【三维设计】高中化学 第一部分 专题2 化学反应速率与化学平衡阶段质量检测 苏教版选修4.doc

第一部分 专题2 阶段质量检测 专题2 化学反应速率与化学平衡(满分100分时间90分钟)一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)1(2011广州高二联考)下列关于判断过程的方向的说法正确的是()a所有自发进行的化学反应都是放热反应b高温高压下可以使石墨转化为金刚石的过程是自发过程c综合考虑焓变和熵变将更适合于所有的过程d同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同解析：有些自发进行的反应是吸热反应，如nh4cl与ba(oh)28h2o的反应，a不正确；b项不是自发过程，因该过程需外力完成；综合考虑焓变和熵变判断化学反应进行的方向更准确；同一物质，固、液、气三种状态的熵值逐渐增大。答案：c2双选题(2012金华检测)实验室用锌粒与2 moll1硫酸溶液制取氢气，下列措施不能增大化学反应速率的是()a向该硫酸溶液中加入等体积的水b改用3 moll1盐酸c改用热的2 moll1硫酸溶液d用锌粉代替锌粒解析：a项稀释该硫酸，浓度减小，反应速率减小；b项溶液中c(h)3 moll1，比原溶液中c(h)4 moll1小，反应速率减小；c项加热，d项增大固体的表面积，都会使反应速率增大。答案：ab3将n2和h2的混合气体分别充入甲、乙、丙三个容器中进行合成氨反应，经过一段时间后反应速率为：v甲(h2)3 moll1min1，v乙(n2)2 moll1min1，v丙(nh3)1 moll1min1。这段时间内三个容器中合成氨的反应速率的大小关系为()av甲v乙v丙bv乙v甲v丙cv甲v丙v乙 dv甲v乙v丙解析：把用三种不同物质表示的反应速率，换算成同一种物质来表示：根据反应n23h22nh3，v甲(n2)v甲(h2)1 moll1min1；v乙(n2)2 moll1min1；v丙(n2)v丙(nh3)0.5 moll1min1。比较得出v乙v甲v丙。答案：b4(2012海门高二检测)硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：na2s2o3h2so4=na2so4so2sh2o，下列各组实验中最先出现浑浊的是()实验反应温度/na2s2o3溶液稀h2so4h2ov/mlc/(moll1)v/mlc/(moll1)v/mla2550.1100.15b2550.250.210c3550.1100.15d3550.250.210解析：d项中反应温度最高，反应物na2s2o3的浓度最大，反应速率最大，反应最先出现浑浊。答案：d5为了探究影响化学反应速率的因素，4位同学分别设计了下列4个实验，其中结论不正确的是()a将大小、形状相同的镁条和铝条与相同浓度、相同温度下的盐酸反应时，两者快慢相同b盛有相同浓度双氧水的两支试管，一支加入mno2放在冷水中，一支直接放在冷水中，前者反应快c将浓硝酸分别放在冷暗处和强光下，发现强光下的浓硝酸分解得快d升高温度，h2o2的分解速率加快，原因是反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多解析：影响化学反应速率的主要因素是反应物的性质，镁、铝的活泼性不同，故两者与同浓度的盐酸反应快慢不同。答案：a6双选题对于反应2xy2z(正反应为放热反应)，若升高温度则能使()a反应速率不变，z的产量减少b反应速率增大，z的产量减少c反应速率增大，y的转化率降低d反应速率减小，z的产量增大解析：升高温度，反应速率增大，化学平衡向逆反应方向移动。答案：bc7下列说法正确的是()a增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使有效碰撞次数增大b有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增加活化分子的百分数，从而使反应速率增大c升高温度能使化学反应速率增大，主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数d催化剂不影响反应活化能但能增大单位体积内活化分子百分数，从而增大反应速率解析：活化分子通过有效碰撞发生化学反应，单位体积内活化分子数越多，单位时间内有效碰撞总次数越多，反应速率越快。a中增大浓度，可以增大单位体积内活化分子数，但无法增大单位体积内活化分子百分数，故错；b增大压强，即增大气体的浓度，同样是增大单位体积内活化分子数，也无法增大单位体积内活化分子百分数，故错；c升高温度，提供能量，使原来不是活化分子的分子变成活化分子，从而增大了单位体积内的活化分子百分数，加快反应速率，故正确；而d中催化剂可改变反应的活化能，从而改变单位体积内活化分子百分数，改变反应速率，故错。答案：c8双选题下列过程属于熵增过程的是()a硝酸钾溶解在水里b氨气和氯化氢反应生成氯化铵晶体c水蒸气凝结为液态的水d(nh4)2co3分解生成二氧化碳、氨气和水解析：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，如硝酸钾溶解在水里；对于同一种物质，s(g)s(l)s(s)，所以水蒸气凝结为液态的水为熵减过程；对于有气体参与的化学反应(气体参与反应时气体既可以是反应物也可以是产物)，气态物质的物质的量增大的化学反应，其熵变通常是正值，是熵增大的反应，反之，气态物质的物质的量减小的化学反应，其熵变通常是负值，是熵减小的反应，因此氨气和氯化氢反应生成氯化铵晶体为熵减过程，而固体(nh4)2co3分解生成二氧化碳、氨气和水为熵增过程。答案：ad9有一化学平衡ma(g)nb(g) pc(g)qd(g)，如图表示的是a的转化率与压强、温度的关系。下列叙述正确的是()a正反应是放热反应；mnpqb正反应是吸热反应；mnpqc正反应是放热反应；mnpq解析：图像中有三个量时，应定一个量来分别讨论另外两个量之间的关系。定压强，讨论t与a的转化率的关系：同一压强下温度越高，a的转化率越高，说明正反应是吸热反应；定温度，讨论压强与a的转化率的关系：同一温度下，压强越大，a的转化率越高，说明正反应是体积缩小的反应，即mnpq。答案：d10(2011湖北八市联考)在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2a(g)b(g)3c(g)；h甲，故n(co)的大小顺序为：乙丁丙甲。答案：a12一定条件下，在密闭容器中，能表示反应x(g)2y(g)2z(g)一定达到化学平衡状态的是()x、y、z的物质的量之比为122x、y、z的浓度不再发生变化容器中的压强不再发生变化单位时间内生成n mol z，同时生成2n mol yabc d解析：x、y、z的物质的量之比等于计量数之比，不能作为平衡的标志，错；x、y、z的浓度保持不变可以作为平衡的标志，对；该反应为反应前后气体分子数不相等的反应，密闭容器中压强保持不变可以作为平衡的标志，对；单位时间内生成n mol z的同时生成n mol y时正逆反应速率相等，错。答案：c13(2011大纲全国卷)在容积可变的密闭容器中，2 mol n2和8 mol h2在一定条件下发生反应，达到平衡时，h2的转化率为25%，则平衡时氮气的体积分数接近于()a5% b10%c15% d20%解析：本题考查化学平衡的计算，意在考查考生的计算能力。 n23h22nh3起始物质的量/mol280转化物质的量/mol2/324/3平衡物质的量/mol4/364/3平衡时氮气的体积分数为100%15%。答案：c14在恒容密闭容器中通入a、b两种气体，在一定条件下发生反应：2a(g)b(g)2c(g)h0。达到平衡后，改变一个条件(x)，下列量(y)一定符合图中曲线的是()选项xya再通入ab的转化率b加入催化剂a的体积分数c压强混合气体的总物质的量d温度混合气体的总物质的量解析：a项，当再通入a时，平衡向正反应方向移动，b的转化率增大，对；b项，加入催化剂只能改变反应速率，而不能影响化学平衡的移动，所以，a的体积分数不变，错；c项，增大压强，平衡向正反应方向移动，混合气体的总物质的量减小，错；d项，正反应为吸热反应，温度升高，平衡向吸热反应方向移动，混合气体的总物质的量减小，错。答案：a15可逆反应ma(g)nbpc(g)qd(其中a和c都是无色气体)，当达到平衡时，下列叙述正确的是()a增大压强，平衡不移动，说明(mn)一定等于(pq)b升高温度，a的转化率减小，说明正反应是吸热反应c若增加b的量，平衡体系颜色加深，说明b必是气体物质d若b是气体，增加a的量，a、b转化率都一定增大解析：a是错误的，压强改变，平衡不移动，只能说明是气体分子数反应前后没有变化，而反应物和生成物不一定都是气体，所以这个关系式不正确。b是错误的，根据平衡移动原理，升高温度，平衡左移，只能说明正反应是放热的。d是错误的，若增加a的量，a的转化率减小，而不是增大。用排除法可知c是正确的。答案：c16双选题(2011江苏高考)700时，向容积为2 l的密闭容器中充入一定量的co和h2o，发生反应：co(g)h2o(g)co2(g)h2(g)。反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2t1)：反应时间/minn(co)/moln(h2o)/mol01.200.60t10.80t20.20下列说法正确的是()a反应在t1 min内的平均速率为v(h2)0.40/t1 moll1min1b保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60 mol co和1.20 mol h2o，达到平衡时n(co2)0.40 molc保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20 mol h2o，与原平衡相比，达到新平衡时co转化率增大，h2o的体积分数增大d温度升高至800，上述反应平衡常数为0.64，则正反应为吸热反应解析：a项，反应在t1 min内以h2表示的平均速率应该是t1 min内h2的浓度变化量与t1的比值，而不是h2的物质的量变化量与t1的比值。b项，因为反应前后气体的物质的量保持不变，保持其他条件不变，平衡常数不会改变，起始时向容器中充入0.60 mol co和1.20 mol h2o，与起始时向容器中充入0.60 mol h2o和1.20 mol co的效果是一致的，达到平衡时，n(co2)0.40 mol。c项，保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20 mol h2o，与原平衡相比，平衡向右移动，达到新平衡时co的转化率增大，h2o的转化率减小，h2o的体积分数会增大。d项，原平衡常数计算(注意代入浓度)结果为1，温度升高至800，上述反应平衡常数为0.64，说明温度升高，平衡向左移动，那么正反应为放热反应。答案：bc二、非选择题(本题包括6小题，共52分)17(6分)(2012合肥高二质检)可逆反应：aa(g)bb(g)cc(g)dd(g)；hq，试根据图回答：(1)压强p1比p2_(填“大”、“小”)。(2)(ab)比(cd)_(填“大”、“小”)。(3)温度t1比t2_(填“高”、“低”)。(4)q值是_(填“正”、“负”)。解析：(1)据图(a)可知p2p1，由p1p2为增大压强，结果a的转化率减小，说明平衡向逆反应方向移动，故逆反应为气体体积减小的反应，即abt2，由t2t1为升温，结果a的含量减小，说明平衡向正反应方向移动，故正反应为吸热反应，即q0。答案：(1)小(2)小(3)高(4)正18(7分)已知下列两个反应：反应：co2(g)h2(g)co(g)h2oh1反应：co(g)h2o(g)co2(g)h2(g)h2(1)相同温度下，若上述反应的化学平衡常数为k1，反应的化学平衡常数为k2，那么k1k2_。(2)反应化学平衡常数k1和温度t的关系如下表一：t/7008008501 0001 200k10.60.91.01.72.6该反应的h1_0(选填“”、“”或“0。(3)丙中的co2(g)和h2(g)起始浓度都最大，而反应温度相同，故丙中反应速率最大。甲、丙为等效平衡，而乙中co2(g)的浓度大于h2(g)的浓度，故乙中h2转化率最大。设丙中平衡时co(g)的浓度为x mol/l，那么co2(g)的浓度为(0.02 x)mol/l，h2(g)的浓度为(0.02x)mol/l，h2o(g)的浓度为x mol/l，所以kx2/(0.02x)22.25，解得x0.012，即h2(g)的浓度为0.008 mol/l，故丙中h2的转化率为100%60%。答案：(1)1(2)(3)丙乙60%19(9分)fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好ph和fe2浓度的废水中加入h2o2，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物pcp，探究有关因素对该降解反应速率的影响。实验设计控制pcp的初始浓度相同，恒定实验温度在298 k或313 k(其余实验条件见下表)，设计如下对比实验。(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。实验编号实验目的t/kphc/103 moll1h2o2fe2为以下实验作参照29836.00.30探究温度对降解反应速率的影响298106.00.30数据处理实验测得pcp的浓度随时间变化的关系如上图。(2)请根据上图实验曲线，计算降解反应50150 s内的反应速率：v(pcp)_moll1s1。解释与结论(3)实验、表明温度升高，降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应速率减小，请从fenton法所用试剂h2o2的角度分析原因： _。(4)实验得出的结论是：ph等于10时，_。思考与交流(5)实验时需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中的反应立即停止下来。根据上图中的信息，给出一种迅速停止反应的方法：_。解析：(1)依题意可知的实验温度为313 k，实验对比是建立在其它条件相同前提下，故ph应与的相同。若改变ph，其它条件不变可探究溶液ph对反应速率的影响。(2)实验曲线中，50150 s时。c(pcp)1.2103 moll10.4103 moll10.8103 moll1，所以v(pcp)8.0106 moll1s1。(3)在降解反应中，h2o2新产生的自由基起氧化作用，温度过高，h2o2因热稳定性差而分解，导致降解反应速率下降。(4)由双曲线可知，ph10时，c(pcp)基本不变，反应趋于停止。(5)由(4)得到启示：在ph10溶液中，反应速率趋于零，可将所取样加入naoh溶液中(使ph10)；化学反应速率随温度降低而降低，故亦可用迅速大幅降温法。答案：(1)实验编号实验目的t/kphc/103 moll1h2o2fe2探究温度对降解反应速率的影响31336.00.30探究溶液的ph对降解反应速率的影响(2)8.0106(3)h2o2在温度过高时迅速分解(4)反应不能进行(5)在溶液中加入碱溶液，使溶液的ph大于或等于10(其他合理答案均可)20(10分)(2011广东高考)利用光能和光催化剂，可将 co2 和 h2o(g)转化为 ch4 和 o2。紫外光照射时，在不同催化剂(，)作用下，ch4产量随光照时间的变化如图所示。(1)在030 小时内，ch4的平均生成速率 v、v和v从大到小的顺序为_；反应开始后的 12 小时内，在第_种催化剂作用下，收集的 ch4最多。(2)将所得 ch4 与 h2o(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应：ch4(g)h2o(g) co(g)3h2(g)。该反应h206 kjmol1。画出反应过程中体系能量变化图(进行必要标注)。将等物质的量的ch4 和 h2o(g)充入 1 l 恒容密闭反应器中，某温度下反应达到平衡，平衡常数 k 27，此时测得 co 的物质的量为 0.10 mol，求ch4的平衡转化率(计算结果保留两位有效数字)。(3)已知：ch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(g)h802 kjmol1。写出由 co2 生成 co 的热化学方程式_。解析：本题考查化学反应速率和化学平衡，意在考查考生的识图能力、三段式解决化学平衡问题能力和盖斯定律的使用。(1)030小时内，ch4的平均速率，由图可知，30小时内ch4的产量，即ch4的平均生成速率的关系为vvv；前12小时内在第种催化剂作用下，收集的ch4最多。(2)该反应中，ch4的用量越多，吸收的热量越多，二者成正比例关系，标注反应热注意二者的对应关系。假设ch4和h2o的起始量均为x mol，结合平衡时n(co)0.10 mol，有： ch4(g)h2o(g)=co(g)3h2(g)起始浓度(moll1) xx0 0变化量(moll1) 0.10 0.10 0.10 0.30平衡浓度(moll1) x0.10 x0.10 0.10 0.30结合k27，解得x0.11 moll1，ch4的转化率100%91%。(3)结合题目所给的两个热化学反应方程式，根据盖斯定律，将两方程式作差即可。答案：(1)vvv(2)91%(3)co2(g)3h2o(g)=co(g)3h2(g)2o2(g)h1008 kj mol121(10分)在2 l密闭容器内，800时反应2no(g)o2(g)2no2(g)体系中，n(no)随时间的变化如表：时间(s)012345n(no)(mol)0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)写出该反应的平衡常数表达式：k_。已知k300k350，则该反应是_热反应。(2)如图中表示no2变化曲线的是_，用o2表示从0 s2 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)能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是_。 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300350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 mol/l，随反应的进行，c(no2)逐渐增大，当达到平衡时，c(no2)0.006 5 mol/l，故表示no2变化曲线的为b。v(no) 0.003 mol/(ls)则v(o2)v(no)0.0015 mol/(ls)。(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项中已说明正、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状态，容器内密度总保持不变，故d项无法说明反应