【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

第一部分第一部分 专题专题 2 2 阶段质量检测阶段质量检测 专题专题 2 2 化学反应速率与化学平化学反应速率与化学平 衡衡 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 2 8H2O 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 C 2 双选题 2012 金华检测 实验室用锌粒与 2 mol L 1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 mol L 1盐酸 C 改用热的 2 mol L 1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 mol L 1 比原溶液中c H 4 mol L 1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 AB 3 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 mol L 1 min 1 v乙 N2 2 mol L 1 min 1 v丙 NH3 1 mol L 1 min 1 这段时间内三个容器中合成氨的反应速率的大小关系为 A v甲 v乙 v丙 B v乙 v甲 v丙 C v甲 v丙 v乙 D v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 N2 3H22NH3 v甲 N2 v甲 H2 1 mol L 1 min 1 1 3 v乙 N2 2 mol L 1 min 1 v丙 N2 v丙 NH3 0 5 mol L 1 min 1 1 2 比较得出v乙 v甲 v丙 答案 B 4 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 Na2S2O3 H2SO4 Na2SO4 SO2 S H2O 下列各组实验中最先出现浑浊的是 Na2S2O3溶液稀 H2SO4 H2O 实验反应温度 V mL c mol L 1 V mL c mol L 1 V mL A2550 1100 15 B2550 250 210 C3550 1100 15 D3550 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 D 5 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 A 6 双选题 对于反应 2X Y2Z 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 BC 7 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 C 8 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 AD 9 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 m n p q B 正反应是吸热反应 m n p q C 正反应是放热反应 m np q 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m n p q 答案 D 10 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 A 12 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 1 2 2 X 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 Y A B C 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 C 13 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 A 5 B 10 C 15 D 20 解析 本题考查化学平衡的计算 意在考查考生的计算能力 N2 3H22NH3 起始物质的量 mol 2 8 0 转化物质的量 mol 2 3 2 4 3 平衡物质的量 mol 4 3 6 4 3 平衡时氮气的体积分数为 100 15 4 3 4 3 6 4 3 答案 C 14 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 H 0 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 xy A 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 A 15 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 m n 一定等于 p q 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 C 16 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t2 t1 反应时间 min n CO moln H2O mol 01 200 60 t10 80 t20 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 mol L 1 min 1 B 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 mol C 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 H Q 试根据图回答 1 压强p1比p2 填 大 小 2 a b 比 c d 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p2 p1 由p1 p2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a bt2 由t2 t1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Q 0 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 H2O H1 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K1 K2 2 反应 化学平衡常数K1和温度t的关系如下表一 t 7008008501 0001 200 K10 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 02 x mol L H2O g 的浓度为x mol L 所以K x2 0 02 x 2 2 25 解得x 0 012 即 H2 g 的浓度为 0 008 mol L 故丙中 H2的转化率为 100 60 0 012 0 02 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p CP 探究有关因素对该降解反应速率的影响 实验设计 控制p CP 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 c 10 3 mol L 1 实验编号实验目的 T KpH H2O2 Fe2 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p CP 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 50 150 s 内的反应速率 v p CP mol L 1 s 1 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 50 150 s 时 c p CP 1 2 10 3 mol L 1 0 4 10 3 mol L 1 0 8 10 3 mol L 1 所 以v p CP 8 0 10 6 mol L 1 s 1 0 8 10 3 mol L 1 100 s 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 pH 10 时 c p CP 基本不变 反应趋于停止 5 由 4 得到启示 在 pH 10 溶液中 反应速率趋于零 可将所取样加入 NaOH 溶液 中 使 pH 10 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 c 10 3 mol L 1 实验编号实验目的 T KpH H2O2 Fe2 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 0 10 6 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 0 30 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 H 206 kJ mol 1 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 H 802 kJ mol 1 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 0 30 小时内 CH4的平均速率 由 CH4产量 30 h 图可知 30 小时内 CH4的产量 即 CH4的平均生成速率的关系为v v v 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 mol L 1 x x 0 0 变化量 mol L 1 0 10 0 10 0 10 0 30 平衡浓度 mol L 1 x 0 10 x 0 10 0 10 0 30 结合K 27 c CO c3 H2 c CH4 c H2O 0 10 0 303 x 0 10 2 解得x 0 11 mol L 1 CH4的转化率 100 91 0 10 0 11 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 v v v 2 91 3 CO2 g 3H2O g CO g 3H2 g 2O2 g H 1008 kJ mol 1 21 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 012345 n 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K300 K350 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 s 2 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 a v NO2 2v O2 b 容器内压强保持不变 c v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 300 350 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 mol L 随反应的进行 c NO2 逐渐增大 当达到平衡时 c NO2 0 020 mol 2 L 0 006 5 mol L 故表示 NO2变化曲线的为 b 0 007 mol 2 L v NO c NO t n NO V t 0 020 mol 0 008 mol 2 L 2 s 0 003 mol L s 则v O2 v NO 0 0015 mol L s 1 2 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 项无法说明反应是否达到平衡状态 4 a 项