第二章 化学反应速率与平衡单元测试②—2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1
2026-08-07
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摘要:
**基本信息**
本试卷为高二上学期化学人教版选择性必修1第二章“化学反应速率与平衡”单元测试,通过基础题与综合题结合,覆盖速率影响因素、平衡状态判断等核心知识点,融入实验探究与工业应用情境,适配单元复习巩固,培养科学思维与探究能力。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|15题/45分|化学反应速率影响因素(题1)、平衡状态判断(题10)、勒夏特列原理(题12)|基础知识点分层考查,从识记(碰撞理论)到掌握(变量控制法)|
|非选择题|4题/55分|速率测定与计算(题16)、反应机理与平衡常数(题17)、乙醇水催化重整(题19)|结合科技前沿(清洁能源)与实验探究,体现科学探究与实践,综合考查分析应用能力|
内容正文:
第二章 化学反应速率与平衡单元测试②—2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1
双向细目表
题号
知识点
能力层次
分值
识记
理解
掌握
运用
1
化学反应速率的影响因素
√
3
2
化学反应速率的测定
√
3
3
变量控制法
√
3
4
化学反应速率
√
3
5
碰撞理论
√
3
6
反应机理
√
3
7
化学反应速率图像
√
3
8
化学平衡状态的特征
√
3
9
化学平衡状态的影响因素
√
3
10
平衡状态的判断
√
3
11
化学平衡常数
√
3
12
勒夏特列原理
√
3
13
化学平衡图像
√
3
14
化工生产条件的选择
√
3
15
合成氨原理
√
3
16
化学反应速率的测定
√
12
化学反应速率的计算
化学反应速率的影响因素
17
化学反应机理
√
13
化学反应速率
转化率的计算
18
化学反应速率的探究
√
15
化学平衡的移动
化学反应速率的影响因素
19
焓变计算
√
15
化学平衡的移动
化学平衡常数的计算
可能用到相对原子质量H1 C12 N14 O16 F19 Na23 Mg 24 Al27 Si14 P31 S32 Cl35.5 Fe56 Cu63.5
1、 选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意。
1、决定化学反应速率的主要因素是( )
①温度 ②压强 ③催化剂 ④浓度 ⑤反应物本身的性质
A.①③⑤ B.⑤ C.①④ D.①②③④
2、NaNO2溶液和NH4Cl溶液可发生反应:NaNO2+NH4Cl=NaCl+N2↑+2H2O,为探究反应速率与c(NaNO2)的关系,进行如下实验:常温常压下,向锥形瓶中加入一定体积(V)的2.0mol·L-1 NaNO2溶液、2.0mol·L-1NH4Cl溶液和水,充分搅拌。控制体系温度,再通过分液漏斗向锥形瓶中加入1.0醋酸。当导管口气泡均匀稳定冒出时,开始用排水法收集气体。用秒表测量收集1.0mLN2所需要的时间(t)实验数据如下表。下列说法正确的是( )
V/mL
NaNO2溶液
NH4Cl溶液
醋酸
水
1
4.0
V1
4.0
8.0
334
2
V2
4.0
4.0
V3
150
3
8.0
4.0
4.0
4.0
83
4
12.0
4.0
4.0
0.0
38
A.实验3用表示的反应平均速率
B.若实验4从反应开始到反应结束历时bs,则用NH4Cl表示的反应平均速率
C.V1=4.0;若V2=6.0,则V3=6.0
D.醋酸的作用是加快反应速率,改变其浓度对该反应速率无影响
3、化学是一门以实验为基础的科学,其中控制变量思想在探究实验中有重要应用。某研究小组以反应5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O为例探究外界条件对化学反应速率的影响。按下表将溶液迅速混合并开始计时,通过测定溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。下列说法不正确的是( )
实验序号
实验温度/℃
酸性KMnO4溶液
H2C2O4溶液
H2O
溶液颜色褪至无色所用时间/s
V/mL
c/(mol/L)
V/mL
c/(mol/L)
V/mL
①
20
2
0.02
4
0.1
0
②
20
2
0.02
2
0.1
2
8
③
45
2
0.02
2
0.1
x
A.x=2
B.t1<8,t2<8
C.配制该实验所用KMnO4溶液时应用盐酸酸化
D.利用实验②③可探究温度对化学反应速率的影响
4、对于反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),其他条件不变时,下列措施不能改变化学反应速率的是( )
A.增大C(s)的量 B.增大H2O(g)的浓度
C.增大CO(g)或H2(g)的浓度 D.减小H2O(g)的浓度
5、下列说法正确的是( )
①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应
②普通分子有时也能发生有效碰撞
③升高温度会增大反应速率,原因是增加了单位时间内活化分子的有效碰撞次数
④增大反应物浓度会增大反应速率的原因是单位体积内活化分子数增多
⑤化学反应的发生是活化分子有合适取向时的有效碰撞
A.①②⑤ B.③④⑤
C.①②③ D.②③④
6、基元反应HI+HI→H2+2I•的反应过程如下图。下列分析不正确的是( )
A.该基元反应涉及H-I键断裂和H-H键形成
B.该基元反应属于吸热反应
C.使用催化剂,不能改变该反应ΔH
D.增大c(HI),该反应体系内活化分子百分数增多
7、某温度下,在2L恒容密闭容器中投入一定量的A、B发生反应:3A(g)+bB(g)=cC(g),12s时生成C的物质的量为0.6mol(反应过程如图所示)。下列说法中正确的是
A.图中交点时A的消耗速率等于A的生成速率
B.2s时,用A表示的反应速率为0.15mol•L﹣1•s﹣1
C.化学计量数之比b:c=1:3
D.12s时的压强与起始时的压强之比为8:13
8、对于任何一个化学平衡体系,采取以下措施,一定会使平衡发生移动的是
A.加入一种反应物 B.加入催化剂
C.增大体系压强 D.升高温度
9、可以证明可逆反应,已达到平衡状态的是
①一个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键断裂;
②一个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键断裂;
③其它条件不变时,混合气体平均分子量不再改变;
④保持其它条件不变时,体系压强不再改变;
⑤、、都不再改变;
⑥恒温恒容时,密度保持不变;
⑦正反应速率v(H2)=0.6mol/(L•min),逆反应速率v(NH3)=0.4mol/(L•min)
A.全部 B.只有②③④⑤
C.①③④⑤⑦ D.只有②③⑤⑥⑦
10、一定温度下,向某容积可变的密闭容器中加入足量碳酸钙,发生反应:CaCO3(s)CaO(s)+ CO2(g),并达到平衡。下列说法不正确的是( )
A.保持容器容积不变,充入CO2,平衡向逆反应方向移动
B.将容器容积增大为原来的2倍,当体系再次达到平衡时,气体密度不变
C.增加CaCO3(s)的物质的量,平衡向正反应方向移动,CO2的浓度增大
D.将容器容积缩小为原来的一半,当体系再次达到平衡时,CO2的浓度不变
11、把2.5 mol A和2.5 mol B混合,装入容积为2 L的密闭容器里,发生反应:3 A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),经5s反应达平衡,在此5s内C的平均反应速率为0.2 mol/(L·s),同时生成1 mol D,下列叙述错误的是
A.x=4
B.达到平衡时容器内气体的压强与起始时的压强比为6:5
C.达到平衡时B的体积分数约为33%
D.该反应的平衡常数Kc=8
12、下列说法不正确的是
A.反应混合物各组分百分含量发生改变,化学平衡一定发生了移动
B.反应条件的改变引起v正≠v逆,则平衡一定发生移动
C.平衡移动,反应物的浓度一定减小
D.反应条件发生变化,化学平衡不一定移动
13、在2L恒容密闭容器中分别通入2molCO和1molO2。进行反应:2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH。在相同的时间段(5min)下,测得CO的转化率与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.a点,v(O2)=0.07mol·L-1·min-1
B.该反应ΔH<0
C.a点和d点CO转化率相等,d点v正(CO)等于a点v正(CO)
D.50℃时,该反应的化学平衡常数K=160
14、恒压条件下,密闭容器中将CO2、H2按照体积比为1:3合成CH3OH,其中涉及的主要反应:
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49kJ·moI-1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=41kJ·moI-1
在不同催化剂作用下发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,在相同的时间段内的选择性和产率随温度的变化如图
已知:CH3OH的选择性=
下列说法正确的是
A.保持恒温恒压下充入氮气,不影响CO的产率
B.合成甲醇的适宜工业条件是约230°C,催化剂选择CZ(Zr-1)T
C.使用CZ(Zr-l)T,230°C以上,升高温度甲醇的产率降低,原因是催化剂的活性降低
D.使用CZT,230°C以上,升高温度甲醇的产率降低,是因为反应Ⅰ平衡逆向移动
15、已知合成氨反应,既要使合成氨的产率增大,又要使反应速率加快,可采取的方法是
①减压;②加压;③升温;④降温;⑤及时从平衡混合气中分离出;⑥补充或⑦加催化剂;
A.③④⑤⑦ B.②④⑥ C.仅②⑥ D.②③⑥⑦
2、 非选择题:本题共4小题,共55分
16、某实验小组为探究外界条件对化学反应速率的影响进行如下实验:
实验1:探究常温下影响等质量金属与酸反应生成氢气速率的因素:
实验编号
金属
c(酸)/
溶液体积/mL
Ⅰ
铁粉
硫酸
10
Ⅱ
铁粉
盐酸
10
Ⅲ
铁块
硫酸
10
(1)实验Ⅰ、Ⅱ探究的是 对反应速率的影响。
(2)实验Ⅰ、Ⅲ及相应实验现象得到的结论是 。
(3)甲同学在进行实验Ⅲ时又加入了少量硫酸铜固体,发现生成气体速率明显加快,试分析其原因: 。
实验2:探究影响反应ClO3-+3HSO3-=Cl-+3SO42-+3H+的因素。
实验编号
溶液的体积mL
溶液的体积mL
水的体积/mL
反应温度
Ⅳ
10
10
0
25℃
Ⅴ
10
5
a
25℃
Ⅵ
10
10
0
60℃
(4)表中 。
(5)通过实验Ⅳ和实验Ⅵ可探究 对化学反应速率的影响。
(6)该小组同学依据实Ⅴ条件进行反应并测定其化学反应速率,所得数据如图所示。
内用表示的平均反应速率为 。
17、回答下列问题:
(1)中国科学院在国际上宣布首次实现CO2到淀粉的全合成,其中前两步涉及的反应如图1所示。
①反应:CO2(g)+2H2(g)=HCHO(g)+H2O(g)△H= (用△H1、△H2、△H3、△H4表示)。
②反应I进行时,同时发生反应:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)。在1L恒容密闭容器中充入4.0molCO2和6.0molH2,一定温度下,达到平衡时,c(CO2)=c(H2O)=2.4mol/L,请回答下列问题:反应I的平衡常数的表达式K= 。CH3OH物质的量分数为 %(计算结果保留1位小数)。
(2)乙烯是合成工业的重要原料,一定条件下可发生反应:3C2H4(g)2C3H6(g)分别在不同温度、不同催化剂下,保持其他初始条件不变,重复实验,经相同时间测得C2H4体积分数与温度的关系如图2所示。
在催化剂甲作用下,图2中M点的速率V正 V逆(填“>”“<”或“=”),根据图中所给信息,应选择的反应条件为 。
(3)CO2氧化1-丁烯脱氢生产1,3-丁二烯,其反应原理为:CH2=CHCH2CH3(g)+CO2(g)→CH2=CHCH=CH2(g)+H2O(g)+CO(g)氧化脱氢反应可能的反应路径有两种,如图3所示:
①为确定反应路径,可检测反应体系中的物质是 (填化学式)。
②若为“两步路径”,在温度和总压相同时,1-丁烯氧化脱氢的平衡转化率高于直接脱氢的原因是 。
18、
某兴趣小组同学设计实验探究溶液与草酸()溶液的反应及其反应速率,实验过程如下:
装置
序号
试剂A
溶液褪色所需的时间
①
2mL 0.1溶液
2mL 4溶液
45s
②
2mL 0.2溶液
2mL 4溶液
27s
③
2mL 0.1溶液
2mL 2溶液
63s
(1)实验时需要配制100mL 0.1溶液,用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、___________。
(2)实验过程中观察到溶液中产生气泡,该气体的主要成分是___________。
(3)对比实验①③或___________,可以得出结论:___________。
(4)甲同学发现实验过程中溶液褪色先慢后快,经查阅资料知道对该反应起催化作用,该同学设计如下实验证明:
取2mL 0.1溶液和2mL 4溶液于试管中,再加入少量的___________,滴加___________,记录溶液褪色所需的时间。
(5)乙同学为了更好地观察溶液褪色的快慢,将实验中溶液的体积增大至4mL,并改变了试剂的滴加顺序(如图1所示),同时用色度计测定反应过程中溶液的透光率(溶液浓度越大,透光率越小)。实验结果如图2所示:
实验中发现溶液的褪色经历了紫红色→棕黄色→无色几个阶段。
经查阅资料得知:
i.与反应,先缓慢自分解为;
ii.能发生反应:(棕黄色);
iii.易分解为和。
①由图2可得出结论:改变试剂的滴加顺序后,的浓度越小,___________。
②根据以上结论分析,其他条件不变,如果适当升高酸性溶液的pH,溶液的透光率达到100%所需的时间会___________。(填“增加”“减少”或“不变”)。
③当的浓度越小时,观察到溶液显棕黄色的时间越长,从平衡角度分析其原因:___________。
19、清洁能源的开发利用是实现“双碳”目标的重要途径,乙醇—水催化重整可获得H2,其主要反应为:
反应:C2H5OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g) ΔH=+173.3kJ·mol−1
反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.1kJ·mol−1
请回答下列问题:
(1)物质标准摩尔生成焓是指由最稳定的单质合成1mol对应物质的反应焓变,用符号表示。
物质
H2O(l)
CO2(g)
H2(g)
/
0
已知18 g液态水气化需要吸收44 kJ的能量,则C2H5OH(g)的 kJ·mol−1。
(2)保持压强为100 kPa,按投料,发生反应Ⅰ、Ⅱ,测得平衡时CO2和CO的选择性[例如CO的选择性]及的产率()随温度T的变化关系如图所示。
下列说法正确的是
A.曲线a表示平衡时CO2的选择性
B.300°C后曲线b随温度升高而降低的原因是催化剂在高温下活性下降
C.降低水醇比有助于提高CO的选择性
D.向体系中充入稀有气体,可有效加快反应速率
(3)500℃,100 kPa条件下,反应Ⅱ的平衡分压表示的平衡常数Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
若反应开始后10 min达到平衡,则以乙醇分压表示的反应速率为 kPa/min(保留小数点后两位)。
(4)若压强恒为100 kPa,请在图中画出平衡时乙醇的转化率随温度T变化的趋势图像 。
(5)保持其他条件相同,在不同CaO投入量的情况下进行乙醇-水催化重整反应,研究发现平衡时H2的产率随CaO的投入量增加呈现先增大后减少的趋势,试分析原因 。
详解答案
1、B
决定化学反应速率快慢的因素是反应物本身的性质,而浓度、温度、压强、催化剂是影响因素,所以A、C、D错误,B正确。故选B。
2、 C
A项,实验在常温常压下进行,不是标准状况,故气体摩尔体积不为22.4L/mol,故速率不是,故A错误;B项,实验4开始时NH4Cl的浓度为=0.4mol/L,从反应开始到反应结束历时bs,则用NH4Cl表示的反应平均速率,故B错误;C项,根据实验3、4可知,溶液的总体积为20.0mL,则V1=20.0—4.0-4.0-8.0=4.0;若V2=6.0,V3=20.0-4.0-4.0-6.0=6.0,故C正确;D项,醋酸的作用是加快反应速率,增大浓度该反应速率加快,故D错误;故选C。
3、化学是一门以实验为基础的科学,其中控制变量思想在探究实验中有重要应用。某研究小组以反应5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O为例探究外界条件对化学反应速率的影响。按下表将溶液迅速混合并开始计时,通过测定溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。下列说法不正确的是( )
实验序号
实验温度/℃
酸性KMnO4溶液
H2C2O4溶液
H2O
溶液颜色褪至无色所用时间/s
V/mL
c/(mol/L)
V/mL
c/(mol/L)
V/mL
①
20
2
0.02
4
0.1
0
②
20
2
0.02
2
0.1
2
8
③
45
2
0.02
2
0.1
x
A.x=2
B.t1<8,t2<8
C.配制该实验所用KMnO4溶液时应用盐酸酸化
D.利用实验②③可探究温度对化学反应速率的影响
3、C
A项,实验②和③只是温度不同,目的是探究温度对反应速率的影响,除温度外,其它条件应相同,则水的体积需要保持一致,因此x=2,A正确;B项,分析表中数据可知,实验①和实验②只是浓度不同,则实验①和实验②是探究反应物浓度对化学反应速率的影响,且浓度越大,反应速率越大,可知t1<8,实验②和③只是温度不同,目的是探究温度对反应速率的影响,温度越高,反应速率越快,则t2<8,,B正确;C项,高锰酸钾能氧化氯离子生成氯气,配制KMnO4溶液时不能用盐酸酸化,应该用稀硫酸,C错误;D项只有温度②<③,故D正确;故选C
4、A
改变浓度,可以改变化学反应速率,而改变固体物质的物质的量不能改变化学反应速率,因为固体物质的浓度可视为常数。
5、B
①活化分子间的碰撞不一定为有效碰撞,活化分子间的碰撞不一定能发生化学反应,错误;②普通分子不具有反应所需的能量,则普通分子不能发生有效碰撞,错误;③升高温度,提供了分子需要的能量,活化分子百分数增大,单位时间内活化分子的有效碰撞次数增加,反应速率增大,正确;④增大反应物浓度,单位体积内活化分子数目增多,单位时间内有效碰撞的次数增多,反应速率增大,正确;⑤活化分子有合适取向时发生有效碰撞,即发生了化学反应,正确
6、D
A项,由图示可知,该基元反应涉及H-I键断裂和H-H键形成,A正确;B项,由图可知,该基元反应的反应物总能量小于生成物的总能量,属于吸热反应, B正确;C项,使用催化剂,只可以改变该反应的速率,不能改变该反应ΔH,C正确;D项,增大c(HI),该反应单位体积内的分子总数增多,活化分子数增多,但活化分子的百分数不变,D错误;故选D。
7、D
A项,图中交点时A、B的浓度相等,但浓度继续变化,则没有达到平衡状态,如达到平衡状态,各物质的浓度不变,故A错误;B项,2s时,A的浓度变化=0.8mol/L﹣0.5mol/L=0.3mol/L,则2s内反应速率v===0.15mol•L﹣1•s﹣1,而不是瞬时速率,故B错误;C项,A的浓度变化=0.8mol/L﹣0.2mol/L=0.6mol/L,A表示的反应速率==0.05mol/(L•s),B的浓度变化=0.5mol/L﹣0.3mol/L=0.2mol/L,计算B的反应速率==mol/(L•s),C的反应速率==mol/(L•s),速率之比等于化学方程式计量数之比,3:b:c=0.05::,b=1,c=1.5,化学计量数之比b:c=2:3,故C错误;D项,平衡时A的物质的量为0.2mol/L×2L=0.4mol,B的物质的量为0.3mol/L×2L=0.6mol,C的物质的量为0.6mol,则总物质的量为1.6mol,起始时总物质的量为2.6mol,则12s时的压强与起始时的压强之比为8:13,故D正确;故选D。
8、对于任何一个化学平衡体系,采取以下措施,一定会使平衡发生移动的是
A.加入一种反应物 B.加入催化剂
C.增大体系压强 D.升高温度
8、D
本题综合考查化学平衡的移动及影响因素,升温向吸热方向移动,加压向气体计量系数减小的方向移动,加入催化剂,平衡不移动,另外改变固体的量,平衡也不移动,以此解题。
A.在反应中,加入一种固体反应物,固体量的增减不会引起化学平衡的移动,故A错误;
B.使用催化剂只能改变化学反应的速率,不会引起化学平衡的移动,故B错误;
C.对于没有气体参加的反应,或是前后气体体积不变的反应,压强不会引起平衡的移动,故C错误;
D.改变温度一定改变平衡状态,D正确;
故选D。
9、C
① 一个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键断裂,满足计量数关系,表示正、逆反应速率相等,说明达到平衡状态,故①选;
②一个N≡N断裂的同时,有3个H-H键断裂,表示的都是正反应速率,无法判断平衡状态,故②不选;
③该反应为气体物质的量减少的反应,气体总质量不变,则混合气体平均相对分子质量为变量,当混合气体的相对分子质量不再改变时,说明达到平衡状态,故③选;
④保持其他条件不变时,体系压强不再改变,说明气体的物质的量不再改变,反应达到平衡状态,故④选;
⑤NH3、N2、H2的体积分数都不再改变,说明各组分的浓度不再变化,反应达到平衡状态,故⑤选;
⑥恒温恒容时,混合气体总质量、容器的容积均为定值,则密度为定值,不能根据混合气体的密度判断平衡状态,故⑥不选;
⑦正反应速率v(H2)=0.6mol/(L•min),逆反应速率v(NH3)=0.4mol/(L•min),表示的是正逆反应速率相等,说明达到平衡状态,故⑦选;
故选C。
10、C
此反应化学平衡常数K=c(CO2),温度不变,K不变,则CO2浓度不变。A项,保持容器容积不变,充入CO2,CO2的浓度增大,平衡向逆反应方向移动,A正确;B项,容器容积增大为原来的2倍,CO2的浓度暂时降低,但平衡会向正反应方向移动,最终CO2的浓度恢复至原平衡值,由于气体质量与容器容积同比例增大,密度不变,B正确;C项,CaCO3(s)为固体,其物质的量不影响平衡,增加CaCO3(s)不会改变CO2的浓度,平衡不移动,C错误;D项,容器容积缩小为一半,温度不变,K不变,则CO2浓度不变,D正确;故选C。
11、 D
A.5s内D的平均反应速率为,,所以x=4,故A正确;B.平衡时容器内,所以,根据反应方程式可知,、,容器内气体总物质的量为:,反应前气体总物质的量为:,恒容密闭容器中气体压强之比等于物质的量之比,所以达到平衡状态时容器内气体的压强与起始时压强比为压强比为6:5,故B正确;C.达到平衡时,容器内气体总物质的量为6mol,则体积分数,故C正确;D.该反应的平衡常数,故D错误;故选D。
12、C
A.化学平衡状态时各组分百分含量不变,当反应混合物各组分百分含量发生改变,化学平衡一定发生了移动,A正确;
B.化学平衡状态时v正=v逆,当外界条件的改变引起v正≠v逆,则平衡一定发生移动,并逐渐达到新的平衡,B正确;
C.平衡移动时,若通过增加反应物浓度使平衡正向移动,反应物浓度可能比原平衡更高,因此反应物浓度不一定减小,C错误;
D.外界条件发生变化,若没破坏原来的平衡或正逆反应速率同步同量改变,即仍然相等,则化学平衡不移动,若破坏了原来的平衡,则平衡发生移动且会达到新的平衡,D正确;
13、C
A.a点CO的转化率为0.7,发生反应的CO的物质的量为,利用反应关系2CO(g)+O2(g)2CO2(g)反应的O2的物质的量为0.7mol,,A正确;B.起始时,2L恒容密闭容器中通入2molCO和1molO2,反应正向进行,b点之前温度低反应速率慢,未达平衡,b点达平衡,温度升高CO的转化率降低,平衡逆移,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,即,B正确;C.a点和d点温度不同,d点温度高,d点大于a点,C错误;D.50℃时,平衡CO转化率为0.8,则发生反应的CO的物质的量为,利用三段式分析,该反应的化学平衡常数,D正确;答案选C。
故选C。
14、B
A.充入氮气反应Ⅰ压强减小平衡逆向移动,H2和CO2增加从而导致反应Ⅱ的反应物浓度增大平衡正向,所以CO的产率增加,A项错误;
B.相同条件下催化剂CZ(Zr-1)T选择性更高。此催化剂在230℃选择性最高且CH3OH的产率较高,所以甲醇的最适宜条件为约230°C、催化剂选择CZ(Zr-1)T,B项正确;
C.230℃以上反应Ⅰ为放热反应升温平衡逆向,而反应Ⅱ为吸热反应升温平衡正向,导致甲醇的产率降低,C项错误;
D.CZT,230°C以上甲醇的选择性低,且升温反应Ⅱ正向,所以该条件下主要以反应Ⅱ为主导致甲醇的产率降低,D项错误;
15、C
合成氨反应,该反应的特点为:正反应放热且气体分子数减小;据此分析。
①减压,反应速率减慢,平衡逆向移动,的产率减小,①不可采取;
②加压,反应速率加快,平衡正向移动,的产率增大,②可采取;
③升温,反应速率加快,平衡逆向移动,的产率减小,③不可采取;
④降温,反应速率减慢,平衡正向移动,的产率增大,④不可采取;
⑤及时从平衡混合气中分离出,反应速率减慢,平衡正向移动,的产率增大,⑤不可采取;
⑥补充N2或H2,反应速率加快,平衡正向移动,的产率增大,⑥可采取;
⑦加催化剂,反应速率加快,但平衡不移动,的产率不变,⑦不可采取;
故选②⑥;
故选C。
16、
(1)浓度 (2)其他条件相同时,接触面积越大,反应速率越快
(3)向溶液中加入硫酸铜后,发生置换反应:,生成的和形成了原电池,加快反应速率 (4) (5)温度 (6)
(1)实验Ⅰ、Ⅱ中,铁粉相同,温度相同,相同浓度的盐酸和硫酸,不同,所以探究的浓度对反应速率的影响;
(2)实验Ⅰ是铁粉,产生气体的速率较快,实验Ⅲ用铁块,产生气体的速率较慢,其他条件相同,探究接触面积对反应速率的影响,由实验现象得到的结论是:其他条件相同时,接触面积越大,反应速率越快;
(3)实验Ⅲ时又加入了少量硫酸铜固体,发生置换反应:,生成的和形成了原电池,加快反应速率;
(4)在溶液中探究反应速率的影响因素时,需要溶液的总体积不变,故;
(5)根据实验条件,实验Ⅳ和实验Ⅵ浓度相同,温度不同,探究温度对反应速率的影响;
(6)根据如图,内,用表示的平均反应速率为:,根据反应,用表示的平均反应速率为。
选D。
17、
(1) △H1+△H2+△H3+△H4 11.1 (2) < 催化剂乙、反应温度200℃
(3) H2 通入CO2使容器体积增大,使平衡正向移动;CO2与H2反应,也使平衡向脱氢的方向移动
详解(1)①①CO2(g)+3H2(g)=H2O(g)+CH3OH(g) ΔH1;②CH3OH(g)+O2(g)=H2O2(l)+HCHO(g) ΔH2;③2H2O2(l)=2H2O(g)+O2(g) ΔH3;④3H2O(g)=3H2(g)+O2(g) ΔH4,目标反应可由反应①+反应②+×反应③+×反应④,ΔH=△H1+△H2+△H3+△H4。
②反应①CO2(g)+3H2(g)=H2O(g)+CH3OH(g),其平衡常数表达式K=。设反应①消耗CO2xmol,反应2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)消耗CO2ymol,则x+y=1.6mol,x+2y=2.4mol,解得x=0.8mol,y=0.8mol。则平衡时各物质的物质的量为n(CO2)=2.4mol,n(H2O)=2.4mol,n(H2)=1.2mol,n(CH3OH)=0.8mol,n(C2H4)=0.4mol,则甲醇的物质的量分数为0.8÷7.2=11.1%。
(2)从图中可知,M点C2H4的体积分数呈增大的趋势,说明此时反应逆向进行,V正<V逆。要确保乙烯尽可能转化为丙烯,则乙烯的体积分数要尽量小,因此选择的反应条件为催化剂乙、200℃。
(3)①一步路径和两步路径的差别在于是否有中间产物氢气生成,则可检测反应体系中的H2来确定反应路径。
②若为两步路径,第一步反应CH2=CHCH2CH3(g)CH2=CHCH=CH2(g)+H2(g),第二步反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),第二步反应二氧化碳与氢气反应,消耗了氢气,使第一步反应的化学平衡正向移动,同时通入二氧化碳使容器体积增大, 也能使第一步反应的化学平衡正向移动,因此两步路径的平衡转化率高于直接脱氢。
18、
答案(1)100mL容量瓶
(2)二氧化碳
(3) ①② 浓度越大,反应速率越快
(4) 硫酸锰 5滴0.01mol/L高锰酸钾溶液
(5) 反应速率越快 减小 当的浓度越小时,草酸根离子浓度减小,使得逆向移动,生成棕黄色的速率减慢,观察到溶液显棕黄色的时间越长
详解(1)配制一定物质的量浓度的溶液,所需的步骤有计算、称量、溶解(冷却)、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签;配制100mL 0.1溶液,用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、100mL容量瓶;
(2)高锰酸钾具有强氧化性,氧化草酸生成二氧化碳气体,故该气体的主要成分是二氧化碳;
(3)实验①③变量为氢离子浓度、实验①②变量为草酸浓度,通过实验可知,浓度越大,反应速率越快;
(4)对该反应起催化作用,则对比实验应该控制变量为加入硫酸锰,故实验为:取2mL 0.1溶液和2mL 4溶液于试管中,再加入少量的硫酸锰,滴加5滴0.01mol/L高锰酸钾溶液,记录溶液褪色所需的时间;
(5)①由图2可得出结论:分析图可知,改变试剂的滴加顺序后,的浓度越小,透光率达到100%所需时间越少,反应速率越快。
②根据以上结论分析,其他条件不变,酸性增强,高锰酸根离子氧化性增强,反应速率增大,那么适当升高酸性溶液的pH,溶液的透光率达到100%所需的时间会减小;
③当的浓度越小时,草酸根离子浓度降低,使得逆向移动,生成棕黄色的速率减慢,达到可被观察到的浓度所需要的时间延长。
19、
答案(1)-234.3(2分)
(2)AC(2分)
(3) 0.225(2分) 2.45(2分)
(4) (2分)
(5)当投入的CaO较少时,体系中的CO2被氧化钙吸收的影响占主导,导致反应Ⅰ平衡正移,反应Ⅱ平衡逆移,使H2的产率上升;当投入的CaO较多时,体系中的H2O被氧化钙吸收的影响占主导,导致反应I平衡逆移,反应Ⅱ平衡正移,使H2的产率下降
解析反应Ⅰ:C2H5OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g) ΔH=+173.3kJ·mol−1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41.1kJ·mol−1
保持压强为100kPa,按投料,发生反应I、Ⅱ。升高温度,两平衡发生正向移动,但CO2、CO的选择性一个增大、一个减小,且选择性之和为100%,所以曲线b为H2的产率曲线;曲线a为CO2的选择性曲线,曲线c为CO的选择性曲线。
(1)由题,液态水汽化:H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44kJ·mol−1,故。代入反应 Ⅰ 的ΔH公式:,解得;
(2)A项,由分析可知,曲线a表示平衡时CO2的选择性,A正确;B项,300℃后曲线b随温度升高而降低的原因是温度对反应Ⅱ的影响大于温度对反应I的影响,也就是反应Ⅱ占主导地位,B不正确;C项,降低水醇比[],相当于减小H2O的浓度,反应I平衡逆向移动,CO2选择性降低,则有助于提高CO的选择性,C正确;D项,保持压强恒定,向体系中充入稀有气体,体系总体积增大,导致各组分分压(浓度)降低,反应速率减慢,D不正确;故选AC;
(3)反应Ⅰ:C2H5OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g) ΔH=+173.3kJ·mol−1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41.1kJ·mol−1
500℃,100kPa条件下,按投料(令C2H5OH为1 mol、H2O为3 mol),发生反应I、Ⅱ。设参加反应C2H5OH的物质的量为x,则生成CO2的物质的量为2x,生成CO的物质的量为x,可建立如下三段式:
1 mol 参加反应,理论上生成6 mol,则,即。反应Ⅱ的平衡分压表示的平衡常数Kp=;起始时C2H5OH的分压为,平衡时C2H5OH的分压为,以乙醇分压表示的反应速率为;
(4)反应Ⅰ为吸热反应,升高温度平衡正向移动,乙醇转化率增大。由第(3)问计算可知500℃时转化率已达96%,因此在更高温度下,转化率的增速会因接近反应限度而减缓,因此乙醇的转化率随温度T变化的趋势图像为:;
(5)保持其他条件相同,在不同CaO投入量的情况下进行乙醇-水催化重整反应,研究发现平衡时H2的产率随CaO的投入量增加呈现先增大后减少的趋势,原因为:当投入的CaO较少时,体系中的CO2被氧化钙吸收的影响占主导,导致反应Ⅰ平衡正移,反应Ⅱ平衡逆移,使H2的产率上升;当投入的CaO较多时,体系中的H2O被氧化钙吸收的影响占主导,导致反应I平衡逆移,反应Ⅱ平衡正移,使H2的产率下降。
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