,平衡正向移动,平衡时NO2体积分数增大,A错;反应放热,升高温度使平衡逆向移动,反应物的转化率减小,B错;容器容积不变,向平衡体系中充入O2,正反应速率增大,后逐渐减小,逆反应速率瞬时不变,后逐渐增大,平衡正向移动,正、逆反应速率相等时,达到新的平衡状态,C正确;加入催化剂,反应速率增大,达到平衡所需时间缩短,D错。答案:C11.已知甲醇是一种重要的工业原料,由甲醇脱氢可制取甲醛CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g),甲醇的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示(已知反应在1 L的密闭容器中进行)。下列有关说法正确的是()A.甲醇脱氢反应的H0B.600 K时,Y点甲醇的v(正)0,A选项错误;600K时,Y点表示的甲醇的转化率偏高,反应逆向进行,v(正)v(逆),B选项正确;由图可知Y点与Z点相比,除相应的温度不同外,其余均相同,故要从Y点到Z点应通过升高温度来实现,C选项错误;T1条件下,平衡时各物质的物质的量浓度不能确定,无法求平衡常数,D选项错误。答案:B12.向某密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体,在一定条件下发生反应,各物质的物质的量浓度随时间变化的情况如图1所示。图2为t2时刻后改变反应条件,平衡体系中化学反应速率随时间变化的情况,四个阶段都各改变一种条件,且所改变的条件均不相同。已知t3t4阶段为使用催化剂。下列说法错误的是()A.若t1=15,生成物C在t0t1时间段的平均反应速率为0.004 molL-1s-1B.t4t5阶段改变的条件为减小压强,t5t6阶段改变的条件是升高温度C.B的起始物质的量为0.02 molD.该反应的化学方程式为3A(g)B(g)+2C(g)解析:若t1=15,生成物C在t0t1时间段的平均反应速率v(C)=c(C)t=0.11molL-1-0.05molL-115s=0.004molL-1s-1,故A选项正确;t3t4阶段为使用催化剂,t4t5阶段,正、逆反应速率都减小,且化学平衡不移动,所以改变的条件只能为减小压强,且反应前后气态物质系数不变,反应中A的物质的量浓度变化为0.15molL-1-0.06molL-1=0.09molL-1,C的物质的量浓度变化为0.11molL-1-0.05molL-1=0.06molL-1,所以化学方程式中A与C的系数之比为0.090.06=32,则该反应的化学方程式为3A(g)B(g)+2C(g),t5t6阶段,正、逆反应速率都增大,改变的条件应为升高温度,故B、D选项正确;由A的起始物质的量为0.3mol和起始物质的量浓度为0.15molL-1可知,容器的容积V=0.3mol0.15molL-1=2L,由化学方程式可知B的起始物质的量浓度为0.05molL-1-(0.11molL-1-0.05molL-1)12=0.02molL-1,所以B的起始物质的量n(B)=0.02molL-12L=0.04mol,故C选项错误。答案:C二、非选择题(本题包括4小题,共52分)13.(10分)研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。请回答下列问题:(1)在一恒温恒容密闭容器中发生反应:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)H”“0.4,要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,c最高为1,所以c的取值范围为0.40.4”或“”)0。(2)将不同物质的量的H2O(g)和CO分别通入容积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应:H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g),得到3组数据如表所示:实验温度/起始量/mol平衡量/mol达到平衡状态所需时间/minH2OCOCOH21650242.41.652900121.60.433900abcdt实验1中05 min内,以v(CO2)表示的化学反应速率为,此温度下的化学平衡常数为,温度升高时化学平衡常数会(填“增大”“减小”或“不变”)。650 时,若在此容器中充入2 mol H2O(g)、1 mol CO、1 mol CO2和x mol H2,若要使反应在开始时正向进行,则x应满足的条件是。若a=2,b=1,则达到平衡状态时实验2中H2O(g)和实验3中CO的转化率的关系为2(H2O)(填“”或“=”)3(CO)。解析:(1)对于在一定体积的密闭容器中发生的有气体参加的反应,气体的物质的量之比等于压强之比。所以当反应达到平衡状态时,Kp=p2(CO2)p(N2)p2(NO)p2(CO)。反应2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)是混乱程度减小的反应,若该反应在低温下能自发进行,则该反应的H0。(2)根据表中数据可知实验1中05min内生成氢气的物质的量是1.6mol,则根据化学方程式可知生成CO2的物质的量是1.6mol,c(CO2)=0.8molL-1,则v(CO2)=0.8molL-15min=0.16molL-1min-1。实验1条件下的化学平衡常数,列式计算:H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)初始浓度molL-11200转化浓度molL-10.80.80.80.8平衡浓度molL-10.21.20.80.8所以化学平衡常数K=(0.8molL-1)20.2molL-11.2molL-1=83。根据表中数据可知,实验1中CO的转化率为1.6mol4mol100%=40%,实验2中CO的转化率为0.4mol2mol100%=20%,则实验1中CO的转化率大于实验2中CO的转化率,则说明温度升高平衡逆向移动,因此化学平衡常数减小。由知,650时,平衡常数K=83,若要使反应在开始时正向进行,则0.5molL-10.5xmolL-10.5molL-11molL-183,解得x163,因此x的取值范围是0x163。实验2条件下的化学平衡常数,列式计算:H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)初始浓度molL-10.5100转化浓度molL-10.20.20.20.2平衡浓度molL-10.30.80.20.2则K=0.2molL-10.2molL-10.3molL-10.8molL-1=16。若a=2,b=1,设H2O(g)的转化浓度为x,则H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)初始浓度molL-110.500转化浓度molL-1xxxx平衡浓度molL-11-x0.5-xxx则K=xx(1molL-1-x)(0.5molL-1-x)=16,解得x=0.2molL-1。所以达到平衡状态时,实验2中H2O(g)和实验3中CO的转化率均是0.2molL-10.5molL-1100%=40%。答案:(1)p2(CO2)p(N2)p2(NO)p2(CO)(2)0.16 molL-1min-183减小0x163=16.(18分)能源问题是人类社会面临的重大课题,甲醇是一种可再生能源,具有广阔的开发和应用前景,研究甲醇具有重要意义。(1)用CO合成甲醇的反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);在容积为1 L的密闭容器中分别充入1 mol CO和2 mol H2,实验测得甲醇的物质的量和温度、时间的关系曲线如图甲所示。图甲则正反应的H(填“”或“=”)0,判断的理由是。(2)利用工业废气中的CO2可制取甲醇,其反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H0。为探究用CO2生产燃料甲醇的反应原理,现进行如下实验:在恒温条件下,向一容积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化的曲线如图乙所示。从反应开始到达平衡状态,v(H2)=;该温度下的平衡常数数值K=。能使平衡体系中n(CH3OH)n(CO2)增大的措施有(任写一条)。图乙(3)工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种。甲醇蒸气重整法。主要反应为CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)。设在容积为2.0 L的密闭容器中充入0.60 mol CH3OH(g),体系压强为p1,在一定条件下达到平衡状态时,体系压强为p2,且p2p1=2.2,则该条件下CH3OH(g)的平衡转化率为。甲醇部分氧化法。在一定温度下以Ag/CeO2-ZnO为催化剂时,原料气比例对反应的选择性(选择性