人教版高中化学选择性必修1 第6周 反应热反应速率与平衡综合 练习（含答案）

第6周 反应热 反应速率与平衡综合
一、选择题（每小题3分）
1．化学与生活息息相关。下列做法的目的属于减小化学反应速率且对人类有益的是（ ）
A．在铁制品表面刷油漆
B．工业制硫酸时，将黄铁矿粉碎煅烧
C．合成氨使用催化剂
D．厨房师傅做馒头时添加膨松剂
2．化学反应中不仅伴随着物质的变化还伴随能量的变化，下列说法正确的是（ ）
A．已知 ，则单斜硫比正交硫稳定
B．常温常压下，完全燃烧比完全燃烧时的焓变大
C．已知2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221kJ mol-1 ，该反应的反应热为221kJ/mol
D．热化学方程式和化学方程式中的化学计量数的意义不完全相同
3．下列有关热化学方程式的叙述正确的是（ ）
A．已知 ，则氢气的燃烧热为285.8
B．等质量的固态硫比液态硫完全燃烧时放出的热量多
C．含20.0g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量，则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为
D．已知 ， ，则
4．下列说法正确的是（ ）
A．已知HF气体溶于水放热，则的
B．已知 ，则
C．恒温恒容容器中发生反应，百分含量不再发生变化，说明反应达到平衡状态
D． ，升高温度，平衡逆移，说明温度升高对活化能大的反应影响程度更大
5．下列实验装置(部分夹持装置已略去)不能达到对应实验目的是（ ）
A．测定锌与稀硫酸反应速率 B．除去Cl2中混有的少量HCl
C．验证温度对化学平衡移动的影响 D．验证浓度对化学平衡移动的影响
6．下列关于反应与能量的示意图表示错误的是（ ）
A．图①可表示 的能量变化
B．图②说明反应物的键能和小于生成物的键能和
C．实验的环境温度为20℃，将物质的量浓度相等、体积分别为、的HCl、NaOH溶液混合，测得混合液的最高温度如图③所示（已知）
D．已知稳定性：B7．某密闭容器中充入等物质的量的气体A和B，一定温度下发生反应：，达到平衡后，在30min时减少压强，40min时升高温度，其变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．8min时达到化学平衡状态
B．反应方程式中的
C．正反应为吸热反应
D．第25min时C的化学反应速率小于35min时C的化学反应速率
8．NO催化生成的过程由三步基元反应构成：
第一步： ；
第二步： ；
第三步： 。
下列说法错误的是（ ）
该反应会经历三个过渡态
B．第二步、第三步反应均为放热反应
C．催化剂NO不改变总反应的焓变
D．总反应的
9．二氧化碳加氢合成二甲醚反应包括三个相互关联的反应过程：
反应I：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH=-49.01 kJ·mol-1
反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO (g)＋H2O(g) ΔH=＋41.17 kJ·mol-1
反应Ⅲ：2CH3OH(g)CH3OCH3 (g)＋H2O(g) ΔH=-24.52 kJ·mol-1
压强为30MPa、=4时，不同温度下CO2的平衡转化率、CO的选择性和CH3OCH3的选择性(选择性是指生成某物质消耗的CO2占CO2消耗总量的百分比)如下图所示。
下列说法正确的是（ ）
A．上图三条曲线中，代表CO2转化率的是曲线A
B．在30MPa、300℃条件下，若=3，CO2的平衡转化率将增大
C．由图中数据可知，工业上生产CH3OCH3的适宜温度为350℃
D．根据图中数据，在30MPa、300℃达平衡时，CH3OCH3和CH3OH的体积分数相等
10．室温下，某溶液初始时仅溶有A和B且浓度相等，同时发生以下两个反应：①，②；反应①的速率可表示为，反应②的速率可表示为(为速率常数)。反应体系中组分A、Z的浓度随时间变化情况如图，下列说法正确的是（ ）
A．0～30S时间段内，Y的平均反应速率为2.67×10-3mol·L-1·s-1
B．反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比不断变化
C．如果反应能进行到底，反应结束时70%的A转化为Z
D．反应②的活化能比反应①的活化能大
11．催化还原NO是重要的烟气脱硝技术，其反应过程与能量关系如图甲所示。有氧条件下，催化还原NO的反应历程如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．图甲所示热化学方程式为
B．图甲反应中既有极性共价键的断裂和形成，又有非极性共价键的断裂和形成
C．图乙所示反应③中氧化剂与还原剂物质的量之比为
D．图乙中总反应为
二、非选择题
12．（14分）氢是一种绿色能源和绿色化工原料，在日益重视环境保护的今天，其制备和应用显得尤为重要。回答下列问题。
(1)（4分）利用煤制备氢气。该制备方法的工艺流程如图所示。
煤的气化涉及的反应如下：




已知：，则 (用含、的代数式表示)；从环境保护的角度分析该工艺中“捕捉封存”的意义： 。
(2)（6分）利用天然气制备氢气。、重整制备的反应为 kJ·mol-1，该反应在 (填“低温”“高温”或“任何温度”)下更容易自发进行；写出一种增大平衡产率的措施： ；若在恒容绝热密闭体系中发生该反应，能说明该反应达到平衡状态的是 (填字母)。
a．混合气体的平均摩尔质量不变 b．混合气体的密度不变 c．体系的温度不变
(3)（4分）利用制备CH3OH。一定条件下，向恒压密闭容器中充入和发生反应： ，测得平衡体系中各物质的物质的量分数随温度的变化关系如图所示。曲线I表示的物质为 (填化学式)；645℃时，该反应的压强平衡常数 (用含的代数式表示)。
第6周 反应热 反应速率与平衡综合
A 【解析】在铁制品表面刷油漆，可以隔绝空气和水分，延缓铁的锈蚀，A符合题意；将黄铁矿粉碎再煅烧可增大与的接触面积，加快反应速率，B不符合题意；合成氨使用催化剂的目的是降低反应活化能，加快反应速率，C不符合题意；加工馒头时添加膨松剂，可使馒头疏松柔软，与改变反应速率无关，D不符合题意。
D 【解析】物质能量越低越稳定，故正交硫比单斜硫稳定，A错误；常温常压下，比能量高，故完全燃烧比完全燃烧时放出的能量多，焓变为负值，焓变小，B错误；该反应的反应热为-221kJ/mol，C错误；热化学方程式中的化学计量数表示每摩尔反应，与反应的△H成正比，与化学方程式的化学计量数的意义不完全相同，D正确。
A 【解析】氢气的燃烧热是1mol氢气燃烧生成液态水放出的能量，所以氢气的燃烧热为285.8，A正确；固态硫的能量小于液态硫，所以等质量的固态硫完全燃烧放出的热量少，B错误；醋酸电离吸热，所以1mol醋酸与1mol氢氧化钠反应放出的热量小于57.4kJ，C错误；同物质的量的碳完全燃烧生成二氧化碳放出的热量大于生成CO放出的热量，所以2C(s)＋2O2(g)＝2CO2(g) △H1； 2C(s)＋O2(g)＝2CO(g) △H2，△H1<△H2，D错误。
D 【解析】已知HF气体溶于水放热，说明HF溶解过程放热(ΔH<0)，但HF是弱酸，电离过程需要克服H-F的强键能，因此电离过程吸热，则的ΔH>0，A错误；已知 ，因为该反应前后气体分子数不变，所以该反应的熵变，而不是ΔS<0，B错误；恒温恒容容器中发生反应，该反应是固体分解生成气体的可逆反应，反应体系中的物质的量之比始终为2∶1，即百分含量始终不变，则百分含量不再发生变化，不能说明反应达到平衡状态，C错误；ΔH＜0，正反应为放热反应，则逆反应的活化能大于正反应的活化能，升高温度，平衡逆移，说明温度升高对活化能大的反应影响程度更大，D正确。
D 【解析】通过测定收集一定体积的H2所需的时间或一定时间收集H2的体积大小来测定锌与稀硫酸反应速率，A能够达到实验目的；氯气中的HCl用饱和食盐水洗气除去，装置中气体流向“长进短出”，B能够达到实验目的；将平衡球放在两个不同温度的水中，根据温度变化与气体颜色的深浅判断温度对化学平衡移动的影响，C能够达到实验目的；原混合液显血红色，氯化钾不参与离子反应，加入3滴KCl溶液后没有明显现象，D无法达到实验目的。
C 【解析】是放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，加催化剂会导致活化能降低，但不影响反应热，与图像含义符合，A正确；由图可知，该反应为放热反应，反应物的键能和小于生成物的键能和，B正确； 酸碱中和反应为放热反应，物质的量浓度相等、体积分别为、的HCl、NaOH溶液混合，，则，时HCl、NaOH溶液恰好完全反应，放出的热量最多，即横坐标为30时的温度应该最高，图像与实际反应不相符，C错误；已知稳定性顺序为BA>C，图示中表示的能量变化曲线符合实际，D正确。
B 【解析】由图可知，8min后，c(A)、c(B)继续减小至不变，c(C)继续增大至不变，8min时反应未平衡，正在正向进行，A错误；由图可知，0~20min，，所以反应方程式中的，B正确；由图可知，30~40min处于平衡状态，40min时升高温度后，c(A)、c(B)增大，c(C)减小，说明升温平衡逆向移动，正反应为放热反应，C错误；20~30min处于平衡状态，由于左右两边气体化学计量数之和相等，30min时减少压强，平衡不移动，但同温时减压，反应速率减小，第25min时C的化学反应速率大于35min时C的化学反应速率，D错误。
D 【解析】由题意可知，由NO催化O3生成O2的过程由三步基元反应构成，同时通过图中信息可知，该反应会经历三个过渡态，A正确；由图可知，第一步反应是吸热反应，第二步和第三步反应均为放热反应，B正确；NO是反应2O3(g)═3O2(g)的催化剂，催化剂不改变反应的始态和终态，不能改变总反应的焓变，C正确；总反应2O3(g)═3O2(g)，由盖斯定律可知，第一步反应+第二步反应+第三步反应=总反应，则反应2O3(g)═3O2(g)的ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3，D错误。
D 【解析】根据盖斯定律：反应I×2+反应Ⅲ得：，升高温度，该平衡向逆反应方向移动，二甲醚的选择性减小，反应Ⅱ为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，一氧化碳的选择性增大，则曲线A表示一氧化碳的选择性、曲线B表示二氧化碳的平衡转化率、曲线C表示二甲醚的选择性。根据分析可知，曲线A表示一氧化碳的选择性，代表CO2转化率的是曲线B，A错误；若减小，浓度减小，平衡逆向移动，平衡转化率减小，B错误；350℃时，二甲醚选择性较低，不是工业生产的适宜温度，C错误；在30MPa、300℃达平衡时，，假设起始：，，此时二氧化碳平衡转化率为30％，一氧化碳选择性为70％，二甲醚选择性为20％，生成一氧化碳物质的量：，生成二甲醚物质的量：，则，，，最终CH3OH物质的量为，与二甲醚的物质的量相同，则二者体积分数相等，D正确。
A 【解析】根据图像，30s时A的浓度为0.3mol/L、Z的浓度为0.12mol/L，可知30s内A的浓度降低0.2mol/L、Z的浓度增加0.12mol/L。根据，可知通过反应②A的浓度降低0.12mol/L、通过反应①A的浓度降低0.08mol/L。0～30s时间段内，通过反应①A的浓度降低0.08mol/L ，则Y的浓度增大0.08mol/L，Y的平均反应速率为 =2.67×10-3mol·L-1·s-1，A正确；为速率常数，反应①②的速率比为为常数，反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比不变，B错误；0～30s时间段内，通过反应②A的浓度降低0.12mol/L、通过反应①A的浓度降低0.08mol/L，反应①②的速率比为常数，如果反应能进行到底，反应结束时×100%=60%的A转化为Z，C错误；0～30s时间段内，通过反应②A的浓度降低0.12mol/L、通过反应①A的浓度降低0.08mol/L，可知反应②的速率大于反应①，则活化能反应②比反应①的小，D错误。
D 【解析】反应热等于正反应的活化能减去逆反应的活化能，图甲所示热化学方程式为，A错误；图甲中存在N-H和氮氧键的断裂，没有非极性键的断裂，B错误；反应③的氧化剂为氧气，还原剂为亚铁离子，根据得失电子守恒，氧化剂与还原剂物质的量之比为，C错误；图乙中反应物有NH3、NO和O2，生成物为N2和H2O，总反应为，D正确。
12．【答案】(1) 减少温室气体排放，有利于环保
(2)高温 升高温度或减小压强等 ac
(3)或
【解析】（1）设方程式①
②
③
④
⑤
根据盖斯定律可知，，则；空气中二氧化碳含量过大，会导致温室效应，则从环境保护的角度分析该工艺中“捕捉封存”的意义：减少温室气体排放，有利于环保。（2）该反应为熵增即的吸热反应，根据，反应可以发生，则该反应在高温下更容易自发进行；由于该反应是气体分子数增大的吸热反应，平衡正向移动，可以增大平衡产率，具体措施为升高温度或减小压强等。该反应为气体分子数增加的反应，且所有的反应物和产物都是气体，总质量不变，则混合气体的平均摩尔质量不变可以证明反应达到平衡，a正确；该容器为恒容容器，且所有的反应物和产物都是气体，则密度是恒定不变的，混合气体的密度不变不能证明反应达到平衡，b错误；该反应为放热反应，在恒容绝热密闭体系中发生，温度是变量，则体系的温度不变可以说明反应达到平衡，c正确。（3）该反应为放热反应，则升高温度平衡逆向移动，产物的物质的量分数减小，反应物的物质的量分数增大，同时注意氢气的起始物质的量较多，则Ⅰ表示或、Ⅱ表示H2、Ⅲ表示CO2；设平衡时，参加反应的二氧化碳的物质的量为xmol，结合题给数据可得三段式：
645℃时、、H2的物质的量分数相等，即3-3x=x，解得x=0.75，则平衡时，H2的物质的量为0.75mol，CO2的物质的量为0.25mol，和的物质的量为0.75mol，此时气体总物质的量为2.5mol，则。