2.2化学平衡 同步练习（含解析）2023-2024学年高二上学期人教版（2019）化学选择性必修1
文档属性
| 名称 | 2.2化学平衡 同步练习（含解析）2023-2024学年高二上学期人教版（2019）化学选择性必修1 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 423.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-11 08:26:06 | ||
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文档简介
2.2化学平衡同步练习题
一、选择题
1．利用反应，可有效降低汽车尾气污染物的排放。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段，反应历程如图所示(TS表示过渡态、IM表示中间产物)。已知图中kJ·mol，下列说法不正确的是
A．三个基元反应中，反应速率最快的是反应②
B．整个反应的反应速率由反应①决定
C．反应③的 kJ/mol
D．温度升高，正反应速率增加小于逆反应速率增加
2．在某密闭容器中，建立起平衡体系3NO2(g)+ H2O(l) 2HNO3(aq)+ NO(g)，若向密闭容器中加入更多的NO2，则化学平衡
A．向右移动 B．向左移动 C．不移动 D．无法判断
3．温度一定，某恒容密闭容器中发生反应。下列能作为该反应达到平衡状态的判据的是
A．气体压强不再改变 B．与分子数比为3∶1
C． D．不发生改变
4．在密闭恒容容器中，对于N2+3H22NH3反应来说，能说明反应达到平衡状态的是
A．3v(H2)正=2v(NH3)逆
B．v(N2)：v(H2)：v(NH3)=1：3：2
C．混合气体的平均摩尔质量不变
D．断裂3molH-H键的同时形成6molN-H键
5．某温度下，恒容密闭容器中进行可逆反应：X(g)+Y(g) 2Z(g)+W(s) △H>0，下列说法正确的是
A．平衡后加入少量W，逆反应速率突然增大，正反应速率逐渐增大直到建立新的平衡状态
B．平衡后升高温度，平衡正向移动，△H增大
C．平衡后加入Y，平衡正向移动，X、Y的转化率均增大
D．容器中混合气体的平均摩尔质量不再变化时，反应达到平衡
6．一定温度下在一定体积的密闭容器中，下列叙述能作为可逆反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到平衡状态标志的是
①N2的生成速率与N2的消耗速率相等
②单位时间内断裂3molH—H键，同时断裂2molN—H键
③混合气体的总压强不再变化
④混合气体的平均相对分子质量不再变化
⑤混合气体的密度保持不变
⑥N2、H2和NH3的分子数之比为1∶3∶2
A．①③④ B．①④⑤ C．③④⑥ D．②⑤⑥
7．下面是四位同学在学习“化学反应的速率和化学平衡”一章后，联系工业生产实际所发表的观点，你认为不正确的是
A．化学反应速率理论可指导怎样提高原料的平衡转化率
B．化学有效碰撞理论可用来解释改变外界条件反应速率的影响
C．化学平衡理论可指导怎样使用有限原料多出产品
D．研究化学反应进行的方向可指导判断反应在某个方向发生的可能性
8．密闭容器中发生以下反应，一段时间后，达到平衡，其他条件不变时，改变一个外界条件，能使反应A(g)+B(g)3C(g)+D(s) ΔH<0正向移动的是
A．升高温度 B．移除D C．充入A D．缩小容积
二、非选择题
9．化学平衡常数
(1)表达式：对于一般的可逆反应，当在一定温度下达到化学平衡状态时，平衡常数的表达式为_______．
(2)意义
①K越大，说明_______进行的程度_______，反应物的转化率_______；反之，K越小，反应进行得越_______，反应物的转化率_______．
②K只受_______影响，与反应物或生成物的_______变化无关．
(3)应用：判断反应是否达到平衡状态．
对化学反应的任意状态有浓度商：_______．
若，说明反应_______进行，此时v正_______v逆
若，说明反应达到_______， 此时v正_______ v逆
若，说明反应_______进行，此时v正_______ v逆
10．甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，可能发生的反应如下：
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2
③CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)△H3
回答下列问题：
(1)已知反应ⅱ中相关化学键键能数据如下：
化学键 H—H C=O C≡O H—O
E/( kJ mol 1) 436 803 1076 465
由此计算△H2=___ kJ mol 1。已知△H1= 63 kJ mol 1，则△H3=___ kJ mol 1。
(2)一定比例的合成气在装有催化剂的反应器中反应12小时。体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图1所示。
①温度为470K时，图中P点___(填“是”或“不是”)处于平衡状态。490K之后，甲醇产率下降的原因是___。
②提高甲醇产率的措施是___。
A．增大压强 B．升高温度 C．选择合适催化剂 D．加入大量催化剂
(3)如图2为一定比例的CO2/H2，CO/H2、CO/CO2/H2条件下甲醇生成速率与温度的关系。当温度为490K时，根据曲线a、c，判断合成甲醇的反应机理是___(填“I”或“II”)。
Ⅰ.CO2COCH3OH
Ⅱ.COCO2CH3OH+H2O
(4)490K时，曲线a与曲线b相比，CO的存在使甲醇生成速率增大，从平衡移动的角度，并结合反应①、②分析原因___。
11．铬酰氯是一种无机化合物，化学式为CrO2Cl2，熔点—96.5℃，沸点117℃，常温下为深红棕色液体，放置在空气中会迅速挥发并水解。在实验室中可用重铬酸钾、浓硫酸与氯化钠反应得到铬酰氯。反应机理为：浓硫酸先分别与重铬酸钾和氯化钠反应生成CrO3和氯化氢气体两种中间产物，然后CrO3迅速与氯化氢气体反应生成铬酰氯。实验装置如图(夹持装置略)：
回答下列问题：
(1)装置图中，仪器A、B的名称分别是_____、_____。
(2)温度计的作用是_____。
(3)收集装置选用冰水浴的目的是_____。
(4)CrO3与氯化氢气体反应生成铬酰氯的化学反应方程式是_____。
(5)投料时，加入过量氯化钠粉末可以显著增大铬酰氯的产率，原因是_____。
(6)图中C装置未画出，应为下列装置中的_____(填标号)，该装置的作用是_____。
a. b. c. d.
12．反应速率和化学反应的限度是化学反应原理的重要组成部分。
（1）探究反应条件对0.10 mol/L Na2S2O3溶液与0.10 mol/L稀H2SO4反应速率的影响。反应方程式为：Na2S2O3+H2SO4 ＝ Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O。设计测定结果如下：
编号 反应温度/℃ Na2S2O3溶液/mL 水/mL H2SO4溶液/mL 乙
① 25 10.0 0 10.0 x
② 25 5.0 a 10.0 y
③ 40 10.0 0 10.0 z
若上述实验①②是探究浓度对化学反应速率的影响，则a为______，乙是实验需要测量的物理量，则表格中“乙”为________________________，x、y、z的大小关系是_______________________。
（2）氨气具有广泛的用途，工业上合成氨的反应是N2(g) +3H2(g) 2NH3(g)
①已知：
化学键 H—H N≡N N—H
键能kJ/mol（断开1mol化学键所需要的能量） 436 945 391
则合成氨的热化学方程式是__________________________________________________。
②一定温度下，在一个容积固定的密闭容器中若反应起始时N2、H2、NH3的浓度分别为0.1 mol/L、0. 3 mol/L、0.1 mol/L，达到平衡时NH3浓度c(NH3)的范围是________________________。
③ 下列说法中，能说明上述②中反应已经达到化学平衡状态的是_________________。
a. 1mol N≡N键断裂的同时，有6mol N－H键断裂 b. N2、NH3物质的量浓度不再改变 c. 容器中气体的密度保持不变 d. 容器内N2、 H2物质的量之比为1：3，且保持不变 e. 2 v正(NH3)=3 v逆 (H2)
④在工业生产中，及时分离出NH3，有利于合成氨，用平衡移动原理解释原因是_______________________。
【参考答案】
一、选择题
1．C
解析：A．活化能越小，反应速率最快，三个基元反应中，反应速率最快的是反应②，故A正确；
B．整个反应的反应速率由反应最慢的反应决定，反应①的活化能最大，反应速率最慢，则整个反应的反应速率由反应①决定，故B正确；
C．反应③中生成物的能量高于反应物的能量，为吸热反应，，故C错误；
D．反应中生成物的能量低于反应物的能量，为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，所以正反应速率增加小于逆反应速率增加，故D正确；
故选C。
2．A
解析：向密闭容器中加入更多的NO2，NO2(g)浓度增大，则平衡正向移动即向右移动，故A符合题意。
综上所述，答案为A。
3．A
解析：A．该反应是体积减小的反应，正向反应，压强不断减小，当气体压强不再改变，则达到平衡，故A符合题意；
B．若加入的氢气和二氧化碳是按照方程式比例加入，则与分子数比始终是3∶1，因此当比值不变，不能作为判断平衡标志，故B不符合题意；
C．，没有正逆反应，不能说明达到平衡，故C不符合题意；
D．反应的温度和压强不变，是不发生改变，因此不能作为判断平衡标志，故D不符合题意。
综上所述，答案为A。
4．C
解析：A．反应达到平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率，根据化学反应速率之比等于各物质的化学计量数之比可知2v(H2)正=3v(NH3)逆，可说明反应达到平衡状态，A错误；
B．根据化学反应速率之比等于各物质的化学计量数之比可知v(N2)：v(H2)：v(NH3)始终等于1：3：2，则v(N2)：v(H2)：v(NH3)=1：3：2不能说明反应达到平衡状态，B错误；
C．混合气体的平均摩尔质量等于气体的总质量与气体总物质的量之比，由于气体的总质量保持不变，气体总的物质的量随着反应的进行不断减小，所以气体的摩尔质量为变量，当气体摩尔质量不变时，可说明反应达到平衡状态，C正确；
D．断裂3molH-H键的同时形成6molN-H键只能代表正反应，不能代表正反应速率等于逆反应速率，所以不能说明反应达到平衡状态，D错误；
故选C。
5．D
解析：A． W是固体，不影响化学反应速率，所以平衡后加入少量W，化学平衡状态不变，故A项错误；
B．焓变只与反应物和生成物能量差有关，与反应条件、平衡移动方向无关，故B项错误；
C．平衡后加入Y，平衡正向移动，但是消耗Y的增加量小于加入Y的量，所以Y转化率减小，但是X转化率增大，故C项错误；
D．该反应前后气体总质量减小，混合气体的物质的量不变，则混合气体平均摩尔质量在反应前后减小，当容器中混合气体的平均摩尔质量不再变化时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故D项正确；
答案选D。
6．A
解析：①N2的生成速率与N2的消耗速率相等，说明正逆反应速率相等，说明反应已达平衡；
②单位时间内断裂3molH—H键等效于生成6molN—H键，此时断裂2molN—H键，则正反应速率大于逆反应速率，反应未达平衡；
③该反应是气体总物质的量减小的反应，体积一定，当混合气体的总压强不再变化，说明体系中各成分物质的量不变，反应已达平衡；
④混合气体的平均相对分子质量与平均摩尔质量(M)在数值上相等，M=m/n，该反应未达平衡时气体总质量m不变，气体总物质的量n减小，M在增大，当混合气体的平均相对分子质量不再变化，说明反应已达平衡；
⑤混合气体的质量、体积均不变，则密度始终保持不变，密度不变不能作为平衡的标志；
⑥N2、H2和NH3的分子数之比为1∶3∶2无法确认正逆反应速率是否相等、各成分含量是否变化，因此不能作为平衡的标志；
综上所述，①③④满足题意；
故选A。
7．A
解析：A．化学反应速率理论不可指导怎样提高原料的平衡转化率，可以指导提高反应的速率，A错误；
B．化学有效碰撞理论可用来解释改变外界条件反应速率的影响，指导通过改变条件提高反应速率，B正确；
C．化学平衡理论可通过改变化学平衡移动，指导怎样使用有限原料多出产品，C正确；
D．研究化学反应进行的方向可指导判断反应在某个方向发生的可能性，D正确；
故选A。
8．C
解析：A．升高温度，向吸热方向移动，则A(g)+B(g)3C(g)+D(s) ΔH＜0逆向移动，A项错误；
B．D为固体，移除D对该反应的反应速率、化学平衡均无影响，B项错误；
C．充入A，则增大反应物A的浓度，使A(g)+B(g)3C(g)+D(s) ΔH＜0正向移动， C项正确；
D．缩小容积，所有气体的浓度同等倍数增加，故增压使A(g)+B(g)3C(g)+D(s)逆向移动，D项错误；
答案选C。
二、非选择题
9． 正反应 越大 越大 不完全 越小 温度 浓度 逆向 < 平衡状态 = 正向 >
解析：略
10．(1) +36 +99
(2) 不是 反应为放热反应，升温平衡逆向进行 A
(3)Ⅱ
(4)CO促进反应②正向移动，二氧化碳和氢气的量增加，水蒸气的量减少，有利于反应①正向进行
解析：（1）由此计算△H2=(803+436 1076 465×2) kJ mol 1= +36 kJ mol 1。已知△H1= 63 kJ mol 1，将②减去①得到③，即△H3=[+36 ( 63)] kJ mol 1=+99kJ mol 1；故答案为：+36；+99。
（2）①根据图中信息，温度在490K之前，甲醇产率随温度升高而增大，因此温度为470K时，图中P点不是处于平衡状态。490K之后，甲醇产率下降的原因是生成甲醇的反应为放热反应，升温平衡逆向进行，甲醇产率下降；故答案为：不是；反应为放热反应，升温平衡逆向进行。
②A．第一个反应是体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，甲醇产率增大，故A符合题意；B．第一个反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，甲醇产率降低，故B不符合题意；C．选择合适催化剂，只改变反应速率，不改变化学平衡移动，甲醇产率不变，故C不符合题意；D．加入大量催化剂，不能影响平衡移动，故D不符合题意；综上所述，答案为：A。
（3）如图2，在470K时，根据图象分析甲醇主要来源于CO2与H2，因此合成甲醇的反应机理是II；故答案为：II。
（4）490K时，曲线a与曲线b相比，CO的存在使甲醇生成速率增大，主要是CO促进反应②正向移动，二氧化碳和氢气的量增加，水蒸气的量减少，有利于反应①正向进行；故答案为：CO促进反应②正向移动，二氧化碳和氢气的量增加，水蒸气的量减少，有利于反应①正向进行。
11．(1) 圆底烧瓶 (直形)冷凝管
(2)测量蒸汽的温度，收集117℃左右的馏分
(3)冷却，减缓铬酰氯挥发
(4)CrO3+2HClCrO2Cl2+H2O
(5)加入过量氯化钠可产生过量的氯化氢气体，使更多的CrO3参与反应
(6) b 吸收未参与反应的HCl气体，防止空气中的水蒸气进入收集装置
【分析】由题意可知，制备铬酰氯的过程为浓硫酸先分别与重铬酸钾和氯化钠共热反应生成三氧化铬和氯化氢气体两种中间产物，然后三氧化铬迅速与氯化氢气体共热反应生成铬酰氯，则实验装置图中左侧装置为铬酰氯的制备装置，中间装置为铬酰氯的冷凝收集装置，未画出的装置为盛有碱石灰的干燥管，目的是吸收未参与反应的氯化氢气体，防止空气中的水蒸气进入收集装置导致铬酰氯水解。
解析：（1）由实验装置图可知，仪器A为圆底烧瓶、仪器B为(直形)冷凝管，故答案为：圆底烧瓶；(直形)冷凝管；
（2）由题意可知，温度计的作用是测量蒸汽的温度，收集117℃左右的馏分得到铬酰氯，故答案为：测量蒸汽的温度，收集117℃左右的馏分；
（3）由题给信息可知，收集装置选用冰水浴的目的是起冷却作用，减缓铬酰氯挥发导致产率降低，故答案为：冷却，减缓铬酰氯挥发；
（4）由分析可知，三氧化铬与氯化氢气体共热反应生成铬酰氯和水，反应的化学方程式为CrO3+2HClCrO2Cl2+H2O，故答案为：CrO3+2HClCrO2Cl2+H2O；
（5）投料时，加入过量氯化钠粉末可以产生过量的氯化氢气体，有利于使更多的三氧化铬参与反应，增大铬酰氯的产率，故答案为：加入过量氯化钠可产生过量的氯化氢气体，使更多的CrO3参与反应；
（6）由分析可知，未画出的装置为盛有碱石灰的干燥管，目的是吸收未参与反应的氯化氢气体，防止空气中的水蒸气进入收集装置导致铬酰氯水解，故答案为：b；吸收未参与反应的HCl气体，防止空气中的水蒸气进入收集装置。
12．溶液变浑浊所需时间 y>x>z N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-93kJ/mol 0~0.3 a,b 减小生成物浓度，平衡正向移动
【分析】(1)Na2S2O3溶液与稀H2SO4反应生成二氧化硫和硫沉淀，当探究某一种因素对反应速率的影响时，必须保持其他影响因素一致，要探究Na2S2O3溶液浓度不同对反应速率的影响，则加入的Na2S2O3溶液的体积不同，但反应体积溶液的总体积需相同，故应加入蒸馏水来确保溶液的总体积相同；要准确描述反应速率的快慢，必须准确测得溶液褪色时间的长短；
(2)①根据反应热等于反应物的总键能-生成物的总键能求算；
②可假设反应正向进行或逆向进行达到平衡，并结合可逆反应的限度来判断即可；
③当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态；
④勒沙特列原理是如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
解析：(1)实验①②中的Na2S2O3溶液的加入体积不同，故要探究Na2S2O3溶液浓度不同对反应速率的影响，但溶液的总体积需相同，故应加入蒸馏水来确保溶液的总体积相同，故甲应为V(蒸馏水)/mL，a的值为5.0；又Na2S2O3溶液与稀H2SO4反应生成二氧化硫和硫沉淀，则要准确描述反应速率的快慢，必须准确测得溶液出现浑浊时间的长短，故乙要测量的物理量是出现浑浊的时间，温度越高反应速率越快，浓度越大反应速率越快，速率快，出现浑浊的时间短，已经③的温度最高，①的反应物浓度比②大，则反应出现浑浊的时间 是y>x>z；
(2)①已知合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)中需要断裂1个N≡N键和3个H-H键，同时形成6个N-H键，则△H=945kJ mol-1+436kJ mol-1×3-391kJ mol-1×6=-93kJ mol-1= -93kJ mol-1，则合成氨的热化学方程式是N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-93kJ/mol。
②若反应起始时N2、H2、NH3的浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.1mol/L，假设反应正向进行，则N2的最大转化浓度为0.1mol/L，则NH3的变化浓度为0.2mol/L，即平衡时NH3的浓度小于0.3mol/L，假设反应逆向进行，则NH3的变化浓度最大为0.1mol/L，即平衡时NH3的最小浓度为大于0mol/L，故NH3达到平衡时浓度的范围为0mol/L＜c(NH3)＜0.3mol/L；
③ a．单位时间内1mol N≡N键断裂等效于6mol N-H键形成，同时6mol N-H键断裂，故a正确；
b．当反应达到平衡状态时，N2、NH3物质的量浓度不再改变，故b正确；
c．反应前后气体质量和体积不变，混合气体的密度始终保持不变，不能说明反应达到平衡状态，故c错误；
d．当体系达平衡状态时，n(N2)：n(H2)可能等于1:3，也可能不等于1:3，故d错误；
e．当3v正(NH3)=2v逆 (H2)时，反应达到平衡状态，则2 v正(NH3)=3 v逆 (H2)时反应不是平衡状态，故e错误；
故答案为ab；
④根据勒夏特列原理，分离出生成物，会减小生成物浓度，导致平衡正向移动，有利于氨气的合成
一、选择题
1．利用反应，可有效降低汽车尾气污染物的排放。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段，反应历程如图所示(TS表示过渡态、IM表示中间产物)。已知图中kJ·mol，下列说法不正确的是
A．三个基元反应中，反应速率最快的是反应②
B．整个反应的反应速率由反应①决定
C．反应③的 kJ/mol
D．温度升高，正反应速率增加小于逆反应速率增加
2．在某密闭容器中，建立起平衡体系3NO2(g)+ H2O(l) 2HNO3(aq)+ NO(g)，若向密闭容器中加入更多的NO2，则化学平衡
A．向右移动 B．向左移动 C．不移动 D．无法判断
3．温度一定，某恒容密闭容器中发生反应。下列能作为该反应达到平衡状态的判据的是
A．气体压强不再改变 B．与分子数比为3∶1
C． D．不发生改变
4．在密闭恒容容器中，对于N2+3H22NH3反应来说，能说明反应达到平衡状态的是
A．3v(H2)正=2v(NH3)逆
B．v(N2)：v(H2)：v(NH3)=1：3：2
C．混合气体的平均摩尔质量不变
D．断裂3molH-H键的同时形成6molN-H键
5．某温度下，恒容密闭容器中进行可逆反应：X(g)+Y(g) 2Z(g)+W(s) △H>0，下列说法正确的是
A．平衡后加入少量W，逆反应速率突然增大，正反应速率逐渐增大直到建立新的平衡状态
B．平衡后升高温度，平衡正向移动，△H增大
C．平衡后加入Y，平衡正向移动，X、Y的转化率均增大
D．容器中混合气体的平均摩尔质量不再变化时，反应达到平衡
6．一定温度下在一定体积的密闭容器中，下列叙述能作为可逆反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到平衡状态标志的是
①N2的生成速率与N2的消耗速率相等
②单位时间内断裂3molH—H键，同时断裂2molN—H键
③混合气体的总压强不再变化
④混合气体的平均相对分子质量不再变化
⑤混合气体的密度保持不变
⑥N2、H2和NH3的分子数之比为1∶3∶2
A．①③④ B．①④⑤ C．③④⑥ D．②⑤⑥
7．下面是四位同学在学习“化学反应的速率和化学平衡”一章后，联系工业生产实际所发表的观点，你认为不正确的是
A．化学反应速率理论可指导怎样提高原料的平衡转化率
B．化学有效碰撞理论可用来解释改变外界条件反应速率的影响
C．化学平衡理论可指导怎样使用有限原料多出产品
D．研究化学反应进行的方向可指导判断反应在某个方向发生的可能性
8．密闭容器中发生以下反应，一段时间后，达到平衡，其他条件不变时，改变一个外界条件，能使反应A(g)+B(g)3C(g)+D(s) ΔH<0正向移动的是
A．升高温度 B．移除D C．充入A D．缩小容积
二、非选择题
9．化学平衡常数
(1)表达式：对于一般的可逆反应，当在一定温度下达到化学平衡状态时，平衡常数的表达式为_______．
(2)意义
①K越大，说明_______进行的程度_______，反应物的转化率_______；反之，K越小，反应进行得越_______，反应物的转化率_______．
②K只受_______影响，与反应物或生成物的_______变化无关．
(3)应用：判断反应是否达到平衡状态．
对化学反应的任意状态有浓度商：_______．
若，说明反应_______进行，此时v正_______v逆
若，说明反应达到_______， 此时v正_______ v逆
若，说明反应_______进行，此时v正_______ v逆
10．甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，可能发生的反应如下：
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2
③CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)△H3
回答下列问题：
(1)已知反应ⅱ中相关化学键键能数据如下：
化学键 H—H C=O C≡O H—O
E/( kJ mol 1) 436 803 1076 465
由此计算△H2=___ kJ mol 1。已知△H1= 63 kJ mol 1，则△H3=___ kJ mol 1。
(2)一定比例的合成气在装有催化剂的反应器中反应12小时。体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图1所示。
①温度为470K时，图中P点___(填“是”或“不是”)处于平衡状态。490K之后，甲醇产率下降的原因是___。
②提高甲醇产率的措施是___。
A．增大压强 B．升高温度 C．选择合适催化剂 D．加入大量催化剂
(3)如图2为一定比例的CO2/H2，CO/H2、CO/CO2/H2条件下甲醇生成速率与温度的关系。当温度为490K时，根据曲线a、c，判断合成甲醇的反应机理是___(填“I”或“II”)。
Ⅰ.CO2COCH3OH
Ⅱ.COCO2CH3OH+H2O
(4)490K时，曲线a与曲线b相比，CO的存在使甲醇生成速率增大，从平衡移动的角度，并结合反应①、②分析原因___。
11．铬酰氯是一种无机化合物，化学式为CrO2Cl2，熔点—96.5℃，沸点117℃，常温下为深红棕色液体，放置在空气中会迅速挥发并水解。在实验室中可用重铬酸钾、浓硫酸与氯化钠反应得到铬酰氯。反应机理为：浓硫酸先分别与重铬酸钾和氯化钠反应生成CrO3和氯化氢气体两种中间产物，然后CrO3迅速与氯化氢气体反应生成铬酰氯。实验装置如图(夹持装置略)：
回答下列问题：
(1)装置图中，仪器A、B的名称分别是_____、_____。
(2)温度计的作用是_____。
(3)收集装置选用冰水浴的目的是_____。
(4)CrO3与氯化氢气体反应生成铬酰氯的化学反应方程式是_____。
(5)投料时，加入过量氯化钠粉末可以显著增大铬酰氯的产率，原因是_____。
(6)图中C装置未画出，应为下列装置中的_____(填标号)，该装置的作用是_____。
a. b. c. d.
12．反应速率和化学反应的限度是化学反应原理的重要组成部分。
（1）探究反应条件对0.10 mol/L Na2S2O3溶液与0.10 mol/L稀H2SO4反应速率的影响。反应方程式为：Na2S2O3+H2SO4 ＝ Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O。设计测定结果如下：
编号 反应温度/℃ Na2S2O3溶液/mL 水/mL H2SO4溶液/mL 乙
① 25 10.0 0 10.0 x
② 25 5.0 a 10.0 y
③ 40 10.0 0 10.0 z
若上述实验①②是探究浓度对化学反应速率的影响，则a为______，乙是实验需要测量的物理量，则表格中“乙”为________________________，x、y、z的大小关系是_______________________。
（2）氨气具有广泛的用途，工业上合成氨的反应是N2(g) +3H2(g) 2NH3(g)
①已知：
化学键 H—H N≡N N—H
键能kJ/mol（断开1mol化学键所需要的能量） 436 945 391
则合成氨的热化学方程式是__________________________________________________。
②一定温度下，在一个容积固定的密闭容器中若反应起始时N2、H2、NH3的浓度分别为0.1 mol/L、0. 3 mol/L、0.1 mol/L，达到平衡时NH3浓度c(NH3)的范围是________________________。
③ 下列说法中，能说明上述②中反应已经达到化学平衡状态的是_________________。
a. 1mol N≡N键断裂的同时，有6mol N－H键断裂 b. N2、NH3物质的量浓度不再改变 c. 容器中气体的密度保持不变 d. 容器内N2、 H2物质的量之比为1：3，且保持不变 e. 2 v正(NH3)=3 v逆 (H2)
④在工业生产中，及时分离出NH3，有利于合成氨，用平衡移动原理解释原因是_______________________。
【参考答案】
一、选择题
1．C
解析：A．活化能越小，反应速率最快，三个基元反应中，反应速率最快的是反应②，故A正确；
B．整个反应的反应速率由反应最慢的反应决定，反应①的活化能最大，反应速率最慢，则整个反应的反应速率由反应①决定，故B正确；
C．反应③中生成物的能量高于反应物的能量，为吸热反应，，故C错误；
D．反应中生成物的能量低于反应物的能量，为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，所以正反应速率增加小于逆反应速率增加，故D正确；
故选C。
2．A
解析：向密闭容器中加入更多的NO2，NO2(g)浓度增大，则平衡正向移动即向右移动，故A符合题意。
综上所述，答案为A。
3．A
解析：A．该反应是体积减小的反应，正向反应，压强不断减小，当气体压强不再改变，则达到平衡，故A符合题意；
B．若加入的氢气和二氧化碳是按照方程式比例加入，则与分子数比始终是3∶1，因此当比值不变，不能作为判断平衡标志，故B不符合题意；
C．，没有正逆反应，不能说明达到平衡，故C不符合题意；
D．反应的温度和压强不变，是不发生改变，因此不能作为判断平衡标志，故D不符合题意。
综上所述，答案为A。
4．C
解析：A．反应达到平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率，根据化学反应速率之比等于各物质的化学计量数之比可知2v(H2)正=3v(NH3)逆，可说明反应达到平衡状态，A错误；
B．根据化学反应速率之比等于各物质的化学计量数之比可知v(N2)：v(H2)：v(NH3)始终等于1：3：2，则v(N2)：v(H2)：v(NH3)=1：3：2不能说明反应达到平衡状态，B错误；
C．混合气体的平均摩尔质量等于气体的总质量与气体总物质的量之比，由于气体的总质量保持不变，气体总的物质的量随着反应的进行不断减小，所以气体的摩尔质量为变量，当气体摩尔质量不变时，可说明反应达到平衡状态，C正确；
D．断裂3molH-H键的同时形成6molN-H键只能代表正反应，不能代表正反应速率等于逆反应速率，所以不能说明反应达到平衡状态，D错误；
故选C。
5．D
解析：A． W是固体，不影响化学反应速率，所以平衡后加入少量W，化学平衡状态不变，故A项错误；
B．焓变只与反应物和生成物能量差有关，与反应条件、平衡移动方向无关，故B项错误；
C．平衡后加入Y，平衡正向移动，但是消耗Y的增加量小于加入Y的量，所以Y转化率减小，但是X转化率增大，故C项错误；
D．该反应前后气体总质量减小，混合气体的物质的量不变，则混合气体平均摩尔质量在反应前后减小，当容器中混合气体的平均摩尔质量不再变化时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故D项正确；
答案选D。
6．A
解析：①N2的生成速率与N2的消耗速率相等，说明正逆反应速率相等，说明反应已达平衡；
②单位时间内断裂3molH—H键等效于生成6molN—H键，此时断裂2molN—H键，则正反应速率大于逆反应速率，反应未达平衡；
③该反应是气体总物质的量减小的反应，体积一定，当混合气体的总压强不再变化，说明体系中各成分物质的量不变，反应已达平衡；
④混合气体的平均相对分子质量与平均摩尔质量(M)在数值上相等，M=m/n，该反应未达平衡时气体总质量m不变，气体总物质的量n减小，M在增大，当混合气体的平均相对分子质量不再变化，说明反应已达平衡；
⑤混合气体的质量、体积均不变，则密度始终保持不变，密度不变不能作为平衡的标志；
⑥N2、H2和NH3的分子数之比为1∶3∶2无法确认正逆反应速率是否相等、各成分含量是否变化，因此不能作为平衡的标志；
综上所述，①③④满足题意；
故选A。
7．A
解析：A．化学反应速率理论不可指导怎样提高原料的平衡转化率，可以指导提高反应的速率，A错误；
B．化学有效碰撞理论可用来解释改变外界条件反应速率的影响，指导通过改变条件提高反应速率，B正确；
C．化学平衡理论可通过改变化学平衡移动，指导怎样使用有限原料多出产品，C正确；
D．研究化学反应进行的方向可指导判断反应在某个方向发生的可能性，D正确；
故选A。
8．C
解析：A．升高温度，向吸热方向移动，则A(g)+B(g)3C(g)+D(s) ΔH＜0逆向移动，A项错误；
B．D为固体，移除D对该反应的反应速率、化学平衡均无影响，B项错误；
C．充入A，则增大反应物A的浓度，使A(g)+B(g)3C(g)+D(s) ΔH＜0正向移动， C项正确；
D．缩小容积，所有气体的浓度同等倍数增加，故增压使A(g)+B(g)3C(g)+D(s)逆向移动，D项错误；
答案选C。
二、非选择题
9． 正反应 越大 越大 不完全 越小 温度 浓度 逆向 < 平衡状态 = 正向 >
解析：略
10．(1) +36 +99
(2) 不是 反应为放热反应，升温平衡逆向进行 A
(3)Ⅱ
(4)CO促进反应②正向移动，二氧化碳和氢气的量增加，水蒸气的量减少，有利于反应①正向进行
解析：（1）由此计算△H2=(803+436 1076 465×2) kJ mol 1= +36 kJ mol 1。已知△H1= 63 kJ mol 1，将②减去①得到③，即△H3=[+36 ( 63)] kJ mol 1=+99kJ mol 1；故答案为：+36；+99。
（2）①根据图中信息，温度在490K之前，甲醇产率随温度升高而增大，因此温度为470K时，图中P点不是处于平衡状态。490K之后，甲醇产率下降的原因是生成甲醇的反应为放热反应，升温平衡逆向进行，甲醇产率下降；故答案为：不是；反应为放热反应，升温平衡逆向进行。
②A．第一个反应是体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，甲醇产率增大，故A符合题意；B．第一个反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，甲醇产率降低，故B不符合题意；C．选择合适催化剂，只改变反应速率，不改变化学平衡移动，甲醇产率不变，故C不符合题意；D．加入大量催化剂，不能影响平衡移动，故D不符合题意；综上所述，答案为：A。
（3）如图2，在470K时，根据图象分析甲醇主要来源于CO2与H2，因此合成甲醇的反应机理是II；故答案为：II。
（4）490K时，曲线a与曲线b相比，CO的存在使甲醇生成速率增大，主要是CO促进反应②正向移动，二氧化碳和氢气的量增加，水蒸气的量减少，有利于反应①正向进行；故答案为：CO促进反应②正向移动，二氧化碳和氢气的量增加，水蒸气的量减少，有利于反应①正向进行。
11．(1) 圆底烧瓶 (直形)冷凝管
(2)测量蒸汽的温度，收集117℃左右的馏分
(3)冷却，减缓铬酰氯挥发
(4)CrO3+2HClCrO2Cl2+H2O
(5)加入过量氯化钠可产生过量的氯化氢气体，使更多的CrO3参与反应
(6) b 吸收未参与反应的HCl气体，防止空气中的水蒸气进入收集装置
【分析】由题意可知，制备铬酰氯的过程为浓硫酸先分别与重铬酸钾和氯化钠共热反应生成三氧化铬和氯化氢气体两种中间产物，然后三氧化铬迅速与氯化氢气体共热反应生成铬酰氯，则实验装置图中左侧装置为铬酰氯的制备装置，中间装置为铬酰氯的冷凝收集装置，未画出的装置为盛有碱石灰的干燥管，目的是吸收未参与反应的氯化氢气体，防止空气中的水蒸气进入收集装置导致铬酰氯水解。
解析：（1）由实验装置图可知，仪器A为圆底烧瓶、仪器B为(直形)冷凝管，故答案为：圆底烧瓶；(直形)冷凝管；
（2）由题意可知，温度计的作用是测量蒸汽的温度，收集117℃左右的馏分得到铬酰氯，故答案为：测量蒸汽的温度，收集117℃左右的馏分；
（3）由题给信息可知，收集装置选用冰水浴的目的是起冷却作用，减缓铬酰氯挥发导致产率降低，故答案为：冷却，减缓铬酰氯挥发；
（4）由分析可知，三氧化铬与氯化氢气体共热反应生成铬酰氯和水，反应的化学方程式为CrO3+2HClCrO2Cl2+H2O，故答案为：CrO3+2HClCrO2Cl2+H2O；
（5）投料时，加入过量氯化钠粉末可以产生过量的氯化氢气体，有利于使更多的三氧化铬参与反应，增大铬酰氯的产率，故答案为：加入过量氯化钠可产生过量的氯化氢气体，使更多的CrO3参与反应；
（6）由分析可知，未画出的装置为盛有碱石灰的干燥管，目的是吸收未参与反应的氯化氢气体，防止空气中的水蒸气进入收集装置导致铬酰氯水解，故答案为：b；吸收未参与反应的HCl气体，防止空气中的水蒸气进入收集装置。
12．溶液变浑浊所需时间 y>x>z N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-93kJ/mol 0~0.3 a,b 减小生成物浓度，平衡正向移动
【分析】(1)Na2S2O3溶液与稀H2SO4反应生成二氧化硫和硫沉淀，当探究某一种因素对反应速率的影响时，必须保持其他影响因素一致，要探究Na2S2O3溶液浓度不同对反应速率的影响，则加入的Na2S2O3溶液的体积不同，但反应体积溶液的总体积需相同，故应加入蒸馏水来确保溶液的总体积相同；要准确描述反应速率的快慢，必须准确测得溶液褪色时间的长短；
(2)①根据反应热等于反应物的总键能-生成物的总键能求算；
②可假设反应正向进行或逆向进行达到平衡，并结合可逆反应的限度来判断即可；
③当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态；
④勒沙特列原理是如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
解析：(1)实验①②中的Na2S2O3溶液的加入体积不同，故要探究Na2S2O3溶液浓度不同对反应速率的影响，但溶液的总体积需相同，故应加入蒸馏水来确保溶液的总体积相同，故甲应为V(蒸馏水)/mL，a的值为5.0；又Na2S2O3溶液与稀H2SO4反应生成二氧化硫和硫沉淀，则要准确描述反应速率的快慢，必须准确测得溶液出现浑浊时间的长短，故乙要测量的物理量是出现浑浊的时间，温度越高反应速率越快，浓度越大反应速率越快，速率快，出现浑浊的时间短，已经③的温度最高，①的反应物浓度比②大，则反应出现浑浊的时间 是y>x>z；
(2)①已知合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)中需要断裂1个N≡N键和3个H-H键，同时形成6个N-H键，则△H=945kJ mol-1+436kJ mol-1×3-391kJ mol-1×6=-93kJ mol-1= -93kJ mol-1，则合成氨的热化学方程式是N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-93kJ/mol。
②若反应起始时N2、H2、NH3的浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.1mol/L，假设反应正向进行，则N2的最大转化浓度为0.1mol/L，则NH3的变化浓度为0.2mol/L，即平衡时NH3的浓度小于0.3mol/L，假设反应逆向进行，则NH3的变化浓度最大为0.1mol/L，即平衡时NH3的最小浓度为大于0mol/L，故NH3达到平衡时浓度的范围为0mol/L＜c(NH3)＜0.3mol/L；
③ a．单位时间内1mol N≡N键断裂等效于6mol N-H键形成，同时6mol N-H键断裂，故a正确；
b．当反应达到平衡状态时，N2、NH3物质的量浓度不再改变，故b正确；
c．反应前后气体质量和体积不变，混合气体的密度始终保持不变，不能说明反应达到平衡状态，故c错误；
d．当体系达平衡状态时，n(N2)：n(H2)可能等于1:3，也可能不等于1:3，故d错误；
e．当3v正(NH3)=2v逆 (H2)时，反应达到平衡状态，则2 v正(NH3)=3 v逆 (H2)时反应不是平衡状态，故e错误；
故答案为ab；
④根据勒夏特列原理，分离出生成物，会减小生成物浓度，导致平衡正向移动，有利于氨气的合成