章末综合测评(二) 化学反应的方向、限度与速率
(本试卷共80分)
一、选择题(本题共12小题，每小题3分，共36分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1．下列内容与结论相对应的是( )
选项 内容 结论
A H2O(g)变成H2O(l) ΔS＞0
B 硝酸铵溶于水可自发进行 该过程的ΔS＞0
C 一个反应的ΔH＞0、ΔS＞0 反应一定不能正向自发进行
D H2(g)＋F2(g)===2HF(g)的ΔH＝，ΔS＝＋8 J·mol-1·K-1 反应在任意温度下都不能正向自发进行
2．甲烷与氯气在光照条件下存在如下反应历程(“·”表示电子)：
①Cl22Cl·(慢反应)
②CH4＋Cl·―→·CH3＋HCl(快反应)
③·CH3＋Cl2―→CH3Cl＋Cl·(快反应)
④·CH3＋Cl·―→CH3Cl(快反应)
已知在一个分步反应中，较慢的一步反应控制总反应的速率。下列说法不正确的是( )
A．上述过程的总反应的化学方程式为CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl
B．光照的主要作用是促进反应①的进行从而使总反应速率加快
C．反应②～④都是由微粒通过有效碰撞而发生的反应
D．反应①是释放能量的反应
3．下列产生氢气速率最快的是( )
选项 温度 物质 酸(足量)
A 25 ℃ 1 g锌粒 1 mol·L-1盐酸
B 60 ℃ 1 g锌粉 2.5 mol·L-1硝酸
C 60 ℃ 1 g锌粒 2 mol·L-1盐酸
D 60 ℃ 1 g锌粉 1 mol·L-1硫酸
4．下列实验事实不能用勒·夏特列原理解释的是( )
A．工业合成氨反应中加压有利于提高氨的产率
B．将装NO2的烧瓶浸泡在冷水和热水中
C．红棕色的NO2，加压后颜色先变深后变浅
D．
5．已知在300 ℃、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇(CH3CH2OH)已成为现实：2CO2(g)＋6H2(g) CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)。下列叙述错误的是( )
A．使用催化剂可在一定时间内提高生产效率
B．升高温度，该反应平衡常数K一定增大
C．充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D．从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH(g)和H2O(g)，可提高CO2和H2的平衡转化率
6．工业常采用氨氧化法制硝酸，主要工艺流程如图所示。
将氨和空气(氧∶氮≈2∶1)混合通过灼热的铂铑合金网，发生的反应为4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g) ΔH<0，生成的一氧化氮利用反应后残余的氧气继续氧化为二氧化氮，2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g) ΔH＝－116.4 kJ·mol-1，随后将二氧化氮通入水中制取硝酸；吸收塔排放的尾气中含有少量的NO、NO2等氮氧化物。工业以石灰乳为试剂，采用气－液逆流接触法(尾气从处理设备的底部进入，石灰乳从设备顶部喷淋)处理尾气。下列有关硝酸工业制备说法不正确的是( )
A．合成塔中使用催化剂，可以提高单位时间内H2的转化率
B．升高温度可以提高氧化炉中NH3的平衡转化率
C．吸收塔中鼓入过量的空气可以提高硝酸的产率
D．采用气－液逆流接触法是为了使尾气中的氮氧化物吸收更充分
7．可逆反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)达到平衡状态后，保持温度﹑容器容积不变，向容器中充入一定量的O2，下列说法正确的是(K为平衡常数，Q为浓度商)( )
A．Q不变，K变大，O2的转化率增大
B．Q减小，K不变，O2的转化率减小
C．平衡常数越大，表示该反应速率越快
D．系数变为两倍，则ΔH的数值和K的数值也变为原来的两倍
8．在容积一定的密闭容器中，加入一定量的一氧化氮和足量碳发生化学反应：C(s)＋2NO(g) CO2(g)＋N2(g)，平衡时c平(NO)与温度(T)的关系如图所示，则下列说法正确的是( )
A．该反应的ΔH＞0
B．若该反应在T1 ℃、T2 ℃时的平衡常数分别为K1、K2，则K1＜K2
C．若B、C、D点的压强分别为pB、pC、pD，则pC＝pD＞pB
D．在T2 ℃时，若反应体系处于D点，则此时v正＞v逆
9．利用天然气和水蒸气重整制备H2的反应为CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g) ΔH>0，每次只改变一个条件(X)，其他条件不变，CH4的平衡转化率(φ)随X的变化趋势如图所示。下列说法正确的是( )
A．X为温度时，φ的变化趋势为曲线N
B．X为压强时，φ的变化趋势为曲线M
C．X为投料比时，φ的变化趋势为曲线N
D．某条件下，若CH4(g)、H2O(g)初始浓度均为，φ＝25%，则K＝
10．一定温度下，在3个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)＋CO(g) CH3OH(g)达到平衡，下列说法正确的是( )
容器 温度/K 物质的起始浓度/ (mol·L-1) 物质的平衡浓度/ (mol·L-1)
c始(H2) c始(CO) c始(CH3OH) c平(CH3OH)
Ⅰ 400 0.20 0.10 0 0.080
Ⅱ 400 0.40 0.20 0
Ⅲ 500 0 0 0.10 0.025
A．该反应的正反应为吸热反应
B．达到平衡时，Ⅰ中反应物的转化率比Ⅱ中的大
C．达到平衡时，Ⅱ中c平(H2)大于Ⅲ中c平(H2)的两倍
D．达到平衡时，Ⅲ中的反应速率比Ⅰ中的大
11．在恒容密闭容器中通入CH4与CO2，使其物质的量浓度均为1.0 mol·L-1，在一定条件下发生反应：CO2(g)＋CH4(g) 2CO(g)＋2H2(g)。测得平衡时CH4的体积分数与温度及压强的关系如图所示。
下列说法一定正确的是( )
A．该反应的ΔH<0
B．压强p1、p2、p3由小到大的顺序为p1
C．压强为p2时，b点处v正＜v逆
D．a点时CH4的转化率为70%
12．在体积可变的密闭容器中投入0.5 mol CO和1 mol H2，不同条件下发生反应：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH。实验测得平衡时H2的转化率随温度、压强的变化如图1所示。下列说法错误的是( )
A．Y代表压强，且Y1＞Y2；X代表温度，且ΔH＜0
B．M点反应物转化率之比等于N点
C．若M、N两点对应的容器体积均为5 L，则N点的平衡常数K＝100 mol-2·L2
D．图2中曲线AB能正确表示该反应平衡常数的值的负对数pK(pK＝－lg K)与X的关系
二、非选择题(本题共4小题，共44分)
13．(11分)以下是关于合成氨的有关问题，请回答：
(1)若在一容积为2 L的密闭容器中加入0.2 mol N2和0.6 mol H2在一定条件下发生反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0，若在5 min时反应达到平衡，此时测得NH3的物质的量为0.2 mol。则平衡时c(N2)＝________。平衡时H2的转化率为________%。(4分)
(2)平衡后，若提高H2的转化率，可以采取的措施有________(填字母)。(1分)
A．加入催化剂 B．增大容器体积
C．降低反应体系的温度 D．加入一定量N2
(3)若在0.5 L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0，其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示：
T/℃ 200 300 400
K/(mol·L-1)-2 K1 K2 0.5
请完成下列问题：(6分)
①写出化学平衡常数K的表达式________________________________________
_____________________________________________________________________。
②试比较K1、K2的大小，K1________(填“>”“<”或“＝”)K2。
③400 ℃时，反应2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)的化学平衡常数为________。当测得NH3、N2和H2物质的量分别为3 mol、2 mol和 1 mol时，则该反应的v(N2)正______________填“>”“<”或“＝”)v(N2)逆。
14．(13分)Ⅰ．一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的量随时间变化的曲线如图：
(1)从反应开始到10 s时，用Z表示的反应速率为________，X的物质的量浓度减少了________，Y的转化率为________。(6分)
(2)该反应的化学方程式为______________________________________________
_______________________________________________________________。(2分)
Ⅱ．KI溶液在酸性条件下能与氧气反应。现有以下实验记录：回答下列问题：
实验编号 ① ② ③ ④ ⑤
温度/℃ 30 40 50 60 70
显色时间/s 160 80 40 20 10
(1)该反应的离子方程式为______________________________________________
________________________________________________________________。(2分)
(2)该实验的目的是探究___________________________________________。(1分)
(3)实验试剂除了1 mol·L-1KI溶液、H2SO4溶液外，还需要的试剂是________。(1分)
(4)上述实验操作中除了需要(3)的条件外，还必须控制不变的是________(填字母)。(1分)
A．温度 B．试剂的浓度
C．试剂的用量(体积) D．试剂添加的顺序
15．(12分)氮的氧化物是大气污染物之一，用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物，可防止空气污染。回答下列问题：
已知：2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol-1，
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol-1，
N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝ ＋181 kJ·mol-1。
(1)若某反应的平衡常数表达式为K＝，请写出此反应的热化学方程式：________________________________________________________________；
下列措施能够增大此反应中NO的转化率的是________(填字母)。(3分)
a．增大容器压强 b．升高温度
c．使用优质催化剂 d．增大CO的浓度
(2)向容积为2 L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO，发生反应C(s)＋2NO(g) N2(g)＋CO2(g)，NO和N2的物质的量变化如下表所示：(9分)
物质的量/mol T1/℃ T2/℃
0 5 min 10 min 15 min 20 min 25 min 30 min
NO 2.0 1.16 0.80 0.80 0.50 0.40 0.40
N2 0 0.42 0.60 0.60 0.75 0.80 0.80
①0～5 min内，以CO2表示的该反应速率v(CO2)＝________________，该条件下的平衡常数K＝________________。
②第15 min后，温度调整到T2，数据变化如上表所示，则T1________(填“>”“<”或“＝”)T2。
③若30 min时，保持T2不变，向该容器中再加入该四种反应物各2 mol，则此时反应________(填“正向”“逆向”或“不”)移动；最终达平衡时NO的转化率α＝________。
16．(8分)下列反应在210 ℃达到平衡：
①PCl5(g) PCl3(g)＋Cl2(g) ΔH>0 K＝1 mol·L-1
②CO(g)＋Cl2(g) COCl2(g) ΔH<0
K＝5×104(mol·L-1)-1
③COCl2(g) CO(g)＋Cl2(g) ΔH>0
(1)根据反应①的平衡常数，下列等式一定成立的是________(填字母)。(1分)
A．c平(PCl5)＝c平(PCl3)＝c平(Cl2)＝1
B．c平(PCl5)＝c平(PCl3)·c平(Cl2)＝1
C．c平(PCl5)＝c平(PCl3)·c平(Cl2)
(2)减少Cl2的浓度，反应③的K的数值________(填“增大”“减小”或“不变”)。(2分)
(3)要使反应①和②的K的数值接近，可采取什么措施________________________________________________________________。(2分)
(4)③的K＝________。(3分)
1/1章末综合测评(二)
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B D D D B B B D C D B D
13．(1)0.05 mol·L-1 50 (2)CD > 2(mol·L-1)2 >
14．Ⅰ．(1)0.079 mol·L-1·s-1 0.395 mol·L-1 79% (2)X(g)＋Y(g) 2Z(g) Ⅱ．(1)4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O (2)温度对反应速率的影响 (3)淀粉溶液 (4)CD
15．(1)2CO(g)＋2NO(g) N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝－747 kJ·mol-1 ad (2)①0.042 mol·L-1·min-1 ②＞ ③正向 60%
16．(1)C (2)不变 (3)同时升温
1．B
2．D [由反应历程可知，甲烷与氯气发生取代反应生成一氯甲烷和氯化氢，则总反应的化学方程式为CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl，故A正确；光照的主要作用是破坏氯气分子中的共价键，形成氯原子，促进反应①的进行从而使总反应速率加快，故B正确；由反应历程可知，反应②～④都是由微粒通过有效碰撞而发生的反应，故C正确；反应①是破坏氯气分子中的共价键形成氯原子的过程，应吸收能量，故D错误。]
3．D [反应物浓度越大，温度越高，反应速率越快；反应物间接触面积越大，反应速率越快；硝酸和锌反应生成的是氮的氧化物；选项D中温度较高，氢离子浓度较大，反应物之间的接触面积较大，反应速率最快。]
4．D
5．B [因催化剂能提高化学反应速率，加快反应进行，则在一定时间内提高了生产效率，故A正确；反应需在300 ℃进行是为了获得较快的反应速率，不能说明反应是吸热还是放热，所以K不一定增大，故B错误；充入大量CO2气体，能使平衡正向移动，提高H2的转化率，故C正确；从平衡混合气体中及时分离出产物，使平衡正向移动，可提高CO2和H2的转化率，故D正确。]
6．B [催化剂可以加快反应速率，提高单位时间内H2的转化率，A正确；合成氨的反应为放热反应，升高温度会降低氨的平衡转化率，B不正确；鼓入过量空气可以增大NO的转化率，提高NO2的产率，同时也可以增大压强，提高NO2的溶解度，提高硝酸的产率，C正确；采用气－液逆流接触法可以增大氮氧化物与石灰乳的接触的面积，使其被充分吸收，D正确。]
7．B [当可逆反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)达到平衡状态后，保持恒温恒容向容器中充入一定量的O2，氧气的浓度增大，平衡正向移动，其余反应物的转化率增大，O2自身的转化率减小，Q变小，平衡常数是温度的函数，温度不变，平衡常数不发生改变，A错误，B正确；平衡常数越大，说明反应正向进行的限度越大，与该反应速率无关，C错误；系数变为两倍，则ΔH的数值变为原来的两倍，但是K的数值变为原来的平方，D错误。]
8．D [升高温度，NO的浓度增大，说明平衡逆向移动，则该反应的ΔH＜0，故A错误；ΔH＜0，升高温度平衡常数减小，则K1＞K2，故B错误；反应中气体分子数不变，压强与温度有关，温度越高压强越大，则pC＞pD＝pB，故C错误。]
9．C [X为温度时，升高温度平衡正向移动，φ的变化趋势为曲线M，A错误；X为压强时，加压平衡逆向移动，φ的变化趋势为曲线N，B错误；某条件下，若CH4(g)、H2O(g)初始浓度均为0.2 mol·L-1，φ＝25%，则K＝0.007 5 mol2·L-2，D错误。]
10．D [在Ⅲ中，0.10 mol·L-1的CH3OH相当于0.20 mol·L-1的H2和0.10 mol·L-1的CO，若温度相同，则Ⅰ、Ⅲ是等效平衡，但Ⅲ的温度较高，平衡时CH3OH的浓度较低，说明升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，故A项错误；对比Ⅰ、Ⅱ，在相同温度下反应，但Ⅱ的起始浓度是Ⅰ的两倍，容器体积不变，相当于加压，平衡正向移动，反应物的转化率增大，则容器Ⅰ中反应物的转化率比容器Ⅱ中的小，故B项错误；Ⅲ中相当于起始c始(H2)为Ⅱ的一半，Ⅱ浓度较大，Ⅲ温度较高，增大浓度平衡正向移动，升高温度平衡逆向移动，则平衡时Ⅱ中c平(H2)小于Ⅲ中c平(H2)的两倍，故C项错误；对比Ⅰ、Ⅲ，Ⅲ温度较高，升高温度，反应速率增大，故D项正确。]
11．B 12．D
14．Ⅰ．(1)10 s时，Z的物质的量增加1.58 mol，其反应速率为＝0.079 mol·L-1·s-1，X的物质的量由 1.20 mol 降低到0.41 mol，其浓度减少量为＝0.395 mol·L-1，Y的物质的量由 1.00 mol 减少为0.21 mol，其转化率为×100%＝79%。(2)由图可知X、Y为反应物，Z为反应产物，三者的物质的量变化量分别为0.79 mol、0.79 mol、1.58 mol，变化量之比为1∶1∶2，可得反应的化学方程式为X(g)＋Y(g) 2Z(g)。Ⅱ．(1)KI具有强的还原性，能被氧气氧化成碘单质，反应的离子方程式为4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O。(2)由表格数据可知，该实验改变的外界条件是温度，测量的是不同温度条件下显色的时间，可知其探究的是温度对反应速率的影响。(3)为确定显色的时间，需要指示剂与碘单质出现显色，结合碘单质的性质可知应用淀粉溶液作指示剂。(4)设计实验必须保证其他条件不变，只改变一个条件，才能得到准确的结论，而浓度条件在(3)已经控制一致，因此还必须控制不变的是试剂的用量和试剂的添加顺序。
16．(1)由反应①的平衡常数表达式K＝＝，可得c平(PCl5)＝c平(PCl3)·c平(Cl2)，选C。(2)K只与外界条件中的温度有关，改变物质的浓度，K不变。(3)由于K只与外界条件中的温度有关，其他使平衡移动的因素是不可行的。故要使反应①和②的K的数值接近，可以使反应①正向移动，反应②逆向移动，同时升温即可。(4)反应③是反应②的逆反应，其K是反应②K的倒数，则反应③的K＝2×10-5 mol·L-1。
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