第2章 章末综合提升-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中化学选择性必修1同步辅导与测试(人教版)

关键能力·合作探究 新知探究 探究导入 1,提示：随着反应进行，锥形瓶与木板之间结冰，说明该反应为吸热 反应。 2.提示：已知△H大于0，又知该反应生成气体，为嫡增的反应，根据 自由能△G=△H一T△S,高温时△G<0反应可以自发进行，所以 该反应能自发进行的原因是因为嫡增。 对点题组 1.B「该反应的反应物能量比生成物能量低，为吸热反应，△H>0, 该反应是墒减的反应，△S0,远B。] 2.A[氕、氘和氚的质子数相同，中子数不同，互称同位素，故A正 确：△H一T△S<0时反应自发，若△H>0,则有△S>0,故B错 误：由于氢键的存在，冰的密度小于液态水，测对于相同质量的水 而言，其体积V的相对大小有：V(g)>V(s)>V(I),故C错误：相 同原子之间通过共用电子对形成的共价键，没有电子得失或电子 偏移，故D错误。 3.DA.2(3(g)=3)2(g)△H0,△S>0,△G=△HT△S0,能 自发进行，A不选：B.CaC()(s) -C)(s)+C)2(g)△H>0,△S 0,较高温度时，△G=△H一T△S0,B不选：CN(g)十3H(g)= 2NH(g)△H0,△S0,较低温度时，△G=△H-T△S0,C不选： D.2C)(g)= =2C(s)+O2(g)△H>0,△S<0,△G=AH-T△S>0, 不能自发进行，D选。] 素养演练·提升技能 1.B[氟化钠溶于水中，固体变成溶液，混乱度增大，△S>0,故A 错误：NH3(g)与HCI(g)反应生成NHCI(s),气体体积减小，反 应后墒变减小，△S0,故B正确；千冰(C)2)的升华，混乱度增 大，△S0,故C错误：CaC)3(s)分解为CaO(s)和C(),(g),气体 体积增大，混乱度增大，△S>0,故D错误。] 2.C[由图可知，该反应为气体体积减小的放热反应，即△H0, △S0。] 3.B△H0,△S>0,所有温度下都能满足△H一T△S0,反应可 自发进行，故A不选：△H>0,△S0,所有温度下都满足△H T△S>0,反应不能自发进行，故B选；△H<0,△S0,在较低温度 下，可满足△H一T△S<0,反应可自发进行，故C不选：△H>0, △S>0,在较高温度下，可满足△H一T△S<0,反应可自发进行， 故D不远。 4.A[根据△G=△H一T△S判断，对于△H0,△S>0的反应，在 任何温度时，△G<0,反应均能自发进行，A错误；已知反应为分解 反应，即为吸热反应，则△H>0,反应物无气体，生成物有气体，则 △S0,B正确：反应的△S0,在室温下可自发进行，则△G=△H 一T△S<0,则该反应的△H0,C正确；该反应的△>0，由于该 反应是固体反应物生成气体，△S>0,测该反应在一定条件下能自 发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向，D 正确。门 5.解析(1)实验室可用钢与浓疏酸反应制备少量S),的反应为 Cu(s)+2H2S)(1)=CuS),(s)+S)2(g)+2H2O(1)△H= 一1l.9kJ·mol-1,由于该反应△H<0、△S>0,因此该反应在任 何温度下都能自发进行。 (2)△G<0时，反应能自发进行，故反应①自发进行的最低温度为 1000℃。由于△G=△H-T△S,反应②的△H2<0,而反应①的 △H1>0,△H,<△H1,△S1>△S2,因此相同温度下，反应②比反 应①的△G小的主要原因为△H2<△H1。 答案(1)任何温度下都能自发，是因为△H<0,△S>0,则△G △H-T△S<0 (2)1000℃△H,△H,导致反应②的△G小 第四节 化学反应的调控 必备知识·自主梳理 一、1.(1)<(2)可逆(3)缩小(4)放热 2.增大压强增大压强升高温度降低温度使用无影响 增大增大降低 练一练 1.(1)×(2)×(3)×(4)× 二、1.(1)10MPa~30MPa(2)400500℃(3)铁触媒 (4)NH 2.(1)反应条件(2)经济成本化学平衡 练一练 2.(1)×(2)/(3)× 关键能力·合作探究 新知探究 情境导入 1.提示：低温高压 2.提示：该反应是放热反应，升高温度，反应物转化率降低，在450℃ 时反应物转化率较高。 1 3.提示：1×10Pa。常压下S)2的转化率已经很高，若采用较大的 压强，S),的转化率提高很少，但对设备及动力的要求更高。 4.提示：S),的转化率比较高，达到平衡后的混合气体中S),的余 量很少，故不需要分离出S)。 5.提示：增大()2浓度，提高S)2的转化率。 对点题组 1.B「增大压强可以加快合成氨的反应速率，平衡正向移动，可以 提高原料转化率，A正确；合成氨反应为放热反应，升高温度平衡 逆向移动，降低平衡转化率，B错误：冷却过程中采用热交换有助 于节约能源，C正确：原料循环使用，可提高其利用率，D正确。 2.C[工业合成氨反应的化学方程式为N:十3H,高温，高压 催化剂 2NH3,反应是可逆反应，正反应气体体积减小，正反应是放热反 应：依据合成氨的流程图，其中为提高原料转化率而采取的措施 为：增大压强，液化分离出氨气，氮气和氢气的循环使用。] 3.C [根据表格信息，当反应温度为140℃，反应时间为14h时，生 成物的产率最大，因此最佳反应温度为140℃，最佳反应时间为 14h,A、B错误；根据表格数据，温度超过140℃时，生成物的产率 降低，可能是温度过高导致了催化剂活性降低，C正确：该反应中 无气体参加反应，所以增大压强不影响平衡的移动，D错误。] 素养演练·提升技能 1.A[工业生产中，要求反应速率快，转化率高，从反应速率方面考 虑应远择高效催化剂、升高温度，从转化率方面考虑应远择较高 的压强，所以B、C、D都是工业生产氨气的适宜条件。] 2.D「表中数据为通过科学实验所得，不可能有明显误差：合成氨 连续操作，不可能对生产条件控制不当；平衡浓度问题与速率的 大小没有直接关系，只与化学反应的限度有关。这说明合成氨工 业考虑单位时间的产量问题，并未让合成负反应达到平衡，因为 让反应达到平衡需要一定的时间，时间太长得不偿失。] 3.C[欲使LNiH:(s)释放出气态氢，则平衡逆向移动，该反应为 气体体积减小的放热反应，可以升高温度或减小压强。] 4.B[使用催化剂可加快反应速率，从而提高生产效率，A项正确； 加热可以加快化学反应速率，放热反应也可能在加热条件下进 行，B项错误；充入大量C)2气体可使平衡正向移动，提高H2的 转化率，C项正确；从平衡混合气体中分离出CHCH,OH和H,O 可促使平衡正向移动，从而提高C)2和H2的利用率，D项正确。] 5.解析(1)表中数据表明，恒压时，升高温度，NH3的含量减小，说 明平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应。 (2)由反应N(g)十3H(g)=→2NH3(g)△H0知，在低温、高 压的条件下平衡向右移动，反应物的转化率增大，合成氨的适宜 条件是低温、高压。 (3)假设N,的用量为1mol,H,的用量为3mol,N,的消耗量为 xmol则： N,(g)十3H,(g)==2NH3(g) 起始(mol) 3 0 转化(mol) 3x 2.x 平衡(mol)1一x 3-3.x 2 2x 平衡时NH,的含量为：2x+1-工十3一3zX100%=26.4%,得工 ≈0.4177，则a(N,)=0.4177m0X100%=4l.7%。 1 mol (4)增大反应物浓度或降低生成物浓度均有利于平衡向正反应方 向移动 答案(1)逆反应放热(2)C(3)41.77% (4)加入过量N(或及时从平衡体系中移走NH) 章末综合提升 素养提升 T例1]解析由图中数据可知，30min时，M、Z的浓度分别为 0.300mol·L1和0.125mol·L1,则M的变化量为 0.5mol·L1-0.300mol·L1-0.200mol·L1,其中转化为 Y的变化量为0.200mol·L1-0.125mol·L1=0.075mol· L1。因此，0~30min时间段内，Y的平均反应速率为 0.075mol·L- -=0.0025mol·L1·min1,A说法不正确：由 30 min 题中信息可知，反应①和反应②的速率之比为 ,Y和Z分别为 k。 反应①和反应②的产物，且两者与M的化学计量数相同（化学计 量数均为1)，因此反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比等于 ko ,由于k1、2为速率常数，故该比值保持不变，B说法正确：结 合A、B的分析可知，此反应开始后，在相同的时间内体系中Y和 k1_0.075mol·L 3 Z的浓度之比等于点：一0.125m0l·=方，因此，如果反应能 9 进行到底，反应结束时有日的M转化为乙，即62.5%的M转化为 Z,C说法正确；由以上分析可知，在相同的时间内生成Z较多、生 成Y较少，因此，反应①的化学反应速率较小，在同一体系中，活 化能较小的化学反应速率较快，故反应①的活化能比反应②的活 化能大，D说法正确。 答案A [例2]解析(1)根据盖斯定律，用①×2+②得：CH(g)十2(g) C),(g)+2H,()(g)△H=-227kJ·mol-1X2+(-348kJ ·mol1)=一802kJ·mol1。(3)由图可知：载氧体I是把空气 中的氧气转移到燃料反应器，载氧体Ⅱ是氧气和甲烷发生反应释 放出水和二氧化碳，所以氧的质量分数：载氧体I>载氧体Ⅱ。 (4)设往盛有Cu(O/Cu()载氧体的刚性密闭容器中充入空气的物 质的量为1mol,氧气的物质的量分数x(()2)为21%，则氧气的物 质的量为0.21mol,空气中其他气体的物质的量为0.79mol,由 图可知，985℃时达到平衡时氧气的物质的量分数x((),)为10%， 则达到平衡时气体的物质的量为0日m0,减少的氧气的物质的 90% 量为(1-902mo1,0的平衡转化率a(0)户 a-)m 0.21 molx 100%≈58%。(5)因为反应①为放热反应，随温度升高平衡逆向 移动，氧气的浓度增大；往盛有Cu(O/Cu2)载氧体的刚性密闭容 器中充入空气，氧气的物质的量分数x(()2)为21%，由图可知，当 温度高于1030℃时，x()2)大于21%，载氧体无法载氧。(6)由 表中数据可知，使用氧化铝掺杂的载氧体反应的活化能比使用膨 润土掺杂的载氧体反应的活化能高，所以使用膨润土掺杂的载氧 体反应较快：使用氧化铝掺杂的载氧体反应较慢，单位时间内燃 料反应器释放的热量少，所以ab。 答案(1)-802(2)(H,0》·c(C0) c(CH, (3)>(4)58% (5)反应①为放热反应，温度升高平衡左移温度高于1030℃ 时，x((。)大于21%，载氧体无法载氧(6)膨润土 [例3]解析①二氧化碳加氢制甲醇的总反应为C),(g)十3H, (g)CH3OH(g)十H2O(g),用各物质的平衡分压表示总反应 的平衡常数，表达式K,=p(HO)·(CH,OHD 。③设起始 p3(H。)·p(C()2) n(CO),)=1 mol,n(H2)=3 mol, 3H,(g)CO,(g=CH OH(g)+H (Xg) 起始/mol3 1 0 0 转化/mol3.x 平衡/mol3-3.x1一x 当平衡时，若x(CH3OH)=0.10, (3-3.x)+(1-x)+x十x =0.10,解得x=3,平衡时C0:的转 3 mol 化率a=m0X100%≈3.3%：由图可知，满足平街时 x(CH)H)=0.10的条件有：5×10Pa,210℃或9×10Pa, 250℃。 答案①H,O》·p(CH,OHD p3(H2)·p(C()2) ②b总反应△H<0,升高温 度时平衡向逆反应方向移动，甲醇的物质的量分数减小 ③33.3%5×10Pa,210℃9×10Pa,250℃ [例4]解析(1)根据反应热=反应物的总键能一生成物的总键 能，2NH(g)-=N(g)+3H(g)△H=390.8kJ·mol-1×3×2 -(946kJ·mo1十436.0kJ·mol-1×3)=+90.8kJ·mol-1 (2)若反应自发进行，则需△H-T△S<0,T> AS 198.9J·m01-,K≈456.5K,即温度应高于(456.5-273)℃ 90.8×103J·mo11 =183.5℃。 (3)①设(1时达到平衡，转化的NH的物质的量为2x,列出三 段式： 2NH3(g)=N2(g)十3H2(g) 起始/mol 0.1 0 0 转化/mol 2x x 3.x 平衡/mol 0.1-2xzx 只 根据同温同体积下，混合气体的物质的量之比等于压强之比， 0.1+2z=120+120+40,解得x=0.02mol,0(H）= 0.1 200 0.02×3mol_0,o2molL1·min'。 3 LXt min 3 ②时将容器体积压缩到原来的一半，开始N分压变为原来的2 倍，随后由于加压平衡逆向移动，N2分压比原来的2倍要小，故b 曲线符合。 ③由图可知，平衡时，NH3、N、H2的分压分别为120kPa、40 kPa120kPa,反应的标准平衡常数K=0.4XL2》=0.48. (1.2)2 答案(1)+90.8(2)CD(3)①0.02②b开始体积减半， N分压变为原来的2倍，随后由于加压平衡逆向移动，N。分压比 原来的2倍要小③0.48 第三章水溶液中的离子反应与平衡 第一节 电离平衡 必备知识·自主梳理 一、1.能都不能 2.(1)小大强弱较快较慢更大大于(2)全部 部分 练一练 1.(1)×(2)× (3)×(4)/ 二、1.相等 2.(1)①NaOH-Na++(OH-②HS),—2H++S) (2)①CHC()H==CH COO+H+②NH3·HO NH:+OH 3.越大电离增大吸热 练一练 2.(1)×(2)×(3)/(4)/ 三、1.(1)离子浓度分子(2)K。K 2.(2NH)·c(OH） c(NH3·H2O) (3H)·c(HC0) c(H.CO) 3.(1)本身性质(2)温度越大(3)大于 练一练 (1)×(2)/(3)×(4)× 关键能力·合作探究 新知探究（一） 情景导入 1.提示：HO)C-CO)H==HO)C一C()+H+:H(O)C C()-=-()(C-C())+H 2.提示：硫酸。因为硫酸是强酸，两种酸浓度相同时硫酸溶液中离 子浓度更大，导电能力更强。 3.提示：草酸在热水中的溶解度大，所以用热水洗菠莱后溶液中草 酸含量多：同时温度升高，草酸的电离程度增大，电离出更多的氢 离子，所以酸性明显增强。 对点题组 1.D[HCI是共价化合物，但它是强电解质，A错误；电解质的强、 弱与其溶解度无关，B错误：有些强电解质在熔融状态下不能电 离，如HS),,C错误；电解质导电是有条件的，溶液的导电能力 与溶液中离子浓度、离子所带电荷数有关，D正确。] 2.B溶解性与电解质强弱无关，故A错误；甲酸是一元酸，酸的浓 度大于H的浓度，说明甲酸不能完全电离，应属于弱电解质，故 B正确：甲酸与Na()H溶液恰好完全反应，说明酸和碱的物质的 量相同，不能证明甲酸是弱电解质，故C错误；在浓度相同时，若 等物质的量甲酸溶液的导电性弱于一元强酸溶液，才可判断其为 弱电解质，故D错误。] 3.A[CHC))H属于弱电解质，电离方程式用“一一”，A项正确： Ba(()H)?是强电解质，电离出的阳离子符号为Ba+,B项错误； NaHCC),是强电解质，但HC)是原子团，正确写法应是NaH C(),—Na+十HC),C项错误：HP),是弱电解质，应该分步 电离且以第一步为主：HP),一H+十HP)。,D项错误。] 新知探究（二， 情景导入 1.提示：HC)OH==HC)O+H+ 2.提示：蚊虫叮咬初期，蚊虫向人体内注入甲酸，使血液中的c(H+) 增大，电离平衡：HC)一HC()5十H+向左移动，HC)3分解 产生CO,气体。 3.提示：观点正确。受到蚊虫叮咬时及时涂抹稀氨水或肥皂水，能 够消耗血液中的H+,使血液中c(H+)降低，起到治疗作用。 对点题组 1.C[因加水促进弱电解质的电离，则氨水的电离程度增大，①正 确：0.1mol·L1氨水加水稀释，c(NH·H,O)减小，②错误： 0.1mol·L1氨水加水稀释促进电离，NH数目增多，③正确： 0.1mol·L1氨水加水稀释促进电离，c(()H)减小，④错误；加 水稀释时，溶液中的离子的浓度减小，则导电性减弱，⑤错误。]化学选择性必修1 5.下表所列实验数据是在不同温度和压强下达到： (1)比较200℃和300℃时的数据，可判断出升 平衡状态时，混合物中NH3的含量（体积分数） 高温度，平衡向 (填“正反应”或“逆反 的变化情况[投料比V(N2):V(H2)=1:3]。 应”)方向移动，合成氨的正反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。 压强/MPa (2)根据平衡移动原理，合成氨的适宜条件是 0.1 10 20 30 60 100 (填序号)。 NH3的 A.高温、高压 B.高温、低压 温度/℃ 含量/% C.低温、高压 D.低温、低压 200 15.381.586.489.9 95.498.8 (3)500℃、30MPa时，N2的转化率为 300 2.2 52.064.2 71.0 84.292. (4)工业中实际生产氨时，考虑到浓度对化学平 400 0.4 25.138.247.065.279.8 衡及反应速率的影响，常采取的措施有： 500 0.1 10.6 19. 26. 12.257.5 600 0.05 4.5 9.1 13.8 23.131.4 温馨提示 请做课时分层检测（九） 章末综合提升 ◆网络构建心 表示方法： △c 单位：mol·L1·sl或mol·L-1·min-1 化学反应速率{简单计算 公式法 化学计量数之比法 内因：反应物的结构、性质（活化分子） 影响因素 浓度：c增大，增大 压强：有气体参加的反应，p增大，增大 外因 温度：T升高，增大 催化剂：一般加快反应速率 化学反应 焓判据：使体系能量降低的方向，就是反应容易进行的方向 速率与化 熵判据：使体系熵增大的方向，就是反应容易进行的方向 化学反应的方向 学平衡 △G<0,反应能自发进行 复合判据（△G=△H一T△S)△G>0,反应不能自发进行 △G=0,反应处于平衡状态 概念：可逆反应、条件一定，正=逆，各组分浓度不变 特征：逆、动、等、定、变 原因：外界条件（浓度、压强、温度）改变→正≠逆 化学 移动因果结果：再次正=递，各成分的含量又不变 平衡 方向：依据勒夏特列原理判断 表达式：对于反应mA(g)十nB(g)一C(g)十qD(g),K=c(C)·c9(D cm(A)·cn(B) 化学平影响因素：只与温度有关，与反应物或生成物的浓度变化无关 衡常数 判断可逆反应进行的程度 应用 判断可逆反应进行的方向 求反应物的转化率 40 第二章 化学反应速率与化学亚衡 ◆素养提升 [例1]室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且： (2)反应②的平衡常数表达式K= 浓度相等，同时发生以下两个反应：①M十N —X+Y;②M+N一X+Z,反应①的速率 (3)氧的质量分数：载氧体I (填“>” 可表示为U1=k1c2(M),反应②的速率可表示！ “=”或“<”)载氧体Ⅱ。 为2=k2c2(M)(k1、k2为速率常数)。反应体！ (4)往盛有CuO/Cu2O载氧体的刚性密闭容器 系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图，下： 中充入空气[氧气的物质的量分数x(O2)为 列说法错误的是 21%],发生反应①。平衡时x(O2)随反应温度 T变化的曲线如图所示。985℃时O2的平衡 0.5 转化率a(O2)= (保留2位有效 (30,0.300) 数字)。 0.2 c(M) x(02)/% (30,0.125) c(Z) 25 (1030,21) 0.1 20 15 0102030405060 (985,10) 10 t/min A.0~30min时间段内，Y的平均反应速率为 800 90010001100T/℃ 6.67×10-3mol·L1·min-1 (5)根据上图，x(O2)随温度升高而增大的原 B.反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比保持 因是 不变 C.如果反应能进行到底，反应结束时62.5%的 反应温度必须控制在1030℃以下，原因是 M转化为Z D.反应①的活化能比反应②的活化能大 [例2]化学链燃烧(CLC)是利用载氧体将空气： (6)载氧体掺杂改性，可加快化学链燃烧速率」 中的氧传输至燃料的新技术，与传统燃烧方式 使用不同掺杂的CuO/Cu2O载氧体，反应②活 相比，避免了空气和燃料的直接接触，有利于高 化能如表所示。 效捕集CO2。基于CuO/Cu2O载氧体的甲烷 : 载氧体掺杂物质 氧化铝 膨润土 化学链燃烧技术示意图如下。 活化能/(k·mol厂1) 60±2.337.3±1 N2、02等 CO, Cuo/Cu2O H2O、CO2 捕集 由表中数据判断：使用 (填“氧化铝”或 载氧体I 装置 “膨润土”)掺杂的载氧体反应较快；使用氧化铝 02 -CH 空气反应器 燃料反应器 或者膨润土掺杂的载氧体，单位时间内燃料反 Cuo/Cu.O 应器释放的热量分别为akJ、bkJ,则a 空气 载氧体Ⅱ CH (填“>”“=”或“<”)b。 空气反应器与燃料反应器中发生的反应分别为 、 [例3]二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少 ①2Cu2O(s)+O2(g)=4CuO(s)△H1= 温室气体二氧化碳。回答下列问题： -227kJ·mol-1 二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为： 28CuO(s)+CH(g)=4CuzO(s)+CO2(g)+: CO2+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 2H2O(g)△H2=-348k·mol-1 △H=-49kJ·mol-1 (1)反应CH4(g)+2O2(g)-CO2(g)+2H2O(g) n(H2) 合成总反应在起始物 n(C02) =3时，在不同条 △H= kJ·mol-1。 41 化学 选择性必修1 件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数： (2)已知该反应的△S=198.9J·mol-1· 为x(CH3OH),在t=250℃下的x(CH3OH) K一1，在下列哪些温度下反应能自发进行？ ~p、在p=5X105Pa下的x(CH3OH)~t如图 (填字母)。 所示。 A.25℃ B.125℃ ①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常： C.225℃ D.325℃ 数，表达式Kp= (3)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在 ②图中对应等压过程的曲线是 一定温度和催化剂的条件下，将0.1 mol NH3 判断的理由是 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 ③当x(CH3OH)=0.10时，CO2的平衡转化率 曲线如图所示。 x- ,反应条件可能为 2.0 或 1.6 p/105 Pa 2 3 456 8 0.8 0.11 0.4 0.10 0.09 t/min 0.08 0.07 ①若保持容器体积不变，1时反应达到平衡，用 0.06 0.05 H2的浓度变化表示0~t1时间内的反应速率 0.04 0.03 (H2)= mol·L-1·min-1(用含t1的 0.02 0.01 代数式表示)； t/℃ ②2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保 [例4] 氨气中氢含量高，是一种优良的小分子 持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋 储氢载体，且安全、易储运，可通过下面两种方 势的曲线是 (用图中a、b、c、d表示)，理 法由氨气得到氢气。 由是 方法I.氨热分解法制氢气 ③在该温度下，反应的标准平衡常数K= 相关化学键的键能数据 化学键 N≡N H-H N-H (已知：分压=总压×该组分物质的量分数，对 键能E/(kJ·mol-l) 946 436.0 390.8 于反应dD(g)+eE(g)=gG(g)+hH(g) 在一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2 PG PH 和H2。回答下列问题： 其中p9=100kPa,pG、 PD PE (1)反应2NH3(g)=N2(g)+3H2(g) AH- k·mol-1 H、pD、E为各组分的平衡分压)。 温馨提示 古人学问无遗力，少壮工夫老始成。纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。 ✉ 请做章未检测卷（二） 42