第二章 化学反应的方向、限度与速率 测试题（含解析）2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2023）选择性必修1

第第页第二章化学反应的方向、限度与速率测试题（含解析）2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2023）选择性必修1第二章《化学反应的方向、限度与速率》测试题

一、单选题（共14题）

1．工业上合成氮的反应为，下列说法错误的是

A．反应达到平衡时，反应混合物中和的体积比一定为1∶2

B．反应中断裂键的同时形成键

C．反应混合物中的质量分数不再变化时，反应达到平衡状态

D．若在恒温、恒压容器中由正向开始该反应，则在未达到平衡状态前容器的体积逐渐减小

2．双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化水煤气变换反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH”、“”、“2=

(2)N2(g)→2N*(或N2(g)+H2(g)→2N*+H2(g))141.59

(3)

【详解】（1）①该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，K值减小；

②2NH3(g)N2(g)+3H2(g)为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的逆反应，K正×K逆=1，400℃时K正=0.5，所以K逆=2；容器体积为0.5L，所以当物质的量分别为2mol、2mol和1mol时，浓度分别为4mol、4mol、2mol，此时浓度商Qc==2=K，所以此状态为平衡状态，v(N2)正=v(N2)逆；

（2）①根据题意，N2与H2合成NH3的过程是，N2在催化剂表面化学吸附后变成N*，然后再与H2作用生成过渡态TS1，最后再解吸附。因此N2的化学吸附发生在第一步，为N2(g)→2N*[或N2(g)+H2(g)→2N*+H2(g)]；

②根据框图，反应最大能垒为2N*(g)+H2(g)→TS1，能量E=0.01eV-(-1.46eV)=1.47eV，即可计算出1.47eV×1.6×10-22kJ/eV×6.02×1023mol-1=141.59kJ/mol；

（3）假设N2和H2起始物质的量分别为1mol和3mol，根据题意，可以列出以下三段式：，所以x(NH3)%=、x(N2)%=、x(H2)%=，代入公式：KΘ==。

18．(1)CO2C+O2

(2)-128kJ/mol

(3)＞＞0.225mol/(L·min)

(4)正3CO2+18H++18e-→CH3CH=CH2+6H2O。

【详解】（1）在700K条件下，CO2和FeO发生反应生成C和Fe3O4，过程1中Fe3O4分解生成FeO和O2，所以整个反应过程中FeO作催化剂，根据反应物和生成物及反应条件书写方程式为CO2C+O2。

（2）焓变等于生成物总能量减去反应物总能量，则该反应的焓变=[52+(-242)×4-(-392)×2-0]kJ/mol=-128kJ/mol。

（3）①相同条件下，投料比[X=]越大，二氧化碳的转化率越大，根据图知，相同温度下X1的转化率大于X2，所以X1＞X2；该反应的正反应是放热反应，温度越高其平衡常数越小，温度A＜B，所以平衡常数A＞B。②若B点的投料比为3，且从反应开始到B点需要10min，n(CO2)=2mol，则n(H2)=nmol，B点二氧化碳的转化率为75%，则参加反应的n(CO2)=2mol×75%=1.5mol，根据二氧化碳和氢气之间的关系式知，参加反应的n(H2)=3n(CO2)=4.5mol，则v(H2)===0.225mol/(L·min)。

（4）①根据图知，生成氧气的电极是阳极，则连接阳极的电源电极为正极，所以b为正极。②阴极上二氧化碳得电子和氢离子反应生成丙烯和水，电极反应式为3CO2+18H++18e-→CH3CH=CH2+6H2O。

19．＞或71.4%0.125mol·L-1·min-1①③

【详解】(1)由图象可知，t1时，反应未达到平衡，仍正向进行，因此v正＞v逆；

(2)根据图象，4min内，CO2的浓度变化量为0.7-0.2=0.5mol/L，则CO2的转化率为，CO的浓度变化量为0.5-0=0.5mol/L，则CO的平均反应速率v(CO)=；

(3)①降低温度，活化分子数减少，有效碰撞几率减小，反应速率减慢，①符合题意；

②铁粉为固体，减少铁粉的质量不影响反应速率，②不符合题意；

③保持压强不变，充入He使容器的体积增大，浓度减小，反应速率减慢，③符合题意；

④保持体积不变，充入He使体系压强增大，浓度不变，反应速率不变，④不符合题意；

故答案选①③。

20．1∶2增大B0.4＜x≤2

【详解】（1）考查化学平衡的计算，以及勒夏特列原理，N2O4(g)2NO2(g)

起始：10

变化：x2x

平衡：1－x2x容器的容积不变，温度不变，根据阿伏加德罗推论，压强之比等于物质的量之比，即(1－x＋2x)/1=1.2，解得x=0.2mol，n(NO2):n(N2O4)=0.4:0.8=1:2，此反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，N2O4的转化率增大；（2）考查化学平衡中等价思想，在增加1molNO2和1molN2O4时，相当于在原来的基础上增加压强，平衡向正反应方向移动，即NO2的体积分数都减小，故选项B正确；（3）考查等效平衡思想，达到平衡仍为Φ，说明两个平衡为等效平衡，根据（1）达到平衡时，NO2的物质的量为0.4mol，为使平衡向逆反应方向进行，因此x的取值范围是0.4＜x≤2。

点睛：本题的难点是问题（3），本题考查等效平衡，因为反应要求向逆反应方向进行，且平衡后N2O4的体积分数仍为Φ，即NO2的最大值应是N2O4全部转化成NO2的数值，即为2，根据(1)当达到平衡时,NO2的量为0.4mol，因此平衡向逆反应方向进行的最小值为0.4mol，也就是类似此题，最大值为全部转化，最小值应是平衡时的数值。

21．B减少CO2浓度减小0.003mol/（L·min>

【详解】(2)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)，反应是气体体积减小的反应；A．NO的生成速率与NO的消耗速率相等是平衡标志，故A正确；B．反应速率之比等于化学方程式计量数之比，为正反应速率之比，v(CO)=v(CO2)不能说明反应达到平衡状态，故B错误；C．反应前后气体物质的量变化，体系的压强保持不变说明反应达到平衡状态，故C正确；D．各物质的浓度保持不变是平衡标志，故D正确；故答案为B；

(2)①C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)△H＞0，固体不写入平衡常数表达式，平衡常数K=；

②根据表中数值知，NO、二氧化碳的浓度减小，氮气的浓度增大，说明改变条件是分离出二氧化碳物质，反应是吸热反应，升温平衡正向进行，一氧化氮浓度减小；

③从0～20min内，NO的平均反应速率v==0.003mol/Lmin；

(3)反应前后气体总质量不变，同温、同压下，达到平衡时，气体密度增大，即气体体积缩小；平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍，则总物质的量变为原先的0.625倍，总物质的量=8×0.625=5mol，反应前后减少了3mol，说明开始向正反应进行，v(正)＞v(逆)。

点睛：可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据：①正反应速率和逆反应速率相等。②反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。只要抓住这两个特征就可确定反应是否达到平衡状态，对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了，即说明可逆反应达到了平衡状态。判断化学反应是否达到平衡状态，关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化，即变量不再发生变化。

22．变深变浅变浅变深正反应减小逆反应

【详解】活塞Ⅱ处→Ⅰ处，活塞往里推，体积减小，压强增大，一开始c(NO2)增大，混合气体的颜色先变深，后平衡向正反应方向移动，c(NO2)减小，混合气体的颜色又逐渐变浅。活塞Ⅰ处→Ⅱ处，活塞往外拉，体积增大，压强减小，一开始c(NO2)减小，混合气体的颜色先变浅，后平衡向逆反应方向移动，c(NO2)增大，混合气体的颜色又逐渐变深。

23．(1)6；1；5；3；1；7；

(2)Fe4

(3)AC

(4)反应③可逆，氢氧化钠浓度过大，平衡向逆反应方向移动

【详解】（1）化学反应②中，Fe元素的化合价升高了一价，但元素的化合价降低了6价，所以Na2FeO2的系数是6，NaNO2的系数是1，根据原子守恒，Na2Fe2O4的系数是3，水前面系数是5，氨气的前面系数为1，故答案为：6；1；5；3；1；7；

（2）化合价升高元素Fe所在的反应物Fe是还原剂，Fe元素从0价升高到+2价失去2个电子，则有2molNa2FeO2生成，有4mol电子转移，故答案为：Fe；4；

（3）A．该生产过程生成的氨气是有毒气体，会污染空气，故A错误；

B．四氧化三铁性质稳定，具有抗腐蚀作用，故B正确；

C．反应①②均是有元素化合价变化的反应，是氧化还原反应，反应③中没有化合价的变化不是氧化还原反应，故C错误；

D．反应①②中化合价降低的N元素所在的反应物NaNO2是氧化剂，故D正确。

故选AC。

（4）反应Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O═Fe3O4+4NaOH可逆，当氢氧化钠浓度过大，平衡向逆反应方向移动，此时四氧化三铁的量会减小，“发蓝”的厚度会变小，故答案为：反应③可逆，氢氧化钠浓度过大，平衡向逆反应方向移动。

24．增大1:1CE

【分析】(1)该反应平衡常数K的表达式为生成物的浓度幂的乘积与反应物的浓度幂的乘积之比。

(2)由坐标图象可能看出，反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应放热。温度降低，平衡正向移动，由此可确定平衡常数K的变化。

(3)先由图中数据求出CO2的浓度变化量为0.75mol/L，利用化学方程式，可求出H2的浓度变化量为2.25mol/L，由此可求出从反应开始到平衡，CO2和H2的转化率比。

(4)A．升高温度，平衡逆向移动，n(CH3OH)减小，n(CO2)增大；

B．加入催化剂，平衡不发生移动；

C．将H2O(g)从体系中分离，平衡正向移动，n(CH3OH)增大，n(CO2)减小；

D．充入He(g)，使体系总压强增大，平衡不发生移动；

E．再充入1molCO2和3molH2，相当于原平衡体积加压。

【详解】(1)平衡常数K为生成物的浓度幂的乘积与反应物的浓度幂的乘积之比，则K=。答案为：；

(2)由坐标图象可能看出，反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应放热。温度降低，平衡正向移动，平衡常数K增大。答案为：增大；

(3)先由图中数据求出CO2的浓度变化量为0.75mol/L，利用化学方程式，可求出H2的浓度变化量为2.25mol/L，由此可求出从反应开始到平衡，CO2和H2的转化率比为=1:1。答案为：1:1；

(4)A．升高温度，平衡逆向移动，n(CH3OH)减小，n(CO2)增大，比值减小，A不合题意；

B．加入催化剂，平衡不发生移动，B不合题意；

C．将H2O(g)从体系中分离，平衡正向