专题2 第2单元 单元综合训练-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修1作业与测评课件PPT（苏教版2019）

0 专题2　化学反应速率与化学平衡 第二单元　化学反应的 方向与限度 单元综合训练 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．已知298 K下反应2Al2O3(s)＋3C(s)===4Al(s)＋3CO2(g)　ΔH＝2171 kJ/mol，ΔS＝635.5 J/(mol·K)，则下列说法正确的是(　　) A．由题给ΔH值可知，该反应是一个放热反应 B．ΔS>0表明该反应是一个熵增加的反应 C．该反应能自发进行 D．不能确定该反应能否自发进行 (建议用时：40分钟) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 解析：因ΔH>0，故该反应为吸热反应，A错误；ΔH－TΔS＝2171 kJ/mol－298 K×0.6355 kJ/(mol·K)＝1981.621 kJ/mol>0，故该反应在298 K时不能自发进行，C、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 9 解析：反应过程中分离出水蒸气，生成物的浓度减小，逆反应速率减小，正反应速率随之减小，故C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 11 解析：题图中横坐标为起始时SO2的物质的量，纵坐标为平衡时SO3的体积分数，曲线上的点对应的状态均为平衡状态，A错误；改变的只有起始时n(SO2)，n(O2)不变，当起始n(SO2)越小时，SO2的转化率越大，故a点SO2的转化率最大，B正确，C错误；温度不变，则平衡常数不变，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 18 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 19 二、非选择题 11．(1)化学反应：CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH(298 K)＝178.2 kJ/mol，ΔS(298 K)＝169.6 J/(mol·K)，常温下该反应________(填“能”或“不能”)自发进行，CaCO3分解反应要自发进行，温度T应高于________K(结果保留一位小数)。 (2)电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应为SiO2(s)＋4HF(g)===SiF4(g)＋2H2O(g)　ΔH(298.15 K)＝－94.0 kJ/mol，ΔS(298.15 K)＝－75.8 J/(mol·K)，设ΔH和ΔS不随温度而变化，则此反应自发进行的温度范围是____________(结果保留整数)。 不能 1050.7 T<1240 K 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 20 H2 用焦炭还原Al2O3所需温度太高，不太现实 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 21 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 22 －181 kJ·mol－1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 23 (2)关于反应①，下列说法正确的是_____(填序号)。 A．该反应在任何温度下都能自发进行 B．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 C．使用催化剂，不能提高CO的平衡转化率 D．增大压强，该反应的化学平衡常数不变 CD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 24 ②H2的平衡转化率α＝______，化学平衡常数K＝______(保留两位有效数字)。 ③1 min时，v正____v逆(填“>”“<”或“＝”，下同)。 ④1 min时v正____4 min时v逆。 (3)在某温度下，将1 mol CO与2 mol H2充入体积为2 L的钢瓶中，发生反应①，在第5 min时达到化学平衡状态，此时甲醇的物质的量分数为0.1。已知甲醇的浓度随时间的变化情况如图所示。 ①0～5 min内，用甲醇表示的平均反应速率为__________________。 0.025 mol·L－1·min－1 25% 0.59 > > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 25 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 26 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 27 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 28 13．在80 ℃时，将0.4 mol的四氧化二氮气体充入2 L已抽空的固定容积的密闭容器中，隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据： 反应进行至100 s后将反应混合物的温度降低，发现气体的颜色变浅。 (1)该反应的化学方程式为______________，表中b____c(填“<”“＝”或“>”)。 时间(s) c(mol/L) 0 20 40 60 80 100 c(N2O4) 0.20 a 0.10 c d e c(NO2) 0.00 0.12 b 0.22 0.22 0.22 > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 29 (2)20 s时，N2O4的浓度为________mol/L，0～20 s内N2O4的平均反应速率为________________。 (3)该反应的平衡常数表达式K＝________，在80 ℃时该反应的平衡常数K值为________(保留两位小数)。 (4)在其他条件相同时，该反应的K值越大，表明建立平衡时________(填字母)。 A．N2O4的转化率越高 B．NO2的产量越大 C．N2O4与NO2的浓度之比越大 D．正反应进行的程度越大 0.14 0.003 mol/(L·s) 0.54 ABD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 30 时间(s) c(mol/L) 0 20 40 60 80 100 c(N2O4) 0.20 a 0.10 c d e c(NO2) 0.00 0.12 b 0.22 0.22 0.22 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 31 14．(甘肃卷节选)SiHCl3是制备半导体材料硅的重要原料，可由不同途径制备。 (1)由SiCl4制备SiHCl3：SiCl4(g)＋H2(g)===SiHCl3(g)＋HCl(g)　 ΔH1＝＋74.22 kJ·mol－1(298 K) 已知SiHCl3(g)＋H2(g)===Si(s)＋3HCl(g)　ΔH2＝＋219.29 kJ·mol－1(298 K) 298 K时，由SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)制备56 g硅_______热(填“吸”或 “放”)________kJ。升高温度有利于制备硅的原因是_____________________________ _____________________________。 吸 587.02 该反应为吸热反应，升高温度， 反应正向移动，有利于制备硅 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 32 甲 5.6×10－5 0.1951 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 33 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 34 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 35 　　　　　　　　　　　　　 R 2．在一定条件下，对于已达平衡的可逆反应：2A(g)＋B(g)2C(g)，下列说法正确的是(　　) A．平衡时，此反应的平衡常数与各物质的浓度有如下关系：K＝eq \f(c2(C),c2(A)·c(B)) B．改变条件后，该反应的平衡常数一定不变 C．如果改变压强，平衡常数会随之变化 D．若平衡时增加A和B的浓度，则平衡常数会减小 3．对于下列反应，其反应过程的能量变化如图所示： 编号 反应 平衡常数 反应热 反应① A(g)B(g)＋C(g) K1 ΔH1 反应② B(g)＋C(g)D(g) K2 ΔH2 反应③ A(g)D(g) K3 ΔH3 下列说法正确的是(　　) A．K3＝K1＋K2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2 C．加催化剂，反应①的反应热降低，反应速率加快 D．增大压强，K1减小，K2增大，K3不变 4．在特制的密闭真空容器中加入一定量纯净的氨基甲酸铵固体(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)　ΔH>0。下列说法正确的是(　　) A．密闭容器中气体的平均相对分子质量不变，则该反应达到平衡状态 B．该反应在任何条件下都能自发进行 C．再加入一定量的氨基甲酸铵固体，可加快反应速率 D．NH3的浓度不变时，反应达到了平衡状态 解析：对于反应NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)，生成的NH3、CO2的物质的量之比始终是2∶1，所以气体的平均相对分子质量始终不变，故不能作为平衡状态的判断依据，A错误；该反应的ΔH>0，ΔS>0，需满足ΔH－TΔS<0，即高温下该反应才能自发进行，B错误；增加固体物质的量对化学反应速率没有影响，C错误；NH3的浓度不变时，说明NH3的物质的量不变，反应达到平衡状态，D正确。 5．某温度下，①C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)；②CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。当达平衡时，c(H2)＝1.9 mol·L－1，c(CO)＝0.1 mol·L－1，则平衡时c(CO2)等于(　　) A．0.1 mol·L－1 B．0.9 mol·L－1 C．1.8 mol·L－1 D．1.9 mol·L－1 解析：设平衡时c(CO2)＝x mol·L－1，反应①转化生成的H2浓度为y mol·L－1，则反应②生成的CO2浓度为x mol·L－1，有： C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) 转化浓度/(mol·L－1) y y CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) 转化浓度/(mol·L－1) x x x 平衡时，c(H2)＝1.9 mol·L－1，c(CO)＝0.1 mol·L－1，则可列式：eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(y－x＝0.1,x＋y＝1.9))，解得：x＝0.9，y＝1，B正确。 6．在T ℃时，向一个3 L的密闭容器中通入4 mol NH3、a mol O2，发生反应：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)。此时NH3的平衡转化率为60%。下列说法错误的是(　　) A．当混合气体的平均摩尔质量不变时，反应达到平衡 B．当v正(NO)∶v逆(H2O)＝4∶6时，反应达到平衡 C．反应过程中分离出H2O(g)，正反应速率增大 D．平衡时，若O2的转化率为60%，则a＝5 7．在一定温度下，改变起始时n(SO2)对反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0的影响如图所示，下列说法正确的是(　　) A．b、c点均为平衡点，a点未达平衡且向正反应方向 进行 B．a、b、c三点中，a点时SO2的转化率最大 C．a、b、c点均为平衡点，b点时SO2的转化率最大 D．a、b、c三点的平衡常数：Kb>Kc>Ka 8．工业上以CH4为原料制备H2的原理为CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)　ΔH>0。在一定条件下向a、b两个恒温恒容的密闭容器中均通入1.1 mol CH4(g)和1.1 mol H2O(g)，测得两容器中CO的物质的量随时间的变化曲线分别为a和b。已知容器a、b的体积均为10 L，容器a的温度为Ta，容器b的温度为Tb，下列说法不正确的是(　　) A．容器a中CH4从反应开始到恰好平衡时的平均反应 速率为0.025 mol·L－1·min－1 B．a、b两容器的温度可能相同 C．在达到平衡前，容器a的压强逐渐增大 D．该反应在Ta温度下的平衡常数为27 解析：A项，容器a中CH4从反应开始到恰好平衡时的平均反应速率v(CH4)＝eq \f(Δc(CH4),Δt)＝eq \f(0.1 mol·L－1,4 min)＝0.025 mol·L－1·min－1，正确；B项，由题图可知，Ta>Tb，错误；C项，因为该反应条件为恒温恒容，反应后气体的物质的量增大，所以在达到平衡前，容器a的压强逐渐增大，正确；D项，该反应在Ta温度下的平衡常数＝eq \f(c(CO)·c3(H2),c(CH4)·c(H2O))＝eq \f(0.1×0.33,0.01×0.01)＝27，正确。 9．一定温度下，向一容积为5 L的恒容密闭容器中充入0.4 mol SO2和0.2 mol O2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196 kJ·mol－1。当反应达到平衡时，容器内压强变为起始时的eq \f(7,10)，下列说法错误的是(　　) A．当容器内气体的压强不变时说明该反应达到化学平衡状态 B．SO2的转化率为90% C．达到平衡时反应放出的热量为196 kJ D．此温度下该反应的平衡常数K＝20250 解析：该反应是一个恒容条件下的化学反应，反应前后气体物质的量不相等，故压强不变说明气体总物质的量不变，反应达到了化学平衡状态，A正确；设反应的SO2的物质的量为2x mol，列三段式： 　　　　 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) 起始/mol 0.4 0.2 0 转化/mol 2x x 2x 平衡/mol 0.4－2x 0.2－x 2x 则eq \f(0.4－2x＋0.2－x＋2x,0.4＋0.2)＝eq \f(7,10)，解得x＝0.18，所以SO2的转化率为90%，B正确；参与反应的SO2为0.36 mol，根据热化学方程式可求得放出的热量为35.28 kJ，C错误；此温度下，该反应的平衡常数K＝eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.36,5)))\s\up12(2),\f(0.02,5)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.04,5)))\s\up12(2))＝20250，D正确。 10．某温度下，H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)的平衡常数K＝eq \f(9,4)。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入H2(g)和CO2(g)，其起始浓度如下表所示。下列判断不正确的是(　　) 起始浓度 甲 乙 丙 c(H2)/(mol/L) 0.010 0.020 0.020 c(CO2)/(mol/L) 0.010 0.010 0.020 A.平衡时，乙中CO2的转化率大于60% B．平衡时，甲中和丙中H2的转化率均是60% C．平衡时，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.012 mol/L D．反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢 解析：恒温、恒容条件下，体系甲中 H2(g)　＋　CO2(g)  H2O(g)＋CO(g) 初始浓度(mol/L) 0.010 0.010 0 0 转化浓度(mol/L) x x x x 平衡浓度(mol/L) 0.010－x 0.010－x x x K＝eq \f(c(CO)·c(H2O),c(H2)·c(CO2))＝eq \f(x·x,(0.010－x)·(0.010－x))＝eq \f(9,4)，解得：x＝0.006，故甲中H2的转化率是eq \f(0.006,0.010)×100%＝60%，体系丙中，利用“三段式”可计算出H2的转化浓度为0.012 mol/L，故丙中H2的转化率是eq \f(0.012,0.02)×100%＝60%，B正确；乙的投料可以看成是在甲的基础上又加了0.010 mol/L的H2，H2浓度增大，CO2转化率升高，A正确；反应开始时，丙中H2、CO2的浓度最大，反应速率最快，甲中H2、CO2的浓度最小，反应速率最慢，D正确；平衡时，丙中c(CO2)是甲中的2倍，甲中是0.004 mol/L，丙中应是0.008 mol/L，C错误。 (3)工业上用赤铁矿生产铁，可以选择的还原剂有C和H2。根据所学知识判断：哪一种还原剂可使反应自发进行的温度较低？______。工业上不用焦炭还原Al2O3的方法炼铝的原因是______________________________________________。 已知：Fe2O3(g)＋eq \f(3,2)C(s)===2Fe(s)＋eq \f(3,2)CO2(g) ΔH＝233.8 kJ/mol，ΔS＝＋0.279 kJ/(mol·K) Fe2O3(s)＋3H2(g)===2Fe(s)＋3H2O(g)　ΔH＝98 kJ/mol，ΔS＝＋0.1442 kJ/(mol·K) 2Al2O3(s)＋3C(s)===4Al(s)＋3CO2(g)　ΔH＝2171 kJ/mol，ΔS＝＋635.5 J/(mol·K) 解析：(1)常温时ΔG＝ΔH－TΔS＝178.2 kJ/mol－298 K×169.6×10－3 kJ/(mol·K)≈127.7 kJ/mol>0，故该反应常温时不能自发进行。由ΔH－TΔS<0得T>1050.7 K。 (2)由题给信息可知，要使反应能自发进行，应有ΔH－TΔS<0，即－94.0 kJ/mol－T× [－75.8×10－3 kJ/(mol·K)]<0，则T<eq \f(94.0 kJ/mol,75.8×10－3 kJ/(mol·K))≈1240 K。 (3)根据ΔH－TΔS<0时反应能自发进行，且已知反应的ΔS均为正值，故T>eq \f(ΔH,ΔS)时，该反应能自发进行。用C作还原剂时，T1>eq \f(ΔH,ΔS)＝eq \f(233.8 kJ/mol,0.279 kJ/(mol·K))≈838.0 K；用H2作还原剂时，T2>eq \f(ΔH,ΔS)＝eq \f(98 kJ/mol,0.1442 kJ/(mol·K))≈679.6 K。故用H2作还原剂时，反应自发进行的温度较低。若用C作还原剂还原Al2O3时，需要的温度T3>eq \f(ΔH,ΔS)＝eq \f(2171 kJ/mol,635.5×10－3 kJ/(mol·K))≈3416 K。对比上述温度可知，用焦炭还原Al2O3是不太现实的。 12．甲醇是重要的化工原料，利用煤化工生产中的CO、CO2和H2可制取甲醇等有机物，发生的反应有：①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH1＝－99 kJ·mol－1　②CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH2。 相关物质的化学键键能数据如表所示： 化学键 C===O H—H C—O H—O C—H E/(kJ·mol－1) 745 436 351 463 413 (1)ΔH2＝________________。 解析：(1)对于反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH2＝2×745 kJ·mol－1＋3×436 kJ·mol－1－(3×413＋351＋463) kJ·mol－1－2×463 kJ·mol－1＝－181 kJ·mol－1。 (2)反应①的ΔH<0，ΔS<0，该反应在低温下能自发进行，A错误；升高温度，正、逆反应速率均增大，B错误；使用催化剂，不改变化学平衡状态，不能提高CO的平衡转化率，C正确；平衡常数只与温度有关，与压强无关，增大压强，该反应的化学平衡常数不变，D正确。 (3)设5 min时生成甲醇的浓度为x mol·L－1，列“三段式”得： CO(g) ＋ 2H2(g)  CH3OH(g) 起始浓度/(mol·L－1) 0.5 1 0 变化浓度/(mol·L－1) x 2x x 平衡浓度/(mol·L－1) 0.5－x 1－2x x 甲醇的物质的量分数为eq \f(x,0.5－x＋1－2x＋x)＝0.1，所以x＝0.125。 ①0～5 min内，用甲醇表示的平均反应速率为0.125 mol·L－1÷5 min＝0.025 mol·L－1·min－1。 ②由上述计算知，参与反应的H2为2×0.125 mol·L－1＝0.25 mol·L－1，H2的转化率为eq \f(0.25,1)×100%＝25%。达到平衡时CO、H2和CH3OH的物质的量浓度分别为0.375 mol·L－1、0.75 mol·L－1和0.125 mol·L－1，所以平衡常数K＝eq \f(c(CH3OH),c(CO)·c2(H2))＝eq \f(0.125,0.375×0.752)≈0.59。 ③1 min时，反应未达到平衡，反应向正反应方向进行，v正大于v逆。 ④在达到平衡前任意点的正反应速率大于任意点的逆反应速率，即1 min时v正大于4 min时v逆。 N2O42NO2 eq \f(c2(NO2),c(N2O4)) 解析：(1)N2O42NO2，由方程式结合表中数据可知a＝0.14，b＝0.2，c＝d＝e＝0.09。 (2)20 s时，N2O4浓度为0.14 mol/L，v(N2O4)＝eq \f(0.2－0.14,20) mol/(L·s)＝0.003 mol/(L·s)。 (3)平衡常数K＝eq \f(c2(NO2),c(N2O4))，代入平衡时数据可得K≈0.54。 (2)在催化剂作用下由粗硅制备SiHCl3： 3SiCl4(g)＋2H2(g)＋Si(s)eq \o(,\s\up17(催化剂))4SiHCl3(g)。773 K，2 L密闭容器中，经不同方式处理的粗硅和催化剂混合物与0.4 mol H2和0.1 mol SiCl4气体反应，SiCl4转化率随时间的变化如下图所示： ①0～50 min，经方式________处理后的反应速率最快；在此期间，经方式丙处理后的平均反应速率v(SiHCl3)＝________ mol·L－1·min－1。 ②当反应达平衡时，H2的浓度为________ mol·L－1，平衡常数K的计算式为____________________。 eq \f(0.00974,0.04273×0.19512) 解析：(2)①由转化率图像可知，0～50 min，经方式甲处理后反应速率最快；经方式丙处理后，50 min时SiCl4的转化率为4.2%，反应的SiCl4的物质的量为0.1 mol×4.2%＝0.0042 mol，根据化学计量数可得反应生成的SiHCl3的物质的量为0.0042 mol×eq \f(4,3)＝0.0056 mol，平均反应速率v(SiHCl3)＝eq \f(0.0056 mol,2 L×50 min)＝5.6×10－5 mol·L－1·min－1； ②反应达到平衡时，SiCl4的转化率为14.6%，列出三段式： 3SiCl4(g)＋2H2(g)＋Si(s)eq \o(,\s\up17(催化剂))4SiHCl3(g) 起始浓度(mol·L－1) 0.05 0.2 0 转化浓度(mol·L－1) 0.0073 0.0049 0.0097 平衡浓度(mol·L－1) 0.0427 0.1951 0.0097 当反应达平衡时，H2的浓度为0.1951 mol·L－1，平衡常数K的计算式为eq \f(0.00974,0.04273×0.19512)。 $$