鲁科版高中化学选修四第2章化学反应的方向限度与速率质量评估.docx

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鲁科版高中化学选修四第2章化学反应的方向限度与速率质量评估

高中化学学习材料

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单元质量评估

（二）

第2章

（90分钟100分）

一、选择题（本题包括16小题，每小题3分，共48分）

1.已知反应2A（g）+B（g）

C（g）+3D（g）的逆反应在低温下能自发进行，则该反应的ΔH、ΔS应为（）

A.ΔH＜0，ΔS＞0B.ΔH＜0，ΔS＜0

C.ΔH＞0，ΔS＞0D.ΔH＞0，ΔS＜0

2.下列措施对增大反应速率明显有效的是（）

A.Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将铝片改成铝粉

B.Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用浓硫酸

C.在K2SO4与BaCl2两溶液反应时，增大压强

D.Na与水反应时增大水的用量

3.下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是（）

A．溴水中有下列平衡Br2+H2O

HBr+HBrO，当加入硝酸银溶液后，溶液颜色变浅

B．合成氨反应为提高氨的产率，理论上应采取降低温度的措施

C．反应CO（g）+NO2（g）

CO2（g）+NO（g）（正反应为放热反应），达平衡后，升高温度体系颜色变深

D．对于2HI（g）

H2（g）+I2（g），达平衡后缩小容器体积可使体系颜色变深

4.将2molX和2molY充入2L的密闭容器中发生如下反应:

X（g）+3Y（g）

2Z（g）+aQ（g），2min达到平衡时生成0.8molZ，测得Q的浓度为

0.4mol·L-1，下列叙述错误的是（）

A.a的值为2

B.平衡时X的浓度为0.2mol·L-1

C.Y的转化率为60%

D.反应速率v（Y）=0.3mol·（L·min）-1

5.（2012·安徽高考）一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：

SO2（g）+2CO（g）

2CO2（g）+S（l）ΔH<0

若反应在恒容的密闭容器中进行，下列有关说法正确的是（）

A.平衡前，随着反应的进行，容器内压强始终不变

B.平衡时，其他条件不变，分离出硫，正反应速率加快

C.平衡时，其他条件不变，升高温度可提高SO2的转化率

D.其他条件不变，使用不同催化剂，该反应的平衡常数不变

6.高温下，某反应达到平衡，平衡常数

恒容时，温度升高，H2浓度减小。

下列说法正确的是（）

A.该反应的焓变为正值

B.恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小

C.升高温度，逆反应速率减小

D.该反应化学方程式为CO+H2O

CO2+H2

7.下列各组反应（表中物质均为反应物）中，反应刚开始时，放出氢气的速率最大的是（）

8.据报道，在300℃、70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。

2CO2（g）+6H2（g）

CH3CH2OH（g）+3H2O（g）

下列叙述错误的是（）

A.使用Cu-Zn-Fe催化剂可大大提高生产效率

B.反应需在300℃进行可推测该反应是吸热反应

C.充入大量CO2气体可提高H2的转化率

D.从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率

9.如图所示，一定条件下，某密闭容器中的可逆反应R（s）+X（g）

Y（g）+Z（g）ΔH＞0，达到平衡态Ⅰ后，在t1时刻改变影响平衡的一个条件，平衡发生移动，达到平衡态Ⅱ。

则t1时刻的条件改变可能是（）

A.升高温度B.减小体积

C.增大Y的浓度D.加入一定量的R

10.一定条件下，在体积为3L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇：

CO（g）+2H2（g）

CH3OH（g），以下说法正确的是（）

A.E点的平衡常数大于D点的平衡常数，且该反应的ΔH＞0

B.容器中气体的总物质的量E点大于D点

C.F点的正反应速率大于逆反应速率

D.v（甲醇）表示500℃时以上反应在D点的速率

11.一定温度下测得在2L的容器中，M、N、P三种气体物质的量的变化如图所示，则有关该反应的说法正确的是（）

A.该温度下的平衡常数为3.75

B.若升高温度，测得M的转化率增大，则该反应的正反应为吸热反应

C.t3时，正反应速率大于逆反应速率

D.若测得该反应在一段时间内压强不变，说明反应达到平衡

12.某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对A2（g）+3B2（g）

2AB3（g）化学平衡状态的影响，得到如图所示的变化规律（图中T表示温度，n表示物质的量），据此得出的结论不正确的是（）

A.达到平衡时A2的转化率大小为b＞a

B.a、b、c三点的平衡常数相同

C.若T2＞T1，则正反应一定是吸热反应

D.b点时，平衡体系中A、B原子数之比一定是1∶1

13.某温度下，在固定容积的密闭容器中，反应A（g）+3B（g）

2C（g）达到平衡，测得平衡时A、B、C物质的量之比为1∶1∶2,若保持温度不变，以1∶1∶2的物质的量之比再充入A、B和C，下列判断正确的是（）

A.平衡不移动

B.平衡向逆反应方向移动

C.再次达到平衡时各物质的浓度都比原平衡时大

D.C的质量分数减小

14.在固定密闭容器中，可逆反应2X（g）+2Y（s）

3Z（g），达到平衡后，若将容器中X、Y、Z的物质的量均减少一半，对该反应产生的影响是（）

A．正、逆反应速率都减小，平衡不移动

B．正、逆反应速率都减小，平衡向正反应方向移动

C．正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动

D．正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向逆反应方向移动

15.用来表示可逆反应2A（g）+B（g）

2C（g）（正反应为放热反应）的正确图像为（）

16.（2012·江苏高考）温度为T时,向2.0L恒容密闭容器中充入1.0molPCl5,反应PCl5（g）====PCl3（g）+Cl2（g）经过一段时间后达到平衡。

反应过程中测定的部分数据见下表:

下列说法正确的是（）

A.反应在前50s的平均速率

v（PCl3）=0.0032mol·L-1·s-1

B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c（PCl3）=0.11mol·L-1,则反应的ΔH<0

C.相同温度下,起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2,反应达到平衡前v（正）>v（逆）

D.相同温度下,起始时向容器中充入2.0molPCl3和2.0molCl2,达到平衡时,PCl3的转化率小于80%

二、非选择题（本题包括5小题，共52分）

17.（6分）在一固定容积的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行以下反应：

A（g）+2B（g）

3C（g），已知加入1molA和3molB且达到平衡后，生成了amolC。

（1）达到平衡时，C在反应混合气中的体积分数是__________（用含字母a的代数式表示）。

（2）在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2molA和6molB，达到平衡后，C的物质的量为_______mol（用含字母a的代数式表示），此时C在反应混合气中的体积分数与原平衡相比___________（填“增大”“减小”或“不变”）。

18.（12分）（2012·山东高考改编）偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂，二者发生如下化学反应：

（CH3）2NNH2（l）+2N2O4（l）====2CO2（g）+3N2（g）+4H2O（g）（Ⅰ）

（1）反应（Ⅰ）中氧化剂是_________。

（2）火箭残骸中常出现红棕色气体，是因为：

N2O4（g）

2NO2（g）（Ⅱ）

当温度升高时，气体颜色变深，则反应（Ⅱ）为____________（填“吸热”或“放热”）反应。

（3）一定温度下，反应（Ⅱ）的焓变为ΔH。

现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是__________。

若在相同温度下，上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行，平衡常数________（填“增大”“不变”或“减小”），反应3s后NO2的物质的量为0.6mol，则0～3s内的平均反应速率v（N2O4）=______mol·L-1·s-1。

19.（10分）（2011·阜阳高二检测）在某一容积为2L的密闭容器内，加入0.8mol的H2和0.6mol的I2，在一定条件下发生如下反应：

H2（g）+I2（g）

2HI（g）

ΔH<0，反应中各物质的浓度随时间变化情况如图1：

（1）该反应的化学平衡常数表达式为__________。

（2）根据图1数据，反应开始至达到平衡时，平均反应速率v（HI）为_______。

（3）反应达到平衡后，第8分钟时：

①若升高温度，化学平衡常数K_________（填“增大”“减小”或“不变”），HI浓度的变化正确的是___________（用图2中a～c的编号回答）。

②若加入I2，H2浓度的变化正确的是_______（用图2中d～f的编号回答）。

20.（10分）（2012·新课标全国卷改编）光气（COCl2）在塑料、制革、制药等工业中有许多用途，工业上采用高温下CO与Cl2在活性炭催化下合成。

（1）实验室中常用来制备氯气的化学方程式为____________________________；

（2）工业上利用天然气（主要成分为CH4）与CO2进行高温重整制备CO，已知CH4、H2和CO的燃烧热（ΔH）分别为-890.3kJ·mol-1、-285.8kJ·mol-1和

-283.0kJ·mol-1，则生成1m3（标准状况）CO所需热量为______________；

（3）COCl2的分解反应为COCl2（g）====Cl2（g）+CO（g）ΔH=+108kJ·mol-1。

反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如图所示（第10min到14min的COCl2浓度变化曲线未表示出）：

①计算反应在第8min时的平衡常数K=__________；

②比较第2min反应温度T

（2）与第8min反应温度T（8）的高低：

T

（2）_____

T（8）（填“<”“>”或“=”）；

③若12min时反应于温度T（8）下重新达到平衡，则此时c（COCl2）=________

___mol·L-1；

④比较反应物COCl2在5min～6min和15min～16min时平均反应速率的大小:

v（5～6）_____v（15～16）（填“<”“>”或“=”），原因是______________

_________________________________________________________________。

21.（14分）（2012·揭阳高二检测）

（1）二氧化硫的催化氧化的过程如图所示:

其中a、c二步的化学方程式可表示为____________

SO2+V2O5

SO3+V2O4

4VOSO4+O2

2V2O5+4SO3

该反应的催化剂是__________（写化学式）。

（2）550℃时，SO2转化为SO3的平衡转化率（α）与体系总压强（p）的关系如图所示：

将2.0molSO2和1.0molO2置于5L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10MPa。

试计算反应2SO3

2SO2+O2在550℃时的平衡常数K=_________。

（3）550℃时，将2.0molSO2和1.0molO2置于5L密闭容器中，反应达平衡后，下列措施中能使n（SO3）/n（SO2）增大的是_____________。

A.升高温度

B.充入He（g），使体系总压强增大

C.再充入2.0molSO2和1.0molO2

（4）维持温度不变条件下使之发生如下反应：

2SO2+O2

2SO3，有两只密闭容器A和B。

A容器有一个可以移动的活塞能使容器内保持恒压，B容器能保持恒容。

起始时向这两个容器中分别充入等物质的量的体积比为2∶1的SO2和O2的混合气体，并使A和B容积相等,如图所示：

试填写下列空格：

A容器达到平衡时所需的时间比B容器___________（填“短”或“长”）；平衡时A容器中SO2的转化率比B容器_________（填“大”或“小”）；达到所述平衡后，若向两容器中通入等物质的量的原反应气体，达到平衡时，A容器的混合气体中SO3的体积分数__________（填“增大”“减小”或“不变”，下同）；B容器的混合气体中SO3的体积分数__________。

答案解析

1.【解析】选C。

逆反应在低温下能自发进行，说明逆反应的ΔH＜0，ΔS＜0，则该反应的ΔH＞0，ΔS＞0。

2.【解析】选A。

B中浓硫酸将Fe钝化，得不到H2；C项中，无气体参与反应或生成，所以增大压强不会改变反应速率；D项中H2O为纯液体，其浓度为常数。

3.【解析】选D。

向溴水中加硝酸银溶液，银离子与溴离子结合生成溴化银沉淀，减小了产物之一溴离子的浓度，平衡正向移动，溴水浓度减小，颜色变浅，符合勒·夏特列原理；合成氨放热，降温可提高NH3的产率，符合勒·夏特列原理；升温使CO（g）+NO2（g）

CO2（g）+NO（g）ΔH<0的平衡逆向移动，NO2浓度增大，体系颜色变深，符合勒·夏特列原理；2HI（g）

H2（g）+I2（g）由于Δν（g）=0，缩小体积（相当于加压）平衡不移动，但I2浓度增大，体系颜色变深，不能用勒·夏特列原理解释。

4.【解析】选B。

解这种类型的题时常用以下形式：

X（g）+3Y（g）

2Z（g）+aQ（g）

初始浓度

（mol·L-1）1100

转化浓度

（mol·L-1）0.20.60.40.4

平衡浓度

（mol·L-1）0.80.40.40.4

由以上数据可求出其他未知量。

5.【解析】选D。

因为反应在恒容容器中进行，平衡前，随着反应的进行，容器内气体的物质的量不断减小，压强不断减小，故A项错误。

平衡时，其他条件不变，分离出硫，由于硫是液态，浓度不改变，对反应无影响，正反应速率不变，B项错误。

正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，SO2的转化率降低，C项错误。

催化剂只改变反应历程，不影响平衡，不能改变平衡常数，故D项正确。

6.【解析】选A。

A对，该反应为CO2（g）+H2（g）

CO（g）+H2O（g），温度升高，H2浓度减小，说明平衡右移，那么该反应的焓变为正值；B错，该反应前后气体分子数不变，恒温恒容下增大压强，只能是另外充入气体，则H2浓度可能不变也可能增大，也可能减小；C错，升高温度，正、逆反应速率都会瞬时增大，不受移动方向的干扰；D错，根据平衡常数表达式，逆向推得该反应的化学方程式为CO2（g）+H2（g）

CO（g）+H2O（g）。

7.【解析】选D。

决定反应速率的因素有内因和外因。

硝酸有强氧化性，和金属反应不放出氢气，排除A选项；Mg的活泼性大于Fe的，排除C选项；硫酸是二元强酸，综合考虑，D选项的金属较活泼，H+浓度较大，所以答案为D。

8.【解析】选B。

催化剂能提高化学反应速率，缩短反应时间，也就是提高了生产效率，A正确；反应需在300℃进行是为了获得较快的反应速率及达到反应所需的温度，不能说明反应是吸热还是放热，B错误；充入大量CO2气体，能使平衡正向移动，提高H2的转化率，C正确；从平衡混合物中及时分离出产物，使平衡正向移动，可提高CO2和H2的利用率，D正确。

9.【解析】选B。

本题考查影响速率和平衡的因素。

由平衡态Ⅰ到平衡发生移动，正、逆反应速率都增大了，A、B符合，排除了C、D。

达到平衡态Ⅱ时，反应向逆反应方向移动，A条件的改变导致反应向正反应方向移动，B符合条件。

10.【解析】选C。

根据平衡常数的公式可得：

E点甲醇的浓度比D点要大，所以E点平衡常数比D点平衡常数要大，温度从E点转换为D点，温度升高，但是甲醇的浓度变小，所以该反应为放热反应，ΔH＜0，选项A错误；该反应的反应前后物质的量为减小趋势，所以生成甲醇越多，总物质的量越小，则D点的总物质的量大于E点，选项B错误；F→D点是到达平衡的过程，F点还没到达平衡点，所以正反应速率大于逆反应速率，选项C正确；在D点，已经到达平衡状态，只要温度不变，反应速率不会变，所以它跟时间没有关系，选项D错误。

11.【解析】选A。

平衡时各物质的浓度为［M］=2.5mol·L-1，［P］=1.5mol·L-1，［N］=1mol·L-1，结合反应过程中三种物质的物质的量的变化值，可求出此反应的方程式为2N（g）

M（g）+P（g），求得平衡常数为3.75，A项对；升温后M的转化率增大，表明平衡向左移动，正反应放热，B项错；t3时，反应处于平衡状态，正逆反应速率相等，C项错；因该反应是反应前后气体分子数目不变的反应，故压强不变，不能说明反应达到平衡状态，D项错。

12.【解析】选D。

由于b点AB3的平衡体积分数大于a点AB3的平衡体积分数，因此b点A2的转化率大于a点A2的转化率，A对；平衡常数只与温度有关，a、b、c三点温度相同，平衡常数相同，B对；T2时AB3的平衡体积分数大于T1时AB3的平衡体积分数，若T2＞T1，则温度升高时平衡向正反应方向移动，因此正反应为吸热反应，C对；由于起始时A2、B2的浓度不确定，因此b点时A、B的原子数不能确定，D错。

13.【解析】选C。

本题考查学生对勒·夏特列原理的运用。

根据温度不变时，化学平衡常数不变，再投料相当于加压，可以判断平衡向正反应方向移动，C的质量分数增大。

14.【解析】选B。

假设在容器中X、Y、Z的物质的量均减少一半的同时，将容器的体积缩小为原来的1/2，则平衡不发生移动，正、逆反应速率不变；然后再将容器体积恢复到原体积，在体积增大的过程中，相当于减小压强，正、逆反应速率均减小，平衡向气体体积增大的方向，即向正反应方向移动，所以B对。

【方法技巧】当外界条件发生改变时，化学平衡是否移动、平衡移动的方向等问题分析的一般思路为：

K变：

引起K变化的外界条件一定是温度的改变，K变，平衡一定发生移动;

K不变：

分析浓度商Q的变化，如果Q≠K，则平衡发生移动，再根据Q与K的相对大小判断平衡移动的方向。

需注意的几个问题：

（1）浓度和压强的改变不一定会使平衡发生移动，但温度改变平衡一定发生移动。

（2）压强对平衡的影响实质是相同倍数地改变反应物及生成物的浓度，故恒压容器中充入不参加反应的气体可按减小压强处理。

（3）压强的改变如果没有引起浓度的改变则平衡不移动，如恒容容器中充入不参加反应的气体。

15.【解析】选A。

此反应的特点是气体总体积减小且放热的可逆反应。

A中，温度越高，达到平衡所需的时间越短，但温度升高平衡左移，C的质量分数降低，所以A正确。

B中，表示温度与v的关系，随着温度的升高，v（正）与v（逆）的

总体趋势应升高，所以B错误。

C中，随着压强增大，v（正）、v（逆）都增大，但对正反应速率影响更大，所以C错误。

D中随着温度的升高，A的转化率应当降低，所以D错误。

16.【思路点拨】解答本题时应看清题目所给数据，运用等效平衡的思想分析具体的平衡问题，结合外界条件的改变和有关数据分析平衡移动的方向。

【解析】选C。

A项，前50s，v（PCl3）=0.0016mol·L-1·s-1（注意体积）,A项错误；B项，化学平衡时PCl3的物质的量浓度为0.10mol·L-1，升高温度，化学平衡时PCl3的物质的量浓度为0.11mol·L-1，说明温度升高，平衡正向移动，正反应吸热，ΔH>0，B项错误；原条件下平衡时，c（PCl5）=0.4mol·L-1,

c（PCl3）=c（Cl2）=0.1mol·L-1,所以当加入1.0molPCl5、0.20molPCl3、0.20molCl2后，

K>Qc，平衡正移，C项正确；D项相当于在题干所给条件下，用2.0molPCl5进行实验，相对于1.0molPCl5平衡将向生成PCl5的方向移动，所以PCl3转化率将大于80%，D项错误。

17.【解析】

（1）根据反应方程式，由生成了amolC，可知A反应了a/3mol，B反应了2a/3mol，平衡时A为（1-a/3）mol，B为（3-2a/3）mol，C为amol，可计算出C的体积分数为25a%。

（2）本题达平衡时与

（1）小题达平衡时，互为等效平衡。

则相同组分的体积分数相同，C的物质的量为2amol。

答案：

（1）25a%

（2）2a不变

18.【思路点拨】解答本题时应注意判断化学平衡状态的标志，原则是从“变量”到“不变量”，不能原来是“不变量”又到了“不变量”。

【解析】

（1）分析元素的化合价可知，氮元素的化合价由N2O4中的+4价，变成了生成物N2中的0价，故可知N2O4为氧化剂。

（2）由温度升高时，出现红棕色，说明升温平衡向生成NO2的方向移动，即该反应的正反应为吸热反应。

（3）作为化学平衡状态的标志，须由原来的“变量”变到“不变量”，方可说明，在恒压条件下，随着反应的进行生成NO2，气体的总的物质的量不断增加，容器的体积增大，故密度变小，当密度不变时，可说明化学反应达到平衡状态，a正确；b图，作为反应热，ΔH只与这个化学方程式有关，是一个不变量，它不会随着反应“量”的变化而变化，b错误；c图，用化学反应速率判断可逆反应是否达到平衡状态时，一定是“异向”，且它们的反应速率之比等于化学计量数之比，故c错误。

d图，当N2O4的转化率不变时，说明v（正）=v（逆），反应达到了平衡状态，d正确。

平衡常数是温度的函数，只受温度的影响，故温度不变，化学平衡常数不变。

由题意可知，NO2的化学反应速率，v（NO2）=0.2mol·L-1·s-1，由化学反应速率之比等于化学计量数之比，得出v（N2O4）=0.1mol·L-1·s-1。

答案：

（1）N2O4

（2）吸热（3）a、d不变0.1

19.【解析】

（1）由化学平衡常数概念直接写出其表达式

（2）由图1知在3min时反应达平衡状态，故v（HI）=Δc（HI）/Δt=

0.5mol·L-1/3min≈0.167mol·L-1·min-1。

（3）①因正反应放热，故升温平衡左移，K值变小，c（HI）减小，图2中c曲线符合这一事实；②当加入I2时平衡右移，c（H2）减小，图2中f曲线符合这一事实。

答案：

（1）

（2）0.167mol·L-1·min-1

（3）①减小c②f

20.【解析】

（1）实验室一般用浓盐酸和二氧化锰反应制取氯气；

（2）CH4（g）+CO2（g）====2CO（g）+2H2（g）ΔH=反应物的燃烧热-2×产物的燃烧热=+247.3kJ·mol-1，也就是生成2molCO需要吸热247.3kJ，那么要得到1m3的CO，吸热为（1000L/22.4L·mol-1）×247.3kJ·mol-1/2≈5.52×103kJ。

（3）①根据平衡常数K计算公式代入即可求出。

②由图可看出，由T

（2）平衡到T（8）平衡，反应物COCl2的浓度减小，产物浓度增大，且4min时物质的浓度连续增大或减小，说明是升高温度使平衡正向移动，T

（2）

③8min和12min时的平衡温度相同，平衡常数相同，所以

可计算c（COCl2）≈0.031mol·L-1。

④从图中曲线变化的斜率可看出单位时间内5min～6min时浓度改变大于

15m