名称 | 第2章 化学反应的方向、限度与速率 测试题(含解析) 2023-2024学年高二上学期化学鲁科版(2019)选择性必修1 | ![]() | |
格式 | docx | ||
文件大小 | 590.5KB | ||
资源类型 | 教案 | ||
版本资源 | 鲁科版(2019) | ||
科目 | 化学 | ||
更新时间 | 2023-12-18 22:15:56 |
C.逆反应是放热反应: n>p+q D.逆反应是吸热反应: n
12.在催化剂作用下,可使汽车尾气中的跟发生反应: ,下列关于该反应说法正确的是
A.该反应
B.该反应
C.该反应在低温下更易进行
D.已知该反应K值很大,由此可推测该反应即使没有催化剂反应速率也很快
13.下列有关说法中正确的是
A.在低温下能自发进行,则该反应的
B.室温下不能自发进行,说明该反应的
C.自发反应在任何条件下都能实现
D.冰融化为水的过程中:
14.已知固体溶于水放热,其焓变和熵变分别为和,下列说法正确的是
A.和均大于零 B.和均小于零
C.大于零,小于零 D.小于零,大于零
15.在50% 负载型金属催化作用下,可实现低温下甲烷化。发生的反应有:
反应I:
反应II:
反应III:
将与按照一定流速通过催化氧化管,测得的转化率与的选择性随温度变化如图所示[]。下列说法正确的是
A.反应II的平衡常数可表示为
B.其他条件不变,增大压强会增大的选择性
C.其他条件不变,降低温度,出口处甲烷的量一直减小
D.在X点所示条件下,延长反应时间不能提高的转化率
二、填空题
16.CS2是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫(S8)与CH4为原料制备CS2,S8受热分解成气态S2,发生反应2S2(g)+CH4(g)CS2(g)+2H2S(g),某温度下,若S8完全分解成气态S2.在恒温密闭容器中,S2与CH4物质的量比为2∶1时开始反应。
(1)当CS2的体积分数为10%时,CH4的转化率为
(2)当以下数值不变时,能说明该反应达到平衡的是 (填序号)
a.气体密度 b.气体总压 c.CH4与S2体积比 d.CS2的体积分数
17.在2L的密闭容器中通入和,使其发生反应:。在10s内用的浓度变化表示的化学反应速率为0.12mol/(L·s),则这10s内消耗的物质的量是 。
18.填空。
(1)二氧化氯是国际公认的高效安全杀菌消毒剂,工业制备的反应原理如下:
①该反应中,氧化剂是 ,氧化剂和还原剂的物质的量之比为 ,依据氧化还原反应规律判断,氧化性强弱为 (填“>”、“<”或“=”)
②在杀菌消毒过程中会产生副产物亚氯酸盐(),需将其转化为除去,下列试剂中,可将转化为的是 (填字母序号)。
a. b. c. d.
(2)是一种重要的化学品,其合成方法不断发展。早期制备方法如下:
①I为分解反应,产物除BaO、外,还有一种红棕色气体。该反应的化学方程式是 。
②II为可逆反应,促进该反应正向进行的措施是 (写出一种即可)。
③III中生成,反应的化学方程式是 。
④减压能够降低蒸馏温度,从的化学性质角度说明V中采用减压蒸馏的原因: 。
19.定条件下,发生反应A(g)+B(g)C(g) △H>0,达到平衡后根据下列图像判断:
A. B. C. D. E.
(1)表示升高温度,达到新平衡的是图 (填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”,下同),新平衡中C的质量分数 (填“增大”、“减小”或“不变”,下同)。
(2)表示降低压强,达到新平衡的是图 ,A的转化率 。
(3)表示减少C的浓度,达到新平衡的是图 ,表示使用催化剂,达新平衡的是图。
(4)增加A的浓度,达到新平衡的是图 ,达到平衡后A的转化率 。
20.某温度下,在2L密闭容器中充入4molA气体和3molB气体,发生下列反应:2A(g)+B(g) C(g)+xD(g),5s达到平衡。达到平衡时,生成了1mol C,测定D的浓度为1mol/L。
(1)求x = 。
(2)求这段时间A的平均反应速率为 。
(3)平衡时B的浓度为 。
(4)求该温度下反应平衡常数为
21.某温度下,将2mol SO2与1molO2放入1L的密闭容器中,在一定条件下反应达到平衡:
2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g) 测得平衡时混合物总的物质的量为2.5mol,求:
(1)平衡时各物质的浓度 ;
(2)平衡时SO2的转化率: ;
(3)计算该温度下的平衡常数 。
22.I.下表是某小组研究影响过氧化氢H2O2分解速率的因素时采集的一组数据:用10 mL H2O2制取150 mL O2所需的时间(秒)
30%H2O2 15%H2O2 10%H2O2 5%H2O2
无催化剂、不加热 几乎不反应 几乎不反应 几乎不反应 几乎不反应
无催化剂、加热 360s 480s 540s 720s
MnO2催化剂、加热 10s 25s 60s 120s
(1)该研究小组在设计方案时,考虑了浓度、 、 等因素对过氧化氢分解速率的影响。
II.某反应在体积为5 L的恒温恒容密闭容器中进行,各物质的量随时间的变化情况如图所示(已知A.B、C均为气体,A气体有颜色)。
(2)该反应的化学方程式为 。
(3)反应开始至2分钟时,B的平均反应速率为 。
(4)能说明该反应已达到平衡状态的是 。
A.容器内气体的颜色保持不变
B.容器内气体密度不变
C.v逆(A)=v正(C)
D.各组分的物质的量相等
E.混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
(5)由图求得平衡时A的转化率为 。
(6)平衡时体系内的压强是初始时 倍。
23.为了进一步探究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积气体所需的时间。
实验 混合溶液 A B C D E F
4mol·L-1H2SO4/mL 30 V1 V2 V3 V4 V5
饱和CuSO4溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V6 20
H2O/mL V7 V8 V9 V10 10 0
请完成此实验设计,其中:V1= ,V6= ,V9= 。
【参考答案】
一、选择题
1.A
解析:A.温度不变,增大反应物浓度,可以增加单位体积内活化分子数目,从而加快反应速率,故A符合题意;
B.加入固体反应物对反应速率无影响,故B不符合题意;
C.温度不变,恒容条件通入惰性气体对反应速率无影响,故C不符合题意;
D.降低温度,反应速率减小,故D不符合题意;
故选:A。
2.D
解析:A.该反应的正反应是气体体积增大的反应△S>0,且△H>0,高温下能自发进行,A错误;
B.恒容下,升高温度,混合气体的密度增大,B错误;
C.恒温下,增大总压,化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动,使(g)的平衡转化率减小,C错误;
D.恒温恒压下,加入催化剂,化学平衡不移动,因此化学平衡常数不变,D正确;
故选D。
3.A
解析:A.分离出乙酸,物质浓度减小,反应速率变慢,A错误;
B.由图可知,温度超过250℃后,催化剂的催化效率降低,故降低该反应活化能的功效在下降,B正确;
C.根据图象可知,实际生产中选择的适宜温度是250℃,此时催化效率、乙酸生成速率均最大,C正确;
D.温度低于250℃时,升高温度,反应速率加快,且催化剂活性增加,乙酸生成速率增加,故乙酸生成速率加快是催化剂和反应温度协同作用的结果,D正确;
故选A。
4.C
解析:A.及时分离出NO2气体,平衡向生成二氧化氮的方向移动,正向移动;但是反应物浓度减小,反应速率减小,A错误;
B.反应为气体分子数减小的反应,扩大容器体积,平衡逆向移动,且物质的浓度均减小,反应速率减慢,B错误;
C.增大O2的浓度,平衡正向移动,反应物浓度变大,反应速率变大,C正确;
D.选择高效催化剂可加快反应速率,但不改变平衡移动,D错误;
故选C。
5.C
解析:A.铁制品镀铜过程为减少副反应发生的同时增加电镀液的导电性,所以应选CuSO4溶液作电镀液,A正确;
B.根据注射器活塞移动的距离及所用时间,可以粗略计算该反应的反应速率,描述正确,B正确;
C.可逆反应 ,升高温度反应向生成NO2方向移动,颜色加深,冷水一侧NO2浓度较大,C错误;
D.装置④当电池充电时,铅与电源负极相连,二氧化铅与电源正极相连,D正确;
故选C。
6.A
解析:①单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI;表示的是正逆反应速率,但是不满足二者的化学计量数关系,说明没有达到平衡状态,故①错误;
②一个H-H键断裂的同时有两个H-I键断裂;表明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,故②正确;
③百分组成ω(HI)=ω(I2);无法判断各组分浓度是否不再变化,无法判断是否达到平衡状态,故③错误;
④反应速率υ(H2)=υ(I2)=υ(HI)时;反应速率大小不能判断正逆反应速率是否相等,无法判断是否达到平衡状态,故④错误;
⑤c(HI):c(H2):c(I2)=2:1:1时;无法判断各组分的浓度是否继续发生变化,无法判断是否达到平衡状态,故⑤错误;
⑥温度和体积一定时,容器内压强不再变化;该反应是气体体积不变的反应,压强始终不变,无法根据压强判断是否达到平衡状态,故⑥错误;
⑦温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化;说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,故⑦正确;
⑧条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化;混合气体的总物质的量不变,总质量不变,所以混合气体的平均摩尔质量始终不变,无法根据平均相对分子量判断是否达到平衡状态,故⑧错误;
⑨反应体系中只有碘单质有色,混合气体的颜色不再变化,说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,故⑨正确;
⑩该反应中,气体的总质量固定,容器的容积固定,混合气体的密度始终不变,无法根据密度判断是否达到平衡状态,故⑩错误;
故选:A。
7.A
【分析】不同物质的速率之比等于化学反应中各物质的化学计量数之比。比较同一反应速率时,不同物质可化为同一物质的反应速率进行比较,注意单位要统一。
解析:A.v(A)=0.01 mol·L-1·s-1,则=;
B.==;
C.;
D.,则=;
比较以上数据,A选项中v(B)最大,故选A。
8.C
【分析】可逆反应是指在相同条件下同时向正、逆反应方向进行的反应。
解析:A.两个反应的条件不同,也不是同时进行,A错误;
B.没有说明是在相同条件下进行,B错误;
C.可逆反应是指在相同条件下同时向正、逆反应方向进行的反应,C正确;
D.可逆反应不能完全进行,H2不会完全被转化,D错误;
答案选C。
9.B
解析:A.二氧化硫的催化氧化反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,三氧化硫的百分含量减小,所以反应中保持体系较高的反应温度不能用勒夏特列原理解释,故A不符合题意;
B.增大氧气的浓度,平衡向正反应方向移动,二氧化硫的转化率增大,则实际生产中二氧化硫与氧气的体积比为1:50用勒夏特列原理解释,故B符合题意;
C.二氧化硫的催化氧化反应为气体体积减小的反应,增大压强平衡向正反应方向移动,二氧化硫的转化率增大,则选择常压为反应条件不能用勒夏特列原理解释,故C不符合题意;
D.原料需要净化、干燥,防止催化剂中毒与化学平衡移动无关,不能用勒夏特列原理解释,故D不符合题意;
故选B。
10.C
【分析】由图象可知,升高温度,化学反应速率增大,温度高的先达到平衡,T1先达到平衡,T1>T2,产物Z的物质的量在高温时比在低温时低,说明降低温度,平衡向正反应方向移动,据此分析。
解析:根据图示可知,T1先达到平衡,根据图象的特点,T1>T2,当温度从T2到T1,Z的物质的量减少,说明平衡向左移动,即正反应为放热反应,则逆反应为吸热反应,答案选C。
11.C
【分析】反应正向进行的程度越高,A的转化率越大。由图可知,在其他条件不变的情况下,温度越高,A的转化率越大,即平衡正向移动,因此正反应为吸热反应,;在温度不变的情况下,压强越大,A的转化率越大,平衡正向移动,因此正反应为气体体积减小的反应,即n>p+q。
解析:A.由分析可知,正反应为吸热反应;但因为A物质为固体而非气体,正反应为气体体积减小的反应,因此可得出结论:n>p+q,A错误;
B.正反应为吸热反应,B错误;
C.正反应为吸热反应,因此逆反应为放热反应;由分析可知,n>p+q,C正确;
D.由C选项可知,逆反应是放热反应,且 n>p+q,D错误;
因此本题选C。
12.C
解析:A.该反应是一个气体体积减小的放热反应,反应,故A错误;
B.该反应是一个气体体积减小的放热反应,反应,故B错误;
C.该反应是一个气体体积减小的放热反应,反应,低温条件下,能自发进行,故C正确;
D.催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率,化学平衡常数大只能说明反应的程度大,不能说明反应的反应速率快慢,则无法判断即没有催化剂时,该反应的反应速率快慢,故D错误;
故选C。
13.A
【分析】自由能变ΔG的的判断方法 ΔG=ΔH-TΔS,ΔG<0,反应正向自发进行;ΔG=0,反应处在平衡状态;ΔG>0,反应逆向自发进行;以此解答。
解析:A.对于反应2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g),气体物质的量减小,ΔS<0,在低温下能自发进行,所以该反应的ΔH<0,故A正确;
B.反应NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)的气体物质的量增加,所以ΔS>0,该反应在室温下不能自发进行,说明ΔH>0,故B错误;
C.若ΔH>0,ΔS<0,ΔH-TΔS任何温度下都大于0,所以化学反应在任何温度下都不能自发进行,故C错误;
D.冰融化为水的过程中吸收热量,,,故D错误;
故选A。
14.D
解析:已知固体溶于水放热,则焓变小于零;碳酸钠溶解后粒子的混乱度变大了,为熵增过程;
故选D。
15.B
解析:A.化学平衡常数指的是一定温度下,可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值;故反应II的平衡常数应表示为,A错误;
B.反应I是反应前后气体体积不变的反应,改变压强时,平衡不发生移动;而反应II是反应前后气体体积减少的反应,增大压强时,平衡正向移动,浓度增大,则增大,B正确;
C.反应I和反应II均为放热反应,其他条件不变,降低温度时,平衡正向移动,出口处甲烷的量增加,C错误;
D.依据的转化率与的选择性随温度变化图可知,X点时,的转化率未达到最大值,表明该时刻反应还没有达到化学平衡状态,故延长反应时间,使反应趋于平衡,的转化率增大,D错误;
故合理选项为B。
二、填空题
16.(1)30%
(2)d
解析:(1)在恒温密闭容器中,S2与CH4物质的量比为2∶1时开始反应,
CS2的体积分数为10%,即,解得x=0.3a,则CH4的转化率为30%。
(2)a.恒容容器,质量不变,故密度一直不变,故密度不变不一定平衡,不选;
b.反应前后气体的物质的量不变,故压强也一直不变,故压强不变一定平衡,不选;
c.CH4与S2体积比一直为1:2,故不一定平衡,不选;
d.CS2的体积分数说明反应已经达到了平衡,选;
故选d。
17.8
解析:在10s内用的浓度变化表示的化学反应速率为0.12mol/(L·s),则这10s内消耗的H2的物质的量为:=2.4mol,根据化学方程式中,变化量之比等于化学计量数之比,故这10s内消耗的物质的量是=0.8mol,故答案为:0.8mol。
18.(1) NaClO3 1:1 > ad
(2) 增大压强/增大氧气的浓度/降低温度 H2O2受热易分解
【分析】由制备流程可知,硝酸钡受热分解,生成氧化钡、氧气和二氧化氮,氧化钡与氧气反应生成过氧化钡,过氧化钡与盐酸反应生成氯化钡和双氧水,向反应后的溶液中加入试剂除去钡离子,过滤后对滤液进行减压蒸馏,得到双氧水。
解析:(1)①反应中,NaClO3中氯元素化合价从+5价降低为+4价,故氧化剂为NaClO3;HCl中氯元素化合价从-1价升高为0价,氧化产物为Cl2,每1mol氧化剂得1mole-,每1mol还原剂失去1mole-,故氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:1;依据氧化还原反应规律判断,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,故氧化性强弱为>;
②转化为,转化过程中氯元素化合价降低,是还原反应,需要还原剂参与,选项中的四个物质中FeSO4、SO2具有较强还原性,均能实现上述转化,故可以选用ad;
(2)①I为分解反应,产物除BaO、外,还有一种红棕色气体,该气体为NO2,根据氧化还原反应电子得失守恒配平该反应的化学方程式为;
②II为BaO与氧气反应生成BaO2,是可逆反应,反应方程式为2BaO(s)+O2(g)2BaO2(s),正反应为气体体积减小的放热反应,促进该反应正向进行的措施是增大压强或增大氧气的浓度或降低温度;
③III中过氧化钡与盐酸反应生成氯化钡和双氧水,反应的化学方程式是;
④H2O2受热易分解,采用减压蒸馏能够降低蒸馏温度,防止双氧水分解导致产率降低。
19.(1) B 增大
(2)C 减小
(3)E
(4)A 减小
【分析】反应A(g)+B(g)C(g)△H>0,反应焓变大于零,为吸热的气体分子数减小的反应;
解析:(1)升高温度,正、逆反应速率均瞬间增大,化学平衡向吸热反应方向移动,即向正反应方向移动,逆反应速率小于正反应速率,新平衡中C的质量分数增大,对应图像为B;
(2)降低压强,化学平衡向气体分子数增大的方向移动,即向逆反应方向移动,正、逆反应速率均减小,A的转化率也减小,对应图像为C;
(3)减少C的量,即减小产物的浓度,正反应速率瞬时不变,逆反应速率瞬时减小,平衡正向移动,对应图像为E;
(4)增加A的量,正反应速率瞬时增大,逆反应速率瞬时不变,平衡正向移动,A的转化率减小,另一种反应物B的转化率增大,对应图像为A。
20.0.2 mol/(L s) 1mol/L 0.5
【分析】
(1)利用物质的量的变化量之比等于化学计量数之比,可求出x。
(2)这段时间A的平均反应速率为v(A)=。
(3)平衡时B的浓度为。
(4)该温度下反应平衡常数为K=,代入数据即可求出K。
解析:
(1)利用物质的量的变化量之比等于化学计量数之比,由观察便可求出x=2。答案为:2;
(2)这段时间A的平均反应速率为v(A)==0.2mol/(L s)。答案为:0.2 mol/(L s);
(3)平衡时B的浓度为= 1mol/L。答案为:1mol/L;
(4) 该温度下反应平衡常数为K==0.5。答案为:0.5。
【点睛】在求某物质表示的平均反应速率时,利用的是该物质的变化量;在求某反应的平衡常数时,利用的是某温度下该反应中各物质的平衡浓度,若某物质是溶剂或固体,则不能出现在公式中。若我们把平衡浓度与变化浓度用错了,则会导致运算结果的错误。
21.c(SO2)=1mol L 1;c(O2) =0.5mol L 1;c(SO3)=1mol L 1 50% 2
【分析】依据化学平衡三段式列式计算2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g),根据浓度计算式c=计算平衡浓度,平衡常数等于生成物平衡浓度的幂次方乘积除以反应物的幂次方乘积得到,转化率=×100%得到,以此解答。
解析:(1)设二氧化硫消耗物质的量浓度为x,则
平衡时混合物总的物质的量为2.5mol=1L (2 x+1 0.5x+x)mol,得到x=1mol/L,平衡时各物质的浓度为c(SO2)=2mol/L-1mol/L=1mol L 1;c(O2)=1mol/L 0.5×1mol/L=0.5mol L 1;c(SO3)=1mol L 1;故答案为:c(SO2)=1mol L 1;c(O2) =0.5mol L 1;c(SO3)=1mol L 1;
(2)由(1)可知,平衡时SO2的转化率为:×100%==50%,故答案为:50%;
(3)该温度下的平衡常数K===2,故答案为:2。
22.(1) 温度 催化剂
(2)2A(g)+B(g)2C(g)
(3)0.1mol/(L·min)
(4)ACE
(5)40%
(6)
解析:(1)①根据表中给出的数据,无催化剂不加热的情况下,不同浓度的过氧化氢溶液都是几乎不反应,在无催化剂加热的情况下,不同浓度的过氧化氢溶液都分解,说明过氧化氢的分解速率与温度有关,但是得到相同气体的时间不同,浓度越大,反应的速度越快,说明过氧化氢的分解速率与浓度有关;比较同一浓度的过氧化氢溶液如30%时,在无催化剂加热的时候,需要时间是360s,有催化剂加热的条件下,需要时间是10s,说明过氧化氢的分解速率与温度、催化剂有关,故答案为:温度;催化剂;
(2)由图象可以看出,A、B的物质的量逐渐减小,则A、B为反应物,C的物质的量逐渐增多,所以C为生成物,当反应到达2min时,△n(A)=2mol,△n(B)=1mol,△n(C)=2mol,化学反应中,各物质的物质的量的变化值与化学计量数呈正比,则△n(A):△n(B):△n(C)=2:1:2,所以反应的化学方程式为:2A+B 2C,
故答案为:2A+B 2C;
(3)由图象可以看出,反应开始至2分钟时,△n(B)=1mol,B的平均反应速率为:v=
=÷2min=0.1mol/(L min),故答案为:0.1mol/(L min);
(4)A.只有A为有色物质,当容器内气体的颜色保持不变,说明各组分的浓度不再变化,该反应已经达到平衡状态,A符合题意;
B.容器的体积不变,容器内的气体质量不变,故容器内气体密度一直保持不变,故密度不变不能说明反应达到平衡状态,B不合题意;
C.在该反应中A和C的计量数相等,当v逆(A)=v正(C)时,正逆反应速率相等,说明反应已达平衡状态了,C符合题意;
D.容器内各物质的物质的量相等,不能说明各组分的浓度不再变化,无法判断是否达到平衡状态,D不合题意;
E.反应前后气体的总物质的量发生改变,容器内的气体的质量不变,故反应过程中混合气体的平均相对分子质量一直在改变,故混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态,说明反应达到化学平衡状态,E符合题意;
故答案为:ACE;
(5)由图可知,平衡时A的转化量为:5mol-3mol=2mol,求得平衡时A的转化率为=40%,故答案为:40%;
(6)恒温恒容的密闭容器中,气体的压强之比等于气体的总物质的量之比,由图中可知,起始时容器内气体的总物质的量为:5mol+2mol+2mol=9mol,达到平衡时容器内气体的总物质的量为:4mol+3mol+1mol=8mol,故平衡时体系内的压强是初始时倍,故答案为:。
23.10 17.5
【分析】为保证实验有对比性,只能逐渐改变一个变量分析,CuSO4溶液体积逐渐增多,故H2SO4的量应相等均为30mL,水的量减小,但每组实验中CuSO4与水的体积之和应相等。
解析:要对比实验效果,那么除了反应的物质的量不一样以外,要保证其它条件相同,而且是探究硫酸铜量的影响,那么每组硫酸的量要保持相同,六组反应的总体积也应该相同,A组中硫酸为30mL,那么其它组硫酸量也都为30mL,而硫酸铜溶液和水的总量应相同,F组中硫酸铜20mL,水为0,那么总量为20mL,所以V6=10mL,V9=17.5mL,V1=30mL,故答案为:30;10;17.5