第2章 阶段重点突破(一)-【优化探究】2025-2026学年高中化学选择性必修1同步导学案配套课件 人教版（2019）单选

阶段重点突破(一) 优化探究 第二章　化学反应速率与化学平衡 2 3 4 5 1 1.在一容积可变的密闭容器中加入一定量的X、Y,发生如下反应: mX(g)⥫⥬nY(g)　ΔH=Q kJ·mol-1。反应达到平衡时,Y的物质的量浓度与温度(T)、容器体积(V)的关系如表所示: V/L c (Y)/(mol·L-1) T/℃ 1 2 4 100 1.00 0.75 0.53 200 1.20 0.90 0.63 300 1.30 1.00 0.70 2 3 4 5 1 下列说法正确的是(　　) A.m>n B.温度不变,压强增大(缩小容器体积),Y的质量分数减小 C.Q<0 D.体积不变,温度升高,平衡向逆反应方向移动 B 容器体积增大一倍,若平衡不移动,则c(Y)应减小为原来的,但由表中数据可知,c(Y)比原来的要大,即减小压强平衡正向移动,故m<n,A项错误;温度不变,压强增大,相当于缩小容器体积,平衡逆向移动,Y的质量分数减小,B项正确;其他条件一定时,温度升高,c(Y)增大,平衡向正反应方向移动,所以Q>0,C、D项错误。 2 3 4 5 1 2.(c⁃t图像)(2024·北师大实验中学9月测试)已知NO2与N2O4之间相互转 化:2NO2(g)⥫⥬N2O4(g)　ΔH=-24.4 kJ/mol,在恒温下,将一定量NO2和N2O4的混合气体充入体积为2 L的密闭容器中,其中NO2、N2O4的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法错误的是(　　) 2 3 4 5 1 A.a点时反应正在逆向进行 B.b点的正反应速率等于逆反应速率 C.25 min时,导致平衡移动的原因是通过改变体积减小压强或降低温度 D.反应进行到10 min时,体系吸收的热量为9.76 kJ 答案:C 2 3 4 5 1 由图可知,在0~10 min内,NO2的物质的量浓度逐渐增大,N2O4的物质的量浓度逐渐减小,反应逆向进行,则a点时反应正在逆向进行,A正确;b点时,NO2的物质的量浓度保持不变,说明反应达到平衡状态,则b点的正反应速率等于逆反应速率,B正确;25 min时,改变条件后,NO2的物质的量浓度逐渐减小,N2O4的物质的量浓度逐渐增大,平衡正向移动,通过改变体积而减小压强时,平衡逆向移动,且NO2和N2O4的物质的量浓度会瞬间减小,与图像中NO2、N2O4的物质的量浓度变化不符,C错误;反应进行到10 min时,N2O4的物质的量浓度减小了0.2 mol/L,则消耗N2O4的物质的量为0.2 mol/L×2 L=0.4 mol,体系吸收的热量为0.4 mol×24.4 kJ/mol=9.76 kJ,D正确。 2 3 4 5 1 3.(v⁃t图像)(2024·河北石家庄9月开学考)恒温密闭容器中发生可逆反应: Z(?)+W(?)⥫⥬X(g)+Y(?)　ΔH,在t1时刻反应达到平衡状态,在t2时刻缩小容器容积,t3时刻反应再次达到平衡状态后不再改变反应条件。下列有关说法不正确的是(　　) 2 3 4 5 1 A.该条件下,Z和W都不可能为气体 B.t1~t2时间段与t3时刻后,两时间段内反应体系中气体的平均摩尔质量可能相等 C.若该反应ΔH<0,则该反应的平衡常数K随温度升高而减小 D.若在该温度下此反应的平衡常数表达式为K=c(X),则t1~t2时间段与t3时刻后的c(X)不相等 答案:D 2 3 4 5 1 根据图像可知,正反应速率不随反应时间和压强的改变而改变,故Z和W都不是气体,A正确;X是气体,结合图像可知,Y可能不是气体,也可能是气体,若Y不是气体,气体产物只有X,反应过程中气体的平均摩尔质量始终不变,则t1~t2时间段与t3时刻后,两时间段内反应体系中气体的平均摩尔质量可能相等,B正确;若该反应ΔH<0,则该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,则该反应的平衡常数减小,C正确;由于化学平衡常数只与温度有关,该温度下此反应的平衡常数表达式为K=c(X),则c(X)是定值,则t1~t2时间段与t3时刻后的c(X)相等,D错误。 2 3 4 5 1 4.(2024·河北邯郸9月开学考)在密闭容器中,充入一定量的N2(g)和H2(g),发生反应N2(g)+3H2(g)⥫⥬2NH3(g),已知在相同的反应时间内,NH3的体积分数和反应温度的变化关系如图所示,下列说法正确的是(　　) A.该反应为吸热反应 B.平衡常数K:D点<E点 C.C点时,H2的转化率最高 D.A、B、C、D、E五点对应的反应都达到了平衡状态 2 3 4 5 1 C 根据图像可知,当温度低于T3时,随着温度升高,φ(NH3)增大,而温度高于T3时,随着温度升高,φ(NH3)减小,说明C点后反应均处于平衡状态。反应达到平衡后,随着温度升高,NH3的体积分数减小,平衡逆向移动,则该反应为放热反应,A错误;平衡常数K只与温度有关,该反应是放热反应,D点对应温度小于E点对应温度,故平衡常数K:D点>E点,B错误;C点时NH3的体积分数最大,则此时H2的转化率最高,C正确;AC段反应尚未达到平衡状态,C点时反应达到平衡状态,CE段反应处于平衡状态,D错误。 2 3 4 5 1 5.(2023·辽宁沈阳模拟,改编)我国力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。CO2的综合利用是实现碳中和的措施之一。 (1)生产尿素 ①尿素的合成分两步进行 ⅰ.2NH3(g)+CO2(g)⥫⥬NH2COONH4(l)　ΔH1=-117 kJ·mol-1 ⅱ.NH2COONH4(l)⥫⥬CO(NH2)2(l)+H2O(l)　ΔH2=+15 kJ·mol-1 则总反应2NH3(g)+CO2(g)⥫⥬CO(NH2)2(l)+H2O(l)的ΔH=　　kJ·mol-1。  2 3 4 5 1 -102 ②如图1所示为n(NH3)∶n(CO2)=4∶1时,温度对CO2的平衡转化率的影响。解释温度升高时,CO2的平衡转化率增大的原因:________________ _________________________________________________________________________________________________________。  2 3 4 5 1 升高温度,反应ⅱ平衡正向移动,则反应ⅱ中NH2COONH4的物质的量减小,促使反应ⅰ平衡正向移动(向生成NH2COONH4的方向移动) (1)①由盖斯定律可得,总反应=反应ⅰ+反应ⅱ,故ΔH=ΔH1+ΔH2=-117 kJ·mol-1+(+15 kJ·mol-1)=-102 kJ·mol-1;②ΔH2>0,升高温度,反应ⅱ平衡正向移动,则反应ⅱ中NH2COONH4的物质的量减小,为了补充消耗的NH2COONH4的量,促使反应ⅰ平衡正向移动(向生成NH2COONH4的方向移动),故CO2的平衡转化率增大。 2 3 4 5 1 (2)已知制备甲醇的反应ⅲ为CO2(g)+3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH3<0。 850 ℃时,反应ⅲ:CO2(g)+3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)+H2O(g)的平衡常数K=160,在密闭容器中进行该反应,开始时只充入CO2、H2,反应10 min后测得各组分的浓度如表所示。比较正、逆反应速率的大小:v正　　　　(填“>”“<”或“=”)v逆。  2 3 4 5 1 物质 H2 CO2 CH3OH H2O 浓度/(mol·L-1) 0.2 0.2 0.4 0.4 > (2)根据题表数据可知,10 min时反应CO2(g)+3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)+H2O(g)的浓度商Q==100<K=160,反应未达到平衡,且该反应向正反应方向进行,所以v正>v逆。 2 3 4 5 1 (3)一定温度下,向容积为2 L的恒容密闭容器中充入4 mol CO(g)和4 mol N2O(g)发生反应ⅳ:CO(g)+N2O(g)⥫⥬CO2(g)+N2(g),测得CO(g)和CO2(g)的物质的量随时间的变化关系如图2所示。 2 3 4 5 1 ①从反应开始至达到平衡时,以CO2表示的平均化学反应速率(CO2)= 　　　　mol·L-1·min-1。  ②若该反应的正、逆反应速率可分别表示为v正=k正·c(CO)·c(N2O)、v逆= k逆·c(CO2)·c(N2),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,A、B两点对应的v正(A)∶v正(B)=　　　　。  ③若平衡时总压强为p kPa,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=　　　　(已知:分压=总压×气体的体积分数)。  2 3 4 5 1 0.02 25∶4 16 (3)①根据题图2可知,反应达到平衡时,(CO2)===0.02 mol· L-1·min-1;②根据起始时充入等物质的量的CO和N2O,结合各物质的化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比可得, ====;③根据题图2可知,反应ⅳ达到平衡时,CO2、CO的物质的量分别为3.2 mol、0.8 mol,列三段式: 2 3 4 5 1 　　　　　　 CO(g)+N2O(g)⥫⥬CO2(g)+N2(g) 起始量/mol 4 4 0 0 转化量/mol 3.2 3.2 3.2 3.2 平衡量/mol 0.8 0.8 3.2 3.2 根据平衡时体系总压强为p kPa,气体的总物质的量为8 mol,则Kp==16。 2 3 4 5 1 (4)我国学者研究发现,在单原子Cu/ZrO2催化时,随时间的变化关系如图3所示,反应ⅲ的反应历程如下。 第一步　CO2+H2―→HCOO*+H* 第二步　HCOO*+2H2―→CH3O*+H2O 第三步　CH3O*+H*―→CH3OH 2 3 4 5 1 下列说法正确的是　　　　(填字母)。  A.任何温度下,反应ⅲ均可自发进行 B.升高温度时,三步反应速率均增大 C.用不同催化剂催化反应可以改变反应历程,提高平衡转化率 D.反应历程中,第二步反应的活化能最高,是反应的决速步骤 2 3 4 5 1 BD (4)根据(2)中信息知,反应ⅲ的ΔH3<0,且该反应为反应前后气体分子数减小的反应(ΔS<0),ΔG=ΔH-TΔS<0时反应可自发进行,故在低温下反应ⅲ可自发进行,A错误;升高温度,三步反应速率均增大,B正确;用不同催化剂催化反应可以改变反应历程,但不影响平衡移动,不能提高平衡转化率,C错误;根据题图3可知,HCOO*与CH3O*的物质的量之比随反应时间的延长逐渐增大,则第一步反应生成HCOO*的速率比第二步反应消耗HCOO*的速率大,第二步生成CH3O*的速率比第三步消耗CH3O*的速率小,故第二步的反应速率最小,则反应历程中,第二步反应的活化能最高,是反应的决速步骤,D正确。 2 3 4 5 1 $$