第2章 化学反应速率与化学平衡-【三清必刷】2025-2026学年高二化学选择性必修1+2（人教版2019）

— 10 — 第二章 化学反应速率与化学平衡 (时间:75分钟 满分:100分) 􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌 􀤌 􀤌 􀤌 􀤌 􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌 􀤌 􀤌 􀤌 􀤌 􀦌 􀦌 􀦌􀦌 名师推好题 第6题。该题主要以可逆反应中各反应物、生成物分压与时间的变化情况考查化 学反应速率和化学平衡,让考生结合平面坐标系分析问题,从而提高学生的应用变通能力,值得 推荐。 一、选择题(共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意) 1.某工业生产中发生反应:2A(g)+B(g)􀜩􀜨􀜑 2M(g) ΔH<0。下列有关该工业生产的说法中正确 的是 ( ) A.工业上在合成 M时,一定会采用高压条件,因为高压有利于 M的生成 B.由于物质B价廉易得,工业上一般采用加入过量的B。因加入过量的B可以增加正反应速率, 降低逆反应速率,从而提高A的转化率 C.工业上一般采用高温合成 M,因为温度越高,反应物的转化率越高 D.工业生产中常采用催化剂,因为使用催化剂可提高 M的日产量 2.下列对于化学反应方向说法正确的是 ( ) A.反应2A(g)+B(g)􀪅􀪅3C(s)+D(g)在一定条件下能自发进行,说明该反应的ΔH>0 B.常温下,反应2Na2SO3(s)+O2(g)􀪅􀪅2Na2SO4(s)能自发进行,则ΔH<0 C.反应2Mg(s)+CO2(g)􀪅􀪅C(s)+2MgO(s)在一定条件下能自发进行,则该反应的ΔH>0 D.一定温度下,反应2NaCl(s)􀪅􀪅2Na(s)+Cl2(g)的ΔH<0,ΔS>0 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 H2(g)+I2(g)􀜩􀜨􀜑 2HI(g) Qc(浓度商)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) v(NO2)=2v(N2O4) 4.在一定条件下,对于反应mA(g)+nB(g)􀜩􀜨􀜑 cC(g)+dD(g),C的百分含量 (C%)与温度、压强的关系如图所示,下列判断正确的是 ( ) A.ΔH<0、ΔS>0 B.ΔH>0、ΔS<0 C.ΔH>0、ΔS>0 D.ΔH<0、ΔS<0 5.硅是大数据时代的关键材料。工业上常在1800—2000℃时,用碳单质还原的方法制取单质硅。 涉及反应的相关数据如表所示。下列相关说法正确的是 ( ) 反应 ΔH/(kJ·mol-1) ΔS/(J·K-1·mol-1) 反应(1):SiO2(s)+2C(s)􀪅􀪅Si(s)+2CO(g) 687.27 359.04 反应(2):SiO2(s)+C(s)􀪅􀪅Si(s)+CO2(g) 514.85 183.35 A.反应(1)可证明Si的还原性大于C B.生活中利用单晶硅良好的导光性能做光导纤维 C.工业生产条件下反应(2)无法自发进行发生 D.C(s)+CO2(g)􀪅􀪅2CO(g) ΔH=-172.42kJ·mol-1 6.在一定温度和催化剂的条件下,发生2NH3(g)􀜩􀜨􀜑 N2(g)+3H2(g)。将0.1molNH3 通入3L 的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa),各物质的分压随时间的变化曲线如图所 示。下列的说法不正确的是 ( ) A.曲线Ⅰ表示NH3 的分压随时间的变化 B.用 H2 的浓度变化表示0-t1 时间内的反应速率v(H2)= 0.06 t1 mol·L-1·min-1(用含t1 的代 数式表示) C.t2 时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变,N2 分压变化趋势的曲线是b D.在此温度下该反应的化学平衡常数Kp=4800(kPa) 2 7.可利用如下反应将二氧化碳转化为甲烷:CO2(g)+2H2O(g)􀜩􀜨􀜑 CH4(g)+2O2(g) ΔH= +802kJ·mol-1,下图为在恒温、光照、不同初始浓度和不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ)作用下,体积为2L 的密闭容器中n(CH4)随光照时间的变化曲线。下列说法正确的是 ( ) A.0~15h内,催化剂Ⅱ的催化效果比催化剂Ⅰ效果好 B.反应开始后的30h内,第Ⅰ种催化剂的作用下,反应吸收的热量多 C.a点时,CO2 的转化率相等 D.0~16h时间内,v(O2)=1.5kJ·mol-1·L-1·h-1 8.一定条件下,反应2NH3(g)􀜩􀜨􀜑 N2(g)+3H2(g) ΔH>0,达到平衡时 N2 的体积分数与温度、压强的关系如图所示。下列说法正确的是 ( ) A.压强:p1>p2 B.b、c两点对应的平衡常数:Kc>Kb C.a点:2v正(NH3)=3v逆(H2) D.a点:NH3 的转化率为 1 3 — 9 — — 12 — 9.工业上采用乙烯和水蒸气在催化剂(磷酸/硅藻土)表面合成乙醇,反应原理为:CH2􀪅CH2(g)+ H2O(g)􀜩􀜨􀜑 CH3CH2OH(g),副产物有乙醛、乙醚及乙烯的聚合物等。下图是乙烯的总转化率随 温度、压强的变化关系,下列说法正确的是 ( ) A.合成乙醇的反应一定为吸热反应 B.目前工业上采用250~300℃,主要是在此温度下乙烯的转化率最大 C.目前工业上采用加压条件(7MPa左右),目的是提高乙醇的产率和加快反应速率 D.相同催化剂下,在300℃14.7MPa乙醇产率反而比300℃7MPa低得多,是因为加压平衡向 逆反应方向移动 10.一定条件下铁可以和CO2 发生反应:Fe(s)+CO2(g)􀜩􀜨􀜑 FeO(s)+CO(g)。一定温度下,向某 密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2 气体,反应过程中CO2 气体和CO气体的浓度与 时间的关系如图所示,下列说法正确的是 ( ) A.t1min时,正、逆反应速率的大小关系为v正=v逆 B.4min内,CO2 的转化率为71.4% C.4min内CO的反应速率v(CO)=0.125mol·L-1·s-1 D.保持容器压强不变,充入 He,化学反应速率不变 11.一定条件下合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)􀜩􀜨􀜑 CH2􀪅CH2(g)+ 4H2O(g)。已知温度对CO2 的平衡转化率和催化剂催化效率的 影响如图所示。下列说法正确的是 ( ) A.M点的正反应速率v(正)大于N点的逆反应速率v(逆) B.若投料比n(H2)∶n(CO2)=4∶1,则图中 M点乙烯的体积分 数为5.88% C.250℃,催化剂对CO2 平衡转化率的影响最大 D.当温度高于250℃,升高温度,平衡逆向移动,导致催化剂的催化效率降低 12.反应2NO(g)+2H2(g)􀪅􀪅N2(g)+2H2O(g)中,每生成7gN2 放出166kJ的热量,该反应的速 率表达式为v=k·cm(NO)·cn(H2)(k、m、n待测),该反应包含下列两步:①2NO+H2 􀪅􀪅 N2+H2O2(慢),②H2O2+H2􀪅􀪅2H2O(快)。T ℃时测得有关实验数据如表: 序号 c(NO)/(mol·L-1) c(H2)/(mol·L-1) 速率/(mol·L-1·min-1) Ⅰ 0.0060 0.0010 1.8×10-4 Ⅱ 0.0060 0.0020 3.6×10-4 Ⅲ 0.0010 0.0060 3.0×10-5 Ⅳ 0.0020 0.0060 1.2×10-4 下列说法错误的是 ( ) A.整个反应速度由第①步反应决定 B.该反应速率表达式:v=5000c2(NO)·c(H2) C.正反应的活化能:①>② D.该反应的热化学方程式为2NO(g)+2H2(g)􀪅􀪅N2(g)+2H2O(g) ΔH=-332kJ·mol-1 13.用O2 将 HCl转化为Cl2 的反应为4HCl(g)+O2(g)􀜩􀜨􀜑 2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH<0。在恒温 恒容条件下测得反应过程中c(Cl2)的实验数据如下表。下列说法错误的是 ( ) t/min 0 2 4 6 c(Cl2)/(10-3mol·L-1) 0 1.8 3.7 5.4 A.2~6min用Cl2 表示的化学反应速率为0.9mol·L-1·min-1 B.当容器内气体的平均摩尔质量不变时,可说明反应达到化学平衡状态 C.化学平衡常数:K(200℃)>K(400℃) D.增大压强,可以提高 HCl的平衡转化率 14.科学家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯2C2H5OH(g) 催化剂 △􀜩 􀜨􀜑􀜑􀜑 CH3COOC2H5 (g)+2H2(g)的新方 法。在常压下反应,冷凝收集,测得常温下液体收集物中主要产物的质量分数如图所示。下列 推测合理的是 ( ) A.乙醛是该反应的催化剂 B.加压有利于提高乙酸乙酯的产率 C.提高催化剂的活性和选择性,减少乙醚等副产物是工艺的关键 D.随着温度的升高,乙酸乙酯的质量分数先增大后减小,说明该反应是吸热反应 15.已知2NO(g)+O2(g)􀜩􀜨􀜑 2NO2(g)的反应历程如图1(第一步快速平衡),在固定容积的容器中 充入一定量的NO和O2 发生上述反应,测得体系中部分物质的物质的量(n)随温度(T)的变化 如图2所示。下列说法错误的是 ( ) — 11 — — 14 — A.该过程决速步骤的活化能为E4-E2 B.a点后,n(N2O2)迅速减小的原因是第2步速率加快,第1步平衡逆向移动 C.b点后,n(N2O2)增加的原因是第2步平衡逆向移动的程度比第1步的大 D.其他条件不变,改为恒压状态,反应速率减慢 二、非选择题(共5小题,共55分) 16.(9分)反应物与生成物均为气态的某可逆反应在不同条件下的反应历程分别为A、B,如图所示。 (1)据图判断该反应是 (填“吸”或“放”)热反应,当反应达到平衡后,其他条件不变,升 高温度,反应物的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)其中B历程表明此反应采用的条件为 (选填下列序号字母),作出正确的判断的理 由为 。 A.升高温度 B.增大反应物的浓度 C.降低温度 D.使用了催化剂 (3)若ΔH 的数值为200kJ·mol-1,则x值应为 kJ·mol-1。此反应在A反应历程中 的正反应的活化能为 kJ·mol-1。 17.(10分)研究化学反应原理对生产、生活及环境保护具有重要意义。请回答下列问题: (1)燃煤会产生CO2、CO、SO2 等大气污染物。燃煤脱硫的相关反应的热化学方程式如下: 反应Ⅰ:CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)􀜩􀜨􀜑 CaS(s)+3CO2(g) ΔH1=-455.8kJ·mol-1 反应Ⅱ:CaSO4(s)+4CO(g)􀜩􀜨􀜑 CaS(s)+4CO2(g) ΔH2=-174.4kJ·mol-1 计算反应CaSO4(s)+CO(g)􀜩􀜨􀜑 CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) ΔH= 。 (2)甲醇是重要的化工原料,又可作燃料,工业上可利用CO2 来生产燃料甲醇。已知制备甲醇的 有关反应的化学方程式及其在不同温度下的化学平衡常数如表所示: 化学反应 化学平衡常数 温度(℃) 500 700 800 ⅰ.3H2(g)+CO2(g)􀜩􀜨􀜑 CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1 K1 2.5 0.58 0.38 ⅱ.H2(g)+CO2(g)􀜩􀜨􀜑 H2O(g)+CO(g) ΔH2 K2 1 ①500℃时测得反应ⅰ在某时刻 H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度分别为1mol·L-1、 0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.15mol·L-1,则此时v(正) v(逆)(填“>”“=”或“<”)。 ②下列措施能使反应ⅰ的平衡体系中n(CH3OH)增大的 (填序号)。 A.将 H2O(g)从体系中分离出去 B.恒容时充入 He(g),使体系压强增大 C.升高温度 D.恒容时再充入1molH2(g) ③如图是二氧化碳合成CH3OH反应中温度对CH3OH、CO的产率影响曲线,700℃时副反应 ⅱ的平衡常数 1(填“>”或“<”)。增大反应体系的压强,合成甲醇的反应速率 (填“增大”“减小”或“不变”)。 18.(14分)某研究性学习小组利用H2C2O4 与酸性KMnO4 溶液的反应,探究“外界条件对化学反应 速率的影响”,实验记录如下表所示: 实验组别 实验温度/K 参加反应的物质 KMnO4 溶 液 (含 硫 酸) H2C2O4 溶液 H2O V/mL c/mol·L-1 V/mL c/mol·L-1 V/mL 溶液褪色所需时 间/s A 293 3 0.2 7 1 0 60 B T1 3 0.2 5 1 V1 80 C 313 3 0.2 V2 1 2 t1 查阅资料:酸性 KMnO4 溶液中滴加过量的 H2C2O4,振荡后溶液由紫色变为无色,回答下列 问题。 (1)该反应的离子方程式为: 。 (2)T1= 。 (3)V1= ,理由是 。 (4)若探究温度对化学反应速率的影响,可选择实验 (填组别),根据实验数 据,可以得出的结论是 。 — 13 — — 16 — (5)发生反应2NO(g)+2CO(g)􀜩􀜨􀜑 N2(g)+2CO2(g) ΔH<0,该反应达到平衡后,为在提高 反应速率同时提高NO的转化率,可采取的措施有 (填字母序号)。 A.改用高效催化剂 B.缩小容器的体积 C.升高温度 D.增加CO的浓度 (6)某反应过程的能量变化如图所示(填入字母)。 ①该反应过程有催化剂参与的是 。 ②该反应有催化剂参与时的活化能为 。 19.(8分)甲烷是重要的气体燃料和化工原料。回答下列问题: (1)利用甲烷制备合成气的化学方程式CH4(g)+H2O(g)􀜩􀜨􀜑 CO(g)+3H2(g)。一定温度下, 在恒容的密闭容器中发生上述反应,下列表示反应达到平衡状态的有 (填标号)。 A.v正(CH4)=v逆(H2O) B.气体压强不再变化 C.单位时间每消耗1molCH4,同时产生3molH2 D.CH4 与 H2 的物质的量之比为1∶3 (2)在某密闭容器中通入2molCH4 和2molH2O(g),在不同条件下 发生反应CH4(g)+H2O(g)􀜩􀜨􀜑 CO(g)+3H2(g),测得平衡时CH4 的体积分数与温度、压强的关系如图所示。 ①p1 p2(填“<”“>”或“=”),该反应为 (填“吸热” 或“放热”)反应。 ②m、n、q三点的化学平衡常数大小关系为 。 ③若q点对应的纵坐标为30,此时甲烷的转化率为 ,该条件下的化学平衡常数 Kp= (用含有p1 的表达式表示。用气体分压替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数Kp, 已知分压=总压×气体物质的量分数) 20.(14分)汽车尾气中的 NO和CO在催化转化器中反应生成两种无毒无害的气体:2NO(g)+ 2CO(g)􀜩􀜨􀜑 N2(g)+2CO2(g) 已知:碳的燃烧热为393.5kJ·mol-1 N2(g)+O2(g)􀪅􀪅2NO(g) ΔH1=+180.5kJ·mol-1 2C(s)+O2(g)􀪅􀪅2CO(g) ΔH2=-221kJ·mol-1 则:(1)2NO(g)+2CO(g)􀜩􀜨􀜑 N2(g)+2CO2(g) ΔH= kJ·mol-1。 (2)将CO和NO按n (CO) n(NO)=1 投入一恒温密闭容器,反应达平衡时,体系的总压强为aPa、N2 的体积分数为20%,该温度下反应的平衡常数Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算)。 (3)催化剂性能决定了尾气处理效果。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂(Ⅰ、 Ⅱ)进行反应,测量逸出气体中NO含量,可测算尾气脱氮率。相同时间内,脱氮率随温度变化 曲线如图所示。 ①曲线上a点的脱氮率 (填“>”“<”或“=”)对应温度下的平衡脱氮率。 ②催化剂Ⅱ条件下,450℃后,脱氮率随温度升高而下降的原因可能是 。 (4)使用甲醇汽油能减少汽车尾气对环境的污染,某化工厂用水煤气为原料合成甲醇,恒温条件 下,在体积可变的密闭容器中发生反应:CO(g)+2H2(g)􀜩􀜨􀜑 CH3OH(g),到达平衡时,测得 CO、H2、CH3OH分别为1mol、1mol、1mol,此时容器的体积为3L,现往容器中继续通入3mol CO,则v(正) v(逆)(填“>”“<”或“=”),判断的理由 。 (5)二甲醚也是清洁能源,用合成气在催化剂存在下制备二甲醚的反应原理为:2CO(g)+4H2 (g)􀜩􀜨􀜑 CH3OCH3(g)+H2O(g)。已知一定条件下,该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比 n(H2) n(CO) 的变化曲线如图: ①a、b、c按从小到大的顺序排序为 。 ②某温度下,将2.0molCO(g)和4.0molH2(g)充入容积为2L的密闭容器中,反应到达平衡 时,改变压强和温度,平衡体系中二甲醚[CH3OCH3(g)]的物质的量分数变化情况如上图所示, 在不同温度和压强下 H2 的平衡转化率最小的是 。 A.T4、p1 B.T2、p4 C.T3、p3 D.T1、p4 — 15 — —90 — 参考答案 高中同步章末卷 选择性必修1 第一章 化学反应的热效应 1.D [H+和OH-的反应活化能接近于零,反应速率快,反应能 在瞬间完成,A正确;可再生能源包括太阳能、风能、水能、生物 质能、潮汐能、地热能等,这些能源在自然界可以循环再生;不 可再生能源在短期内无法恢复且随着开发利用储量越来越少, 包括煤、石油、天然气、核能等,B正确;对一个确定的化学反应 而言,反应条件与反应热大小无关,同温同压下,在常温和点燃 条件下的反应热相同,C正确;化学反应的实质是旧化学键的断 裂和新化学键的形成,所以只有化学键的断裂,不一定发生化 学变化,如氯化氢气体溶于水,共价键断裂,但发生的变化不是 化学变化,D错误。] 2.D [①冰融化成水吸收能量,但不是化学反应;②胆矾受热分 解为分解反应,为吸热反应;③三氧化硫溶于水生成硫酸,是放 热反应;④高锰酸钾分解制取氧气为分解反应,是吸热反应; ⑤生石灰与水反应生成熟石灰是放热反应;⑥石灰石高温分解 为分解反应,是吸热反应;⑦CO2+C 高温 􀪅􀪅2CO是 吸 热 反 应; ⑧Ba(OH)2·8H2O与固体NH4Cl混合反应生成BaCl2、NH3 和 H2O,是吸热反应。] 3.D [水的分解是吸热反应,故A错误;氢能源由于受贮存和运 输等因素的限制,还未普遍使用,但有巨大的开发利用价值,故 B、C错误;2molH2在1molO2 中完全燃烧生成2molH2O, 并放出大量的热,即反应物能量高于生成物能量,故D正确。] 4.D [已知25℃、101kPa下,1mol水蒸发为水蒸气需要吸热 44.01kJ,则 H2O(l)􀪅􀪅H2O(g) ΔH=+44.01kJ·mol-1 ①、2H2O(l)􀪅􀪅2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.66kJ·mol-1 ②、C(s)+H2O(g)􀪅􀪅CO(g)+H2(g) ΔH=+131.29kJ·mol-1 ③,根据盖斯定律,由③-12×②+① 得C(s)+12O2 (g)􀪅􀪅 CO(g) ΔH=+131.29kJ·mol-1-12×571.66kJ ·mol-1 +44.01kJ·mol-1=-110.53kJ·mol-1,故D正确。] 5.D [钠在空气中燃烧发生反应:2Na+O2 点燃 􀪅􀪅Na2O2,Na元素 由0价升高到+1价,生成1molNa2O2 时,转移2NA 个电子, 又知转移NA 个电子放出255kJ热量,故生成1molNa2O2 放 出热量为255kJ×2=510kJ。] 6.B [燃烧热是指生成稳定的氧化物,ΔH3 是白磷的燃烧热,A 错误;根据图可得出ΔH3=ΔH1+ΔH2,B正确;P4O6 被氧化 是放 热 反 应,C 错 误;热 量 的 单 位 是 kJ,ΔH 的 单 位 是 kJ·mol-1,D错误。] 7.D [C的燃烧热是指1molC燃烧生成二氧化碳时放出的热 量,故A错误;催化剂只改变反应速率,不影响反应的热效应, 故B错误;①为吸热反应,反应物总能量小于生成物总能量,故 C错误;根据盖斯定律,将①+2×②可得TiO2(s)+2Cl2(g)+ 2C(s)􀪅􀪅TiCl4(g)+2CO(g) ΔH=-45.5kJ·mol-1,故D 正确。] 8.A [根据盖斯定律,①×23+②× 2 3-③×2 得2S(g)􀪅􀪅 S2(g) ΔH4= 2 3 (ΔH1+ΔH2-3ΔH3)。] 9.B [根据盖斯定律,将题给两个热化学方程式依次编号为①、 ②,由①×2-②可得:2H2O(g)􀪅􀪅O2(g)+2H2(g),则该反应 的ΔH=2ΔH1-ΔH2=2akJ·mol-1-(-220kJ·mol-1)= (2a+220)kJ·mol-1。根据ΔH 与键能的关系,2H2O(g)􀪅􀪅 O2(g)+2H2(g)的ΔH=(4×462kJ·mol-1)-496kJ·mol-1 -2×436kJ·mol-1,从 而 可 得:(2a+220)kJ·mol-1=(4× 462kJ·mol-1)-496kJ·mol-1-2×436kJ·mol-1,解得a= +130。] 10.D [由图可知,大气臭氧层被消耗的反应的反应物总能量大 于生成物总能量,该反应为放热反应,反应的ΔH =生成物总 能量-反 应 物 总 能 量=E3-E2,反 应 O3(g)+O(g)􀪅􀪅 2O2(g)为放热反应,由盖斯定律可知,氯原子对O3 的分解催 化分步反应之和为大气臭氧层被消耗的反应,则ΔH =ΔH1 +ΔH2。] 11.C [A选项,M转化成N是吸热反应,能量越低越稳定,M较 稳定,错误;B选项,过渡态和N的能量差是该反应逆反应的 活化能,错误;D选项,M和N的能量不同,完全燃烧生成物的 能量相同,所以标准燃烧热不同,错误。] 12.D [①CO的燃烧反应是放热反应,放热反应的反应热ΔH< 0,故a<0,A错误;将②扩大2倍,将反应物与生成物颠倒顺 序,能量数值相等,符号相反,可得2H2O(g)􀪅􀪅2H2(g)+ O2(g) ΔH=-2bkJ·mol-1,物质在气态含有的能量比液 体时 高,所 以 2H2O(l)􀪅􀪅2H2(g)+O2(g) ΔH > -2bkJ·mol-1,B错误;燃烧热是1mol可燃物完全燃烧,产 生指定产物时放出的热量。H2O的稳定状态是液态,物质由气态 转化为液体时会释放能量,放出的能量越多,则反应热就越小,所 以由反应③可知乙醇的燃烧热<|c|kJ·mol-1,C错误;根据盖 斯定律,将①×2+②×4-③,整理可得:2CO(g)+4H2(g)􀪅􀪅 H2O(g)+C2H5OH(l) ΔH=(2a+4b-c)kJ·mol-1,D正确。] 13.C [根据图像可知总反应生成物的总能量大于反应物的总能 量,因此为吸热反应,故ΔH3>0,根据盖斯定律,ΔH1=ΔH3 -ΔH2>0,则反应Ⅰ为吸热反应,故 A、B错误,C正确;优良 的催化剂降低了反应的活化能,但焓变不变,焓变只能由反应 物和生成物的总能量决定,故D错误。] 14.C [e中Cl元素化合价为+7,则e是ClO-4 ,选项A错误;a、 b、c、d、e中a的能量最低,能量越低越稳定,所以a最稳定,选 项B错误;反应b →a+d的热化学方程式为3ClO-(aq) 􀪅􀪅2Cl- (aq)+ClO-3 (aq) ΔH=(2×0kJ·mol-1+ 64kJ·mol-1)-3×60kJ·mol-1=-116kJ·mol-1,选项 C正确;Cl2 与 NaOH 溶 液 反 应 生 成 的 产 物 中 有a(Cl-)、 b(ClO-)、d(ClO-3 ),根据氧化还原反应中得失电子守恒,可 知n(Cl-)=n(ClO-)+5n(ClO-3 ),如果溶液中a、b、d的浓度 之比为 10∶1∶2,则 不 能 满 足 n(Cl- )=n(ClO- )+ 5n(ClO-3 ),选项D错误。] 15.C [①C(s)+O2(g)􀪅􀪅CO2(g);C(s)+ 1 2O2 (g)􀪅􀪅 CO(g);等物质的量的碳完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧 放出的热量,放热反应焓变为负值,化学反应的ΔH 前者小于 后者;②S(s)+O2(g)􀪅􀪅SO2(g);S(g)+O2(g)􀪅􀪅SO2(g), 固体S的能量小于气态S,等物质的量的固体S完全燃烧放出 的热量小于气态S燃烧放出的热量,放热反应焓变为负值,化 学反应 的 ΔH 前 者 大 于 后 者;③H2(g)+ 1 2O2 (g)􀪅􀪅 H2O(l);2H2(g)+O2(g)􀪅􀪅2H2O(l),氢气的物质的量越 多,燃烧放出的热量越多,放热反应焓变为负值,化学反应的 ΔH 前者大于后者;④2KOH(aq)+H2SO4(aq)􀪅􀪅K2SO4 (aq)+2H2O(l);2KOH(aq)+H2SO4(浓)􀪅􀪅K2SO4(aq)+ 2H2O(l),浓硫酸溶于水放热,前者放出的热量小于后者,放热 反应 焓 变 为 负 值,化 学 反 应 的 ΔH 前 者 大 于 后 者; ⑤NaOH(aq)+HCl(aq)􀪅􀪅NaCl(aq)+H2O(l);NaOH(aq)+ CH3COOH(aq)􀪅􀪅CH3COONa(aq)+H2O(l),醋酸是弱酸,电 离吸热,前者放出的热量大于后者,放热反应焓变为负值,化 学反应的ΔH 前者小于后者;化学反应的ΔH 前者大于后者 的是②③④,选C。] 16.解析 (1)反应Ⅰ的ΔH1>0,故反应为吸热反应;通过反应Ⅰ只能判 断反应物总能量低于生成物总能量,不能判断某一反应物与某一 生成物之间的能量的相对大小。(2)由图可知2CO(g)+O2(g) 􀪅􀪅2CO2(g) ΔH=-566kJ·mol-1,则CO的燃烧热ΔH= 1 2 ×(-566kJ·mol-1)=-283kJ·mol-1。(3)利用盖斯定律将 反应Ⅱ减去反应Ⅰ可得目标热化学方程式,其ΔH=(-175.6- 218.4)kJ·mol-1=-394kJ·mol-1。 答案 (1)吸热反应 否 (2)2CO(g)+O2(g)􀪅􀪅2CO2(g) ΔH=-566kJ·mol-1 -283 (3)-394 17.解析 (1)根据图象,1mol金刚石和石墨均完全燃烧生成二 氧化碳,前者反应的ΔH=-395.4kJ·mol-1,后者反应的 ΔH=ΔH2+ΔH3=-393.5kJ·mol-1,显然,金刚石放出的 热量更多。根据燃烧热的概念,表示石墨燃烧热的热化学方 程式中,生成物必须是二氧化碳。(2)根据图示可知1mol石墨 的总能量比1mol金刚石的总能量低1.9kJ。据此可写出反应的 热化学方程式。(3)石墨的质量是12g,根据C、O元素守恒可求 出CO、CO2 的物质的量均为0.5mol。则反应放出的热量为 0.5mol×110.5kJ·mol-1+0.5mol×393.5kJ·mol-1= 252.0kJ。 答案 (1)金刚石 C(石墨,s)+O2(g)􀪅􀪅CO2(g) ΔH= -393.5kJ·mol-1 (2)石墨 C(石墨,s)􀪅􀪅C(金刚石,s) ΔH=+1.9kJ·mol-1 (3)252.0kJ 18.解析 (1)由图可知,反应物总能量大于生成物总能量,该反 应为放热反应;一定量丙烷完全燃烧生成CO2 和1molH2O (l),放出热量为553.75kJ,所以1molC3H8(g)完全燃烧,生 成4 mol H2O(l)时,放 出 的 热 量 为 4×553.75kJ= 2215.0kJ,表示丙烷燃烧热的热化学方程式:C3H8(g)+5O2 (g)􀪅􀪅3CO2(g)+4H2O(l) ΔH1=-2215.0kJ·mol-1。 (2)①C(s,石墨)+O2(g)􀪅􀪅CO2(g) ΔH1=-393kJ·mol-1; ②2H2(g)+O2(g)􀪅􀪅2H2O(l) ΔH2=-572kJ·mol-1; ③2C2H2(g)+5O2(g)􀪅􀪅4CO2(g)+2H2O(l) ΔH3= -2598kJ·mol-1根据盖斯定律,①×2+②×12-③× 1 2 可得:2C(s,石 墨)+H2(g)􀪅􀪅C2H2(g) ΔH=2ΔH1+ 1 2ΔH2- 1 2ΔH3=2× (-393)+ 12 × (-572)- 12 × (-2598)=227kJ·mol-1。(3)一氧化碳燃烧的热化学方程式: ①CO(g)+ 12O2 (g)􀪅􀪅CO2(g) ΔH1=-283.0kJ·mol-1, 氢气燃烧的热化学方程式:②2H2(g)+O2(g)􀪅􀪅2H2O(l) ΔH2=-571.6kJ·mol-1,甲醇燃烧的热化学方程式: ③CH3OH(l)+ 3 2O2 (g)􀪅􀪅CO2(g)+2H2O(l) ΔH3= -726.5kJ·mol-1根据盖斯定律:①+②-③可得:CO(g)+ 2H2(g)􀪅􀪅CH3OH(l) ΔH = -283.0kJ·mol-1+ (-571.6kJ·mol-1)-(-726.5kJ·mol-1)=-128.1kJ·mol-1; (4)3.6g碳的物质的量为 3.6g12g/mol=0.3mol ,6.4g氧气的物质的量 为 6.4g 32g/mol=0.2mol ;根据氧气不足:2C+O2 点燃 􀪅􀪅2CO,氧气 足量:C+O2 点燃 􀪅􀪅CO2 分析,n(C)∶n(O2)=3∶2,介于2∶1 与1∶1之间,上述反应都发生;设生成CO为xmol,CO2 为 ymol;根据碳元素守恒:x+y=0.3,根据氧元素守恒:x+2y =0.2×2,联立方程解得x=0.2mol,y=0.1mol;单质碳的 燃烧热为ykJ·mol-1,所以生成0.1molCO2 放出热量为 0.1ykJ,生成0.2molCO放出的热量为xkJ-0.1ykJ,由于 碳燃烧为放热反应,所以ΔH 的符号为“-”,故1molC与氧 气反应生成CO的反应热ΔH=- (xkJ-0.1ykJ) 0.2mol =- (5x -0.5y)kJ·mol-1。 答案 (1)C3H8(g)+5O2(g)􀪅􀪅3CO2(g)+4H2O(l) ΔH1 =-2215.0kJ·mol-1 (2)227kJ·mol-1 (3)CO(g)+2H2(g)􀪅􀪅CH3OH(l) ΔH=-128.1kJ·mol-1 (4)-(5x-0.5y) 19.解析 (4)稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质都完全 电离,它们的中和反应反应热相同,稀氨水中的溶质是弱电解 质,它与盐酸的反应中一水合氨的电离要吸收热量,故反应热 的数值要小一些。 答案 (1)确保盐酸被完全中和 (2)C (3)D (4)ΔH1=ΔH2<ΔH3 (5)-51.8kJ·mol-1 20.解析 (1)由题中信息可知:①SO2(g)+ 1 2O2 (g)􀜩􀜨􀜑 SO3(g) ΔH=-98kJ·mol-1;②V2O4(s)+SO3(g)􀜩􀜨􀜑 V2O5(s) +SO2(g) ΔH2=-24kJ·mol-1;③V2O4(s)+2SO3(g) 􀜩􀜨􀜑 2VOSO4(s) ΔH1=-399kJ·mol-1;根据盖斯定律可 知,③-②×2得2V2O5(s)+2SO2(g)􀜩􀜨􀜑 2VOSO4(s)+ V2O4(s),则 ΔH=ΔH1-2ΔH2=(-399kJ·mol-1)- (-24kJ·mol-1)×2=-351kJ·mol-1,所以该反应的热 化学 方 程 式 为 2V2O5(s)+2SO2(g)􀜩􀜨􀜑 2VOSO4(s)+ V2O4(s) ΔH=-351kJ·mol-1。(2)由图2的数据可知, C2H6(g)、CO2(g)、CO(g)、H2(g)的 相 对 能 量 分 别 为 -84kJ·mol-1、-393kJ· mol-1、-110kJ· mol-1、 0kJ·mol-1。由题中信息可知,ΔH=生成物的相对能量- 反应物的相对能量,因此,C2H6(g)+2CO2(g)􀜩􀜨􀜑 4CO(g)+ 3H2(g) ΔH3=(-110kJ·mol-1)×4-(-84kJ·mol-1) -(-393kJ·mol-1)×2=430kJ·mol-1。 答案 (1)2V2O5(s)+2SO2(g)􀜩􀜨􀜑 2VOSO4(s)+V2O4(s) ΔH=-351kJ·mol-1 (2)+430 第二章 化学反应速率与化学平衡 1.D [高压有利于 M的生成,但不一定会采用高压条件,高压要 消耗大量能量,对设备要求高,增大压强,原料转化率变化不明 显,“得不偿失”的情况下就不必采用高压,A项错;加入过量B, 正反应速率增加,逆反应速率也增加,A的转化率提高,B项错; ΔH<0为放热反应,温度升高反应物的转化率降低,C项错;D 项正确。] 2.B [A反应后气体分子数减少,则ΔS<0,在一定条件下能自 发进行,ΔH 应小于0,故A错误;B反应后气体分子数减少,则 ΔS<0,由ΔH—T·ΔS<0时,反应可自发进行可知,ΔH<0, 故B正确;C反应后气体分子数减少,则ΔS<0,由ΔH—T· ΔS<0时,反应可自发进行可知,ΔH<0,故C错误;D反应后 气体分子数增多,则ΔS>0,该反应为分解反应,应吸热,反应 的ΔH>0,在较高温度下,可满足ΔH—T·ΔS<0,能自发进 行,故D错误。] 3.B [反应前后气体总质量不变,恒温恒容时,混合气体的密度 为定值,不能用混合气体的密度判断平衡状态,故 A错误;Qc (浓度商)不变,表明各组分浓度不再变化,该反应达到平衡状 态,故B正确;氨气与二氧化碳的体积比始终为2∶1,其百分含 量始终不变,无法判断是否达到平衡状态,故C错误;没有指出 正逆反应速率,无法判断是否达到平衡状态,故D错误。] 4.A [由图可知,当压强一定时,升高温度,C的百分含量减小, 说明升高温度,平衡逆向移动,则有ΔH<0;当温度一定时,增 大压强,C的百分含量减小,说明增大压强,平衡逆向移动,则有 m+n<c+d,故该反应的正反应是气体分子总数增加的反应, 即熵增的反应,则有ΔS>0,A正确。] 5.C [反应(1):SiO2(s)+2C(s)􀪅􀪅Si(s)+2CO(g),C元素化合 价升高,C做还原剂,Si做还原产物,由还原剂的还原性比还原 产物的强,则C的还原性大于Si,A错误;单晶硅是良好的半导 体材料,SiO2具有导光性能做光导纤维,B错误;反应若要自发 进行,即ΔG=ΔH-TΔS<0,对反应(2)ΔG=514.85-T× 183.35×10-3<0,T>2800K,则反应(2)在工业1800—2000 ℃生产条件下无法自发进行发生,C正确;由盖斯定律,反应(1) -反应(2)得到C(s)+CO2(g)􀪅􀪅2CO(g),ΔH=(687.27- 514.85)kJ·mol-1=+172.42kJ·mol-1,D错误。] 6.B [将0.1molNH3通入3L的密闭容器中进行反应(此时容 器内总压为200kPa),随着反应的进行,NH3 不断分解变为 N2、H2,所以NH3的分压逐渐减小,H2、N2 的分压逐渐增大。 根据图示可知Ⅰ表示物质的分压逐渐减小,Ⅱ、Ⅲ分压逐渐增大, 且Ⅱ分压增大的多于Ⅲ,所以故曲线Ⅰ表示NH3的分压随时间的变 化,Ⅱ、Ⅲ分别表示H2、N2的分压随时间的变化,A正确;密闭容器 中0.1molNH3 总 压 为200kPa,则 如 图t1 时 H2 的 分 压 为 120kPa,则 H2 的 物 质 的 量 为 n(H2)= 120kPa 200kPa×0.1 mol =0.06mol,故v(H2)= 0.06mol 3L t1min =0.02t1 mol·L-1·min-1,B错 误;容器体积迅速缩小到原来的一半,则氮气的分压迅速增大到原 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 — 89 — —92 — 来的2倍,压强增大,平衡向气体总体积减小的方向移动,即平衡逆 向移动。N2的分压应比原来2倍小,N2 分压变化趋势的曲线是 b,C正确;在该温度下,达到平衡时,p(N2)=40kPa,p(H2)= 120kPa,p (NH3)=120 kPa,则 化 学 平 衡 常 数 Kp = p(N2)·p3(H2) p2(NH3) = (40kPa)×(120kPa)3 (120kPa)2 =4800(kPa)2,D正确。] 7.B [因起始浓度不同,因此无法确定催化剂的催化效果,A错 误;30h时,第Ⅰ种催化剂作用下生成的甲烷的物质的量多,因 此吸收的热量多,B正确;起始浓度不同,Δn相同,故转化率不 相等,C错误;未指明是曲线Ⅰ还是曲线Ⅱ,无法进行计算,D 错误。] 8.B [该反应为气体分子数增大的反应,恒温时,压强越大,N2 的体积分数越小,则p1<p2,故A错误;b、c两点对应温度b< c,该反应为吸热反应,温度越高,平衡常数越大,则 Kc>Kb,故 B正确;反 应 速 率 之 比 等 于 化 学 计 量 数 之 比,3v正 (NH3)= 2v逆(H2),故C错误;对于反应2NH3􀜩􀜨􀜑 N2(g)+3H2(g),假 设反应前氨气的物质的量为1mol,反应的氨气的物质的量为 xmol,则 x 2 1+x=0.1 ,解得x=14 ,因此氨气的转化率为1 4 ,故 D错误。] 9.C [由图可知,压强一定,温度越高乙烯的转化率越低,说明升 高温度平衡向逆反应移动,故该反应正反应是放热反应,故 A 错误;由图可知,压强一定,温度越高乙烯的转化率越低,低温 有利于乙烯的转化,采用250~300℃不是考虑乙烯的转化率, 可能是考虑催化剂的活性、反应速率等,故B错误;由图可知, 温度一定,压强越高乙烯的转化率越高,反应速率加快,缩短到 达平衡的时间,故采用加压条件(7MPa左右),目的是提高乙 醇的产率和加快反应速率,故C正确;由题干信息可知,该反应 有副产物 乙 醛、乙 醚 及 乙 烯 的 聚 合 物 等 生 成,由 图 可 知,在 300℃14.7MPa乙烯的转化率比300℃7MPa高得多,但乙 醇的产率却低很多,应是副产物的生成,导致乙醇产率降低,故 D错误。] 10.B [t1min时,反应未达到平衡,所以v正≠v逆,故 A错误; 4min内,CO2 的 转 化 率 为 (0.7-0.2)mol·L-1 0.7mol·L-1 ×100%≈ 71.4%,故 B 正 确;CO 的 平 均 反 应 速 率 v(CO)=ΔcΔt= 0.5mol·L-1 4min =0.125mol ·L-1·min-1,故C错误;保持 压强不变,充入 He使容器的体积增大,则浓度减小,故速率减 慢,故D错误。] 11.B [温度越高,反应速率越快,由于温度:M<N,则 M点的正 反应速率v(正)小于N点的逆反应速率v(逆),A错误;若投 料比n(H2)∶n(CO2)=4∶1,设n(H2)=4mol,n(CO2)= 1mol;图中 M 点CO2 的平衡转化率为50%,则反应中消耗 0.5molCO2 和1.5molH2,同 时 生 成0.25molCH2 􀪅 CH2(g)和1molH2O(g),故M点乙烯的体积分数为0.25mol/ 4.25mol×100%≈5.88%,B正确;催化剂只改变反应速率, 不能改变CO2平衡转化率,图中250℃时催化剂的催化效率 最高,C错误;催化剂在一定温度范围内具有较高的催化效率, 温度过低或过高,其催化效率均较低,当温度高于250℃,升 高温度,催化剂的催化效率降低与温度过高有关,D错误。] 12.D [①2NO+H2 􀪅􀪅N2+H2O2(慢),②H2O2+H2 􀪅􀪅 2H2O(快),总反应的反应速率快慢主要由反应历程中的慢反 应决定,所以整个反应速度由第①步反应决定,A正确;实验 Ⅰ、Ⅱ中NO浓度不变,氢气浓度增大一倍,反应速率增大一 倍,则n=1;实验Ⅲ、Ⅳ中,H2 浓度不变,NO浓度增大一倍, 反应速率增大到4倍,则m=2,则v=kc2(NO)·c(H2),依据 Ⅰ中数据 可 知:k=5000,则 速 率 方 程v=5000c2(NO)· c(H2),B正确;反应①为慢反应,反应速率较小,说明该反应 的活化能高,反应②为快反应,其活化能较低,则正反应的活化 能:①>②,C正确;反应2NO(g)+2H2(g)􀪅􀪅N2(g)+2H2O(g) 中,每生成7gN2放出166kJ的热量,生成28gN2放出的热量为 166kJ×28g7g=664kJ ,该反应的热化学方程式为:2NO(g)+ 2H2(g)􀪅􀪅N2(g)+2H2O(g)ΔH=-664kJ·mol-1,D错误。] 13.A [2~6minc(Cl2)由1.8×10-3mol·L-1增大到5.4× 10-3mol·L-1,则 有v(Cl2)= 3.6×10-3mol·L-1 4min =9× 10-4mol·L-1·min-1,A错误;恒温恒容时,平衡建立过程 中,混合气体的总质量不变,气体的总物质的量不断变化,则 气体的平均摩尔质量不断变化,当容器内气体的平均摩尔质 量不变时,该反应达到化学平衡状态,B正确;该反应的ΔH< 0,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数K 减小,则平衡常数:K (200℃)>K(400℃),C正确;该反应的正反应为气体分子数 减小的反应,增大压强,平衡正向移动,则 HCl的平衡转化率 增大,D正确。] 14.C [开始阶段乙醛产量大,随着生成乙酸乙酯量增大而逐渐 减小,因此乙醛不是该反应的催化剂,故 A不符合题意;该反 应是体积增大的反应,加压,平衡逆向移动,不利于提高乙酸 乙酯的产率,故B不符合题意;该反应有副产物生成,因此提 高催化剂的活性和选择性,减少乙醚等副产物是工艺的关键, 故C符合题意;随着温度的升高,乙酸乙酯的质量分数先增大 后减小,有可能是催化剂的催化活性失效或选择性发生变化, 因此不能说该反应是吸热反应,故D不符合题意。] 15.D [过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能, 由图可知,该过程决速步骤的活化能为E4-E2,故A正确;决 定总反应速率的是慢反应;a点后,n(N2O2)迅速减小的原因 是N2O2浓度增大到一定程度后导致第2步速率加快,且第1 步平衡逆向移动,故B正确;b点后,n(N2O2)增加说明其消耗 量小于其生成量,原因是第2步平衡逆向移动的程度比第1步 的大,导致N2O2量增加,故C正确;总反应为气体分子数减小 的反应,其他条件不变,改为恒压状态,相当于减小体积,物质 浓度变大,导致反应速率较恒容变大,故D错误。] 16.解析 (1)由图可知,反应物的总能量低于生成物的总能量, 该反应为吸热反应;升高温度平衡向正反应方向移动,反应物 的转化率增大。(2)由图可知,反应历程B与A相比,改变反 应历程,最后达到相同的平衡状态,改变的条件应是使用催化 剂,降低反应的活化能,加快反应速率。(3)若ΔH 的数值为 200kJ·mol-1,ΔH=270kJ·mol-1-xkJ·mol-1,图象中 x=70,则此反应在A反应历程中的正反应的活化能EA正= 650kJ·mol-1-70kJ·mol-1=580kJ·mol-1。 答案 (1)吸 增大 (2)D 使用催化剂能降低反应的活化能 (3)70 580 17.解析 (1)Ⅰ.CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)􀜩􀜨􀜑 CaS(s)+3CO2 (g) ΔH1=-455.8kJ·mol-1;Ⅱ.CaSO4(s)+4CO(g)􀜩􀜨􀜑 CaS(s)+4CO2(g) ΔH2=-174.4kJ·mol-1;根据盖斯定 律Ⅱ-Ⅰ得:CaSO4(s)+CO(g)􀜩􀜨􀜑 CaO(s)+SO2(g)+CO2 (g) ΔH=-174.4kJ·mol-1+455.8kJ·mol-1=+ 281.4kJ·mol-1。(2)①500℃时测得反应ⅰ在某时刻 H2(g)、 CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的 浓 度 分 别 为1mol·L-1、 0.1mol·L-1、0.3 mol· L-1、0.15 mol· L-1,Q = 0.15×0.3 13×0.1 =0.45<K,则此时反应正向进行,v(正)>v(逆)。 ②将 H2O(g)从体系中分离出去,平衡正向移动,n(CH3OH) 增大,故选A;恒容时充入 He(g),使体系压强增大,反应体系 中各物质浓度不变,平衡不移动,n(CH3OH)不变,故不选B; 升高温度,平 衡 常 数 减 小,说 明 升 高 温 度 平 衡 逆 向 移 动,n (CH3OH)减小,故不选C;恒容时再充入1molH2(g),氢气 浓度增大,平衡正向移动,n(CH3OH)增大,故选D。③根据题 图,随温度升高,CO产率增大,说明反应ⅱ正反应吸热,700℃ 时副反应ⅱ的平衡常数>ⅰ;增大反应体系的压强,合成甲醇 的反应速率增大。 答案 (1)+281.4kJ·mol-1 (2)①> ②AD ③> 增大 18.解析 (1)锰由+7价降低为+2价,碳由+3价升高为+4 价,根据电子得失守恒、电荷守恒、质量守恒,该反应的离子方 程式为:2MnO-4 +5H2C2O4+6H+􀪅􀪅2Mn2++10CO2↑+ 8H2O。(2)实验A、B是探究浓度对反应速率的影响,则温度 必须相同,T1=293。(3)溶 液 的 总 体 积 为3mL+7mL= 10mL,V1=10mL-3mL-5mL=2mL,理由是控制变量法 实验,本实验总体积需要保持10mL。(4)实验A、C中温度、 H2C2O4的浓度均不同,有两个变量,不能作为探究组,由(3) 可知,T1=293,V1=2mL,若探究温度对化学反应速率的影 响,可选择实验BC,根据实验数据,可以得出的结论是其他条 件相同时,温度越高,化学反应速率越快。(5)改用高效催化 剂提高反应速率但不能提高NO的转化率,故A不符;缩小容 器的体积,增大压强,平衡正向移动,提高反应速率同时提高 NO的转化率,故B符合;升高温度,平衡逆向移动,提高反应 速率但不能提高NO的转化率,故C不符;增加CO的浓度平 衡正向移动,提高反应速率同时提高 NO的转化率,故 D符 合;(6)①催化剂能降低反应的活化能,该反应过程有催化剂 参与的是b。②反应物与过渡态能量差是E1,该反应的活化 能为E1。 答案 (1)2MnO-4 +5H2C2O4+6H+􀪅􀪅2Mn2++10CO2↑ +8H2O (2)293 (3)2 控制变量法实验,本实验总体积需要保持10mL (4)BC 其他条件相同下,温度越高,化学反应速率越快 (5)BD (6)①b ②E1 19.解析 (1)v正(CH4)=v逆(H2O)可 得 出v正(H2O)=v逆 (H2O)达到化学平衡,A正确;该反应是反应前后气体体积改 变的反应,所以恒容下,压强不变既平衡,B正确;C指相同反 应方向 ,不能判断;CH4与 H2的物质的量之比为1∶3,不能 说明物质的量及物质的量浓度不变,无法判断平衡状态。 (2)①该反应是气体分子数增大的反应,加压平衡逆向移动, 甲烷体积分数增多,故p1>p2;观察图像可知,温度升高,甲烷 的体积分数减少,说明平衡正向移动,故该反应为吸热反应。 ②平衡常数只与温度有关,温度升高,K 值增大。 ③ CH4(g)+H2O(g)􀜩􀜨􀜑 CO(g)+3H2(g) 起始物质的量/mol 2 2 0 0 转化物质的量/mol x x x 3x 平衡物质的量/mol2-x 2-x x 3x (2-x)/(2-x+2-x+x+3x)=0.3 x=0.5mol,甲烷的 转化率为25%。 CH4(g)、H2O(g)、CO(g)、H2(g)的物质的量分数分别为: 3 10 、 3 10 、1 10 、3 10 Kp= 1 10×p1 × 310×p1 3 3 10×p1 × 310×p1 =0.03p21。 答案 (1)AB (2)①> 吸热 ②Kq>Kn>Km ③25% 0.03p21 20.解析 (1)已知碳的燃烧热为393.5kJ·mol-1,热化学方程式为: ①C(s)+O2(g)􀪅􀪅CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1, ②N2(g)+O2(g)􀪅􀪅2NO(g) ΔH1=+180.5kJ·mol-1, ③2C(s)+O2(g)􀪅􀪅2CO(g) ΔH2=-221kJ·mol-1,根据盖斯 定律分析,①×2-②-③得到2NO(g)+2CO(g)􀜩􀜨􀜑 N2(g)+ 2CO2(g) ΔH =-393.5kJ·mol-1×2-180.5kJ·mol-1+ 221kJ·mol-1=-746.5kJ·mol-1。 (2) 2NO(g)+2CO(g)􀜩􀜨􀜑 N2(g)+2CO2(g) 起始量 1 1 0 0 变化量 x x 0.5x x 平衡量 1-x 1-x 0.5x x n(N2)%= 0.5x 1-x+1-x+0.5x+x×100%=20% ,x=23 ,总 物质的量n=2-0.5x=53 ,该温度下反应的平衡常数 Kp= p(N2)p2(CO2) p2(NO)p2(CO) = a× 0.5×23 5 3 a× 2 3 5 3 2 a× 1-23 5 3 2 a× 1-23 5 3 2 = 20 a Pa -1。 (3)①温度降低,平衡向放热反应方向移动,即向正反应方向移 动,平衡转化率会随温度的降低而升高,在催化剂作用下,平衡 脱氮率可以达到40%以上,而降低温度,放热反应的平衡脱氮 率升高,a点温度低于450℃,平衡脱氮率高于40%,图中a点 的脱氮率只有10%左右,故曲线上a点的脱氮率小于对应温 度下的平衡脱氮率。②催化剂Ⅱ条件下,450℃后,脱氮率随 温度升高而下降的原因可能是催化剂的活性降低,催化效果减 弱,相同时间内脱氮率下降或反应已达平衡,温度升高平衡逆 向移动。(4)该温度下的反应平衡常数 K= c(CH3OH) c(CO)c2(H2) = 1 3 1 3× 13 2=9,n= V Vm ,Vm= 3 3=1 ,往容器中通入3molCO 后,容 器 的 体 积 为 V原 +V增 =6L,Qc= c(CH3OH) c(CO)c2(H2) = 1 6 4 6× 16 2=9=K,故平衡不移动,v(正)=v(逆);(5)①氢气 和一氧化碳均为反应物因此投料比 n(H2) n(CO) 越大,CO的转化率 越大,所以根据图像可知c<b<a。②通过图像可知,温度升高 CO的转化率降低,说明升高温度平衡逆向移动,故正反应为 放热反应,则温度越高二甲醚的质量分数越小,故温度:T1> T2>T3>T4;正反应是气体体积减小的反应,增大压强平衡正 向移动,二甲醚的质量分数增大,故压强p1>p2>p3>p4;故 H2的平衡转化率最小的是高温低压,即T1,p4。 答案 (1)-746.5 (2)20/aPa-1 (3)①< ②温度超过450℃时,催化剂的活性降低,催化效果 减弱,相同时间内脱氮率下降;或者:催化剂Ⅱ条件下,随着温 度超过450℃,反应速率增大,相同时间内反应已经平衡,升温 使该反应平衡逆向移动,脱氮率下降 (4)= 该时刻的Qc=K,故平衡不移动 (5)①c<b<a ②D 高中月考滚动卷 第一次月考滚动检测卷 1.C [光致储能,光能转变成热能,直接利用,故A不符;生产甲 醇燃料,光能转变成化学能,故B不符;太阳能熔盐发电,采用 “光—热—电”能量转换形式,故C符合;太阳能空间发电,光能 转换为电能,故D不符。] 2.C [反应物总能量大于生成物总能量,该反应放热,A错误;加 入催化剂,降低了反应的活化能,但反应物和生成物能量没变, 其能量差即ΔH 不变,B错误;由图象可知,反应物的总能量大 于生成物的总能量,C正确;如果该反应生成液态CH3OH,放 出更多的热量,因反应热为负值,则ΔH 减小,D错误。] 3.C [10s时产生的 H2为0.002mol。 Zn + H2SO4 􀪅􀪅 ZnSO4 + H2↑ 1 1 1 1 0.002mol 0.002mol 0.002mol 0.002mol 反应掉的m(Zn)=0.002mol×65g/mol=0.130g v(Zn)=0.13g10s =0.013 g /s,v(H+ )= 0.004mol 0.04L 10s = 0.01mol/(L·s),v(Zn2+)= 0.002mol 0.04L 10s =0.005mol /(L·s), v(H2)= 0.002mol 10s =0.0002mol /s。] 4.C [从表格数据可看出X、Y、Q的物质的量减少,而 W 的物质 的量增加,说明X、Y、Q是反应物,W 是产物。在同一容器中, 相同时间内,各物质的反应速率之比等于物质的量变化量之 比,等于化学计量数之比。Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Q)∶Δn(W) =(1.0mol-0.5mol)∶(3.0mol-1.5mol)∶(2.0mol- 1.0mol)∶(2.0mol-1.0mol)=1∶3∶2∶2,所以X、Y、Q、W 的化学计量数之比为1∶3∶2∶2,故C正确。] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 — 91 —