2.3 化学反应的速率 强化提优练-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修第一册(鲁科版2019)

第3节强化提优练 黑题阶段复习练 时：35min 一、单项选择题 N,(g)+2H,0(g)△H。已知反应体系的平 1.工业上利用NH和CO2制取尿素[CO(NH2)2], 衡温度与起始温度相同，体系总压强()与时 有关反应的热化学方程式如下： 间(t)的关系如图中曲线I所示，曲线Ⅱ为只 反应I:2NH(I)+C02(g)一H2 NCOONH,(1) 改变某一条件体系总压强随时间的变化曲 △H=akJ·moll 线。下列说法正确的是 ( 反应Ⅱ：H,NCOONH4(1)=H,0(1)+ C0(NH2)2(1) △H=bkJ·mol 下列有关说法正确的是 ( A.反应2NH(1)+C02(g)=一H,0(1)+ 10/0ir C0(NH2)2(1)的△H=(a-b)kJ·molP A.△H>0,曲线Ⅱ改变的条件可能是加人了催 B.反应I在一定温度下能自发进行，则a>0 化剂 C.采用高压，既能加快反应的速率，又能提高 B.0~10min内，曲线I对应的v(H2)= 原料的平衡转化率 0.08mol·L-1·min D.生产过程中及时将水分离出去，可以加快 C.4min时曲线I、Ⅱ对应的N0的转化率均 反应Ⅱ的正反应速率 为80% 2.在容积一定的密闭容器中存在反应： D.曲线I对应条件下，反应达平衡时，向平衡 C0(g)+H,0(g)一C02(g)+H2(g)△H< 体系中同时充人0.2mdlN0和0.2molN2, 0,下列分析中正确的是 ( 此时（正）>（逆）》 二、不定项选择题 4.(2023·山东青岛高二月考)一种研究酸雨中 4时而 时简 时商 水催化促进硫酸盐形成的化学新机制如图所 A.图I研究的是。时增大压强对反应速率 示，下列说法错误的是 的影响 NO.5O. B.图Ⅱ研究的是t。时增大压强（缩小容积） H.O 或使用催化剂对反应速率的影响 HS( ITNO. C.图Ⅲ研究的是催化剂对化学平衡的影响， 且乙使用了催化剂 A.图中有关含硫和含氮化合物的化学反应均 D.图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响，且 为氧化还原反应 甲的温度较高 B.“水分子桥”可以加快SO3或HSO,将电子 3.(2023·江苏南通高二期末)向体积为10L的 转移给NO,分子的速率 某恒容密闭容器中充入1molN0和 C.空气中NO,浓度大时，能加快硫酸盐的形 1molH2,发生反应：2N0(g)+2H2(g)= 成速率 选择性必修第一册：LK黑白题072 D.HSO;与NO2反应的总离子方程式为 (03 CHOH 转化率/9 选泽性/% HS0,+2N02+H,0=HS0+2HN0, 50 60 5.用氢气还原氮氧化物的反应为2H2+2N0 —2H,0+N2,该反应速率与反应物浓度之间 满足下面的关系：=k·c"(H2)·c(NO),其 T不 中k是一个常数，m、n的值可由实验测定。科 CHOH的选择性= 研团队测定了该反应在不同投料关系时N 生成CH,OH消耗CO,的物质的量 的起始反应速率，数据列于下表： 反应消耗CO,的总物质的量 ×100% 实验 起始浓度/(103mol·L.】 回答下列问题： (N2)/(103mol· (1)T温度后，温度升高CH,OH选择性降低 编号 NO H L·s) 的原因是 6.00 1.00 3.19 2 6.00 2.00 6.38 (2)已知Arrhenius经验公式为Rlnk= E.xC 1.00 6.00 T 0.48 4 2.00 6.00 1.92 (E,为活化能且不考虑随温度改变，k为速率 下列说法正确的是 常数，R和C为常数)，设计实验探究Catl、 Ca2两种催化剂的催化效能，依据实验数据 A.m=1、n=2 获得下图。 B.实验2中N0的平均反应速率约为1.28× 103mol·L1·s tla(」·mol·k-) C.增大反应物浓度，活化分子百分数增大， Cal2 有效碰撞几率增大 (7.2,56.2) D.与H2相比，NO浓度的变化对反应速率影 Call (7.5.27.4) 响更为显著 三、非选择题 7(10) 6.(2024·山东日照高二期中)将C02转化为高 在Catl催化剂作用下，该反应的活化能E,= 附加值化学品，能有效地促进“碳达峰、碳中 J·mol':从图中信息可知，催化效 和”。一定条件下，向2L恒容密闭容器中充 能较高的催化剂是 (填“Catl”或 入2molC0,(g)和6molH2(g),发生如下 “Cat2”)。 反应： (3)向两个密闭容器甲(TP,)、乙(T、P2)中， 反应1：C02(g)+3H2(g）一CH,OH(g) 分别充入物质的量均为amol的C02和H2, +H,0(g)△H,<0 若只发生反应Ⅱ，其正反应速率正= 反应Ⅱ：C02(g)+H2(g)=C0(g)+H,0(g) kEp(C0)p(H),P为气体分压。若甲、乙容 △H2>0 器平衡时（甲）："E(乙)=9：16，则甲、乙 其他条件不变，测得不同温度下C02的转化 容器的体积之比V甲：Vz= (用数值 率和CH,OH的选择性如图所示。 表示)。 第2章黑白题073体积减小的方向移动，所以化学方程式中b<+d,故C错误：由于A 是周体，增加A的量，浓度不能改变，因此平衡不发生移动，故 第3节 强化提优练 D错误 黑题 6.C解析：该反应为放热反应，由题图可知，T温度下p(CHO州)大 于T2温度下的，说明T,时反应进行程度大，则人>人，A正确：设一 题号12345 氧化碳转化了m,则根据题中数据列出三段式如下： 答案CBDA AD C0(）+2H2(g)==CH,OH(g) 1.C解析：由盖斯定律可知，反应I+反应Ⅱ得反应2NH(1)+C0,(g 起始物质的量/ml1 2 H0(I)+C0(NH2)(1),侧△1=(a+b)kJ·l1,A错误：反应 转化物质的量/olx 2x 1是一个熵诚的反应，4S<0,由一定温度下能自发进行可知，△H- 平衡物质的量/ol1-x 2-2x x TAS<0,则a<0,B错误；NH和C02制取尿素[C0(NH2)2]的反应 1点时H,OH的物质的量分数为0%，则可得到么×10%=0%， 为2NH,(1)+C0(g)一H,0(1)+C0(NH2)z(1),该反应是一个气 体体积减小的反应，增大压强，化学反应速率加快，平衡向正反 解得x:2 应方向移动，原料的平衡转化率增大，则采用高压，既能加快反 ，三种气体的体积分数等于物质的量分数则可得到三种 应的速率，又能提高原料的平衡转化率，C正确：反应Ⅱ中水为液 态，浓度为定值，生产过程中及时将水分离出去，对反应速率无 气休的分压分别为：p(C0)2P1=0,2印p(,)=2二24 1- 32=04p1, 影响，D错误。 0.4p 2.B解析：由C0(g)+H0(g)C02(g)+H(g)△H<0可知，反应 p(GH,0)产3之=04，压强平衡常数人，"04，)产x02 前后气体总物质的量不变，增大压强，平衡不移动，正，逆反应速率增 12.5p(kPa)2,B正确：若达平衡后，再充人1molC0和2molH2, 大且仍然相等，A错误：由C0(g)+H,0(g)一C02(g)+H2() △H<0可知，反应前后气体总物质的量不变，增大压强，平衡不移 若保持压强不变，则反应为等效平衡，C0的转化率不变，但充人气体 动，正，逆反应速率增大且仍然相等，使用獵化剂，加快反应速率，平 后，相当于增大了压强，且该反应是气体化学计量数诚小的反应，相 衡不移动，即正，逆反应速率增大且仍然相等，B正确：使用催化剂 比于等效平衡状态反应正向移动，C0的转化率增大，C错误：恒容条 加快反应速率，缩短达到平衡的时间，但对平衡移动无影响.则C0 件下，混合气体的物质的量是变量，故混合气体的平均摩尔质量也是 的转化率不会改变，C误：由C0(g)+H,0(g)一C0,(g)+H,(g) 变量，当其不再随时间的变化面变化时，则达到平衡状态.D正确。 △Ⅱ<0可知，该反应为放热反应，升高温度加快反应速率，平衡逆向 7.B解析：化学反应速声随温度的升高而加快，但N点催化剂的催化 移动，C0的转化率降低，但达到平衡所需时间缩短，由图可知，乙温 效率比M低，所以”(M)有可能小于=(N),A错误：设开始投料 度较高，D错误 n(H:)为4l,则(CO2)为1d.当在M点平衡时二氧化碳的转 3.D解析：反应从正反应开始，气体的分子数减少，初始阶段压强应该 化￥为50%，则有： 减小，但是总压强增大，说明该反应正反应是放热反应，使体系温度升 高.总压强增大，A错误：设达平衡时有xmlN,生成.根据三段式： 6H2(g）+2C02(g)CH2=CH,(g）+4H0(g) 2N0(g)+2H,(g)→N,(g)+2H,0(g) 开始量/ml4 0 0 no(mol) 1 1 0 0 转化量/mol1.5 0.5 0.25 1 △n(mol) 2x 2x 平衡量/mol2.5 0.5 0.25 1 异半(mod) 1-2x1-2x 2x 0.25l 所以乙烯的体积分数为25+0.540.25+)mX100%-5.8器%.B正 2_5 2-x4p0 解得x=0.4 确：250℃，催化剂只影响反应速率，不影响平衡移动和转化率，所以 0.8 mol 对C02平衡转化布的影响无因果关系.C错误：根据图像，当温度高 (H2)= △e10L. -=0.008mo·L1·nmin,B错误：4min时曲线 于250℃，升高温度二氧化碳的平衡转化率降低，则平衡逆向移动， △1I0mi 但催化剂与化学平衡没有关系，并不是平衡逆向移动导致催化剂的 Ⅱ达平衡状态，N0的转化率均为80%，曲线1未达平衡，N0的转化 催化效率降低，D错误 率无法计算.C错误：曲线I达平衡时，n(N0)=0.2l,n(H2)= 8.A解析：由题图可知，投料比不变时，随温度的升高CH,的平衡转化 0.2ml,a(N)=04ml,a(H,0)=0.8dl.K=004x0.0 0.022×0.022=1600, 率增大，所以该反应为吸热反应：在相同的温度下，投料比xx= 再充人0.2molN0和0.2molN2后，n(N0)=0.4ml,n(N,)= 0.06×0.082 n(CH) 减小，相当于在CH,的投料量不变的情况下增大H,0的 0.6ml.0004x0.02=600.0<人，反应正向进行，e(正)> (H2O)] (逆).D正确 投料量，当反应物不止一种时，其他条件不变，增大其中一种气态反 4.A解析：图中N0,与S0,的反应未发生元素化合价的变化，为非氧 应物的投料量会增大其他反应物的平衡转化率，同时降低自身平衡 化还原反应，A错误：由题意可知，水为催化剂，“水分子桥”可以加 转化率，故投料比x越小，CH,的平衡转化率越大。点b.c均为平衡 快SO或HSO;将电子转移给NO2分子的速率，B正确：NO2为反 状态，cE=速，点b时CH,的平衡转化率大于点e,两点CH,的投料量 应物，反应物浓度增大时，反应速率加快，所以空气中NO,浓度大 相同，则反应产物C0、H2的平衡浓度：点b>点©，两点温度相同，故 时，能快硫酸盐的形成速率，C正确：根据图示，HS0;与NO2反应 递>递，A错误：由图可知，点b对应CH:的平衡转化率大于点e, 分为三步进行，第一步：HS0+N02一S05+HNO2.第二步： 结合分析可知，点b对应投料比小于点心，故x1<x2,B正确：由分析可 N02+S05=N0:S05,第三步：N0,S0+1l,0=H0+HN02 知，该反应为吸热反应，随温度升高，平衡常数增大，又由点b,心温度 三步反应加和得到总反应的离子方程式为HS0+2N0,+H,0 相同，则平衡常数：K,<K=K,C正确：该反应为反应前后气体分子 =HS0i+2HN02.D正确 数改变的反应，何温恒容条件下，随反应进行容器内压强改变，当压 5.AD解析：利用编号1和2的实验数据，可求出m:,=×(1×103)m× 强不变时，反应达到平衡状态，D正确。 (6×103)*=3.19×101,2=k×(2×10-3)"×(6×103)"=6,38×101, 选择性必修第一册·K黑白题28 可以求出m=1:利用编号3和4的实验数据可以求出：3=×(6× 系中同时加人1,2lN2,1.6mlH2、1.2lNH2,Q= 10》)m×(1×10-3)"=0.48×103,4=k×(6×103)m×(2×103)年= 0.8+1.2 1,92×103,可以求出=2，A项正确：速率之比等于化学计量数之 2 =1.25<K=100.该反应没有达到平 比，2(N2》=(N0),则N0的平均反应速率为1.28× 0.4+1.2 1.6-1.2+1.6 102·L,·,B项错误：增大反应物浓度，单位体积内活化分子 2 2 数增多，但是活化分子百分数不变，有效碰撞几率增大，C项错误：经 衡状态，反应正向进行，此时"任卷 过计算，n=2,指数较大.对速率影响较大，或者经过数据对比，也可 4.C解析：升高温度可增大反应速率，由于合成氨反应是放热反应，升 以得知，八0浓度的变化对反应速率影响更为显著，D项正确。 高温度.平衡逆向移动，合成氨的产率降低，A错误：催化剂可增大反 6.(1)T后，反应达到平衡，温度升高，反应1逆向移动，反应Ⅱ正向移 应速率，但合成氨的产率不变，B错误：及时从平衡混合气体中分离 动，生成的甲醇减少，故甲醇的选择性降低(2)9.6×10Ca2 出氨，平衡正向移动，合成氨的产率提高，根据#=和(N2)· (3)4:3 e(H2)·(NH)可知，反应速率也增大，C正确：减小压强.反应 解析：(1)反应【为放热反应.反应Ⅱ为吸热反应，T,温度时，反应达 速率减小，由于反应正向是气体体积成小的反应，减小压强，平衡逆 到平衡，后温度升高，反应1逆向移动，反应Ⅱ正向移动，生成的甲醇 向移动，合成氨的产率降低，D错误。 减少，放甲醇的选择性降低。(2)在C1催化剂作用下，由图中数据 5.B解析：由题图可知，N,反应生成NH,的过程为N,→N一N一H 可得如下方程式：56.2=-7.2×103E+C,27.4=-7.5×103E.+C,解联 →H一N=N一H一H一N一NH2→HN一NH2一→NH,,氨元素的化合 价逐渐降低，即发生多步还原反应生成NH,B错误。 立方程可得E。=9.6×10」·mo1:由图可知直线斜率的色对值代表 6.B解析：该反应的正反应是放热反应，升高温度，正、逆反应速率都 活化能，直线Ca2的斜率绝对值小于Ca1,说明其活化能E,小于 增大，但平衡向逆反应方向移动，说明温度对逆反应速率影响较 Catl.偏化效能高于Cl,所以催化效能较高的催化剂是C2 大，A错误：该反应的正反应是气体体积减小的反应，增大压强，平 (3)两个体系的反应温度相同，压强不同，但反应Ⅱ的气体化学计量 衡正向移动，则压强对正反应速率影响较大，B正确：减小反应物浓 数不发生变化，压强不影响平衡移动，由于起始时分别充人物质的量 度，生成物浓度不变，则逆反应速率不变，C错误：加人催化剂，对正， 均为al的CO,和H2,因此平衡时两个体系中CO,和H,的物质 逆反应速率影响相同所以正、逆反应速率仍然相等，D错误。 的量相同，所以正反应速率等于C0,分压的平方之比，C0,的分压比 7.(1)逆反应放热(2)C(3)41,77%(4)加入稍过量N2(或及 等于两容器的压强比，则两容器的压强比P甲：乙=3：4，根据= 时从平衡休酿中分离出NH:) nRT,压强与容器体积成反比，则甲、乙容器的体积之比VeV之= 解析：(1)表中数据表明：恒压时，升高温度，NH1的含量减小，说明 4:3 平衡向逆反应方向移动.则正反应为放热反应。(2)由反应N(g》+ 第4节化学反应条件的优化—工业合成氨 3H(g)一2NH(g)△H<0知，合成氮的适宜条件是低温，高压。 在低温，高压的条件下平衡向右移动，反应物的转化率增大，故C符 合题意。(3)假设N,的用量为1ol,H2的用量为3al,N2的消耗 白题 量为xmol,则： 题号1245689 N2(g)+3H2(g)一2NH,(g】 初始量ml1 3 0 答案ACCB B C C 变化量mod 3x 2x 1,A解析：适当增加氢气的浓度，促使反应正向进行，可提高氨气的平 平衡量mol 1-x3-3x 2x 衡转化率，A正确：合成氨是有气体参与的放热反应，温度升高，反应 2x 速率加快，但合成氨的转化率降低，B错误：铁触煤是催化剂，能使氨 平衡时NH,的含量为2x+1-+(3-3写×100%=26.4%，解得x 气和氢气在较低温度下反应，提高化学反应速率，但是催化剂不能改 ×100%=41,77%。(4)工业中实际合 变平衡转化率，C错误：将氨及时液化分离，使得平衡正向移动，有利 0.4177.则a(N2)=04177m I mol 于提高氨的产率，D错误。 成氨时，考虑到浓度对化学平衡的影响，还可以向体系中加人稍过量 2.C解析：该反应为气体的分子总数诚小的反应，增大压强，平衡向着 的N2或及时从平衡混合物中分离出NH。 生成氨气的方向移动，氨气的体积分数增大：由于严条件下先达平 重难聚焦 衡，故P,>P2,所以P1条件下对应氨气的体积分数应大于p2,A与图 8.C解析：催化剂无法使平衡发生移动，A错误：降低温度，反应I和 像不符：该反应为放热反应，升高晶度，化学反应向着逆反应方向进 反应Ⅱ均逆向移动，C02平衡转化率将降低.B错误：升高温度，反应 行，反应物氮气的转化率减小，B与图像不符：增大反应物的浓度，正 I和反应Ⅱ均正向移动，降低压强使反应1平衡正向移动.CO,平衡 反应速案增大.逆反应速率在开始的瞬间不变，平衡正向移动，C与 转化率将增大，C正确：加压使反应【平衡逆向移动，C0,平衡转化 图像相符：加入催化剂可以加快化学反应速率，反应达到平衡的时间 率将降低，D错误。 缩短，但是不会引起平衡的移动，D与图像不符。 9.C解析：因为反应物气体分子数大于生成物气体分子数，所以适当 3.(1)0.08·L1·mim75%(2)<(3)否≥ 增大压强可使平衡正向移动，从而增大甲醇的平衡转化率，A正确： 解析：T℃时，若在容积为2L的密闭恒容容器中充人08molN:(g) 点时，C0的转化率小于该温度下的平衡转化率.则平衡正向移动，反 和1.6H,(g),5nmin后达到平衡.测得N2的浓度为02mo·L-,则此 应速率：>运，B正确：因为点时温度高于b点时温度，所以：点 段时间内消耗0.4mo氮气.根据反应方程式可知，反应消耗 反应速率比b点快，即反应速率：，<。，但正反应为放热反应，温度 0.8 mol 越高，平衡常数越小，所以平衡常数K(75℃)>K(90℃)，C错误： 1.2molH2.生成0.8l氨气。(1)反应速率x(NH3)= 2L×5min 80~85℃时，C0的转化率已经达到95.5%以上，且反应速率较快，所 a.08m·L1·min1,2的转化米为2m 以生产时反应温度宜控制在80~85℃，D正确 1.6 mol' 100%=75%。(2)已 黑题 应用提优练 0.8 2 题号1 2 45 2 知300℃时K=0.86.T℃时K= =100.正反应放 1.6-1.2 0.2× 2 1.A解析：工业合成氨的反应为N2+3H2一2NH,所以适当增大氢 热，温度越高平衡常数越小，反应温度T<300。(3)若向平衡后的体 气的量，会使平衡正向移动，从面使混合物中氨的体积分数变大，但 正本参考答案黑白题29