第2章 化学反应的方向、限度与速率(单元测试·基础卷)化学鲁科版2019选择性必修1
2025-11-24
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4份
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25页
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440人阅读
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14人下载
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学鲁科版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 本章自我评价 |
| 类型 | 作业-单元卷 |
| 知识点 | 化学反应速率,化学平衡 |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.91 MB |
| 发布时间 | 2025-11-24 |
| 更新时间 | 2025-09-01 |
| 作者 | 水木清华化学工作室 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-09-01 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53701196.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2025-2026学年高二化学单元检测卷(鲁科版2019选择性必修1)
第2章 化学反应的方向、限度与速率(参考答案)
一、选择题(本大题共14个小题,每题3分,共42分,每题只有一个选项符合题目要求。)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
答案
B
B
B
C
B
A
C
A
D
C
C
D
C
C
二、非选择题(本大题共5个小题,共58分)
15.(16分)(1)分液漏斗 (2分) (2)2H2O22H2O+O2↑ (2分)
(3)①探究反应物浓度对反应速率的影响 (2分) ②3滴FeCl3溶液 (2分)
(4)①在其他条件不变时,反应物浓度越大,反应速率越快(2分) ②K2O2 (2分)
BaO2+H2SO4===BaSO4+H2O2(2分)制备H2O2的环境为酸性环境,H2O2的分解速率较慢(2分)
16.(14分)(1)>(2分) (2)p3>p2>p1 (3分) >(2分) (3)80% (3分)
(4)①乙(2分) ②B、F (2分)
17.(14分)(1)①提高二氧化硫的转化率(2分) ②(2分) ③放热(2分) 减小(2分)
(2)=(2分) (3) ①<(2分) ②>(2分)
18.(14分)(1)①AC(2分) ②BC(2分)
(2)①加入催化剂(或加压)(3分) ②0.008 mol·L-1·min-1(4分)
2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) ΔH=-Q kJ·mol-1(3分)
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… 学校:______________姓名:_____________班级:_______________考号:______________________
2025-2026学年高二化学单元检测卷(鲁科版2019选择性必修1)
第2章 化学反应的方向、限度与速率
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
一、选择题(本大题共14个小题,每题3分,共42分,每题只有一个选项符合题目要求。)
1.下列关于化学反应速率的说法正确的是( )
A.升高温度可降低化学反应的活化能,提高活化分子百分数,加快化学反应速率
B.反应物浓度增大,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞的几率增加,反应速率增大
C.在相同温度下,两个相同的容器中分别充入相同物质的量的F2和Cl2,让它们与等量的氢气反应,反应速率相同
D.有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的容积),可增加活化分子的百分数,从而使反应速率加快
2.三氯乙烯(ClHC==CCl2)是地下水中有机污染物的主要成分,研究表明,在地下水中加入高锰酸钾溶液可将其中的三氯乙烯除去,发生的反应如下:
ClHC==CCl2+2KMnO4===2KCl+2CO2↑+2MnO2↓+HCl。
常温下,在某密闭容器中进行上述反应,测定c(KMnO4)与时间的关系如表所示:
时间/min
0
2
4
6
7
…
c(KMnO4)/(mol·L-1)
1.00
0.70
0.50
0.40
0.35
…
下列推断合理的是( )
A.上述反应先慢后快
B.0~4 min内,v(Cl-)= mol·L-1·min-1
C.若高锰酸钾完全反应,所用时间为8 min
D.随着反应的进行,c(K+)逐渐降低
3.下列说法正确的是( )
A.活化分子之间的碰撞一定是有效碰撞
B.若某反应的ΔH<0、ΔS<0,则该反应在低温下可自发进行
C.v(SO2)=0.1 mol·L-1·min-1表示在1 min时,SO2的浓度为0.1 mol·L-1
D.H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1,则氢气的燃烧热ΔH=-241.8 kJ·mol-1
4.下列说法不正确的是( )
A.一个反应能否自发进行,与焓变和熵变的共同影响有关
B.若某一反应ΔH>0,ΔS<0,则该反应在任何温度下都不能自发进行
C.2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应ΔH>0
D.2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑在常温下能自发进行,既能用焓变解释又能用熵变解释
5.2X(g)+2Y(g)2Z(g)+W(g) ΔH<0代表工业生产中的某一个反应,对于处于化学平衡状态的该反应,既要提高反应速率又要提高X的转化率,下列措施中可行的是( )
A.及时分离出W B.加入气体Y
C.升高温度 D.使用合适的催化剂
6.向体积为2 L的密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C 和一定量的B三种气体,一定条件下发生如下反应:3A(g)B(g)+2C(g),各物质的浓度随时间的变化如图所示[t0~t1阶段的c(B)变化未画出]。下列说法不正确的是( )
A.若t1=15 s,则用A的浓度变化表示t0~t1阶段的平均反应速率为0.004 mol·L-1·s-1
B.t1时反应物A的转化率为60%
C.B的起始的物质的量为0.04 mol
D.t0~t1阶段,此过程中容器向外界放出的热量为a kJ,该反应的热化学方程式为3A(g)B(g)+2C(g) ΔH=- kJ·mol-1
7.中国科学家研究在Pd/SVG催化剂上H2还原NO生成N2和NH3的路径,各基元反应及活化能Ea(kJ·mol-1)如图所示,下列说法错误的是( )
A.生成NH3的各基元反应中,N元素均被还原
B.在Pd/SVG催化剂上,NO更容易被H2还原为NH3
C.决定NO生成NH3速率的基元反应为NH2NO―→NHNOH
D.生成NH3的总反应方程式为2NO+5H22NH3+2H2O
8.在一个绝热的、容积固定的密闭容器中,发生可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)(m、n、p、q为任意正整数)。下列能说明该可逆反应达到平衡状态的是( )
①混合气体的密度不再发生变化 ②体系的温度不再发生变化 ③A的转化率不再改变 ④各组分的百分含量不再改变 ⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q
A.②③④ B.①③⑤
C.②④⑤ D.①②③④⑤
9.我国科学家在碳资源化利用方面取得突破性进展,实现了CO2高稳定性加氢合成CH3OH,其反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。下列说法正确的是( )
A.调控反应条件不能改变反应限度
B.投入1 mol CO2和3 mol H2能得到1 mol CH3OH
C.当CO2的消耗速率等于其生成速率时,该反应已停止
D.该反应在一定温度下能自发进行,则ΔH<0
10.甲烷分子键能较大,无催化剂作用下甲烷在温度达到1 200 ℃以上才裂解。在催化剂及一定条件下,CH4可在较低温度下发生裂解反应,甲烷在镍基催化剂上转化过程中的能量变化如图所示。
下列说法正确的是( )
A.甲烷催化裂解化学反应为放热反应
B.步骤①、②、③反应均为放热反应
C.催化剂使用一段时间后失活的原因可能是碳在催化剂表面沉积
D.使用该催化剂能够有效提高CH4的平衡转化率
11.二氧化碳加氢可用于合成甲醇,其反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),该反应分两步进行,反应过程中能量变化示意图如图1所示。图2表示反应中某个物理量随温度和压强的变化关系,下列说法正确的是( )
A.总反应的决速步为CO+H2O+2H2CH3OH+H2O
B.Y可能为CO2(g)的体积分数
C.若Y表示H2的平衡转化率,则p1>p2>p3
D.若Y表示H2O(g)的体积分数,则单位体积内活化分子数:a<b<c
12.Bodenstein研究了反应2HI(g)I2(g)+H2(g),某温度下的上述反应中,正反应速率为v正=k正c2(HI),逆反应速率为v逆=k逆c(I2)·c(H2),其中k正、k逆为速率常数,下列根据以上内容得出的结论,错误的是( )
A.反应物浓度越大,正反应速率越大
B.生成物浓度越大,逆反应速率越大
C.该反应的平衡常数K=
D.速率常数的大小只与温度有关
13.为探究外界条件对反应aA(g)+bB(g)cC(g) ΔH的影响,以A和B的物质的量之比为a∶b反应,通过实验得到不同条件下反应达到平衡时A的物质的量分数随温度、压强的变化如图所示。下列判断正确的是( )
A.a+b>c
B.平衡后增大容器体积,反应放出热量
C.升高温度,正、逆反应速率都增大,平衡常数也增大
D.平衡后再充入a mol A,平衡正向移动,再次达到平衡后,A的物质的量分数减小
14.用活性炭还原NO2可防止空气污染,其反应原理为2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)。在密闭容器中1 mol NO2和足量C发生上述反应,反应相同时间内测得NO2的生成速率与N2的生成速率随温度变化的关系如图1所示;维持温度不变,反应相同时间内测得NO2的转化率随压强的变化如图2所示。
下列说法错误的是( )
A.图1中的A、B、C三点中只有C点达平衡状态
B.图2中E点的v逆小于F点的v正
C.图2中平衡常数K(E)=K(G),则NO2的平衡浓度c(E)=c(G)
D.在恒温恒容下,向图2中G点平衡体系中充入一定量的NO2,与原平衡相比,NO2的平衡转化率减小
二、非选择题(本大题共4个小题,共58分)
15.(16分)现甲、乙两化学小组安装两套如图所示的相同装置,用以探究影响H2O2分解速率的因素。
(1)仪器a的名称是________。
(2)MnO2催化H2O2分解的化学方程式为_____________________________________________。
(3)甲小组有如下实验设计方案,请帮助他们完成表格中未填部分。
实验编号
实验目的
T/K
催化剂
浓度
甲组实验Ⅰ
作实验参照
298
3滴FeCl3溶液
10 mL 2% H2O2
甲组实验Ⅱ
①__________________________________________________
298
②__________________________________
10 mL 5% H2O2
(4)甲、乙两小组得出如图数据。
①由甲组实验数据可得出结论:__________________________________________________ 。
②由乙组探究的酸、碱对H2O2分解影响因素的数据分析:相同条件下,Na2O2和K2O2溶于水放出气体速率较快的是______________;乙组提出可以用BaO2固体与H2SO4溶液反应制H2O2,其化学方程式为__________________________________________________________;支持这一方案的理由是__________________________________________________________。
16.(14分)在恒容密闭容器中通入CH4与CO2,使其物质的量浓度均为1.0 mol·L-1,在一定条件下发生反应:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。测得平衡时CH4的体积分数与温度及压强的关系如图1所示。回答下列问题:
(1)该反应的ΔH________(填“<”“>”或“=”)0。
(2)压强p1、p2、p3由大到小的顺序为____________;压强为p2时,b点处v正________(填“<”“>”或“=”)v逆。
(3)a点时CH4的转化率为________。
(4)为探究速率与浓度的关系,根据相关实验数据,粗略地绘制出了两条速率—浓度关系曲线:v正—c(CH4)和v逆—c(CO),如图2所示。
①与v正—c(CH4)相对应的是图中曲线______(填“甲”或“乙”)。
②降低温度,反应重新达到平衡时,v正、v逆相应的平衡点分别为________(填字母)。
17.(14分)硫酸是重要的化工材料,二氧化硫生成三氧化硫是工业制硫酸的重要反应之一。
(1)将0.05 mol SO2(g)和0.03 mol O2(g)通入容积为1 L的密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。在一定条件下达到平衡,测得c(SO3)=0.04 mol·L-1。
①从平衡角度分析,采用过量O2的目的是__________________。
②对于气相反应,用某组分(B)平衡分压(pB)代替其物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作Kp),已知:B的平衡分压=总压×平衡时B的物质的量分数,则该温度下Kp=__________________(总压用p0表示)。
③已知:K(300 ℃)>K(350 ℃),该反应是_____________________________________
反应。若升高温度,则SO2的转化率_______________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图1。平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)____________(填“>”“<”或“=”)K(B)。
(3)如图2所示,保持温度不变,将2 mol SO2和1 mol O2加入甲容器中,将4 mol SO3加入乙容器中,隔板K不能移动。此时控制活塞P,使乙的容积为甲的2倍。
①若移动活塞P,使乙的容积和甲相等,达到平衡时,SO3的体积分数甲________乙(填“<”“>”或“=”,下同)。
②若保持乙中压强不变,向甲、乙容器中通入等质量的氦气,达到新平衡时,SO3的体积分数甲____乙。
18.(14分)(1)亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中的常用试剂,已知:2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) ΔH<0,一定温度下,将2 mol NO与2 mol Cl2置于2 L密闭容器中发生反应。
①下列可判断反应达到平衡状态的是________(填字母,下同)。
A.混合气体的平均相对分子质量不变
B.混合气体的密度保持不变
C.NO和Cl2的物质的量之比保持不变
D.每消耗1 mol NO同时生成1 mol ClNO
②为了加快化学反应速率,同时提高NO的转化率,其他条件不变时,可采取的措施有________。
A.升高温度 B.缩小容器容积
C.再充入Cl2 D.使用合适的催化剂
(2)在容积为10 L的密闭容器中充入3 mol NO和2 mol Cl2,在不同温度下发生反应:2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g),ClNO的体积百分含量随时间的变化如图所示。已知T1>T2>T3。
①与实验Ⅰ相比,实验Ⅱ除温度不同外,还改变的条件是_____________________________。
②实验Ⅲ反应至25 min达到平衡,用NO的浓度变化表示的反应速率为__________________。若实验Ⅲ达到平衡时的热量变化为Q kJ,则该反应的热化学方程式为________________________________。
试题 第3页(共8页) 试题 第4页(共8页)
试题 第1页(共8页) 试题 第2页(共8页)
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2025-2026学年高二化学单元检测卷(鲁科版2019选择性必修1)
第2章 化学反应的方向、限度与速率
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
一、选择题(本大题共14个小题,每题3分,共42分,每题只有一个选项符合题目要求。)
1.下列关于化学反应速率的说法正确的是( )
A.升高温度可降低化学反应的活化能,提高活化分子百分数,加快化学反应速率
B.反应物浓度增大,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞的几率增加,反应速率增大
C.在相同温度下,两个相同的容器中分别充入相同物质的量的F2和Cl2,让它们与等量的氢气反应,反应速率相同
D.有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的容积),可增加活化分子的百分数,从而使反应速率加快
2.三氯乙烯(ClHC==CCl2)是地下水中有机污染物的主要成分,研究表明,在地下水中加入高锰酸钾溶液可将其中的三氯乙烯除去,发生的反应如下:
ClHC==CCl2+2KMnO4===2KCl+2CO2↑+2MnO2↓+HCl。
常温下,在某密闭容器中进行上述反应,测定c(KMnO4)与时间的关系如表所示:
时间/min
0
2
4
6
7
…
c(KMnO4)/(mol·L-1)
1.00
0.70
0.50
0.40
0.35
…
下列推断合理的是( )
A.上述反应先慢后快
B.0~4 min内,v(Cl-)= mol·L-1·min-1
C.若高锰酸钾完全反应,所用时间为8 min
D.随着反应的进行,c(K+)逐渐降低
3.下列说法正确的是( )
A.活化分子之间的碰撞一定是有效碰撞
B.若某反应的ΔH<0、ΔS<0,则该反应在低温下可自发进行
C.v(SO2)=0.1 mol·L-1·min-1表示在1 min时,SO2的浓度为0.1 mol·L-1
D.H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1,则氢气的燃烧热ΔH=-241.8 kJ·mol-1
4.下列说法不正确的是( )
A.一个反应能否自发进行,与焓变和熵变的共同影响有关
B.若某一反应ΔH>0,ΔS<0,则该反应在任何温度下都不能自发进行
C.2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应ΔH>0
D.2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑在常温下能自发进行,既能用焓变解释又能用熵变解释
5.2X(g)+2Y(g)2Z(g)+W(g) ΔH<0代表工业生产中的某一个反应,对于处于化学平衡状态的该反应,既要提高反应速率又要提高X的转化率,下列措施中可行的是( )
A.及时分离出W B.加入气体Y
C.升高温度 D.使用合适的催化剂
6.向体积为2 L的密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C 和一定量的B三种气体,一定条件下发生如下反应:3A(g)B(g)+2C(g),各物质的浓度随时间的变化如图所示[t0~t1阶段的c(B)变化未画出]。下列说法不正确的是( )
A.若t1=15 s,则用A的浓度变化表示t0~t1阶段的平均反应速率为0.004 mol·L-1·s-1
B.t1时反应物A的转化率为60%
C.B的起始的物质的量为0.04 mol
D.t0~t1阶段,此过程中容器向外界放出的热量为a kJ,该反应的热化学方程式为3A(g)B(g)+2C(g) ΔH=- kJ·mol-1
7.中国科学家研究在Pd/SVG催化剂上H2还原NO生成N2和NH3的路径,各基元反应及活化能Ea(kJ·mol-1)如图所示,下列说法错误的是( )
A.生成NH3的各基元反应中,N元素均被还原
B.在Pd/SVG催化剂上,NO更容易被H2还原为NH3
C.决定NO生成NH3速率的基元反应为NH2NO―→NHNOH
D.生成NH3的总反应方程式为2NO+5H22NH3+2H2O
8.在一个绝热的、容积固定的密闭容器中,发生可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)(m、n、p、q为任意正整数)。下列能说明该可逆反应达到平衡状态的是( )
①混合气体的密度不再发生变化 ②体系的温度不再发生变化 ③A的转化率不再改变 ④各组分的百分含量不再改变 ⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q
A.②③④ B.①③⑤
C.②④⑤ D.①②③④⑤
9.我国科学家在碳资源化利用方面取得突破性进展,实现了CO2高稳定性加氢合成CH3OH,其反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。下列说法正确的是( )
A.调控反应条件不能改变反应限度
B.投入1 mol CO2和3 mol H2能得到1 mol CH3OH
C.当CO2的消耗速率等于其生成速率时,该反应已停止
D.该反应在一定温度下能自发进行,则ΔH<0
10.甲烷分子键能较大,无催化剂作用下甲烷在温度达到1 200 ℃以上才裂解。在催化剂及一定条件下,CH4可在较低温度下发生裂解反应,甲烷在镍基催化剂上转化过程中的能量变化如图所示。
下列说法正确的是( )
A.甲烷催化裂解化学反应为放热反应
B.步骤①、②、③反应均为放热反应
C.催化剂使用一段时间后失活的原因可能是碳在催化剂表面沉积
D.使用该催化剂能够有效提高CH4的平衡转化率
11.二氧化碳加氢可用于合成甲醇,其反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),该反应分两步进行,反应过程中能量变化示意图如图1所示。图2表示反应中某个物理量随温度和压强的变化关系,下列说法正确的是( )
A.总反应的决速步为CO+H2O+2H2CH3OH+H2O
B.Y可能为CO2(g)的体积分数
C.若Y表示H2的平衡转化率,则p1>p2>p3
D.若Y表示H2O(g)的体积分数,则单位体积内活化分子数:a<b<c
12.Bodenstein研究了反应2HI(g)I2(g)+H2(g),某温度下的上述反应中,正反应速率为v正=k正c2(HI),逆反应速率为v逆=k逆c(I2)·c(H2),其中k正、k逆为速率常数,下列根据以上内容得出的结论,错误的是( )
A.反应物浓度越大,正反应速率越大
B.生成物浓度越大,逆反应速率越大
C.该反应的平衡常数K=
D.速率常数的大小只与温度有关
13.为探究外界条件对反应aA(g)+bB(g)cC(g) ΔH的影响,以A和B的物质的量之比为a∶b反应,通过实验得到不同条件下反应达到平衡时A的物质的量分数随温度、压强的变化如图所示。下列判断正确的是( )
A.a+b>c
B.平衡后增大容器体积,反应放出热量
C.升高温度,正、逆反应速率都增大,平衡常数也增大
D.平衡后再充入a mol A,平衡正向移动,再次达到平衡后,A的物质的量分数减小
14.用活性炭还原NO2可防止空气污染,其反应原理为2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)。在密闭容器中1 mol NO2和足量C发生上述反应,反应相同时间内测得NO2的生成速率与N2的生成速率随温度变化的关系如图1所示;维持温度不变,反应相同时间内测得NO2的转化率随压强的变化如图2所示。
下列说法错误的是( )
A.图1中的A、B、C三点中只有C点达平衡状态
B.图2中E点的v逆小于F点的v正
C.图2中平衡常数K(E)=K(G),则NO2的平衡浓度c(E)=c(G)
D.在恒温恒容下,向图2中G点平衡体系中充入一定量的NO2,与原平衡相比,NO2的平衡转化率减小
二、非选择题(本大题共4个小题,共58分)
15.(16分)现甲、乙两化学小组安装两套如图所示的相同装置,用以探究影响H2O2分解速率的因素。
(1)仪器a的名称是________。
(2)MnO2催化H2O2分解的化学方程式为_____________________________________________。
(3)甲小组有如下实验设计方案,请帮助他们完成表格中未填部分。
实验编号
实验目的
T/K
催化剂
浓度
甲组实验Ⅰ
作实验参照
298
3滴FeCl3溶液
10 mL 2% H2O2
甲组实验Ⅱ
①__________________________________________________
298
②__________________________________
10 mL 5% H2O2
(4)甲、乙两小组得出如图数据。
①由甲组实验数据可得出结论:__________________________________________________ 。
②由乙组探究的酸、碱对H2O2分解影响因素的数据分析:相同条件下,Na2O2和K2O2溶于水放出气体速率较快的是______________;乙组提出可以用BaO2固体与H2SO4溶液反应制H2O2,其化学方程式为__________________________________________________________;支持这一方案的理由是__________________________________________________________。
16.(14分)在恒容密闭容器中通入CH4与CO2,使其物质的量浓度均为1.0 mol·L-1,在一定条件下发生反应:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。测得平衡时CH4的体积分数与温度及压强的关系如图1所示。回答下列问题:
(1)该反应的ΔH________(填“<”“>”或“=”)0。
(2)压强p1、p2、p3由大到小的顺序为____________;压强为p2时,b点处v正________(填“<”“>”或“=”)v逆。
(3)a点时CH4的转化率为________。
(4)为探究速率与浓度的关系,根据相关实验数据,粗略地绘制出了两条速率—浓度关系曲线:v正—c(CH4)和v逆—c(CO),如图2所示。
①与v正—c(CH4)相对应的是图中曲线______(填“甲”或“乙”)。
②降低温度,反应重新达到平衡时,v正、v逆相应的平衡点分别为________(填字母)。
17.(14分)硫酸是重要的化工材料,二氧化硫生成三氧化硫是工业制硫酸的重要反应之一。
(1)将0.05 mol SO2(g)和0.03 mol O2(g)通入容积为1 L的密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。在一定条件下达到平衡,测得c(SO3)=0.04 mol·L-1。
①从平衡角度分析,采用过量O2的目的是__________________。
②对于气相反应,用某组分(B)平衡分压(pB)代替其物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作Kp),已知:B的平衡分压=总压×平衡时B的物质的量分数,则该温度下Kp=__________________(总压用p0表示)。
③已知:K(300 ℃)>K(350 ℃),该反应是_____________________________________
反应。若升高温度,则SO2的转化率_______________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图1。平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)____________(填“>”“<”或“=”)K(B)。
(3)如图2所示,保持温度不变,将2 mol SO2和1 mol O2加入甲容器中,将4 mol SO3加入乙容器中,隔板K不能移动。此时控制活塞P,使乙的容积为甲的2倍。
①若移动活塞P,使乙的容积和甲相等,达到平衡时,SO3的体积分数甲________乙(填“<”“>”或“=”,下同)。
②若保持乙中压强不变,向甲、乙容器中通入等质量的氦气,达到新平衡时,SO3的体积分数甲____乙。
18.(14分)(1)亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中的常用试剂,已知:2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) ΔH<0,一定温度下,将2 mol NO与2 mol Cl2置于2 L密闭容器中发生反应。
①下列可判断反应达到平衡状态的是________(填字母,下同)。
A.混合气体的平均相对分子质量不变
B.混合气体的密度保持不变
C.NO和Cl2的物质的量之比保持不变
D.每消耗1 mol NO同时生成1 mol ClNO
②为了加快化学反应速率,同时提高NO的转化率,其他条件不变时,可采取的措施有________。
A.升高温度 B.缩小容器容积
C.再充入Cl2 D.使用合适的催化剂
(2)在容积为10 L的密闭容器中充入3 mol NO和2 mol Cl2,在不同温度下发生反应:2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g),ClNO的体积百分含量随时间的变化如图所示。已知T1>T2>T3。
①与实验Ⅰ相比,实验Ⅱ除温度不同外,还改变的条件是_____________________________。
②实验Ⅲ反应至25 min达到平衡,用NO的浓度变化表示的反应速率为__________________。若实验Ⅲ达到平衡时的热量变化为Q kJ,则该反应的热化学方程式为________________________________。
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2025-2026学年高二化学单元检测卷(鲁科版2019选择性必修1)
第2章 化学反应的方向、限度与速率
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
一、选择题(本大题共14个小题,每题3分,共42分,每题只有一个选项符合题目要求。)
1.下列关于化学反应速率的说法正确的是( )
A.升高温度可降低化学反应的活化能,提高活化分子百分数,加快化学反应速率
B.反应物浓度增大,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞的几率增加,反应速率增大
C.在相同温度下,两个相同的容器中分别充入相同物质的量的F2和Cl2,让它们与等量的氢气反应,反应速率相同
D.有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的容积),可增加活化分子的百分数,从而使反应速率加快
【答案】B
【解析】升高温度使分子的内能增加,提高了活化分子百分数,可加快化学反应速率,但不能降低化学反应的活化能,A不正确;反应物浓度增大,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞的几率增加,故反应速率增大,B正确;由于F2和Cl2的氧化性不同,氧化性强的化学反应速率快,C不正确;有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的容积),可增加单位体积内活化分子的数目,从而使反应速率加快,但活化分子的百分数不变, D不正确。
2.三氯乙烯(ClHC==CCl2)是地下水中有机污染物的主要成分,研究表明,在地下水中加入高锰酸钾溶液可将其中的三氯乙烯除去,发生的反应如下:
ClHC==CCl2+2KMnO4===2KCl+2CO2↑+2MnO2↓+HCl。
常温下,在某密闭容器中进行上述反应,测定c(KMnO4)与时间的关系如表所示:
时间/min
0
2
4
6
7
…
c(KMnO4)/(mol·L-1)
1.00
0.70
0.50
0.40
0.35
…
下列推断合理的是( )
A.上述反应先慢后快
B.0~4 min内,v(Cl-)= mol·L-1·min-1
C.若高锰酸钾完全反应,所用时间为8 min
D.随着反应的进行,c(K+)逐渐降低
【答案】B
【解析】A项,分析表格中的数据可知,题述反应先快后慢,错误;B项,每消耗2 mol KMnO4会生成3 molCl-,0~4 min内,v(Cl-)=×= mol·L-1·min-1,正确;C项,由于反应速率逐渐减小,故高锰酸钾完全反应,反应时间大于8 min,错误;D项,钾离子未参与反应,故钾离子浓度不变,错误。
3.下列说法正确的是( )
A.活化分子之间的碰撞一定是有效碰撞
B.若某反应的ΔH<0、ΔS<0,则该反应在低温下可自发进行
C.v(SO2)=0.1 mol·L-1·min-1表示在1 min时,SO2的浓度为0.1 mol·L-1
D.H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1,则氢气的燃烧热ΔH=-241.8 kJ·mol-1
【答案】B
【解析】活化分子之间的碰撞不一定是有效碰撞,A错误;ΔH-TΔS<0的反应可以自发,若某反应的ΔH<0、ΔS<0,则该反应在低温下可自发进行,B正确;v(SO2)=0.1 mol·L-1·min-1表示二氧化硫的反应速率,不能说明SO2的浓度数值,C错误;燃烧热是在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,D错误。
4.下列说法不正确的是( )
A.一个反应能否自发进行,与焓变和熵变的共同影响有关
B.若某一反应ΔH>0,ΔS<0,则该反应在任何温度下都不能自发进行
C.2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应ΔH>0
D.2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑在常温下能自发进行,既能用焓变解释又能用熵变解释
【答案】C
【解析】焓变和熵变共同影响一个反应能否自发进行,A正确;ΔH-TΔS<0 时反应能自发进行,若某一反应ΔH>0,ΔS<0,则该反应在任何温度下都不能自发进行,故B正确;2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)的熵变小于0,在常温下能自发进行,则该反应的ΔH<0,C错误;2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑的ΔH<0,ΔS>0,既能用焓变解释又能用熵变解释,D正确。
5.2X(g)+2Y(g)2Z(g)+W(g) ΔH<0代表工业生产中的某一个反应,对于处于化学平衡状态的该反应,既要提高反应速率又要提高X的转化率,下列措施中可行的是( )
A.及时分离出W B.加入气体Y
C.升高温度 D.使用合适的催化剂
【答案】B
【解析】及时分离出W,平衡正向移动,X的转化率增大,但反应速率减小,A错误;加入气体Y,平衡正向移动,反应速率增大,X的转化率增大,B正确;正反应为放热反应,适当升高温度反应速率增大,但平衡逆向移动,X的转化率降低,C错误;使用合适的催化剂,反应速率增大,对平衡移动无影响,转化率不变,D错误。
6.向体积为2 L的密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C 和一定量的B三种气体,一定条件下发生如下反应:3A(g)B(g)+2C(g),各物质的浓度随时间的变化如图所示[t0~t1阶段的c(B)变化未画出]。下列说法不正确的是( )
A.若t1=15 s,则用A的浓度变化表示t0~t1阶段的平均反应速率为0.004 mol·L-1·s-1
B.t1时反应物A的转化率为60%
C.B的起始的物质的量为0.04 mol
D.t0~t1阶段,此过程中容器向外界放出的热量为a kJ,该反应的热化学方程式为3A(g)B(g)+2C(g) ΔH=- kJ·mol-1
【答案】A
【解析】t0~t1阶段,A的浓度变化Δc(A)=0.06 mol·L-1-0.15 mol·L-1=-0.09 mol·L-1,t0~t1阶段的平均反应速率v(A)=-==0.006 mol·L-1·s-1,A错误;t1时该反应达到平衡,根据选项A中分析可知A的转化率为α(A)=×100%=60%,B正确;根据反应3A(g)B(g)+2C(g)可知,反应达平衡后Δc(A)=-0.09 mol·L-1,则Δc(B)=0.03 mol·L-1,由图像可知该反应达平衡后,c(B)=0.05 mol·L-1,所以B的起始浓度为0.02 mol·L-1,B的起始的物质的量为0.02 mol·L-1×2 L=0.04 mol,C正确;t0~t1阶段,Δn(A)=0.09 mol·L-1×2 L=0.18 mol,此时放热a kJ,如果有3 mol A完全反应,放热为 kJ,即热化学方程式为3A(g)B(g)+2C(g) ΔH=- kJ·mol-1,D正确。
7.中国科学家研究在Pd/SVG催化剂上H2还原NO生成N2和NH3的路径,各基元反应及活化能Ea(kJ·mol-1)如图所示,下列说法错误的是( )
A.生成NH3的各基元反应中,N元素均被还原
B.在Pd/SVG催化剂上,NO更容易被H2还原为NH3
C.决定NO生成NH3速率的基元反应为NH2NO―→NHNOH
D.生成NH3的总反应方程式为2NO+5H22NH3+2H2O
【答案】C
【解析】由图示可知,生成氨气的过程为NO→HNO→NH2O→NH2OH→NH2→NH3,每步反应中N元素的化合价均降低,被还原,A正确;由图示可知,NO被还原为N2的活化能明显大于还原生成NH3的活化能,故在该催化剂作用下,NO更容易被还原为NH3,B正确;由图示分析可知,生成NH3的基元反应中,NH2O+H―→NH2OH这一步活化能最大,相同条件下反应速率最慢,是决定NO生成NH3速率的基元反应,C错误;NO与H2反应生成NH3和H2O,总反应的化学方程式:2NO+5H22NH3+2H2O,D正确。
8.在一个绝热的、容积固定的密闭容器中,发生可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)(m、n、p、q为任意正整数)。下列能说明该可逆反应达到平衡状态的是( )
①混合气体的密度不再发生变化 ②体系的温度不再发生变化 ③A的转化率不再改变 ④各组分的百分含量不再改变 ⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q
A.②③④ B.①③⑤
C.②④⑤ D.①②③④⑤
【答案】A
【解析】①因反应前后气体质量不变,容器容积不变,混合气体的密度一直不变,则混合气体的密度不再改变不能说明反应达到平衡状态;②绝热的密闭容器中,体系的温度不再改变,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态;③A的转化率不再改变,说明消耗A与生成A的速率相等,反应达到平衡状态;④各组分的百分含量不再改变,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态;⑤无论反应是否达到平衡状态,均有v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q。
9.我国科学家在碳资源化利用方面取得突破性进展,实现了CO2高稳定性加氢合成CH3OH,其反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。下列说法正确的是( )
A.调控反应条件不能改变反应限度
B.投入1 mol CO2和3 mol H2能得到1 mol CH3OH
C.当CO2的消耗速率等于其生成速率时,该反应已停止
D.该反应在一定温度下能自发进行,则ΔH<0
【答案】D
【解析】该反应为可逆反应,调控反应条件能改变反应限度,故A错误;该反应为可逆反应,可逆反应不可能完全反应,所以1 mol二氧化碳和3 mol氢气不可能完全反应生成1 mol甲醇,故B错误;当二氧化碳的消耗速率等于其生成速率时,反应达到平衡,但反应没有停止,故C错误;该反应是气体体积减小的反应,反应的ΔS<0,若该反应为放热反应,在低温下,反应ΔH-TΔS<0,能自发进行,故D正确。
10.甲烷分子键能较大,无催化剂作用下甲烷在温度达到1 200 ℃以上才裂解。在催化剂及一定条件下,CH4可在较低温度下发生裂解反应,甲烷在镍基催化剂上转化过程中的能量变化如图所示。
下列说法正确的是( )
A.甲烷催化裂解化学反应为放热反应
B.步骤①、②、③反应均为放热反应
C.催化剂使用一段时间后失活的原因可能是碳在催化剂表面沉积
D.使用该催化剂能够有效提高CH4的平衡转化率
【答案】C
【解析】A.甲烷催化裂解产物为碳和氢气,反应物的总能量小于反应产物的总能量,反应吸热,A错误;B.由能量变化图可知,反应②和③为放热反应,但反应①为吸热反应,B错误;C.随着反应的进行,碳在催化剂表面沉积,催化剂接触面积减小,活性降低,C正确;D.使用催化剂只能改变反应速率,不能使平衡发生移动,不能改变CH4的平衡转化率,D错误。
11.二氧化碳加氢可用于合成甲醇,其反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),该反应分两步进行,反应过程中能量变化示意图如图1所示。图2表示反应中某个物理量随温度和压强的变化关系,下列说法正确的是( )
A.总反应的决速步为CO+H2O+2H2CH3OH+H2O
B.Y可能为CO2(g)的体积分数
C.若Y表示H2的平衡转化率,则p1>p2>p3
D.若Y表示H2O(g)的体积分数,则单位体积内活化分子数:a<b<c
【答案】C
【解析】正反应的活化能越大反应速率越慢,最慢的一步是整个反应的决速步骤,则总反应的决速步为CO2+3H2CO+H2O+2H2,A错误;根据图1可知反应物的总能量高于生成物的总能量,为放热反应,在其他条件相同下,升高温度平衡逆向移动,n(CO2)增大,CO2体积分数随着温度升高而增大,则Y不可能为CO2(g)的体积分数,B错误;若Y表示H2的平衡转化率,该正反应是气体体积减小,相同温度下,增大压强平衡正向移动,即压强越大H2的平衡转化率越大,则p1>p2>p3,C正确;若Y表示H2O(g)的体积分数,则H2O(g)的体积分数越大即生成物浓度越大,代表反应正向进行越完全,说明相同时间内反应速率快,则单位体积内活化分子数:a>b>c,D错误。
12.Bodenstein研究了反应2HI(g)I2(g)+H2(g),某温度下的上述反应中,正反应速率为v正=k正c2(HI),逆反应速率为v逆=k逆c(I2)·c(H2),其中k正、k逆为速率常数,下列根据以上内容得出的结论,错误的是( )
A.反应物浓度越大,正反应速率越大
B.生成物浓度越大,逆反应速率越大
C.该反应的平衡常数K=
D.速率常数的大小只与温度有关
【答案】D
【解析】根据v正=k正c2(HI)可知,反应物浓度越大,正反应速率越大,A正确;根据v逆=k逆c(I2)·c(H2)可知,生成物浓度越大,逆反应速率越大,B正确;反应达到平衡时v正=v逆,即k正c2(HI)=k逆c(I2)·c(H2),==K,C正确。
13.为探究外界条件对反应aA(g)+bB(g)cC(g) ΔH的影响,以A和B的物质的量之比为a∶b反应,通过实验得到不同条件下反应达到平衡时A的物质的量分数随温度、压强的变化如图所示。下列判断正确的是( )
A.a+b>c
B.平衡后增大容器体积,反应放出热量
C.升高温度,正、逆反应速率都增大,平衡常数也增大
D.平衡后再充入a mol A,平衡正向移动,再次达到平衡后,A的物质的量分数减小
【答案】C
【解析】由图可知,同一温度下,增大压强,A的物质的量分数增大,平衡逆向移动,说明a+b<c,A项错误;由图可知,同一压强下,升高温度,A的物质的量分数减小,平衡正向移动,即正反应为吸热反应,平衡后增大容器体积,相当于减小压强,平衡正向移动,需要吸收热量,B项错误;升高温度,正、逆反应速率都增大,平衡常数也增大,C项正确;平衡后再充入a mol A,平衡正向移动,再次达到平衡后,A的物质的量分数增大,D项错误。
14.用活性炭还原NO2可防止空气污染,其反应原理为2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)。在密闭容器中1 mol NO2和足量C发生上述反应,反应相同时间内测得NO2的生成速率与N2的生成速率随温度变化的关系如图1所示;维持温度不变,反应相同时间内测得NO2的转化率随压强的变化如图2所示。
下列说法错误的是( )
A.图1中的A、B、C三点中只有C点达平衡状态
B.图2中E点的v逆小于F点的v正
C.图2中平衡常数K(E)=K(G),则NO2的平衡浓度c(E)=c(G)
D.在恒温恒容下,向图2中G点平衡体系中充入一定量的NO2,与原平衡相比,NO2的平衡转化率减小
【答案】C
【解析】由反应2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)可知,NO2的生成速率(逆反应速率)应该是N2的生成速率(正反应速率)的二倍时才能达到平衡状态,只有C点满足,故A正确;由图2知,E点反应未达到平衡,F点反应达到平衡,且压强E<F,则E点的v逆小于F点的v正,故B正确;由题中信息可知,维持温度不变,即E、G两点温度相同,平衡常数K(E)=K(G),混合气体中气体压强与浓度有关,压强越大,体积越小,浓度越大,所以G点压强大,浓度大,即c(E)<c(G),故C错误;在恒温恒容条件下,向G点平衡体系中充入一定量的NO2,NO2的平衡转化率减小,故D正确。
二、非选择题(本大题共4个小题,共58分)
15.(16分)现甲、乙两化学小组安装两套如图所示的相同装置,用以探究影响H2O2分解速率的因素。
(1)仪器a的名称是________。
(2)MnO2催化H2O2分解的化学方程式为_____________________________________________。
(3)甲小组有如下实验设计方案,请帮助他们完成表格中未填部分。
实验编号
实验目的
T/K
催化剂
浓度
甲组实验Ⅰ
作实验参照
298
3滴FeCl3溶液
10 mL 2% H2O2
甲组实验Ⅱ
①__________________________________________________
298
②__________________________________
10 mL 5% H2O2
(4)甲、乙两小组得出如图数据。
①由甲组实验数据可得出结论:__________________________________________________ 。
②由乙组探究的酸、碱对H2O2分解影响因素的数据分析:相同条件下,Na2O2和K2O2溶于水放出气体速率较快的是______________;乙组提出可以用BaO2固体与H2SO4溶液反应制H2O2,其化学方程式为__________________________________________________________;支持这一方案的理由是__________________________________________________________。
【答案】(1)分液漏斗 (2分) (2)2H2O22H2O+O2↑ (2分)
(3)①探究反应物浓度对反应速率的影响 (2分) ②3滴FeCl3溶液 (2分)
(4)①在其他条件不变时,反应物浓度越大,反应速率越快(2分) ②K2O2 (2分)
BaO2+H2SO4===BaSO4+H2O2(2分)制备H2O2的环境为酸性环境,H2O2的分解速率较慢(2分)
【解析】(3)①甲组实验Ⅰ与甲组实验Ⅱ的变量是H2O2浓度,分别为2%、5%,因此甲组实验Ⅱ的实验目的为探究反应物浓度对反应速率的影响。②单一变量原则,除自变量外的无关变量必须一致,因此催化剂与甲组实验Ⅰ一致:3滴FeCl3溶液。
(4)①由甲组实验两条曲线可知,甲组实验Ⅱ斜率大,因此在其他条件不变时,反应物浓度越大,反应速率越快。②由乙组数据分析可知碱性越强,放出气体的速率越快,而相同条件下,KOH的碱性强于NaOH的碱性,因此K2O2溶于水放出气体速率较快。
16.(14分)在恒容密闭容器中通入CH4与CO2,使其物质的量浓度均为1.0 mol·L-1,在一定条件下发生反应:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。测得平衡时CH4的体积分数与温度及压强的关系如图1所示。回答下列问题:
(1)该反应的ΔH________(填“<”“>”或“=”)0。
(2)压强p1、p2、p3由大到小的顺序为____________;压强为p2时,b点处v正________(填“<”“>”或“=”)v逆。
(3)a点时CH4的转化率为________。
(4)为探究速率与浓度的关系,根据相关实验数据,粗略地绘制出了两条速率—浓度关系曲线:v正—c(CH4)和v逆—c(CO),如图2所示。
①与v正—c(CH4)相对应的是图中曲线______(填“甲”或“乙”)。
②降低温度,反应重新达到平衡时,v正、v逆相应的平衡点分别为________(填字母)。
【答案】(1)>(2分) (2)p3>p2>p1 (3分) >(2分) (3)80% (3分)
(4)①乙(2分) ②B、F (2分)
【解析】(1)由图1可知,压强不变时,升高温度,CH4的体积分数减小,平衡右移,说明正反应为吸热反应,则ΔH>0。(2)经三条等压线做一条垂线,会有三个交点,如图:交点分别为m、n、p;由p点→n点→m点,甲烷的体积分数依次增大,根据反应体系特征,说明体系压强逐渐增大,则p1<p2<p3。b点→a点需要使CH4的体积分数减小,才能建立平衡,故反应正向进行,v正>v逆。(4)①由于反应开始只加入了反应物,结合平衡建立的过程可知,曲线甲为v逆—c(CO),曲线乙为v正—c(CH4)。②降温后平衡逆向移动,正、逆反应速率都减小,而c(CH4)要增大,c(CO)要减小,综合考虑,只有B、F符合题意。
17.(14分)硫酸是重要的化工材料,二氧化硫生成三氧化硫是工业制硫酸的重要反应之一。
(1)将0.05 mol SO2(g)和0.03 mol O2(g)通入容积为1 L的密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。在一定条件下达到平衡,测得c(SO3)=0.04 mol·L-1。
①从平衡角度分析,采用过量O2的目的是__________________。
②对于气相反应,用某组分(B)平衡分压(pB)代替其物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作Kp),已知:B的平衡分压=总压×平衡时B的物质的量分数,则该温度下Kp=__________________(总压用p0表示)。
③已知:K(300 ℃)>K(350 ℃),该反应是_____________________________________
反应。若升高温度,则SO2的转化率_______________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图1。平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)____________(填“>”“<”或“=”)K(B)。
(3)如图2所示,保持温度不变,将2 mol SO2和1 mol O2加入甲容器中,将4 mol SO3加入乙容器中,隔板K不能移动。此时控制活塞P,使乙的容积为甲的2倍。
①若移动活塞P,使乙的容积和甲相等,达到平衡时,SO3的体积分数甲________乙(填“<”“>”或“=”,下同)。
②若保持乙中压强不变,向甲、乙容器中通入等质量的氦气,达到新平衡时,SO3的体积分数甲____乙。
【答案】(1)①提高二氧化硫的转化率(2分) ②(2分) ③放热(2分) 减小(2分)
(2)=(2分) (3) ①<(2分) ②>(2分)
【解析】(1)②若用某组分(B)的平衡分压(pB)代替其物质的量浓度(cB),可得Kp=;在一定条件下达到平衡,测得c(SO3)=0.04 mol·L-1,列出三段式,容器的容积为1 L,
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
起始/(mol·L-1) 0.05 0.03 0
转化/(mol·L-1) 0.04 0.02 0.04
平衡/(mol·L-1) 0.01 0.01 0.04
则Kp===。③K(300 ℃)>K(350 ℃),说明温度越高,平衡常数越小;升温,平衡向吸热反应方向移动,则正反应为放热反应,平衡向逆反应方向移动,SO2的转化率减小。(2)平衡常数只受温度影响,与压强无关,平衡状态由A变到B时,二者温度相同,故平衡常数K(A)=K(B)。(3)①若移动活塞P,使乙的容积和甲相等,增大压强,平衡向正反应方向移动,SO3的体积分数增大,SO3的体积分数:甲<乙。②甲为恒温恒容容器,加入氦气总压增大,分压不变,平衡不移动;乙中加入氦气,为保持恒压,体积增大,分压减小,平衡逆向移动,达到新平衡时,SO3的体积分数减小,所以SO3的体积分数:甲>乙。
18.(14分)(1)亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中的常用试剂,已知:2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) ΔH<0,一定温度下,将2 mol NO与2 mol Cl2置于2 L密闭容器中发生反应。
①下列可判断反应达到平衡状态的是________(填字母,下同)。
A.混合气体的平均相对分子质量不变
B.混合气体的密度保持不变
C.NO和Cl2的物质的量之比保持不变
D.每消耗1 mol NO同时生成1 mol ClNO
②为了加快化学反应速率,同时提高NO的转化率,其他条件不变时,可采取的措施有________。
A.升高温度 B.缩小容器容积
C.再充入Cl2 D.使用合适的催化剂
(2)在容积为10 L的密闭容器中充入3 mol NO和2 mol Cl2,在不同温度下发生反应:2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g),ClNO的体积百分含量随时间的变化如图所示。已知T1>T2>T3。
①与实验Ⅰ相比,实验Ⅱ除温度不同外,还改变的条件是_____________________________。
②实验Ⅲ反应至25 min达到平衡,用NO的浓度变化表示的反应速率为__________________。若实验Ⅲ达到平衡时的热量变化为Q kJ,则该反应的热化学方程式为________________________________。
【答案】(1)①AC(2分) ②BC(2分)
(2)①加入催化剂(或加压)(3分) ②0.008 mol·L-1·min-1(4分)
2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) ΔH=-Q kJ·mol-1(3分)
【解析】(1)①反应2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)是反应前后气体分子数变化的反应,结合=可知,不变,则各物质的物质的量不变,说明反应达到平衡状态,A正确;反应容器的容积不变,气体的总质量不变,根据ρ=可知,体系中混合气体密度始终不变,B错误;起始投入的NO与Cl2的物质的量之比是1∶1,而变化的NO与Cl2的物质的量之比是2∶1,所以在未达到平衡前,NO与Cl2的物质的量之比是变化的,当NO与Cl2的物质的量之比保持不变时,反应达到平衡状态,C正确;反应的任一阶段,每消耗1 mol NO一定会生成1 mol ClNO,不能确定是否达到平衡状态,D错误。②升高温度,反应速率加快,但该反应放热,平衡逆向移动,NO转化率降低,A错误;缩小容器容积,相当于加压,反应正向进行,反应速率加快,B正确;充入Cl2,反应速率加快,反应正向进行,NO的转化率提高,C正确;使用合适的催化剂,能加快反应速率,但不影响平衡移动,即NO的转化率不变,D错误。
(2)ΔH<0,升高温度,ClNO的百分含量不断减小,平衡逆向移动。①与实验Ⅰ相比,实验Ⅱ的反应温度:T2<T1,如果其他条件相同,实验Ⅱ达到平衡所需要的时间应该比实验Ⅰ长,而图中实验Ⅱ达到平衡所需要的时间比实验Ⅰ短,实验Ⅱ的反应速率快,则可能使用了催化剂。②实验Ⅲ反应至25 min达到平衡,设反应的Cl2的浓度为c mol·L-1
2NO(g) + Cl2(g)2ClNO(g)
起始/(mol·L-1) 0.3 0.2 0
变化/(mol·L-1) 2c c 2c
平衡/(mol·L-1) 0.3-2c 0.2-c 2c
平衡时ClNO的体积百分含量为50%,则×100%=50%,c=0.1,v(NO)==0.008 mol·L-1·min-1;达到平衡时,Cl2的物质的量的变化量为0.1 mol·L-1×10 L=1 mol,反应放出Q kJ热量,则该反应的热化学方程式为2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) ΔH=-Q kJ·mol-1。
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