第2章 化学反应的方向、限度与速率（单元测试·提升卷）化学鲁科版2019选择性必修1

………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… 此卷只装订不密封 ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… … 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.向一个密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2，在一定条件下使其发生反应生成NH3。达到平衡时，下列说法中正确的是(　　) A.N2、H2和NH3的物质的量浓度之比为1∶3∶2 B.N2完全转化为NH3 C.正反应速率和逆反应速率都为零 D.单位时间内消耗a mol N2，同时消耗2a mol NH3 2.在恒容绝热密闭容器中，发生吸热反应：M(？)＋2N(g)P(g)＋Q(g)，已知M的状态未知，则下列描述不一定能说明反应达到平衡状态的是(　　) A.混合气体的平均摩尔质量不变 B.体系的温度不变 C.混合气体的密度不变 D.当v(N)正＝2v(Q)逆 3.已知反应2NO＋2H2===N2＋2H2O的速率方程为v＝kc2(NO)·c(H2)(k为速率常数)，其反应历程如下： ①2NO＋H2―→N2＋H2O2　慢 ②H2O2＋H2 ―→2H2O　快 下列说法不正确的是(　　) A.增大c(NO) 或c(H2)，均可提高总反应的反应速率 B.c(NO)、c(H2)增大相同的倍数，对总反应的反应速率的影响程度相同 C.该反应的快慢主要取决于反应① D.升高温度，可提高反应①、②的速率 4．在体积为2 L的恒温密闭容器中充入2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，发生反应：PCl3＋Cl2PCl5，10 min后达到平衡，PCl5为0.4 mol。下列说法正确的是(　　) A．0～10 min内，用PCl3表示的平均反应速率为0.04 mol·L－1·min－1 B．当混合气体的密度不再改变时，可以表示反应达到平衡状态 C．若升高温度，反应的平衡常数减小，则平衡时PCl3的物质的量变化<1 D．平衡后，如果移走1.0 mol PCl3和0.5 mol Cl2，在相同温度下达到平衡时PCl5的物质的量小于0.2 mol 5．丙烷的一溴代物有两种：CH3CH2CH2Br和CH3CHBrCH3，部分反应过程的能量变化如图所示(E表示活化能)。下列叙述不正确的是(　　) A．1 mol丙烷中有10NA个共价键 B．C3H8与Br2的反应涉及极性键和非极性键的断裂 C．CH3CH2CH3＋Br·―→·CH2CH2CH3＋HBr　ΔH>0 D．比较E1和E2推测生成速率：·CH2CH2CH3>·CH(CH3)2 6．紫外光照射时，不同催化剂作用下将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2，CH4产量随光照时间的变化如图1，以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸，不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图2。下列有关说法正确的是(　　) A．由图1知，在0～15 h内，CH4的平均生成速率由大到小的顺序：Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ B．由图1知，在0～35 h内，CH4的平均生成速率由大到小的顺序：Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ C．由图2知，250 ℃时催化剂的活性最高 D．由图2知，乙酸的生成最佳温度范围：400 ℃以上 7.向某恒容密闭容器中充入2 mol A和一定量B，发生反应：A(g)＋B(g)2C(g)　ΔH，在不同温度下测得C的物质的量分数随时间变化如表所示： 时间/min 0 20 40 60 80 100 T1 ℃ 0 0.50 0.72 0.75 0.75 0.75 T2 ℃ 0 0.48 0.68 0.76 0.80 0.80 下列说法正确的是(　　) A.T1>T2 B.ΔH>0 C.该反应的平衡常数表达式为K＝ D.增大A的浓度和使用催化剂均可提高B的平衡转化率 8.控制变量法是化学实验的一种常用方法。下表是某学习小组研究等物质的量浓度的硫酸和锌反应的实验数据，下列有关叙述正确的是(　　) 序号 硫酸的 体积/mL 锌的 质量/g 锌的 状态 温度 /℃ 完全溶于酸 的时间/s 生成硫酸锌 的质量/g 1 50.0 2.0 颗粒 25 70 m1 2 50.0 2.0 颗粒 35 35 m2 3 50.0 2.0 粉末 25 t1 5.0 4 50.0 6.0 粉末 25 t2 15.0 5 50.0 8.0 粉末 25 t3 19.3 6 50.0 10.0 粉末 25 t4 m3 A.t1>70 B.m3＝19.3 C.实验1、实验2与实验3探究的只是温度对化学反应速率的影响 D.无法计算出硫酸的物质的量浓度 9.向2 L恒容密闭容器中充入2 mol SO2(g)和2 mol Cl2(g)，发生如下反应SO2(g)＋Cl2(g)SO2Cl2(g)，测得不同温度下SO2(g)的转化率α(SO2)与时间(t)的关系如图所示。假设反应速率方程为v正＝k正·c(SO2)·c(Cl2)，v逆＝k逆·c(SO2Cl2)(k是速率常数，只与温度有关)，下列说法错误的是(　　) A.该反应的ΔH>0 B.化学平衡常数K＝k正/k逆 C.M点：v(正)>v(逆) D.升高温度，平衡向逆反应方向移动 10．合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。图1表示在一定温度下此反应过程中的能量变化。图2表示在2 L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线。图3表示在其他条件不变的情况下，改变起始氢气的物质的量，平衡时NH3的质量分数ω(NH3)的变化曲线。 下列说法正确的是(　　) A．该反应为自发反应，由图1可得加入适当的催化剂，E和ΔH都减小 B．图2中，0～10 min内该反应的平均速率v(H2)＝0.045 mol·L－1·min－1，从11 min起其他条件不变，压缩容器的体积为1 L，则n(N2)的变化曲线为d C．图3中，a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N2的转化率最高的是b点 D．图3中，T1和T2表示温度，对应温度下的平衡常数为K1、K2，则：T1＞T2，K1＞K2 11.反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如图所示： 下列有关四种不同反应进程的说法正确的是(　　) A.进程Ⅰ是吸热反应 B.平衡时P产率：Ⅱ＝Ⅰ C.生成P的速率：Ⅲ＞Ⅱ D.进程Ⅳ中，Z起催化作用 12．一定条件下，分别向容积固定的密闭容器中充入A和足量B，发生反应：2A(g)＋B(s)2D(g)　ΔH＜0。测得相关数据如下。 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ 反应温度/℃ 800 800 850 c起始(A)/(mol·L－1) 1 2 1 c平衡(A)/(mol·L－1) 0.5 1 0.85 放出的热量/kJ a b c 下列说法不正确的是(　　) A．850 ℃时，反应的化学平衡常数K＜1 B．反应放出的热量：b＞2a C．实验Ⅲ中反应在30 min时达到平衡，v(A)为0.005 mol·L－1·min－1 D．当容器内气体密度不随时间而变化时，反应已达平衡 13．某温度下在2 L密闭容器中，3种气体起始状态和平衡状态时的物质的量如下表所示。 物质 X Y W n(起始状态)/mol 2 1 0 n(平衡状态)/mol 1 0.5 1.5 下列说法正确的是(　　) A．升高温度，若W的体积分数减小，则此反应ΔH＞0 B．该温度下，此反应的平衡常数K＝6.75 C．增大压强，正、逆反应速率均增大，平衡向正反应方向移动 D．该温度下，再向该容器中加入1.5 mol W，达到新平衡时，c(X)＝0.25 mol·L－1 14．已知：CO2＋3H2CH3OH＋H2O　ΔH＝－49 kJ·mol－1，反应在起始＝3时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为x，在t＝250 ℃下x～p、在p＝5×105 Pa下x～t如图所示。下列说法正确的是(　　) A．图中对应等压过程的曲线是M B．c点处x相同，平衡常数相同 C．当x＝0.10时，CO2的平衡转化率约为33% D．由d点到b点可以通过升温实现 二、非选择题（本大题共4个小题，共58分） 15.(14分)实验试剂：0.6 mol/L H2C2O4溶液、0.2 mol/L KMnO4溶液、3 mol/L稀硫酸、蒸馏水。 Ⅰ.某小组利用上述试剂来探究“浓度对H2C2O4溶液和KMnO4酸性溶液反应速率的影响”，进行了如下实验。 编号 室温下，试管中所加试剂用量/mL t*/min V(H2C2O4) V(H2O) V(KMnO4) V(H2SO4) 1 3.0 4.0 1.0 2.0 6.4 2 3.0 a 2.0 2.0 5.2 3 3.0 2.0 3.0 2.0 4.0 *表示溶液从混合至刚好褪为无色所需时间。 (1)表中a的值为________。 (2)已知反应使H2C2O4转化为CO2，MnO转化为Mn2＋，每消耗1 mol H2C2O4转移的电子数为________。 (3)为了能观察到溶液紫色褪去，加入到试管中的H2C2O4和KMnO4的物质的量需要满足的关系为n(H2C2O4)∶n(KMnO4)________。 (4)根据实验3中数据计算，用H2C2O4浓度变化表示0～4 min内的化学反应速率为________。 (5)分析表中实验数据，可以得到的结论是___________________________________________。 Ⅱ.该小组甲同学查阅文献发现在线分光光度法可以实时监测MnO浓度变化，借助该仪器分析方法可以更为直观准确地研究上述化学反应速率变化情况。 (6)甲同学采用仪器分析方法监测了实验3中MnO浓度变化情况，绘制出了如图所示的c(MnO)随反应时间变化曲线，请描述该曲线的变化趋势________，由此可知该化学反应速率的变化趋势为________。 (7)针对上图中所示化学反应速率变快的现象，甲同学提出了以下假设，请完成假设2。 假设1：生成物中某种微粒具有催化作用； 假设2：__________________________________________________________。 (8)为验证假设1是否成立，甲同学设计了如下实验方案，下表中加入的少量固体最优选择为________(填化学式)。 编号 室温下，试管中所加试剂用量/mL t*/min V(H2C2O4) V(H2O) V(KMnO4) V(H2SO4) 加入少量固体 4 3.0 2.0 3.0 2.0 － t (9)若假设1成立，则t的取值范围是________。 16.(14分)光化学烟雾中氮氧化合物对环境危害巨大，研究高效处理空气中的NO、NO2、N2O4等意义重大。请回答下列问题： (1)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1 N2(g)＋O2(g)2NO(g)　ΔH2＝b kJ·mol－1 某反应的平衡常数表达式为K＝，则该反应的热化学方程式为_______________________________________________________________________。 (2)已知：反应2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)　ΔH>0的速率方程为v正＝k正·c2(NO2)，v逆＝k逆·c2(NO)·c(O2)，其中k正、k逆分别是正、逆反应的速率常数。T1 ℃，在2 L恒容密闭容器中充入一定量NO2气体，发生上述反应，测得容器中不同时刻n(NO2)如表所示： 时间/min 0 1 2 3 4 5 n(NO2)/mol 2.00 1.60 1.32 1.14 1.00 1.00 ①1～4 min内该反应的平均反应速率v(O2)＝________ mol·L－1·min－1。 ②T1 ℃下反应达到化学平衡时，________。 ③若将容器的温度调为T2 ℃，该温度下k正＝k逆，则T1________(填“<”“>”或“＝”)T2。 (3)将4 mol N2O4(g)通入2 L恒容密闭容器中，只发生反应N2O4(g)2NO2(g)，平衡体系中N2O4的体积分数(φ)随温度的变化如图所示。 ①下列说法正确的是________(填标号)。 a.其他条件不变，温度升高，混合气体颜色变深 b.平衡后再通入4 mol N2O4(g)，N2O4(g)的平衡转化率会减小 c.逆反应速率：A>B ②T2 ℃时，N2O4的平衡转化率为________。 ③若其他条件不变，将原容器改为恒容绝热容器，达到平衡时，与原平衡相比，NO2的体积分数________(填“增大”“不变”或“减小”)。 17.(15分)甲醇不仅是重要的化工原料，还是性能优良的车用燃料。CO2和H2在Cu/ZnO催化作用下可以合成甲醇：反应①CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1。此反应分两步进行： 反应i：Cu/ZnO(s)＋H2(g)Cu/Zn(s)＋H2O(g) 反应ii：__________________________________________________________ (1)反应ii的化学反应方程式为________________________________________________。 (2)在绝热恒容的密闭容器中，将CO2和H2按物质的量之比1∶3投料发生该反应，下列不能说明反应已达到平衡的是________(填字母标号)。 A.CO2和H2的转化率相等 B.体系的温度保持不变 C.单位时间体系内减少3 mol H2的同时有1 mol H2O增加 D.合成CH3OH的反应限度达到最大 (3)在合成甲醇的反应中同时存在反应②：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2>0。维持压强为6.4 MPa，CO2和H2按物质的量之比1∶3投料发生该反应。测得在不同温度下，反应经过相同时间时CO2的转化率、甲醇的选择性如图所示[CH3OH的选择性＝×100%]。 ①ΔH1________0(填“<”或“>”)，判断的依据是_________________________________。 ②T1 K时，若反应从开始到达a点所用时间为5 min，用甲醇分压变化量表示反应速率v(CH3OH)＝________ MPa·min－1，反应②的Kp＝________(Kp指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数，A的平衡分压＝p总×A的物质的量分数，计算结果保留2位有效数字)。 ③为了提高CH3OH的选择性，可以采取的措施是__________________________________(写出两点)。 18．（15分）“低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题。为减小和消除CO2对环境的影响，一方面世界各国都在限制其排放量，另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。 (1)已知： ①CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)　ΔH＝－41 kJ·mol－1 ②C(s)＋2H2(g)CH4(g)　ΔH＝－73 kJ·mol－1 ③2CO(g)C(s)＋CO2(g)　ΔH＝－171 kJ·mol－1 写出CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式：________________________________。 (2)目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理，在容积为2 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3.25 mol H2在一定条件下发生反应，测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化如图所示： ①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝_____________。 ②下列措施一定不能使CO2的转化率增大的是__________(填字母标号)。 A．在原容器中再充入1 mol CO2 B．在原容器中再充入1 mol H2 C．在原容器中充入1 mol氦气 D．使用更有效的催化剂 E．缩小容器的容积 F．将水蒸气从体系中分离 (3)高温下，CO2与足量的碳在密闭容器中发生反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)。向容积为1 L的恒容容器中加入0.2 mol CO2，在不同温度下达到平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示。则该反应为__________(填“放热”或“吸热”)反应，某温度下，若向该平衡体系中再通入0.2 mol CO2，平衡__________(填“正向”“逆向”或“不”)移动，达到新平衡后，体系中CO的百分含量__________(填“变大”“变小”或“不变”)。 (4)在T1时，向体积为2 L的恒容容器中充入物质的量之和为3 mol的CO和H2，发生反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，反应达到平衡时CH3OH(g)的体积分数(φ)与的关系如图所示。 ①当＝2时，经过5 min达到平衡，CO的转化率为0.6，则该反应的化学平衡常数K＝______(保留一位小数)。若此刻再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4 mol，达到新平衡时H2的转化率将____________(填“增大”“减小”或“不变”)。 ②当＝3.5时，达到平衡后，CH3OH的体积分数可能是图像中的______________(填“D”“E”或“F”)点。 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） 学科网（北京）股份有限公司 $$ 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.向一个密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2，在一定条件下使其发生反应生成NH3。达到平衡时，下列说法中正确的是(　　) A.N2、H2和NH3的物质的量浓度之比为1∶3∶2 B.N2完全转化为NH3 C.正反应速率和逆反应速率都为零 D.单位时间内消耗a mol N2，同时消耗2a mol NH3 【答案】D 【解析】化学平衡的特征之一为各组分的浓度保持不变，而不是相等或成比例，故N2、H2和NH3的物质的量浓度之比为1∶3∶2，不能说明反应达到化学平衡，其达到平衡时N2、H2和NH3的物质的量浓度之比不一定为1∶3∶2，A错误；由于该反应是一个可逆反应，故N2不可能完全转化为NH3，B错误；由于该反应是一个可逆反应，达到平衡时，正反应速率和逆反应速率相等，但都不为零，C错误；单位时间内消耗a mol N2表示正反应速率，同时消耗2a mol NH3表示逆反应速率，且N2和NH3的化学计量数之比为1∶2，即正逆反应速率相等，故说明达到化学平衡，D正确。 2.在恒容绝热密闭容器中，发生吸热反应：M(？)＋2N(g)P(g)＋Q(g)，已知M的状态未知，则下列描述不一定能说明反应达到平衡状态的是(　　) A.混合气体的平均摩尔质量不变 B.体系的温度不变 C.混合气体的密度不变 D.当v(N)正＝2v(Q)逆 【答案】C 【解析】若M为气体，反应前后气体总质量不变，混合气体的平均摩尔质量不变时，混合气体的总物质的量不变，反应达到平衡状态，若M为非气态物质，反应前后气体分子数不变，混合气体的平均摩尔质量不变时，混合气的总质量不变，反应达到平衡状态，A不符合题意；容器绝热，体系温度不变时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，B不符合题意；若M为气体，反应前后气体总质量不变，容器容积不变，故混合气体的密度始终不变，无法判断反应是否达到平衡状态，若M为非气态物质，反应前后气体总质量改变，容器容积不变，故混合气体密度不变时，反应达到平衡状态，C符合题意；当v(N)正＝2v(Q)逆时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，D不符合题意。 3.已知反应2NO＋2H2===N2＋2H2O的速率方程为v＝kc2(NO)·c(H2)(k为速率常数)，其反应历程如下： ①2NO＋H2―→N2＋H2O2　慢 ②H2O2＋H2 ―→2H2O　快 下列说法不正确的是(　　) A.增大c(NO) 或c(H2)，均可提高总反应的反应速率 B.c(NO)、c(H2)增大相同的倍数，对总反应的反应速率的影响程度相同 C.该反应的快慢主要取决于反应① D.升高温度，可提高反应①、②的速率 【答案】B 【解析】根据速率方程为v＝kc2(NO)·c(H2)，增大c(NO)或c(H2)，均可提高总反应的反应速率，故A正确；根据速率方程为v＝kc2(NO)·c(H2)，c(NO)、c(H2)增大相同的倍数，对总反应的反应速率的影响程度不同，如c(NO)增大2倍，v增大4倍、c(H2)增大2倍，v增大2倍，故B错误；反应速率由最慢的一步决定，该反应的快慢主要取决于反应①，故C正确；升高温度，可以增大活化分子百分数，反应速率加快，可以提高反应①、②的速率，故D正确。 4．在体积为2 L的恒温密闭容器中充入2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，发生反应：PCl3＋Cl2PCl5，10 min后达到平衡，PCl5为0.4 mol。下列说法正确的是(　　) A．0～10 min内，用PCl3表示的平均反应速率为0.04 mol·L－1·min－1 B．当混合气体的密度不再改变时，可以表示反应达到平衡状态 C．若升高温度，反应的平衡常数减小，则平衡时PCl3的物质的量变化<1 D．平衡后，如果移走1.0 mol PCl3和0.5 mol Cl2，在相同温度下达到平衡时PCl5的物质的量小于0.2 mol 【答案】D 【解析】由已知条件，2 L容器中发生反应，10 min后达到平衡，依此列三段式： PCl3＋Cl2(g)PCl5(g) 起始/mol　2.0　　　1.0　　　0 转化/mol　0.4　　　0.4　　　0.4 平衡/mol　1.6　　　0.6　　　0.4 K＝＝＝， 0～10 min内，用PCl3表示的平均反应速率为＝0.02 mol·L－1·min－1，A错误；反应物和生成物均是气体，所以气体总质量不变，恒容体系，所以总体积也不变，密度是一个常量，无论是否平衡，密度都不变，无法作为达到平衡的标志，B错误；升高温度平衡常数降低，反应为放热反应，升高温度至T2平衡会逆向移动，PCl3物质的量会增加，所以Δn(PCl3)变小，因此比值大于1，C错误；平衡后，如果移走1.0 mol PCl3和0.5 mol Cl2，则当时间为t min时，PCl5的物质的量为0.2 mol，可得到新的三段式： PCl3＋Cl2(g)PCl5(g) 起始/mol　1.6－1.0　0.6－0.5　0.4 转化/mol　0.2　　　0.2　　　　0.2 t min/mol　0.8　　　0.3　　　　0.2 Q＝＝＝，在相同温度下，平衡常数K不变，Q＝>K＝，反应继续逆向进行，所以平衡时，PCl5的物质的量小于0.2 mol，D正确。 5．丙烷的一溴代物有两种：CH3CH2CH2Br和CH3CHBrCH3，部分反应过程的能量变化如图所示(E表示活化能)。下列叙述不正确的是(　　) A．1 mol丙烷中有10NA个共价键 B．C3H8与Br2的反应涉及极性键和非极性键的断裂 C．CH3CH2CH3＋Br·―→·CH2CH2CH3＋HBr　ΔH>0 D．比较E1和E2推测生成速率：·CH2CH2CH3>·CH(CH3)2 【答案】D 【解析】CH3CH2CH3＋Br2CH3CH2CH2Br(或CH3CHBrCH3)＋HBr，涉及C—H极性键和Br—Br非极性键的断裂，B正确；由图可知，CH3CH2CH3＋Br·的能量低于·CH2CH2CH3＋HBr的能量，则该过程为吸热反应，ΔH>0，C正确；活化能：E1>E2，则生成速率：·CH2CH2CH3<·CH(CH3)2，D错误。 6．紫外光照射时，不同催化剂作用下将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2，CH4产量随光照时间的变化如图1，以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸，不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图2。下列有关说法正确的是(　　) A．由图1知，在0～15 h内，CH4的平均生成速率由大到小的顺序：Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ B．由图1知，在0～35 h内，CH4的平均生成速率由大到小的顺序：Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ C．由图2知，250 ℃时催化剂的活性最高 D．由图2知，乙酸的生成最佳温度范围：400 ℃以上 【答案】C 【解析】由图1知，在0～15 h内，Ⅱ的甲烷产量最大，则CH4的平均生成速率由大到小的顺序：Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ，A错误；由图1知，在0～35 h内，Ⅲ的甲烷产量最大，则CH4的平均生成速率由大到小的顺序：Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ，B错误；由图2知，250 ℃时催化剂的催化效率最高，C正确；由图2知，乙酸的生成速率在300 ℃后逐渐增大，催化剂逐渐失去活性，则乙酸的生成最佳温度在250 ℃左右，此时催化剂的催化活性最高，乙酸的生成速率也较快，D错误。 7.向某恒容密闭容器中充入2 mol A和一定量B，发生反应：A(g)＋B(g)2C(g)　ΔH，在不同温度下测得C的物质的量分数随时间变化如表所示： 时间/min 0 20 40 60 80 100 T1 ℃ 0 0.50 0.72 0.75 0.75 0.75 T2 ℃ 0 0.48 0.68 0.76 0.80 0.80 下列说法正确的是(　　) A.T1>T2 B.ΔH>0 C.该反应的平衡常数表达式为K＝ D.增大A的浓度和使用催化剂均可提高B的平衡转化率 【答案】A 【解析】从表中数据可以看出T1比T2先达到平衡，因此T1>T2，A正确；T1>T2，升高温度，C的平衡质量分数变小，平衡逆向移动，因此ΔH＜0，B错误；该反应的平衡常数表达式为K＝，C错误；催化剂不能影响平衡，因此使用催化剂不能提高B的平衡转化率，D错误。 8.控制变量法是化学实验的一种常用方法。下表是某学习小组研究等物质的量浓度的硫酸和锌反应的实验数据，下列有关叙述正确的是(　　) 序号 硫酸的 体积/mL 锌的 质量/g 锌的 状态 温度 /℃ 完全溶于酸 的时间/s 生成硫酸锌 的质量/g 1 50.0 2.0 颗粒 25 70 m1 2 50.0 2.0 颗粒 35 35 m2 3 50.0 2.0 粉末 25 t1 5.0 4 50.0 6.0 粉末 25 t2 15.0 5 50.0 8.0 粉末 25 t3 19.3 6 50.0 10.0 粉末 25 t4 m3 A.t1>70 B.m3＝19.3 C.实验1、实验2与实验3探究的只是温度对化学反应速率的影响 D.无法计算出硫酸的物质的量浓度 【答案】B 【解析】实验1与实验3相比，只有反应物的接触面积不同，其他条件相同，粉末状的比颗粒状的接触面积大，接触面积越大反应速率越快，实验3的反应速率快，所以 t1<70，A错误；2.0 g锌与硫酸反应生成5.0 g硫酸锌，实验4和实验5相比，实验5比实验4硫酸锌的质量增加4.3 g，说明实验5中硫酸完全反应，再增加锌的质量，硫酸锌的质量不变，所以m3＝19.3，B正确；根据表格数据可知，实验1与实验2的变量是温度，实验1与实验2探究的是温度对化学反应速率的影响，实验1与实验3的变量是反应物的接触面积，实验1与实验3探究的是反应物的接触面积对化学反应速率的影响，C错误；2 g锌与硫酸反应生成5.0 g硫酸锌，实验4和实验5比，实验5比实验4硫酸锌的质量增加4.3 g，说明实验5中硫酸完全反应，硫酸的物质的量n＝≈0.12 mol，浓度c＝＝＝2.4 mol/L，D错误。 9.向2 L恒容密闭容器中充入2 mol SO2(g)和2 mol Cl2(g)，发生如下反应SO2(g)＋Cl2(g)SO2Cl2(g)，测得不同温度下SO2(g)的转化率α(SO2)与时间(t)的关系如图所示。假设反应速率方程为v正＝k正·c(SO2)·c(Cl2)，v逆＝k逆·c(SO2Cl2)(k是速率常数，只与温度有关)，下列说法错误的是(　　) A.该反应的ΔH>0 B.化学平衡常数K＝k正/k逆 C.M点：v(正)>v(逆) D.升高温度，平衡向逆反应方向移动 【答案】A 【解析】根据先拐先平衡，T2温度高，降低温度，二氧化硫转化率增大，平衡正向移动，因此正向是放热反应，即该反应的ΔH<0，A错误；根据v正＝k正·c(SO2)·c(Cl2)，v逆＝k逆·c(SO2Cl2)，平衡时正逆反应速率相等，则化学平衡常数K＝＝，B正确；M点是建立平衡的阶段，正向反应，则v(正)>v(逆)，C正确；该反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，D正确。 10．合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。图1表示在一定温度下此反应过程中的能量变化。图2表示在2 L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线。图3表示在其他条件不变的情况下，改变起始氢气的物质的量，平衡时NH3的质量分数ω(NH3)的变化曲线。 下列说法正确的是(　　) A．该反应为自发反应，由图1可得加入适当的催化剂，E和ΔH都减小 B．图2中，0～10 min内该反应的平均速率v(H2)＝0.045 mol·L－1·min－1，从11 min起其他条件不变，压缩容器的体积为1 L，则n(N2)的变化曲线为d C．图3中，a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N2的转化率最高的是b点 D．图3中，T1和T2表示温度，对应温度下的平衡常数为K1、K2，则：T1＞T2，K1＞K2 【答案】B 【解析】加入催化剂，活化能E减小，但ΔH不变，A项错误；图3中c点起始时加入的H2最多，N2的转化率最高，C项错误；因合成氨的正反应是放热反应，升高温度时平衡左移，图3中当n(H2)相同时，T1温度下达到平衡时ω(NH3)高于T2温度下达到平衡时ω(NH3)，所以T1＜T2，D项错误。 11.反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如图所示： 下列有关四种不同反应进程的说法正确的是(　　) A.进程Ⅰ是吸热反应 B.平衡时P产率：Ⅱ＝Ⅰ C.生成P的速率：Ⅲ＞Ⅱ D.进程Ⅳ中，Z起催化作用 【答案】B 【解析】进程Ⅰ：反应物S的总能量大于生成物P的总能量，所以进程Ⅰ是放热反应，A错误；进程Ⅱ使用了催化剂X，但是催化剂不影响化学平衡的移动，不会改变平衡产率，所以两个进程中，平衡时P的产率：Ⅱ＝Ⅰ，B正确；进程Ⅲ中S·Y转化为P·Y的活化能大于进程Ⅱ中S·X转化为P·X的活化能，这两步反应分别是两个反应进程的决速步骤，对应反应的活化能大，反应速率小，所以生成P的速率：Ⅲ<Ⅱ，C错误；由图可知，进程Ⅳ中S吸附到Z表面生成S·Z，S·Z转化为生成物P·Z，P·Z并未转化为P＋Z，所以进程Ⅳ中，Z没有催化作用，D错误。 12．一定条件下，分别向容积固定的密闭容器中充入A和足量B，发生反应：2A(g)＋B(s)2D(g)　ΔH＜0。测得相关数据如下。 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ 反应温度/℃ 800 800 850 c起始(A)/(mol·L－1) 1 2 1 c平衡(A)/(mol·L－1) 0.5 1 0.85 放出的热量/kJ a b c 下列说法不正确的是(　　) A．850 ℃时，反应的化学平衡常数K＜1 B．反应放出的热量：b＞2a C．实验Ⅲ中反应在30 min时达到平衡，v(A)为0.005 mol·L－1·min－1 D．当容器内气体密度不随时间而变化时，反应已达平衡 【答案】B 【解析】 　　　　　　　　　2A(g)＋B(s)2D(g) 起始浓度/(mol·L－1)　　1　　　　　　0 转化浓度/(mol·L－1)　　0.15　　　　　0.15 平衡浓度/(mol·L－1)　　0.85　　　　　0.15 则850 ℃时反应的平衡常数K＝＝＜1，A项正确；由于反应前后气体体积不变，实验Ⅱ相对实验Ⅰ相当于增大压强，平衡不移动，则有b＝2a，B项错误；实验Ⅲ中反应在30 min时达到平衡，v(A)＝＝0.005 mol·L－1·min－1，C项正确；容器内气体密度是混合气体的质量和容器容积的比值，反应过程中气体的质量是变化的，而容器容积是不变的，因此当容器内气体密度不随时间而变化时，反应达到平衡，D项正确。 13．某温度下在2 L密闭容器中，3种气体起始状态和平衡状态时的物质的量如下表所示。 物质 X Y W n(起始状态)/mol 2 1 0 n(平衡状态)/mol 1 0.5 1.5 下列说法正确的是(　　) A．升高温度，若W的体积分数减小，则此反应ΔH＞0 B．该温度下，此反应的平衡常数K＝6.75 C．增大压强，正、逆反应速率均增大，平衡向正反应方向移动 D．该温度下，再向该容器中加入1.5 mol W，达到新平衡时，c(X)＝0.25 mol·L－1 【答案】B 【解析】由表中数据可知平衡时，Δn(X)＝1 mol、Δn(Y)＝0.5 mol、Δn(W)＝1.5 mol，Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(W)＝1 mol∶0.5 mol∶1.5 mol＝2∶1∶3，根据反应过程中各物质的物质的量变化量之比等于化学计量数之比可得，反应的化学方程式为2X(g)＋Y(g)3W(g)。升高温度，W的体积分数减小，平衡逆向移动，故正反应为放热反应，即ΔH＜0，故A错误；反应的化学方程式为2X(g)＋Y(g)3W(g)，反应前后气体的物质的量不变，所以平衡常数K＝＝＝6.75，故B正确；该反应为反应前后气体的物质的量不变的反应，增大压强，正、逆反应速率均增大相同的倍数，平衡不移动，故C错误；该温度下，再向该容器中加入1.5 mol W，设达到新平衡时生成Y的物质的量为m mol，可列三段式： 　　　　　　　2X　　＋　Y　　3W 起始量/mol　　1　　　　　0.5　　　1.5＋1.5＝3 变化量/mol　　2m　　　　m　　　　3m 平衡量/mol　1＋2m　　0.5＋m　　　3－3m 根据W含量相同得到：＝，则m＝0.25；则达到新平衡时c(X)＝＝0.75 mol·L－1，故D错误。 14．已知：CO2＋3H2CH3OH＋H2O　ΔH＝－49 kJ·mol－1，反应在起始＝3时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为x，在t＝250 ℃下x～p、在p＝5×105 Pa下x～t如图所示。下列说法正确的是(　　) A．图中对应等压过程的曲线是M B．c点处x相同，平衡常数相同 C．当x＝0.10时，CO2的平衡转化率约为33% D．由d点到b点可以通过升温实现 【答案】C 【解析】已知CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49 kJ·mol－1，故恒压时温度升高，平衡逆向移动，CH3OH的物质的量分数减小，故图中对应等压过程的曲线是N，A错误；图中曲线N是恒压下x(CH3OH)随温度改变的曲线，M曲线是恒温下x(CH3OH)随压强改变的曲线，由图可知c点对应的温度不是250 ℃，故c点对应的两种条件下的温度不一样，温度改变，平衡常数改变，故c点处x(CH3OH)相同，但平衡常数不相同，B错误；根据三段式分析可知， CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) 起始/mol　　a　　　3a　　　　0　　　　0 转化/mol　　x　　　3x　　　　x　　　　x 平衡/mol　a－x　　3a－3x　　　x　　　　x 当x(CH3OH)＝0.10时，即＝0.1，解得x＝a，故CO2的平衡转化率为×100%≈33%，C正确；由A项分析可知，曲线M为恒温，故d点对应的温度为250 ℃，N为恒压，从图中可知b点对应的温度为270 ℃，d点对应的压强为8×105 Pa，而b点对应的压强5×105 Pa，故由d点到b点通过升温同时减压才能实现，D错误。 二、非选择题（本大题共4个小题，共58分） 15.(14分)实验试剂：0.6 mol/L H2C2O4溶液、0.2 mol/L KMnO4溶液、3 mol/L稀硫酸、蒸馏水。 Ⅰ.某小组利用上述试剂来探究“浓度对H2C2O4溶液和KMnO4酸性溶液反应速率的影响”，进行了如下实验。 编号 室温下，试管中所加试剂用量/mL t*/min V(H2C2O4) V(H2O) V(KMnO4) V(H2SO4) 1 3.0 4.0 1.0 2.0 6.4 2 3.0 a 2.0 2.0 5.2 3 3.0 2.0 3.0 2.0 4.0 *表示溶液从混合至刚好褪为无色所需时间。 (1)表中a的值为________。 (2)已知反应使H2C2O4转化为CO2，MnO转化为Mn2＋，每消耗1 mol H2C2O4转移的电子数为________。 (3)为了能观察到溶液紫色褪去，加入到试管中的H2C2O4和KMnO4的物质的量需要满足的关系为n(H2C2O4)∶n(KMnO4)________。 (4)根据实验3中数据计算，用H2C2O4浓度变化表示0～4 min内的化学反应速率为________。 (5)分析表中实验数据，可以得到的结论是___________________________________________。 Ⅱ.该小组甲同学查阅文献发现在线分光光度法可以实时监测MnO浓度变化，借助该仪器分析方法可以更为直观准确地研究上述化学反应速率变化情况。 (6)甲同学采用仪器分析方法监测了实验3中MnO浓度变化情况，绘制出了如图所示的c(MnO)随反应时间变化曲线，请描述该曲线的变化趋势________，由此可知该化学反应速率的变化趋势为________。 (7)针对上图中所示化学反应速率变快的现象，甲同学提出了以下假设，请完成假设2。 假设1：生成物中某种微粒具有催化作用； 假设2：__________________________________________________________。 (8)为验证假设1是否成立，甲同学设计了如下实验方案，下表中加入的少量固体最优选择为________(填化学式)。 编号 室温下，试管中所加试剂用量/mL t*/min V(H2C2O4) V(H2O) V(KMnO4) V(H2SO4) 加入少量固体 4 3.0 2.0 3.0 2.0 － t (9)若假设1成立，则t的取值范围是________。 【答案】(1)3.0　（2分） (2)2NA　（2分） (3)0.037 5 mol·L－1·min－1 （2分） (4)高锰酸钾浓度越大，反应速率越快 （1分） (5)高锰酸根离子浓度先缓慢降低，然后迅速降低，最后又缓慢降低　先加快后减慢 （2分） (6)该反应放热，溶液温度升高 （1分） (7)MnSO4　（2分） (8)<4 （2分） 【解析】(1)根据控制变量法，为使草酸、硫酸混合后的浓度相等，需控制混合后溶液的总体积等于10 mL，所以a＝3.0；(2)反应使H2C2O4转化为CO2，碳元素化合价由＋3升高为＋4，每消耗1 mol H2C2O4转移的电子数为2NA。 (3)根据实验3中数据计算，用高锰酸钾表示0～4 min内的化学反应速率为＝0.015 mol·L－1·min－1，则用H2C2O4浓度变化表示0～4 min内的化学反应速率为0.015 mol·L－1·min－1×＝0.037 5 mol·L－1·min－1。(4)分析表中实验数据，可以得到的结论是高锰酸钾浓度越大，反应速率越快。(5)该曲线的变化趋势：高锰酸根离子浓度先缓慢降低，然后迅速降低，最后又缓慢降低；根据图像，可知该反应速率先加快后减慢。(6)根据温度、浓度、催化剂对反应速率的因素的影响，假设2：该反应放热，溶液温度升高。(7)本实验的目的是验证Mn2＋对反应可以起到催化作用，所以加入少量的硫酸锰固体。(8)若假设1成立，Mn2＋对反应起到催化作用，反应速率加快，则t<4 min。 16.(14分)光化学烟雾中氮氧化合物对环境危害巨大，研究高效处理空气中的NO、NO2、N2O4等意义重大。请回答下列问题： (1)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1 N2(g)＋O2(g)2NO(g)　ΔH2＝b kJ·mol－1 某反应的平衡常数表达式为K＝，则该反应的热化学方程式为_______________________________________________________________________。 (2)已知：反应2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)　ΔH>0的速率方程为v正＝k正·c2(NO2)，v逆＝k逆·c2(NO)·c(O2)，其中k正、k逆分别是正、逆反应的速率常数。T1 ℃，在2 L恒容密闭容器中充入一定量NO2气体，发生上述反应，测得容器中不同时刻n(NO2)如表所示： 时间/min 0 1 2 3 4 5 n(NO2)/mol 2.00 1.60 1.32 1.14 1.00 1.00 ①1～4 min内该反应的平均反应速率v(O2)＝________ mol·L－1·min－1。 ②T1 ℃下反应达到化学平衡时，________。 ③若将容器的温度调为T2 ℃，该温度下k正＝k逆，则T1________(填“<”“>”或“＝”)T2。 (3)将4 mol N2O4(g)通入2 L恒容密闭容器中，只发生反应N2O4(g)2NO2(g)，平衡体系中N2O4的体积分数(φ)随温度的变化如图所示。 ①下列说法正确的是________(填标号)。 a.其他条件不变，温度升高，混合气体颜色变深 b.平衡后再通入4 mol N2O4(g)，N2O4(g)的平衡转化率会减小 c.逆反应速率：A>B ②T2 ℃时，N2O4的平衡转化率为________。 ③若其他条件不变，将原容器改为恒容绝热容器，达到平衡时，与原平衡相比，NO2的体积分数________(填“增大”“不变”或“减小”)。 【答案】(1)N2(g)＋2O2(g)2NO2(g)　ΔH＝(a＋b) kJ·mol－1 （2分） (2)①0.05（2分）　②0.25（2分）　 ③<（2分） (3)①ab（2分） ②25%（2分） ③减小（2分） 【解析】(1)根据平衡常数表达式为K＝，该反应的化学方程式为N2(g)＋2O2(g)2NO2(g)，分别对题干两个方程编号为①②，由盖斯定律，反应①＋②可得该反应的热化学方程式为N2(g)＋2O2(g)2NO2(g)　ΔH＝(a＋b) kJ·mol－1；(2)①由表中数据，1～4 min内Δn(NO2)＝1.60－1.00＝0.6 mol，v(NO2)＝＝＝0.1 mol·L－1·min－1，根据速率之比等于化学计量数比，该反应的平均反应速率v(O2)＝v(NO2)＝0.05 mol·L－1·min－1；②列三段式： T1 ℃的化学平衡常数K＝＝＝0.25，达到化学平衡时v正＝v逆，k正·c2(NO2)＝k逆·c2(NO)·c(O2)，＝＝0.25；③如果将温度变为T2 ℃，该温度下k正＝k逆，得到K＝1，平衡常数变大，说明平衡正向移动，该反应是吸热反应，所以T1<T2；(3)①据图可知，升高温度N2O4的体积分数减小，说明平衡正向移动，c(NO2)增大，混合气体颜色变深，a正确；平衡后再通入4 mol N2O4(g)，恒容容器，相当于增大压强，平衡逆向移动，则N2O4(g)的平衡转化率会减小，b正确；B点N2O4的体积分数小于A点，说明B点n(N2O4)较小、n(NO2)增大，生成物浓度较大则逆反应速率较大，则逆反应速率：A<B，c错误。②T2 ℃时，N2O4的体积分数为60%，列三段式 则×100%＝60%，解得x＝1，N2O4的平衡转化率为×100%＝25%；③若其他条件不变，将原容器改为恒容绝热容器，由于该反应的正反应是吸热反应，降低温度，化学平衡逆向移动，达到平衡时，与原平衡相比，NO2的体积分数减小。 17.(15分)甲醇不仅是重要的化工原料，还是性能优良的车用燃料。CO2和H2在Cu/ZnO催化作用下可以合成甲醇：反应①CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1。此反应分两步进行： 反应i：Cu/ZnO(s)＋H2(g)Cu/Zn(s)＋H2O(g) 反应ii：__________________________________________________________ (1)反应ii的化学反应方程式为________________________________________________。 (2)在绝热恒容的密闭容器中，将CO2和H2按物质的量之比1∶3投料发生该反应，下列不能说明反应已达到平衡的是________(填字母标号)。 A.CO2和H2的转化率相等 B.体系的温度保持不变 C.单位时间体系内减少3 mol H2的同时有1 mol H2O增加 D.合成CH3OH的反应限度达到最大 (3)在合成甲醇的反应中同时存在反应②：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2>0。维持压强为6.4 MPa，CO2和H2按物质的量之比1∶3投料发生该反应。测得在不同温度下，反应经过相同时间时CO2的转化率、甲醇的选择性如图所示[CH3OH的选择性＝×100%]。 ①ΔH1________0(填“<”或“>”)，判断的依据是_________________________________。 ②T1 K时，若反应从开始到达a点所用时间为5 min，用甲醇分压变化量表示反应速率v(CH3OH)＝________ MPa·min－1，反应②的Kp＝________(Kp指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数，A的平衡分压＝p总×A的物质的量分数，计算结果保留2位有效数字)。 ③为了提高CH3OH的选择性，可以采取的措施是__________________________________(写出两点)。 【答案】(1)CO2(g)＋2H2(g)＋Cu/Zn(s)Cu/ZnO(s)＋CH3OH(g) （2分） (2)AC（2分）　(3)①<（2分）温度高于T1时，相同时间内测得二氧化碳转化率随温度升高而下降，而反应②温度升高，平衡正向移动，二氧化碳转化率增大，所以反应①温度升高，二氧化碳转化率应减小，平衡逆向移动，即证明ΔH1<0　（3分） ②0.16（2分） 0.059　（2分） ③加入合适催化剂、增大压强、适当降低温度（2分） 【解析】(1)由总反应减去反应i即反应ii：Cu/Zn(s)＋2H2(g)＋CO2(g)===Cu/ZnO(s)＋CH3OH(g)；(2)由于二氧化碳和氢气的起始物质的量之比与化学计量数之比相等，无论反应是否达到平衡，二者的转化率均相等，则二氧化碳与氢气的转化率相等不能说明反应达到平衡，A错误； 反应①为放热反应，放出的热量使反应温度升高，体系的温度保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达平衡，B正确； 单位时间内体系中3 mol氢气减少和1 mol水蒸气增加均代表正反应速率，不能表示正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，C错误；化学平衡状态是化学反应的最大限度，反应限度达到最大说明正逆反应速率相等，反应已达平衡，D正确。(3)①图中曲线的变化趋势也可以判断出反应①是放热，因为温度低于T1时，甲醇选择性随温度升高而增大，高于T1时，甲醇的选择性随温度的升高而减小，则说明温度T1时反应达到平衡，升高温度甲醇选择性降低，说明反应①逆向移动，正反应放热；②设a点时，甲醇的物质的量为x，则 甲醇的选择性为80%，生成的CO物质的量为n(CO)，则＝80%，n(CO)＝0.25x，根据反应， a点时CO2的转化率为50%，所以＝50%，x＝0.4，所以在反应体系中，n(CO2)＝0.5 mol，n(H2)＝1.7 mol，n(CH3OH)＝0.4 mol，n(CO)＝0.1 mol，n(H2O)＝0.5 mol，n总＝3.2 mol，v(CH3OH)＝＝0.16 kPa·min－1，Kp＝＝＝≈0.059；③反应①为放热反应，且为气体分子数减小的反应，故为了提高CH3OH的选择性，可以采取的措施是：加入合适催化剂、增大压强、适当降低温度。 18.（15分）“低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题。为减小和消除CO2对环境的影响，一方面世界各国都在限制其排放量，另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。 (1)已知： ①CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)　ΔH＝－41 kJ·mol－1 ②C(s)＋2H2(g)CH4(g)　ΔH＝－73 kJ·mol－1 ③2CO(g)C(s)＋CO2(g)　ΔH＝－171 kJ·mol－1 写出CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式：________________________________。 (2)目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理，在容积为2 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3.25 mol H2在一定条件下发生反应，测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化如图所示： ①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝_____________。 ②下列措施一定不能使CO2的转化率增大的是__________(填字母标号)。 A．在原容器中再充入1 mol CO2 B．在原容器中再充入1 mol H2 C．在原容器中充入1 mol氦气 D．使用更有效的催化剂 E．缩小容器的容积 F．将水蒸气从体系中分离 (3)高温下，CO2与足量的碳在密闭容器中发生反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)。向容积为1 L的恒容容器中加入0.2 mol CO2，在不同温度下达到平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示。则该反应为__________(填“放热”或“吸热”)反应，某温度下，若向该平衡体系中再通入0.2 mol CO2，平衡__________(填“正向”“逆向”或“不”)移动，达到新平衡后，体系中CO的百分含量__________(填“变大”“变小”或“不变”)。 (4)在T1时，向体积为2 L的恒容容器中充入物质的量之和为3 mol的CO和H2，发生反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，反应达到平衡时CH3OH(g)的体积分数(φ)与的关系如图所示。 ①当＝2时，经过5 min达到平衡，CO的转化率为0.6，则该反应的化学平衡常数K＝______(保留一位小数)。若此刻再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4 mol，达到新平衡时H2的转化率将____________(填“增大”“减小”或“不变”)。 ②当＝3.5时，达到平衡后，CH3OH的体积分数可能是图像中的______________(填“D”“E”或“F”)点。 【答案】(1)CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－162 kJ·mol－1 （3分） (2)①0.112 5 mol·L－1·min－1　2分） ②ACD（2分） (3)吸热（1分）正向（1分）变小（1分）　 (4)①9.4（2分）增大（1分）　②F（2分） 【解析】(1)由盖斯定律②＋③－①×2得CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－162 kJ· mol－1。(2)CO2和H2反应生成CH3OH和H2O的化学方程式为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，①根据图像可知v(CO2)＝＝＝＝0.037 5 mol·L－1·min－1，v(H2)＝3v(CO2)＝0.037 5 mol·L－1·min－1×3＝0.112 5 mol·L－1·min－1。②在原容器中再充入 1 mol CO2，c(CO2)增大，CO2的转化率反而降低，故A选；在原容器中再充入1 mol H2，c(H2)增大，平衡正向移动，CO2的转化率增大，故B不选；在原容器中充入1 mol氦气，各物质的浓度均不变，平衡不移动，CO2的转化率不变，故C选；使用更有效的催化剂，平衡不移动，CO2的转化率不变，故D选；缩小容器的容积，相当于增大压强，反应正向是体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，CO2的转化率增大，故E不选；将水蒸气从体系中分离，减小生成物浓度，平衡正向移动，CO2的转化率增大，故F不选。(3)C(s)＋CO2(g)2CO(g)，由图像变化可知，二氧化碳浓度随温度升高而减小，说明升温平衡正向移动，正反应为吸热反应。 (4)①H2和CO物质的量之和为3 mol，且起始＝2，可知H2为2 mol、CO为1 mol,5 min达到平衡时CO的转化率为0.6，则： CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) 起始/mol　1　　　　2　　　　0 变化/mol　0.6　　　1.2　　　0.6 平衡/mol　0.4　　　0.8　　　0.6 容器的容积为2 L，该温度下平衡常数K＝≈9.4，若此刻再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4 mol，此时浓度商Q＝≈7.8<K，反应向正反应方向进行，达新平衡时H2的转化率将增大。②混合比例等于化学计量数之比时，平衡时生成物的含量最大，故当＝3.5时，达到平衡状态后，CH3OH的体积分数小于C点，F点符合题意。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 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 D C B C D C A B A B B B B C 二、非选择题（本大题共4个小题，共58分） 15．（14分）(1)3.0（2分） (2)2NA　（2分） (3)0.037 5 mol·L－1·min－1 （2分） (4)高锰酸钾浓度越大，反应速率越快 （1分） (5)高锰酸根离子浓度先缓慢降低，然后迅速降低，最后又缓慢降低　先加快后减慢 （2分） (6)该反应放热，溶液温度升高 （1分） (7)MnSO4 （2分） (8)<4 （2分） 16.(14分) (1)N2(g)＋2O2(g)2NO2(g)　ΔH＝(a＋b) kJ·mol－1 （2分） (2)①0.05（2分）　②0.25（2分）　 ③<（2分） (3)①ab（2分） ②25%（2分） ③减小（2分） 17.(15分) (1)CO2(g)＋2H2(g)＋Cu/Zn(s)Cu/ZnO(s)＋CH3OH(g) （2分） (2)AC（2分）　(3)①<（2分）温度高于T1时，相同时间内测得二氧化碳转化率随温度升高而下降，而反应②温度升高，平衡正向移动，二氧化碳转化率增大，所以反应①温度升高，二氧化碳转化率应减小，平衡逆向移动，即证明ΔH1<0　（3分） ②0.16（2分） 0.059　（2分） ③加入合适催化剂、增大压强、适当降低温度（2分） 18.（15分）(1)CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－162 kJ·mol－1 （3分） (2)①0.112 5 mol·L－1·min－1　2分） ②ACD（2分） (3)吸热（1分）正向（1分）变小（1分）　 (4)①9.4（2分）增大（1分）　②F（2分） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 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.向一个密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2，在一定条件下使其发生反应生成NH3。达到平衡时，下列说法中正确的是(　　) A.N2、H2和NH3的物质的量浓度之比为1∶3∶2 B.N2完全转化为NH3 C.正反应速率和逆反应速率都为零 D.单位时间内消耗a mol N2，同时消耗2a mol NH3 2.在恒容绝热密闭容器中，发生吸热反应：M(？)＋2N(g)P(g)＋Q(g)，已知M的状态未知，则下列描述不一定能说明反应达到平衡状态的是(　　) A.混合气体的平均摩尔质量不变 B.体系的温度不变 C.混合气体的密度不变 D.当v(N)正＝2v(Q)逆 3.已知反应2NO＋2H2===N2＋2H2O的速率方程为v＝kc2(NO)·c(H2)(k为速率常数)，其反应历程如下： ①2NO＋H2―→N2＋H2O2　慢 ②H2O2＋H2 ―→2H2O　快 下列说法不正确的是(　　) A.增大c(NO) 或c(H2)，均可提高总反应的反应速率 B.c(NO)、c(H2)增大相同的倍数，对总反应的反应速率的影响程度相同 C.该反应的快慢主要取决于反应① D.升高温度，可提高反应①、②的速率 4．在体积为2 L的恒温密闭容器中充入2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，发生反应：PCl3＋Cl2PCl5，10 min后达到平衡，PCl5为0.4 mol。下列说法正确的是(　　) A．0～10 min内，用PCl3表示的平均反应速率为0.04 mol·L－1·min－1 B．当混合气体的密度不再改变时，可以表示反应达到平衡状态 C．若升高温度，反应的平衡常数减小，则平衡时PCl3的物质的量变化<1 D．平衡后，如果移走1.0 mol PCl3和0.5 mol Cl2，在相同温度下达到平衡时PCl5的物质的量小于0.2 mol 5．丙烷的一溴代物有两种：CH3CH2CH2Br和CH3CHBrCH3，部分反应过程的能量变化如图所示(E表示活化能)。下列叙述不正确的是(　　) A．1 mol丙烷中有10NA个共价键 B．C3H8与Br2的反应涉及极性键和非极性键的断裂 C．CH3CH2CH3＋Br·―→·CH2CH2CH3＋HBr　ΔH>0 D．比较E1和E2推测生成速率：·CH2CH2CH3>·CH(CH3)2 6．紫外光照射时，不同催化剂作用下将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2，CH4产量随光照时间的变化如图1，以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸，不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图2。下列有关说法正确的是(　　) A．由图1知，在0～15 h内，CH4的平均生成速率由大到小的顺序：Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ B．由图1知，在0～35 h内，CH4的平均生成速率由大到小的顺序：Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ C．由图2知，250 ℃时催化剂的活性最高 D．由图2知，乙酸的生成最佳温度范围：400 ℃以上 7.向某恒容密闭容器中充入2 mol A和一定量B，发生反应：A(g)＋B(g)2C(g)　ΔH，在不同温度下测得C的物质的量分数随时间变化如表所示： 时间/min 0 20 40 60 80 100 T1 ℃ 0 0.50 0.72 0.75 0.75 0.75 T2 ℃ 0 0.48 0.68 0.76 0.80 0.80 下列说法正确的是(　　) A.T1>T2 B.ΔH>0 C.该反应的平衡常数表达式为K＝ D.增大A的浓度和使用催化剂均可提高B的平衡转化率 8.控制变量法是化学实验的一种常用方法。下表是某学习小组研究等物质的量浓度的硫酸和锌反应的实验数据，下列有关叙述正确的是(　　) 序号 硫酸的 体积/mL 锌的 质量/g 锌的 状态 温度 /℃ 完全溶于酸 的时间/s 生成硫酸锌 的质量/g 1 50.0 2.0 颗粒 25 70 m1 2 50.0 2.0 颗粒 35 35 m2 3 50.0 2.0 粉末 25 t1 5.0 4 50.0 6.0 粉末 25 t2 15.0 5 50.0 8.0 粉末 25 t3 19.3 6 50.0 10.0 粉末 25 t4 m3 A.t1>70 B.m3＝19.3 C.实验1、实验2与实验3探究的只是温度对化学反应速率的影响 D.无法计算出硫酸的物质的量浓度 9.向2 L恒容密闭容器中充入2 mol SO2(g)和2 mol Cl2(g)，发生如下反应SO2(g)＋Cl2(g)SO2Cl2(g)，测得不同温度下SO2(g)的转化率α(SO2)与时间(t)的关系如图所示。假设反应速率方程为v正＝k正·c(SO2)·c(Cl2)，v逆＝k逆·c(SO2Cl2)(k是速率常数，只与温度有关)，下列说法错误的是(　　) A.该反应的ΔH>0 B.化学平衡常数K＝k正/k逆 C.M点：v(正)>v(逆) D.升高温度，平衡向逆反应方向移动 10．合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。图1表示在一定温度下此反应过程中的能量变化。图2表示在2 L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线。图3表示在其他条件不变的情况下，改变起始氢气的物质的量，平衡时NH3的质量分数ω(NH3)的变化曲线。 下列说法正确的是(　　) A．该反应为自发反应，由图1可得加入适当的催化剂，E和ΔH都减小 B．图2中，0～10 min内该反应的平均速率v(H2)＝0.045 mol·L－1·min－1，从11 min起其他条件不变，压缩容器的体积为1 L，则n(N2)的变化曲线为d C．图3中，a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N2的转化率最高的是b点 D．图3中，T1和T2表示温度，对应温度下的平衡常数为K1、K2，则：T1＞T2，K1＞K2 11.反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如图所示： 下列有关四种不同反应进程的说法正确的是(　　) A.进程Ⅰ是吸热反应 B.平衡时P产率：Ⅱ＝Ⅰ C.生成P的速率：Ⅲ＞Ⅱ D.进程Ⅳ中，Z起催化作用 12．一定条件下，分别向容积固定的密闭容器中充入A和足量B，发生反应：2A(g)＋B(s)2D(g)　ΔH＜0。测得相关数据如下。 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ 反应温度/℃ 800 800 850 c起始(A)/(mol·L－1) 1 2 1 c平衡(A)/(mol·L－1) 0.5 1 0.85 放出的热量/kJ a b c 下列说法不正确的是(　　) A．850 ℃时，反应的化学平衡常数K＜1 B．反应放出的热量：b＞2a C．实验Ⅲ中反应在30 min时达到平衡，v(A)为0.005 mol·L－1·min－1 D．当容器内气体密度不随时间而变化时，反应已达平衡 13．某温度下在2 L密闭容器中，3种气体起始状态和平衡状态时的物质的量如下表所示。 物质 X Y W n(起始状态)/mol 2 1 0 n(平衡状态)/mol 1 0.5 1.5 下列说法正确的是(　　) A．升高温度，若W的体积分数减小，则此反应ΔH＞0 B．该温度下，此反应的平衡常数K＝6.75 C．增大压强，正、逆反应速率均增大，平衡向正反应方向移动 D．该温度下，再向该容器中加入1.5 mol W，达到新平衡时，c(X)＝0.25 mol·L－1 14．已知：CO2＋3H2CH3OH＋H2O　ΔH＝－49 kJ·mol－1，反应在起始＝3时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为x，在t＝250 ℃下x～p、在p＝5×105 Pa下x～t如图所示。下列说法正确的是(　　) A．图中对应等压过程的曲线是M B．c点处x相同，平衡常数相同 C．当x＝0.10时，CO2的平衡转化率约为33% D．由d点到b点可以通过升温实现 二、非选择题（本大题共4个小题，共58分） 15.(14分)实验试剂：0.6 mol/L H2C2O4溶液、0.2 mol/L KMnO4溶液、3 mol/L稀硫酸、蒸馏水。 Ⅰ.某小组利用上述试剂来探究“浓度对H2C2O4溶液和KMnO4酸性溶液反应速率的影响”，进行了如下实验。 编号 室温下，试管中所加试剂用量/mL t*/min V(H2C2O4) V(H2O) V(KMnO4) V(H2SO4) 1 3.0 4.0 1.0 2.0 6.4 2 3.0 a 2.0 2.0 5.2 3 3.0 2.0 3.0 2.0 4.0 *表示溶液从混合至刚好褪为无色所需时间。 (1)表中a的值为________。 (2)已知反应使H2C2O4转化为CO2，MnO转化为Mn2＋，每消耗1 mol H2C2O4转移的电子数为________。 (3)为了能观察到溶液紫色褪去，加入到试管中的H2C2O4和KMnO4的物质的量需要满足的关系为n(H2C2O4)∶n(KMnO4)________。 (4)根据实验3中数据计算，用H2C2O4浓度变化表示0～4 min内的化学反应速率为________。 (5)分析表中实验数据，可以得到的结论是___________________________________________。 Ⅱ.该小组甲同学查阅文献发现在线分光光度法可以实时监测MnO浓度变化，借助该仪器分析方法可以更为直观准确地研究上述化学反应速率变化情况。 (6)甲同学采用仪器分析方法监测了实验3中MnO浓度变化情况，绘制出了如图所示的c(MnO)随反应时间变化曲线，请描述该曲线的变化趋势________，由此可知该化学反应速率的变化趋势为________。 (7)针对上图中所示化学反应速率变快的现象，甲同学提出了以下假设，请完成假设2。 假设1：生成物中某种微粒具有催化作用； 假设2：__________________________________________________________。 (8)为验证假设1是否成立，甲同学设计了如下实验方案，下表中加入的少量固体最优选择为________(填化学式)。 编号 室温下，试管中所加试剂用量/mL t*/min V(H2C2O4) V(H2O) V(KMnO4) V(H2SO4) 加入少量固体 4 3.0 2.0 3.0 2.0 － t (9)若假设1成立，则t的取值范围是________。 16.(14分)光化学烟雾中氮氧化合物对环境危害巨大，研究高效处理空气中的NO、NO2、N2O4等意义重大。请回答下列问题： (1)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1 N2(g)＋O2(g)2NO(g)　ΔH2＝b kJ·mol－1 某反应的平衡常数表达式为K＝，则该反应的热化学方程式为_______________________________________________________________________。 (2)已知：反应2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)　ΔH>0的速率方程为v正＝k正·c2(NO2)，v逆＝k逆·c2(NO)·c(O2)，其中k正、k逆分别是正、逆反应的速率常数。T1 ℃，在2 L恒容密闭容器中充入一定量NO2气体，发生上述反应，测得容器中不同时刻n(NO2)如表所示： 时间/min 0 1 2 3 4 5 n(NO2)/mol 2.00 1.60 1.32 1.14 1.00 1.00 ①1～4 min内该反应的平均反应速率v(O2)＝________ mol·L－1·min－1。 ②T1 ℃下反应达到化学平衡时，________。 ③若将容器的温度调为T2 ℃，该温度下k正＝k逆，则T1________(填“<”“>”或“＝”)T2。 (3)将4 mol N2O4(g)通入2 L恒容密闭容器中，只发生反应N2O4(g)2NO2(g)，平衡体系中N2O4的体积分数(φ)随温度的变化如图所示。 ①下列说法正确的是________(填标号)。 a.其他条件不变，温度升高，混合气体颜色变深 b.平衡后再通入4 mol N2O4(g)，N2O4(g)的平衡转化率会减小 c.逆反应速率：A>B ②T2 ℃时，N2O4的平衡转化率为________。 ③若其他条件不变，将原容器改为恒容绝热容器，达到平衡时，与原平衡相比，NO2的体积分数________(填“增大”“不变”或“减小”)。 17.(15分)甲醇不仅是重要的化工原料，还是性能优良的车用燃料。CO2和H2在Cu/ZnO催化作用下可以合成甲醇：反应①CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1。此反应分两步进行： 反应i：Cu/ZnO(s)＋H2(g)Cu/Zn(s)＋H2O(g) 反应ii：__________________________________________________________ (1)反应ii的化学反应方程式为________________________________________________。 (2)在绝热恒容的密闭容器中，将CO2和H2按物质的量之比1∶3投料发生该反应，下列不能说明反应已达到平衡的是________(填字母标号)。 A.CO2和H2的转化率相等 B.体系的温度保持不变 C.单位时间体系内减少3 mol H2的同时有1 mol H2O增加 D.合成CH3OH的反应限度达到最大 (3)在合成甲醇的反应中同时存在反应②：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2>0。维持压强为6.4 MPa，CO2和H2按物质的量之比1∶3投料发生该反应。测得在不同温度下，反应经过相同时间时CO2的转化率、甲醇的选择性如图所示[CH3OH的选择性＝×100%]。 ①ΔH1________0(填“<”或“>”)，判断的依据是_________________________________。 ②T1 K时，若反应从开始到达a点所用时间为5 min，用甲醇分压变化量表示反应速率v(CH3OH)＝________ MPa·min－1，反应②的Kp＝________(Kp指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数，A的平衡分压＝p总×A的物质的量分数，计算结果保留2位有效数字)。 ③为了提高CH3OH的选择性，可以采取的措施是__________________________________(写出两点)。 18．（15分）“低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题。为减小和消除CO2对环境的影响，一方面世界各国都在限制其排放量，另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。 (1)已知： ①CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)　ΔH＝－41 kJ·mol－1 ②C(s)＋2H2(g)CH4(g)　ΔH＝－73 kJ·mol－1 ③2CO(g)C(s)＋CO2(g)　ΔH＝－171 kJ·mol－1 写出CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式：________________________________。 (2)目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理，在容积为2 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3.25 mol H2在一定条件下发生反应，测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化如图所示： ①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝_____________。 ②下列措施一定不能使CO2的转化率增大的是__________(填字母标号)。 A．在原容器中再充入1 mol CO2 B．在原容器中再充入1 mol H2 C．在原容器中充入1 mol氦气 D．使用更有效的催化剂 E．缩小容器的容积 F．将水蒸气从体系中分离 (3)高温下，CO2与足量的碳在密闭容器中发生反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)。向容积为1 L的恒容容器中加入0.2 mol CO2，在不同温度下达到平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示。则该反应为__________(填“放热”或“吸热”)反应，某温度下，若向该平衡体系中再通入0.2 mol CO2，平衡__________(填“正向”“逆向”或“不”)移动，达到新平衡后，体系中CO的百分含量__________(填“变大”“变小”或“不变”)。 (4)在T1时，向体积为2 L的恒容容器中充入物质的量之和为3 mol的CO和H2，发生反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，反应达到平衡时CH3OH(g)的体积分数(φ)与的关系如图所示。 ①当＝2时，经过5 min达到平衡，CO的转化率为0.6，则该反应的化学平衡常数K＝______(保留一位小数)。若此刻再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4 mol，达到新平衡时H2的转化率将____________(填“增大”“减小”或“不变”)。 ②当＝3.5时，达到平衡后，CH3OH的体积分数可能是图像中的______________(填“D”“E”或“F”)点。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 / 学科网（北京）股份有限公司 $$