【名师一号】2014-2015学年鲁科版化学选修四：第二章 化学反应的方向、限度与速率 检测卷 （含解析）

单元过关(二)
(时间：90分钟　分值：100分)
一、选择题(每小题4分，共56分)
1．(双选)对于化学反应方向的确定不仅与焓变(ΔH)有关，也与温度(T)、熵变(ΔS)有关，实验证明，化学反应的方向应由ΔH－TΔS确定，若ΔH－TΔS＜0则自发进行，否则不能自发进行。下列说法中，正确的是(　　)
A．在温度、压强一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向
B．温度、压强一定时，放热的熵增加反应一定能自发进行
C．反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素
D．固体的溶解过程与焓变有关
解析　ΔH－TΔS＜0时反应能自发进行，所以焓变和熵变是一定温度下化学反应能否自发进行的复合判据，选项A正确，选项C不正确；放热反应的焓变小于零，熵增加反应熵变大于零，都对ΔH－TΔS＜0作出贡献。显然，放热的熵增加反应一定能自发进行，所以选项B正确；固体的溶解过程，体系的混乱度增大，它是熵增加的过程，所以选项D不正确。
答案　AB
2．下列过程是非自发的是(　　)
A．铜在空气中生成铜绿
B．NaCl晶体溶于水电离成Na＋和Cl－
C．室温常压下CO2气体变成干冰
D．天然气燃烧
解析　铜变成铜绿、NaCl在水中的电离、天然气的燃烧都是自发的，室温常压下CO2气体变成干冰为非自发的。
答案　C
3．下列反应中，熵显著增加的反应是(　　)
A．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)
B．CaCO3(s)＋2HCl(l)===CaCl2(aq)＋CO2(g)＋H2O(l)
C．C(s)＋O2(g)===CO2(g)
D．3O2(g)===2O3(g)
解析　熵与物质的聚集状态有关，气态熵值>液态熵值>固态熵值。
答案　B
4．关于化学平衡常数的叙述正确的是(　　)
A．温度一定，一个化学反应的平衡常数与反应物浓度成正比
B．两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数不变
C．温度一定时，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数
D．浓度商Q解析　K是温度的函数，与浓度无关。平衡常数的表达式与化学方程式的书写方式有关，同一个化学反应，化学方程式书写方式不同，平衡常数不同，正、逆反应的平衡常数互为倒数。浓度商Qv逆。只有C项正确。
答案　C
5．在容积不变的密闭容器中反应：N2＋3H2??2NH3达到平衡，若将平衡体系中各物质的浓度都增大到原来的2倍，则产生的结果是(　　)
A．平衡向正反应方向移动
B．平衡不移动
C．平衡向逆反应方向移动
D．正反应速率增大，逆反应速率减小
解析　保持容积不变，若使各组分的浓度同时加倍，相当于原反应体系体积减半，压强加倍，v正、v逆都增大，平衡向气体系数减小的方向移动，即正向移动。
答案　A
6．保持相同温度时，可逆反应2A(g)＋B(s)??2C(g)在1×105 Pa达到平衡时的逆反应速率比在1×106 Pa达到平衡时的逆反应速率(　　)
A．大　 B．小
C．相等 D．不能确定
解析　对于有气体参加的可逆反应，增大压强，正反应速率、逆反应速率都增大；减小压强，正反应速率、逆反应速率都减小。
答案　B
7．在密闭容器中进行如下反应：X2(g)＋Y2(g)??2Z(g)，在温度T1和T2时，产物的量与反应时间的关系如图所示。符合图示的正确判断是(　　)
A．T1B．T1C．T1>T2，正反应是放热反应
D．T1>T2，正反应是吸热反应
解析　T2达平衡时用的时间短，说明T2温度下反应速率快，故T2>T1；T2温度下，反应达平衡时Z的量低，说明温度升高有利于平衡逆向移动，故逆反应为吸热反应，正反应为放热反应。
答案　A
8．已知反应A＋3B??2C＋D在某段时间内以A的浓度变化表示的化学反应速率为1 mol·L－1·min－1，则此段时间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为(　　)
A．0.5 mol·L－1·min－1
B．1 mol·L－1·min－1
C．2 mol·L－1·min－1
D．3 mol·L－1·min－1
解析　根据“同一反应中各物质化学反应速率之比等于化学计量数之比”的规律可得：v(C)＝2v(A)＝2×1mol·L－1·min－1＝2mol·L－1·min－1。
答案　C
9．对于反应A＋B―→C，如果温度每升高10 ℃，反应速率增加为原来的3倍。在10 ℃时，完成反应的20%需要54 min；将温度提高到40 ℃，完成反应的20%需要的时间为(　　)
A．2 min B．3 min
C．6 min D．9 min
解析　温度每升高10 ℃，反应速率增加为原来的3倍，那么温度提高到40 ℃，反应速率增大到原来的27倍，所用时间为原来的。
答案　A
10．一定条件下的密闭容器中，进行如下反应：NO(g)＋CO(g)??N2(g)＋CO2(g)　ΔH＝－373.2 kJ·mol－1，为提高该反应的反应速率，缩短达到平衡的时间，下列措施不正确的是(　　)
A．加(正)催化剂
B．增大压强(体积减小)
C．给体系加热
D．从体系中不断移去部分CO2
解析　从体系中不断移去部分CO2，减小了CO2的浓度，化学反应速率减小。
答案　D
11．硝酸生产工艺中，在吸收塔里发生如下反应：3NO2＋H2O??2HNO3＋NO(正反应为放热反应)，为提高NO2的转化率，理论上应该采取的措施是(　　)
A．减压 B．增压
C．升温 D．加催化剂
解析　该反应为气体体积缩小的放热反应，由平衡移动理论可知，增大压强或降低温度可使平衡右移，从而提高NO2的转化率，加催化剂对平衡无影响，故选B。
答案　B
12．可逆反应A(g)＋3B(g)??2C(g)(正反应为放热反应)处于平衡状态，下列条件可以提高A的转化率的是(　　)
①升温　②降温　③增大压强　④降低压强　⑤加催化剂　⑥除去C　⑦增加A　⑧增加B
A．①③⑤⑦ B．②④⑥⑧
C．②③⑥⑧ D．②④⑤⑦
解析　据勒·夏特列原理，降温、加压、减小C的浓度，增大B的浓度，平衡都会向右移动，A的转化率提高。
答案　C
13．下图表示某反应：
N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0)在某一时间段t0～t6中反应速率与反应过程的曲线图，则氨的百分含量最高的一段时间是(　　)
A．t0～t1 B．t2～t3
C．t3～t4 D．t5～t6
解析　从曲线图可看出，t1～t2平衡逆向移动，t2～t3保持平衡状态，t3～t4化学反应速率增大，但平衡不移动，t4～t5平衡逆向移动，t5～t6保持平衡状态。所以t0～t1段NH3的百分含量最高。
答案　A
14．工业上合成氨一般采用700 K左右的温度，其原因是(　　)
①适当提高氨的合成速率　②提高H2的转化率　③提高氨的产率　④催化剂在700 K时活性最大
A．只有① B．①②
C．②③④ D．①④
解析　合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)正反应为放热反应，温度升高能加快反应速率，但平衡混合气中NH3的含量降低；降低温度反应速率减小，平衡混合气中NH3的含量升高。为了兼顾温度对反应速率和平衡混合气中NH3的含量的影响，以及催化剂的活性温度，最终选择700 K左右的温度，因为此温度可以适当提高氨的合成速率，且在700 K时催化剂活性最大。
答案　D
二、填空题(共29分)
15．(8分)如图，有一处于平衡状态的反应：
X(s)＋3Y(g)??2Z(g)，为了使平衡向生成Z的方向移动，应选择条件是_______________________________________。
①高温　②低温　③高压　④低压　⑤加正催化剂　⑥分离出Z
解析　由图像看，温度升高，气体平均相对分子质量减小，说明温度升高，平衡逆向移动，该反应的正反应为放热反应，又因该反应的正反应是气体体积减小的反应，所以低温、高压、分离出Z都会使平衡向生成Z的方向移动。
答案　②③⑥
16．(21分)某化学反应2A??B＋D在四种不同的条件下进行，B、D起始浓度为0，反应物A的浓度(mol·L－1)随反应时间(min)的变化情况如下表。
据上表，回答下列问题。
(1)在实验1中，反应物A在10～20分钟时间内平均速率为________mol·L－1·min－1。
(2)在实验2中，A的初始浓度c2＝________mol·L－1，反应经20分钟就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是_________________
____________________________________________________。
(3)设实验3的反应速率为v3，实验1的反应速率为v1，则v3______(填“>”、“＝”或“<”，下同)v1，且c3________1.0 mol·L－1。
(4)比较实验4和实验1，可推测该反应是________反应(填“吸热”、“放热”)。理由是___________________________________
_________________________________________________________。
解析　(1)可根据表中1的数据直接计算：
v(A)＝
＝0.013 mol·L－1·min－1。
(2)对比实验1和实验2可知，反应温度相同达平衡时A的浓度相同(均为0.50 mol·L－1)说明是同一平衡状态，即起始浓度也必须相等。c2＝1.0 mol·L－1，仅仅是1和2中到达平衡的时间不相同。2要比1提前达到平衡状态，则达平衡所用的时间短，说明反应2使用了催化剂。
(3)对比实验3与实验1可知，从10 min到20 min，实验1中A的浓度变化值为0.13 mol·L－1，而实验3中A的浓度变化值为0.17 mol·L－1，这说明v3>v1，从而知从0 min至10 minA的浓度的变化值要大于0.17 mol·L－1，即c3>(0.92＋0.17)mol·L－1＝1.09 mol·L－1。
(4)对比实验4和实验1可知，两实验的起始浓度相同，反应温度不同，达平衡时实验4中A的浓度小，说明了实验4中A进行的程度大，即温度越高，A的转化率越大，说明正反应吸热。
答案　(1)0.013
(2)1.0；使用了催化剂
(3)>；>
(4)吸热；因为升高温度时，平衡向正反应方向移动，故正反应为吸热反应
三、计算题(共15分)
17．在某温度下，将H2和I2各0.10 mol的气态混合物充入10 L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得[H2]＝0.0080 mol·L－1。
(1)求该反应的平衡常数。
(2)在上述温度下，该容器中若通入H2和I2蒸气各0.20 mol，试求达到化学平衡状态时各物质的浓度。
解析　(1)根据题意知：
H2(g)　＋　I2(g)??2HI(g)
起始量(mol·L－1) 0.010 0.010 　0
变化量(mol·L－1) 0.0020 0.0020 0.0040
平衡量(mol·L－1) 0.0080 0.0080 0.0040
K＝＝＝0.25。
(2)设转化了H2的物质的量为x，依据题意知：
H2(g)　＋　I2(g)　??　2HI(g)
 0.020 0.020 0
 x x 2x
 0.020－x 0.020－x 2x
由于温度不变，K不变，则有K＝＝＝0.25，解得x＝0.0040mol·L－1；
平衡时[H2]＝[I2]＝0.016 mol·L－1；
[HI]＝0.0080 mol·L－1。
答案　(1)该反应的平衡常数为0.25。
(2)达到平衡状态时，[H2]＝[I2]＝0.016 mol·L－1，[HI]＝0.0080 mol·L－1。