第2章 化学反应的方向、限度与速率 测试题2023-2024学年高二上学期鲁科版（2019）化学选择性必修1

第2章 化学反应的方向、限度与速率 测试题 一、单选题（共15题） 1．反应 4NH3+5O24NO+6H2O 在5L的密闭容器中进行，半分钟后，NO的物质的量增加了0.3mol，则此反应的平均速率x(x表示反应物的消耗速率或生成物的生成速率)为 A．(NH3)= 0.002mol/(L·s) B．(O2)= 0.01mol/(L·s) C．(NO)= 0.008mol/(L·s) D．(H2O)= 0.004mol/(L·s) 2．化学反应速率受多种因素影响，在实验探究化学反应速率的影响因素时，控制变量法是基本的实验方法。研究反应2X(g)=Y(g)+Z(g)的速率影响因素，在不同条件下进行4组实验，Y、Z起始浓度为0，反应物X的浓度(mol·L-1)随时间(min)的变化情况如图所示。下列说法不正确的是 A．在0~10 min之间，实验②的平均速率v(Y)=0.04 mol·L-1·min-1 B．若实验②③只有一个条件不同，则实验③使用了催化剂 C．比较实验①②得出：增大反应物浓度，化学反应速率加快 D．比较实验②④得出：升高温度，化学反应速率加快 3．下列标志可表明对应反应达到平衡状态的是 选项 反应条件 可逆反应 标志 A 恒温恒容 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) 混合气体的密度不变 B 恒温恒容 2NO(g)＋O2(g)2NO2(g) 混合气体颜色不变 C 恒温恒压 NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g) NH3在混合气体中的百分含量不变 D 恒温恒压 2NO2(g)N2O4(g) c(NO2)＝2c(N2O4) A．A B．B C．C D．D 4．一定条件下，在某恒容密闭容器中发生可逆反应   ，达到化学平衡时，下列说法一定正确的是 A．反应放出a kJ热量 B．混合气体的密度不再发生变化 C．N和Y的物质的量之比为2：1 D．M的正反应速率等于X的逆反应速率 5．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．反应达到平衡后，增大压强，气体颜色加深 B．夏天打开啤酒瓶，有大量气泡逸出 C．实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气 D．工业合成氨    应选择高压条件 6．下列叙述正确的是 A．吸热反应都必须在加热条件下才能发生 B．升高温度，可逆反应的正逆反应速率不一定同时增大 C．恒容下充入稀有气体可增大反应物分子间有效碰撞的频率 D．其他条件不变，X(g)+Y(g)Z(g)的投料比越大，Y的转化率越大 7．下列事实能用勒夏特列原理来解释的是 A．增大压强，有利于和反应生成 B．锌粒粉碎后与稀硫酸反应产生氢气速度更快 C．、、平衡混合气加压后颜色变深 D．温度设置为400~500℃比室温更有利于氨的合成 8．可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，在一定条件下达到平衡状态。在t1时刻改变某一条件，化学反应速率与反应时间的关系如图所示。下列说法正确的是 A．维持体系体积不变，t1时加入催化剂 B．维持体系温度、体积不变，t1时充入一定量He C．维持体系温度、体积不变，t1时充入SO3(g) D．维持体系温度、压强不变，t1时充入SO3(g) 9．下列实验方案设计、现象和结论都正确的是 选项 方案设计 现象 结论 A 向盛有酸性溶液的甲、乙两支试管中分别加入和溶液 乙试管中溶液紫色消失快 证明反应物浓度越大，反应速率越快 B 将灼热的木炭投入浓硝酸中 有红棕色气体产生 证明浓硝酸能氧化木炭 C 向白葡萄酒中滴加几滴酸性高锰酸钾溶液 溶液紫色褪去 证明葡萄酒中含 D 取少量菠菜叶研磨后加水搅拌，静置，取上层清液于试管中，加入氯水，再滴加KSCN溶液 溶液变红 证明菠菜叶中含铁元素 A．A B．B C．C D．D 10．化学是以实验为基础的科学。下列实验设计能达到实验目的的是 选项 实验目的 实验设计 A 探究氨气是否具有还原性 向一干燥集气瓶同时通入纯净的氨气和氯气，观察是否有白烟产生 B 检验Na2SO3样品是否变质 取少量待测样品溶于蒸馏水，加入稀硝酸酸化的BaCl2溶液，观察现象 C 探究浓度对反应速率的影响 向2支盛有5mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL5%H2O2溶液，观察实验现象 D 检验乙醇中是否含有水 向乙醇中加入一小粒金属钠，观察是否产生无色气体 A．A B．B C．C D．D 11．2007年诺贝尔化学奖颁给了德国化学家格哈德•埃特尔(GerhardErtl)，以表彰他在固体表面化学研究中取得的开拓性成就。他的成就之一是证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨气的反应过程，模拟示意图如图。关于合成氨工艺，下列说法正确的是    A．图①到图③的活化能减去图⑤到图③的活化能就是合成氨反应的反应热 B．反应中有极性键的断裂与形成 C．当温度、体积一定时，在原料气中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率 D．合成氨反应使用的条件高温、高压是为了提高反应物的平衡转化率 12．对于反应     ，下列说法正确的是 A．适当降温加压可提高的平衡转化率 B．该反应的平衡常数可表达为 C．分离出NO(g)，v(正)增大，平衡向正反应方向移动 D．1mol N-H断裂的同时有1mol O-H断裂，说明反应到达该条件下的平衡状态 13．将固体A置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应： ①A(s)B(g)＋C(g)；②2C(g)D(g)＋E(g)。 达到平衡时，c(D)=0.5mol·L-1，c(C)=4mol·L-1，则此温度下反应①的平衡常数为 A．25 B．20 C．16 D．9 14．在温度T1和T2时，分别将0.50molCH4和1.2mol NO2充入体积为1L的恒温密闭容器中，发生如下反应CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H=akJ/mol，测得n(CH4)随时间变化数据如下表，下列说法正确的是 时间/min 温度 0 10 20 40 50 T1 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 T2 0.50 0.30 0.18 … 0.15 A．T1时0-l0minNO2的平均反应速率为0.015mol/(L·min) B．反应达平衡时，CH4和NO2转化率相等 C．温度T2>Tl D．反应达到平衡时，吸收或放出热量为a/2kJ 15．一定温度下，恒容密闭容器中发生N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应，反应速率与反应时间的关系如图所示。对两种平衡状态下各物理量的比较错误的是    A．平衡状态Ⅱ时的c(H2)一定小 B．平衡状态Ⅱ时的c(NH3)一定大 C．平衡常数K一样大 D．平衡状态Ⅱ时的v(正)一定大 二、填空题（共8题） 16．甲醇是结构最为简单的饱和一元醇，又称“木醇”或“木精”。甲醇是一碳化学基础的原料和优质的燃料，主要应用于精细化工、塑料、能源等领域。已知甲醇制备的有关化学反应如下： 反应①：            反应②：       反应③： (1)若500℃时三个反应的平衡常数依次为K1、K2、K3，已知500℃时K1、K2的值分别为2.5、1.0，并测得该温度下反应③在某时刻，H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol/L)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时 （填“>”、“=”或“<”） (2)在3L容积可变的密闭容器中发生反应②，c（CO）随反应时间t变化如图中曲线Ⅰ所示。若在t0时刻分别改变一个条件，曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线III。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时，改变的条件是 。当通过改变压强使曲线Ⅰ变为曲线III时，曲线III达到平衡时容器的体积为 。 (3)在另一温度下按反应③合成甲醇的反应，如图关闭K，向A容器中充入1molCO2和4molH2，向B容器中充入1.2molCO2和4.8molH2，两容器分别发生上述反应。已知起始时容器A和B的体积均为aL，反应达到平衡时容器B的体积为0.9aL，维持其他条件不变，若打开K一段时间后重新达到平衡，容器B的体积为 L（不考虑温度的变化，P为可自由滑动活塞，不考虑活塞的摩擦力）。 17．运用化学反应原理研究氮及其化合物的反应有重要意义。 (1)写出NH3的电子式 ，NH3催化氧化的化学方程式为 。 (2)合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.4kJ·mol-1，在工业生产中温度常控制在480℃，而非常温。请从化学反应速率和催化剂的角度加以解释 。 (3)合成氨过程中发生的反应机理如下： I.2xFe+N22FexN(慢)； II.2FexN+3H2(g)2xFe+2NH3(g)(快) 回答下列问题： 合成氨反应的速率快慢主要取决于 (填“I”或“II”)。 ②合成氨反应的催化剂是 (填化学式)。 ③反应I的活化能 反应II的活化能(填“>”“=”或“<”)。 ④使用催化剂前后，合成氮反应的△H (填“增大”“减小”或“不变”)。 18．工业烟道气中含有的二氧化硫和氮氧化物是大气主要污染物，脱硫脱氮是环境治理的热点问题。回答下列问题： （1）利用KMnO4脱除二氧化硫的离子方程式为： □MnO4－ + □SO2 + □H2O=□MnO42－ + □ + □   ， （在“□”里填入系数，在“__”上填入微粒符号），加入CaCO3可以提高SO2去除率，原因是 。 （2）CaSO3与Na2SO4混合浆液可用于脱除NO2，反应过程为： I CaSO3 (s) + SO42－ (aq)=CaSO4(s) + SO32－（aq）     II SO32－ (aq) + 2NO2 (g) + H2O(l)=SO42－(aq) + 2NO2－(aq) + 2H+ (aq) 浆液中CaSO3质量一定时，Na2SO4的质量与 NO2的去除率变化趋势如图所示。a点后NO2去除率降低的原因是 。 （3）检测烟道气中NOx含量的步骤如下： I. 将V L气样通入适量酸化的H2O2溶液中， 使NOx完全被氧化为NO3−； II. 加水稀释至100.00 mL，量取20.00 mL该溶液，与V1 mL c1 mol·L−1 FeSO4标准溶液（过量）充分混合； III. 用c2 mol·L−1 KMnO4标准溶液滴定剩余的Fe2+，终点时消耗V2 mL。 ①NO被H2O2氧化为NO3−的离子方程式为 。 ②滴定过程中主要使用的玻璃仪器有 和锥形瓶等。 ③滴定过程中发生下列反应： 3 Fe2+ + NO3− + 4 H+ == NO↑ + 3 Fe3+ + 2 H2O MnO4− + 5 Fe2+ + 8 H+ == Mn2+ + 5Fe3+ + 4 H2O 烟气气样中NOx折合成NO2的含量为 mg·m−3。 19．Ⅰ.一定条件下，容积2L的密闭容器中，将气体和气体混合，发生如下反应：，10s末，生成，测得Q的浓度为0.4mol/L。计算： (1)前10s内用M表示的化学反应速率为 。 (2)化学方程式中x值为 。 (3)L的转化率是 。 (4)下列还可以说明该反应已达平衡的是 。(填序号) ①体系内压强不再改变         ②容器内气体的密度不再改变 ③混合气体的平均相对分子质量不再改变     ④ ⑤ Ⅱ.将浓度均为0.01mol/L的、、KI、溶液及淀粉混合，一定时间后溶液变为蓝色。该实验是一种“碘钟实验”。某小组同学在室温下对该“碘钟实验”的原理进行探究。 [资料] 该“碘钟实验”的总反应： 反应分两步进行： 反应A： 反应B：…… (5)反应B的离子方程式是 。对于总反应，的作用相当于 。 (6)为探究溶液变蓝快慢的影响因素，进行实验Ⅱ、实验Ⅲ。(溶液浓度均为) 用量(mL) 溶液 溶液 溶液 KI溶液(含淀粉) 实验Ⅱ 5 4 8 4 0 实验Ⅲ 5 2 x y z 溶液从混合时的无色变为蓝色的时间：实验Ⅱ是30min、实验Ⅲ是40min。 ①实验Ⅲ中，x、y、z所对应的数值分别是 。 ②对比实验Ⅱ、实验Ⅲ，可得出的实验结论是 。 20．在一定条件下，向容积为2 L的恒容密闭容器中充入1 mol CH3OH(g)和3 mol H2O(g)，CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)  △H=+49.4 kJ/mol。实验测得：达到平衡状态时，吸收热量19.76 kJ。则 (1)该条件下反应的化学平衡常数表达式为K= 。 (2)平衡时升高温度，化学平衡常数的变化为 (填“变大”、“变小”或“不变”)。 (3)该条件下反应到达平衡时，CH3OH的转化率为 ，混合气体的压强是反应前的 倍。 (4)该条件下判断该反应达平衡状态的依据是(填序号) 。 a．v正(CH3OH)=v逆(CO2)    b．混合气体的密度不变 c．c(CH3OH)=c(H2O)       d．混合气体的总物质的量不变 (5)将体积压缩为原来的一半，下列描述正确的是( ) a．正反应速率减小，逆反应速率增大  b．正反应速率增大，逆反应速率增大 c．正反应速率小于逆反应速率        d．c(CO2)减小 21．为防止氮的氧化物污染空气，可用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物。 已知：① ② ③ 回答下列问题： Ⅰ.消除上述气体污染物可用CO与NO反应生成和。 (1)请完成热化学方程式： ，反应的平衡常数表达式为 。 (2)为提高此反应中NO的转化率，下列措施可行的是 (填字母代号)。 A．增大压强        B．升高温度 C．使用催化剂        D．增大CO的浓度 Ⅱ.向2 L的密闭容器中加入活性炭(足量)和，发生反应： NO和的物质的量变化如下表所示： 物质的量浓度/() 0 5min 10min 15min 20min 25min 30min NO 0 (1)0~5 min内，以表示的该反应速率 ，该条件下的平衡常数 。 (2)第15 min后，温度调整到，则 (填“>”“<”或“=”)。 (3)若30 min时，温度保持不变，向该容器中再加入该四种反应混合物各，则此时反应 (填“正向”“逆向”或“不”)移动。 22．I．CO2相关转化的研究对解决环境、能源问题意义重大。 (1)CO2与CH4经催化重整可制得合成气：CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)，按一定体积比加入CH4和CO2，在恒压下发生反应温度对CO和H2产率影响如图所示。生产中优选的温度范围是 (填字母序号)。 a．800℃~850℃          b．850℃~900℃         c．950℃~1000℃ Ⅱ．CO2与H2反应制取甲醇(CH3OH) (2)CO2与H2反应的热化学方程式表示如下： 反应i：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)    △H1=－58kJ·mol﹣1 反应ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)    △H2=+42kJ·mol﹣1 写出CO(g)与H2(g)生成CH3OH(g)的热化学方程式 。 (3)关于反应i和反应ⅱ的说法正确的是 。 a．升高温度能使反应i的反应速率增大，平衡常数增大 b．增大压强能提高反应ⅱ中CO2的转化率 c．低温、高压有利于CO2催化加氢制取CH3OH (4)某同学研究温度、压强对反应平衡的影响，得到上述反应i和反应ⅱ中CO2平衡转化率、甲醇选择性与温度、压强的关系如下图。已知： 结合上图，350℃、2MPa时，发生的主要反应是 (填“反应i”或“反应ii”)。此条件下，a mol/LCO2和a mol/LH2在恒容、密闭容器中充分反应达到平衡，写出所发生反应的化学平衡常数K的计算过程及结果 (结果用分数表示)。 Ⅲ．利用Al－CO2电池(工作原理如下图所示)能有效地将CO2转化成化工原料草酸铝Al2(C2O4)3。 (5)电池的负极反应式为 。 (6)电池的正极反应式：2CO2+2e－=(草酸根)。正极反应过程分两步，其中O2起催化作用，催化过程可表示为：①6O2+6e－=6，②∙∙∙∙∙∙ 写出反应②的离子方程式 。 (7)若电池反应生成1molAl2(C2O4)3，则转移电子的物质的量为 。 23．当今世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。因此，研发二氧化碳的利用技术，将二氧化碳转化为能源是缓解环境和能源问题的方案之一。CO2耦合乙苯(C6H5—C2H5，简称EB)脱氢制备苯乙烯(C6H5—C2H3，简称ST)是综合利用CO2的热点研究领域。制备ST涉及的主要反应如下。回答下列问题： a．EB(g) = ST(g)+H2(g) △H1 b．CO2(g)+H2(g) = CO(g)+H2O(g) △H2= +41.2 kJ·mol−1 c．EB(g)+CO2(g) = ST(g)+CO(g)+H2O(g) △H3= +158.8 kJ·mol−1 (1)为提高EB平衡转化率，应选择的反应条件为___________(填标号)。 A．低温、高压 B．高温、低压 C．低温、低压 D．高温、高压 (2)在一定条件下，选择合适的催化剂只进行b反应：CO2(g)+ H2(g)CO(g)+H2O(g)，调整CO2和H2初始投料比，测得在一定投料比和一定温度下，该反应CO2的平衡转化率如图(各点对应的反应温度可能相同，也可能不同)。 已知：Kx是以物质的量分数表示的化学平衡常数；反应速率，、分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数。B、E、F三点中最大的是 ，计算E点所示的投料比在从起始到平衡的过程中，当CO2转化率达到40%时， 。 (3)恒压0.1 MPa下，改变原料气配比为下列三种情况，仅EB、n(EB)：n(CO2)=1：10、n(EB)：n(N2)=1：10进行以上a、b反应，测得EB的平衡转化率与温度的变化关系如图所示。 ①上图中，表示原料气配比n(EB)：n(N2)=1：10的曲线是曲线 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 ②CO2能显著提高EB的平衡转化率，从平衡移动的角度解释CO2的作用： 。 ③设为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压(分压p除以p0，p0=0.1MPa)代替浓度进行计算。A点时，H2的物质的量分数为0.01，该条件下反应a的为 。 (4)电催化氧化法可以去除废水中的ST(C6H5—C2H3)，装置如图所示。石墨电极a发生的电化学反应方程式为 。 参考答案： 1．A 反应 4NH3+5O24NO+6H2O 在5L的密闭容器中进行，30s后，NO的物质的量增加了0.3mol，故一氧化氮表示的反应速率v= ，再结合反应化学计量数之比等于平均反应速率之比判断。 【解析】A. (NH3)=v（NO）=0.002mol/(L·s)，A正确； B. (O2)=5/4v(NO) =0.0025mol/(L·s)，B错误； C. (NO)= 0.002mol/(L·s)，C错误； D. (H2O)= 3/2v(NO)=0.003mol/(L·s)，D错误； 答案为A。 2．A 【解析】A．在0～10min之间，实验②中X的浓度变化为0.2mol·L-1，则v(Y)=v(X)=×=0.01 mol·L-1·min-1，故A错误； B．实验②③相比，温度、浓度均相同，但反应速率实验②③不同，实验③的速率快，则实验③使用了催化剂，故B正确； C．实验①和实验②相比，由于实验①起始时反应物X的浓度比实验②起始时反应物X的浓度大，导致0～10min之间X的浓度变化量实验①大于实验②，所以增大反应物浓度，化学反应速率加快，故C正确； D．由图可以看出实验②在0～10min之间，反应物X的浓度变化0.2mol·L-1，实验④在0～10min之间，反应物X的浓度变化为0.6mol·L-1，而实验④的温度比实验②的温度高，说明升高温度，化学反应速率加快，故D正确； 故选A。 3．B 【解析】A．混合气体的总质量不变，总体积不变，混合气的密度始终不变，所以密度不变时，反应不一定达平衡状态，A不符合题意； B．混合气体的颜色不变，则c(NO2)不变，恒温恒压时，反应达平衡状态，B符合题意； C．NH2COONH4分解所得NH3与CO2的物质的量之比为定值，NH3的百分含量始终不变，所以NH3的百分含量不变时，反应不一定达平衡状态，C不符合题意； D．c(NO2)＝2c(N2O4)，只提供反应物与生成物的浓度关系，无法判断正逆反应速率是否相等，所以不能判断反应是否达平衡状态，D不符合题意； 故选B。 4．B 【解析】A．当1mol M(g)和2mol N(g)完全反应生成2mol X(g)和1mol Y(s)时才能放热a kJ，A错误； B．化学平衡时，混合气体的密度不再发生变化，B正确； C．起始时M和N的物质的量未知，反应进行的程度未知，故平衡时N和Y的物质的量之比不一定为2：1，C错误； D．化学平衡时，正、逆反应速率相等，M的正反应速率与X的逆反应速率之比应等于化学计量数之比为1：2，D错误； 故选B。 5．A 勒夏特列原理认为：如果改变影响平衡的条件之一，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。勒夏特列原理适用范围为可逆反应。 【解析】A．，因反应前后气体计量数之和不变，增大压强，平衡不移动，但因总体积减小，碘的浓度增大，导致气体颜色加深，不可用勒夏特列原理解释，故A可选； B．溶液中存在二氧化碳的溶解平衡，打开啤酒瓶，压强减小，二氧化碳逸出，可用勒夏特列原理来解释，故B不选； C．实验室制氯气时存在平衡：，氯离子增加，平衡逆向移动，减少氯气的消耗，可用勒夏特列原理来解释，故C不选； D．反应前后气体计量数之和减小，增大压强，平衡正向移动，所以选择高压条件有利于合成氨，可用勒夏特列原理来解释，故D不选； 故答案选A。 6．D 【解析】A．吸热反应不一定再加热条件下才能发生，例如氢氧化钡与氯化铵晶体的反应为吸热反应，但不需要加热即可发生，A错误； B．升高温度，活化分子变多，可逆反应的正逆反应速率都增大，B错误； C．恒容下充入稀有气体，反应物的浓度没有变，分子间有效碰撞的频率不变，C错误； D．其他条件不变，X(g)+Y(g)Z(g)的投料比越大，相当于Y不变，增加X的量，平衡正向移动，Y的转化率增大，D正确； 综上所述答案为D。 7．A 【解析】A．反应为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，有利于和反应生成，能用勒夏特列原理来解释，A符合题意； B．粉碎后，加大接触面积，加快发应速率，不能用勒夏特列原理解释，B不符合题意； C．该反应反应前后气体体积不变，所以压强不影响化学平衡的移动，增大平衡体系的压强气体的体积减小，碘的浓度增大，颜色变深，不能用勒夏特列原理解释，C不符合题意； D．合成氨反应为放热反应，升高温度不利用平衡向正方向移动，温度设置为400~500℃是为了加快反应速率且此时催化剂活性最大，不能用勒夏特列原理解释，D不符合题意； 故选A。 8．D 【解析】A．加入催化剂，正逆反应速率均增加，且平衡不移动，故A错误； B．维持温度不变，t1时充入一定量He，反应物和生成物的浓度都不变，正逆反应速率都不变，故B错误； C．维持温度，体积不变，t1时充入SO3，此时逆反应速率增大，正反应速率不变，故C错误； D．维持温度、压强不变，t1时充入SO3，该时刻逆反应速率增大，而且体积增大导致正反应速率减小，故D正确； 故选D。 9．D 【解析】A．溶液和溶液反应的化学方程式为：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O，向盛有酸性溶液的甲、乙两支试管中分别加入和溶液，是过量的，溶液中颜色不会完全褪去，无法判断反应速率大小，A错误； B．将灼热的木炭投入浓硝酸中，有红棕色气体NO2产生，而浓硝酸分解也能产生NO2，该现象不能证明浓硝酸能氧化木炭，B错误； C．白葡萄酒中的乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，该实验不能证明葡萄酒中含，C错误； D．取少量菠菜叶研磨后加水搅拌，静置，取上层清液于试管中，加入氯水，再滴加KSCN溶液，溶液变红，说明菠菜叶中含有Fe3+或Fe2+，D正确； 故选D。 10．A 【解析】A．干燥集气瓶中同时通入氨气和氯气，若有白烟产生，表明发生反应8NH3+3Cl2= 6NH4Cl+N2，从而证明NH3具有还原性，A正确； B．待测样品溶于蒸馏水，加入稀硝酸酸化的BaCl2溶液，不管Na2SO3样品是否变质，都能生成BaSO4沉淀，B不正确； C．不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL5%H2O2溶液，虽然反应速率不同，但看不到实验现象，无法确定浓度对化学反应速率的影响，C不正确； D．因为乙醇和水都能与钠反应生成氢气，所以往乙醇中加入一小粒金属钠，不管是否有水存在，都有氢气产生，则无法判断乙醇中是否有水，D不正确； 故选A。 11．A 【解析】A．图①到图③为氮气和氢气中的化学键断裂的过程，图⑤到图③为氨气中化学键的断裂的过程，故图①到图③的活化能减去图⑤到图③的活化能就是合成氨反应的反应热，A正确； B．该反应过程为氮气和氢气反应生成氨气，反应过程中只有非极性键的断裂和极性键的形成，B错误； C．当温度、体积一定时，在原料气中添加少量惰性气体不影响各组分的浓度，因此不影响平衡，不能提高平衡转化率，C错误； D．合成氨的反应是气体总体积减小的放热反应，故高压是为了提高反应物的平衡转化率，但高温不是为了提高转化率，D错误； 故选A。 12．D 【解析】A．该反应是正反应方向气体体积增大的反应，加压平衡左移，的平衡转化率降低，故A错误； B．根据反应方程式，该反应的平衡常数表达式应为，故B错误； C．分离出NO(g)，生成物浓度减小，v(正)不变，v(逆)减小，v(正)大于v(逆)，平衡向正反应方向移动，故C错误； D．根据反应可知，平衡时12mol N-H断裂的同时有12mol O-H断裂，即1mol N-H断裂的同时有1mol O-H断裂，说明反应到达该条件下的平衡状态，故D正确； 答案选D。 13．B 【解析】依题意得，平衡时c(C)=4mol/L，C分解生成的D的浓度为0.5mol/L，A分解生成的C的浓度为4mol/L+2×0.5mol/L=5mol/L，故A分解生成的B的浓度为5mol/L，所以反应①的平衡常数k=c（B）c（C）=5×4=20。答案选B。 14．C 【解析】A．T1时0-l0min n(CH4)的变化量是0.15mol，n(NO2)的变化量是0.3mol，所以T1时0-l0minNO2的平均反应速率为0.03mol/(L·min) ，故A错误； B．反应达平衡时，CH4转化率 、NO2转化率，故B错误； C．温度为T2时反应快，所以温度T2>Tl，故C正确； D．反应可逆，所以参加反应的CH4小于0.5mol，反应达到平衡时，吸收或放出热量小于a/2kJ，故D错误； 答案选C。 【点睛】温度越高反应速率越快，温度为T1时0-l0min n(CH4)减少0.15mol，温度为T2时0-l0min n(CH4)减少0.2mol，所以温度为T2时反应快，T2温度高。 15．A 【解析】A. 若通入氢气,平衡向着正向移动,但平衡时c(H2)增大，故A错误； B. 由于平衡向着正向移动,且逆反应速率逐渐增大，则平衡状态Ⅱ时的c(NH3)一定大，故B正确； C. 平衡常数与温度有关，温度不变，则两个平衡状态下的平衡常数K不变，故C正确； D. 根据图象可知,平衡状态Ⅱ时的v(正)、V(逆)都一定增大，故D正确； 故选A。 【点睛】根据图象可知，在平衡状态Ⅰ的基础上改变条件的瞬间，逆反应速率不变、正反应速率增大，平衡向着正向移动，说明是增大了反应物浓度，可以通入N2或H2，也可以是N2和H2的混合物，据此进行解答。 16． ＞ 加入催化剂 2L 0.65a (1)先计算出第三个反应方程的平衡常数，再计算该时刻的浓度商并与平衡常数比较。 (2)根据图象分析说明平衡未移动；根据反应是等体积反应，因此压强增大，平衡不移动，物质的量不变，计算容器体积。 (3)先根据体积之比等于物质的量之比计算B容器中的物质的量，再计算转化率，再根据等压容器等效平衡原理计算两个容器中物质放在一起时平衡后的总物质的量，再计算容器体积。 【解析】(1)若500℃时三个反应的平衡常数依次为K1、K2、K3，已知500℃时K1、K2的值分别为2.5、1.0，反应③是反应①加上反应②，则K3=K1∙K2=2.5，并测得该温度下反应③在某时刻，H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol/L)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，该时刻的浓度商，则此时＞，故答案为：＞。 (2)当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时，反应速率加快，浓度未变，说明平衡未移动，因此改变的条件是加催化剂。当通过改变压强使曲线Ⅰ变为曲线III时，由于反应是等体积反应，因此压强增大，平衡不移动，物质的量不变，容器体积减小，浓度变大，由原来的3 mol∙L−1变为4.5 mol∙L−1，则体积由原来的3L变为曲线III达到平衡时容器的体积为；故答案为：加催化剂；2L。 (3)在另一温度下按反应③合成甲醇的反应，如图关闭K，向A容器中充入1molCO2和4molH2，向B容器中充入1.2mol CO2和4.8mol H2，两容器分别发生上述反应。已知起始时容器A和B的体积均为aL，反应达到平衡时容器B的体积为0.9aL，根据体积之比等于物质的量之比，则，所以此时B的物质的量为5.4mol，，(1.2－a) mol+(4.8－3a)mol +amol+amol = 5.4mol，解得a=0.3mol，则CO2转化率为，此时维持其他条件不变，若打开K一段时间后重新达到平衡，和原B容器是等效平衡，转化率和原来相同也为25%，此时整个容器中有2.2molCO2和8.8molH2，，因此容器中物质的量为1.65mol+7.15mol+0.55mol+0.55mol=9.9mol，因此总的体积为，因此B的体积为1.65aL－aL=0.65aL；故答案为：0.65a。 【点睛】化学平衡及平衡移动是常考题型，主要考查化学平衡常数、浓度商计算、平衡移动原理、等效平衡的计算。 17．(1) 4NH3+5O24NO+6H2O (2)较常温，480℃时合成氨反应速率较快，且催化剂在该温度下催化效能最佳 (3) I Fe > 不变 【解析】（1）氨气为共价化合物，电子式为，氨气催化氧化生成一氧化氮气体和水，故化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O； （2）合成氨反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1，该反应的正反应是放热反应，在工业生产中温度常控制在480°C，而非常温下进行。这是由于相对于常温下，480℃时温度高，合成氨反应速率较快，且催化剂在该温度下催化效能最佳，有利于氨气的合成； （3）①合成氨反应的速率快慢主要取决于慢反应。根据已知条件可知反应I是慢反应，故合成氨反应的速率快慢主要取决于反应I； ②合成氨反应的催化剂是铁触媒，即使用Fe作催化剂合成氨气； ③反应的活化能越大，发生反应需消耗的能量就越高，该反应就越不容易发生。由于反应I是慢反应，反应II是快反应，所以反应活化能：I＞II； ④使用催化剂只能降低反应的活化能，但不能改变反应物、生成物的能量，因此使用催化剂前后，合成氨反应的反应热ΔH不变。 18． 2   1   2   2   SO42-   4H+ CaCO3与反应体系中的H+反应，降低c (H+)，同时生成的Ca2+与SO42-反应生成CaSO4，降低c (SO42-)，有利于上述反应向右进行，从而提高SO2脱除率 c(SO42-)过高时，以反应II平衡向逆反应方向移动为主，降低NO2去除率 2 NO + 3 H2O2 == 2 NO3- + 2H+ + 2 H2O 滴定管 （1）根据得失电子守恒配平化学方程式即可； （2）可从化学平衡的角度去分析问题； （3）根据相关化学方程式完成计算即可。 【解析】（1）配平该化学方程式为：2MnO4-+SO2+2H2O=2MnO42-+SO42-+4H+；CaCO3与反应体系中的H+反应，降低c(H+)，同时生成的Ca2+与SO42-反应生成CaSO4，降低c(SO42-)，有利于上述反应向右进行，从而提高SO2脱除率； （2）Na2SO4的质量较多，使得c(SO42-)过高，以反应II平衡向逆反应方向移动为主，降低NO2去除率； （3）①该离子方程式为：2NO+3H2O2=2NO3-+2H+ +2H2O； ②滴定过程中主要使用的玻璃仪器有滴定管和锥形瓶等； ③ ，n(Fe2+)2=5c2V2×10-3mol， 则n(Fe2+)1= n(Fe2+)- n(Fe2+)2=c1V1×10-3mol-5c2V2×10-3mol=(c1V1-5c2V2)×10-3mol， ，n(NO3-)1=， 根据N元素守恒，可得V L气体中NO2的物质的量为，即NO2的含量为：=mg·m-3。 19．(1)0.12mol/(L·s) (2)1 (3)80% (4)①③ (5) I2+2＝2I-+ 催化剂 (6) 8、4、2 其它条件不变，增大氢离子（或硫酸）浓度可以加快反应速率 【解析】（1）10s末，生成，根据方程式可知同时消耗2.4mol M，则前10s内用M表示的化学反应速率为＝0.12mol/(L·s)； （2）10s末，生成，测得Q的浓度为0.4mol/L，Q的物质的量是0.4mol/L×2L＝0.8mol，根据变化量之比是化学计量数之比可知化学方程式中x值为1。 （3）消耗L的物质的量是1.6mol，所以L的转化率是×100%＝80%。 （4）①正反应体积减小，体系内压强不再改变说明反应达到平衡状态； ②反应前后气体的质量和容器容积均是不变的，因此密度始终不变，所以容器内气体的密度不再改变不能说明反应达到平衡状态； ③正反应体积减小，反应前后气体的质量不变，所以混合气体的平均相对分子质量是变量，因此混合气体的平均相对分子质量不再改变说明反应达到平衡状态；     ④说明正逆反应速率不相等，没有达到平衡状态； ⑤不能说明正逆反应速率是否相等，不一定处于平衡状态； 答案选①③； （5）该该“碘钟实验”的总反应为，反应分A、B两步进行，反应A为，则反应B为：I2氧化生成和I-，则反应B为I2+2＝2I-+；I-是反应A的反应物、反应B的生成物，应该是反应过程中的催化剂， （6）①根据控制变量法可知，只改变一个反应条件，其它条件相同，依据表格数据可知，实验Ⅲ跟实验Ⅱ比硫酸体积减少，其它条件都相同，并且混合后总体积也要相同，所以实验Ⅲ中x、y所对应的数值分别是：8、4，z=21-5-2-8-4=2，故答案为：8、4、2； ②对比实验Ⅱ、实验Ⅲ可知，在其它条件不变时，溶液酸性越强，氢离子浓度越大，化学反应速率越快，即增大氢离子浓度可以加快反应速率。 20． 变大 40% 1.2 ad bc 【解析】(1)化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时，各种生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之积的比，则反应的CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)的化学平衡常数表达式为K=； (2)根据热化学方程式可知：该反应的正反应是吸热反应。平衡时升高温度，化学平衡正向移动，导致该反应的化学平衡常数会变大； (3)在一定条件下，向容积为2 L的恒容密闭容器中充入1 mol CH3OH(g)和3 mol H2O(g)， 发生反应：CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)  △H=+49.4 kJ/mol，表示1 mol CH3OH完全反应，会吸收热量49.4 kJ，实验测得，达到平衡状态时，吸收热量19.76 kJ，则反应的CH3OH的物质的量n(CH3OH)==0.4 mol，则该条件下CH3OH的平衡转化率为=40%； 反应前混合气体总物质的量n(前)=1 mol+3 mol=4 mol，由于反应的甲醇的物质的量是0.4 mol，根据物质反应转化关系可知平衡时n(CH3OH)=0.6 mol，n(H2O)=(3-0.4)mol=2.6 mol，n(CO2)=0.4 mol，n(H2)=1.2 mol，混合气体总物质的量n(总)=n(CH3OH)+n(H2O)+n(CO2)+n(H2)=0.6 mol+2.6 mol+0.4 mol+1.2 mol=4.8 mol，在容积不变时，气体的物质的量的比等于压强之比，则反应达到平衡时与反应前的压强之比为4.8 mol：4 mol=1.2； (4) a．在任何时刻都存在v正(CH3OH)=v正(CO2)，若v正(CH3OH)=v逆(CO2)，则v正(CO2)= v逆(CO2)，反应处于平衡状态，a符合题意； b．容器的容积不变，混合气体质量不变，则任何时刻都存在混合气体的密度不变，因此不能据此判断反应是否处于平衡状态，b不符合题意； c．加入 CH3OH、H2O 的物质的量的比是1：3，消耗的物质的量的比是1：1，因此在任何情况下二者的浓度都不可能相等，因此不能根据c(CH3OH)=c(H2O)判断平衡状态，c不符合题意； d．该反应的正反应是气体体积增大的反应，若混合气体的总物质的量不变，说明反应处于平衡状态，d符合题意； 故合理选项是ad； (5)若将体积压缩为原来的一半，反应混合物中任何物质的浓度都增大，导致正反应速率和逆反应速率都增大。缩小容器的容积导致体系的压强增大，气体系数大的一方物质的浓度增大得多。由于该反应的正反应是气体体积增大的反应，则增大速率后，逆反应速率比正反应速率大，即正反应速率小于逆反应速率，所以化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动，故合理选项是bc。 21． KJ/mol AD > 正向 【解析】Ⅰ.(1)根据盖斯定律：②×2-①-③得：；根据平衡常数的定义，平衡常数表达式。故答案为：KJ/mol； (2)由于该反应是气体体积减小的放热反应， A．增大容器压强平衡正向移动，NO转化率增大，A正确； B．升高温度平衡逆向移动，NO转化率减小，B错误； C．使用优质催化剂不改变平衡，C错误； D．增大CO的浓度，可以提高NO的转化率，D正确。故答案为：AD Ⅱ.根据盖斯定律：上述已知反应②-③得： ； (1)利用表格数据：0~5 min内，以表示的该反应速率 所以以表示的该反应速率； 通过分析知10 min后浓度不再改变，处于平衡状态，分析浓度改变如下： 平衡常数。故答案为：0.042； (2)第15 min后，温度调整到，从表格查得NO减少，增加，平衡正向移动，由于正反应为放热反应，改变条件为降温，则。故答案为：> (3)若30 min时，保持不变，此时由30min时平衡浓度可得时平衡常数，加入混合物后反应混合物各物质浓度增加，所以此时的浓度熵为，则此时反应正向移动。故答案为：正向。 22．(1)b (2)CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)   (3)c (4) 反应ii ，化学平衡常数； (5)Al – 3e－ = Al3+ (6)6CO2 + 6= 3+ 6O2 (7)6 mol 【解析】（1）根据图象可知，在恒压条件下，温度为850℃~900℃时，CO和H2的产率相对较高，而温度再升高时，产率几乎不变，因此，生成合成气中优选的温度范围850℃~900℃，答案选b； （2）根据盖斯定律求CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)反应的反应热，反应i-反应ⅱ即可得到该反应， ，故热化学反应方程式为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ； （3）a．升高温度能使反应i的反应速率增大，但该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，a错误； b．反应ii为反应前后气体分子总数不变的反应，增大压强平衡不发生移动，不能提高反应ii中CO2的转化率，b错误； c．反应i是放热反应，且气体分子总数减少，所以低温、高压有利于平衡正移，有利于CO2催化加氢制取CH3OH，c正确； 答案选c； （4）由图可知，350℃、2MPa时，甲醇的选择性接近0，说明几乎没有甲醇生成，发生的反应主要为反应ii； 此条件下，amol/LCO2和amol/LH2在恒容、密闭容器中充分反应达到平衡，CO2的平衡转化率为30%，则由三段式分析，，化学平衡常数； （5）根据该电池装置图电极材料判断铝电极为负极，电池的负极反应式为Al – 3e－ = Al3+； （6）正极总反应式2CO2+2e－=，过程分两步，其中O2起催化作用，催化剂在反应前后性质和质量保持不变，所以，总反应-①=②，反应②的离子方程式为6CO2 + 6= 3+ 6O2； （7）电池反应生成1molAl2(C2O4)3说明有2mol Al参加反应，转移电子为6mol。 23．(1)B (2) F 2.25() (3) II CO2作为稀释气，降低乙苯分压并消耗H2，促进乙苯脱氢反应平衡向正反应方向移动，进而提高乙苯平衡转化率 0.04 (4)C6H5- C2H3-40e- + 16H2O=8CO2↑+4OH+ 【解析】（1）a．EB(g) = ST(g)+H2(g) △H1 b．CO2(g)+H2(g) = CO(g)+H2O(g) △H2= +41.2 kJ·mol−1 c．EB(g)+CO2(g) = ST(g)+CO(g)+H2O(g) △H3= +158.8 kJ·mol−1 根据盖斯定律c-b得，EB(g) = ST(g)+H2(g) △H1=+117.6 kJ/mol，正反应为吸热反应，正反应气体物质的量增大，减小压强、升高温度平衡正向移动，为提高EB平衡转化率应选择的反应条件为高温、低压，选B； （2）B、E、F投料比不同但转化率相同，且F点CO2和H2初始投料比最大，说明F点的温度最高，则k逆最大的是F； 达到平衡状态E点，CO2转化率刚好达到50%，设初始投料CO2和H2均为1 mol，列三段式： 此时； 当CO2转化率达到40%时， 2.25； （3）①投料仅EB或EB和N2时，只发生反应a；当n(EB) ： n(N2)=1：10时，由于总压强不变，所以EB的分压减小，相当于减小压强，反应a的平衡正向移动，EB的转化率增大，所以曲线II表示原料气配比为n(EB)：n(N2)=1：10； ②CO2作为稀释气，降低反应a分压并消耗H2，促进乙苯脱氢反应平衡向正反应方向移动，进而提高乙苯平衡转化率； ③A点EB的转化率为80%，初始投料为n(EB)：n(CO2)=1：10，p0=0.1MPa，设初始投料为1 mol EB和10 mol CO2，则Δn(EB)=1 mol ×80%=0. 8 mol，平衡时n(EB)=0.2 mol，根据反应a、c可知生成的ST为0.8 mol，根据反应a、c可知，每消耗1 mol EB，气体总物质的量增加1 mol，平衡时Δn(EB)=0. 8 mol，所以气体总的物质的量为1 mol+10 mol+0. 8 mol=11.8 mol，H2的物质的量分数为0. 01，其物质的量为11.8 mol×0.01=0.118 mol，平衡时EB、ST、H2的物质的量分别为0.2 mol、0. 8 mol、0. 118 mol，恒压在0.1MPa，所以=； （4）据图可知石墨电极a上ST转化为CO2，C元素化合价升高被氧化，所以为阳极，根据电子守恒、元素守恒可得电极反应为C6H5- C2H3-40e- + 16H2O=8CO2↑+4OH+。 学科网（北京）股份有限公司 $$