高中化学选择性必修1第2章 第1节 第1课时

第2章第1节第1课时A组·基础达标1．下面有关化学反应速率的说法中正确的是()A．在反应过程中，反应物的浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值B．化学反应速率通常用单位时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加来表示C．若某化学反应的反应速率为0.5mol·L－1·s－1，就是指在该时间内反应物和生成物每秒的浓度瞬时变化为0.5mol·L－1D．化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量【答案】D2．对于化学反应3W(g)＋2X(g)=4Y(g)＋3Z(g)，下列反应速率关系中，正确的是()A．v(W)＝3v(Z) B．2v(X)＝3v(Z)C．2v(X)＝v(Y) D．3v(W)＝2v(X)【答案】C【解析】根据“同一反应中，用不同物质的浓度变化表示的反应速率之比等于化学计量数之比”可知：v(W)∶v(Z)＝1∶1⇒v(W)＝v(Z)，A错误；v(X)∶v(Z)＝2∶3⇒3v(X)＝2v(Z)，B错误；v(X)∶v(Y)＝1∶2⇒2v(X)＝v(Y)，C正确；v(W)∶v(X)＝3∶2⇒2v(W)＝3v(X)，D错误。3．(山东日照高二检测)某反应：2A(g)3B(g)的各物质的浓度随时间的变化如图所示，则有关反应速率的表示正确的是()A．0～2min内v(A)＝0.1mol/(L·min)B．0～2min内v(B)＝0.2mol/(L·min)C．0～2min内v(A)＝v(B)＝0.5mol/(L·min)D．0～2min内v(A)＝v(B)＝0.3mol/(L·min)【答案】A【解析】根据图像：2min时，A的浓度减少了0.2mol/L，B的浓度增加了0.3mol/L，故v(A)＝0.1mol/(L·min)，v(B)＝0.15mol/(L·min)。4．反应2SO2＋O22SO3经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4mol/L，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mol/(L·s)，则这段时间为()A．0.1s B．2.5sC．5s D．10s【答案】C【解析】因为SO3的浓度增加了0.4mol/L，所以O2的浓度必定减少了0.2mol/L，Δt＝eq\f(Δc,v)＝eq\f(0.2mol/L,0.04mol/L·s)＝5s。5．将气体A2、B2各1mol充入1L的密闭容器中反应，生成气体C，一段时间后，测得c(A2)为0.58mol·L－1，c(B2)为0.16mol·L－1，c(C)为0.84mol·L－1，则C的化学式为()A．AB B．A2BC．AB2 D．A2B2【答案】C【解析】该时间段内，A2、B2两种物质按照化学方程式中的化学计量数之比进行反应。由题意可得A2、B2、C物质的量浓度的变化值，求出A2、B2、C三种物质的化学计量数比为1∶2∶2，结合质量守恒定律可知C的化学式为AB2。6．(陕西西安模拟)将6molCO2和8molH2充入一容积为2L的密闭容器中(温度保持不变)发生反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH<0。测得H2的物质的量随时间变化如图所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。该反应在8～10min内CO2的平均反应速率是()A．0.5mol·L－1·min－1B．0.1mol·L－1·min－1C．0mol·L－1·min－1D．0.125mol·L－1·min－1【答案】C【解析】由图可知，在8～10min内，H2的物质的量都是2mol，因此v(H2)＝eq\f(2mol－2mol,2L×2min)＝0mol·L－1·min－1，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，v(CO2)＝eq\f(1,3)v(H2)＝0mol·L－1·min－1，故C正确。7．在某恒容密闭容器中投入X、Y、W、Q四种物质，经一段时间后测得各物质的物质的量如下表所示：时间XYWQ10min1.0mol3.0mol1.0mol2.0mol20min0.5mol1.5mol2.0mol1.0mol上述容器中发生反应的方程式可能是()A．X＋2Y2W＋2QB．3X＋Y＋2W2QC．X＋3Y＋2Q2WD．X＋2Y＋3Q2W【答案】C【解析】从表格数据可看出X、Y、Q的物质的量减少，而W的物质的量增加，说明X、Y、Q是反应物，W是产物。在同一容器中，相同时间内，各物质的反应速率之比等于物质的量变化量之比，等于化学计量数之比。Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Q)∶Δn(W)＝(1.0mol－0.5mol)∶(3.0mol－1.5mol)∶(2.0mol－1.0mol)∶(2.0mol－1.0mol)＝1∶3∶2∶2，所以X、Y、Q、W的化学计量数之比为1∶3∶2∶2，选C。8．某温度时，在容积为3L的密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。分析图中数据，回答下列问题：(1)该反应的化学方程式为______________。(2)反应开始至2min末，X的反应速率为________。(3)该反应是由________(填“正反应”“逆反应”或“正、逆反应同时”)开始反应的。【答案】(1)Y(g)＋2Z(g)3X(g)(2)0.067mol/(L·min)(3)正、逆反应同时【解析】(1)根据各物质转化的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比，得到化学方程式为Y(g)＋2Z(g)3X(g)。(2)反应开始和2min时，X的物质的量分别为0.4mol、0.8mol，即在0～2min时间段内X增加的物质的量为0.4mol，故X的反应速率为v(X)＝eq\f(0.4mol,3L×2min)≈0.067mol/(L·min)。(3)由图中三条曲线均未通过原点可判断该反应是由正、逆反应同时进行的。B组·能力提升9．在密闭容器中发生反应mA(g)＋nB(g)=wC(g)，同一时间段内测得：A的浓度每分钟减少0.15mol·L－1，B的浓度每分钟减少0.05mol·L－1，C的浓度每分钟增加0.1mol·L－1。则下列叙述正确的是()A．在容器容积和温度不变的条件下，随着反应的进行，体系的压强逐渐增大B．化学计量数之比是m∶n∶w＝3∶1∶2C．单位时间内反应物浓度的减少等于生成物浓度的增加D．若在前10s内A减少了xmol，则在前20s内A减少了2xmol【答案】B【解析】由题意知，v(A)∶v(B)∶v(C)＝3∶1∶2。根据化学反应中各物质的反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比可知，m∶n∶w＝3∶1∶2，A、C均错误，B正确。反应过程中，反应都不是等速率进行的，前10s内与前20s内反应速率不同，D错误。10．化学反应速率是通过实验测定的，测量下列化学反应的速率时，测量依据不合理的是()选项化学反应测量依据(单位时间内)ACO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)压强变化BZn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑H2体积C2NO2(g)N2O4(g)颜色深浅DCa(OH)2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaOH沉淀的质量【答案】A【解析】A项，该反应是气体分子数不变(反应前后气体的化学计量数之和相等)的反应，反应前后压强不变，不合理。11．(北京西城区高二检测)将1molA和1molB充入VL某密闭容器内发生反应：A(g)＋B(g)C(g)，2min时，c(A)＝0.4mol·L－1，平均反应速率v(C)＝0.8mol·L－1·min－1，则该容器的体积V的值为()A．0.2 B．0.5C．1 D．2【答案】B【解析】由化学方程式可得v(A)＝v(C)＝0.8mol·L－1·min－1，则Δc(A)＝v(A)·Δt＝0.8mol·L－1·min－1×2min＝1.6mol·L－1，则c(A)始＝1.6mol·L－1＋0.4mol·L－1＝2mol·L－1，故V＝eq\f(n,c)＝eq\f(1mol,2mol·L－1)＝0.5L。12．将固体NH4Br置于密闭容器中，在某温度下，发生反应：NH4Br(s)=NH3(g)＋HBr(g)，2HBr(g)Br2(g)＋H2(g)，2min后，测知H2的浓度为0.5mol·L－1，HBr的浓度为4mol·L－1，若上述反应速率用v(NH3)表示，则下列速率正确的是()A．0.5mol·L－1·min－1B．2.5mol·L－1·min－1C．2mol·L－1·min－1D．1.25mol·L－1·min－1【答案】B【解析】此题为连锁反应，即NH4Br(s)分解生成的HBr又有一部分分解，故剩余的HBr的量为NH4Br分解生成的HBr的量减去HBr分解的量，即c(HBr)＝c(HBr)生成－c(HBr)分解，又知c(H2)＝0.5mol·L－1，则c(HBr)分解＝1mol·L－1，所以c(HBr)生成＝c(HBr)＋c(HBr)分解＝5mol·L－1，c(NH3)＝c(HBr)生成＝5mol·L－1，v(NH3)＝eq\f(5mol·L－1－0,2min)＝2.5mol·L－1·min－1。13．在25℃时，向100mL含氯化氢14.6g的盐酸里放入5.6g纯铁粉(不考虑反应前后溶液的体积变化)，反应开始至2min末，收集到1.12L(标准状况)H2，在此之后，又经过4min铁粉完全溶解。则：(1)在前2min内，用FeCl2表示的平均反应速率是________________。(2)在后4min内，用HCl表示的平均反应速率是________________。(3)前2min与后4min相比，________的反应速率较快。【答案】(1)0.25mol·L－1·min－1(2)0.25mol·L－1·min－1(3)前2min【解析】(1)Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑Δn/mol0.050.10.050.05v(FeCl2)＝eq\f(0.05mol,0.1L×2min)＝0.25mol·L－1·min－1。(2)Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑Δn/mol0.050.10.05v(HCl)＝eq\f(0.1mol,0.1L×4min)＝0.25mol/(L·min)。(3)后4min：v(FeCl2)＝0.125mol·L－1·min－1，后4min慢。14．某化学兴趣小组的甲、乙两位同学对测定化学反应速率非常感兴趣，为此进行了有关的实验探究，实验记录如下：[实验目的]测量锌和硫酸反应的速率。[实验用品]锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导管、50mL注射器、铁架台、秒表、锌粒、1mol·L－1的H2SO4溶液、4mol·L－1的H2SO4溶液。[实验步骤]①甲同学取一套上图装置，加入40mL1mol·L－1的H2SO4溶液，测量收集10mLH2所需的时间。②乙同学取另一套同样的装置，加入40mL4mol·L－1的H2SO4溶液，测量收集10mLH2所需的时间。回答下列问题：(1)Zn与硫酸反应的离子方程式为________________________________________。(2)收集10mLH2所需时间：甲________乙(填“大于”“小于”或“等于”，下同)，反应速率：甲________乙。(3)下列说法正确的是________(填字母)。A．本实验中甲、乙两同学所用锌粒的表面积要相同B．装置气密性要好C．40mL的H2SO4溶液要迅速加入D．气体还可以用排水法收集E．若用98%的浓硫酸，则反应最快(4)测量Zn和硫酸反应的速率还可用的方法有：①______________；②______________。【答案】(1)Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑(2)大于小于(3)ABCD(4)①测定等质量的Zn完全溶解所需要的时间②单位时间内H2SO4溶液浓度的变化课后测评一、选择题(本题包括10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)1.下列说法正确的是()A.催化剂是影响化学反应速率的本质因素B.当反应体系容积不变时,减小反应物的量肯定能减小反应速率C.可逆反应达到反应限度时,化学反应速率为0D.化学反应速率可用单位时间内反应物的浓度的变化量来表示答案D解析影响化学反应速率的本质因素是反应物的性质,A项错误;如果反应物是固体或液体,减小反应物的量不会影响反应速率,B项错误;可逆反应达到反应限度时,正、逆反应速率相等,但不为零,C项错误。2.下列说法正确的是()A.自发反应在任何条件下都能实现B.所有的自发反应都是放热的C.升高温度,活化分子百分数增大,化学反应速率一定增大D.一般使用催化剂可以降低反应的活化能,增大活化分子百分数,从而提高反应物的转化率答案C解析自发反应在恰当条件下才能实现,A项错误;有的吸热反应也能自发进行,B项错误;升高温度,活化分子百分数增大,化学反应速率增大,C项正确;使用催化剂可以降低反应的活化能,增大活化分子百分数,对化学平衡没有影响,不影响反应物的转化率,D项错误。3.一定温度下,在某密闭容器中发生反应:2HI(g)H2(g)+I2(g)ΔH>0,若15s内c(HI)由0.1mol·L-1降到0.07mol·L-1,则下列说法正确的是 ()A.0~15s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)=0.002mol·L-1·s-1B.c(HI)由0.07mol·L-1降到0.05mol·L-1所需的反应时间小于10sC.升高温度正反应速率增大,逆反应速率减小D.减小反应体系的体积,化学反应速率增大答案D解析0~15s内,v(I2)=12v(HI)=12×(0.1-0.07)mol·L-115s=0.001mol·L-1·s-1,A项错误;随着反应的进行,c(HI)减小,v(HI)减小,故c(HI)由0.07mol·L-1降到0.05mol·L4.(江西上饶高二月考)已知反应:2NO(g)+Br2(g)2NOBr(g)ΔH=-akJ·mol-1(a>0),其反应机理是:①NO(g)+Br2(g)NOBr2(g)快②NOBr2(g)+NO(g)2NOBr(g)慢下列有关该反应的说法正确的是()A.该反应的速率主要取决于①的快慢B.NOBr2是该反应的催化剂C.增大Br2(g)的浓度能增大活化分子百分数,加快反应速率D.2molNO完全反应时生成物的总键能比反应物的总键能大akJ·mol-1答案D解析反应速率主要取决于慢的一步,所以反应速率主要取决于②的快慢,A错误;NOBr2是中间产物,而不是催化剂,B错误;增大浓度,活化分子百分数不变,C错误;正反应放热,断裂化学键吸收的能量小于形成化学键放出的能量,则反应物的总键能比生成物的总键能小akJ·mol-1,D正确。5.已知某密闭容器中发生反应:X(g)+Y(g)2W(g)+Z(g)ΔH<0(Y物质易被液化)。下列有关说法中一定正确的是()A.若W为有颜色的物质,达到平衡后,增大压强,体系颜色变浅B.改变压强,该反应的平衡常数一定不变C.平衡时,其他条件不变,升高温度,正反应速率增大程度比逆反应速率增大程度小D.平衡时,其他条件不变,分离出Z,正反应速率增大答案C解析A项,增大压强,不论平衡向哪个方向移动,各物质浓度变大,体系颜色应变深;B项,Y物质易被液化,加压有可能导致Y变为液态,平衡常数的表达式变了,平衡常数也就可能改变;C项,升温,平衡逆向移动,正确;D项,分离出Z,正、逆反应速率都减小。6.(江西上饶高二月考)已知:I2在水中的溶解度很小,在KI溶液中的溶解度显著增大。I2在KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)+I-(aq)I3-(aq)。测得不同温度下该反应的平衡常数如下图所示,下列说法正确的是 A.反应I2(aq)+I-(aq)I3-(aq)的ΔHB.利用该反应可以除去硫粉中少量的碘单质C.在题给平衡体系中加入CCl4,平衡不移动D.25℃时,在题给平衡体系中加入少量KI固体,平衡常数K小于680答案B解析由图像数据可知,温度越高,平衡常数越小,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,故正反应方向为放热反应,即ΔH<0,故A错误;硫难溶于水,而碘单质与I-形成I3-而溶于水,可以达到除去少量碘的目的,故B正确;加入CCl4,碘易溶于CCl4,则加入CCl4后水中碘的浓度变小,平衡向左移动,故C错误;加入KI固体,I-的浓度增大,平衡向右移动,但平衡常数只受温度影响,与物质的浓度无关,因此平衡常数K不变,故7.某温度下,可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)的平衡常数为K,下列对K的说法正确的是()A.K值越大,表明该反应越有利于C的生成,反应物的转化率越大B.若缩小反应器的容积,能使平衡正向移动,则K增大C.温度越高,K一定越大D.如果m+n=p,则K=1答案A解析K越大,该反应正向进行的程度越大,反应物的转化率越大,A项正确;对于一个确定的化学反应,K只是温度的函数,温度一定,K一定,与压强无关,B项错误;因该反应的热效应不确定,C项错误;K=cp(C)cm(A)·cn(8.在某密闭容器中,可逆反应:A(g)+B(g)xC(g)符合图中(Ⅰ)所示关系,φ(C)表示C气体在混合气体中的体积分数。由此判断,对图像(Ⅱ)说法不正确的是()A.p3>p4,Y轴表示A的转化率B.p3>p4,Y轴表示B的质量分数C.p3>p4,Y轴表示B的转化率D.p3>p4,Y轴表示混合气体的平均相对分子质量答案B解析据图像(Ⅰ),在压强不变时,由曲线斜率知T1>T2。降温(T1→T2)时,φ(C)增大,即平衡正向移动,说明正反应为放热反应。当温度不变时,由曲线斜率知压强p2>p1,增大压强(p1→p2)时,φ(C)增大,即平衡正向移动,故x<2。由图像(Ⅱ)知,保持体系压强不变,升高温度,平衡逆向移动,A、B的转化率、φ(C)、混合气体的平均相对分子质量均减小,而A、B的质量分数增大。故选B。9.已知可逆反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-1025kJ·mol-1。若反应物起始物质的量相同,下列关于该反应的示意图不正确的是 ()答案D解析升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡时一氧化氮的含量小,且达到平衡时需要的时间短,A项正确,D项错误;增大压强,平衡向逆反应方向移动,平衡时一氧化氮的含量小,且达到平衡时需要的时间短,B项正确;有无催化剂只影响到达平衡状态的时间,不影响平衡移动,C项正确。10.一定条件下合成乙烯的反应为6H2(g)+2CO2(g)CH2CH2(g)+4H2O(g)。已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图,下列说法不正确的是()A.该反应的逆反应为吸热反应B.平衡常数:KM>KNC.生成乙烯的速率:v(N)一定大于v(M)D.当温度高于250℃,升高温度,催化剂的催化效率降低答案C解析升高温度时CO2的平衡转化率降低,说明平衡逆向移动,则逆反应为吸热反应,A项正确;该反应的正反应是放热反应,升温平衡常数减小,B项正确;化学反应速率随温度的升高而增大,但所用催化剂在250℃时催化活性最高,温度继续升高,其催化效率降低,所以v(N)有可能小于v(M),C项错误,D项正确。二、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意)11.25℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表所示:物质XYZ初始浓度/(mol·L-1)0.10.20.0平衡浓度/(mol·L-1)0.050.050.1下列说法错误的是()A.反应达到平衡时,X的转化率为60%B.该反应可表示为X(g)+3Y(g)2Z(g),其平衡常数为1600C.增大压强,平衡常数增大D.改变温度可以改变该反应的平衡常数答案AC解析X的浓度变化了0.05mol·L-1,所以达到化学平衡时,X的转化率为0.05mol·L-1÷0.1mol·L-1×100%=50%,A项错误;Y的浓度变化了0.15mol·L-1,Z的浓度变化了0.1mol·L-1,故该反应的化学方程式为X(g)+3Y(g)2Z(g),其平衡常数K=(0.1)20.05×(0.05)3=112.某温度下在2L密闭容器中,3种气体起始状态和平衡状态时的物质的量如下表所示。物质XYWn(起始状态)/mol210n(平衡状态)/mol10.51.5下列说法正确的是()A.升高温度,若W的体积分数减小,则此反应ΔH>0B.该温度下,此反应的平衡常数K=6.75C.增大压强,正、逆反应速率均增大,平衡向正反应方向移动D.该温度下,再向该容器中加入1.5molW,达到新平衡时,c(X)=0.25mol·L-1答案B解析由表中数据可以知道平衡时,Δn(X)=1mol、Δn(Y)=0.5mol、Δn(W)=1.5mol,Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(W)=1mol∶0.5mol∶1.5mol=2∶1∶3,根据反应过程中各物质的物质的量之比等于化学计量数之比可得,反应的方程式为2X(g)+Y(g)3W(g)。升高温度W的体积分数减小,平衡逆向移动,因为升高温度平衡向吸热反应方向移动,则逆向为吸热反应,故正反应为放热反应,即ΔH<0,故A错误;反应方程式为2X(g)+Y(g)3W(g),反应前后气体的物质的量相同,可以利用物质的量代替浓度计算平衡常数,所以平衡常数K=c3(W)c2(X)·c(Y)=1.5312×0.5=6.75,故B正确;该反应为反应前后气体的物质的量不变的反应,增大压强,正、逆反应速率均增大相同的倍数2X+Y3W起始量/mol 1 0.5 1.5+1.5=3变化量/mol 2m m 3m平衡量/mol 1+2m 0.5+m 3-3m根据W含量相同得到:1m=0.25;则达到新平衡时c(X)=(1+2×0.25)mol2L=0.13.(浙江11月选考)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-197.8kJ·mol-1。起始反应物为SO2和O2(物质的量之比为2∶1,且总物质的量不变)。SO2的平衡转化率(%)随温度和压强的变化如下表,下列说法不正确的是()温度/K压强/(105Pa)1.015.0710.125.350.767399.299.699.799.899.972397.598.999.299.599.677393.596.997.898.699.0A.一定压强下降低温度,SO2的转化率增大B.在不同温度、压强下,转化相同物质的量的SO2所需要的时间相等C.使用催化剂可以缩短反应达到平衡所需的时间D.工业生产通常不采取加压措施是因为常压下SO2的转化率已相当高答案B解析由表格数据及勒夏特列原理知,对于放热反应,一定压强下降低温度,平衡正向移动,故反应物SO2的转化率增大,A项正确;由于在不同温度、压强下,化学反应速率不一定相等,故转化相同物质的量的SO2所需要的时间不一定相等,B项错误;催化剂对化学平衡移动无影响,但可以缩短到达平衡所需的时间,C项正确;由图中数据可知,在1.01×105Pa(常压)下,673K、723K、773K时SO2的转化率分别为99.2%,97.5%,93.5%,已经相当高了,且加压后转化率升高并不明显,所以没有必要通过加压提高转化率,D项正确。14.已知H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔH<0,有相同容积的定容密闭容器甲和乙,甲中加入H2和I2各0.1mol,乙中加入HI0.2mol,相同温度下分别达到平衡。欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度,应采取的措施是()A.甲、乙提高相同温度B.甲中加入0.1molHe,乙不改变C.甲降低温度,乙不变D.甲增加0.1molH2,乙增加0.1molI2答案C解析由题意知,甲、乙能达到同一平衡状态,HI浓度相等。升高相同温度,新平衡依然等效,HI浓度相等,A选项错误;向甲中充入氦气,因为容积不变,各物质浓度不变,平衡不移动,甲、乙中HI的平衡浓度仍然相等,B选项错误;对甲降温,平衡向右移动,HI浓度增大,乙中HI浓度不变,C选项正确;甲增加0.1molH2,乙增加0.1molI2,甲、乙中HI浓度增大程度相等,使甲、乙中HI的平衡浓度仍然相等,D选项错误。15.在容积可变的密闭容器中存在如下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<0,下列分析中不正确的是()A.图Ⅰ研究的是t0时升高温度对反应速率的影响B.图Ⅱ研究的是t0时增大压强(缩小容积)或使用催化剂对反应速率的影响C.图Ⅲ研究的是催化剂对化学平衡的影响,且甲使用了催化剂D.图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响,且乙的温度较高答案AC解析由于这是一个气体体积不变的放热反应,所以图Ⅰt0时温度升高,平衡向左移动,此时逆反应速率大于正反应速率,A项错误;该反应是反应前后气体物质的量不变的反应,图Ⅱ中,增大压强,可同等程度地增大正、逆反应速率,平衡不移动,使用催化剂,不影响平衡,但反应速率增大,B项正确;如果图Ⅲ研究的是催化剂对化学平衡的影响,则由图可知乙条件下先达到平衡,所以应该是乙使用了催化剂,且平衡时甲、乙两条件下的CO转化率应相等,C项错误;如果图Ⅲ研究的是温度对平衡的影响,同样应该是乙条件下温度高于甲条件,那么从甲升温到乙,平衡向左移动,CO的转化率下降,D项正确。三、非选择题(本题共5小题,共60分)16.(12分)在密闭容器中,使2molN2和6molH2混合发生下列反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0。(1)当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是;N2和H2的转化率之比是。

(2)升高平衡体系的温度(保持体积不变),混合气体的平均相对分子质量,密度。(填“增大”“减小”或“不变”)

(3)当达到平衡时,充入氩气,并保持压强不变,平衡将(填“正向”“逆向”或“不”)移动。

(4)若容器恒容、绝热,加热使容器内温度迅速升至原来的2倍,平衡将(填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)。达到新平衡后,容器内温度(填“大于”“小于”或“等于”)原来的2倍。

答案(1)1∶31∶1(2)减小不变(3)逆向(4)向左移动小于解析(1)对N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,在密闭容器中,开始时n(N2)∶n(H2)=2∶6=1∶3,反应时消耗n(N2)∶n(H2)=1∶3,故平衡时n(N2)∶n(H2)=1∶3,所以c(N2)∶c(H2)=1∶3,转化率之比为1∶1。(2)升高温度,平衡向逆反应方向移动,气体的总物质的量增大,总质量不变,故平均相对分子质量变小,由ρ=mV(3)达平衡后,保持压强不变,充入氩气,使体系体积增大,浓度减小,相当于减小压强,使平衡逆向移动。(4)恒容时升高温度至原来的2倍,根据勒夏特列原理,平衡向吸热反应的方向移动,即向左移动,达新平衡后,容器内温度大于原来的温度,小于原来温度的2倍。17.(12分)300℃时,将2molA和2molB两种气体混合于2L密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g)ΔH=Q,2min末达到平衡,生成0.8molD。(1)300℃时,该反应的平衡常数表达式为:K=。

已知K300℃<K350℃,则ΔH0(填“>”或“<”)。

(2)在2min末时,B的平衡浓度为,D的平均反应速率为。

(3)若温度不变,缩小容器容积,则A的转化率(填“增大”“减小”或“不变”),原因是。

(4)如果在相同的条件下,上述反应从逆反应方向开始,开始时加入C、D各43mol。若使平衡时各物质的物质的量浓度与原平衡相同,则还应该加入B答案(1)c2(C)·c0.2mol·L-1·min-1(3)不变反应前后气体分子数不变,压强对平衡无影响(4)4解析(1)温度越高,K越大,则说明升温平衡正向移动,即正反应为吸热反应,ΔH>0。(2)生成0.8molD,则反应掉0.4molB,剩余1.6molB,c(B)=1.6mol2L=0.8mol·L-1;v(B)=0.4mol2L×2min=0.1mol·L-1·min-1,由化学计量数知,D的反应速率应为B的2倍,故v(D)=2v(B)=2×0.1mol·L-1·min-1=0.2mol·L-1·min-1。(3)该反应前后气体分子数不变,增大压强平衡不移动,故A的转化率不变。(4)将C、D的量折算成A、B的量,则相当于加入2molA和23molB,容器体积固定,若平衡时各物质浓度与原平衡相同,18.(12分)(全国Ⅰ,节选)采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术,在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题:(1)1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银,得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体,其分子式为。

(2)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5(g)分解反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)2N2O4(g)其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示[t=∞时,N2O5(g)完全分解]:t/min0408016026013001700∞p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1①研究表明,N2O5(g)分解的反应速率v=2×10-3×pN2O5(kPa·min-1),t=62min时,测得体系中pO2=2.9kPa,则此时的pN2O5=②若提高反应温度至35℃,则N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35℃)63.1kPa(填“大于”“等于”或“小于”),原因是。

③25℃时N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数Kp=kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数)。

(3)对于反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g),R.A.Ogg提出如下反应历程:第一步N2O5NO2+NO3快速平衡第二步NO2+NO3NO+NO2+O2 慢反应第三步NO+NO32NO2 快反应其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是(填标号)。

A.v(第一步的逆反应)>v(第二步反应)B.反应的中间产物只有NO3C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效D.第三步反应活化能较高答案(1)O2(2)①30.06.0×10-2②大于温度提高,体积不变,总压强提高;NO2二聚为放热反应,温度提高,平衡左移,体系物质的量增加,总压强提高③13.4(3)AC解析(1)干燥的氯气与干燥的AgNO3之间发生氧化还原反应时,氯气作氧化剂,而AgNO3中Ag、N元素都处于最高价,所以被氧化的只能为氧元素,则得到的气体为氧气。(2)①依据反应N2O5(g)2NO2(g)+12O2(g)及气体的物质的量与其形成的压强成正比,生成的O2的压强p(O2)=2.9kPa,则剩余N2O5形成的压强p(N2O5)=35.8kPa-2.9kPa×2=30.0kPa。则N2O5的分解速率v=2×10-3×30.0kPa·min-1=6.0×10-2kPa·min-1。②若提高反应温度至35℃,由于体积不变,但温度提高,总压强增大,且2NO2(g)N2O4(g)ΔH2=-55.3kJ·mol-1为放热反应,温度升高,平衡左移,气体的物质的量增大,总压强提高,所以N2O5完全分解后体系压强p∞大于63.1kPa。③当t=∞时,体系的总压强为63.1kPa为平衡时的总压强,此时N2O5完全分解,生成的氧气的压强为:p(O2)=35.8kPa2=17.9kPa。若NO2不生成N2O4,则此时的总压应为35.8kPa×52=89.5kPa,而实际压强为63.1kPa,压强差为:89.5kPa-63.12NO2N2O4压强差21 126.4kPa26.4kPa则平衡时NO2的分压为:63.1kPa-p(O2)-p(N2O4)=18.8kPa;由此可求反应N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数为(18.8kPa)226(3)根据第一步能“快速平衡”及第二步“慢反应”可判断A项正确;反应的中间产物有NO3及NO,B项错误;根据第二步反应:NO2+NO3NO+NO2+O2可知,部分NO2没有参加反应,C项正确;第三步为“快反应”,则该步反应的活化能较低,D项错误。19.(12分)CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。(1)水煤气变换[CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)]是工业上获取CO2、H2的途径之一。我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用·标注。可知水煤气变换的ΔH(填“大于”“等于”或“小于”)0,该历程中最大能垒(活化能)Ea=eV,写出该步骤的化学方程式:。

(2)水煤气变换获取的CO2、H2,经催化反应能合成二甲醚,其过程中主要发生下列反应:反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH1反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH2=-122.5kJ·mol-1在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。其中:CH3OCH3的选择性=2×C①温度高于300℃,CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是。

②220℃时,在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后,测得CH3OCH3的选择性为48%(图中A点)。不改变反应时间和温度,一定能提高CH3OCH3选择性的措施有。

(3)用二氧化碳催化加氢还可用来合成低碳烯烃。反应开始时在0.1MPa条件下,以n(H2)∶n(CO2)=3∶1的投料比充入容积固定的密闭容器中,发生反应:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g),不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量百分数如图所示。在120℃达到平衡时,二氧化碳的转化率为;若按氢气和二氧化碳的物质的量之比为n∶1(n>3)进行投料,温度控制为120℃,设相应平衡体系中乙烯的产率为m,在图中绘制m随n(n≥3)变化的示意图(标出曲线的起点坐标)。

答案(1)小于2.02COOH·+H·+H2O·COOH·+2H·+OH·或H2O·H·+OH·(2)①反应Ⅰ的ΔH>0,反应Ⅱ的ΔH<0;温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升,使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降,且上升幅度超过下降幅度②增大压强,使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂(3)72.5%解析(1)根据观察计算机模拟结果,结合ΔH=生成物总能量-反应物总能量可知,水煤气变换反应的ΔH<0;该历程中最大能垒(活化能)Ea=1.86eV-(-0.16eV)=2.02eV,该步骤的化学方程式为COOH·+H·+H2O·COOH·+2H·+OH·或H2O·H·+OH·。(2)①反应Ⅰ的ΔH>0,反应Ⅱ的ΔH<0,温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升,使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降,且上升幅度超过下降幅度。②2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=-122.5kJ·mol-1,结合CH3OCH3的选择性=2×CH3OCH3的物质的量反应的CO2的物质的量