第2章 化学键 化学反应规律 章末达标检测(Word练习)-【精讲精练】2024-2025学年高中化学必修第二册（鲁科版2019）

(本卷满分100分) 一、选择题：本题包括10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1．下列有关反应速率和限度的说法正确的是(　　) A．反应达到平衡时，正、逆反应速率相等且均为零 B．氯酸钾分解制氧气时，添加少量二氧化锰，反应速率增大 C．用铁片与稀硫酸反应制氢气时，加入少许KNO3固体，对反应速率无影响 D．对于合成氨反应，恒温恒容条件下充入Ne，反应速率增大，缩短了反应到达平衡的时间 解析　化学平衡为动态平衡，v正＝v逆≠0，故A错误；氯酸钾分解制氧气，二氧化锰作催化剂，使用催化剂，反应速率加快，故B正确；向反应中加少许硝酸钾固体，NO(H＋)具有强氧化性，与金属反应，不生成氢气，生成氮的氧化物，故C错误；恒温恒容状态下，充入非反应气体Ne，组分浓度不变，化学反应速率不变，故D错误。 答案　B 2．下列做法与化学反应速率无关的是(　　) A．常用冰箱保存食物 B．煤燃烧时，向炉膛鼓风 C．制作果汁饮料时，添加食用色素 D．合成氨反应中使用铁触媒作催化剂 解析　将食物放入冰箱中，降低反应速率，避免食品变质，A不符合题意；向炉膛“鼓风”，能加快燃烧的速率，与化学反应速率调控有关，B不符合题意；食用色素是色素的一种，即能被人适量食用的可使食物在一定程度上改变原有颜色的食品添加剂，因此添加食用色素与反应速率无关，故C符合题意；铁触媒作催化剂能加快反应速率，与化学反应速率调控有关，D不符合题意。 答案　C 3．FeCl3溶液和KI溶液发生反应：2Fe3＋ ＋ 2I－2Fe2＋＋ I2。下列关于该反应的说法正确的是(　　) A．升高温度能减慢反应速率 B．增大Fe3＋和I－的浓度能加快反应速率 C．反应达到平衡时，溶液中c(Fe3＋)与c(Fe2＋)相等 D．加入过量FeCl3溶液可使I－的转化率为100% 解析　升高温度可以加快反应速率，A错误；增大反应物浓度，可以加快反应速率，B正确；反应达到平衡时，溶液中c(Fe3＋)与c(Fe2＋)不变，但不一定相等，C错误；该反应是可逆反应，存在反应限度，不能完全转化，D错误。 答案　B 4．在一定温度下，向容积不变的密闭容器中充入1 mol A(g)和3 mol B(g)，发生可逆反应A＋3B2C＋2D。下列说法能够判断该反应达到平衡状态的是(　　) ①C的生成速率与C的消耗速率相等 ②单位时间内消耗a mol A的同时生成2a mol C ③A、B、C的浓度不再发生改变 ④混合气体的密度不再发生改变 ⑤混合气体的总压强不再发生改变 ⑥混合气体的总物质的量不再发生改变 ⑦A、B、C的浓度之比为1∶3∶2 A．①②⑤⑥ B.①③④⑤⑥ C．①②③④⑤ D．③④⑥⑦ 解析　C的生成速率与C的消耗速率相等，即v生成＝v消耗，说明该反应达到平衡状态C的物质的量不变，则达到平衡，故①符合题意；单位时间内消耗a mol A，正向反应，同时生成2a mol C，正向反应，同一个方向，不能说明达到平衡，故②不符合题意；A、B、C的浓度不再改变，则说明达到平衡，故③符合题意；气体密度等于气体质量除以容器体积，正向反应，气体质量减少，容器体积不变，密度减小，当混合气体的密度不再改变，则达到平衡，故④符合题意；该反应是体积减小的反应，正向反应，压强不断减小，当混合气体的总压强不再改变，则达到平衡，故⑤符合题意；该反应是体积减小的反应，正向反应，气体物质的量减小，当混合气体的总物质的量不再改变，则达到平衡，故⑥符合题意；A、B、C浓度之比为1∶3∶2，不能作为判断平衡，因为达到平衡状态时，A、B、C三种物质的浓度之比可能是1∶3∶2，也可能不是1∶3∶2，故⑦不符合题意；综上所述，①③④⑤⑥符合题意。 答案　B 5．一定温度下，向2 L恒容密闭容器中加入6 mol A和2 mol B，发生如下反应：3A＋BxC＋2D；2 min时，剩余1.2 mol B，并测得C的浓度为0.8 mol/L。下列说法正确的是(　　) A．x＝1 B．0～2 min内，A的平均反应速率为1.2 mol·L－1·min－1 C．当容器内剩余0.4 mol B时，反应时间为4 min D．其他条件相同，若起始时向1 L容器中充入6 mol A和2 mol B，当剩余1.2 mol B时，消耗时间小于2 min 解析　2 min时，剩余1.2 mol B，并测得C的浓度为0.8 mol/L，则C的物质的量为2 L×0.8 mol/L＝1.6 mol。根据三段式： 在化学方程式中，转化物质的量之比等于化学计量数之比，x＝2，A错误；v(A)＝＝＝0.6 mol·L－1·min－1，B错误；随着反应进行，反应物浓度减小，反应速率减小，所以再反应0.8 mol B，剩余0.4 mol B，所需的时间超过2 min，反应需要总时间大于4 min，C错误；其他条件相同，容积缩小，反应物浓度增大，反应速率加快，当剩余1.2 mol B时，消耗时间小于2 min，D正确。 答案　D 6．在容积不变的恒温密闭容器中，对于反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3均不为零，达到平衡状态时，X、Y、Z浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1和0.08 mol·L－1，已知反应物的转化率＝×100%，则下列判断合理的是(　　) A．c1∶c2不等于1∶3 B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为3∶2 C．X和Y的转化率不相等 D．c1的取值范围为0≤c1≤0.14 mol·L－1 解析　若反应向正反应进行到达平衡，X、Y的浓度最大，Z的浓度最小，假定完全反应，则： 　　　　 X(g)＋3Y(g)2Z(g) 起始/mol　 c1　　 c2　　　c3 转化/mol 0.04 0.12 0.08 平衡/mol 0.1 0.3 0.08 则c1、c2、c3分别为0.14、0.42、0； 若反应向逆反应进行到达平衡，X、Y的浓度最小，Z的浓度最大，假定完全反应，则： 　　　　 X(g)＋3Y(g)2Z(g) 起始/mol　 c1　　 c2　　　 c3 转化/mol 0.1 0.3 0.2 平衡/mol 0.1 0.3 0.08 则c1、c2、c3分别为0、0、0.28；X、Y的平衡浓度之比为1∶3，转化浓度之比亦为1∶3，故起始浓度之比c1∶c2＝1∶3，A不合理；反应速率之比等于系数比，平衡时，Y和Z的生成速率之比为3∶2，B合理；反应前后X、Y气体的浓度比相同，符合反应系数之比，所以达到平衡状态时，X、Y的转化率相等，C不合理；由可逆反应的特点，物质不可能完全转化，X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3均不为零，结合分析可知，c1的取值范围为0<c1<0.14 mol·L－1，D不合理。 答案　B 7．向恒温恒容的密闭容器中充入SO2Cl2(g)和SCl2(g)，发生反应：SO2Cl2(g)＋SCl2(g)2SOCl2(g)，下列示意图正确且能说明t1时刻反应已达到平衡状态的是(　　) 　　　 　　　 A　　　　　　　　　 B 　　　 C　　　　　　　　　 D 解析　反应：SO2Cl2(g)＋SCl2(g)2SOCl2(g)是反应前后气体分子数不变的反应，故恒温恒容的密闭容器中压强一直不变，故A错误；恒温恒容的密闭容器中气体的密度一直不变，不是变量，故不能判断t1时刻是否达平衡状态，故B错误；t1时刻后SOCl2、SCl2的物质的量发生变化，t1时刻未到达平衡状态，故C错误；该图表示t1时刻逆反应速率不变，故反应达到平衡状态，故D正确。 答案　D 8．一定温度下，在1 L恒容密闭容器中投入2 mol氨基甲酸铵(NH2COONH4)，发生反应NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)，实验测得数据如下表所示。下列说法错误的是(　　) 时间段/min NH3的平均生成速率/(mol·L－1·min－1) 0～1 0.8 0～2 0.6 0～3 0.4 A.2 min时，NH2COONH4的转化率为30% B．2 min时，体系中存在v正>v逆 C．30 s时，NH3的浓度大于0.4 mol·L－1 D．混合气体的密度不变时，说明此反应达到了平衡状态 解析　2 min时生成NH3为1.2 mol，则消耗NH2COONH4为0.6 mol，故转化率为×100%＝30%，A正确；2 min、3 min时NH3的浓度都是1.2 mol/L，说明2 min时反应处于平衡状态，v正＝v逆，B错误；1 min即60 s时氨气浓度为0.8 mol/L，随着反应的进行反应物的浓度在不断减小，速率也在减慢，即这1 min内前30 s反应速率要比后30 s反应速率要快，故前30 s生成的NH3浓度要大于0.4 mol/L，C正确；反应过程中，混合气体体积为1 L，质量不断增大，故密度不断增大，当不变时，达到平衡，D正确。 答案　B 9．在四个体积相同的密闭容器中发生反应：A2(g)＋3B22AB3(g)，其中化学反应速率最慢的是(　　) 实验编号 催化剂 温度/℃ A2/mol B2/mol A 有 350 1.5 4.5 B 无 350 1 3 C 无 450 1 3 D 有 450 1.5 4.5 解析　温度低则反应速率慢、浓度小则反应速率慢，相同条件下，催化剂会加快反应速率，故化学反应速率最慢的是不使用催化剂、温度低、浓度小的。 答案　B 10．将4 mol SO2(g)和2 mol O2(g)在2 L的密闭容器中混合，并在一定条件下发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，若经2 s后测得SO3的物质的量为0.6 mol。下列叙述正确的是(　　) A．2v(SO2)＝v(O2) B．2 s时SO2的转化率为15% C．反应开始到2 s时，O2的物质的量浓度减小0.85 mol·L－1 D．用SO3表示的平均反应速率为0.3 mol·L－1·s－1 解析　反应速率比等于系数比，且没有说明正逆反应速率，A错误；经2 s后测得SO3的物质的量为0.6 mol，则反应SO2 0.6 mol,2 s时SO2的转化率为×100%＝15%，B正确；反应开始到2 s时，反应O2 0.3 mol，物质的量浓度减小0.3 mol÷2 L＝0.15 mol·L－1，C错误； 用SO3表示的平均反应速率为 mol·L－1·s－1＝0.15 mol·L－1·s－1，D错误。 答案　B 二、选择题：本题包括5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 11．在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应：(甲)：2X(g)Y(g)＋Z(s)，(乙)：A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的密度；②反应容器中生成物的百分含量；③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比；④混合气体的压强；⑤混合气体的平均相对分子质量。能表明(甲)和(乙)都达到化学平衡状态的是(　　) A．①②③ B.②③⑤ C．①②③⑤ D．①②④⑤ 解析　恒温恒容体系中，混合气体的密度为质量与体积之比，ρ＝，甲乙反应过程中，V均一定，但是由于两个反应前后均有固体参与，m变化，因此，只有当反应达到平衡时，m才固定，气体的密度为定值，故此能作为判断平衡的标志，①符合题意；只有在反应达到平衡时，各物质的浓度保持不变，因此生成物的百分含量也不变，故此能作为判断平衡的标志，②符合题意；反应物消耗表示正反应过程，生成物消耗表示逆反应过程。正逆反应的速率比等于系数之比，则正逆反应速率达到相同，反应到达平衡，故此能作为判断平衡的标志，③符合题意；根据理想气体方程，pV＝nRT，恒温恒容体系的T、V一定，n与P成正比。已知甲乙两个可逆反应，甲反应的气体总系数和前后不同，而乙反应的气体总系数和前后相同，因此进行乙反应的容器中，气体的总物质的量保持恒定，则压强恒定，因此混合气体的压强不能表明乙达到平衡状态，④不符合题意；混合气体的平均相对分子质量与混合气体的摩尔质量以 g/mol 为单位时数值相同。即可以用气体总质量与气体总物质的量之比计算。M＝，由于两个反应前后均有固体参与，m变化，甲反应前后气体的总系数和不同，n在变化，乙的n不变，综上，只有当反应达到平衡时，m才固定，气体的密度为定值，故此能作为判断平衡的标志，⑤符合题意；综上，能表明(甲)和(乙)都达到化学平衡状态的有：①②③⑤。 答案　C 12．工业上可以用CO2来生产甲醇燃料。在体积为2 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下发生反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。测得CH3OH和CO2的物质的量随时间变化如图所示。下列描述不正确的是(　　) A．达到平衡时，CH3OH的转化率为75% B．3 min时，达到了化学平衡状态 C．反应进行到10 min时，气体的总压强是开始的0.625倍 D．反应开始到10 min时，用CO2表示的反应速率为0.037 5 mol·L－1·min－1 解析　由题中图示可知，平衡时生成甲醇为0.75 mol，根据CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，则消耗的氢气为0.75 mol×3＝2.25 mol，H2的转化率为×100%＝75%，故A错误；由题中图示可知，3 min后CH3OH和CO2的浓度仍在变化，没有达到平衡状态，故B错误；反应进行到10 min时，＝＝＝＝0.625，所以气体总压强是开始的0.625倍，故C正确；由题中图示可知，反应开始到10 min，消耗CO2的物质的量为n(CO2)＝1 mol－0.25 mol＝0.75 mol，反应开始到10 min，CO2减少了0.75 mol，则用CO2表示的反应速率为v(CO2)＝＝0.037 5 mol·L－1·min－1，故D正确。 答案　AB 13．T1 ℃时，向容积为2 L的恒容密闭容器中充入SO2和O2发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，容器中各组分的物质的量随时间变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．a、b两点反应速率va<vb B．0～t2时间段，反应速率v(SO3)＝mol·L－1·min－1 C．t2时刻，向容器中充入一定体积的气体氦，则v正、v逆均不变 D．若反应在T2 ℃进行(T2<T1)，反应进行t1分钟后，n(SO2)<0.8 mol 解析　a、b两点，随反应的进行反应物的浓度减小，则反应速率：va＞vb，A错误；0～t2时间段，反应速率v(SO3)＝＝mol·L－1·min－1，B正确；t2时刻，向容器中充入一定体积的气体氦，反应体系中各量的浓度均为变化，则v正、v逆均不变，C正确；若反应在T2 ℃进行(T2<T1)，温度低，则反应速率小，则反应进行t1分钟后，n(SO2)＞0.8 mol，D错误。 答案　BC 14．某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在400 mL稀盐酸中加入足量的锌粒(假设溶液体积不变)，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下(累计值)： 时间t/min 1 2 3 4 5 氢气体积/mL(标准状况) 105 217 334 410 476 下列说法错误的是(　　) A．1～2 min内，用盐酸的浓度变化表示的平均反应速率为0.025 mol/(L·min) B．化学反应速率最大时间段为t0～1 C．根据以上实验数据可以判定该反应为放热反应 D．反应开始时，向盐酸中滴加少量的CuSO4溶液，相同时间内产生氢气的体积比未加CuSO4溶液时大 解析　1～2 min内生成氢气的体积为217 mL－105 mL＝112 mL，物质的量是0.005 mol，消耗氯化氢是0.01 mol，盐酸的浓度是0.01 mol÷0.4 L＝0.025 mol/L，因此用盐酸的浓度变化表示的平均反应速率为0.025 mol/L÷1 min＝0.025 mol/(L·min)，A正确；根据表中数据可知0～1、1～2、2～3、3～4、4～5生成氢气分别是(mL)105、112、117、76、66，所以化学反应速率最大时间段为t2～3，B错误；随着反应的进行反应速率先增大后减小，而盐酸的浓度一直是减小的，所以反应速率增大只能是温度升高，这说明该反应为放热反应，C正确；反应开始时，向盐酸中滴加少量的CuSO4溶液，锌置换出铜，构成原电池加快反应速率，因此相同时间内产生氢气的体积比未加CuSO4溶液时大，D正确。 答案　B 15．化学兴趣小组同学用0.20 mol·L－1K2S2O8、0.20 mol·L－1Na2S2O3、0.2%X溶液、0.50 mol·L－1KI等试剂探究K2S2O8浓度对化学反应速率的影响，设计如下实验方案： 已知：S2O＋2S2O===2SO＋S4O，S2O＋2I－===2SO＋I2，还原性：S2O>I－ 下列说法错误的是(　　) A．X为淀粉 B.V2＝4.0 C．t1>t2>t3 D．V>20 解析　反应中有单质碘生成，碘遇淀粉显蓝色，则X为淀粉，A正确；探究浓度对反应速率的影响，实验①③中K2S2O8溶液的体积不同，需要保证溶液的总体积相等，因此V2＝4.0，B正确；相同条件下，反应物浓度越大，反应速率越快，则t3>t2>t1，C错误；由于还原性：S2O>I－，所以Na2S2O3与K2S2O8反应后K2S2O8需要过量，因此根据方程式S2O＋2S2O===2SO＋S4O可知V＜20，D错误。 答案　CD 三、非选择题：本题包括5小题，共60分。 16．(10分)回答下列问题。 (1)下列反应中，属于吸热反应的是________(填序号)。 ①物质燃烧　②炸药爆炸　③酸碱中和反应　④二氧化碳通过炽热的碳　⑤食物因氧化而腐败　⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应　⑦铁粉与稀盐酸反应 (2)已知：键能指在标准状况下，将1 mol气态分子AB(g)解离为气态原子A(g)、B(g)所需的能量，用符号E表示，单位为kJ/mol。H—H的键能为436 kJ/mol，N—H的键能为391 kJ/mol，生成1 mol NH3过程中放出46 kJ的热量。则N≡N的键能为________kJ/mol。 (3)工业上可以通过CO2(g)与H2(g)反应制备CH3OH(g)：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＜0 ①保持温度不变，向2 L恒容密闭容器中充入2 mol CO2和6 mol H2，能说明该反应已达平衡状态的是________(填字母)。 a．c(CH3OH)＝c(H2O) b．容器内压强保持不变 c．3v正(H2)＝v逆(CH3OH) ②在2 L恒容密闭容器中，反应过程中反应物和生成物的物质的量数据见下表： 反应时间 CO2/mol H2/mol CH3OH/mol 0 min 2 6 0 5 min 1 15 min 1.5 20 min 1.5 0～5 min内的平均反应速率：v(CH3OH)＝________；反应达平衡时，c(CO2)∶c(CH3OH)＝________。 ③向恒容密闭容器中充入一定量CO2和H2，在不同催化剂作用下合成甲醇，反应进行相同时间后(均未达到化学平衡状态)，CO2的转化率随反应温度的变化如图所示。其中a点CO2的转化率高于b点的原因是________________________________________________。 解析　(1)①物质燃烧属于放热反应；②炸药爆炸是物质急速燃烧属于放热反应；③酸碱中和反应属于放热反应；④二氧化碳通过炽热的碳属于吸热反应；⑤食物因氧化而腐败是氧化还原反应属于放热反应；⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应属于吸热反应；⑦铁粉与稀盐酸反应属于放热反应；吸热反应的是④⑥；(2)利用E(N≡N)＝ΔH－3E(H—H)＋6E(N—H)＝－46×2－3×436＋6×391＝946 kJ/mol，可求出N≡N的键能为946 kJ/mol；(3)①保持温度不变，向2 L恒容密闭容器中充入2 mol CO2和6 mol H2, CH3OH、H2O都是生成物且系数相同，c(CH3OH)、c(H2O)始终相等，c(CH3OH)＝c(H2O)不一定是平衡，故a不选；反应前后气体系数和不同，压强是变量，容器内压强保持不变，反应一定达到平衡状态，故b选；达到平衡状态，正逆反应速率比等于系数比，反应达到平衡v逆(H2)＝3v正(CH3OH)，故c不选，选b；②在2 L恒容密闭容器中，0～5 min内消耗1 mol CO2，则生成1 mol甲醇，平均反应速率v(CH3OH)＝＝0.1 mol·L－1·min－1；反应达到平衡时，生成1.5 mol甲醇，消耗1.5 mol CO2，c平(CO2)∶c平(CH3OH)＝∶＝1∶3；③a和b均未达到平衡，b点比a点温度高，速率快，但是a点催化剂Ⅰ的效率比催化剂Ⅱ的高，化学反应速率更快，a点CO2的转化率高于b点。 答案　(1)④⑥　(2)946 (3)①b　②0.1 mol·L－1·min－1　1∶3　③a和b均未达到平衡，b点比a点温度高，速率快，但是a点催化剂Ⅰ的效率比催化剂Ⅱ的高，化学反应速率更快 17．(12分)Ⅰ.在体积均为2 L的甲、乙两个恒容密闭容器中，分别加入相同质量的一定量炭粉和1.8 mol CO2，在不同温度下反应的过程如下图所示： (1)甲容器中，0～1 min内的平均反应速率v(CO2)＝________。 (2)反应速率：A点________(填“＜”“＞”或“＝”，下同)B点，A点________C点。 (3)乙容器中C点时，CO2的物质的量百分数为________。 Ⅱ.一定条件下，在容积为2 L的密闭容器中发生反应：N2H4(g)＋O2(g)N2(g)＋2H2O(g)，测得四种不同情况下的反应速率分别为①v(N2H4)＝0.15 mol·L－1·s－1 ②v(O2)＝0.6 mol·L－1·min－1 ③v(N2)＝0.5 mol·L－1·s－1 ④v＝0.45 mol·L－1·s－1 (4)反应速率由快到慢的顺序为________，改变下列条件能够加快该化学反应速率的是________(填字母)。 a．充入氖气，使压强增大 b．增大氧气的浓度 c．将容器的体积变为3 L d．升高体系温度 解析　(1)甲容器中，0～1 min内生成CO为1.5 mol，则消耗CO2为0.75 mol，浓度是0.375 mol/L，所以平均反应速率v＝0.375 mol/L÷1 min＝0.375 mol/(L·min)。 (2)A点斜率大于B点斜率，则反应速率：A点＞B点，甲容器首先达到平衡状态，说明温度高，反应速率快，乙容器温度低，A点和C点CO的物质的量相等，所以反应速率A点＞C点。 (3)乙容器中C点时生成CO为1.2 mol，则消耗CO2为0.6 mol，剩余CO2为1.2 mol，CO2的物质的量百分数为×100%＝50%。 (4)根据反应速率之比是化学计量数之比可知，如果都用肼表示反应速率，则 ①v＝0.15 mol·L－1·s－1 ②v＝v＝0.6 mol·L－1·min－1＝0.01 mol·L－1·s－1 ③v＝v＝0.5 mol·L－1·s－1 ④v＝v＝0.225 mol·L－1·s－1 则反应速率由快到慢的顺序为③＞④＞①＞②。 a．充入氖气，使压强增大，反应物浓度不变，反应速率不变；b.增大氧气的浓度，加快反应速率；c.将容器的体积变为3 L，浓度减小，反应速率减小；d.升高体系温度，加快反应速率；答案选bd。 答案　(1)0.375 mol/(L·min) (2)>　＞ (3)50%　(4)③＞④＞①＞②　bd 18．(12分)科学家利用氧化锆锌作催化剂，在一定温度下将CO2和H2转化为重要有机原料甲醇(CH3OH)，其原理为：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，在容积为2 L的恒温密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应。CO2和CH3OH的物质的量随时间变化如图所示。 已知： 化学键 C===O C—O C—H H—H H—O 断键所需能量/ (kJ·mol－1) 798 343 415 436 465 回答下列问题： (1)若1 mol CO2完全反应，CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，反应________(填“吸收”或“放出”)的热量为________kJ。 (2)图中a＝________；从反应开始到平衡，H2的平均反应速率v＝________(保留两位有效数字)。该温度下达到平衡时，体系压强与开始时的压强之比为________。 (3)下列叙述正确的是________(填字母，下同)。 a．3 min时，CH3OH的生成速率等于其分解速率 b．由保持不变，可判断该反应达到平衡状态 c．当v＝3v时，可判断该反应达到平衡状态 d．若改变催化剂，则反应达到平衡状态所需的时间一定小于10 min e．混合气体的压强不随时间的变化而变化，可判断该反应达到平衡状态 f．混合气体的密度不再随时间而改变，可判断该反应达到平衡状态 (4)其他条件不变时，下列措施不能使生成CH3OH的反应速率增大的是________。 a．增大CO2的浓度 b．将容器的容积变为4 L c．恒容条件下充入一定量Ne d．将恒温恒容容器改为绝热恒容容器(不与外界发生热量交换) 解析　(1)根据ΔH＝反应物的键能和－生成物的键能和，可得：ΔH＝(2×798＋3×436－3×415－343－3×465)kJ·mol－1＝－79 kJ·mol－1，则反应为放热反应，1 mol CO2完全反应，放出的热量为79 kJ； (2)由题图可知平衡时生成CH3OH的物质的量为0.75 mol，则消耗CO2的物质的量为0.75 mol，剩余CO2的物质的量为0.25 mol，即a＝0.25；平衡时消耗H2的物质的量为2.25 mol，v(H2)＝＝0.112 5 mol·L－1·min－1≈0.11 mol·L－1·min－1；平衡时体系内气体的总物质的量为0.75＋0.75＋0.25＋0.75＝2.5 mol，根据压强之比等于气体物质的量之比可得：体系压强与开始时的压强之比＝＝； (3)3 min时，反应未达平衡状态，CH3OH的生成速率大于其分解速率，故a错误；反应过程中CH3OH的物质的量增加，H2的物质的量减小，则逐渐增大，当保持不变，可判断该反应达到平衡状态，故b正确；v＝3v，不能说明正反应速率等于逆反应速率，不能判断该反应达到平衡状态，故c错误；若改变催化剂，其催化效率不一定高于原催化剂，因此不一定使反应速率更快，则反应达到平衡状态所需的时间不一定小于10 min，故d错误；随反应正向进行，气体分子数逐渐减小，则体系内压强逐渐减小，当混合气体的压强不随时间的变化而变化，可判断该反应达到平衡状态，故e正确；各物质均为气体，气体的质量恒定，容器体积不变，则混合气体的密度为定值，不能根据其不再变化判断平衡状态，故f错误； (4)增大浓度，反应速率加快，故a不选；将容器的容积变为4 L，各物质的浓度减小，反应速率减小，故b选；恒容条件下充入一定量Ne，各物质的量浓度不变，反应速率不变，故c选；将恒温恒容容器改为绝热恒容容器，因该反应为放热反应，随反应进行，体系内温度升高，反应速率较快，故d不选。 答案　(1)放出　79　(2)0.25　0.11 mol·L－1·min－1　5∶8　(3)be　(4)bc 19．(12分)室温下，将H2O2、H2SO4、KI、Na2S2O3溶液及淀粉混合，一段时间后溶液先变为蓝色，后蓝色褪去，且两种现象交替出现。反应分两步进行：反应A：H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O；反应B：……；总反应为：H2O2＋2S2O＋2H＋===S4O＋2H2O。 回答下列问题： (1)反应B的离子方程式是________________。I－的作用为______________。 (2)小组同学探究溶液颜色第一次变蓝快慢的影响因素，进行下列反应。 ①实验Ⅰ中，若2 s时H2O2的浓度变为7×10－4mol·L－1，则0～2 s时v＝______mol·L－1·min－1。 ②为探究不同pH对溶液颜色第一次变蓝快慢的影响因素，进行实验Ⅰ和Ⅱ，则z＝________；实验Ⅲ和实验Ⅳ对照实验的目的为_____________________________________； 若探究温度对溶液颜色第一次变蓝快慢的影响因素，可选择实验________和实验________(填写“Ⅰ”“Ⅱ”“Ⅲ”或“Ⅳ”)。 解析　该“碘钟实验”的总反应为H2O2＋2S2O＋2H＋===S4O＋2H2O，反应分A、B两步进行，反应A为H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O，则反应B为：I2氧化S2O生成S4O和I－，结合电子守恒、电荷守恒书写反应B；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。 (1)总反应为H2O2＋2S2O＋2H＋===S4O＋2H2O，反应分A、B两步进行，反应A为H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O，则反应B为：I2氧化S2O生成S4O和I－，离子方程式为：I2＋2S2O===2I－＋ S4O；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；(2)①实验Ⅰ中，H2O2在混合后的初始浓度为0.01 mol·L－1×＝0.002 5 mol·L－1，2 s时H2O2的浓度变为7×10－4mol·L－1，则0～2 s时v(H2O2)＝＝＝0.000 9 mol·L－1·s－1＝0.054 mol·L－1·min－1；②实验Ⅰ和Ⅱ，H2SO4的体积不同，即表示pH不同，其他量应该相同，故x＝8，y＝3，z＝2；实验Ⅲ和实验Ⅳ对照实验的目的为探究反应物浓度对反应速率的影响；若探究温度对溶液颜色第一次变蓝快慢的影响因素，则温度为变量，其他量应该相同，可选择实验Ⅰ和实验Ⅲ。 答案　(1)I2＋2S2O===2I－＋ S4O　作催化剂　(2)①0.054　②2　探究反应物浓度对反应速率的影响　Ⅰ　 Ⅲ 20．(14分)汽车中的三元催化器能使尾气转化为无污染的气体，主要反应为2CO＋2NON2＋2CO2。 (1)某温度下，在容积不变的密闭容器中通入等物质的量的CO和NO，下列不能说明该反应已经达到平衡状态的是________(填字母，下同)。 A．CO和NO的物质的量之比不变 B．2v正(N2)＝v逆(CO) C．混合气体的压强保持不变 D．混合气体的密度保持不变 当改变下列条件时，反应速率会减小的是________。 A．降低温度 B．容器体积不变，充入惰性气体Ar C．容器压强不变，充入惰性气体Ar D．体积不变，再通入a mol NO(g) (2)下图为相同时间内不同温度下汽车尾气中NO的转化率的变化情况。该反应最佳的催化剂与温度为________。 (3)为研究如何增大NO和CO催化反应的速率，某课题组在反应物初始浓度相同时，实验温度为280 ℃和360 ℃，进行了以下实验探究。 编号 实验目的 t/℃ c/ (mol·L－1) c/ (mol·L－1) 催化剂的比表面积(m2/g) 达平衡时所用的时间/s Ⅰ 对照实验 280 6.50×10－3 4.00×10－3 80.0 t1 Ⅱ a 280 6.50×10－3 4.00×10－3 120.0 t2 Ⅲ 研究温度对尾气转化速率的影响 b 6.50×10－3 4.00×10－3 c t3 【实验分析与结论】 ①补全表格a_______，b_______，c_______。 ②测得t3<t1，对比实验Ⅰ、Ⅲ，可得结论：__________________________________。 ③通过实验可得到“温度相同时，增大催化剂的比表面积，可增大尾气的转化速率”的结论，证据是对比实验Ⅰ、Ⅱ，t1________t2(填“>”“<”或“＝”)。 解析　(1)密闭容器中通入等物质的量的CO和NO，投料比等于系数比，CO和NO的物质的量之比始终等于系数比，所以CO和NO的物质的量之比不变，反应不一定平衡，故A选；2v正(N2)＝v逆(CO)，正逆反应速率比等于系数比，反应一定达到平衡状态，故B不选；反应前后气体系数和不同，压强是变量，混合气体的压强保持不变，反应一定达到平衡状态，故C不选；反应前后气体总质量不变、容器体积不变，密度是恒量，混合气体的密度保持不变，反应不一定平衡，故D选。降低温度，反应速率减慢，故A选；容器体积不变，充入惰性气体Ar，反应物浓度不变，反应速率不变，故B不选；容器压强不变，充入惰性气体Ar ，容器体积增大，反应物浓度减小，反应速率减慢，故C选；体积不变，再通入a mol NO(g)，NO浓度增大，反应速率加快，故D不选。 (2)根据题图示，最佳催化剂和温度为PtO­CeO2­OMS,250 ℃。 (3)①根据控制变量法，实验Ⅰ、Ⅱ的催化剂比表面积不同，所以实验Ⅰ、Ⅱ为控制温度不变探究催化剂比表面积对速率影响；实验Ⅰ、Ⅲ是控制催化剂比表面积不变，探究温度对速率影响，所以b为360 ℃；c为80.0；②测得t3<t1，对比实验Ⅰ、Ⅲ，说明反应Ⅲ速率快，可得结论为催化剂的比表面积相同时，升高温度，可增大尾气转化速率；③对比实验Ⅰ、Ⅱ，得出“温度相同时，增大催化剂的比表面积，可增大尾气的转化速率”的结论，则实验Ⅰ的反应速率小于实验Ⅱ，所以t1>t2。 答案　(1)AD　AC (2)PtO­CeO2­OMS、250 ℃ (3)①研究同种催化剂的比表面积对尾气转化速率的影响　360　80.0　②催化剂的比表面积相同时，升高温度，可增大尾气转化速率　③> 学科网（北京）股份有限公司 $$