专题2 第2单元 单元提升练-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修1创新导学案课件PPT（苏教版2019）

0 专题2　化学反应速率与化学平衡 第二单元　单元提升练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 7 下列说法不正确的是(　　) A．49 ℃时，该平衡体系中NO2的转化率为75% B．平衡时，NO2的消耗速率为N2O4消耗速率的2倍 C．将盛有NO2的密闭玻璃球放入热水中，平衡常数K减小 D．增大NO2起始量，温度保持不变，达新平衡时，平衡常数K增大 27 ℃ 35 ℃ 49 ℃ 70 ℃ NO2的物质的量分数/% 20 25 40 66 N2O4的物质的量分数/% 80 75 60 34 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 8 27 ℃ 35 ℃ 49 ℃ 70 ℃ NO2的物质的量分数/% 20 25 40 66 N2O4的物质的量分数/% 80 75 60 34 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 9 6．汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上安装催化转化器，它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，其反应原理为2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)，在298 K、101 kPa下，ΔH＝－113 kJ·mol－1，ΔS＝－143.5 J·mol－1·K－1。下列说法中错误的是(　　) A．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 B．该反应常温下不能自发进行，因此需要高温和催化剂条件 C．该反应常温下能自发进行，催化剂只能加快反应的速率 D．汽车尾气中的NO、CO会与血红蛋白结合而使人中毒 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10 解析：由常温下ΔH－TΔS<0可知，常温下该反应可以自发进行，催化剂只能加快反应速率，不能改变反应的方向，B不正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析：根据盖斯定律由②－③得：C(s)＋2NO(g) N2(g)＋CO2(g)　ΔH＝－574.0 kJ·mol－1，A正确；反应①中C为固体，即反应前后气体总质量不相等，在恒容条件下，当容器内气体密度不变时，说明气体的质量不变，反应达到平衡状态，B正确；由于反应③为吸热反应，反应热为180.5 kJ·mol－1，根据ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能可知，正反应的活化能一定大于180.5 kJ·mol－1，C正确；平衡常数只随温度变化，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 18 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 19 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 20 BCE 0.025 0.01 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 21 3Fe(s)＋2O2(g)===Fe3O4(s)　ΔH＝－1778 kJ·mol－1 CO与Fe2O3的反应是可逆反应 ＝ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 22 < 250 0.115 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 23 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 24 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 25 13．甲烷是优质气体燃料，也是制造合成气和许多化工产品的重要原料。 Ⅰ.CH4(g)和CO2(g)的一种催化反应历程如图所示： 已知部分共价键的键能数据如下表。 共价键 C—H C===O O—H C—O C—C 键能(kJ·mol－1) 413 745 463 351 348 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 26 －4 kJ·mol－1 不变 bef 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 27 8∶5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 28 (5)反应ⅱ的速率方程v＝k·cm(CH4)·c0.5(H2O)，k为速率常数(只受温度影响)，m为CH4的反应级数。在某温度下进行实验，测得各组分的初始浓度和反应初始的瞬时速率如下表。 ①m＝______，k＝______(不要求写单位)。 ②当实验2进行到c(H2O)＝0.25 mol·L－1时，反应的瞬时速率v＝________mol·L－1·s－1。 1 1.2 实验序号 c(H2O)/(mol·L－1) c(CH4)/(mol·L－1) v/(mol·L－1·s－1) 1 1.0 1.0 1.20 2 1.0 2.0 2.40 0.975 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 29 (6)恒温条件下，1 mol CH4(g)和1 mol H2O(g)在体积为1 L的密闭容器中发生反应ⅰ、反应ⅱ，反应达平衡时，CH4(g)的转化率为60%，CO2(g)的物质的量为 0.3 mol，则反应ⅰ的平衡常数K＝___________(写计算式)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 31 实验序号 c(H2O)/(mol·L－1) c(CH4)/(mol·L－1) v/(mol·L－1·s－1) 1 1.0 1.0 1.20 2 1.0 2.0 2.40 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 32 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 33 　　　　　　　　　　　　　 R 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1.一定条件下，向密闭容器中充入1 mol NO和1 mol CO进行反应NO(g)＋CO(g) eq \f(1,2)N2(g)＋CO2(g)，测得化学反应速率随时间的变化关系如图所示，其中处于化学平衡状态的点是(　　) A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 2．在一定温度下，一定体积的密闭容器中有如下平衡：H2(g)＋I2(g) 2HI(g)。已知H2和I2的起始浓度均为0.10 mol/L，达平衡时HI的浓度为0.16 mol/L。若H2和I2的起始浓度均变为0.20 mol/L时，则平衡时H2的浓度是(　　) A．0.16 mol/L B．0.08 mol/L C．0.06 mol/L D．0.04 mol/L 解析：　　　 　　　H2(g)＋I2(g) 2HI(g) eq \a\vs4\al(起始浓度（mol/L）) 0.10 0.10 0 eq \a\vs4\al(转化浓度（mol/L）) 0.08 0.08 0.16 eq \a\vs4\al(平衡浓度（mol/L）) 0.02 0.02 0.16 化学平衡常数K＝eq \f(c2（HI）,c（H2）·c（I2）)＝eq \f(0.162,0.02×0.02)＝64；当H2和I2的起始浓度均变为0.20 mol/L时，设平衡时H2的浓度为x mol/L，则 　　　 H2(g) ＋ I2(g) 2HI(g) 起始浓度(mol/L) 0.20 0.20 0 转化浓度(mol/L) 0.20－x 0.20－x 2×(0.20－x) 平衡浓度(mol/L) x x 2×(0.20－x) 化学平衡常数K＝eq \f([2×（0.20－x）]2,x2)＝64，计算得x＝0.04，D正确。 3．用氮化硅陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积制备氮化硅，其反应如下：3SiCl4(g)＋2N2(g)＋6H2(g) Si3N4(s)＋12HCl(g)　ΔH<0。一定条件下，在恒容密闭容器中发生上述反应，能说明反应达到化学平衡状态的是(　　) A．3v正(N2)＝v正(H2) B．v正(HCl)＝4v正(SiCl4) C．混合气体的密度保持不变 D．c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)＝1∶3∶6 4．对于反应4HCl(g)＋O2(g) 2Cl2(g)＋2H2O(g)，下列说法正确的是(　　) A．上述反应ΔS>0 B．上述反应平衡常数K＝eq \f(c2（Cl2）,c4（HCl）·c（O2）) C．其他条件相同，增大eq \f(n（HCl）,n（O2）)，HCl的转化率减小 D．上述反应中消耗1 mol O2，转移电子的数目为6.02×1023 解析：反应后气体的总物质的量减小，则ΔS<0，A错误；根据平衡常数定义，该反应的平衡常数为K＝eq \f(c2（H2O）·c2（Cl2）,c4（HCl）·c（O2）)，B错误；增大eq \f(n（HCl）,n（O2）)，相当于增大HCl的量，则HCl的转化率减小，C正确；1 mol O2反应转移电子的数目为4×6.02×1023，D错误。 5．向某密闭恒容容器中充入NO2，发生反应：2NO2(g) N2O4(g)。其他条件相同时，不同温度下平衡体系中各物质的物质的量分数如表： 解析：49 ℃时，该平衡体系中NO2的物质的量分数为40%，N2O4的物质的量分数为60%，设NO2、N2O4的物质的量分别为0.4 mol、0.6 mol，由方程式可知，转化的NO2的物质的量为1.2 mol，则该平衡体系中NO2的转化率为eq \f(1.2,1.2＋0.4)×100%＝75%，A正确；不同物质的反应速率之比等于化学计量数之比，则平衡时NO2的消耗速率为N2O4消耗速率的2倍，B正确；由题表知，升高温度，平衡常数K减小，C正确；温度不变，平衡常数K不变，D错误。 7．已知反应①CO(g)＋CuO(s) CO2(g)＋Cu(s)和反应②H2(g)＋CuO(s) Cu(s)＋H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应③CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是(　　) A．反应①的平衡常数K1＝eq \f(c（CO2）·c（Cu）,c（CO）·c（CuO）) B．反应③的平衡常数K＝eq \f(K1,K2) C．对于反应②，若ΔH>0，温度升高，则该反应平衡常数减小 D．对于反应③，恒温恒容下，增大H2浓度，平衡常数K一定会减小 解析：在书写平衡常数表达式时，固体不能表示在平衡常数表达式中，A错误；由于反应③＝反应①－反应②，因此平衡常数K＝eq \f(K1,K2)，B正确；反应②中，ΔH>0，温度升高，K2会增大，C错误；对于反应③，由于温度没有发生变化，平衡常数K不变，D错误。 8．用活性炭还原氮氧化物可防止空气污染。向1 L密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，某温度下发生反应： ①C(s)＋2NO(g) N2(g)＋CO2(g)　ΔH 已知：②C(s)＋O2(g) CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·mol-1 ③N2(g)＋O2(g) 2NO(g) ΔH2＝180.5 kJ·mol－1 下列说法错误的是(　　) A．ΔH＝－574.0 kJ·mol－1 B．当容器内气体密度不变时，反应①达到平衡状态 C．反应③正反应的活化能大于180.5 kJ·mol－1 D．反应①达到平衡后，增大压强平衡常数增大 9．对于反应2A(g)＋3B(g) 4C(g)＋D(g)，已知起始浓度c(A)＝4 mol·L-1，c(B)＝3 mol·L-1，C、D浓度均等于0，反应开始2 s后达到平衡状态，此时D的平衡浓度为0.5 mol·L－1，则下列说法不正确的是(　　) A．反应速率v(C)＝1 mol·L-1·s-1 B．C的平衡浓度为4 mol·L-1 C．A的转化率为25% D．B的平衡浓度为1.5 mol·L-1 解析：从开始到平衡，转化的D的浓度为0.5 mol·L－1，列三段式： 　　　　　　　 2A(g)＋3B(g) 4C(g)＋D(g) c(起始)/ (mol·L－1) 4 3 0 0 c(转化)/(mol·L－1) 1 1.5 2 0.5 c(平衡)/(mol·L－1) 3 1.5 2 0.5 A项，v(C)＝eq \f(2 mol·L－1,2 s)＝1 mol·L－1·s－1，正确；B项，C的平衡浓度为2 mol·L－1，错误；C项，A的转化率为eq \f(1 mol·L－1,4 mol·L－1)×100%＝25%，正确；D项，B的平衡浓度为1.5 mol·L－1，正确。 10.在523.15 K、7 MPa的条件下，乙烯通过固体酸催化可直接与水反应生成乙醇：C2H4(g)＋H2O(g) C2H5OH(g)。该反应的吉布斯自由能(ΔG)与温度(T)的关系如图所示(已知：分压＝总压×物质的量分数)。下列说法正确的是(　　) A．乙烯通过固体酸催化直接与水反应生成乙醇属于取代反应 B．加入更多的固体酸催化剂，有利于提高乙醇的平衡产率 C．由图像可知C2H4(g)＋H2O(g) C2H5OH(g)　ΔH>0 D．当反应达到平衡状态时，体系的总压强为p MPa，其中C2H4(g)、H2O(g)、C2H5OH(g)均为1 mol，则用分压表示的平衡常数Kp＝eq \f(3,p) (MPa)-1 解析：C2H4(g)＋H2O(g) C2H5OH(g)是加成反应，故A错误；固体酸作为催化剂，不能影响化学平衡的最终状态，对乙醇的平衡产率没有影响，故B错误；ΔS<0，根据图示，低温条件下ΔG<0，高温条件下ΔG>0，可知低温条件下反应能自发进行，则ΔH<0，故C错误；平衡时C2H4(g)、H2O(g)、C2H5OH(g)均为1 mol，则三者的分压均为eq \f(p,3) MPa，故用分压表示的平衡常数Kp＝eq \f(\f(1,3)p,\f(1,3)p×\f(1,3)p) (MPa)－1＝ eq \f(3,p) (MPa)－1，故D正确。 二、非选择题 11．肼(N2H4)是一种应用广泛的化工原科，具有强还原性，可用于镜面镀银，在塑料盒玻璃上镀金属膜。回答下列问题： 向2 L恒容密闭容器中通入0.2 mol N2H4，在353 K及催化剂作用下发生反应N2H4(g) N2(g)＋2H2(g)，ΔH＝－64 kJ·mol－1，测得容器中eq \f(n（N2）＋n（H2）,n（N2H4）)随时间(t)变化情况如图所示： (1)下列能表明反应达到平衡状态的是________(填字母)。 A．相同时间内，断裂4 mol N—H键的同时，生成2 mol H—H键 B．N2(g)与N2H4(g)的物质的量之比不再随时间而变化 C．容器内混合气体的压强不再变化 D．容器内混合气体的密度不再变化 E．容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化 (2)前4 min内的平均反应速率v(H2)＝________ mol·L-1·min-1；若4 min时反应达平衡状态，该温度下反应N2H4(g) N2(g)＋2H2(g)的平衡常数K＝________。 12．碳的氧化物在金属冶炼、有机合成中有着广泛的应用。回答下列问题： (1)已知有关热化学方程式如下： 2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol-1 Fe3O4(s)＋4CO(g)===3Fe(s)＋4CO2(g)ΔH＝646 kJ·mol-1 则铁在O2中燃烧的热化学方程式为_________________________________________。 (2)向某密闭实验炉中加入足量Fe2O3(s)、适量的CO(g)，控制适当条件使其反应得到Fe(s)、CO2(g)，实验表明，无论如何调控反应条件及反应时间，最终混合气体中总会含有一定量的CO(设体积分数为a%)，最可能的原因是______________________________。若维持温度不变，再向该容器中充入一定量的CO，经过充分反应，体系中CO的体积分数____a%(填“>”“<”或“＝”)。 (3)在催化剂存在下，反应开始时，向密闭容器中加入 6 mol H2、2 mol CO2，发生反应：6H2(g)＋2CO2(g) CH2===CH2(g)＋4H2O(g)　ΔH。在恒压(4 MPa)下测得CO2的平衡转化率、催化剂催化效率与温度的关系如下图所示。 ①该反应的ΔH____0(填“>”“<”或“＝”)。转化中应将温度控制在____℃较好。 ②已知在恒压(4 MPa)、恒温(250 ℃)下，经过10 min反应达到平衡状态，则v(H2) ＝_______MPa·min－1(保留到小数点后三位)，Kp＝________________(MPa)－3(列出算式即可)。 eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(16,13)))\s\up12(4)×\f(4,13),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(24,13)))\s\up12(6)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(8,13)))\s\up12(2)) 解析：(2)因为无论如何调控反应条件及反应时间，最终混合气体中总会含有一定量的CO(设体积分数为a%)，说明反应物一定存在，故该反应为可逆反应。该反应的化学平衡常数的表达式为K＝eq \f(c3（CO2）,c3（CO）)，当温度不变时，平衡常数不变，故eq \f(c（CO2）,c（CO）)保持不变，再加入一定量的CO，体系中CO的体积分数＝a%。 (3)②由题干和图像，可列三段式： 6H2(g)＋2CO2(g) CH2===CH2(g)＋4H2O(g) 初始/mol 6 2 0 0 转化/mol 3 1 0.5 2 平衡/mol 3 1 0.5 2 因为反应体系为恒压体系，故v(H2)＝eq \f(p初始（H2）－p平衡（H2）,10 min)＝eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)－\f(3,6.5)))×4,10) MPa·min－1≈0.115 MPa·min－1，故Kp＝eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,13)×4))\s\up12(4)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,13)×4)),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(6,13)×4))\s\up12(6)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,13)×4))\s\up12(2)) (MPa)－3＝eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(16,13)))\s\up12(4)×\f(4,13),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(24,13)))\s\up12(6)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(8,13)))\s\up12(2)) (MPa)－3。 (1)已知产物均为气态，反应CO2(g)＋CH4(g) CH3COOH(g)的ΔH＝_________。 (2)若改用更高效的催化剂，该反应的ΔH______(填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)将等物质的量的CO2(g)和CH4(g)置于恒容的绝热容器中发生上述反应，下列能说明该反应已达平衡状态的是________(填字母)。 a．2 mol C===O断裂的同时生成NA个CH3COOH b．容器中的温度不变 c.eq \f(n（CO2）,n（CH4）)＝1，且保持不变 d．混合气体的密度不变 e．v正(CO2)＝v逆(CH3COOH) f．容器中的总压不变 Ⅱ.甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一。反应如下： 反应ⅰ.CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)　ΔH＝206 kJ·mol-1 反应ⅱ.CH4(g)＋2H2O(g) CO2(g)＋4H2(g)　ΔH＝165 kJ·mol-1 (4)对于反应ⅰ，向体积为1 L的恒容密闭容器中，按n(CH4)∶n(H2O)＝1∶1投料。若在恒温条件下，反应达到平衡时，CH4的转化率为60%，则平衡时容器内的压强与起始时压强之比为________(填最简整数比)。 eq \f(0.3×2.13,0.4×0.1) 解析：(3)a.2 mol C===O断裂的同时生成NA个CH3COOH为同一个反应方向，不能说明反应达到平衡状态；b.恒容的绝热容器中发生反应，温度为变量，所以温度不变，说明反应达到平衡状态；c.投料比等于反应的化学计量数比，eq \f(n（CO2）,n（CH4）)＝1且该比值反应过程中始终保持不变，不能说明反应达到平衡状态；d.容器体积和气体质量始终不变，混合气体的密度始终为恒量，则混合气体的密度不变，不能说明反应达到平衡状态；e.v正(CO2)＝v逆(CH3COOH)，正反应与逆反应同时发生，且速率比等于化学计量数比，说明反应达到平衡状态；f.容器中反应分子数发生改变，且温度改变，故总压不变，说明反应达到新的平衡状态。 (5)①根据表中数据：k×1.0m×1.00.5＝1.2 k×2.0m×1.00.5＝2.4 联立两式解得m＝1，k＝1.2。 ②对于实验2，初始浓度CH4为2 mol·L－1，H2O为1 mol·L－1，当进行到c(H2O)＝0.25 mol·L－1时，参与反应的H2O为0.75 mol·L－1，参与反应的CH4为0.375 mol·L－1，此时，c(CH4)＝1.625 mol·L－1，则v＝1.2×1.625×0.250.5 mol· L－1·s－1＝0.975 mol·L－1·s－1。 (6)密闭容器的容积为1 L，初始时，c(CH4)为1 mol·L－1，c(H2O)为1 mol·L－1，由已知平衡时CH4的转化率为60%，及平衡时c(CO2)为0.3 mol·L－1，则平衡时，c(CH4)为0.4 mol·L－1，c(CO)为0.3 mol·L－1，c(H2)为0.3 mol·L－1×3＋0.3 mol·L－1×4＝2.1 mol·L－1，c(H2O)为1 mol·L－1－0.6 mol·L－1－0.3 mol·L－1＝0.1 mol·L－1，反应CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)的平衡常数K＝eq \f(c（CO）·c3（H2）,c（CH4）·c（H2O）)＝eq \f(0.3×2.13,0.4×0.1)。 $$