2020-2021学年新教材化学人教版选择性必修第一册课后提升训练：第二章　化学反应速率与化学平衡 测评 WORD版含解析.docx

1、第二章测评一、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。答案D2.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,

2、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。答案C3.一定温度下,在某密闭容器中发生反应:2HI(g)H2(g)+I2(g)H0,若15 s内c(HI)由0.1 molL-1降到0.07 molL-1,则下列说法正确的是()A.015 s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)=0

3、.002 molL-1s-1B.c(HI)由0.07 molL-1降到0.05 molL-1所需的反应时间小于10 sC.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,化学反应速率增大解析015s内,v(I2)=12v(HI)=12(0.1-0.07)molL-115s=0.001molL-1s-1,A项错误;随着反应的进行,c(HI)减小,v(HI)减小,故c(HI)由0.07molL-1降到0.05molL-1所需时间大于10s,B项错误;升高温度,正、逆反应速率均增大,C项错误;减小反应体系的体积,压强增大,反应速率增大,D项正确。答案D4.在密闭容器中,一定条件下,进行

4、如下反应:NO(g)+CO(g)12N2(g)+CO2(g)H=-373.2 kJmol-1,达到平衡后,为提高该反应的速率和NO的转化率,采取的正确措施是()A.加催化剂同时升高温度B.加催化剂同时增大压强C.升高温度同时充入N2D.降低温度同时增大压强解析结合该反应的特点,提高反应速率的措施有升高温度、增大压强、使用催化剂;提高NO的转化率(平衡向正反应方向移动)的措施有降低温度、增大压强。答案B5.已知某密闭容器中发生反应:X(g)+Y(g)2W(g)+Z(g)Hp4,Y轴表示A的转化率B.p3p4,Y轴表示B的质量分数C.p3p4,Y轴表示B的转化率D.p3p4,Y轴表示混合气体的平均

5、相对分子质量解析据图像(),在压强不变时,由曲线斜率知T1T2。降温(T1T2)时,(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p2p1,增大压强(p1p2)时,(C)增大,即平衡正向移动,故xKNC.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)

6、,C项错误,D项正确。答案C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/( molL-1)0.10.20.0平衡浓度/( molL-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1 600C.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解析X的浓度变化了0.05molL-1,所以达到化学平衡时,X的转化率为0.05molL-10.1molL-1100

7、%=50%,A项错误;Y的浓度变化了0.15molL-1,Z的浓度变化了0.1molL-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=1600,B项正确;对于一个确定的可逆反应,平衡常数与浓度、压强无关,只与温度有关,故C项错误,D项正确。答案AC12.将固体NH4I置于密闭容器中,在一定温度下发生下列反应:NH4I(s)NH3(g)+HI(g);2HI(g)H2(g)+I2(g)。达到平衡时,c(H2)=0.5 molL-1,c(HI)=4 molL-1,则此温度下反应的平衡常数为()A.9B.16C.20D.25解析由c(H2)

8、=0.5molL-1可知反应所消耗的c(HI)=1molL-1,而平衡时c(HI)=4molL-1,则c(NH3)=4molL-1+1molL-1=5molL-1。即反应平衡体系中c(NH3)=5molL-1,c(HI)=4molL-1,那么反应的平衡常数K=c(NH3)c(HI)=54=20,故正确答案为C。答案C13.(2018浙江11月选考)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=-197.8 kJmol-1。起始反应物为SO2和O2(物质的量之比为21,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.

9、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

10、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1.01105Pa(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。答案B14.已知H2(g)+I2(g)2HI(g)H0,有相同容积的定容密闭容器甲和乙,甲中加入H2和I2各0.1 mol,乙中加入HI 0.2 mol,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0.1 mol He,乙

11、不改变C.甲降低温度,乙不变D.甲增加0.1 mol H2,乙增加0.1 mol I2解析本题考查化学平衡移动和恒温恒容条件下的等效平衡原理。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。答案C15.在容积可变的密闭容器中存在如下反应:CO(g)

12、+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H0,下列分析中不正确的是()A.图研究的是t0时升高温度对反应速率的影响B.图研究的是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.图研究的是温度对化学平衡的影响,且乙的温度较高解析本题考查的是对化学反应速率及化学平衡图像的认识,难度一般。由于这是一个气体体积不变的放热反应,所以t0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,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;

13、如果图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。答案AC三、非选择题(本题共5小题,共60分)16.(12分)在密闭容器中,使2 mol N2和6 mol H2混合发生下列反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H0。(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“

14、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。解析(1)对N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H0,在密闭容器中,开始时n(N2)n(H2)=26=13,反应时消耗n(N2)n(H2)=13,故平衡时n(N2)n(H2)=13,所以c(N2)c(H2)=13,转化率之比为11。(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

15、平均相对分子质量变小,由=mV知密度不变。(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。答案(1)1311(2)减小不变(3)逆向(4)向左移动小于17.(12分)300 时,将2 mol A和2 mol B两种气体混合于2 L密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g)H=Q,2 min末达到平衡,生成0.8 mol D。(1)300 时,该反应的平衡常数表达式为:K=。

16、已知K300 ”或“0。(2)生成0.8molD,则反应掉0.4molB,剩余1.6molB,c(B)=1.6mol2L=0.8molL-1;v(B)=0.4mol2L2min=0.1molL-1min-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)=20.1molL-1min-1=0.2molL-1min-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,则说明起始时物质的量相等,故还应加入B2mol-23mol=43mol。答

17、案(1)c2(C)c2(D)c3(A)c(B)(2)0.8 molL-10.2 molL-1min-1(3)不变反应前后气体分子数不变,压强对平衡无影响(4)4318.(12分)(2018全国,28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

18、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/min040801602601 3001 700p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1研究表明,N2O5(g)分解的反应速率v=210-3pN2O5(kPamin-1),t=62 min时,测得体系中pO2=2.9 kPa,则此时的pN2O5= kPa,v= kPamin-1。若提高反应温度至35 ,则N2O5(g)完全分解后体系压强p(35 )63.1 kPa(填“大于”“等于”或“小于”),原因是。25 时N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数Kp= kPa(Kp为以分

19、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

20、得到的气体为氧气。(2)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-2.9kPa2=30.0kPa。则N2O5的分解速率v=210-330.0kPamin-1=6.010-2kPamin-1。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)H2=-55.3kJmol-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。当t=时,体系的总压强为63

21、.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35.8kPa52=89.5kPa,而实际压强为63.1kPa,压强差为:89.5kPa-63.1kPa=26.4kPa2NO2N2O4压强差21126.4kPa26.4kPa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)226.4kPa13.4kPa。(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N

22、O3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。答案(1)O2(2)30.06.010-2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13.4(3)AC19.(12分)(2019江苏卷,20节选)CO2的资源化利用能有效减少CO2排放,充分利用碳资源。(1)CaO可在较高温度下捕集CO2,在更高温度下将捕集的CO2释放利用。CaC2O4H2O热分解可制备CaO,CaC2O4H2O加热升温过程中固体的质量变化如图所示。写

23、出400600 范围内分解反应的化学方程式:。与CaCO3热分解制备的CaO相比,CaC2O4H2O热分解制备的CaO具有更好的CO2捕集性能,其原因是。(2)CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法,其过程中主要发生下列反应:反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H=+41.2 kJmol-1反应:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)H=-122.5 kJmol-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所示。其中:CH3OCH3的选择性=2CH3OCH3的物质的量反应的CO2的物

24、质的量100%温度高于300 ,CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是。220 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。解析(1)利用热重分析法判断反应:在400600之间,质量减少28g,显然是生成了CO,则化学方程式为CaC2O4CaCO3+CO;从整个过程可知CaC2O4H2O热解时,先生成水蒸气,然后依次产生CO、CO2,CaC2O4H2O热分解产生的气体更多,制得的CaO更加疏松多孔,具有更好的CO2的捕集性能。(2)分析两个反应,反应的H0,反应的H0,反应的H0,

25、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增大压强、使用对反应催化活性更高的催化剂20.(12分)(2019全国,28节选)近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题:(1)Deacon发明的直接氧化法为:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为刚性容器中,进料浓度比c(HCl)c(O2)分别等于11、41、71时HCl平衡转化率随温度变化的关系:可知反应平衡常数K(300 )K(400 )(填“大于”或“

26、小于”)。设HCl初始浓度为c0,根据进料浓度比c(HCl)c(O2)=11的数据计算K(400 )=(列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率,同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)c(O2)过低、过高的不利影响分别是。(2)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:CuCl2(s)CuCl(s)+12Cl2(g)H1=83 kJmol-1CuCl(s)+12O2(g)CuO(s)+12Cl2(g)H2=-20 kJmol-1CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g)H3=-121 kJmol-1则4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)

27、的H=kJmol-1。(3)在一定温度的条件下,进一步提高HCl的转化率的方法是。(写出2种)解析本题化学原理综合题,为热化学、电化学与化学平衡综合题,难度中等。(1)分析任意一条平衡曲线可知,在进料浓度比固定的条件下,随着温度的升高,HCl的平衡转化率降低,说明正反应为放热反应,由于K只与温度有关,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数K减小,即K(300)大于K(400)。根据进料浓度比及HCl的平衡转化率间的关系可知,c(HCl)c(O2)=11的曲线为最上面的那条曲线,由该曲线可知:温度为400时HCl的平衡转化率为84%。根据条件可列三段式如下:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2

28、H2O(g)初始:c0c000转化:c00.84c00.21c00.42c00.42平衡:c0(1-0.84)c0(1-0.21)c00.42c00.42K(400)=c2(Cl2)c2(H2O)c4(HCl)c(O2)=(c00.42)2(c00.42)2c0(1-0.84)4c0(1-0.21)=0.4220.422(1-0.84)4(1-0.21)c0进料浓度比c(HCl)c(O2)过低,导致产品Cl2混有大量O2,则分离两气体时导致能耗较高。而进料浓度比c(HCl)c(O2)过高,则导致HCl的转化率过低,浪费原料。(2)由盖斯定律可知,将题给催化过程的三个反应直接相加可得:2HCl(g)+12O2(g)Cl2(g)+H2O(g)H=(83-20-121)kJmol-1=-58kJmol-1,则H=2H=-116kJmol-1(3)在温度一定时,要增大HCl的平衡转化率,可采取的措施有:及时移走部分产物、增大体系压强等。答案(1)大于0.4220.422(1-0.84)4(1-0.21)c0O2和Cl2分离能耗较高、HCl转化率较低(2)-116(3)增加反应体系压强、及时除去产物