第二章 化学反应速率与化学平衡 测试题 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第二章 化学反应速率与化学平衡测试题 一、选择题 1．下列说法中错误的是 A．凡是放热反应而且熵增加的反应，就更易自发进行 B．对于同一物质在不同状态时的熵值是：气态>液态>固态 C．平衡常数K值越大，则可逆反应进行越完全，反应物的转化率越大 D．凡是能量达到活化能的分子发生的碰撞均为有效碰撞 2．密闭容器中加入HBr，一定条件下发生反应：，随反应时间的变化如曲线①所示，分别改变一个条件，得到曲线②和③，下列说法正确的是 A．该反应正反应为放热反应 B．曲线①，0~50min用表示的平均反应速率为 C．曲线②，可能使用了催化剂或压缩容器体积 D．曲线③，达到平衡后，容器内各物质的浓度分别增加，平衡正向移动 3．Bodensteins研究表明，反应在温度为T ℃时，体积为1 L的密闭容器中，气体混合物中HI的物质的量分数与反应时间t的关系如表所示： 起始物质 t/min 0 20 40 60 80 100 1 mol HI /% 100 91 84 81 80 80 该反应的正反应速率，逆反应速率，、为速率常数，则的值为 A． B．64 C． D．8 4．某多孔材料孔径大小和形状恰好将固定，能高选择性吸附。废气中的被吸附后，经处理能全部转化为。原理示意图如下。 下列说法正确的是 A．由转化为的反应是一个熵增的反应 B．若反应能自发，则说明该反应为放热反应 C．催化剂能加快反应速率，且能提高的平衡转化率 D．每获得时，消耗的的体积为 5．下列事实能说明影响化学反应速率的决定性因素是反应物本身性质的是 A．大小、形状相同的镁片、铁片，前者与盐酸反应放出H2的速率比后者大 B．Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快 C．N2与O2在常温、常压下不反应，放电时可反应 D．Cu与浓硫酸能反应，而不与稀硫酸反应 6．煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。现将物质的量均为和充入2L密闭容器中，发生如下反应：。下列说法正确的是 温度/℃ 400 500 800 平衡常数/K 9.94 9 1 A．该反应的正反应方向是吸热反应 B．若在500℃时进行，CO的平衡转化率为75% C．保持800℃不变，某一体积为1L的密闭容器中加入该反应中四种物质各2mol，则此时反应向正向进行 D．将该反应置于恒容绝热条件下，更利于氢气产率的提高 7．对于在一定条件下的可逆反应：，下列说法中正确的是 A．、、同时存在 B．反应只能向正方向进行 C．的物质的量浓度为零 D．正反应速率和逆反应速率都等于零 8．在溶液中用光照射Cu−PHI催化剂产生光电子和空穴h+，可以在常温常压下使甲烷转化为甲醇和氢气，其部分反应机理如图所示。下列说法错误的是 A．空穴h+参与发生的反应为2H2O＋ 2h＋＝H2O2＋2H＋ B．光电子参与发生的反应为2H＋＋2e－＝H2 C．反应过程中水作还原剂 D．该反应的化学方程式为CH4＋H2O CH3OH＋H2 9．将与晶体混合后搅拌，会闻到刺激性气味且体系温度降低。下列对该反应的说法不正确的是 A．该反应的熵变明显增大 B．该反应的 C．该反应在理论上可以设计成原电池 D．该反应在常温下能自发进行 10．下列有关化学反应自发性的叙述错误的是 A． 高温可以自发 B． 高温可以自发 C． 低温可以自发 D． 任何温度下可以自发 11．由下列实验操作及现象能得出相应结论的是 实验操作 现象 结论 A 将1-溴丁烷与氢氧化钠的乙醇溶液共热，将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中 酸性高锰酸钾溶液褪色 可证明产生的气体中有烯烃 B 在物质X柱面上滴一滴熔化的石蜡，用一根红热的铁针刺中凝固的石蜡 石蜡熔化呈椭圆形 说明物质X为非晶体 C 将2 mL 0.5 mol/L的溶液加热 溶液变为黄色 (黄色)。正反应方向为放热反应 D 分别向盛有溶液和溶液的试管中加入NaOH溶液至过量 前者出现白色沉淀：后者先出现白色沉淀，后沉淀溶解 金属性：Mg>Al A．A B．B C．C D．D 12．反应在一定体积的密闭容器中进行。下列说法正确的是 A．升高温度能减慢反应速率 B．减小浓度能加快反应速率 C．缩小反应容器的体积能加快反应速率 D．达到化学平衡状态时，全部转化为 13．相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是 A． B．(s，金刚石)(s，石墨) C． D． 14．三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、CxHy、NOx三种成分的净化，其催化剂表面物质转化的关系如图1所示，化合物X可借助傅里叶红外光谱图(如图2所示)确定。下列说法正确的是 A．在转化过程中，氮元素均被还原 B．X的化学式为Ba(NO3)2 C．还原过程中每生成1molN2分子，转移5mol电子 D．依据图示判断催化剂不参与储存和还原过程 15．已知某可逆反应：mA(g)+nB(g) pC(g) ΔH在密闭容器中进行，如图所示，反应在不同时间t、温度T和压强p与反应物B在混合气体中的百分含量(B%)的关系曲线，由曲线分析下列判断正确的是 A．T1>T2，p1>p2，m+n<p，ΔH>0 B．T1>T2，p1>p2，m+n>p，ΔH>0 C．T1<T2，p1<p2，m+n<p，ΔH<0 D．T1<T2，p1<p2，m+n>p，ΔH<0 二、填空题 16．根据化学反应速率和化学反应限度的知识回答下列问题： Ⅰ．某温度时，在2 L容器中发生A、B两种物质间的转化反应，A、B物质的量随时间变化的曲线如图所示： (1)该反应的化学方程式为_______。 (2)反应开始至4 min时，A的平均反应速率为_______。 (3)4 min时，反应是否达平衡状态？_______(填“是”或“否”)，8 min时，v正_______(填“>”“<”或“=”)v逆。 Ⅱ．氢气是合成氨的重要原料，合成氨反应的化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，该反应为放热反应，且每生成2 mol NH3，放出92.4 kJ的热量。当合成氨反应达到平衡后，改变某一外界条件(不改变N2、H2和NH3的量)，反应速率与时间的关系如图所示。图中表示反应处于化学平衡状态的时间段(t1时刻后)为_______。 (2)在一定温度下，向一个容积为1 L的容器中通入2 mol氮气和8 mol氢气及固体催化剂，使之反应。已知平衡时容器内气体的压强为起始时的80%。 ①N2的转化率为_______。 ②反应达到平衡时，放出的热量_______(填字母，下同)。 A．小于92.4 kJ B．等于92.4 kJ C．大于92.4 kJ D．可能大于、小于或等于92.4 kJ (3)若该反应在绝热条件下进行，下列能证明反应已达化学平衡的为_______。 A．压强不变 B．体系的温度不变 C．N2、H2、NH3的分子数之比为1:3:2 D．混合气体的质量不变 17．化学反应都伴随着能量的变化。回答下列问题： (1)可用焓变和嫡变来判断化学反应进行的方向，下列都是能自发进行的化学反应，其中是吸热反应且反应后嫡增的是___________(填字母)。 A． B． C． D． (2)一种分解海水制氢气的方法为。如图为该反应的能量变化示意图，使用催化剂后，图中A点将___________(填“升高”、“降低”或“不变”)。 (3)已知： ②部分化学键的键能数据如表： 化学键 x c d 由此计算x=___________。(用含a、c、d的代数式表示) (4)火箭推进器中盛有强还原剂液态肼()和强氧化剂液态过氧化氢。将16g液态肼和足量，混合完全反应，生成氮气和水蒸气，放出320.9kJ的热量(相当于25℃、101kPa下测得的热量)，则该反应的热化学方程式为___________。 18．氟碳铈矿(主要成分为CeFCO3)是提取稀土化合物、冶炼铈的重要矿物原料，以氟碳铈矿为原料提取铈的工艺流程如图所示。回答下列问题： (1)HT是一种难溶于水的有机溶剂，则操作I的名称为___________ (2)有机物HT能将Ce3＋从水溶液中提取出来，该过程可表示：Ce3＋(水层)＋3HT(有机层)⇌CeT3(有机层)＋3H＋(水层)。向CeT3(有机层)中加入稀硫酸能获得较纯的含Ce3＋水溶液，从平衡角度解释其原因：___________ 19．I.某温度时，在2L密闭容器中，三种气态物质X、Y、Z的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线如图所示，由图中数据分析可得： (1)该反应的化学方程式为____。 (2)反应开始至2min，用Y表示的平均反应速率为____。 (3)对于反应A(g)+3B(g)=2C(g)+D(g)，在四种不同情况下的反应速率分别为：①v(A)=9mol·L-1·min-1②v(B)=0.6mol·L-1·s-1③v(C)=0.5mol·L-1·min-1④v(D)=27mol·L-1·min-1，则反应进行由快到慢的顺序为____。 II.已知在298K时的热化学方程式： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H1=-571.6kJ·mol-1； CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H2=-890.3kJ·mol-1； C(s)+O2(g)=CO2(g) △H3=-393.5kJ·mol-1。 根据上面的热化学方程式完成下列问题： (4)等质量的H2、C、CH4完全燃烧时放出热量最多的是____(填化学式)。 (5)根据以上反应，得C(s)+2H2(g)=CH4(g)焓变△H=____(用含有△H1、△H2、△H3的式子表示)。 (6)已知H2O(l)=H2O(g) △H4=+44.0kJ·mol-1，试写出甲烷燃烧生成二氧化碳和水蒸气的热化学方程式：____。 20．工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。 某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应平衡常数(K1、K2、K3)如表所示： 化学反应 焓变 平衡常数 温度/℃ 500 700 800 ①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H1 K1 2.5 0.34 0.15 ②H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g) △H2 K2 1.0 1.70 2.52 ③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H3 K3 (1)反应②是______(填写“吸热”或“放热”)反应，判断的依据是______。 (2)根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3=______(用K1、K2表示)。据此可判断反应③的△H3______0(填写“>”、“<”或“=”)，在______(填“较高””或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。 (3)要使反应③在一定条件下建立的平衡正向移动，可采取的措施有______(填写字母)。 A．缩小反应容器的容积 B．升高温度 C．使用合适的催化剂 D．从平衡体系中及时分离出CH3OH (4)500℃时，测得反应③在某时刻，CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)浓度都为0.2mol•L-1。判断此时v正______v逆(填写“>”、“<”或“=”)，说明理由______。 (5)某兴趣小组研究反应②的逆反应速率在不同条件下随时间的变化曲线。开始时升温，t1时建立平衡，t2时降压，t3时增加CO浓度，t4时又达到平衡。请在图中画出t2至t4的曲线______。 21．(1)若适量的N2和O2完全反应，每生成23g NO2需要吸收16.95kJ热量。其热化学方程式为_。 (2)甲醇(CH3OH)的燃烧热为725.8kJ/mol，写出甲醇的燃烧热的热化学方程式_____。 (3)已知H-H键的键能为436kJ·mol-1，Cl-Cl键的键能为243 kJ·mol-1，H-Cl键的键能为431kJ·mol-1，则H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的反应热(ΔH)等于_____kJ·mol-1 (4)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应： 2NO2(g)+NaCl(s)⇌NaNO3(s)+ClNO(g) K1 ΔH1 2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g) K2 ΔH2 则4NO2(g)+2NaCl(s)⇌2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=___(用含有K1、K2的式子表示)；其反应热为______(用含有ΔH1、ΔH2的式子表示)。 22．下图所示装置是某化学小组模拟工业生产制取，其中a为一个可持续鼓入空气的橡皮球。 请回答下列问题： (1)写出装置B中发生反应的化学方程式 ______。 (2)已知 1mol与液态水反应生成溶液和NO气体放出热量46kJ写出该反应的热化学方程式______；该反应是一个可逆反应，欲要提高的转化率，可采取的措施是 ______(填序号)。 A．升高温度 B．降低温度 C．增大压强 D．减小压强 (3)装置C中浓硫酸的作用是______。 (4)实验结束后，关闭止水夹b、c，将装置D浸入冰水中，现象是______。 (5)实验室制取也可以用浓氨水与生石灰反应，反应的化学方程式为______。 (6)干燥管中的碱石灰用于干燥，某同学想用无水氯化钙代替碱石灰，并设计如图所示装置(仪器固定装置未画)进行验证。实验步骤如下： ①用烧瓶收集满干燥的氨气，立即塞上如图所示的橡胶塞 ②正立烧瓶，使无水氯化钙固体滑入烧瓶底部，摇动，可以观察到的现象是______，由此该同学得出结论：不能用代替碱石灰来干燥氨气。 【参考答案】 一、选择题 1．D 解析：A．属于放热和熵增加的反应，即△H＜0，△S＞0，根据△H-T△S＜0可知，反应易自发进行，故A正确； B、同一物质的固态、液态、气态的混乱度依次增大，熵值增大，故B正确； C．平衡常数是利用生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积，所以K值越大，说明这个反应正向进行的程度越大，反应物的转化率越大，故C正确； D．活化分子发生有效碰撞需要满足合适的取向，因此能量达到活化能的分子发生的碰撞不一定为有效碰撞，故D错误； 故选D。 2．D 【分析】分别改变一个条件，得到曲线②、③，从曲线①得到曲线②，既加快速率平衡又不移动，只能使用催化剂，从曲线①得到曲线③，意味着反应速率加快但平衡右移了，则改变的另一个条件只能是升温。 解析：A．由上述分析可知，升温平衡正向移动，则该反应为吸热反应，故A错误； B．曲线①，0~ 50 min用HBr表示的平均反应速率为=0.02mol﹒L-1﹒min-1，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知，用H2表示的平均反应速率为0.01 mol﹒L-1﹒min-1，故B错误； C．曲线②，可能使用了催化剂，反应速率加快，平衡不移动，各物质浓度不变；如果缩小体积，气体浓度都增大了，而实际上HBr浓度减小了，与图像变化不符合，故C错误； D．曲线③达到平衡时有：，得，往容器中加入浓度均为0.2 mol﹒L-1的三种物质，得，则Qc＜K，平衡将向正反应方向移动，故D正确； 故答案选D。 3．A 【分析】在温度为T ℃时，体积为1 L的密闭容器中，达到平衡时，v正=v逆，即= ，所以==K，根据表格数据可知，80min后达到平衡，且该反应为气体分子数不变的反应，据此列出三段式带入数据计算。 解析：根据上述分析，列出三段式如下： ，所以==K==，A项符合题意。 答案选A。 4．B 解析：A．转化为反应为：，是一个熵减的反应，A错误； B．反应，若反应能自发，则，为放热反应，B正确； C．催化剂能加快反应速率，但不能使平衡移动，所以不能提高的平衡转化率，C错误； D．的体积，需要在标准状况下，气体的摩尔体积已知的情况下，D错误； 故选B。 5．A 解析：要想说明反应物本身的性质是影响化学反应速率的决定性因素，则该实验事实应区别在反应物本身而不是外界因素如浓度、压强、温度、催化剂等。其中选项B、D为反应物浓度不同对反应速率的影响，选项C为反应条件不同对反应速率的影响，只有选项A是因Mg、Fe本身性质不同对反应速率产生影响； 故答案选A。 6．B 解析：A．根据表中数据，随着温度升高，化学平衡常数减小，说明该反应的正反应方向是放热反应，故A错误； B．令达到平衡时，消耗CO的物质的量为xmol，则此时消耗H2O的物质的量xmol，生成H2和CO2的物质的量均为xmol，达到平衡时CO、H2O的物质的量为(0.04－x)mol，500℃K==9，解得x=0.03mol，CO转化率为=75%，故B正确； C．此时Q==1=K，平衡不移动，故C错误； D．恒容绝热容器中，随反应进行，温度升高，平衡向逆反应方向进行，氢气产率降低，故D错误； 答案为B。 7．A 解析：A．属于可逆反应，则、、同时存在，故A正确； B．该反应为可逆反应，所以该反应既能正向进行又能逆向进行，故B错误； C．由于该反应为可逆反应，反应物不可能完全转化为生成，所以反应体系中的物质的量浓度不可能为零，故C错； D．该反应为可逆反应，既能正向进行的同时又能逆向进行，所以正反应速率和逆反应速率都不等于零，故D错误； 答案选A。 8．C 解析：A．根据图中信息，空穴h+与水反应，其参与发生的反应为2H2O＋ 2h＋＝H2O2＋2H＋，故A正确； B．氢离子得到光电子提供的电子，则参与发生的反应为2H＋＋2e－＝H2，故B正确； C．该反应的化学方程式为CH4＋H2O CH3OH＋H2，水中氢化合价降低，则反应过程中水作氧化剂，故C错误； D．根据图中信息常温常压下使甲烷和水转化为甲醇和氢气，则该反应的化学方程式为CH4＋H2O CH3OH＋H2，故D正确。 综上所述，答案为C。 9．C 解析：A．会闻到刺激性气味说明反应固体反应生成气体，反应熵变增大，A正确； B．体系温度降低，说明温度降低，反应为吸热反应，焓变大于零，B正确； C．自发的氧化还原反应可以设计成原电池，该反应不是氧化还原反应，在理论上不可以设计成原电池，C错误； D．由题干可知，该反应在常温下能自发进行，D正确； 故选C。 10．A 解析：A． ，气体物质的量减少， ，任何温度下不能自发进行，故A错误； B． ，气体物质的量增多，，高温可以自发，故B正确； C． ，气体物质的量减少，，低温可以自发，故C正确； D． ，气体物质的量增多，，任何温度下可以自发，故D正确； 故选A。 11．D 解析：A．乙醇具有挥发性，挥发的乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，则不能证明产生的气体中有烯烃，故A错误； B．在物质X柱面上滴一滴熔化的石蜡，用一根红热的铁针刺中凝固的石蜡，石蜡熔化呈椭圆形，说明X各面的性质不完全相同，具有各向异性，则说明物质X为晶体，故B错误； C．将2 mL 0.5 mol/L的溶液加热，溶液变为黄色，说明平衡(黄色)正向移动，正反应方向为吸热反应，故C错误； D．分别向盛有溶液和溶液的试管中加入NaOH溶液至过量，前者出现白色沉淀：后者先出现白色沉淀，后沉淀溶解，说明Mg(OH)2不能和NaOH溶液反应而Al(OH)3能够和NaOH溶液反应，在碱性Al(OH)3<Mg(OH)2，元素金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则金属性：Mg>Al，故D正确； 故选D。 12．C 解析：A．升高温度能加快反应速率，A错误； B．减小浓度，即减小反应物浓度，能减慢反应速率，B错误； C．缩小反应容器的体积，增大压强，能加快反应速率，C正确； D．达到化学平衡状态时，由于是可逆反应，不能全部转化为，D错误； 答案选C。 13．A 解析：A．固态中的分子或原子排列的较为有序，液态中有序性稍差，气态最为无序，则同温同压下同物质的量的物质气体的熵大，，A正确； B． 从金刚石和石墨的结构组成上来看，金刚石的微观结构更有序，熵值更低，所以熵值(s，金刚石)(s，石墨) ，B错误； C．同温同压下同种物质，固态中的分子或原子排列的较为有序，液态中有序性稍差，气态最为无序，即有1 molH2O(s) ＜ 1 molH2O(1)，C错误； D．同温同压下同种物质，固态中的分子或原子排列的较为有序，液态中有序性稍差，气态最为无序，即有，D错误； 故选A。 14．B 解析：A．根据图中信息，在转化过程中的储存过程中化合价升高，氮被氧化，在还原过程，氮元素被还原，故A错误； B．根据红外光谱图得到X含有硝酸根，再根据质量守恒得到X的化学式为Ba(NO3)2，故B正确； C．还原过程中是硝酸根变为氮气，因此每生成1mol N2分子，转移10mol电子，故C错误； D．依据图示判断催化剂参与储存，生成硝酸钡，硝酸钡在还原过程生成BaO，故D错误。 综上所述，答案为B。 15．B 解析：根据图象可知，T1所在曲线先达到平衡状态，温度越高反应速率快，说明温度T1>T2，温度越高B的含量越低，这说明升高温度平衡正向移动，因此正反应是吸热反应，即ΔH>0，p1所在曲线先达到平衡状态，压强越大反应速率快，说明压强p1>p2，压强越大，B的含量越低，说明增大压强平衡正向移动，则正反应是体积减小的反应，即m+n>p； 故答案选B。 二、填空题 16． 2AB 0.05mol/(L▪min) 否 = t2-t3 t4-t5 50% B AB 解析：Ⅰ．(1)从图象可以看出，在反应过程中，A的物质的量减小，为反应物，B的物质的量增加，为生成物。从开始到4min时，A的物质的量从0.8mol减小到0.4mol，减小了0.4mol，B的物质的量从0.2mol增加到0.4mol，增加了0.2mol。A和B变化的物质的量之比为0.4mol:0.2mol=2:1，变化的物质的量之比等于方程式的系数比，同时可以从图象中看出，8min后，A和B的物质的量不再变化，说明该反应是可逆反应，8min后，反应达到了平衡状态，则反应的化学方程式为：2A B。 (2)从开始到4min时，消耗的A的物质的量为0.4mol，容器体积为2L，则消耗的A的物质的量浓度为0.2mol/L，用A表示的反应速率为=0.05mol/(L▪min)。 (3)4min时，A和B的物质的量仍在变化，所以没有达到平衡状态。8min时，A和B的物质的量不再变化，达到了平衡状态，则v正=v逆。 Ⅱ．(1)正逆反应速率相等时，反应达到平衡状态，所以处于化学平衡状态的时间段为t2-t3和t4-t5。 (2)①起始时容器中共有气体10mol，平衡时压强为开始时的80%，在恒温恒容的容器中，压强之比等于物质的量之比，则平衡时混合气的总的物质的量为10mol×80%=8mol，比起始时减小了2mol，根据合成氨反应的方程式可知，反应中变化的物质的量即为生成氨气的物质的量，所以生成氨气2mol，则消耗了1mol氮气，所以氮气的转化率为=50%。 ②已知每生成2 mol NH3，放出92.4 kJ的热量。该反应中生成了2 mol NH3，所以放出92.4 kJ的热量，故选B。 (3)A．该反应前后气体系数之和不相等，即反应前后气体物质的量有变化，所以反应前后压强会发生变化，当压强不变时，反应达到了化学平衡，故A选； B．该反应在绝热条件下进行，当体系温度不变时，反应达到了化学平衡，故B选； C．N2、H2、NH3的分子数之比为1:3:2，和反应是否平衡无关，故C不选； D．反应物和生成物均为气体，混合气的总质量一直不变，所以混合气体质量不变不能证明反应达到了化学平衡，故D不选； 故选AB。 17．(1)C (2)降低 (3) (4) 解析：（1）A. 为放热反应，A错误； B. ，燃烧为放热反应，B错误； C. 分解为吸热反应，且产生气体，熵增，C正确； D. ，中和反应为放热反应，D错误。 故选C。 （2）催化剂降低活化能，使A点降低。 （3），，。 （4）16g 物质的量为：，与足量，混合完全反应，生成氮气和水蒸气，放出320.9kJ的热量，1mol液态完全反应的热化学方程式为： 18． 分液 向有机层中加入稀硫酸，c(H＋)增大，平衡向形成Ce3＋水溶液方向移动。 【分析】此工艺流程题属于物质的分离、提纯类型，主要考查了物质分离、提纯的基本方法与化学平衡移动原理。由题目中的流程图可知，酸浸后加入的HT属于萃取剂，即操作Ⅰ为分液；所得硫酸铈溶液与有机层主要通过调节pH，促进平衡移动得到Ce(OH)3后，通过氧气氧化最终获得Ce(OH)4。 解析：(1)加入萃取剂后经操作Ⅰ可分离出有机层和硫酸铈稀溶液，则操作Ⅰ为分液。 (2)由Ce3＋(水层)＋3HT(有机层)⇌CeT3(有机层)＋3H＋(水层)，可知向有机层中加入稀硫酸，c(H＋)增大，平衡逆向移动，即向形成Ce3＋水溶液方向移动，从而获得较纯的含Ce3＋水溶液。 19．(1)3X(g)+Y(g)2Z(g) (2) (3)④＞②＞①＞③ (4)H2 (5)△H1+△H3--△H2 (6)CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H=-802.3 kJ•mol-1 解析：(1)根据图知，随着反应进行，X和Y物质的量减少而Z物质的量增加，则X、Y是反应物而Z是生成物，2min内△n(X)=(1.0-0.7)mol=0.3mol、△n(Y)=(1.0-0.9)mol=0.1mol、△n(Z)=(0.2-0)mol=0.2mol，X、Y、Z的计量数之比等于其物质的量变化量之比=0.3mol：0.1mol：0.2mol=3：1：2，据此书写方程式为3X(g)+Y(g)2Z(g)，故答案为：3X(g)+Y(g)2Z(g)； (2)前2min内； (3)将不同物质的化学反应速率转化为同一种物质的化学反应速率，在单位相同的条件下其数值越大化学反应速率越快，将这几种物质的化学反应速率都转化为A的化学反应速率， ①v(A)=9 mol/(L•min)； ②v(A)=v(B)=×0.6×60mol/(L•min)=12mol/(L•min)； ③v(A)=v(C)=×0.5mol/(L•min)=0.25mol/(L•min)； ④v(A)=v(D)=27mol/(L•min)；所以化学反应速率快慢顺序是④＞②＞①＞③； (4)设H2、C、CH4的质量都为1g，完全燃烧时放出热量分别是、、，因此相同质量的H2、C、CH4完全燃烧时，放出热量最多的是H2； (5)根据盖斯定律，①+③-②可得：C(s)+2H2(g)═CH4(g)，则△H=△H1+△H3--△H2； (6)已知：②CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3kJ•mol-1，④H2O(l)═H2O(g)△H=+44.0kJ•mol-1，根据盖斯定律，②+④×2可得：CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H=-802.3 kJ•mol-1。 20．(1) 吸热反应 随着温度升高，平衡常数变大 (2) K3 =K1K2 < 低温 (3)AD (4) < 大于平衡常数，说明此时该反应向逆向进行，则v正<v逆 (5) 解析：（1）反应②随着温度升高，平衡常数变大，说明升温平衡正向移动，则正反应为吸热反应。 （2）反应③=反应①+反应②，故K3 =K1K2。反应③的平衡常数随着温度升高而减小，故为放热反应。该反应为放热的，熵减的反应，该反应在低温下能自发进行。 （3）反应3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)： A. 缩小反应容器的容积，等于加压，平衡正向移动，故A正确； B.该反应为放热反应，升温平衡逆向移动，故B错误； C. 使用合适的催化剂不影响平衡，故C错误； D. 从平衡体系中及时分离出CH3OH，平衡正向移动，故D正确； 故选AD。 （4）500℃时，反应③的平衡常数为2.5，测得在某时刻，CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)浓度都为0.2mol•L-1，则大于平衡常数，说明此时该反应向逆向进行，则v正<v逆。 （5）反应②是气体体积不变的吸热反应，降压，逆反应速率减小，平衡不变，增加一氧化碳浓度，此时此刻逆反应速率增大，随着反应进行，速率减小。故图为。 21． N2(g)＋2O2(g)=2NO2(g) ΔH=＋67.8kJ·mol－1 CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-725.8kJ/mol -183 2ΔH1-ΔH2 解析：(1)根据题干，每生成23g NO2需要吸收16.95kJ热量，则生成1mol NO2需要吸收33.9kJ的能量，故N2与O2反应的热化学方程式为N2(g)＋2O2(g)=2NO2(g) ΔH=＋67.8kJ·mol－1； (2)燃烧热为1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量，故甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-725.8kJ/mol； (3)反应的反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和，根据题干，反应的ΔH=436kJ·mol-1+243kJ·mol-1-2×431kJ·mol-1=-183kJ·mol-1； (4)计算目标方程式的平衡常数，可由第一、二方程式得出， ①2NO2(g)+NaCl(s)⇌NaNO3(s)+ClNO(g) K1= ②2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g) K2= ③4NO2(g)+2NaCl(s)⇌2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K= 根据三个平衡常数得出K=； 根据盖斯定律，将第一个方程式乘以2再减去第二个方程式即得到目标方程式，目标方程式的ΔH=2ΔH1-ΔH2； 22． BC 干燥气体、吸收多余的 集气瓶中气体颜色变浅 气球膨胀 【分析】根据实验装置图，A装置是实验室制取氨气的装置，B装置为氨气与氧气在催化剂加热条件下生成NO的装置，C装置为吸收多余的氨气，装置中有氧气，生成的NO被氧化为二氧化氮，E装置为二氧化氮与水反应生成硝酸的装置，F装置吸收尾气，据此分析解答。 解析：(1)装置B中为氨气与氧气反应生成NO和水的反应：； (2)已知1mol与液态水反应生成溶液和NO气体放出热量46kJ，则3mol与液态水反应生成溶液和NO气体放出热量46kJ×3=138 kJ，故反应的热化学方程式为 △H=-138kJ·mol-1；该可逆反应是气体分子数减小的放热反应，则欲要提高的转化率，使平衡向右移动，可降低温度或增大压强，故BC符合题意，故答案为：；BC； (3)浓硫酸具有吸水性，可以干燥与之不反应的气体，同时吸收过量的氨气，故答案为：干燥气体、吸收多余的； (4)制得的二氧化氮气体会自发转化为四氧化二氮，形成化学平衡2NO2N2O4，该反应正向是放热反应，二氧化氮气体是红棕色，四氧化二氮是无色气体，所以放入冰中温度降低，平衡右移，混合气体颜色变浅，故答案为：集气瓶中气体颜色变浅； (5)生石灰与浓氨水反应生成氨气和氢氧化钙，其化学方程式为：； (6)根据结论不能用无水氯化钙代替碱石灰，说明氨气与氯化钙发生反应，则正立烧瓶，使无水氯化钙固体滑入烧瓶底部，摇动，氨气会被无水氯化钙吸收，压强减小，所以气球膨胀，故答案为：气球膨胀。 学科网（北京）股份有限公司 $$