第2章 化学反应的方向、限度与速率 （含解析）同步练习 2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

第2章 化学反应的方向、限度与速率 同步练习
一、选择题
1．在密闭容器中进行A与B反应生成C的可逆反应，反应速率v(A)、v(B)、v(C)之间存在以下关系：v(C)=2v(A)，3v(C)=2v(B)，则该反应可以表示为
A．A(g)+B(g) C(g) B．2A(g)+2B(g) 3C(g)
C．A(g)+3B(g) 2C(g) D．3A(g)+B(g) 2C(g)
2．分解速率受多种因素影响。实验测得 时不同条件下浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A．图甲表明，其他条件相同时，浓度越小，其分解速率越快
B．图乙表明，其他条件相同时，溶液pH越小，分解速率越快
C．图丙表明，少量存在时，溶液碱性越强，分解速率越快
D．图丙和图丁表明，碱性溶液中，对分解速率的影响大
3．MN＋Q是一放热的可逆基元反应，正反应的活化能为Ea，逆反应的活化能为Ea′，则下列活化能大小关系表述正确的是
A．Ea＞Ea′ B．Ea＜Ea′ C．Ea= D．Ea=Ea′
4．下列对化学反应预测正确的是
选项 化学反应方程式 已知条件 预测
A 它一定是非自发反应
B ，自发反应 x可以等于3
C 能自发反应 一定小于0
D 常温下，自发进行
A．A B．B C．C D．D
5．下列关于工业合成氨的叙述错误的是
A．在动力、设备，材料允许的情况下，反应尽可能在高压下进行
B．温度越高越有利于工业合成氨
C．在工业合成氨中，N2、H2的循环利用可降低成本
D．及时从反应体系中分离出氨气有利于平衡向正反应方向移动
6．对于任何一个化学平衡体系，采取以下措施，一定会使平衡发生移动的是
A．加入一种反应物 B．增大体系的压强 C．升高温度 D．使用催化剂
7．一定温度下，向容积为4L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，下列对反应的推断合理的是
A．该反应的化学方程式为
B．反应进行到1s时，
C．反应进行到6s时，B的平均反应速率为
D．反应进行到6s时，各物质的反应速率相等
8． ，在存在时，该反应的机理为：
ⅰ.(快)
ⅱ.(慢)
下列说法正确的是
A．反应速率主要取决于的质量 B．是该反应的催化剂
C．逆反应的活化能大于198kJ/mol D．反应ⅰ是决速步骤
9．对于可逆反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，下列措施能使反应物中活化分子百分数和化学平衡常数都变化的是
A．增大压强 B．充入更多N2
C．使用高效催化剂 D．降低温度
10．一定条件下的密闭容器中发生反应：4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-905.9kJ·mol-1，下列叙述正确的是
A．4molNH3和5molO2反应，达到平衡时放出的热量为905.9kJ
B．平衡时，v正(O2)=v逆(NO)
C．平衡后降低压强(增大体积)，混合气体的平均摩尔质量增大
D．平衡后升高温度，混合气体中NO的含量降低
11．已知C+CO2 2CO的正反应是吸热反应，反应速率为v1；N2+3H2 2NH3的正反应是放热反应，反应速率为v2。对于上述反应，当温度升高时，v1和v2的变化情况为
A．都增大 B．都减小
C．v1增大，v2减小 D．v1减小，v2增大
12．工业上取SCl2的反应之一为S2Cl2(g)+Cl2(g) 2SCl2(g)，一定压强下，向10L密闭容器中充入和1mol S2Cl2和1mol Cl2发生上述反应，SCl2和 Cl2的消耗速率与温度的关系如图所示，下列说法正确的是
A．该反应的△H>0
B．A点对应的状态为化学平衡状态
C．使用高效催化剂能提高S2Cl2的平衡产率
D．若300℃达平衡时，S2Cl2的转化率为α，则300℃时，该反应的化学平衡常数K=
二、非选择题
13．恒温下，将amolN2与bmolH2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。
(1)某时刻t时，测得nt(N2)=10mol，nt(NH3)=6mol，则a= 。
(2)反应达平衡时，混合气体的体积为716.8L(标准状况)，其中NH3的体积分数为25%。则平衡时NH3的物质的量为 。
(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比n(始)∶n(平)= 。
(4)原混合气体中，a∶b= 。
(5)达到平衡时，N2和H2的转化率之比，α(N2)∶α(H2)= 。
14．已知锌与稀盐酸反应放热，某学生为了探究反应过程中的速率变化，用排水集气法收集反应放出的氢气。所用稀盐酸浓度有1.00mol·L-1、2.00mol·L-1两种浓度，每次实验稀盐酸的用量为25.00mL，锌有细颗粒与粗颗粒两种规格，用量为6.50g。实验温度为298K、308K。
(1)完成以下实验设计(填写表格中空白项)，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：
编号 T/K 锌规格 盐酸浓度/mol·L-1 实验目的
① 298 粗颗粒 2.00 (I)实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响； (II)实验①和 探究温度对该反应速率的影响； (III)实验①和 探究锌规格(粗、细)对该反应速率的影响。
② 298 粗颗粒 1.00
③ 308 粗颗粒 2.00
④ 298 细颗粒 2.00
(2)实验①记录如下(换算成标况)：
时间(s) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
氢气体积(mL) 16.8 39.2 67.2 224 420 492.8 520.8 543.2 554.4 560
①计算在30s～40s范围内盐酸的平均反应速率ν(HCl)= (忽略溶液体积变化)。
②反应速率最大的时间段(如0s～10s)为 ，可能原因是 ；
(3)另一学生也做同样的实验，由于反应太快，测量氢气的体积时不好控制，他就事先在盐酸溶液中分别加入等体积的下列溶液以减慢反应速率，在不影响产生H2气体总量的情况下，你认为他上述做法中可行的是_________(填相应字母)；
A．NaNO3溶液 B．NaCl溶液 C．CuSO4溶液 D．Na2CO3
(4)某化学研究小组的同学为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，设计了图所示的实验。
①如图可通过观察 现象，比较得出比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果结论。
②某同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理，其理由是 。
15．X、Y、Z、R、M、N为六种短周期元素，其原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示。

（1）M元素的原子核外有 种能量不同的电子，有 个未成对电子；Z元素在元素周期表中的位置是第 周期 族。
（2）N、R、X三种元素的原子可构成一种强碱性物质，该物质的电子式是 ；Y元素的氧化物是制造光纤的主要材料，该氧化物是 晶体（填晶体类型）。某化工生产的核心环节的反应为：2MN2(g) + N2(g) 2 MN3(g) + Q（Q＞0）
（3）该反应的平衡常数表达式K= ；欲使K值变大，可采取的措施是 。
（4）该反应达到平衡后，在其他条件不变的情况下，若使得容器的体积扩大为原来的两倍，则平衡 。（选填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”）
16．三氯氢硅SiHCl3是制备硅烷、多晶硅的重要原料。对于反应2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
(1)343 K时反应的平衡转化率ɑ= %。平衡常数K343K= (保留2位小数)。
(2)在343 K下，要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是 ；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有 。
(3)比较a、b处反应速率大小：va vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率v=v正 v逆=k正x2(SiHCl3) k逆x(SiH2Cl2)x(SiCl4)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，x为物质的量分数，计算a处= (保留1位小数)。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】在同一化学反应中，用不同物质表示的化学反应速率，速率比等于化学方程式中化学计量数的比。密闭容器中A(g)与B(g)反应生成C(g)，其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示，它们之间有以下关系：v(C)=2v(A)，3v(C)=2v(B)，则化学方程式为A(g)+3B(g)=2C(g)，故合理选项是C。
2．D
【详解】A．图甲中溶液的pH相同，但浓度不同，浓度越大，相同时间内浓度的变化量越大，由此得出相同pH条件下，双氧水浓度越大，双氧水分解速率越快，故A错误；
B．图乙中浓度相同，但加入NaOH浓度不同，说明溶液的pH不同，NaOH浓度越大，相同时间内双氧水浓度变化量越大，由此得出：双氧水浓度相同时，pH越大双氧水分解速率越快，故B错误；
C．图丙中少量存在时，相同时间内双氧水浓度变化量：溶液溶液溶液，由此得出：锰离子作催化剂时受溶液pH的影响，溶液碱性越弱，其分解速率越快，故C错误；
D．图丁中pH相同，锰离子浓度越大，相同时间内双氧水浓度变化量越大，图丙中说明催化剂的催化效率受溶液的pH值影响，由此得出：碱性溶液中，对分解速率的影响大，故D正确；
故答案为：D。
3．B
【详解】MN＋Q是一放热的可逆基元反应，正反应的活化能为Ea，逆反应的活化能为Ea′，则Ea+Q=Ea′，因为Q＞0，所以Ea＜Ea′，故选B。
4．B
【详解】A．由方程式可知，该反应为熵增的吸热反应，高温条件下，反应△H—T△S小于0，能自发进行，故A错误；
A．若x等于3，该反应为熵减的放热反应，任何条件下反应△H—T△S均小于0，能自发进行，故B正确；
C．由方程式可知，该反应为熵增的反应，反应能自发进行，说明反应△H—T△S小于0，则反应的焓变可以大于0，也可以小于0，故C错误；
D．由方程式可知，该反应为熵减的反应，反应能自发进行，说明反应△H—T△S小于0，则反应的焓变大于0，故D错误；
故选B。
5．B
【详解】A．合成氨的正反应为气体体积缩小的反应，压强越大，反应物的转化率越高，则在动力、设备、材料允许的条件下尽可能在高压下进行，故A正确；
B．合成氨的正反应为放热反应，升高温度后不利于氨气的生成，故B错误；
C．合成氨中N2和H2的循环使用，可以提高原料气的利用率，降低成本，故C正确；
D．及时从反应体系中分离出氨气，反应物浓度减小，有利于平衡向正反应方向移动，故D正确；
故选：B。
6．C
【详解】A．若反应为固体与气体发生的反应，加入的这种反应物为固体，则平衡不发生移动，A不符合题意；
B．若反应没有气体参与，或反应前后气体的分子数相等，则增加体系的压强，平衡不发生移动，B不符合题意；
C．一个可逆反应，不是吸热反应就是放热反应，所以升高温度，平衡一定会发生移动，C符合题意；
D．使用催化剂，可改变化学反应速率，但不能使化学平衡发生移动。D不符合题意；
故选C。
7．C
【详解】A. 变化的物质的量之比等于化学计量数之比，由图可知， B、C为反应物，A、D为生成物，物质的量的变化量之比为0.6：0.8：1.2：0.4=3：4：6：2，故反应的化学方程式为：3B+4C6A+2D，故A错误；
B. 化学反应速率之比等于化学计量数之比，故反应进行到1s时，，故B错误；
C. 反应进行到6s时，B的平均反应速率为，故C正确；
D. 化学反应速率之比等于化学计量数之比，故反应进行到6s时，各物质的反应速率不相等，故D错误；
故选C。
8．C
【详解】A．由反应机理可知，V2O5是该反应的催化剂，反应速率与催化剂V2O5的质量有一定关系，但V2O5的质量不是决定性因素，故A错误；
B．根据A选项分析，V2O5是该反应的催化剂，VO2是该反应中间产物，故B错误；
C．正反应的活化能-逆反应的活化能，所以逆反应的活化能大于198kJ/mol，故C正确；
D．慢反应是决速步骤，即反应ⅱ为决速步骤，故D错误；
答案为C。
9．D
【详解】A．增大压强，活化分子百分数不变，平衡常数不变，故A错误。
B．多充N2，活化分子百分数、平衡常数不变，故B错误。
C．使用催化剂，平衡常数不变，故C错误。
D．降低温度，反应物中活化分子百分数、化学反应速率都减小，且化学平衡常数发生变化，故D正确。
答案为D。
10．D
【详解】A．因为反应可逆，所以4molNH3和5molO2反应时，参加反应的NH3小于4mol，则达到平衡时放出的热量小于905.9kJ，A不正确；
B．平衡时，正、逆反应速率相等，则v正(O2)=v逆(NO)，B不正确；
C．平衡后降低压强(增大体积)，平衡向气体分子数增大的方向移动，混合气的质量不变，物质的量增大，则混合气体的平均摩尔质量减小，C不正确；
D．该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，混合气体中NO的含量降低，D正确；
故选D。
11．A
【详解】温度升高，反应速率增大，与热效应无关，故A正确；
故选A。
12．D
【详解】A．升高温度，正逆反应速率均增加，从图中可以看出相同温度下正反应速率小于逆反应速率，平衡逆向移动，则正反应为放热反应，焓变小于零，故A错误；
B．A点时，即，非平衡状态，故B错误；
C．高效催化剂可以增大反应速率，不能使平衡移动增大平衡产率，故C错误；
D．若300°达平衡时，根据题意，的转化率为α，消耗的氯气和的物质的量为α mol，反应后的氯气和的物质的量为(1-α) mol，生成的的物质的量为2α mol，平衡常数为，即，故D正确；
故选D。
13． 13 8mol 5︰4 13︰27 9︰13
【详解】(1)物质的量之比等于化学计量数之比，所以(a-10)mol：6mol=1：2，解得a=13；
(2)反应达平衡时，混合气体的物质的量，其中NH3的物质的量为32mol×25%=8mol；
(3) ，平衡时，NH3的含量（体积分数）为25%，所以×100%=25%，解得b=27，所以平衡混合气的组成为：氮气9 mol，氢气15 mol，氨气为8 mol，则原混合气体与平衡混合气体的物质的量之比n(始)︰n(平)=(13+27) mol︰(9+15+8) mol=5︰4；
(4)由(1)知a=13mol，由(3) 知b=27mol，所以a︰b=13mol︰27mol=13︰27；
(5)由(1) (3)可知，开始时氮气的物质的量为13mol，氢气的物质的量为27mol，平衡时参加反应的氮气的物质的量为4mol，参加反应的氢气的物质的量为12mol，所以达到平衡时，N2和H2的转化率之比α(N2)︰α(H2)=︰=9︰13。
14．(1) ③ ④
(2) 0.056mol/(L·s) 40～50s 反应放热，温度高，反应速率快
(3)B
(4) 生成气泡的快慢 阴离子也可能会对反应速率产生影响，所以将FeCl3改为Fe2(SO4)3可以控制阴离子相同，排除阴离子不同造成的干扰
【详解】（1）探究外界条件对反应速率的影响，注意控制变量法的使用。实验①和②温度一样，锌颗粒大小一样，盐酸浓度不一样，所以实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响；实验①和③其他条件相同，温度不同，所以是探究温度对该反应速率的影响；实验①和④其他条件相同，锌颗粒大小不同，所以是探究锌规格(粗、细)对该反应速率的影响。
故答案是③；④；
（2）①根据反应速率的计算公式得，30s～40s氢气体积的变化量是156.8mL，则物质的量变化是0.007mol，则反应的盐酸的物质的量是0.014mol，浓度变化量是0.56mol/L，ν(HCl)== 0.056mol/(L·s)；
②通过表格分析，同样时间段，40～50s氢气的体积变化最大，则40～50s时是反应速率最大的时间段，此时反应物浓度不是最大，所以最大的可能原因是金属与酸反应放热，温度升高，速率变大；
综上，答案是0.056mol/(L·s)；金属与酸反应放热，温度升高，速率变大；
（3）事先在盐酸溶液中分别加入等体积的下列溶液以减慢反应速率，在不影响产生H2气体总量的情况下，你认为他上述做法中可行的是：
A．加入NaNO3溶液，引入硝酸根离子，形成氧化性很强的硝酸，硝酸与金属锌反应不能生成氢气，A项不符题意；
B．加入NaCl溶液，相当于稀释盐酸溶液，使反应减慢，不影响氢气总量的生成，B项符合题意；
C．加入CuSO4溶液，使锌与硫酸铜反应生成少量铜单质，形成铜锌原电池，可加快反应的进行，C项不符合题意；
D．加入Na2CO3，稀盐酸与Na2CO3反应，消耗氢离子，影响最终氢气的生成，D项不符合题意；
故答案选B。
（4）①Fe3+和Cu2+对H2O2分解生成氧气，其他条件不变时，通过观察溶液中气泡产生的快慢，比较得出比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果结论。
②同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理，其理由是阴离子也可能会对反应速率产生影响，控制变量，与硫酸铜的酸根一致，避免FeCl3中的氯离子对反应有影响；
故答案是溶液中气泡产生的快慢；阴离子也可能会对反应速率产生影响，所以将FeCl3改为Fe2(SO4)3可以控制阴离子相同，排除阴离子不同造成的干扰。
15． 5 2 二 ⅤA 原子 或 降温 逆向移动
【分析】X、Y、Z、R、M、N为六种短周期元素，X、R最外层只有一个电子，为第IA族元素；Y最外层有4个电子，位于第IVA族，Z原子最外层有5个电子，位于第VA族，M、N最外层有6个电子，位于第VIA族；R原子半径最大，为Na元素，X原子半径最小，为H元素；Y原子和Z原子半径接近、M原子半径大于Y而最外层电子数大于Y，所以Y是C、Z是N、N原子半径小于M ，则M为S元素、N为O元素。
【详解】（1）M为S元素，为16号元素，电子排布式为1s22s22p63s23p4，原子核外有5种能量不同的电子，有2个未成对电子；Z为N元素，在元素周期表中的位置是第二周期ⅤA族；
（2）N、R、X三种元素的原子可构成一种强碱性物质NaOH，该物质的电子式是；Y元素的氧化物SiO2是制造光纤的主要材料，该氧化物是原子晶体；
（3）反应2MN2(g) + N2(g) 2 MN3(g)的平衡常数表达式K==；反应2MN2(g) + N2(g) 2 MN3(g) + Q（Q＞0）为放热反应，降低温度平衡正向移动，K值增大，则欲使K值变大，可采取的措施是降温；
（4）该反应达到平衡后，在其他条件不变的情况下，若使得容器的体积扩大为原来的两倍，压强减小，则平衡向气体体积增大的逆向移动。
【点睛】本题综合考查原子结构和元素周期律、化学平衡的移动及化学平衡常数的书写等，把握外层电子数、原子半径来推断各元素种类为解题的关键，试题难度不大。本题的易错点是第（2）小题中二氧化硅晶体类型的判断，注意二氧化硅是由氧原子和硅原子形成的原子晶体而不是分子晶体。
16．(1) 22 0.02
(2) 及时移去产物 增大压强(或增大反应物浓度)、改进催化剂(任写一种)
(3) 大于 1.3
【详解】（1）在其它条件不变时，升高温度，反应速率加快，达到平衡所需时间缩短。根据图象可知反应速率：a＞b，所以反应温度：a＞b，即a表示温度是343 K，b表示温度是323 K。根据图象可知：在343 K条件下SiHCl3的转化率是22%，假设反应开始时SiHCl3的物质的量是a mol，则根据其转化率是22%，可知平衡时n(SiHCl3)=0.78a mol，n(SiH2Cl2)=n(SiCl4)=0.11a mol，假设反应容器的容积是V L，则该温度下是化学平衡常数K=；
（2）在343 K下，要提高SiHCl3转化率，由于反应物只有SiHCl3，可采取的措施是及时移去产物，即减小生成物浓度，使化学平衡正向移动；
该反应有气体参加，要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有增大体系压强，使反应物浓度增大而加快反应速率，缩短达到平衡所需时间或使用高效催化剂等措施；
（3）反应温度越高，化学反应速率越快。a点所在曲线表示的反应温度是343 K。b点所在曲线表示的温度是323 K，所以反应速率：va＞vb；
从题图上可知a点所在曲线平衡时SiHCl3的转化率为22%，设投入SiHCl3的物质的量是1 mol，SiHCl3反应量为1 mol×22%=0.22 mol，平衡时SiHCl3物质的量为1 mol-.22 mol=0.78 mol，SiH2Cl2(g)和SiCl4(g)物质的量均为0.11 mol，则x(SiHCl3)=，x(SiH2Cl2)=x(SiCl4)= ，故，a点时，SiHCl3的转化率为20%，同上计算方法可得，此时SiHCl3、SiH2Cl2(g)和SiCl4(g)物质的量分别为0.8 mol、0.1 mol、 0.1 mol，x(SiHCl3)=80%，x(SiH2Cl2)=x(SiCl4)=10%，a处的