第二章 化学反应的方向、限度与速率 同步练习 高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

试卷第=page11页，共=sectionpages33页试卷第=page11页，共=sectionpages33页第二章《化学反应的方向、限度与速率》同步练习一、单选题1．工业上制备金属钾的反应为KCl＋NaNaCl＋K，该反应为吸热反应，反应温度通常为850℃。相关数据如下表所示，下列说法错误的是物质熔点/℃沸点/℃Na97.8883K63.7774NaCl801.01413KCl7701500A．Na比K活泼 B．该反应的△H＞0C．该反应的△S＞0 D．该条件下△H-T△S＜02．氨基甲酸铵分解反应为NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)，在一体积恒定的密闭容器中，发生上面的反应，可以判断该反应到平衡的是A．密闭容器中氨气的体积分数不变B．0.5molNH2COONH4分解同时有17gNH3消耗C．密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变D．v(NH3)=2v(CO2)3．在日常生活中，下来做法与化学反应速率有关的是A．提倡使用“公筷”用餐 B．新冠疫情下提倡出门戴口罩C．将食物贮存于冰箱中 D．鼓励使用共享单车4．目前人工固氮普遍采用的是氨的工业合成。化学家GethardErtl证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的过程，如下图所示。下列说法错误的是A．②→③需要吸收能量B．为了提高氨的脱附速率，应适时地将氨从反应后的混合气体中分离出来C．该过程中包含旧化学键的断裂和新化学键的生成D．该催化剂可提高反应物的平衡转化率5．下列叙述正确的是A．反应过程的自发性可判断过程发生的速率B．若常温下，反应A(s)+B(g)=2C(g)

△H，不能自发进行，则△H＞0C．放热反应都可以自发进行，而吸热反应不能自发进行D．升高温度，单位体积分子总数增大，活化分子百分数不变，化学反应速率增大6．工业上合成氨反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1.下列说法正确的是A．该反应的ΔS>0B．该反应反应物的键能总和大于生成物的键能总和C．工业上采用高温条件的目的是为了提高平衡转化率D．该反应使用催化剂能加快反应速率的原因是降低了活化能，提高了活化分子百分数7．T℃时，体积均为0.5L的两个恒温恒容密闭容器中发生可逆反应：

。保持温度不变，实验测得起始和平衡时的有关数据如下表：容器编号起始时各物质物质的量/mol达平衡时体系能量的变化ABC①210放热0.75QkJ②0.40.21.6下列叙述中正确的是A．容器①、②中反应的平衡常数均为4B．容器②中达到平衡时吸收的热量为0.05QkJC．向容器①中通入氦气，平衡时Ａ的转化率增大D．其他条件不变，若容器②保持恒容绝热，则达到平衡时Ｃ的体积分数小于2/38．研究与氯自由基(用表示)的反应有助于保护臭氧层。已知与反应有4条可能的反应路径，如图所示。图中TS表示过渡态，IM表示中间体。下列说法中错误的是A．相同条件下，路径①的反应速率最慢B．路径是基元反应C．路径④属于放热反应D．过渡态中最稳定的是，产物最稳定的是路径④的9．甲醇是一种可再生能源，具有广阔的开发和应用前景。某温度下，在一恒容密闭容器中，由CO和合成甲醇的反应为，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示，下列说法错误的是A．平衡常数： B．压强：C．反应速率：v(c)>v(a)>v(b) D．混合气体中碳元素的百分含量：a>b>c10．某温度下，向三个容积相等的恒容密闭容器中分别加入①，②，③与，发生反应，均达到平衡时，三个容器中的焓变分别是、、，下列关系正确的是A．各容器的压强：①=②=③B．的浓度：②>①>③C．焓变的关系：D．的体积分数：①=②=③11．NO和混合后可发生反应：①、②，反应体系中含氮物质的物质的量浓度c随着时间t的变化曲线如图所示。下列说法正确的是A．c为随t的变化曲线B．时，C．时刻，的消耗速率大于生成速率D．时，反应①和②均达到化学平衡状态12．X(g)+3Y(g)2Z(g)

ΔH=-akJ·mol-1(a>0)，一定条件下，将1molX和3molY通入2L的恒容密闭容器中，反应10min，测得Y的物质的量为2.4mol。下列说法正确的是()A．10min内，Y的平均反应速率为0.03mol·L-1·s-1B．第10min时，X的反应速率为0.01mol·L-1·min-1C．10min内，消耗0.2molX，生成0.4molZD．随着反应物量的减少，正反应速率一定逐渐下降。二、填空题13．CH3OH是一种无色有刺激性气味的液体，在生产生活中有重要用途，同时也是一种重要的化工原料．(1)已知CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)能量变化如图，下列说法正确的是______A．CH3OH转变成H2的过程是一个吸收能量的过程B．H2的生成速率与CH3OH的消耗速率之比为1：2C．化学变化不仅有新物质生成，同时也一定有能量变化D．1molH-O键断裂的同时2molC=O键断裂，则反应达最大限度(2)某温度下，将5molCH3OH和2molO2充入2L的密闭容器中，经过4min反应达到平衡，测得c(O2)=0.2mol·L－1，4min内平均反应速度v(H2)=，则CH3OH的转化率为。(3)甲醇燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，这种燃料电池由甲醇、空气、KOH(电解质溶液)构成，则下列说法正确的是______A．电池放电时通入空气的电极为负极B．电池放电时负极的电极反应式为CH3OH-6e-=CO2↑+2H2OC．电池放电时，电解质溶液的碱性逐渐减弱D．电池放电时每消耗6.4gCH3OH转移1.2mol电子(4)写出甲醇燃料电池在酸性条件下负极的反应式为。14．某实验小组欲探究影响化学反应速率的因素，设计实验方案如下：利用和(草酸)在酸性溶液中发生氧化还原反应来探究化学反应速率的影响因素(实验中所用溶液已加入稀硫酸酸化)(1)用离子方程式表示该反应的原理：实验设计方案如下：序号A溶液B溶液①2mL0.1mol/L(aq)3mL0.01mol/L(aq)②2mL0.2mol/L(aq)3mL0.01mol/L(aq)③2mL0.2mol/L(aq)3mL0.01mol/L(aq)＋(少量)(2)该实验探究的是对化学反应速率的影响。褪色时间由小到大的顺序是(填实验序号)。(3)实验①测得溶液的褪色时间为10min，忽略混合前后溶液体积的微小变化，这段时间内平均反应速率。15．外因外界条件的影响浓度增大反应物浓度，反应速率；反之，温度升高温度，反应速率；反之，压强对于有气体参加的反应，增大压强，反应速率；反之，催化剂使用催化剂，反应速率其他增大固体比表面积、光照、超声波等，能够增大反应速率16．工业中采用适当的催化剂利用反应CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）来制取甲醇。温度为T℃时，在体积为2.0L的封闭容器内充入0.6molCO和0.4molH2，达到平衡时含有0.15molCH3OH（g），则该反应平衡常数K=（保留两位小数），此时向容器中再通入0.7molCO气体，则此平衡将（填“正向”、“不”或“逆向”）移动。17．丁烯(C4H8)是重要的化工原料，可由丁烷(C4H10)催化脱氢制备，反应如下：CH3CH2CH2CH3(g)CH2=CHCH2CH3(g)+H2(g)ΔH已知：i.该工艺过程的副产物有炭(C)，生成的积炭会附着在催化剂表面，影响催化效果。ii.温度过高会引发正丁烷裂解生成低碳烃类的副反应。iii.H2(g)+O2(g)=H2O(l)ΔH1CH3CH2CH2CH3(g)+O2(g)=4CO2(g)+5H2O(l)ΔH2CH2=CHCH2CH3(g)+6O2(g)=4CO2(g)+4H2O(l)ΔH3(1)用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示丁烷催化脱氢反应的反应热ΔH=。(2)寻找高效的催化剂是脱氢反应重要的研究课题之一。①催化剂使用一段时间后活性会下降，通入适量氢气可使其改善，氢气的作用是。②其他条件相同时，以SiO2为载体与不同质量百分比的CrOx组合，催化效果相关数据如表。实验组催化剂组成正丁烷转化率/%正丁烯收率/%1无催化剂50.352SiO250.353SiO2+9%CrOx25.518.34SiO2+15%CrOx27.520.655SiO2+21%CrOx2417.87下列说法正确的是(填序号)。a.脱氢反应中SiO2不起催化作用b.CrOx的含量越高，反应的催化效果越好c.CrOx的含量对丁烷脱氢反应的焓变无影响(3)其他条件相同，30min时测得正丁烷转化率、正丁烯收率随温度的变化如图1。[收率=×100%]①实际生产温度选择590℃，由图1说明其理由是。②590℃时，向体积为1L的密闭容器中充入3mol正丁烷气体，据图1计算0~30min内生成正丁烯的平均反应速率为mol/(L·min)。(4)其他条件相同，30min时正丁烷转化率、正丁烯收率随进料气中的变化如图2。图2中，＞2.5后，正丁烷转化率和正丁烯收率呈减小趋势，原因是。18．氮的化合物在生产、生活中有广泛应用。例如N2H4是火箭发射燃料，NH3是国民经济基础。(1)在绝热恒容密闭容器中充入一定量N2O4和N2H4，发生反应：2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H。已知达到平衡时温度升高，下列说法正确的是_______(填字母)。A．混合气体密度不随时间变化时，达到平衡状态B．平衡后，充入惰性气体，N2H4的平衡转化率增大C．上述反应中反应物总能量高于生成物总能量D．及时分离出水蒸气，能增大正反应速率(2)工业上，采用NH3还原NO法消除NO污染。一定条件下，向恒容密闭容器中充入NH3和NO，在不同催化剂Catl、Cat2、Cat3作用下发生反应：4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g)△H＜0。测得相同时间内NO的转化率随温度的变化如图所示。①其他条件相同，催化效率最高的是(填“Cat1”“Cat2”或“Cat3”)。②在a、b、c点中，达到平衡状态的是(填代号)。(3)工业上可以用天然气处理NO2，消除NO2的污染。发生反应CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)。在一定温度下，向恒容密闭容器中充入1molCH4和2molNO2，发生上述反应，起始时测得总压强为60kPa，N2分压与时间关系如图所示。0～10min内NO2分压变化率为；该温度下，平衡常数Kp为kPa。提示：Kp为用气体分压计算的平衡常数，气体分压=总压×物质的量分数。(4)工业上利用氨气制备氢氰酸(HCN)的反应为CH4(g)+NH3(g)HCN(g)+3H2(g)△H>0。速率方程为，，k(正)、k(逆)分别为正、逆反应速率常数，只与温度、催化剂有关。①其他条件不变，反应达到平衡后，NH3转化率随着条件X的增大而减小，则X可能是(答一种即可)。②当平衡常数K=20，k(逆)=2时，k(正)=。三、计算题19．在一定条件下，反应的平衡常数为0.5，在体积为1L的容器中，已知CO(g)、的起始浓度分别为、，反应达到平衡后再改变下列条件，通过计算判断平衡移动的方向。(1)保持体积不变，通入；(2)保持体积不变，通入CO(g)和各0.0400mol；(3)保持温度不变，将容器体积扩大为原来的2倍。答案第=page11页，共=sectionpages22页答案第=page11页，共=sectionpages22页参考答案：1．A【详解】A．金属性K＞Na，故K比Na活泼，A错误；B．该反应为吸热反应，因此，该反应的△H＞0，B正确；C．反应温度为850℃时，根据表格数据，Na、NaCl、KCl均为液态，而K为气态，随着反应的进行，气体增多，熵增大，因此该反应的△S＞0，C正确；D．该反应在高温下可以自发进行，因此△H-T△S＜0，D正确；答案选A。2．B【详解】A．反应混合气体只有氨气与二氧化碳，二者物质的量之比始终为2：1，氨体积分数始终不变，不能说明到达平衡，A错误；B．0.5molNH2COONH4分解同时有17gNH3消耗，17gNH3的物质的量为1mol，消耗17gNH3生成0.5molNH2COONH4，正逆速率相等，反应到达平衡，B正确；C．反应混合气体只有氨气与二氧化碳，二者物质的量之比始终为2：1，密闭容器中混合气体的平均相对分子质量始终不变，不能说明到达平衡，C错误；D．没有指明正、逆速率，不能判断是否到达平衡或是反应向哪进行，D错误；故选B。3．C【详解】A．提倡使用“公筷”用餐主要是避免病毒交叉传染，故A不符合题意；B．新冠疫情下提倡出门戴口罩主要防止病毒在空气中人与人之间传染，故B不符合题意；C．将食物贮存于冰箱中，降低温度，减小反应速率，故C符合题意；D．鼓励使用共享单车，降低二氧化碳的排放量，故D不符合题意。综上所述，答案为C。4．D【详解】A．②→③时断裂N2、H2中化学键N≡N和H-H键变为单个原子N、H原子，因此需要吸收能量，A正确；B．从合成氨气的环境中将氨气分离出来，就是减小生成物浓度，减少了氨气在催化剂表面的吸附几率，因此可以提高氨的脱附速率，B正确；C．在该过程中包含反应物N2、H2中旧化学键的断裂和生成物NH3中新化学键的生成，C正确；D．催化剂能够降低反应物、生成物的活化能，因此可提高化学反应速率，但对正、逆反应速率的影响相同，对化学平衡移动无影响，因此不能改变反应物的平衡转化率，D错误；故合理选项是D。5．B【详解】A．化学反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能确定反应过程发生的速率，A错误；B．该反应为熵增的反应，常温下不能进行，说明该反应为吸热反应，B正确；C．能自发进行的反应△G=△H-T△S＜0，放热反应△H＜0，若温度较高且△S＜0，△G可以大于0，反应不能自发进行，吸热反应△H＞0，若温度较高且AS＞0，△G可以小于0，反应可以自发进行，C错误；D．升温，活化分子百分数增大，反应速率增大，D错误；故选：B。6．D【详解】A．该反应是气体体积减小的反应，故ΔS<0，故A错误；B．该反应是放热反应，生成物的键能总和大于反应物的键能总和，故B错误；C．采用高温条件，平衡逆向移动，平衡的转化率降低，故C错误；D．催化剂能降低活化能，提高活化分子百分数，加快反应速率，故D正确。答案选D。7．B【分析】容器①中参加反应的A的物质的量=2mol×=1.5mol，则：恒温恒容下，②中完全转化到方程式左边可以得到2molA、1mol，容器①、②反应为完全等效平衡，平衡时各组分的物质的量相等，②中A的起始物质的量为0.4mol，小于平衡时的0.5mol。【详解】A．由于温度相等，①②中平衡常数K==18，故A错误；B．②中反应吸收热量，容器①、②反应为完全等效平衡，平衡时B的物质的量相等，则②中吸收的热量为（0.25-0.2）mol×QkJ/mol=0.05QkJ，故B正确；C．恒容条件下，向容器①中通入氦气，各组分的浓度不变，平衡不移动，平衡时A的转化率不变，故C错误；D．平衡时①、②中C的体积分数为=，其他条件不变，若容器②保持恒容绝热，随反应进行，温度降低，反应向生成C的方向移动，生成2molC时，混合气体减小1mol，则达到平衡时C的体积分数大于，故D错误；故选B。8．B【详解】A．相同条件下，路径①的活化能最大，反应速率最慢，A正确；B．基元反应是指反应物一步直接转化为产物的反应，从图中可以看出，路径②中存在中间产物，则CH3I+Cl∗=CH3∗+ICl不是基元反应，B错误；C．路径④的生成物总能量小于反应物总能量，属于放热反应，C正确；D．能量越低越稳定，过渡态中最稳定的是，产物最稳定的是路径④的，D正确；故选B。9．D【分析】由图可知，升高温度，一氧化碳的转化率减小，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，反应的平衡常数减小，该反应为放热反应。【详解】A．平衡常数为温度函数，温度不变，平衡常数不变，由图可知，a点和b点的反应温度相同，则a点和b点的平衡常数相等，故A正确；B．该反应是气体体积减小的反应，相同温度时，增大压强，平衡向正反应方向移动，一氧化碳的转化率增大，由图可知，相同温度时，a点一氧化碳的转化率大于b点，则压强p1大于p2，故B正确；C．温度越高，反应速率越快，则压强相同时，温度高于a点的c点反应速率快于a点，压强越大，反应速率越快，则温度相同时，压强大于b点的a点反应速率快于b点，则反应速率的大小顺序为v(c)>v(a)>v(b)，故C正确；D．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，由原子个数守恒可知，反应前后碳原子的物质的量相等，则混合气体中碳元素的百分含量的关系为a=b=c，故D错误；故选D。10．D【分析】若与完全转化为HI，则HI为2mol，所以①和③互为等效平衡，平衡时，①和③的压强、同一物质的浓度、体积分数等都分别相同；②与①相比增大了HI的量，该反应为反应前后气体分子数不变的反应，增大HI的量，平衡不移动，平衡时，各物质的体积分数分别相等，但浓度均增大，总压强增大。【详解】A．由上述分析可知，平衡时②的压强最大，A错误；B．由上述分析可知，②中的浓度最大，①和③互为等效平衡，其中的浓度相同，所以平衡时的浓度：②>①=③，B错误；C．的反应形式固定，则其焓变为定值，均相同，C错误

D．由上述分析可知，平衡时，①②③中的体积分数相同，D正确；故选D。11．C【分析】NO和混合后可发生反应：①、②，反应过程中NO浓度减小，NO2浓度先增大后减小，N2O4浓度一直增大，a、b、c分别代表NO、NO2、N2O4的浓度随t的变化曲线，以此解答。【详解】A．根据题给反应，结合题图中各物质浓度变化情况可知，a、b、c分别代表NO、NO2、N2O4的浓度随t的变化曲线，A说法错误；B．根据物料守恒可知，任意时刻c(NO)+c(NO2)+2c(N2O4)=C0，B说法错误；C．由题图可知，t2时刻以后，NO2的浓度在减小，故此时NO2的消耗速率大于生成速率，C说法正确；D．时N2O4的浓度不变，说明反应②达到化学平衡状态，反应①不是可逆反应，没有平衡状态，故D错误；故选C。12．C【详解】将1molX和3molY通入2L的恒容密闭容器中，反应10min，测得Y的物质的量为2.4mol。则A.10min内，Y的平均反应速率为，故A错误；B.只能计算10min内的平均反应速率，无法计算出第10min时的反应速率，故B错误；C.由三段法中可得10min内，消耗0.2molX，生成0.4molZ，故C正确；D．反应为放热反应，温度升高会影响反应速率，无法断定随着反应物量的减少，正反应速率一定逐渐下降，故D错误。故答案选：C。13．(1)CD(2)0.864%(3)CD(4)CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+【详解】（1）A．由图象可知，反应物总能量大于生成物总能量，所以这是一个放热反应，故A错误；B．根据反应速率之比等于计量系数之比，H2的生成速率与CH3OH的消耗速率之比为2：1，故B错误；C．化学反应不仅有新物质生成，同时还一定伴随着能量变化，故C正确；D．当有1molH-O键断裂表示正反应速率，同时有2molC=O键断裂表示逆反应速率，且二者意义相等，说明反应已达平衡状态，即反应达到最大限度，故D正确。故答案为CD。（2）根据已知数据，4min达到平衡时△c(O2)=1mol/L-0.2mol/L=0.8mol/L，则，；，则CH3OH的转化率为。（3）A．根据甲醇燃烧过程中的电子转移情况可知，通甲醇的一极为负极，通空气的一极为正极，故A错误；B．在碱性溶液中的负极反应式为CH3OH+8OH-6e-=CO32-↑+6H2O，故B错误；C．在放电过程中，OH-逐渐与甲醇生成的CO2反应生成CO32-导致碱性减弱，故C正确；D．电池放电时每消耗6.4gCH3OH，即0.2mol，则转移电子6×0.2mol=1.2mol，故D正确。故答案为CD。（4）燃料电池燃料在负极反应，甲醇燃料电池在酸性条件下负极的反应式为CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+。14．(1)(2)反应物的浓度和催化剂③＜②＜①(3)0.0006【详解】（1）依据题目信息可知（已加入稀硫酸酸化）和(草酸)在酸性溶液中发生氧化还原反应，其中，，依次进行升降价配平、电荷守恒配平和质量守恒配平，得到离子反应方程式；故答案为；（2）实验①和实验②其他条件都相同，只有浓度不同，故可探究浓度对化学反应速率的影响；而实验②和实验③其他条件都相同，只是实验③加入了少量，故可探究催化剂对化学反应速率的影响；其他条件相同时，反应物浓度较大时，反应速率较快；而浓度相同时，加入了催化剂的化学反应速率较快；故反应速率从大到小的顺序为③＞②＞①，而速率越快，反应所需的时间越短，故褪色时间由小到大的顺序是③＜②＜①；故答案为反应物的浓度和催化剂；③＜②＜①；（3）实验①测得溶液的褪色时间为10min且忽略混合前后溶液体积的微小变化，则10min内消耗的溶液的物质的量浓度为，反应速率为；故答案为0.0006。15．增大减小增大减小增大减小增大【详解】增大反应物浓度，增大了单位体积内活化分子数，有效碰撞次数增多，反应速率增大，反之反应速率减小。升高温度，部分反应物分子吸收能量变为活化分子，增大了活化分子百分数，有效碰撞次数增多，反应速率增大，反之反应速率减小。对于有气体参加的反应，增大压强，即增大了反应物浓度，增大了单位体积内活化分子数，有效碰撞次数增多，反应速率增大，反之反应速率减小。催化剂能降低反应的活化能，使用催化剂，增大了活化分子百分数，有效碰撞次数增多，反应速率增大。16．133.33正向【详解】根据三段式计算，起始时c(CO)=，c(H2)=，平衡时c(CH3OH)=；K===133.33；平衡后通入CO，CO浓度增大，增大反应物的浓度，平衡将正向移动。17．ΔH2-ΔH1-ΔH3H2可以除去积炭，提高催化剂活性ac图1中590℃时正丁烯收率最高，副产物收率较低0.02答案一：H2含量过高，导致主反应CH3CH2CH2CH3(g)CH2=CHCH2CH3(g)+H2(g)的化学平衡逆向移动；答案二：H2含量过高，不利于反应物与催化剂充分接触，导致反应速率下降【详解】(1)①H2(g)+O2(g)=H2O(l)ΔH1，②CH3CH2CH2CH3(g)+O2(g)=4CO2(g)+5H2O(l)ΔH2，③CH2=CHCH2CH3(g)+6O2(g)=4CO2(g)+4H2O(l)ΔH3，根据盖斯定律分析，由②-③-①得丁烷催化脱氢反应的热化学方程式：CH3CH2CH2CH3(g)CH2=CHCH2CH3(g)+H2(g)ΔH=ΔH2-ΔH1-ΔH3；(2)①该工艺过程的副产物有炭(C)，生成的积炭会附着在催化剂表面，影响催化效果，催化剂在使用一段时间后活性会下降，H2可以除去积炭，提高催化剂活性所以通入适量氢气可使其改善；②a.从实验1、2数据分析，脱氢反应中SiO2不起催化作用，故正确；b.从实验4、5数据分析，不是CrOx的含量越高，反应的催化效果越好，故错误；c.催化剂不影响平衡，所以CrOx的含量对丁烷脱氢反应的焓变无影响，故正确。故选ac；(3)①从图1分析，590℃时正丁烯收率最高，副产物收率较低，所以实际生产温度选择590℃；②590℃时，向体积为1L的密闭容器中充入3mol正丁烷气体，据图1中0~30min内正丁烯的收率为20%，所以生成的正丁烯的物质的量为3×20%=0.6mol，生成正丁烯的平均反应速率为=0.02mol/(L·min)。

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