周周练06 第二章 化学反应速率与化学平衡 第1~4节(周测)化学人教版选择性必修1
2026-07-30
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摘要:
**基本信息**
聚焦化学反应速率与化学平衡核心知识,通过工业碳捕集、烟气脱硝等真实情境,结合实验数据与图表分析,实现基础巩固与能力提升的周测适配。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|14/28|自发过程、反应速率计算、平衡移动原理|融合多地区期中/期末真题,注重概念辨析与速率比较|
|非选择题|4/32|实验探究(锌与硫酸反应)、工业合成(硫酸/甲醇)、平衡常数计算|以图表数据为载体,突出科学探究与工业实践,强化证据推理与模型认知|
内容正文:
周周练06
(范围:第二章 化学反应速率与化学平衡 第1~4节 限时:45分钟 总分:60分)
一、选择题:本题共14小题,每小题2分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(25-26高二上·北京通州·期中)下列过程是非自发的是
A.天然气的燃烧 B.室温下水可结成冰
C.樟脑丸放置于衣柜中会逐渐变小 D.氯化钾溶于水
2.在不同条件下,分别测得反应的速率如下,其中化学反应速率最快的是
A. B.
C. D.
3.(25-26高二下·江苏盐城·阶段检测)下列事实能用平衡移动原理解释的是
A.配制FeCl2溶液后常加入适量铁粉
B.实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气
C.工业合成氨采用400℃ ~ 500℃的高温条件
D.室温下,将H2(g)+I2(g)2HI(g)平衡体系压缩体积后颜色加深
4.某小组同学查到一份研究过氧化氢溶液与氢碘酸反应的实验资料,具体如下。
资料1:室温下,过氧化氢溶液可与氢碘酸反应;资料2:碘单质溶于水后,溶液为棕黄色。
资料3:实验数据见下表。
实验编号
溶液
溶液
蒸馏水
温度/
浓度
体积
浓度
体积
体积
Ⅰ
0.1
1
0.1
1
8
25
Ⅱ
0.1
1
0.1
1
40
Ⅲ
0.1
1
0.1
6
25
下列说法正确的是
A.
B.实验原理为
C.若将实验Ⅱ温度调整为,溶液出现棕黄色的时间更短
D.对比上述实验数据,推测反应速率最快的是实验Ⅲ
5.在一定温度的密闭容器中发生反应,平衡时测得A的浓度为0.5 mol/L。保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的5倍,再达平衡时,测得A的浓度为0.2 mol/L。下列判断正确的是
A.平衡逆向移动 B.x+y<z
C.C的体积分数增大
D.B的转化率提高
6.某温度下,在容积为的密闭容器中投入一定量的、B发生反应,时反应达到平衡,生成的物质的量为,反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.12 s内,A和B反应放出的热量为
B.12 s时,A的瞬时反应速率为
C.12 s后,A的消耗速率等于B的生成速率
D.该方程式为
7.(25-26高二上·湖南长沙·期中)油气开采的废气含有,一种处理方法是高温将其分解: ,在2 L恒容密闭容器中充入1 mol 发生该反应(此时为堇紫色气体)。下列说法正确的是
A.反应达平衡后充入Ne气体使总压强增大,反应速率加快,平衡逆向移动
B.调控反应温度,可使(g)浓度达到0.25 mol/L
C.2 mol (g)的能量高于1 mol (g)和2mol(g)的总能量
D.当气体的颜色不变时,反应达平衡
8.(25-26高二上·新疆喀什·期末)在0.4 L密闭容器中投入0.6 mol A、0.5 mol B,发生反应:3A+B⇌aC+2D,经5 min后,此时气体C为0.2 mol;又知在此反应时间内,D的平均反应速率为0.1 mol·L-1·min-1,下面的结论正确的是
A.此时,反应混合物总物质的量为1 mol
B.B的转化率80%
C.A的平均反应速率为0.1 mol·L-1·min-1
D.a值为2
9.自然界中有一些过程是自发进行的,而且是有方向性的。下列说法中正确的是
A.冰在室温下自动融化成水,这是熵增的反应
B.25℃、时,是熵减反应
C.、的反应在任何温度下都不能自发进行
D.可逆反应正向进行时,正反应具有自发性,一定小于零
10.工业上用与HF反应刻蚀玻璃: ,。下列说法正确的是
A.该反应常温下自发 B.升高温度,反应自发性增强
C.低温下反应非自发 D.该反应熵增、放热
11.(25-26高二上·广东广州·期中)臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g),若反应在恒容密闭容器中进行,下列由该反应相关图像作出的判断正确的是
A.图1可知,升高温度,平衡常数增大
B.图2可表示:温度T2>T1,且纵坐标为NO2的百分含量
C.图3中t1时的改变可能是加入了催化剂或改变压强,平衡不移动
D.图4表示NO2平衡转化率随x的浓度变化,则x可能为O3
12.下列关于工业合成氨反应的调控说法正确的是
A.合成氨时,常采用迅速冷却的方法将氨液化,提高平衡转化率
B.合成氨时为提高平衡转化率,温度越高越好
C.增大浓度,可以提高活化分子百分数,从而加快反应速率
D.合成氨选择压强越高越好,可以加快反应速率,并提高转化率
13.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末)在某恒温恒容密闭容器中发生可逆反应:,B的反应速率v(单位为)与时间t的关系如图所示,下列说法正确的是
A.t0时刻,反应达到平衡,则10s后C的浓度增加2 mol/L
B.图中阴影部分的面积为B的浓度的减少量
C.向该容器中通入He,A的消耗速率增加
D.选择合适的催化剂可以加快该反应的速率,提高反应物的转化率
14.(25-26高二上·广西贺州·期末)往盛有一定量、的某密闭容器中充入,一定条件下,发生的反应为,该反应的平衡常数的对数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A.该反应的反应物的总能量小于生成物的总能量
B.该反应中,每转移电子,同时消耗
C.该反应的能量变化与稀盐酸和碳酸氢钠溶液反应的能量变化相符
D.时,该反应达到平衡后,仅再充入,反应重新达到平衡后,保持不变
二、非选择题:本题共4小题,除标明外,每空1分,共32分。
15.(8分)(25-26高二上·江西萍乡·期中)I.将打磨后的锌片放入锥形瓶中,再将注射器中的稀硫酸压入锥形瓶中,通过压强传感器测定实验中密闭容器(气密性良好)内压强与时间的关系,如图所示。
(1)图中、、三段中,产生氢气最快的为___________段,解释这段产生氢气最快的原因: ___________。
(2)图中段容器内压强逐渐减小的原因可能是___________。
(3)为控制反应速率,防止反应过快难以测量氢气体积,该小组事先在稀硫酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率,你认为可行的是___________(填字母)。
A.蒸馏水 B.溶液 C.溶液 D.溶液
II.在硫酸工业中,在做催化剂的作用下通过下列反应使氧化为 。其实验数据如下:
温度
不同压强下的平衡转化率
0.1MPa
0.5MPa
1MPa
5MPa
10MPa
450°C
97.5
98.9
99.2
99.6
99.7
550°C
85.6
92.9
94.9
97.7
98.3
(4)反应应选用的最佳温度为___________,应选用的最佳压强为___________。
(5)在实际生产中欲使的平衡转化率提高,同时提高的产率,适宜采取的措施有___________。
(6)尾气中的必须回收,原因是___________。
16.(8分)(25-26高二下·河北邢台·开学考试)在“碳中和”的国际大背景下,如何实现碳捕集和碳转化成为科学研究的热点。根据所学知识,回答下列问题:
Ⅰ.CO和水通过催化转化可以生成甲酸,有利于碳中和。其主要反应如下:
①CO(g)+H2O(g)⇌HCOOH(g) ΔH1=-10.5kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH2=akJ·mol-1
③CO2(g)+H2(g)⇌HCOOH(g) ΔH3=+30.9kJ·mol-1
(1)a=______;已知反应②的ΔS<0,则反应②自发进行的条件是______(填标号,下同)。
A.高压 B.低压 C.高温 D.低温
(2)在温度恒为T1K的恒容密闭容器中充入1mol CO(g)、2mol H2O(g),发生上述反应①和②,经过10min,容器内反应达到平衡状态。下列图像正确且能说明反应达到平衡状态的是______。
A. B.
C. D.
Ⅱ.CO2加氢还原可制备CH3OH,发生的反应为CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH4<0,同时还有副反应CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)发生。一定条件下,向体积为2L的恒容密闭容器中通入1mol CO2和2mol H2,发生上述两反应。反应过程中CO2转化率(反应相同时间)随温度变化和容器内总压强(在T2K温度下)随时间变化分别如图1、图2所示。
(3)图1中CO2转化率在b点后呈现减小的变化趋势,其原因是______。
(4)在T2K温度下,达到平衡时,容器中H2O(g)的浓度为______mol·L-1。
(5)图2中(T2K温度下)0~t0min内,用CH3OH的分压变化表示的反应速率为______(用含t0、p0的式子表示)kPa·min-1。
17.(8分)(25-26高二上·海南·期末)甲醇是重要的化工原料,应用前景广阔。研究表明,二氧化碳和氢气可以合成甲醇,反应为。
(1)已知某催化剂存在时,反应机理如图所示。
①反应I的热化学方程式为_______。
②总反应的反应速率主要由反应_______(填“I”或“Ⅱ”)决定。
(2)一定温度下,在1 L恒容密闭容器中加入和只发生反应:,测得容器中部分物质的物质的量随时间的变化关系如图所示:
①下列叙述中不能说明反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
A.容器内压强不再变化
B.单位时间内消耗,同时生成
C.容器中和的物质的量之比不变
D.混合气体的平均相对分子质量不再改变
②0~10 min内,用表示的平均反应速率_______。
③该温度下,反应达到平衡状态时,氢气的转化率为_______,若此时总压强为1 atm,则_______(结果用分数表示,已知:分压=总压×气体物质的量分数,为用气体分压代替浓度计算的平衡常数)。
18.(8分)(25-26高二上·四川泸州·期末)雾霾主要成分为灰尘、、、有机碳氢化合物等粒子。烟气脱硝是治理雾霾的方法之一。
(1)以氨气为脱硝剂时,可将还原为。
已知:ⅰ. ;
ⅱ. ;
则反应的___________。
(2)臭氧也是理想的烟气脱硝剂,其脱硝反应之一为: 某温度时,在体积为1 L的刚性密闭容器中充入和发生反应,保持恒温恒容条件。
①下列事实能够证明该反应已经达到平衡的是___________(填标号)。
A. B.混合气体密度不再改变
C.O2的体积分数不再改变 D.混合气体平均摩尔质量不再改变
②欲增加的平衡转化率,可采取的措施有___________(填标号)。
A.充入氦气 B.升高温度 C.充入 D.充入和
③达到平衡时,混合气体总压为p,的浓度为0.5 mol/L,则的转化率为___________,平衡常数___________(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
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周周练06
(范围:第二章 化学反应速率与化学平衡 第1~4节 限时:45分钟 总分:60分)
一、选择题:本题共14小题,每小题2分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(25-26高二上·北京通州·期中)下列过程是非自发的是
A.天然气的燃烧 B.室温下水可结成冰
C.樟脑丸放置于衣柜中会逐渐变小 D.氯化钾溶于水
【答案】B
【分析】自发过程的判断依据为ΔG=ΔH-TΔS是否小于0,据此分析;
【解析】A.燃烧剧烈放热(ΔH<0),产物气体增多(ΔS>0),ΔG<0,自发,A错误;B.室温高于水的凝固点(0℃),水结冰是熵减()的放热过程(),根据判断,在室温下,故为非自发过程,B正确;C.升华吸热但熵增显著(ΔS>0),室温下ΔG<0,自发,C错误;D.溶解过程离子分散导致熵增(ΔS>0),ΔG<0,自发,D错误;故选B。
2.在不同条件下,分别测得反应的速率如下,其中化学反应速率最快的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】比较不同物质表示的反应速率时,需统一单位(转换为),并除以相应物质的化学计量数得到比值,越大表示反应速率越快。
【解析】A.,; B.,,;C.,;D.,;选项C的r值最大,反应速率最快,故选C。
3.(25-26高二下·江苏盐城·阶段检测)下列事实能用平衡移动原理解释的是
A.配制FeCl2溶液后常加入适量铁粉
B.实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气
C.工业合成氨采用400℃ ~ 500℃的高温条件
D.室温下,将H2(g)+I2(g)2HI(g)平衡体系压缩体积后颜色加深
【答案】B
【解析】A.加入铁粉的作用是将氧化生成的还原为,对应反应为不可逆反应,不存在可逆平衡,不能用平衡移动原理解释,A错误;B.氯气与水存在可逆平衡,饱和食盐水中浓度较高,使平衡逆向移动,降低氯气的溶解度,可用平衡移动原理解释,B正确;C.合成氨反应正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,不利于氨的生成,采用高温的目的是提高催化剂活性、加快反应速率,与平衡移动无关,不能用平衡移动原理解释,C错误;D.为反应前后气体分子数不变的可逆反应,压缩体积增大压强,平衡不移动,颜色加深是体积减小导致浓度增大所致,与平衡移动无关,不能用平衡移动原理解释,D错误;故选 B。
4.某小组同学查到一份研究过氧化氢溶液与氢碘酸反应的实验资料,具体如下。
资料1:室温下,过氧化氢溶液可与氢碘酸反应;资料2:碘单质溶于水后,溶液为棕黄色。
资料3:实验数据见下表。
实验编号
溶液
溶液
蒸馏水
温度/
浓度
体积
浓度
体积
体积
Ⅰ
0.1
1
0.1
1
8
25
Ⅱ
0.1
1
0.1
1
40
Ⅲ
0.1
1
0.1
6
25
下列说法正确的是
A.
B.实验原理为
C.若将实验Ⅱ温度调整为,溶液出现棕黄色的时间更短
D.对比上述实验数据,推测反应速率最快的是实验Ⅲ
【答案】B
【解析】A.结合控制变量思维可知,第Ⅰ和第Ⅲ组温度恒定,故对比的是的浓度对反应速率的影响,第Ⅰ和第Ⅱ组是温度对反应速率的影响,所以,A错误;B.该实验是过氧化氢溶液与氢碘酸反应,过氧化氢为氧化剂,反应方程式为,B正确;C.温度到及以上时,受热会快速分解,影响该反应的发生,此时反应速率反而下降,棕黄色出现的时间变长,C错误;D.实验Ⅱ温度高,反应速率应该最快,D错误;故选B。
5.在一定温度的密闭容器中发生反应,平衡时测得A的浓度为0.5 mol/L。保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的5倍,再达平衡时,测得A的浓度为0.2 mol/L。下列判断正确的是
A.平衡逆向移动 B.x+y<z C.C的体积分数增大 D.B的转化率提高
【答案】A
【解析】A.容积扩大后,若无平衡移动,A浓度应为0.1mol/L,实际A浓度为0.2 mol/L,表明平衡逆向移动,A正确;B.对于有气体参加的反应,在温度不变时扩大容器的容积,即减小了体系的压强,化学平衡向气体分子数增大的方向移动。根据选项A 的分析可知平衡逆向移动,说明逆反应气体分子数增加,即x+y>z,B错误;C.平衡逆向移动导致C的物质的量减少,体积分数减小,C错误;D.平衡逆向移动使B的转化率降低,D错误;故选A。
6.某温度下,在容积为的密闭容器中投入一定量的、B发生反应,时反应达到平衡,生成的物质的量为,反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.12 s内,A和B反应放出的热量为
B.12 s时,A的瞬时反应速率为
C.12 s后,A的消耗速率等于B的生成速率
D.该方程式为
【答案】D
【解析】根据图像计算得,故,c=2。
A. 表示消耗3molA放出QkJ能量,12s内,A的消耗量为0.6mol/L×2L=1.2mol,放出的热量为0.4Q kJ,A错误;B.A的瞬时反应速率无法计算,B错误;C.12s后,反应达到平衡,由方程式可知,A的消耗速率等于B的生成速率的3倍,C错误;D.根据分析,该方程式为,D正确;故选D。
7.(25-26高二上·湖南长沙·期中)油气开采的废气含有,一种处理方法是高温将其分解: ,在2 L恒容密闭容器中充入1 mol 发生该反应(此时为堇紫色气体)。下列说法正确的是
A.反应达平衡后充入Ne气体使总压强增大,反应速率加快,平衡逆向移动
B.调控反应温度,可使(g)浓度达到0.25 mol/L
C.2 mol (g)的能量高于1 mol (g)和2mol(g)的总能量
D.当气体的颜色不变时,反应达平衡
【答案】D
【解析】A.恒容下充入Ne,各物质浓度不变,反应速率不变,平衡不移动,A错误;B.可逆反应无法完全转化,S2浓度无法达到0.25mol/L(理论极限为0.25mol/L),B错误;C.反应吸热,产物的总能量高于反应物,2mol H2S的能量低于1 mol (g)和2mol(g)的总能量,C错误;D.S2为堇紫色气体,颜色不变说明其浓度不再变化,反应达平衡,D正确;故答案选D。
8.(25-26高二上·新疆喀什·期末)在0.4 L密闭容器中投入0.6 mol A、0.5 mol B,发生反应:3A+B⇌aC+2D,经5 min后,此时气体C为0.2 mol;又知在此反应时间内,D的平均反应速率为0.1 mol·L-1·min-1,下面的结论正确的是
A.此时,反应混合物总物质的量为1 mol
B.B的转化率80%
C.A的平均反应速率为0.1 mol·L-1·min-1
D.a值为2
【答案】D
【分析】由题干可知,,则5 min内生成D的物质的量为 。根据反应建立三段式,据此分析:
【解析】A.反应5min后混合物中剩余A为0.3 mol、剩余B为0.4 mol、生成C为0.2 mol、生成D为0.2 mol,故总物质的量为1.1 mol,A错误;B.B的转化率为,B错误;C.A的平均反应速率为,C错误;D.根据5min内生成C和D的物质的量相等可知,该反应中C和D的化学计量数之比为,故a值为2,D正确;故选D。
9.自然界中有一些过程是自发进行的,而且是有方向性的。下列说法中正确的是
A.冰在室温下自动融化成水,这是熵增的反应
B.25℃、时,是熵减反应
C.、的反应在任何温度下都不能自发进行
D.可逆反应正向进行时,正反应具有自发性,一定小于零
【答案】C
【解析】A.冰在室温下自动融化成水是熵增过程,但融化是物理变化而非化学反应,因此描述为“熵增的反应”错误,A错误;B.该反应中气体分子数增加(2 mol → 5 mol),熵增大,是熵增反应而非熵减反应,B错误;C.(吸热)且(熵减)时,使恒成立,即任何温度下,反应均不自发,C正确;D.可逆反应正向自发时,可能大于零(熵增驱动),也可能小于零,D错误;故选C。
10.工业上用与HF反应刻蚀玻璃: ,。下列说法正确的是
A.该反应常温下自发 B.升高温度,反应自发性增强
C.低温下反应非自发 D.该反应熵增、放热
【答案】A
【分析】要判断反应自发性,需依据吉布斯自由能公式,当时反应自发,据此分析:
【解析】A.常温为298K,统一单位代入公式:,常温下反应自发,A正确;B.该反应,升高温度时的正值增大,升高,反应自发性减弱,B错误;C.温度越低,的正值越小,更易小于0,低温下反应自发,C错误;D.该反应为放热反应,但是熵减反应,并非熵增,D错误;故答案选A。
11.(25-26高二上·广东广州·期中)臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g),若反应在恒容密闭容器中进行,下列由该反应相关图像作出的判断正确的是
A.图1可知,升高温度,平衡常数增大
B.图2可表示:温度T2>T1,且纵坐标为NO2的百分含量
C.图3中t1时的改变可能是加入了催化剂或改变压强,平衡不移动
D.图4表示NO2平衡转化率随x的浓度变化,则x可能为O3
【答案】D
【解析】A.由图可知,反应物总能量高于生成物总能量,正反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,A错误;B.由图可知T2对应曲线先达平衡状态,所以温度T2>T1,而正反应是放热反应,温度升高平衡逆向移动,的平衡百分含量越大,与图像不符,B错误;C.若时加入催化剂,正反应速率加快,平衡不移动,与图像符合,若是增大压强,正反应速率突然增大,但是随后会随着浓度减小而减小,与图像不符,C错误;D.增大,平衡向正反应方向移动,二氧化氮平衡转化率应升高,与图相符,D正确;故选D。
12.下列关于工业合成氨反应的调控说法正确的是
A.合成氨时,常采用迅速冷却的方法将氨液化,提高平衡转化率
B.合成氨时为提高平衡转化率,温度越高越好
C.增大浓度,可以提高活化分子百分数,从而加快反应速率
D.合成氨选择压强越高越好,可以加快反应速率,并提高转化率
【答案】A
【解析】A.合成氨反应为可逆反应,将氨液化分离会减小生成物浓度,使平衡正向移动,提高原料平衡转化率,A正确;B.合成氨反应为放热反应,温度越高平衡逆向移动,平衡转化率越低,且过高温度会降低催化剂活性,B错误;C.增大浓度,仅会增加单位体积内活化分子数目,活化分子百分数不变,C错误;D.压强过高会大幅提升设备成本和技术要求,并非压强越高越好,D错误;故选A。
13.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末)在某恒温恒容密闭容器中发生可逆反应:,B的反应速率v(单位为)与时间t的关系如图所示,下列说法正确的是
A.t0时刻,反应达到平衡,则10s后C的浓度增加2 mol/L
B.图中阴影部分的面积为B的浓度的减少量
C.向该容器中通入He,A的消耗速率增加
D.选择合适的催化剂可以加快该反应的速率,提高反应物的转化率
【答案】B
【解析】A.t0时刻反应达到化学平衡,平衡时正、逆反应速率相等,各物质的浓度不再变化,因此t0后C的浓度不会继续增加,A错误;
B.化学反应速率的定义为:,因此,所以速率-时间图中,面积代表浓度变化,阴影部分是 “v正(B)−v逆(B)” 随时间的积分,对应B的浓度净减少量(正反应消耗 B,逆反应生成B,净减少量=消耗浓度-生成浓度),因此阴影部分面积为 B 的浓度减少量,B正确;
C.恒温恒容条件下通入He,反应物(A、B)和生成物(C)的浓度均不变,因此反应速率不变,A 的消耗速率不会增加,C错误;
D.催化剂只能加快反应速率,但不影响化学平衡,因此反应物的转化率不会改变,D错误;
故选B。
14.(25-26高二上·广西贺州·期末)往盛有一定量、的某密闭容器中充入,一定条件下,发生的反应为,该反应的平衡常数的对数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A.该反应的反应物的总能量小于生成物的总能量
B.该反应中,每转移电子,同时消耗
C.该反应的能量变化与稀盐酸和碳酸氢钠溶液反应的能量变化相符
D.时,该反应达到平衡后,仅再充入,反应重新达到平衡后,保持不变
【答案】D
【解析】A.由图可知,温度升高,减小,说明温度升高,减小,平衡逆向移动,则此反应为放热反应,,故该反应的反应物的总能量大于生成物的总能量,A错误;
B.题目未说明是标准状况,无法计算气体体积,B错误;
C.稀盐酸和碳酸氢钠溶液的反应为吸热反应,而本题中的反应为放热反应,能量变化不相符,C错误;
D.温度不变,则平衡常数不变,的平衡常数,可得,因此重新达到平衡后,保持不变,D正确;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,除标明外,每空1分,共32分。
15.(8分)(25-26高二上·江西萍乡·期中)I.将打磨后的锌片放入锥形瓶中,再将注射器中的稀硫酸压入锥形瓶中,通过压强传感器测定实验中密闭容器(气密性良好)内压强与时间的关系,如图所示。
(1)图中、、三段中,产生氢气最快的为___________段,解释这段产生氢气最快的原因: ___________。
(2)图中段容器内压强逐渐减小的原因可能是___________。
(3)为控制反应速率,防止反应过快难以测量氢气体积,该小组事先在稀硫酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率,你认为可行的是___________(填字母)。
A.蒸馏水 B.溶液 C.溶液 D.溶液
II.在硫酸工业中,在做催化剂的作用下通过下列反应使氧化为 。其实验数据如下:
温度
不同压强下的平衡转化率
0.1MPa
0.5MPa
1MPa
5MPa
10MPa
450°C
97.5
98.9
99.2
99.6
99.7
550°C
85.6
92.9
94.9
97.7
98.3
(4)反应应选用的最佳温度为___________,应选用的最佳压强为___________。
(5)在实际生产中欲使的平衡转化率提高,同时提高的产率,适宜采取的措施有___________。
(6)尾气中的必须回收,原因是___________。
【答案】(1)ab ab段反应物硫酸浓度高,且反应放热,温度升高,所以氢气生成速率最快
(2)cd段反应已结束,容器内热量逐渐散失,根据,温度降低,容器内压强逐渐减小
(3)AB
(4)
(5)通入适当过量的或及时分离出
(6)防止污染空气 循环利用,提高原料利用率
【解析】(1)根据压强-时间图中针对斜率可判断反应速率大小,图中段斜率最大反应速率最大,产生氢气最快。ab段反应物硫酸浓度高,且反应放热,温度升高,所以氢气生成速率最快。
(2)图中段容器内压强逐渐减小的原因可能是cd段反应已结束,容器内热量逐渐散失,根据,温度降低,容器内压强逐渐减小。
(3)A.蒸馏水降低了硫酸的浓度,可减慢反应速率,A符合题意;
B.溶液中的物质与Zn不反应不影响产生氢气的量,加入溶液降低了硫酸的浓度,可减慢反应速率,B符合题意;
C.中的硝酸根在酸性条件下具有氧化性会生成NO,影响氢气的测量,C不符合题意;
D.溶液加入后会与Zn反应生成Cu使溶液中形成原电池,加快反应速率,D不符合题意;
故选AB。
(4)两种温度比较可知,450℃比550℃的转化率高,故反应应选用的最佳温度为450℃。
根据表格中转化率均已达到较高水平,但压强增大会增大设备的承受力,故选0.1 MPa。
(5)在实际生产中欲使的平衡转化率提高,同时提高的产率,适宜采取的措施有通入适当过量的或及时分离出。
(6)尾气中的必须回收,原因是止污染空气循环利用,提高原料利用率。
16.(8分)(25-26高二下·河北邢台·开学考试)在“碳中和”的国际大背景下,如何实现碳捕集和碳转化成为科学研究的热点。根据所学知识,回答下列问题:
Ⅰ.CO和水通过催化转化可以生成甲酸,有利于碳中和。其主要反应如下:
①CO(g)+H2O(g)⇌HCOOH(g) ΔH1=-10.5kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH2=akJ·mol-1
③CO2(g)+H2(g)⇌HCOOH(g) ΔH3=+30.9kJ·mol-1
(1)a=______;已知反应②的ΔS<0,则反应②自发进行的条件是______(填标号,下同)。
A.高压 B.低压 C.高温 D.低温
(2)在温度恒为T1K的恒容密闭容器中充入1mol CO(g)、2mol H2O(g),发生上述反应①和②,经过10min,容器内反应达到平衡状态。下列图像正确且能说明反应达到平衡状态的是______。
A. B.
C. D.
Ⅱ.CO2加氢还原可制备CH3OH,发生的反应为CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH4<0,同时还有副反应CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)发生。一定条件下,向体积为2L的恒容密闭容器中通入1mol CO2和2mol H2,发生上述两反应。反应过程中CO2转化率(反应相同时间)随温度变化和容器内总压强(在T2K温度下)随时间变化分别如图1、图2所示。
(3)图1中CO2转化率在b点后呈现减小的变化趋势,其原因是______。
(4)在T2K温度下,达到平衡时,容器中H2O(g)的浓度为______mol·L-1。
(5)图2中(T2K温度下)0~t0min内,用CH3OH的分压变化表示的反应速率为______(用含t0、p0的式子表示)kPa·min-1。
【答案】(1)-41.4(2分) D
(2)AD
(3)升高温度,主反应平衡逆向移动且主反应平衡逆向移动程度大于副反应平衡正向移动程度
(4)0.35
(5)(或,2分)
【解析】(1)根据盖斯定律,反应①=②+③,故,代入得,解得。 反应自发进行满足,该反应、,低温下较小,可满足,故选D;
(2)A.反应①气体分子数减少,反应②气体分子数不变,总物质的量随反应进行减小,恒容恒温下压强减小,压强不变时说明总物质的量不变,反应达到平衡,A正确;
B.焓变是反应的固有属性,不随反应进行改变,图像错误,B错误;
C.容器恒容,所有反应物生成物都是气体,总质量不变,密度始终不变,不能说明平衡,C错误;
D.平均相对分子质量,不变,随反应进行减小,M增大,M不变时说明不变,反应达到平衡,D正确;
故选AD;
(3)b点反应已达到平衡,生成甲醇的主反应正反应放热,升高温度平衡逆向移动,主反应平衡逆向移动且主反应平衡逆向移动程度大于副反应平衡正向移动程度,转化率降低;
(4)设平衡时物质的量为,副反应消耗为,总转化:;总物质的量,恒温恒容下,得,即,解得,。,浓度;
(5)设CO2转化为甲醇消耗了a mol,根据差量法计算可得,总物质的量减少了2 a mol,总压强为0.8p0 kPa,,可得a=0.3 mol,浓度,列三段式:、,平衡时,,CH3OH(g)的分压为×0.8p0 kPa,用CH3OH的分压变化表示的反应速率为 kPa·min-1。
17.(8分)(25-26高二上·海南·期末)甲醇是重要的化工原料,应用前景广阔。研究表明,二氧化碳和氢气可以合成甲醇,反应为。
(1)已知某催化剂存在时,反应机理如图所示。
①反应I的热化学方程式为_______。
②总反应的反应速率主要由反应_______(填“I”或“Ⅱ”)决定。
(2)一定温度下,在1 L恒容密闭容器中加入和只发生反应:,测得容器中部分物质的物质的量随时间的变化关系如图所示:
①下列叙述中不能说明反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
A.容器内压强不再变化
B.单位时间内消耗,同时生成
C.容器中和的物质的量之比不变
D.混合气体的平均相对分子质量不再改变
②0~10 min内,用表示的平均反应速率_______。
③该温度下,反应达到平衡状态时,氢气的转化率为_______,若此时总压强为1 atm,则_______(结果用分数表示,已知:分压=总压×气体物质的量分数,为用气体分压代替浓度计算的平衡常数)。
【答案】(1)或(2分) Ⅰ
(2)BC (2分)
【解析】(1)①根据反应机理图可知,反应Ⅰ的是吸热反应,热化学反应方程式为或;
②活化能最大的反应决定总反应速率,由图像可知,反应Ⅰ的活化能最大,因此总反应的速率主要由反应Ⅰ决定;
(2)①A.由于该反应在恒温恒容条件下进行,容器中压强与气体的物质的量成正比,是变量,当压强恒定,则反应达到平衡,A正确;
B.单位时间内消耗是正反应方向,生成也是正反应方向,无法说明是否达到平衡,B错误;
C.初始容器中和的物质的量之比为1:3,由于改变量也是1:3,因此任何时刻容器中和的物质的量之比均为1:3,C错误;
D.混合气体的平均相对分子质量等于,随着反应的进行气体质量不变,但是气体物质的量改变,即混合气体的平均相对分子质量随着反应的进行而改变,当其不变,即为平衡,D正确;
答案选BC;
②0~10 min内,;
③该温度下,反应达到平衡状态时,,已知平衡时,则,即平衡时气体总物质的量,若此时总压强为1 atm,则,,,,已知,代入数据求得。
18.(8分)(25-26高二上·四川泸州·期末)雾霾主要成分为灰尘、、、有机碳氢化合物等粒子。烟气脱硝是治理雾霾的方法之一。
(1)以氨气为脱硝剂时,可将还原为。
已知:ⅰ. ;
ⅱ. ;
则反应的___________。
(2)臭氧也是理想的烟气脱硝剂,其脱硝反应之一为: 某温度时,在体积为1 L的刚性密闭容器中充入和发生反应,保持恒温恒容条件。
①下列事实能够证明该反应已经达到平衡的是___________(填标号)。
A. B.混合气体密度不再改变
C.O2的体积分数不再改变 D.混合气体平均摩尔质量不再改变
②欲增加的平衡转化率,可采取的措施有___________(填标号)。
A.充入氦气 B.升高温度 C.充入 D.充入和
③达到平衡时,混合气体总压为p,的浓度为0.5 mol/L,则的转化率为___________,平衡常数___________(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1)(b-3a)(2分)
(2)CD D 50%(2分) (2分)
【解析】(1)目标反应=反应ii-3×反应i,则ΔH=ΔH2-3ΔH1=(b-3a) kJ/mol。
(2)①A.未标明速率所表示的是正反应速率还是逆反应速率,无法判断平衡,A错误;B.恒容体系中的气相反应混合气体密度始终不变,无法判断平衡,B错误;C.反应中各物质的物质的量不断改变,则O2的体积分数不再改变可说明达到平衡,C正确;D.反应分子的总物质的量减小,则混合气体平均摩尔质量不再改变可说明达到平衡,D正确;故答案为CD;
②A.恒温恒容条件下充入氦气,体系总压强增大,但各组分的浓度(或分压)不变,平衡不移动,的平衡转化率不变,A错误;B.反应放热,升高温度,平衡逆向移动,的平衡转化率减小,B错误;C.增加有利于反应正向进行,但的平衡转化率减小,C错误;D.充入和,反应物浓度增加,平衡正向移动,的平衡转化率增加,D正确;故答案为D;
③平衡时的浓度为0.5 mol/L,根据反应方程式可知,的转化率为,平衡时的物质的量分别为1mol、0.5mol、0.5mol、0.5mol,气体总物质的量为2.5mol,则平衡常数。
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周周练06
一、选择题:本题共14小题,每小题2分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
B
C
B
B
A
D
D
D
C
A
D
A
B
D
二、非选择题:本题共4小题,除标明外,每空1分,共32分。
15.(8分)(1)ab ab段反应物硫酸浓度高,且反应放热,温度升高,所以氢气生成速率最快
(2)cd段反应已结束,容器内热量逐渐散失,根据,温度降低,容器内压强逐渐减小
(3)AB
(4)
(5)通入适当过量的或及时分离出
(6)防止污染空气 循环利用,提高原料利用率
16.(8分)(1)-41.4(2分) D
(2)AD
(3)升高温度,主反应平衡逆向移动且主反应平衡逆向移动程度大于副反应平衡正向移动程度
(4)0.35
(5)(或,2分)
17.(8分)(1)或(2分) Ⅰ
(2)BC (2分)
18.(8分)(1)(b-3a)(2分)
(2)CD D 50%(2分) (2分)
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