鲁科版 高中化学 选择性必修1 2.2化学反应的限度同步练习（含答案）

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2.2化学反应的限度同步练习-鲁科版高中化学选择性必修1
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（ ）
A．盛有2mL5%H2O2溶液的试管中加入MnO2作催化剂，试管中迅速产生大量气泡
B．工业合成氨中，将氨气液化分离以提高氨气产率
C．SO2氧化为SO3，使用过量的空气以提高SO2的利用率
D．夏天，打开啤酒瓶时会从瓶口逸出泡沫
2．用CO和H2在催化剂的作用下合成甲醇，发生的反应如下：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)。在体积一定的密闭容器中分别充入1molCO和2molH2，测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A．该反应的ΔH＜0，且p1＜p2
B．反应速率：v逆(状态A)＞v逆(状态B)
C．在C点时，CO转化率为75%
D．在恒温恒容条件下，再向密闭容器中充入1molCO和2molH2，达平衡时CH3OH的体积分数不变
3．N2O5是一种新型硝化剂，其性质和制备受到人们的关注。一定温度下，在2L恒容密闭容器中发生反应：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g) △H＞0。反应物和部分生成物的物质的量随反应时间变化的曲线如图。下列说法不正确的是

A．0～20s内，平均反应速率v(N2O5)＝0.05 mol·L－1·s－1
B．升高温度，可使正逆反应速率均增大
C．达到平衡时，混合气体的压强保持不变
D．10 s时，正、逆反应速率相等
4．下列说法正确的是
A．恒温恒容容器中，N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达平衡后，改变条件使平衡正向移动，再达平衡时NH3的体积分数一定增大
B．若S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1 S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2，则ΔH1＜ΔH2
C．放热反应均不需要任何外界条件即可发生
D．同温同压下，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
5．对于可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol，下列叙述正确的是（ ）
A．若2v正(N2)=v正(NH3)，则反应达到化学平衡状态
B．若单位时间内生成x mol N2的同时，消耗2x mol NH3，则反应达到平衡状态
C．达到化学平衡时，2v正(H2)=3v逆(NH3)
D．达到化学平衡时c(H2)一定等于3c(N2)
6．探究合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高的产率。以、为原料合成涉及的主要反应如下：
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
不同压强下，按照投料，实验测定的平衡转化率和的平衡产率随温度的变化关系如图所示。
下列说法不正确的是
A．图甲表示的是的平衡产率随温度的变化关系
B．图乙中压强大小关系为：
C．图乙时，三条曲线几乎交于一点，原因可能是此时以反应Ⅲ为主，压强改变对其平衡几乎没有影响
D．为同时提高的平衡转化率和的平衡产率，应选择低温高压的反应条件
7．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A．开启啤酒瓶后，瓶中马上泛起大量泡沫
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．工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率
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
8．一定温度下，在一个容积为1L的密闭容器中，充入1mol和1mol，发生反应，经5min反应达到平衡，此时的体积分数为50%。下列判断错误的是
A．该温度下，反应的平衡常数
B．的平衡转化率为50%
C．5min内，
D．相同温度下，反应的平衡常数为0.25
9．一定温度下，某同学欲探究浓度对化学平衡的影响，设计实验如下：
Ⅰ.向溶液中加入溶液，反应达到平衡后分成两等份。
Ⅱ.向其中一份中加入溶液，溶液变红，再向其中加入，振荡，静置，下层显极浅的紫色。
Ⅲ.向另外一份中加入，振荡，静置，下层显紫色。
下列说法错误的是（ ）
A．实验Ⅰ中发生的反应为
B．水溶液中的：Ⅱ>Ⅲ
C．水溶液中的：Ⅰ<Ⅱ
D．若在实验Ⅰ中加入少量固体，会增大
10．恒温T ℃、恒压101kPa，将足量的CuSO4·5H2O、NaHCO3置于一个密闭容器中，再充入已除去CO2的干燥空气。仅发生以下反应，达平衡时两者分解的物质的量比为2：1。
CuSO4·5H2O(s)CuSO4·3H2O(s)+2H2O(g) Kp1=81 kPa2
2NaHCO3(s)Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g) Kp2
第一次平衡后，用总压为101 kPa的潮湿空气[其中p(H2O)=8 kPa、p(CO2)=4 kPa]替换容器中的气体，T ℃下达到第二次平衡。
下列说法不正确的是
A．第一次平衡时=9 B．Kp2=9 kPa2
C．第二次平衡建立的过程中CuSO4·5H2O的质量将减少 D．第二次平衡建立的过程中NaHCO3的质量将减少
二、填空题
11．自然界里氮的固定途径之一是在闪电的作用下，N2与O2反应生成NO。
（1）反应需要在闪电或极高温条件下发生，说明该反应 。（填字母）
A．所需的活化能很高 B．吸收的能量很多
（2）在不同温度下，反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)的平衡常数K如下表：
温度/℃ 1538 1760 2404
平衡常数K 0.86×10－4 2.6×10－4 64×10－4
①该反应的△H 0。（填“＞”、“=”或“＜”）
②其他条件相同时，在上述三个温度下分别发生该反应。1538℃时，N2的转化率随时间变化如右图所示，请补充完成1760℃、2404℃时N2的转化率随时间变化的示意图。
。
（3）2404℃时，在容积为1.0L的密闭容器中通入2.6mol N2和2.6mol O2，计算反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)达到平衡时NO的浓度 。（此温度下不考虑O2与NO的反应。计算结果保留两位有效数字）
12．在密闭容器中存在如下反应：COCl2（g）Cl2（g）＋CO（g）　△H＞0，某研究小组通过研究在其他条件不变时，t1时刻改变某一条件对上述反应影响，得出下列图象：
请回答下列问题：
（1）若改变的条件是增大压强，则对应的图象是 （填“I”、“Ⅱ”、“Ⅲ”或“Ⅳ”，下同）。
（2）若使用合适的催化剂，则对应的图象是 。
（3）若改变的条件是升高温度，则对应的图象是 。
（4）若改变的条件是减小反应物的浓度，则对应的图象是 。
13．高炉炼铁中发生的基本反应如下: FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)―Q。其平衡常数可表达为: K=c(CO2)/c(CO)，已知1100℃，K=0.263
(1)若要使反应向右进行，高炉内CO2和CO的体积比值 ，平衡常数K值 (填“增大”“减小”或“不变”)
(2)1100℃时，测得高炉中c(CO2)=0.025mol·L-1，c(CO)=0.1mol·L-1，在这种情况下该反应是否处于平衡状态 (填“是”或“否”)，此时化学反应速率是V正 V逆(填“大于”、“小于”或“等于”)
14．铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛，研究铁及其化合物的应用意义重大。试回答下列问题：
（1）已知：高炉炼铁过程中会发生如下反应：
①FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)　ΔH1
②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)　ΔH2
③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)　ΔH3
则反应Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)的ΔH的表达式为 (用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代数式表示)。
（2）上述反应在高炉中大致分为三个阶段，各阶段主要成分与温度的关系如下表：
温度/℃ 250 600 1000 2000
主要成分 Fe2O3 Fe3O4 FeO Fe
1600 ℃时固体物质的主要成分为 (填化学式)；若该温度下，测得固体混合物中m(Fe)∶m(O)＝35∶4，则FeO被CO还原为Fe的百分率为 (设其他固体杂质中不含Fe、O元素)。
（3）铁的某些化合物可用作CO与H2反应的催化剂。已知某种铁的化合物可用来催化反应：CO(g) ＋ 3H2(g) CH4(g) ＋ H2O(g)　ΔH ＜0 。
在T ℃、a MPa时，将2 mol CO和6 mol H2充入某容积可变的密闭容器中，实验测得CO的物质的量在反应体系中所占百分比x(CO)如下表：
t/min 0 10 20 30 40 50
x(CO) 0.25 0.23 0.21 0.20 0.10 0.10
① T ℃ a MPa时，此反应的平衡常数K = （保留1位小数）。达到平衡时CO的转化率为 。
②上图表示该反应CO的平衡转化率与温度、压强的关系。
图中温度T1、T2、T3由低到高的顺序是 。图中显示其它条件固定时，增加压强会导致平衡向 (填“左”或“右”)移动。
15．煤焦与水蒸气的反应是煤气化过程中的主要反应之一、
已知：该反应为吸热反应，。若该反应在恒温(700℃)、恒容的密闭体系中进行，700℃时测得的下列数据中，可以作为判断t时刻反应是否达到平衡状态的依据的是 (填字母序号)，理由是 。
A．t时刻及其前后、、的浓度
B．t时刻，、、的浓度
C．t时刻，消耗的速率与生成的速率
D．t时刻，生成的速率与消耗的速率
16．高炉炼铁中发生的基本反应之一如下：
FeO（固）＋CO（气） Fe（固）＋CO2（气）ΔH＞0
（1）则该反应中平衡常数表达式K＝
（2）已知1100℃时K＝0.263。温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，高炉内CO2和CO的体积比值 平衡常数K值 （均填增大，减小或不变）.
（3）1100℃时测得高炉中c(CO2)＝0.025mol·L－1，c(CO)＝0.1mol·L－1，在这种情况下，该反应是否处于平衡状态 （选填是或否），此时化学反应速率v正 v逆（选填＞，＜，＝）。
17．向2L密闭容器中加入一定量的固体A和气体B，发生反应A（s）+2B（g）D（g）+E（g）△H=QkJ·mol-1。在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的物质的量如表:
物质的量（mol） 时间（min） 0 10 20 30 40 50
B 2.00 1.36 1.00 1.00 1.20 1.20
D 0 0.32 0.50 0.50 0.60 0.60
E 0 0.32 0.50 0.50 0.60 0.60
（1）T℃时，该反应的平衡常数K= 。
（2）30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据表中的数据判断改变的条件可能是 （填字母编号）。
a.通入一定量的B
b.加入一定量的固体A
c.适当缩小容器的体积
d.升高反应体系温度
e.同时加入0.2mol B、0.1molD、0.1mol E
（3）对于该反应，用各物质的反应速率与时间的关系曲线表示如下，示意图中的 （填序号）正确。

（4）容器的体积和温度T1℃不变，向该容器中加入1.60molB、0.20molD、0.20molE和0.4molA，达到平衡后，与表格中20分钟时各物质的浓度完全相同，投入固体A的物质的量n的取值范围是 。
（5）若该密闭容器绝热，实验测得B的转化率随温度变化如图所示。由图可知，Q 0（填“大于”或“小于），c点v正 v逆（填“大于”、“小于”或“等于”）。

18．一定温度下，将2mol A和2mol B两种气体混合于体积为2 L的某恒容的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)+B(g)x C(g)＋2D(g)，H ＜0，2min 末反应达到平衡状态（温度不变），生成了0.8 mol D，并测得C的浓度为0.4 mol/L，请填写下列空白：
（1）x的值等于 ，
（2）该反应的化学平衡常数K= ，升高温度时K值将
（填“增大”、“减小”、“不变”）
（3）A物质的转化率为 。
（4）若维持温度不变，在原平衡混合物的容器中再充入3mol C和3mol D，欲使达到新的平衡时，各物质的物质的量分数与原平衡相同，则至少应再充入B的物质的量为 mol；达新平衡时，A的物质的量为n（A）= mol。
19．高纯晶体硅是信息技术的关键材料。
（1）硅元素位于周期表的 周期 族。下面有关硅材料的说法中正确的是 (填字母)。
A．碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥
B．氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承
C．高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料光导纤维
D．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，故在玻璃尖口点燃H2时出现黄色火焰
E. 盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
（2）工业上用石英砂和焦炭可制得粗硅。
已知：
请将以下反应的热化学方程式补充完整：SiO2(s)+2C(s)═Si(s)+2CO(g) △H=
（3）粗硅经系列反应可生成硅烷(SiH4)，硅烷分解生成高纯硅．已知硅烷的分解温度远低于甲烷，用原子结构解释其原因： ，Si元素的非金属性弱于C元素，硅烷的热稳定性弱于甲烷。
（4）将粗硅转化成三氯氢硅(SiHCl3)，进一步反应也可制得高纯硅。
①SiHCl3中含有的SiCl4、AsCl3等杂质对晶体硅的质量有影响．根据下表数据，可用 方法提纯SiHCl3。
物质 SiHCl3 SiCl4 AsCl3
沸点/℃ 32.0 57.5 131.6
②用SiHCl3制备高纯硅的反应为 SiHCl3(g)+H2(g) Si(s)+3HCl(g)，不同温度下，SiHCl3的平衡转化率随反应物的投料比（反应初始时，各反应物的物质的量之比）的变化关系如图所示。下列说法正确的是 （填字母序号）。
a.该反应的平衡常数随温度升高而增大
b.横坐标表示的投料比应该是
C．实际生产中为提高SiHCl3的利用率，应适当升高温度
③整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式： 。
20．亚氯酸（HClO2）是一种中强酸，易分解，亚氯酸及其盐类在工业生产和环境治理等方面用途非常广泛。回答下列问题：
（1）HClO2中氯元素的化合价为 ；亚氯酸不稳定，易分解为Cl2、ClO2和H2O，分解后的氧化产物与还原产物的物质的量之比为 。
（2）已知常温下Ka(HClO2)=1.1×10-2，则反应HClO2+OH-ClO2-+H2O在常温下的平衡常数K= 。
（3）亚氯酸盐可用于脱除氮氧化物和硫氧化物，当其他条件不变时，测得脱除率与吸收液pH的关系如图所示。已知：C12和ClO2溶于水后更易与SO2和NO反应。
①亚氯酸盐脱除SO2的离子方程式为 。
②pH越小，脱除率越大，其原因是 。
三、实验题
21．热重分析法是程序控制温度下，测量物质的质量与温度的关系的一种实验技术。现有一CaC2O4·nH2O试样，分别在氮气气氛、氧气气氛中进行热重分析，得到如下热重（TG）曲线。
(1)图中曲线上有三个失重台阶，分别表示加热过程中依次发生了三个反应。根据第1步反应的失重数据计算试样CaC2O4·nH2O中的n值（精确到整数）为 。
(2)根据第2步反应的失重数据推测第2反应的化学方程式为 ；观察曲线说明氧气存在时有利于第2步反应进行，原因是 。
(3)第3步反应中释放的气体产物是 。观察曲线可判断出，氧气存在时不利于第3步反应进行，可能原因是 。
22．某化学项目式学习小组在探究AgNO3溶液与KI溶液的反应时，认为可以发生反应：
i.Ag++I-=AgI(复分解反应)
ii.2Ag++2I-=2Ag+I2↓(氧化还原反应)
对此设计实验探究及进行证据推理如下：
I.实验探究：
(1)实验方案[1]：
装置图 实验步骤及现象
将1mL1mol/LKI溶液滴入1mL1mol/LAgNO3溶液中，出现黄色沉淀，说明发生了反应i.继续滴入 (填试剂)， (填现象)，说明未发生反应ii。
(2)实验方案[2]：
装置图 实验步骤及现象
取2个洁净的烧杯，分别加入20mL1mol/LAgNO3溶液与KI溶液，插入石墨电极与盐桥，组成原电池装置，电流计指针发生偏转，观察右侧烧杯出现的现象。
①盐桥内溶质可选用 。
a.K2SO4 b.Fe(NO3)3 c.NH4NO3 d.KCl
②左侧石墨为 极，其电极反应式为 。
③通过实验发现电流计指针发生偏转，说明发生了反应ii，可知右侧烧杯的现象为： 。
Ⅱ.证据推理：通过计算两个反应的平衡常数判断反应的可能性。
查阅文献：AgI的溶度积常数Ksp(AgI)=8.5×10-17；
氧化还原反应的平衡常数与标准电动势(Eθ)有关，lgK=，z表示氧化还原反应转移的电子数，为氧化型电极电势，为还原型电极电势。Eθ[Ag/Ag+]=0.79V，Eθ[I2/I-]=0.54V；
(3)复分解反应反应i的平衡常数为 。
(4)氧化还原反应反应ii平衡常数为 。
Ⅲ.得出结论：
(5)通过实验探究及证据推理可知AgNO3溶液与KI溶液混合时主要发生复分解反应，其原因可能是：
23．实验探究温度变化对化学平衡的影响
实验步骤 ①取一支试管向其中加入少量CoCl2晶体，加入浓盐酸使其全部溶解； ②加水至溶液呈紫色； ③将上述溶液分别装于三支试管中，分别置于热水、冰水和室温下
实验现象 室温下试管内液体呈 ；热水中试管内液体呈 ，冰水中试管内液体呈
结论(平衡移动的方向) 室温平衡 ，温度升高平衡向 方向移动(即吸热方向)，降低温度平衡向 方向移动(即放热方向)
参考答案：
1．A
2．C
3．D
4．B
5．C
6．B
7．D
8．D
9．C
10．D
11． A ＞ 0.2mol/L
12． I Ⅲ Ⅳ Ⅱ
13．(1) <0.263 不变
(2) 否 大于
14． 2ΔH1＋ΔH2/3＋2ΔH3/3 FeO、Fe 60% 无法确定 75%或0.75 T1＜T2＜T3 右
15． ABD A．对比t时刻及其前后、、的浓度，当、、的浓度不再变化的时候，说明达到化学平衡状态，即可以作为判断t时刻反应是否达到平衡状态的依据；
B．知道t时刻、、的浓度，代入公式，根据计算结果与的关系可判断是否达到化学平衡状态，即可以作为判断t时刻反应是否达到平衡状态的依据；
C．t时刻，消耗的速率与生成的速率都是正反应方向的速率，逆反应方向的速率不知道，无法判断是否达到化学平衡状态，即不可以作为判断t时刻反应是否达到平衡状态的依据；
D．t时刻，生成的速率是正反应方向的速率，消耗的速率是逆反应方向的速率，若生成的速率与消耗的速率相等时，说明反应达到化学平衡状态，即可以作为判断t时刻反应是否达到平衡状态的依据。
16． 增大 增大 否 >
17． 0.25 ae ④ n＞0.3 小于 等于
18． 2 0.5 减小 60% 0.3 2.6
19． 3 ⅣA BCD +638.4 kJ·mol-1 C和Si最外层电子数相同（或“是同主族元素”）， C原子半径小于Si（或“C原子电子层数少于Si”） 蒸馏（或分馏） a、c SiHCl3+3H2O===H2SiO3↓+H2↑+3HCl↑
20． +3 6∶1 1.1×1012 2SO2 +C1O2-+2H2O==2SO42-+C1-+4H+ 亚氯酸盐的氧化性在酸性条件下较强，pH较小时有利于释放出C1O2及Cl2，C1O2和Cl2溶于水可提高脱除率
21．(1)1
(2) CaC2O4CaCO3+CO↑ 一氧化碳和氧气反应生成二氧化碳，从而促使草酸钙的分解向正反应方向移动
(3) CO2 氧气存在时第2步反应产生二氧化碳会抑制碳酸钙分解反应的进行
22．(1) 淀粉溶液 未变蓝
(2) c 负 2I-－2e-=I2 有银白色固体析出
(3)1.18×1016
(4)108.44
(5)复分解反应的平衡常数大于氧化还原反应的平衡常数，反应更彻底(复分解反应活化能更低，氧化还原反应活化能更高)
23． 紫色 蓝色 粉红色 不移动 正反应 逆反应
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