《三维设计》2013-2014学年高中化学鲁科版选修四阶段质量检测：第2章 化学反应的方向、限度与速率
文档属性
| 名称 | 《三维设计》2013-2014学年高中化学鲁科版选修四阶段质量检测：第2章 化学反应的方向、限度与速率 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 210.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2014-01-23 17:02:10 | ||
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文档简介
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[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1.01×105 Pa时，反应2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝56.76 kJ·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4～8 min间的平均反应速率和推测反应16 min时反应物的浓度，结果应是( )
A．2.5 μmol·L－1·min－1和2.0 μmol·L－1
B．2.5 μmol·L－1·min－1和2.5 μmol·L－1
C．3.0 μmol·L－1·min－1和3.0 μmol·L－1
D．5.0 μmol·L－1·min－1和3.0 μmol·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。4～8 min间化合物Bilirubin的浓度变化为Δc＝10 μmol·L－1，则v(Bilirubin)＝＝2.5 μmol·L－1·min－1；根据图示，每隔4 min化合物Bilirubin的浓度减小一半，则16 min时化合物Bilirubin的浓度为8 min时浓度的1/4，故16 min时其浓度为10 μmol·L－1×1/4＝2.5 μmol·L－1，B项正确。
答案：B
3．(2011·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＝＋Q kJ·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1 mol，则达到平衡时，吸收热量为Q kJ
C．反应至4 min时，若HCl的浓度为0.12 mol·L－1，则H2的反应速率为0.03 mol·L－1·min－1
D．当反应吸收热量为0.025 Q kJ时，生成的HCl通入100 mL 1 mol·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4 min时，HCl的浓度为0.12 mol·L－1，表示的反应速率为：v(HCl)＝0.03 mol·L－1·min－1，换算为v(H2)＝0.015 mol·L－1·min－1，C错；当吸热0.025 Q kJ时，说明反应的SiCl4为0.025 mol，生成HCl 0.1 mol，其与100 mL 1 mol·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x mol NO的同时，消耗x mol NH3，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．(2011·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2 min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4 min内温度对反应速率的影响比浓度大
D．反应在第2 min到第4 min间生成CO2的平均反应速率为v(CO2)＝0.1 mol·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2 min内产生了0.1 mol CO2，第二个2 min内产生了0.2 mol CO2，第三个2 min内产生了0.05 mol CO2，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，4 min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2 min～4 min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＋H2OCO2＋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＋H2??CO＋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700 K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0.3 mol·L－1A、0.1 mol·L－1 B和0.4 mol·L－1 C反应，达到平衡后，C的浓度仍为0.4 mol·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0.2 mol·L－1、0.6 mol·L－1，C的浓度增大0.4 mol·L－1，则反应方程式为A＋3B??2C，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2 min A的分解速率为0.1 mol·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)＝(0.4 mol·L－1－0.2 mol·L－1)∶(0.3 mol·L－1－0.1 mol·L－1)∶0.1 mol·L－1＝2∶2∶1，故反应方程式为2A(g)??2B(g)＋C(g)；前2 min A的分解速率为＝0.1 mol·(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3 mol A和1 mol B气体通入体积为2 L的密闭容器中(容积不变)，发生反应：3A(g)＋B(g)??xC(g)。2 min时反应达到平衡状态(温度不变)，剩余了0.8 mol B，并测得C的浓度为0.4 mol·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a mol C，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)＝＝＝0．2 mol·L－1·min－1
(2)剩余0.8 mol B，参加反应了0.2 mol，生成C 0.8 mol，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a mol C，达到平衡时与原平衡等效，原平衡相当于加入4 mol C，生成0.8 mol B，则加入a mol C，则有0.2 a mol的B生成
答案：(1)0.2 mol·L－1·min－1 (2)4 0.037
(3)C (4)(0.8＋0.2a)
19．(10分)(2010·全国卷Ⅱ)向2 L密闭容器中通入a mol气体A和b mol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2 min时，A的浓度减少了，B的物质的量减少了 mol，有a mol D生成，回答下列问题：
(1)反应2 min内v(A)＝________，v(B)＝________
(2)化学方程式中，x＝__________，y＝__________，p＝________，q＝________
(3)反应平衡时，D为2a mol，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1.5a mol，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1 L，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＝
a mol·L－1·min－1
v(B)＝Δc(B)/Δt＝a/(2×2) mol·L－1·min－1
＝a mol·L－1·min－1
(2)v(C)＝a mol·L－1·min－1
v(D)＝a mol·－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/mol a 2a
平衡/mol 2a
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)(2010·全国卷Ⅰ)在溶液中，反应A＋2B??C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)＝0.100 mol/L、c(B)＝0.200 mol/L及c(C)＝0 mol/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4.0 min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)＝0.10 mol·L－1－0.060 mol·L－1＝0.040 mol·L－1，故Δc(B)＝0.080 mol·L－1，则B的转化率为0.080÷0.20×100%＝40%；实验③平衡时刻，c(C)＝0.060 mol·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4.0 min时，②中c(A)＝0.072 mol·L－1，③中c(A)＝0.064 mol·L－1。②中v(A)＝(0.10 mol·L－1－0.072 mol·L－1)/4.0 min＝0.007 mol·L－1·min－1，而v(B)＝2v(A)＝0.014 mol·L－1·min－1。③中v(A)＝(0.1 mol·L－1－0.064 mol·L－1)/4.0 min＝0.009 mol·L－1·min－1，而v(C)＝v(A)＝0.009 mol·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) 0.060 mol/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)0.014 mol/(L·min) 0.009 mol/(L·min)
21．(8分)在0.5 L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3 mol和2 mol、1 mol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；利用容器中各物质的物质的量浓度可知：Q＝＝＝＜2，所以反应2 NH3(g)??N2(g)＋3H2(g)向右进行，v正(N2)＞v逆(N2)
答案：(1)＞ (2)c (3)2 ＞
22．(8分)在密闭容器中进行的如下反应：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)。SO2的起始浓度是0.4 mol·L－1，O2的起始浓度是1 mol·L－1，当SO2的转化率为80%时，反应达到平衡状态。
(1)反应的平衡常数为________。
(2)若将平衡时反应混合物的压强增大1倍，平衡将________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
(3)若平衡时反应混合物的压强减小1倍，平衡将________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
(4)平衡时保持体积不变，向平衡混合气体中充入稀有气体Ar，使体系总压变为原来的3倍，平衡将________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
解析： 2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)
起始浓度/mol·L－1 0.4 1 0
转化浓度/mol·L－1 0.4×80% 0.16 0.32
平衡浓度/mol·L－1 0.08 0.84 0.32
(1)平衡常数
K＝＝
＝19.0(mol·L－1)－1
(2)压强增大1倍，各组分的浓度增大1倍，
Q＝＝＝9.5(mol·L－1)－1＜19.0(mol·L－1)－1即Q＜K，平衡正向移动。
(3)压强减小1倍，各组分的浓度也减小1倍
Q＝＝＝38.1(mol·L－1)－1＞19.0(mol·L－1)－1即Q＞K，平衡逆向移动。
(4)保持体积不变，充入稀有气体Ar，各组分的浓度不变，平衡不移动。
答案：(1)19.0(mol·L－1)－1
(2)正向 (3)逆向 (4)不
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[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1.01×105 Pa时，反应2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝56.76 kJ·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4～8 min间的平均反应速率和推测反应16 min时反应物的浓度，结果应是( )
A．2.5 μmol·L－1·min－1和2.0 μmol·L－1
B．2.5 μmol·L－1·min－1和2.5 μmol·L－1
C．3.0 μmol·L－1·min－1和3.0 μmol·L－1
D．5.0 μmol·L－1·min－1和3.0 μmol·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。4～8 min间化合物Bilirubin的浓度变化为Δc＝10 μmol·L－1，则v(Bilirubin)＝＝2.5 μmol·L－1·min－1；根据图示，每隔4 min化合物Bilirubin的浓度减小一半，则16 min时化合物Bilirubin的浓度为8 min时浓度的1/4，故16 min时其浓度为10 μmol·L－1×1/4＝2.5 μmol·L－1，B项正确。
答案：B
3．(2011·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＝＋Q kJ·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1 mol，则达到平衡时，吸收热量为Q kJ
C．反应至4 min时，若HCl的浓度为0.12 mol·L－1，则H2的反应速率为0.03 mol·L－1·min－1
D．当反应吸收热量为0.025 Q kJ时，生成的HCl通入100 mL 1 mol·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4 min时，HCl的浓度为0.12 mol·L－1，表示的反应速率为：v(HCl)＝0.03 mol·L－1·min－1，换算为v(H2)＝0.015 mol·L－1·min－1，C错；当吸热0.025 Q kJ时，说明反应的SiCl4为0.025 mol，生成HCl 0.1 mol，其与100 mL 1 mol·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x mol NO的同时，消耗x mol NH3，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．(2011·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2 min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4 min内温度对反应速率的影响比浓度大
D．反应在第2 min到第4 min间生成CO2的平均反应速率为v(CO2)＝0.1 mol·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2 min内产生了0.1 mol CO2，第二个2 min内产生了0.2 mol CO2，第三个2 min内产生了0.05 mol CO2，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，4 min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2 min～4 min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＋H2OCO2＋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＋H2??CO＋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700 K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0.3 mol·L－1A、0.1 mol·L－1 B和0.4 mol·L－1 C反应，达到平衡后，C的浓度仍为0.4 mol·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0.2 mol·L－1、0.6 mol·L－1，C的浓度增大0.4 mol·L－1，则反应方程式为A＋3B??2C，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2 min A的分解速率为0.1 mol·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)＝(0.4 mol·L－1－0.2 mol·L－1)∶(0.3 mol·L－1－0.1 mol·L－1)∶0.1 mol·L－1＝2∶2∶1，故反应方程式为2A(g)??2B(g)＋C(g)；前2 min A的分解速率为＝0.1 mol·(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3 mol A和1 mol B气体通入体积为2 L的密闭容器中(容积不变)，发生反应：3A(g)＋B(g)??xC(g)。2 min时反应达到平衡状态(温度不变)，剩余了0.8 mol B，并测得C的浓度为0.4 mol·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a mol C，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)＝＝＝0．2 mol·L－1·min－1
(2)剩余0.8 mol B，参加反应了0.2 mol，生成C 0.8 mol，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a mol C，达到平衡时与原平衡等效，原平衡相当于加入4 mol C，生成0.8 mol B，则加入a mol C，则有0.2 a mol的B生成
答案：(1)0.2 mol·L－1·min－1 (2)4 0.037
(3)C (4)(0.8＋0.2a)
19．(10分)(2010·全国卷Ⅱ)向2 L密闭容器中通入a mol气体A和b mol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2 min时，A的浓度减少了，B的物质的量减少了 mol，有a mol D生成，回答下列问题：
(1)反应2 min内v(A)＝________，v(B)＝________
(2)化学方程式中，x＝__________，y＝__________，p＝________，q＝________
(3)反应平衡时，D为2a mol，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1.5a mol，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1 L，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＝
a mol·L－1·min－1
v(B)＝Δc(B)/Δt＝a/(2×2) mol·L－1·min－1
＝a mol·L－1·min－1
(2)v(C)＝a mol·L－1·min－1
v(D)＝a mol·－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/mol a 2a
平衡/mol 2a
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)(2010·全国卷Ⅰ)在溶液中，反应A＋2B??C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)＝0.100 mol/L、c(B)＝0.200 mol/L及c(C)＝0 mol/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4.0 min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)＝0.10 mol·L－1－0.060 mol·L－1＝0.040 mol·L－1，故Δc(B)＝0.080 mol·L－1，则B的转化率为0.080÷0.20×100%＝40%；实验③平衡时刻，c(C)＝0.060 mol·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4.0 min时，②中c(A)＝0.072 mol·L－1，③中c(A)＝0.064 mol·L－1。②中v(A)＝(0.10 mol·L－1－0.072 mol·L－1)/4.0 min＝0.007 mol·L－1·min－1，而v(B)＝2v(A)＝0.014 mol·L－1·min－1。③中v(A)＝(0.1 mol·L－1－0.064 mol·L－1)/4.0 min＝0.009 mol·L－1·min－1，而v(C)＝v(A)＝0.009 mol·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) 0.060 mol/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)0.014 mol/(L·min) 0.009 mol/(L·min)
21．(8分)在0.5 L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3 mol和2 mol、1 mol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；利用容器中各物质的物质的量浓度可知：Q＝＝＝＜2，所以反应2 NH3(g)??N2(g)＋3H2(g)向右进行，v正(N2)＞v逆(N2)
答案：(1)＞ (2)c (3)2 ＞
22．(8分)在密闭容器中进行的如下反应：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)。SO2的起始浓度是0.4 mol·L－1，O2的起始浓度是1 mol·L－1，当SO2的转化率为80%时，反应达到平衡状态。
(1)反应的平衡常数为________。
(2)若将平衡时反应混合物的压强增大1倍，平衡将________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
(3)若平衡时反应混合物的压强减小1倍，平衡将________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
(4)平衡时保持体积不变，向平衡混合气体中充入稀有气体Ar，使体系总压变为原来的3倍，平衡将________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
解析： 2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)
起始浓度/mol·L－1 0.4 1 0
转化浓度/mol·L－1 0.4×80% 0.16 0.32
平衡浓度/mol·L－1 0.08 0.84 0.32
(1)平衡常数
K＝＝
＝19.0(mol·L－1)－1
(2)压强增大1倍，各组分的浓度增大1倍，
Q＝＝＝9.5(mol·L－1)－1＜19.0(mol·L－1)－1即Q＜K，平衡正向移动。
(3)压强减小1倍，各组分的浓度也减小1倍
Q＝＝＝38.1(mol·L－1)－1＞19.0(mol·L－1)－1即Q＞K，平衡逆向移动。
(4)保持体积不变，充入稀有气体Ar，各组分的浓度不变，平衡不移动。
答案：(1)19.0(mol·L－1)－1
(2)正向 (3)逆向 (4)不
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