高二化学选修知识点阶段质量过关检测题2.docx
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高二化学选修知识点阶段质量过关检测题2
[第2章 化学反应的方向、限度与速率]
(满分100分 时间90分钟)
一、选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分)
1.25℃和1.01×105Pa时,反应2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)ΔH=56.76kJ·mol-1能自发进行的原因是( )
A.是吸热反应 B.是放热反应
C.是熵减少的反应D.熵增大效应大于能量效应
解析:
根据化学反应的焓变与熵变的综合关系式ΔH-TΔS<0分析,该反应ΔH>0,要使反应自发进行必须使TΔS>ΔH。
答案:
D
2.化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应,反应物浓度随反应时间变化如图所示,计算反应4~8min间的平均反应速率和推测反应16min时反应物的浓度,结果应是( )
A.2.5μmol·L-1·min-1和2.0μmol·L-1
B.2.5μmol·L-1·min-1和2.5μmol·L-1
C.3.0μmol·L-1·min-1和3.0μmol·L-1
D.5.0μmol·L-1·min-1和3.0μmol·L-1
解析:
本题考查化学反应速率的计算,意在考查考生对图表的分析能力和数据的处理能力。
4~8min间化合物Bilirubin的浓度变化为Δc=10μmol·L-1,则v(Bilirubin)=
=2.5μmol·L-1·min-1;根据图示,每隔4min化合物Bilirubin的浓度减小一半,则16min时化合物Bilirubin的浓度为8min时浓度的1/4,故16min时其浓度为10μmol·L-1×1/4=2.5μmol·L-1,B项正确。
答案:
B
3.(2018·深圳高级中学月考)下列关于化学平衡常数的说法正确的是( )
A.化学平衡发生移动,平衡常数必发生变化
B.平衡常数发生变化,化学平衡必发生移动
C.改变浓度,平衡常数一定改变
D.催化剂改变达到平衡的时间,必引起平衡常数的改变
解析:
化学平衡常数只与温度有关,与浓度、压强、催化剂无关;平衡发生移动,是由于Q≠K,可能是Q发生了变化,平衡常数不一定发生变化,但平衡常数发生变化,化学平衡必发生移动。
答案:
B
4.工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下:
SiCl4(g)+2H2(g)===Si(s)+4HCl(g) ΔH=+QkJ·mol-1(Q>0),某温度、压强下,将一定量的反应物通入密闭容器进行以上的反应(此条件下为可逆反应),下列叙述正确的是( )
A.反应过程中,若增大压强能提高SiCl4的转化率
B.若反应开始时SiCl4为1mol,则达到平衡时,吸收热量为QkJ
C.反应至4min时,若HCl的浓度为0.12mol·L-1,则H2的反应速率为0.03mol·L-1·min-1
D.当反应吸收热量为0.025QkJ时,生成的HCl通入100mL1mol·L-1的NaOH溶液恰好反应
解析:
该反应为体积增大的反应,增大压强平衡左移,SiCl4转化率减小,A错;该反应为可逆反应,不能实现完全转化,放出的热量一定小于QkJ,B错;反应至4min时,HCl的浓度为0.12mol·L-1,表示的反应速率为:
v(HCl)=0.03mol·L-1·min-1,换算为v(H2)=0.015mol·L-1·min-1,C错;当吸热0.025QkJ时,说明反应的SiCl4为0.025mol,生成HCl0.1mol,其与100mL1mol·L-1的NaOH恰好反应,D正确。
答案:
D
5.对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是( )
A.达到化学平衡时,4v正(O2)=5v逆(NO)
B.若单位时间内生成xmolNO的同时,消耗xmolNH3,则反应达到平衡状态
C.达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大
D.化学反应速率关系是:
2v正(NH3)=3v正(H2O)
解析:
根据反应方程式知4v正(O2)=5v逆(NO)表示v正=v逆,所以A正确。
生成NO、消耗NH3均为正反应的变化,所以B中叙述未表示逆反应的情况,所以B错误。
由于反应物、生成物均为气体,所以增加容器体积,v正、v逆都减小,C错误。
v正(NH3)∶v正(H2O)=2∶3,D错误。
答案:
A
6.(2018·西安高二检测)已知:
A(s)+B(g)2D(g) ΔH>0,该反应达到平衡后,下列条件的改变有利于平衡向正反应方向移动的是( )
A.升高温度和减小压强 B.降低温度和减小压强
C.降低温度和增大压强D.升高温度和增大压强
解析:
该反应为正向气体分子数增多且反应吸热,因此低压高温有利于平衡正向移动。
答案:
A
7.CaCO3与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的量与反应时间的关系如图所示,下列结论不正确的是( )
A.反应开始2min内平均反应速率最大
B.反应速率先增大后又减小
C.反应开始4min内温度对反应速率的影响比浓度大
D.反应在第2min到第4min间生成CO2的平均反应速率为v(CO2)=0.1mol·min-1
解析:
首先要看明白图像,图中的曲线表明,二氧化碳的产生速率先快后慢。
在第一个2min内产生了0.1molCO2,第二个2min内产生了0.2molCO2,第三个2min内产生了0.05molCO2,反应速率先增大后减小;先增大是由于反应放热,使溶液温度升高,导致反应速率增大,4min后速率下降则是由于浓度降低所引起的,通过计算知,A项错误,应该是2min~4min的平均速率最大。
答案:
A
8.[双选题]可逆反应2A(g)+B(g)3C(?
)+D(?
) ΔH<0,其他条件不变,随着温度的降低,混合气体平均相对分子质量有变小的趋势,则下列判断正确的是( )
A.C和D可能都是固体
B.C和D一定都是气体
C.若D为固体,则C一定是气体
D.C和D可能都是气体
解析:
降温,平衡向右移动,混合气体的平均相对分子质量有变小的趋势,由
=
,则C、D可能都是气体,此时m(气)不变,n(气)增大;也可能D是固体,C是气体,m(气)变小,n(气)不变。
答案:
CD
9.高温下,某反应达平衡,平衡常数K=
,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
解析:
由平衡常数的表达式可得,该反应化学方程式应为CO2+H2CO+H2O,故D错;由题意知,温度升高,平衡向正反应方向移动,说明正反应为吸热反应,ΔH>0,A正确;恒温恒容下,增大压强,平衡不移动,H2浓度不变,故B错;C项,升高温度,正、逆反应速率都会增大,故C错。
答案:
A
10.下列反应在任意温度下一定能自发进行的是( )
A.2NaCl+2H2O
2NaOH+Cl2↑+H2↑
B.NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s) ΔH<0
C.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH>0
D.X2Y2(g)===X2(g)+Y2(g) ΔH<0
解析:
A项需通电才能进行,为非自发反应;B项ΔH<0,ΔS<0,在低温下ΔH-TΔS<0,反应能自发进行;C项ΔH>0,ΔS>0,在高温下ΔH-TΔS<0,反应能自发进行;D项,ΔH<0,ΔS>0,在任何温度下ΔH-TΔS<0,反应一定能自发进行。
答案:
D
11.已知200℃,反应2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)的平衡常数K=10,则下列情况达到平衡状态的是( )
c(NO)
c(CO)
c(CO2)
c(N2)
A
1
1
0.1
0.1
B
0.1
0.1
0.1
0.1
C
0.2
0.1
0.2
1
D
0.3
0.2
0.2
0.3
解析:
根据方程式写出浓度商的表达式,然后代入数值计算,浓度商与平衡常数相等时即为平衡状态。
B项中Q=
=10,即Q=K,处于平衡状态。
答案:
B
12.合成氨反应的正反应是气体体积减小的放热反应。
合成氨工业的生产流程如下:
关于合成氨工业的说法中不正确的是( )
A.混合气进行循环利用遵循绿色化学思想
B.合成氨反应须在低温下进行
C.对原料气进行压缩是为了增大原料气的转化率
D.使用催化剂可以提高反应的速率,但是不能使平衡向正反应方向移动
解析:
合成氨反应在700K的高温下进行。
答案:
B
13.T℃时,A气体与B气体反应生成C气体。
反应过程中A、B、C浓度变化如图(Ⅰ)所示,若保持其他条件不变,温度分别为T1和T2时,B的体积分数与时间的关系如图(Ⅱ)所示,则下列结论正确的是( )
A.在(t1+10)min时,其他条件不变,增大压强,平衡向逆反应方向移动
B.(t1+10)min时,保持容器总压强不变,通入稀有气体,平衡向正反应方向移动
C.T℃时,在相同容器中,若由0.3mol·L-1A、0.1mol·L-1B和0.4mol·L-1C反应,达到平衡后,C的浓度仍为0.4mol·L-1
D.其他条件不变,升高温度,正、逆反应速率均增大,且A的转化率增大
解析:
图(Ⅰ)是c-t图,根据A、B浓度分别减少0.2mol·L-1、0.6mol·L-1,C的浓度增大0.4mol·L-1,则反应方程式为A+3B2C,A选项:
增大压强,平衡右移,A错误;B选项:
保持总压不变,通入稀有气体,平衡左移,B错误;C选项此时各物质浓度与原平衡相等,正确;D选项:
由图(Ⅱ)可知T1>T2,且温度升高,B的体积分数增大,平衡左移,所以正反应方向为放热反应,A的转化率减小,D错误。
答案:
C
14.右图所示为800℃时A、B、C三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化,只从图上分析不能得出的结论是( )
A.A是反应物
B.前2minA的分解速率为0.1mol·L-1·min-1
C.达平衡后,若升高温度,平衡向正反应方向移动
D.反应的方程式为:
2A(g)2B(g)+C(g)
解析:
据题意知A为反应物,B、C为生成物,Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)=(0.4mol·L-1-0.2mol·L-1)∶(0.3mol·L-1-0.1mol·L-1)∶0.1mol·L-1=2∶2∶1,故反应方程式为2A(g)2B(g)+C(g);前2minA的分解速率为
=0.1mol·(L·min)-1;据题意无法判断改变温度时,平衡移动的方向,故选C。
答案:
C
15.在某密闭容器中,可逆反应:
A(g)+B(g)xC(g)符合图像(Ⅰ)所示关系。
由此推断,对图像(Ⅱ)的不正确的说法是( )
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C的质量分数
D.p3>p4,y轴表示混合气体的平均相对分子质量
解析:
据图像(Ⅰ)知,在压强不变时,曲线b的斜率比c的大,故T1>T2。
降温(T1→T2)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,曲线b的斜率比a的大,故压强p2>p1,增大压强(p1→p2)时,C%增大,即平衡正向移动,故x<2即x=1。
由图像(Ⅱ)知,保持体系温度不变,增大压强(p4→p3),平衡正向移动,C%、A、B的转化率、混合气体的平均相对分子质量均增大,而A、B的质量分数要减小,故答案为B。
答案:
B
16.对于可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应),下列说法中正确的是( )
A.达到平衡后加入N2,当重新达到平衡时,NH3的浓度比原平衡的大,N2的浓度比原平衡的小
B.达到平衡后,升高温度,既加快了正、逆反应速率,又提高了NH3的产率
C.达到平衡后,缩小容器体积,既有利于加快正、逆反应速率,又有利用提高氢气的转化率
D.加入催化剂可以缩短达到平衡的时间,是因为正反应速率增大了,而逆反应速率减小了
解析:
加入N2,平衡向右移动,NH3的浓度增大,N2的浓度也比原平衡大;升高温度,正、逆反应速率加快,平衡向左移动,NH3的产率减小;缩小容器容积,即增大压强,正、逆反应速率加快,平衡向右移动,H2的转化率提高;加入催化剂能同等程度的加快正、逆反应速率。
答案:
C
二、非选择题(本题包括6小题,共52分)
17.(8分)反应A(g)+B(g)C(g)+D(g)过程中的能量变化如图所示,回答下列问题。
(1)该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)当反应达到平衡时,升高温度,A的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”),原因是_______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响?
________,原因是________________________________________________________________________。
(4)在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1和E2的变化是:
E1________,E2________。
(填“增大”“减小”或“不变”)
解析:
解答第
(1)题的关键是读懂图,由图示可知反应物A(g)+B(g)所含的能量大于生成物C(g)+D(g)所含的能量,故该反应为放热反应。
解答第
(2)题结合第
(1)题的推断可知,升高温度平衡向逆反应方向(吸热反应方向)移动,故升高温度,A的转化率减小。
第(3)、(4)题,加入催化剂只能改变反应途径,使E1(活化能)减小,E2同时减小,增大反应速率,不改变化学反应的始态和终态的能量,而反应热只与化学反应的始态和终态有关,与反应途径无关,因此使用催化剂对反应热没有影响。
答案:
(1)放热
(2)减小 根据勒·夏特列原理,升高温度有利于反应向吸热反应方向移动,因而该反应中A的转化率减小
(3)没有 催化剂只能改变化学反应的速率和途径,不能改变化学反应的始态和终态的能量,因此对反应热没有影响
(4)减小 减小
18.(8分)t℃时,将3molA和1molB气体通入体积为2L的密闭容器中(容积不变),发生反应:
3A(g)+B(g)xC(g)。
2min时反应达到平衡状态(温度不变),剩余了0.8molB,并测得C的浓度为0.4mol·L-1,请填写下列空白:
(1)从开始反应至达到平衡状态,生成C的平均反应速率为________。
(2)x=________;平衡常数K=________。
(3)若继续向原平衡混合物的容器中通入少量氦气(假设氦气和A、B、C都不反应)后,化学平衡________(填写字母序号)。
A.向正反应方向移动
B.向逆反应方向移动
C.不移动
(4)若向原平衡混合物的容器中再充入amolC,在t℃时达到新的平衡,此时B的物质的量为n(B)=________mol。
解析:
(1)v(C)=
=
=0.2mol·L-1·min-1
(2)剩余0.8molB,参加反应了0.2mol,生成C0.8mol,所以B与C的系数之比为1∶4,x=4,平衡常数K=
=
=0.037
(3)通入氦气,各物质的浓度不变,化学平衡不移动
(4)由于Δνg=0,所以再充入amolC,达到平衡时与原平衡等效,原平衡相当于加入4molC,生成0.8molB,则加入amolC,则有0.2amol的B生成
答案:
(1)0.2mol·L-1·min-1
(2)4 0.037
(3)C (4)(0.8+0.2a)
19.(10分)(2018·全国卷Ⅱ)向2L密闭容器中通入amol气体A和bmol气体B,在一定条件下发生反应:
xA(g)+yB(g)pC(g)+qD(g)已知:
平均反应速率v(C)=
v(A),反应2min时,A的浓度减少了
,B的物质的量减少了
mol,有amolD生成,回答下列问题:
(1)反应2min内v(A)=________,v(B)=________
(2)化学方程式中,x=__________,y=__________,p=________,q=________
(3)反应平衡时,D为2amol,则B的转化率为________。
(4)如果只升高反应温度,其他反应条件不变,平衡时D为1.5amol,则该反应的ΔH________0(填“>”“<”或“=”)
(5)如果其他条件不变,将容器的容积变为1L,进行同样的实验,则与上述反应比较:
①反应速率________(填“增大”、“减小”或“不变”),理由是________。
②平衡时反应物的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”),理由是________。
解析:
(1)v(A)=Δc(A)/Δt=
a/(2×2)mol·L-1·min-1=
amol·L-1·min-1
v(B)=Δc(B)/Δt=
a/(2×2)mol·L-1·min-1
=
amol·L-1·min-1
(2)v(C)=
amol·L-1·min-1
v(D)=
amol·-1·min-1,所以x∶y∶p∶q=
∶
∶
∶
,则x=2 y=3 p=1 q=6
(3) 2A(g)+3B(g)C(g)+6D(g)
起始/mol a b 0
变化/mola2a
平衡/mol2a
所以α(B)=
×100%。
(4)其他条件不变,升高温度,平衡时D的量减少,说明升高温度平衡向左移动,即正反应为放热反应。
(5)其他条件不变缩小体积,浓度增大,所以反应速率增大;该反应是气体体积增大的反应,缩小体积,平衡将向体积缩小的方向移动,即向左移动,所以反应物的转化率减小。
答案:
(1)
mol·L-1·min-1
mol·L-1·min-1
(2)2 3 1 6 (3)
×100% (4)<
(5)①增大 体积减小,反应物的浓度增大,因而使反应速率增大
②减小 体积减小,气体的压强增大,平衡向气体体积减小的方向(即逆反应方向)移动,因而使反应物转化率减小
20.(10分)(2018·全国卷Ⅰ)在溶液中,反应A+2BC分别在三种不同实验条件下进行,它们的起始浓度均为c(A)=0.100mol/L、c(B)=0.200mol/L及c(C)=0mol/L。
反应物A的浓度随时间的变化如下图所示。
请回答下列问题:
(1)与①比较,②和③分别仅改变一种反应条件。
所改变的条件和判断的理由是:
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________;
(2)实验②平衡时B的转化率为________;实验③平衡时C的浓度为________________;
(3)该反应的ΔH________0,其判断理由是______________________________________
_______________________________________________________________________________;
(4)该反应进行到4.0min时的平均反应速率:
实验②:
vB=________;
实验③:
vC=________。
解析:
本题主要考查化学平衡,意在考查考生读图、表述和计算能力。
(1)分析图像可知,①和②在平衡时刻A的浓度相等,且②的曲线斜率较大,说明反应速率较大,故是改变某一条件使反应加快,但平衡没有移动,故只可能是使用了催化剂。
①和③相比较,平衡时刻③中A的浓度较小,曲线斜率较大,说明③的反应速率较大且平衡向正方向移动,而起始浓度相等,故只可能是升高温度。
(2)由起始到平衡时刻Δc(A)=0.10mol·L-1-0.060mol·L-1=0.040mol·L-1,故Δc(B)=0.080mol·L-1,则B的转化率为0.080÷0.20×100%=40%;实验③平衡时刻,c(C)=0.060mol·L-1。
(3)由
(1)可知,温度升高平衡向正方向移动,那么该反应正反应方向要吸热,ΔH>0。
(4)观察图像可知,在第4.0min时,②中c(A)=0.072mol·L-1,③中c(A)=0.064mol·L-1。
②中v(A)=(0.10mol·L-1-0.072mol·L-1)/4.0min=0.007mol·L-1·min-1,而v(B)=2v(A)=0.014mol·L-1·min-1。
③中v(A)=(0.1mol·L-1-0.064mol·L-1)/4.0min=0.009mol·L-1·min-1,而v(C)=v(A)=0.009mol·L-1·min-1。
答案:
(1)②加催化剂 达到平衡的时间缩短,平衡时A的浓度未变 ③温度升高 达到平衡的时间缩短,平衡时A的浓度减小
(2)40%(或0.4) 0.060mol/L
(3)> 温度升高,平衡向正反应方向移动,故该反应是吸热反应
(4)0.014mol/(L·min) 0.009mol/(L·min)
21.(8分)在0.5L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下化学反应:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH<0,其化学平衡常数K与温度T的关系如下表:
T/℃
200
300
400
K
K1
K2
0.5
请完成下列问题:
(1)试比较K1、K2的大小,K1________K2(填“>”“=”或“<”)
(2)下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据的是________(填字母编号)
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2
b.v正(N2)=3v逆(H2)
c.容器内压强保持不变
d.混合气体的密度保持不变
(3)400℃时,反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数K的值为________,当测得NH3和N2、H2的物质的量分别为3mol和2mol、1mol时,该反应的v正(N2)________v逆(N2)(填“>”“<”或“=”)
解析:
(1)因反应是放热反应,升温平衡向左移动,反应程度减小,故K1>K2;
(2)因反应前后气体总体积发生变化,故压强不变,说明反应混合物中各组分的含量不变,即反应处于平衡状态;反应前后气体质量不变,容器容积不变,故反应过程中混合气体的密度一直保持不变;反应平衡时,3v正(N2)=v逆(H2);容器中N2、H2、NH3的浓度之比与反应是否达到平衡状态无关;(3)在400℃时,合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的化学平衡常数K=0.5,故400℃时,2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数为
=2;利用
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