新人教版学年高中化学选修4第二章 化学反应速率和化学平衡单元测评Bdoc.docx

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新人教版学年高中化学选修4第二章化学反应速率和化学平衡单元测评Bdoc

第二章测评B

（高考体验卷）

（时间:

45分钟　满分:

100分）

一、选择题（每小题6分,共48分）

1.（2014课标全国Ⅰ）已知分解1molH2O2放出热量98kJ。

在含少量I-的溶液中,H2O2分解的机理为:

H2O2+I-

H2O+IO-　慢

H2O2+IO-

H2O+O2+I-　快

下列有关该反应的说法正确的是（　　）

A.反应速率与I-浓度有关

B.IO-也是该反应的催化剂

C.反应活化能等于98kJ·mol-1

D.v（H2O2）=v（H2O）=v（O2）

解析:

由信息可知有I-参加的反应速率慢,对整个反应起决定作用,A选项正确;IO-是中间产物,不属于催化剂,B选项错误;活化能与放出的热量无关,C选项错误;依据

2H2O2

2H2O+O2↑,故有v（H2O2）=v（H2O）=2v（O2）,可知D选项错误。

答案:

A

2.（2014北京理综）在一定温度下,10mL0.40mol·L-1H2O2溶液发生催化分解。

不同时刻测得生成O2的体积（已折算为标准状况）如下表。

t/min

0

2

4

6

8

10

V（O2）/mL

0.0

9.9

17.2

22.4

26.5

29.9

下列叙述不正确的是（溶液体积变化忽略不计）（　　）

A.0~6min的平均反应速率:

v（H2O2）≈3.3×10-2mol·（L·min）-1

B.6~10min的平均反应速率:

v（H2O2）<3.3×10-2mol·（L·min）-1

C.反应至6min时,c（H2O2）=0.30mol·L-1

D.反应至6min时,H2O2分解了50%

解析:

10mL溶液中含有H2O2物质的量为0.01L×0.4mol·L-1=0.004mol,6min时,氧气的物质的量为=0.001mol,

根据三段法解题:

　　　　　　　　2H2O2

2H2O+O2↑

初始物质的量（mol）0.0040

变化的物质的量（mol）0.0020.001

6min时物质的量（mol）0.0020.001

则0~6min时间内,Δc（H2O2）==0.2mol·L-1,所以v（H2O2）=≈3.3×10-2mol·（L·min）-1,故A正确;6min时,c（H2O2）==0.2mol·L-1,故C错误;6min时,H2O2分解率为×100%=50%,故D正确;随着反应的进行,H2O2的浓度逐渐减小,反应速率也逐渐减小,所以6~10min的平均反应速率小于前6min的平均速率,即小于3.3×10-2mol·（L·min）-1,故B正确。

答案:

C

3.（2014重庆理综）在恒容密闭容器中通入X并发生反应:

2X（g）

Y（g）,温度T1、T2下X的物质的量浓度c（X）随时间t变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是（　　）

A.该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量

B.T2下,在0~t1时间内,v（Y）=mol·L-1·min-1

C.M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆

D.M点时再加入一定量X,平衡后X的转化率减小

解析:

由图像知T1时达平衡时间短,故T1>T2,而升高温度,反应速率加快,故M点正反应速率v正大于N点逆反应速率v逆,C项正确;从图中可知:

到达W点反应消耗的X比M点多,所以反应进行到M点比进行到W点放出的热量少,A错;B项v（Y）=v（X）=mol·L-1·min-1;M点时再加入一定量X,相当于将原平衡压缩体积,平衡正向移动,X转化率增大。

答案:

C

4.（2014四川理综）在10L恒容密闭容器中充入X（g）和Y（g）,发生反应

X（g）+Y（g）

M（g）+N（g）,所得实验数据如下表:

实验

编号

温度/℃

起始时物质的量/mol

平衡时物质的量/mol

n（X）

n（Y）

n（M）

①

700

0.40

0.10

0.090

②

800

0.10

0.40

0.080

③

800

0.20

0.30

a

④

900

0.10

0.15

b

下列说法正确的是（　　）

A.实验①中,若5min时测得n（M）=0.050mol,则0至5min时间内,用N表示的平均反应速率v（N）=1.0×10-2mol·（L·min）-1

B.实验②中,该反应的平衡常数K=2.0

C.实验③中,达到平衡时,X的转化率为60%

D.实验④中,达到平衡时,b>0.060

解析:

①中5min时生成M0.05mol,则生成N也是0.05mol,v（N）==1.0×10-3mol·（L·min）-1,A错误;②中平衡时n（M）=0.080mol,则生成N0.080mol,消耗X、Y的物质的量分别为0.080mol,因此平衡时容器中有X0.02mol、有Y0.32mol,其平衡常数K==1,B错误;③中反应温度与②相同,则平衡常数也相同,K=1。

则有=1,a=0.12,即参加反应的X的物质的量为0.12mol,其转化率为×100%=60%,C正确;①的平衡常数为>1,所以该反应的正反应为放热反应,若④的反应在800℃时进行,则有=1,b=0.060,升高温度,平衡向逆反应方向移动,因此在900℃进行至平衡时b<0.060,D错误。

答案:

C

5.（2014安徽理综）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

B

C

D

升高温度,平衡常数减小

0~3s内,反应速率

为:

v（NO2）=0.2mol·L-1

t1时仅加入催化剂,平衡

正向移动

达平衡时,仅改变x,则x

为c（O2）

解析:

分析A项图中曲线可知,该反应的正反应方向为放热反应,升高温度,平衡逆向进行,平衡常数减小,A项正确;B项中速率的单位应为mol·L-1·s-1,故B项错误;加入催化剂,平衡不移动,故C项错误;增大生成物O2的浓度,平衡逆向移动,反应物NO2的转化率降低,故D项错误。

答案:

A

6.（2014天津理综）运用相关化学知识进行判断,下列结论错误的是（　　）

A.某吸热反应能自发进行,因此该反应是熵增反应

B.NH4F水溶液中含有HF,因此NH4F溶液不能存放于玻璃试剂瓶中

C.可燃冰主要是甲烷与水在低温高压下形成的水合物晶体,因此可存在于海底

D.增大反应物浓度可加快反应速率,因此用浓硫酸与铁反应能增大生成H2的速率

解析:

能自发进行的反应一定符合ΔH-TΔS<0,ΔH>0,所以ΔS也一定大于0,A选项正确;氢氟酸能与玻璃反应,B正确;浓硫酸与Fe发生钝化,不能加快反应,D选项错误。

答案:

D

7.（2014江苏化学）一定温度下,在三个体积均为1.0L的恒容密闭容器中发生反应:

2CH3OH（g）

CH3OCH3（g）+H2O（g）

容器

编号

温度

（℃）

起始物质的量（mol）

平衡物质的量（mol）

CH3OH（g）

CH3OCH3（g）

H2O（g）

Ⅰ

387

0.20

0.080

0.080

Ⅱ

387

0.40

Ⅲ

207

0.20

0.090

0.090

下列说法正确的是（　　）

A.该反应的正反应为放热反应

B.达到平衡时,容器Ⅰ中的CH3OH体积分数比容器Ⅱ中的小

C.容器Ⅰ中反应到达平衡所需时间比容器Ⅲ中的长

D.若起始时向容器Ⅰ中充入CH3OH0.15mol、CH3OCH30.15mol和H2O0.10mol,则反应将向正反应方向进行

解析:

容器Ⅰ中的平衡常数K==4,容器Ⅲ中的平衡常数K=,所以该反应的正反应方向是放热反应,A正确;容器Ⅰ、Ⅱ达到平衡时是等效平衡,CH3OH体积分数相等,B错误;容器Ⅰ反应温度高,反应速率快,达到平衡所用的时间短,C错误;容器Ⅰ中Qc=<4,所以反应向正反应方向进行,D正确。

答案:

AD

8.（2014福建理综）在一定条件下,N2O分解的部分实验数据如下:

反应时

间/min

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.100

0.090

0.080

0.070

0.060

0.050

0.040

0.030

0.020

0.010

0.000

下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是（　　）

（注:

图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间,c1、c2均表示N2O初始浓度且c1

解析:

由表中数据分析,每隔10分钟,N2O浓度减少0.01mol·L-1,即N2O的分解速率与N2O的浓度无关,则A正确,B错误;C项浓度越大,则半衰期越大,C项错误;D项在相同时间内,浓度越大,转化率越小,D项错误。

答案:

A

二、非选择题（本题包括3个小题,共52分）

9.（2014山东理综）（14分）研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:

2NO2（g）+NaCl（s）

NaNO3（s）+ClNO（g）　K1　ΔH1<0　（Ⅰ）

2NO（g）+Cl2（g）

2ClNO（g）K2　ΔH2<0　（Ⅱ）

（1）4NO2（g）+2NaCl（s）

2NaNO3（s）+2NO（g）+Cl2（g）的平衡常数K=　　　　（用K1、K2表示）。

（2）为研究不同条件对反应（Ⅱ）的影响,在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl2,10min时反应（Ⅱ）达到平衡。

测得10min内v（ClNO）=7.5×10-3mol·L-1·min-1,则平衡后n（Cl2）=　　　　mol,NO的转化率α1=　　　　。

其他条件保持不变,反应（Ⅱ）在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率α2　　　　α1（填“>”“<”或“=”）,平衡常数K2　　　　（填“增大”“减小”或“不变”）。

若要使K2减小,可采取的措施是　　　　。

解析:

（1）反应可用（Ⅰ）×2-（Ⅱ）得到,所以其平衡常数K=。

（2）10min内生成ClNO的物质的量为7.5×10-3mol·L-1·min-1×10min×2L=0.15mol,则需要参加反应的NO为0.15mol,消耗Cl2的物质的量为0.075mol,所以平衡后n（Cl2）=0.1mol-0.075mol=0.025mol,NO的转化率α1=×100%=75%;由于反应是个气体体积减小的反应,因此反应（Ⅱ）在恒压条件下进行可看作由恒容条件下的平衡通过增大压强来实现,增大压强时反应（Ⅱ）的平衡向右移动,NO的转化率增大,所以α2>α1;平衡常数只受温度影响,温度不变,平衡常数不变;因该反应的正反应方向为放热反应,故升高温度,平衡向左移动,放热反应的平衡常数将减小。

答案:

（1）

（2）2.5×10-2　75%　>　不变　升高温度

10.（2014课标全国Ⅱ）（18分）在容积为1.00L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4（g）

2NO2（g）,随温度升高,混合气体的颜色变深。

回答下列问题:

（1）反应的ΔH　　　　0（填“大于”或“小于”）;100℃时,体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。

在0~60s时段,反应速率v（N2O4）为　　mol·L-1·s-1;反应的平衡常数K1为　　　　。

（2）100℃时达平衡后,改变反应温度为T,c（N2O4）以0.0020mol·L-1·s-1的平均速率降低,经10s又达到平衡。

a:

T　　　　100℃（填“大于”或“小于”）,判断理由是　　　　　　　　　　　　。

b:

列式计算温度T时反应的平衡常数K2　　　　。

（3）温度T时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半。

平衡向　　　　（填“正反应”或“逆反应”）方向移动,判断理由是　　　　　　　　　　　　　　。

解析:

（1）随温度升高气体颜色变深,正向为吸热反应,ΔH>0;v（N2O4）==0.0010mol·L-1·s-1;K1==0.36mol·L-1。

（2）a:

改变温度后,N2O4浓度减小,反应正向进行,正向吸热,故温度升高。

b:

平衡时,c（NO2）=0.120mol·L-1+0.002mol·L-1·s-1×10s×2=0.16mol·L-1

c（N2O4）=0.040mol·L-1-0.0020mol·L-1·s-1×10s=0.020mol·L-1

K2==1.3mol·L-1。

（3）增大压强,平衡向气体分子数减小的方向进行,将反应容器的体积减少一半,相当于增大压强,故平衡向逆反应方向进行。

答案:

（1）大于　0.0010　0.36mol·L-1

（2）a:

大于

反应正方向吸热,反应向吸热方向进行,故温度升高

b:

平衡时,c（NO2）=0.120mol·L-1+0.0020mol·L-1·s-1×10s×2=0.16mol·L-1

c（N2O4）=0.040mol·L-1-0.0020mol·L-1·s-1×10s=0.020mol·L-1

K2==1.3mol·L-1

（3）逆反应　对气体分子数增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向移动

11.（2014天津理综）（20分）合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:

N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）　ΔH=-92.4kJ·mol-1

一种工业合成氨的简易流程图如下:

（1）天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。

一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式:

　　　　　　　　　　　。

（2）步骤Ⅱ中制氢气原理如下:

①CH4（g）+H2O（g）

CO（g）+3H2（g）　ΔH=+206.4kJ·mol-1

②CO（g）+H2O（g）

CO2（g）+H2（g）　ΔH=-41.2kJ·mol-1

对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的措施是　　　　。

a.升高温度

b.增大水蒸气浓度

c.加入催化剂

d.降低压强

利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2产量。

若1molCO和H2的混合气体（CO的体积分数为20%）与H2O反应,得到1.18molCO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为　　　　。

（3）图1表示500℃、60.0MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。

根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:

　　　　。

（4）依据温度对合成氨反应的影响,在图2坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图。

图1

图2

（5）上述流程图中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是（填序号）　　　　。

简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法:

　　　　　　　　　　　　　。

解析:

（1）NH4HS中S被氧气氧化为S单质,N转化为NH3·H2O,化学方程式为2NH4HS+O2

2NH3·H2O+2S↓。

（2）反应①是吸热反应,升高温度,平衡向正向移动,同时加快反应速率;增大H2O（g）浓度,H2的含量不一定增加;加入催化剂,不能改变平衡状态,H2含量不变;降低压强,反应速率减小;故选a。

根据“三部曲”法:

　　　　　CO（g）+H2O（g）

CO2（g）+H2（g）

始态/mol0.20.8

转化/molxxx

平衡态/mol0.2-xx0.8+x

根据0.2-x+x+0.8+x=1.18

x=0.18mol

α（CO）=×100%=90%。

（3）根据a点:

H2、N2的物质的量之比为3∶1,平衡时NH3的体积分数为42%,则H2、N2的总体积分数为58%,又H2、N2按3∶1反应,平衡时体积分数之比仍为3∶1,φ（N2）=58%×=14.5%。

（4）N2和H2需要在一定温度才能发生反应,所以温度升高,φ（NH3）不断升高,又因为该反应是放热反应,达平衡后,温度升高,平衡逆向移动,φ（NH3）又降低。

（5）合成氨放出的热量通过热交换预热N2和H2进入合成塔合成氨气,故选Ⅳ。

答案:

（1）2NH4HS+O2

2NH3·H2O+2S↓

（2）a　90%

（3）14.5%

（4）

（5）Ⅳ　对原料气加压;分离液氨后,未反应的N2、H2循环使用