周周测12 第二章 化学反应的方向、限度与速率 第1-4节（周测）化学鲁科版选择性必修1

**基本信息** 聚焦化学反应原理核心内容，通过工业合成氨、汽车尾气脱硝等真实情境，融合概念辨析与综合应用，适配周测巩固需求，体现化学观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|15/30|反应方向判断、勒夏特列原理应用、平衡状态标志|结合石墨与金刚石稳定性比较等实例，考查化学观念| |非选择题|4/30|反应热计算、平衡图像分析、实验探究（如催化剂比表面积影响）|16题以NO传感器为情境考原电池原理，18题“液态阳光”情境融合转化率与平衡常数计算，体现科学探究与实践|

周周测12 一、选择题：本题共15小题，每小题2分，共30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 15 A D B B C D B B A C D D C B A 二、非选择题：本题共4小题，除标明外，每空1分，共30分。 16．（9分） (1) 46 0.25 (2) 负极 O2+4e-=2O2- 11.2 (3) Ⅰ和Ⅲ bd 17．（6分） (1) 低温 一 D (2) 400℃～840℃之间，随温度的升高，催化剂对反应Ⅰ的选择性提高 18．（8分） (1)-746.5kJ⋅mol-1 (2) 300 (3) X C b点转化率最高，是平衡点，该反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，二氧化碳转化率减小 19．（7分） (1) (2)< (3) -109.4 较低 (4) 高温 熵变 ，故反应①在常温下不能自发进行 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 $ 周周测12 （范围：第二章 化学反应的方向、限度与速率 第1-4节 限时：45分钟 总分：60分） 一、选择题：本题共15小题，每小题2分，共30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．下列推论正确的是 A．C(石墨,s)=C(金刚石,s)  ；则石墨比金刚石稳定 B．氨的液化过程中，   C．  ，  ，则 D．  、，则该反应在高温时才能自发进行 【答案】A 【详解】A．石墨转化为金刚石的反应为吸热反应，则石墨的能量低于金刚石，能量越低物质越稳定，所以石墨比金刚石稳定，A正确； B．氨的液化是氨气由气态变为液态的过程，该过程是熵变小于0的过程，B错误； C．二氧化硫气体的能量高于液态二氧化硫，则硫蒸气与氧气反应生成液态二氧化硫放出的热量更多，则焓变的大小关系为：ΔH1<ΔH2，C错误； D．由题意可知，低温条件下反应(ΔH−TΔS)小于0，能自发进行，D错误； 故选A。 2．下列反应在任何温度下均能正向自发进行的是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．该反应，反应后气体物质的量增大，，根据，仅高温下满足，不是任何温度都能自发，A错误； B．该反应，反应后气体物质的量减小，，任何温度下均大于0，反应不能自发进行，B错误； C．该反应，反应后气体物质的量减小，，根据，仅低温下满足，不是任何温度都能自发，C错误； D．该反应，反应后有气体生成、混乱度增大，，任何温度下均满足，反应在任何温度下都能正向自发进行，D正确； 故选D。 3．下列不能用勒夏特列原理解释的是 A．对于合成NH3的反应，为提高NH3的产率，理论上应采取低温措施 B．可逆反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)平衡后，加压，气体颜色加深 C．对于放热反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，低温高压有利于提高SO2的平衡转化率 D．用排饱和食盐水的方法收集氯气的同时可以除去氯气中的氯化氢杂质 【答案】B 【详解】A．合成的反应为放热的可逆反应，降低温度平衡正向移动，可提高产率，能用勒夏特列原理解释，A不符合题意； B．该可逆反应前后气体分子总数相等，加压平衡不移动，气体颜色加深是因为加压体积减小，浓度增大，与平衡移动无关，不能用勒夏特列原理解释，B符合题意； C．该反应为气体分子数减小的放热反应，降低温度、增大压强均使平衡正向移动，提高平衡转化率，能用勒夏特列原理解释，C不符合题意； D．与水存在可逆反应，饱和食盐水中浓度大，使平衡逆向移动，减小的溶解度，能用勒夏特列原理解释，D不符合题意； 故选B。 4．一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)Y(g)+Z(g)，以下说明该反应达到化学平衡状态的是 A．混合气体的总物质的量不再变化 B．反应容器中Y的质量分数不变 C．X的分解速率与Y的消耗速率相等 D．单位时间内生成1molY的同时消耗2molX 【答案】B 【详解】A．该反应前后气体总分子数相等，混合气体的总物质的量始终为定值，因此总物质的量不再变化不能说明反应达到平衡，A不符合题意； B．反应容器中Y的质量分数不变，说明Y的物质的量不再随时间改变，各组分含量保持恒定，反应达到平衡状态，B符合题意； C．X的分解速率为正反应速率，Y的消耗速率为逆反应速率，平衡时二者速率比应等于化学计量数比2:1，速率相等时正逆反应速率不相等，未达到平衡，C不符合题意； D．生成Y和消耗X均为正反应方向的变化，二者始终满足化学计量数关系，无法说明正逆反应速率相等，不能判断反应达到平衡，D不符合题意； 故选B。 5．下列关于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的说法正确的是 A．该反应ΔS>0 B．上述反应的平衡常数表达式为 C．反应达到平衡后，n(SO2)与n(SO3)之比不变 D．反应中断裂旧共价键的键能之和比反应中形成新共价键的键能之和大 【答案】C 【详解】A．该反应为气体总物质的量减小的反应，混乱度降低，故，A错误； B．平衡常数表达式为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，该反应的，选项写为逆反应的平衡常数表达式，B错误； C．反应达到平衡后，各组分的物质的量保持恒定，因此与之比不变，C正确； D．该反应为放热反应，断裂旧键吸收的总能量形成新键释放的总能量，因此断裂旧共价键的键能之和比形成新共价键的键能之和小，D错误； 故选C。 6．在体积固定的容器中，对于反应正反应为放热反应，下列叙述为平衡状态标志的是 ①单位时间内由、生成的分子数与分解的分子数相等    ②体系温度不再变化 ③外界条件不变时，、、浓度不随时间变化             ④体系的压强不再变化 ⑤体系的分子总数不再变化 A．①② B．①②③ C．①②③④ D．①②③④⑤ 【答案】D 【详解】①单位时间内、生成的分子数与分解的分子数相等，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故①正确； ②该反应为放热反应，体系温度不再变化，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故②正确； ③外界条件不变时，、、浓度不随时间变化，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故③正确； 该反应前后气体物质的量不同，体系压强不再变化，说明各组分浓度不变，反应达到平衡状态，故④正确； 该反应前后分子总数不同，体系分子总数不再变化，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故⑤正确； 故 D正确。 7．化学与社会、生产、生活密切相关，下列说法不正确的是 A．海水淡化可以解决淡水危机，用光催化分解代替电解水制氢气可实现节能环保 B．高炉炼铁时可通过增加高炉的高度来降低排出气体中CO的百分含量 C．食品放入冰箱中，因为温度低，变质速率慢，所以食品能够保存较长时间 D．可以通过勒夏特列原理解释夏天打开啤酒盖，喷出大量泡沫的现象 【答案】B 【详解】A．海水淡化可获取淡水以缓解淡水危机，光催化分解水利用太阳能，替代能耗较高的电解水制氢，可实现节能环保，A正确； B．高炉炼铁涉及可逆反应，反应达到平衡后，增加高炉高度无法改变平衡状态，不能降低排出气体中的百分含量，B错误； C．温度降低会减慢化学反应速率，食品变质属于化学变化，低温下变质速率减慢，因此食品可保存更长时间，C正确； D．啤酒中存在平衡，打开啤酒盖时体系压强减小，平衡正向移动，产生大量气体形成泡沫，可用勒夏特列原理解释，D正确； 故选B。 8．合成氨反应为。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表示分别在T1、T2温度下，改变起始时氢气的物质的量(其他条件不变)，平衡时NH3的质量分数的变化曲线。下列说法正确的是                 A．加入适当的催化剂，图1中的E和都减小 B．图2中，11 min时其他条件不变，压缩容器的体积为1 L，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，N2的平衡转化率最高的是b点 D．图3中，T1、T2对应温度下的平衡常数分别为K1、K2，则：T1＞T2，K1＞K2 【答案】B 【详解】A．催化剂通过降低反应的活化能 (E) 来加快反应速率，但不改变反应的焓变△H，A错误； B．从11 min起，将容器体积从2 L压缩为1 L，体系压强瞬间增大，根据勒夏特列原理，增大压强，平衡向气体分子数减少的方向移动，即向生成NH3（正反应）的方向移动，平衡正向移动会导致N2的物质的量进一步减少，因此，在11 min这个时间点后，从原平衡时的0.2 mol开始下降，直至达到新的平衡。图2中的曲线d符合要求，B正确； C． 增大H2的物质的量，可以提高N2的转化率，故转化率最高的是c，C错误； D．对比T1和T2两条曲线：在相同的H2投料量下，T1曲线的NH3质量分数始终高于T2曲线，这意味着T1温度下更有利于NH3的生成，对于放热反应，温度越低，越有利于正反应，因此，T1< T2，对于放热反应，温度升高K减小，故K1＞K2，D错误； 故选B。 9．化学与社会、生产、生活密切相关，下列说法不正确的是 A．利用反应制氢，达到平衡时，使用纳米CaO(催化剂)比微米CaO(催化剂)产率更高 B．于谦《石灰吟》中的诗句“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲”涉及吸热反应 C．将煤气化，有利于提供更多的能量，提高燃烧效率 D．洁厕灵和食醋是家庭中常见的两种生活用品，食醋中的酸比洁厕灵的酸性弱 【答案】A 【详解】A．使用催化剂能加快化学反应速率，提高单位时间内物质的转化量，但不影响平衡移动，A错误； B．“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲”，涉及到碳酸钙的分解，故为吸热反应，B正确； C．煤气化将固体煤转化为气体燃料，气态煤能量更高，燃烧放热更多，且燃烧更充分，提高能量利用效率，C正确； D．食醋中酸性物质主要是醋酸，洁厕灵中酸性物质主要是盐酸，而盐酸酸性强于醋酸，D正确； 故选A。 10．制备水煤气的反应C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)ΔH>0，下列说法正确的是 A．该反应ΔS<0 B．增加C的用量，反应速率一定增大 C．恒温下，增大总压，H2O(g)的平衡转化率变小 D．恒温恒压下，加入催化剂，平衡常数增大 【答案】C 【详解】A．该反应正反应为气体总物质的量增大的反应，体系混乱度增大，故，A错误； B．为固体，固体浓度视为常数，增加的用量对反应速率无影响，B错误； C．该反应正反应为气体分子数增大的反应，恒温下增大总压，平衡向气体分子数减小的逆反应方向移动，的平衡转化率变小，C正确； D．平衡常数仅与温度有关，恒温条件下加入催化剂，平衡不移动，平衡常数不变，D错误； 故选C。 11．已知反应(aq)+2I-(aq) 2(aq)+I2(aq)，若向该溶液中加入含Fe3+的某溶液，反应机理如图所示。下列有关该反应的说法不正确的是 ①2Fe3+(aq)+2I-(aq)I2(aq)+2Fe2+(aq) ②2Fe2+(aq)+(aq)2Fe3+(aq)+2(aq) A．反应①比反应②所需活化能大 B．该反应可设计成原电池 C．向该溶液中滴加淀粉溶液，溶液变蓝 D．若不加Fe3+，正反应的活化能比逆反应的活化能大 【答案】D 【详解】A．由图知，反应①的活化分子平均能量与反应物分子平均能量之差大于反应②，则反应①比反应②所需活化能大，A正确； B．该反应是氧化还原反应，涉及电子的转移，可设计成原电池，B正确； C．溶液中有I2生成，滴加淀粉溶液，溶液变蓝，C正确； D．催化剂不能改变反应的ΔH，该反应为放热反应，不加Fe3+，逆反应活化能仍大于正反应活化能，D错误； 故选D。 12．在一定温度下，容器内某一反应中、的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列叙述中正确的是 A．反应的化学方程式为2MN B．时，正逆反应速率相等，达到平衡 C．时，正反应速率大于逆反应速率 D．时，的浓度是浓度的倍 【答案】D 【分析】根据图象分析，M在反应过程中物质的量增加，为生成物，N在反应过程中物质的量减小，为反应物，时刻二者物质的量数值相等，但后续物质的量仍继续改变，尚未达到平衡；之后物质的量不再变化，反应达平衡状态；同一密闭容器体积恒定，可以直接借助物质的量大小比较浓度； 【详解】A．从曲线变化的趋势看，逐渐减小，逐渐增加。当时，、均不为，分别为、；时由减至，减少，增加，说明、之间的量变关系为，A错误； B．时、两物质的物质的量相等，且为，时刻后，M和N的物质的量仍在发生变化，说明反应还未达到平衡，此时正反应速率大于逆反应速率，并非正、逆反应速率相等，B错误； C．时，、的物质的量不随时间改变，是化学平衡的特征，说明正、逆反应速率相等，C错误； D．时为为，即的浓度为的倍，D正确； 故选D。 13．用○、●分别表示H原子、N原子，表示催化剂，工业合成氨的反应微观历程如下图所示，下列说法中错误的是 A．过程②→③吸收能量，过程③→④放出能量 B．使用新型催化剂可使N2与H2在较低温度和压强下合成NH3 C．合成氨反应达平衡时，反应速率关系： D．合成氨工业中采用循环操作的主要目的是提高N2与H2的利用率 【答案】C 【详解】A．由题干反应历程图中，过程②→③表示化学键断裂，故吸收能量，而过程③→④表示化学键形成，故放出能量，A正确； B．使用新型催化剂可以降低反应所需要的活化能，故可使与在较低温度和压强下合成，B正确； C．合成氨反应为根据反应速率之比等于化学计量系数之比可知，，故当时，，即合成氨反应未达平衡，C错误； D．合成氨工业中采用循环操作的主要目的是及时分离出NH3，化学平衡正向移动，并将和循环利用，故可提高与的利用率，D正确； 故选C。 14．人们可通过改变条件来调控化学反应的速率与限度，使其向着对人类更有益的方向发展。下列条件的改变不是从化学反应速率与限度的角度考虑的是 A．汽车排气管中使用三元催化器 B．燃煤中加入CaO C．橡胶轮胎中加入防老剂 D．合成NH3时使用高温、高压、催化剂 【答案】B 【详解】A．汽车排气管中使用三元催化器能够加快反应2NO+2CO⇌N2+2CO2的速率，与化学反应速率有关，A不符合题意； B．燃煤中加入CaO为了减少SO2的排放，减少污染，与化学反应速率与限度都无关，B符合题意； C．橡胶轮胎中加入防老剂减缓橡胶老化的速率，C不符合题意； D．合成时使用高温是为了提高催化剂活性、加快反应速率（平衡逆向移动），使用高压是为了加快反应速率、使平衡正向移动提升产率，均与化学反应速率与限度有关，D不符合题意； 故答案选B。 15．从下列事实，找出不能用勒夏特列原理解释的是 A．对平衡体系增加压强使颜色变深 B．反应 ，升高温度使平衡向逆方向移动 C．在溴水中存在如下平衡：，当加入溶液后颜色变浅 D．合成氨反应： ，为使氨的产率提高，理论上应采取低温 【答案】A 【详解】A．反应前后气体分子数相等，增大压强平衡不移动，颜色变深是因为体积缩小使浓度增大，与平衡移动无关，不能用勒夏特列原理解释，A符合题意； B．该反应正反应为放热反应，升高温度平衡向吸热的逆反应方向移动，符合勒夏特列原理，B不符合题意； C．加入溶液后，与、反应降低生成物浓度，平衡正向移动，浓度减小导致溶液颜色变浅，可以用勒夏特列原理解释，C不符合题意； D．合成氨反应正反应为放热反应，降低温度平衡正向移动，产率提高，可以用勒夏特列原理解释，D不符合题意； 故选A。 二、非选择题：本题共4小题，除标明外，每空1分，共30分。 16．氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用。回答下列问题： (1)工业合成氨的反应是一个可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。已知断裂1mol相应化学键需要的能量如下： 化学键 H-H N-H N≡N 能量 若反应生成1molNH3(g)，可放出热量______________kJ；实验室模拟工业合成氨时，在容积为2L的密闭容器内，反应经过10分钟后，生成10mol氨气，则用氮气表示的化学反应速率是________________。 (2)汽车尾气中含有的NO是造成城市空气污染的主要因素之一，通过NO传感器可监测汽车尾气中NO含量，其工作原理如图所示： NiO电极为___________(填“正极”或“负极”)。Pt电极上发生的电极反应式为_____________________。当电路中有1mol电子发生转移时，消耗NO的体积为_____________L(标准状况下)。 (3)一种新型催化剂能使NO和CO发生反应。为验证温度和催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了如下三组实验。 实验编号 T/℃ NO初始浓度() CO初始浓度() 催化剂的比表面积(m2/g) Ⅰ 280 82 Ⅱ 280 b 124 Ⅲ 350 a 82 ①a=_____________，b=_______。 ②能验证温度对化学反应速率影响规律的实验是______________(填实验编号)。 ③恒温恒容条件下，不能说明该反应已达到平衡状态的是_____________(填序号)。 a．容器内的压强保持不变   b．容器内各气体的物质的量之比为2：2：2：1 c．    d．容器内混合气体密度不再改变 【答案】(1) 46 0.25 (2) 负极 O2+4e-=2O2- 11.2 (3) Ⅰ和Ⅲ bd 【详解】（1）生成 时，需要断裂 键和 键，吸收的能量为 ；形成 键，放出的能量为 。因此，反应放出的热量为 。反应经过10分钟生成 氨气，则氨气的反应速率 。根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，用氮气表示的反应速率 。 （2）在原电池中，阴离子向负极移动。由图可知， 向 电极迁移，因此 电极为负极。 电极为正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成 ，电极反应式为 。负极发生氧化反应，电极反应式为 。当电路中有 电子转移时，消耗 ，在标准状况下的体积为 。 （3）① 根据控制变量法，验证温度对化学反应速率的影响时，应保持反应物初始浓度和催化剂比表面积相同，即对比实验Ⅰ和Ⅲ，故 ；验证催化剂比表面积对反应速率的影响时，应保持温度和反应物初始浓度相同，即对比实验Ⅰ和Ⅱ，故 。② 由①的分析可知，能验证温度对化学反应速率影响规律的实验是Ⅰ和Ⅲ。 ③ a．该反应正向是气体分子数减小的反应，在恒温恒容条件下，容器内压强保持不变，说明混合气体的总物质的量不再改变，反应已达到平衡状态，a不符合题意； b．容器内各气体的物质的量之比为 2:2:2:1 只是一个特定的状态，不能说明各组分的浓度不再发生变化，不能说明反应已达到平衡状态，b符合题意； c．根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，始终有 ，若 ，则 ，说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡状态，c不符合题意； d．在恒容密闭容器中，混合气体的总质量不变，容器体积不变，因此混合气体的密度始终保持不变。密度不再改变不能说明反应已达到平衡状态，d符合题意； 故选 bd。 17．很多含氮化合物都在工业生产和生活中有着重要作用，请回答下列相关问题。 (1)以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2]，反应历程中的能量变化如图所示。 ①第一步反应在___________(填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行；第___________(填“一”或“二”)步反应的逆反应活化能较大。 ②总反应的热化学方程式为____________________________________________。 ③该反应达到化学平衡后，下列措施能同时提高NH3转化率和反应速率的是___________(填标号)。 A．选用更有效的催化剂      B．升高反应体系的温度 C．降低反应体系的温度      D．缩小容器的体积 (2)氨的催化氧化过程可发生以下两种反应，该过程易受催化剂选择性影响。 Ⅰ：4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)   ΔH＜0 Ⅱ：4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)   ΔH＜0 在容积为1L的密闭容器中充入1.5 mol NH3和1.55 mol O2，在催化剂作用下反应10 min时，测得生成物NO和N2的物质的量随温度的变化曲线如图。 ①当温度处于400℃～840℃时，N2的物质的量减少，NO的物质的量增加，其原因是______________________________________。 ②520℃条件下反应10 min时，反应Ⅰ的浓度商 Q =________________。 【答案】(1) 低温 一 D (2) 400℃～840℃之间，随温度的升高，催化剂对反应Ⅰ的选择性提高 【详解】（1）① 由图可知，第一步反应的反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应（），且该反应是由气体生成固体的反应，气体分子数减小，熵变减小（）。根据吉布斯自由能判据 时反应能自发进行，可知该反应在低温下能自发进行；图中第一步反应的逆反应活化能为 ，第二步反应的逆反应活化能为 ，显然 ，故第一步反应的逆反应活化能较大； ② 根据盖斯定律，总反应的焓变等于各步反应焓变之和。第一步反应 ，第二步反应 ，两步相加可得总反应的热化学方程式为：； ③ A．选用更有效的催化剂只能加快反应速率，不能改变平衡状态，转化率不变，A不符合题意； B．升高温度能加快反应速率，但该反应为放热反应，升温会使平衡逆向移动，转化率降低，B不符合题意； C．降低温度会减慢反应速率，C不符合题意； D．缩小容器体积即增大压强，反应速率加快，且该反应正向为气体分子数减小的反应，增大压强平衡正向移动，转化率提高，D符合题意； 故选D； （2）① 反应Ⅰ和Ⅱ均为放热反应，若达到平衡，升高温度平衡均应逆向移动，产物物质的量应减少。但在之间，的物质的量反而增加，说明该阶段反应受动力学控制，随温度升高，催化剂对反应Ⅰ的选择性提高，使得反应Ⅰ的速率增加更快； ② 时，由图可知，。对于反应Ⅰ：生成，消耗 和 ，生成 ；对于反应Ⅱ：生成 ，消耗和，生成 。此时容器中各物质的物质的量分别为：，，。由于容器体积为 ，各物质的浓度在数值上等于其物质的量，即 ，，，。反应Ⅰ的浓度商 。 18．、、的排放与燃烧化石燃料有很大的关系，所以对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。 Ⅰ、脱硝 (1)已知：    若某反应的平衡常数表达式为，则此反应的______。 (2)催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的脱硝技术，用Fe做催化剂时，在氨气足量的情况下，不同对应的脱氮率如图所示，当温度为______℃，______，脱氮效果最佳。 Ⅱ、脱碳 (3)“液态阳光”是推动碳达峰、碳中和的技术新路径。反应原理为： ，向容积均为2 L的恒容密闭容器中通入和，在不同催化剂X、Y的催化下发生反应。测得50 min时，转化率与温度的变化关系如图所示。 ①该反应适宜选用的催化剂为______(填“X”或“Y”)。 ②时，d点对应容器在0~50 min内的平均反应速率______mol/(L·min)。 ③a、c两点转化率相等，下列说法正确的是______(填标号)。 A．a、c两点一定都是平衡点 B．a点可能为平衡点，c点一定不是平衡点 C．a点一定不是平衡点，c点可能为平衡点 D．a、c两点一定都不是平衡点 ④转化率：c点<b点的原因是______。 ⑤按上述投料，若某温度下，初始压强为p kPa，达到平衡时，转化率为50%，则该反应的平衡常数______(用p表示，最终结果用分数表示)。 【答案】(1)-746.5kJ⋅mol-1 (2) 300 (3) X C b点转化率最高，是平衡点，该反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，二氧化碳转化率减小 【详解】（1）结合平衡常数表达式可知目标反应为，已知反应①N2(g)+O2(g)=2NO(g) =+180.5kJ⋅mol−1；反应②C(s)+O2(g)=CO2(g) =-393.5kJ⋅mol-1；反应③2C(s)+O2(g)=2CO(g) =-221kJ⋅mol-1；根据盖斯定律可知目标反应=②×2-①-③得到，则目标反应的焓变=(-393.5kJ⋅mol-1)×2-（+180.5kJ⋅mol−1）-(-221kJ⋅mol-1)= -746.5kJ⋅mol-1。 （2）根据图示，当温度为300℃，，脱氮率最高，脱氮效果最佳。 （3）①根据图中信息，在b点以前，相同温度下，催化剂X对应的二氧化碳转化率较大，因此该反应适宜选用的催化剂为X； ②T1K时，d点二氧化碳的转化率为50%，则d点对应容器在0～50min内的平均反应速率； ③a、c两点转化率相等，由于催化剂只改变反应速率，不能改变二氧化碳的平衡转化率，当二氧化碳的转化率最高时，说明反应达到平衡状态，则b点是平衡点，该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，转化率降低，则a点一定不是平衡点，c点可能是平衡点，因此C正确； ④b点转化率最高，是平衡点，该反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，二氧化碳转化率减小。 ⑤按上述投料，某温度下，初始压强为p kPa，达到平衡时， CO2转化率为50%，设此时压强为p1，列三段式为： 则此时的压强，。则该反应的平衡常数：。 19．能源与环境是人类社会可持续发展的两大主题，也是我国当前经济社会发展的制约因素。 (1)汽车尾气脱硝脱碳主要原理为  ΔH<0。在一定条件下，该反应可自发进行的原因是_____________。 (2)氢气可用于制备H2O2。已知：①H2(g)+A(l) =B(l)  ΔH1；②O2(g)+B(l) =A(l)+H2O2(l) ΔH2，其中A、B为有机化合物，两反应均为自发反应，则H2(g)+O2(g) =H2O2(l)的ΔH________(填“>”、“＜”或“=”)0。 (3)工业上通过环戊二烯加氢制备环戊烯涉及的反应如下： 反应Ⅰ：(l)+H2(g) (l)  ΔH1=-100.5 kJ·mol-1 反应Ⅱ：(l)+2H2(g) (l)  ΔH2=-209.9 kJ·mol-1 则反应(l)+H2(g) (l)的ΔH=_________kJ·mol-1，该反应在__________(填“较高”“较低”或“任意”)温度下为自发反应。 (4)已知甲烷隔绝空气在不同温度下有可能发生如下两个裂解反应： Ⅰ．CH4(g)→C(s)+2H2(g)；Ⅱ．2CH4(g)→C2H2(g)+3H2(g)。 已知焓变和熵变随温度变化很小。某同学为了得到用天然气制取炭黑的允许温度范围和最佳温度，在图书馆查到如下热力学数据： 反应Ⅰ的ΔH(298 K)=+74.848 kJ·mol-1，ΔS(298 K)=+80.674 J·mol-1·K-1 反应Ⅱ的ΔH(298 K)=+376.426 kJ·mol-1，ΔS(298 K)=+220.211 J·mol-1·K-1 ①反应Ⅰ属于_________ (填“高温”或“低温”)自发反应。 ②反应Ⅱ在一定温度下可自发进行，则其自发进行是由_________ (填“焓变”或“熵变”)决定的。 ③通过计算判断反应Ⅰ在常温下能否自发进行_________________________。 【答案】(1) (2)< (3) -109.4 较低 (4) 高温 熵变 ，故反应①在常温下不能自发进行 【详解】（1）反应的，但反应能够自发进行，需要，只有当时才可能自发进行。 （2）两反应均为自发反应，因为两个反应的都小于0，自发反应应满足，从而推知。 （3） 根据盖斯定律，由反应可得反应(l)+H2(g)(l)，则该反应的；根据自发反应的判断依据，当时，该反应自发进行，根据该反应，，故该反应在较低温度下自发进行。 （4）①由于用天然气制取炭黑的反应是吸热、熵增的反应，只有在高温下才会有，则反应Ⅰ在高温时能自发进行； ②因为反应Ⅱ是吸热反应，不利于反应的自发进行，而熵增有利于反应的自发进行，所以反应Ⅱ能自发进行是由熵变决定的； ③，故反应Ⅰ在常温下不能自发进行。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 周周测12 （范围：第二章 化学反应的方向、限度与速率 第1-4节 限时：45分钟 总分：60分） 一、选择题：本题共15小题，每小题2分，共30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．下列推论正确的是 A．C(石墨,s)=C(金刚石,s)  ；则石墨比金刚石稳定 B．氨的液化过程中，   C．  ，  ，则 D．  、，则该反应在高温时才能自发进行 2．下列反应在任何温度下均能正向自发进行的是 A． B． C． D． 3．下列不能用勒夏特列原理解释的是 A．对于合成NH3的反应，为提高NH3的产率，理论上应采取低温措施 B．可逆反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)平衡后，加压，气体颜色加深 C．对于放热反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，低温高压有利于提高SO2的平衡转化率 D．用排饱和食盐水的方法收集氯气的同时可以除去氯气中的氯化氢杂质 4．一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)Y(g)+Z(g)，以下说明该反应达到化学平衡状态的是 A．混合气体的总物质的量不再变化 B．反应容器中Y的质量分数不变 C．X的分解速率与Y的消耗速率相等 D．单位时间内生成1molY的同时消耗2molX 5．下列关于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的说法正确的是 A．该反应ΔS>0 B．上述反应的平衡常数表达式为 C．反应达到平衡后，n(SO2)与n(SO3)之比不变 D．反应中断裂旧共价键的键能之和比反应中形成新共价键的键能之和大 6．在体积固定的容器中，对于反应正反应为放热反应，下列叙述为平衡状态标志的是 ①单位时间内由、生成的分子数与分解的分子数相等    ②体系温度不再变化 ③外界条件不变时，、、浓度不随时间变化             ④体系的压强不再变化 ⑤体系的分子总数不再变化 A．①② B．①②③ C．①②③④ D．①②③④⑤ 7．化学与社会、生产、生活密切相关，下列说法不正确的是 A．海水淡化可以解决淡水危机，用光催化分解代替电解水制氢气可实现节能环保 B．高炉炼铁时可通过增加高炉的高度来降低排出气体中CO的百分含量 C．食品放入冰箱中，因为温度低，变质速率慢，所以食品能够保存较长时间 D．可以通过勒夏特列原理解释夏天打开啤酒盖，喷出大量泡沫的现象 8．合成氨反应为。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表示分别在T1、T2温度下，改变起始时氢气的物质的量(其他条件不变)，平衡时NH3的质量分数的变化曲线。下列说法正确的是                 A．加入适当的催化剂，图1中的E和都减小 B．图2中，11 min时其他条件不变，压缩容器的体积为1 L，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，N2的平衡转化率最高的是b点 D．图3中，T1、T2对应温度下的平衡常数分别为K1、K2，则：T1＞T2，K1＞K2 9．化学与社会、生产、生活密切相关，下列说法不正确的是 A．利用反应制氢，达到平衡时，使用纳米CaO(催化剂)比微米CaO(催化剂)产率更高 B．于谦《石灰吟》中的诗句“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲”涉及吸热反应 C．将煤气化，有利于提供更多的能量，提高燃烧效率 D．洁厕灵和食醋是家庭中常见的两种生活用品，食醋中的酸比洁厕灵的酸性弱 10．制备水煤气的反应C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)ΔH>0，下列说法正确的是 A．该反应ΔS<0 B．增加C的用量，反应速率一定增大 C．恒温下，增大总压，H2O(g)的平衡转化率变小 D．恒温恒压下，加入催化剂，平衡常数增大 11．已知反应(aq)+2I-(aq) 2(aq)+I2(aq)，若向该溶液中加入含Fe3+的某溶液，反应机理如图所示。下列有关该反应的说法不正确的是 ①2Fe3+(aq)+2I-(aq)I2(aq)+2Fe2+(aq) ②2Fe2+(aq)+(aq)2Fe3+(aq)+2(aq) A．反应①比反应②所需活化能大 B．该反应可设计成原电池 C．向该溶液中滴加淀粉溶液，溶液变蓝 D．若不加Fe3+，正反应的活化能比逆反应的活化能大 12．在一定温度下，容器内某一反应中、的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列叙述中正确的是 A．反应的化学方程式为2MN B．时，正逆反应速率相等，达到平衡 C．时，正反应速率大于逆反应速率 D．时，的浓度是浓度的倍 13．用○、●分别表示H原子、N原子，表示催化剂，工业合成氨的反应微观历程如下图所示，下列说法中错误的是 A．过程②→③吸收能量，过程③→④放出能量 B．使用新型催化剂可使N2与H2在较低温度和压强下合成NH3 C．合成氨反应达平衡时，反应速率关系： D．合成氨工业中采用循环操作的主要目的是提高N2与H2的利用率 14．人们可通过改变条件来调控化学反应的速率与限度，使其向着对人类更有益的方向发展。下列条件的改变不是从化学反应速率与限度的角度考虑的是 A．汽车排气管中使用三元催化器 B．燃煤中加入CaO C．橡胶轮胎中加入防老剂 D．合成NH3时使用高温、高压、催化剂 15．从下列事实，找出不能用勒夏特列原理解释的是 A．对平衡体系增加压强使颜色变深 B．反应 ，升高温度使平衡向逆方向移动 C．在溴水中存在如下平衡：，当加入溶液后颜色变浅 D．合成氨反应： ，为使氨的产率提高，理论上应采取低温 二、非选择题：本题共4小题，除标明外，每空1分，共30分。 16．氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用。回答下列问题： (1)工业合成氨的反应是一个可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。已知断裂1mol相应化学键需要的能量如下： 化学键 H-H N-H N≡N 能量 若反应生成1molNH3(g)，可放出热量______________kJ；实验室模拟工业合成氨时，在容积为2L的密闭容器内，反应经过10分钟后，生成10mol氨气，则用氮气表示的化学反应速率是________________。 (2)汽车尾气中含有的NO是造成城市空气污染的主要因素之一，通过NO传感器可监测汽车尾气中NO含量，其工作原理如图所示： NiO电极为___________(填“正极”或“负极”)。Pt电极上发生的电极反应式为_____________________。当电路中有1mol电子发生转移时，消耗NO的体积为_____________L(标准状况下)。 (3)一种新型催化剂能使NO和CO发生反应。为验证温度和催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了如下三组实验。 实验编号 T/℃ NO初始浓度() CO初始浓度() 催化剂的比表面积(m2/g) Ⅰ 280 82 Ⅱ 280 b 124 Ⅲ 350 a 82 ①a=_____________，b=_______。 ②能验证温度对化学反应速率影响规律的实验是______________(填实验编号)。 ③恒温恒容条件下，不能说明该反应已达到平衡状态的是_____________(填序号)。 a．容器内的压强保持不变   b．容器内各气体的物质的量之比为2：2：2：1 c．    d．容器内混合气体密度不再改变 17．很多含氮化合物都在工业生产和生活中有着重要作用，请回答下列相关问题。 (1)以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2]，反应历程中的能量变化如图所示。 ①第一步反应在___________(填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行；第___________(填“一”或“二”)步反应的逆反应活化能较大。 ②总反应的热化学方程式为____________________________________________。 ③该反应达到化学平衡后，下列措施能同时提高NH3转化率和反应速率的是___________(填标号)。 A．选用更有效的催化剂      B．升高反应体系的温度 C．降低反应体系的温度      D．缩小容器的体积 (2)氨的催化氧化过程可发生以下两种反应，该过程易受催化剂选择性影响。 Ⅰ：4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)   ΔH＜0 Ⅱ：4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)   ΔH＜0 在容积为1L的密闭容器中充入1.5 mol NH3和1.55 mol O2，在催化剂作用下反应10 min时，测得生成物NO和N2的物质的量随温度的变化曲线如图。 ①当温度处于400℃～840℃时，N2的物质的量减少，NO的物质的量增加，其原因是______________________________________。 ②520℃条件下反应10 min时，反应Ⅰ的浓度商 Q =________________。 18．、、的排放与燃烧化石燃料有很大的关系，所以对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。 Ⅰ、脱硝 (1)已知：    若某反应的平衡常数表达式为，则此反应的______。 (2)催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的脱硝技术，用Fe做催化剂时，在氨气足量的情况下，不同对应的脱氮率如图所示，当温度为______℃，______，脱氮效果最佳。 Ⅱ、脱碳 (3)“液态阳光”是推动碳达峰、碳中和的技术新路径。反应原理为： ，向容积均为2 L的恒容密闭容器中通入和，在不同催化剂X、Y的催化下发生反应。测得50 min时，转化率与温度的变化关系如图所示。 ①该反应适宜选用的催化剂为______(填“X”或“Y”)。 ②时，d点对应容器在0~50 min内的平均反应速率______mol/(L·min)。 ③a、c两点转化率相等，下列说法正确的是______(填标号)。 A．a、c两点一定都是平衡点 B．a点可能为平衡点，c点一定不是平衡点 C．a点一定不是平衡点，c点可能为平衡点 D．a、c两点一定都不是平衡点 ④转化率：c点<b点的原因是______。 ⑤按上述投料，若某温度下，初始压强为p kPa，达到平衡时，转化率为50%，则该反应的平衡常数______(用p表示，最终结果用分数表示)。 19．能源与环境是人类社会可持续发展的两大主题，也是我国当前经济社会发展的制约因素。 (1)汽车尾气脱硝脱碳主要原理为  ΔH<0。在一定条件下，该反应可自发进行的原因是_____________。 (2)氢气可用于制备H2O2。已知：①H2(g)+A(l) =B(l)  ΔH1；②O2(g)+B(l) =A(l)+H2O2(l) ΔH2，其中A、B为有机化合物，两反应均为自发反应，则H2(g)+O2(g) =H2O2(l)的ΔH________(填“>”、“＜”或“=”)0。 (3)工业上通过环戊二烯加氢制备环戊烯涉及的反应如下： 反应Ⅰ：(l)+H2(g) (l)  ΔH1=-100.5 kJ·mol-1 反应Ⅱ：(l)+2H2(g) (l)  ΔH2=-209.9 kJ·mol-1 则反应(l)+H2(g) (l)的ΔH=_________kJ·mol-1，该反应在__________(填“较高”“较低”或“任意”)温度下为自发反应。 (4)已知甲烷隔绝空气在不同温度下有可能发生如下两个裂解反应： Ⅰ．CH4(g)→C(s)+2H2(g)；Ⅱ．2CH4(g)→C2H2(g)+3H2(g)。 已知焓变和熵变随温度变化很小。某同学为了得到用天然气制取炭黑的允许温度范围和最佳温度，在图书馆查到如下热力学数据： 反应Ⅰ的ΔH(298 K)=+74.848 kJ·mol-1，ΔS(298 K)=+80.674 J·mol-1·K-1 反应Ⅱ的ΔH(298 K)=+376.426 kJ·mol-1，ΔS(298 K)=+220.211 J·mol-1·K-1 ①反应Ⅰ属于_________ (填“高温”或“低温”)自发反应。 ②反应Ⅱ在一定温度下可自发进行，则其自发进行是由_________ (填“焓变”或“熵变”)决定的。 ③通过计算判断反应Ⅰ在常温下能否自发进行_________________________。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $