高考化学一轮复习单元综合检测7化学反应速率和化学平衡.docx
《高考化学一轮复习单元综合检测7化学反应速率和化学平衡.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学一轮复习单元综合检测7化学反应速率和化学平衡.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
高考化学一轮复习单元综合检测7化学反应速率和化学平衡
单元综合检测（七）
一、选择题（每小题6分,共42分）
1.在气体反应中,能使反应物中活化分子数和活化分子百分数同时增大的方法是（A）
①增大反应物的浓度 ②升高温度 ③增大压强 ④移去生成物 ⑤加入催化剂
A.②⑤B.①②③⑤
C.①②③D.①②③④⑤
【解析】①增大反应物的浓度,单位体积内活化分子数增多,但活化分子百分数不变;②升高温度,能使反应物中活化分子数和活化分子百分数同时增大;③增大压强,单位体积内活化分子数增多,但活化分子百分数不变;④移去生成物,浓度减小,单位体积内活化分子数减小;⑤加入催化剂,能使反应物中活化分子数和活化分子百分数同时增大。
2.已知:
（NH4）2CO3（s）
NH4HCO3（s）+NH3（g） ΔH=+74.9kJ·mol-1。
下列说法中正确的是（D）
A.该反应中熵变小于0,焓变大于0
B.该反应是吸热反应,因此一定不能自发进行
C.碳酸盐分解反应中熵增加,因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发进行
D.判断反应能否自发进行需要根据ΔH与ΔS综合考虑
【解析】题给反应的焓变ΔH>0,因为反应后有气体生成,混乱度增加,熵变大于0,A项错误;判断反应能否自发进行要根据ΔG=ΔH-TΔS判断,B、C项错误。
3.如图是可逆反应A+2B
2C+3D的化学反应速率与化学平衡随外界条件改变（先降温后加压）而变化的情况,由此可推断（B）
A.正反应是吸热反应
B.若A、B是气体,则D是液体或固体
C.逆反应是放热反应
D.A、B、C、D均为气体
【解析】由题给图象可以看出降低温度,正逆反应速率都减小,但正反应速率大于逆反应速率,说明平衡向正反应方向移动,则该反应的正反应放热,逆反应吸热,A、C项错误;增大压强,正反应速率大于逆反应速率,说明平衡向正反应方向移动,则气体反应物的化学计量数之和大于气体生成物的化学计量数之和,B项正确,D项错误,
4.在恒容密闭容器中存在下列平衡:
CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g）。
CO2（g）的平衡物质的量浓度c（CO2）与温度T的关系如图所示。
下列说法错误的是（C）
A.反应CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g）的ΔH>0
B.在T2时,若反应处于状态D,则一定有v（正）C.平衡状态A与C相比,平衡状态A的c（CO）小
D.若T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1【解析】由题图可知,温度越高,CO2的平衡浓度越大,说明正反应为吸热反应,故温度越高,平衡常数越大,A、D项正确;D点表示的CO2的浓度大于其平衡浓度,故此时v（正）5.可逆反应N2+3H2
2NH3 ΔH=-QkJ·mol-1是一个放热反应。
有甲、乙两个完全相同的容器,向甲容器中加入1molN2和3molH2,在一定条件下,达平衡时放出的热量为Q1;在相同条件下,向乙容器加入2molNH3,达平衡时,吸收的热量为Q2。
已知Q2=3Q1,则甲容器中H2的转化率为（B）
A.20%B.25%
C.75%D.80%
【解析】甲、乙两容器中反应分别从正反应开始和逆反应开始,为等效平衡。
Q1+Q2=Q,Q2=3Q1联立可解得Q1=0.25Q,Q2=0.75Q,故甲容器中H2的转化率为25%。
6.某可逆反应为2X（g）
3Y（g）+Z（g）,混合气体中X的物质的量分数与温度的关系如图所示:
下列推断正确的是（D）
A.升高温度,该反应平衡常数K减小
B.压强大小有p3>p2>p1
C.平衡后加入高效催化剂使Mr增大
D.在该条件下M点X平衡转化率为
【解析】根据题图知,升高温度,X的物质的量分数降低,说明正反应为吸热反应,则升温平衡常数增大,A项错误;正反应是气体分子数增大的反应,在同一温度下减小压强,X的物质的量分数减小,所以有p3设起始加入1LX,转化2xLX,用“三段式”计算:
2X（g）
3Y（g）+Z（g）
起始/L:
100
转化/L:
2x3xx
平衡/L:
1-2x3xx
=0.1,解得x=
则X转化率为
D项正确。
7.在2L的密闭容器中进行如下反应:
CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g）,有如下数据:
实验
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
CO
H2O
CO2
H2
CO2
1
650
2.0
1.0
0
0
0.8
2
800
2.0
2.0
0
0
1.0
下列说法正确的是（C）
A.正反应为吸热反应
B.实验1中,CO的转化率为80%
C.650℃时,化学平衡常数K=
D.实验1再加入1.0molH2O,重新达到平衡时,n（CO2）为1.6mol
【解析】650℃时,根据题表中数据,由“三段式”得:
CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g）
起始/（mol·L-1）1.00.500
转化/（mol·L-1）0.40.40.40.4
平衡/（mol·L-1）0.60.10.40.4
CO的转化率为
×100%=40%,B项错误;平衡常数K=
C项正确;实验1若再加入1.0molH2O和2.0molCO,重新达到平衡时,n（CO2）为1.6mol,若只再加入1.0molH2O,重新达到平衡时,n（CO2）小于1.6mol,D项错误;再用“三段式”求得800℃时的平衡常数K=1,温度升高,平衡常数减小,说明该反应的正反应为放热反应,A项错误。
二、非选择题（共58分）
8.（13分）氨是重要的化工原料,请回答下列相关问题。
（1）已知:
Ⅰ.N2（g）+O2（g）
2NO（g） ΔH=+180.5kJ·mol-1
Ⅱ.4NH3（g）+5O2（g）
4NO（g）+6H2O（g） ΔH=-905kJ·mol-1
Ⅲ.2H2（g）+O2（g）
2H2O（g） ΔH=-483.6kJ·mol-1
①写出氨气在一定条件下生成1mol氮气和3mol氢气的热化学方程式:
2NH3（g）
N2（g）+3H2（g） ΔH=+92.4kJ·mol-1 。
②在1L恒温、恒容密闭容器中,充入3molNH3充分反应,平衡时的能量变化为92.4kJ,若保持温度不变,将NH3起始的物质的量调整为8mol,则达新平衡时NH3的转化率为 50% 。
③已知:
计算断裂
键需要吸收的能量是 946 kJ,氮分子中的化学键比氧分子中的化学键 强 （填“强”或“弱”）,因此氢气与二者反应的条件不同。
（2）一定条件下,某恒容密闭容器中发生反应:
4NH3（g）+5O2（g）
4NO（g）+6H2O（g）,为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动,下列措施中可采用的是 c 。
a.增大压强b.升高温度
c.增大O2的浓度d.使用高效催化剂
（3）某温度下,在恒温、恒容密闭容器中按照甲、乙、丙三种方式分别投料（见表格,单位:
mol/L）发生反应:
3H2（g）+N2（g）
2NH3（g）,测得甲方式下H2的平衡转化率为40%。
N2
H2
NH3
甲
1
3
0
乙
0.5
1.5
1
丙
0
0
4
①乙方式下起始反应进行的方向是 逆向 （填“正向”或“逆向”）进行。
②达平衡时,甲、乙、丙三种方式下NH3的体积分数由大到小的顺序为 丙>甲=乙 。
【解析】
（1）①由Ⅱ×
-Ⅰ-Ⅲ×
可得:
2NH3（g）
N2（g）+3H2（g） ΔH=+92.4kJ·mol-1。
②由上一问所得答案可知,充入3molNH3充分反应,参加反应的NH3的物质的量为2mol,可得反应的三段式:
2NH3（g）
N2（g） + 3H2（g）
起始浓度 3mol/L 0 0
转化浓度 2mol/L 1mol/L 3mol/L
平衡浓度 1mol/L 1mol/L 3mol/L
由此计算可得该反应的K=27,当NH3起始的物质的量调整为8mol时,假设平衡时NH3的转化率为x,可得反应的三段式:
2NH3（g）
N2（g） + 3H2（g）
起始浓度 8mol/L 0 0
转化浓度 8xmol/L 4xmol/L 12xmol/L
平衡浓度 （8-8x）mol 4xmol/L 12xmol/L
则K=
=27,解得x=0.5。
③化学反应的过程就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程,旧化学键断裂时吸收的能量减去新化学键形成时放出的能量即为反应的反应热。
断裂1molN≡N键需要吸收的能量为2×1173.2kJ-92.4kJ-3×436kJ=946kJ。
（2）增大压强,平衡向逆反应方向移动,a项错误;该反应是放热反应,升高温度时平衡向逆反应方向移动,b项错误;增大反应物浓度可以加快反应速率且使平衡向正反应方向移动,c项正确;使用催化剂可以加快反应速率,但平衡不移动,d项错误。
（3）①对于甲方式,根据反应的三段式,可求得平衡常数K≈0.18。
对于乙方式,Qc≈0.59>0.18,因此反应向逆反应方向进行。
②甲、乙两种方式只是反应的方向不同,所达平衡为等效平衡,对于丙方式来说,相当于起始投料为甲的两倍,可看成增大压强,平衡正向移动,达平衡时,氨气的体积分数增大。
9.（13分）我国是个钢铁大国,钢铁产量为世界第一,高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法。
Ⅰ.已知反应
Fe2O3（s）+CO（g）
Fe（s）+CO2（g） ΔH=-23.5kJ·mol-1,该反应在1000℃时的平衡常数等于4。
在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反应经过10min后达到平衡。
（1）CO的平衡转化率= 60% 。
（2）欲提高CO的平衡转化率,促进Fe2O3的转化,可采取的措施是 d 。
a.提高反应温度
b.增大反应体系的压强
c.选取合适的催化剂
d.及时吸收或移出部分CO2
e.粉碎矿石,使其与平衡混合气体充分接触
Ⅱ.高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收,使其在一定条件下和H2反应制备甲醇:
CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g）。
请根据图示回答下列问题:
（3）从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率v（H2）= 0.15mol/（L·min） 。
（4）已知氢气的燃烧热为286kJ/mol,请写出甲醇气体不充分燃烧的热化学方程式:
CH3OH（g）+O2（g）
2H2O（l）+CO（g） ΔH=-481kJ/mol 。
（5）若在温度和容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡时的有关数据如下表:
容器
反应物
投入的量
反应物的
转化率
CH3OH
的浓度
能量变化（Q1、
Q2、Q3均大于0）
甲
1molCO和
2molH2
α1
c1
放出Q1kJ热量
乙
1molCH3OH
α2
c2
吸收Q2kJ热量
丙
2molCO和
4molH2
α3
c3
放出Q3kJ热量
则下列关系正确的是 ADE 。
A.c1=c2
B.2Q1=Q3
C.2α1=α3
D.α1+α2=1
E.该反应若生成1molCH3OH,则放出（Q1+Q2）kJ热量
【解析】
（1）设平衡时CO的物质的量变化为nmol,根据K=
=4,解得n=0.6,则CO的平衡转化率为
×100%=60%。
（2）该反应正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,CO的平衡转化率降低,故a错;反应前后气体的物质的量不变,增大压强,平衡不移动,CO的平衡转化率不变,故b错;加入合适的催化剂,平衡不移动,故c错;移出部分CO2,平衡向正反应方向移动,CO的平衡转化率增大,故d正确;粉碎矿石,能增大反应速率,但平衡不移动,故e错。
（3）由题图知,v（H2）=2v（CH3OH）=0.15mol/（L·min）。
（4）由题图二可得CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g） ΔH=-91kJ/mol ①,氢气燃烧的热化学方程式为2H2（g）+O2（g）
2H2O（l） ΔH=-572kJ/mol ②,根据盖斯定律,由②-①可得CH3OH（g）+O2（g）
2H2O（l）+CO（g） ΔH=-481kJ/mol。
（5）甲、乙是等效平衡,故c1=c2,A项对;甲、丙相比较,丙中反应物的物质的量为甲的2倍,压强增大,使反应CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g）向生成甲醇的方向移动,故2Q110.（16分）雾霾的形成与汽车尾气和燃煤有直接的关系,新近出版的《前沿科学》杂志刊发的中国环境科学研究院研究员的论文《汽车尾气污染及其危害》,其中系统地阐述了汽车尾气排放对大气环境及人体健康造成的严重危害。
（1）用SO2气体可以消除汽车尾气中的NO2,已知NO2（g）+SO2（g）
SO3（g）+NO（g）,一定条件下,将NO2与SO2以体积比1∶2置于体积为1L的密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是 b 。
a.体系压强保持不变
b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变
d.每消耗1molSO3的同时生成1molNO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2物质的量比为1∶6,则平衡常数K= 2.67（或
） 。
（2）目前降低尾气中的NO和CO可行方法是在汽车排气管上安装催化转化器。
NO和CO在催化转换器中发生反应:
2CO（g）+2NO（g）
N2（g）+2CO2（g） ΔH=-akJ·mol-1。
在25℃和101kPa下,将2.0molNO、2.4molCO气体通入到固定容积为2L的容器中,反应过程中部分物质的浓度变化如图1所示:
①有害气体NO的转化率为 40% ,0~15minNO的平均速率v（NO）= 0.027 mol·L-1·min-1。
②20min时,若改变反应条件,导致CO浓度减小,则改变的条件可能是 cd 。
a.缩小容器体积b.增加CO的量
c.降低温度d.扩大容器体积
③如图2所示,无摩擦、无质量的活塞1、2将反应器隔成甲、乙两部分,在25℃和101kPa下实现平衡时,各部分体积分别为V甲、V乙。
此时若去掉活塞1,不引起活塞2的移动,则x= 2mol ,V甲∶V乙= 2∶1
（3）消除汽车尾气中的NO2也可以用CO,已知2NO（g）+O2（g）
2NO2（g） ΔH=-bkJ·mol-1;CO的燃烧热ΔH=-ckJ·mol-1。
写出消除汽车尾气中NO2的污染时,NO2与CO反应的热化学反应方程式:
4CO（g）+2NO2（g）
N2（g）+4CO2（g） ΔH=（-a+b-2c）kJ·mol-1 。
【解析】
（1）题给反应为气体的物质的量不变的反应,恒容条件下,容器内压强为恒量;SO3与NO为生成物,其物质的量比恒为1∶1;每消耗1molSO3的同时生成1molNO2,指的是同一反应方向,与反应是否达到平衡无关;体系中只有NO2为有色气体,为变量,当体系颜色不变时,说明反应达到平衡状态,综上b项正确。
设起始NO2、SO2的物质的量浓度分别为1mol·L-1和2mol·L-1,平衡时转化的NO2为xmol·L-1。
根据“三段式”:
NO2（g）+SO2（g）
SO3（g）+NO（g）
起始/（mol·L-1）1200
转化/（mol·L-1）xxxx
平衡/（mol·L-1）1-x2-xxx
=1∶6,解得x=
则平衡常数K=
≈2.67。
（2）①由题图看出,N2的平衡浓度c（N2）=0.2mol·L-1,则转化的NO的浓度c（NO）=2c（N2）=0.4mol·L-1,NO的转化率为
×100%=40%。
v（NO）=
≈0.027mol·L-1·min-1。
②缩小容器体积和增加CO的量均会使CO浓度增大;降低温度平衡右移,CO浓度减小;扩大容器体积,CO浓度减小。
③甲、乙容器中应为等压状态下的等效平衡,将体系中各种物质按照方程式中计量数比转化为同一边的物质（相当于起始充料）时,物质的量比一致即可。
乙容器充料全部为反应物,物质的量比为n（CO）∶n（NO）=2.4∶2,则甲容器中生成物全部换算成反应物,且其物质的量比也应为2.4∶2,故x应为2mol,全部转化为反应物后物质的量比n（CO）∶n（NO）=4∶4.8,CO和NO的计量数均为2,故比值互为倒数也可,物质的量加倍,故体积也应加倍,故V甲∶V乙=2∶1。
（3）已知的热化学方程式:
①2CO（g）+2NO（g）
N2（g）+2CO2（g） ΔH=-akJ·mol-1;②2NO（g）+O2（g）
2NO2（g） ΔH=-bkJ·mol-1;③CO（g）+
O2（g）
CO2（g） ΔH=-ckJ·mol-1;根据盖斯定律,由①-②+③×2可得热化学方程式4CO（g）+2NO2（g）
N2（g）+4CO2（g） ΔH=（-a+b-2c）kJ·mol-1。
11.（16分）氮的固定是指将氮元素由游离态转化为化合态的过程。
据报道,常温、常压、光照条件下,N2在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面能与水发生反应,生成的主要产物为NH3,相应的热化学方程式为2N2（g）+6H2O（l）
4NH3（g）+3O2（g） ΔH=+1530.0kJ·mol-1,目前工业合成氨的原理是N2（g）+3H2（g）
2NH3（g） ΔH=-93.0kJ·mol-1
回答下列问题:
（1）写出表示氢气燃烧热的热化学方程式:
H2（g）+
O2（g）
H2O（l） ΔH=-286.0kJ·mol-1 。
（2）在恒温恒容密闭容器中进行工业合成氨反应,下列能表示达到平衡状态的是 ABE （填序号）。
A.混合气体的压强不再发生变化
B.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
C.三种物质的浓度比恰好等于化学方程式中各物质的化学计量数之比
D.单位时间内断开3a个H—H键的同时形成6a个N—H键
E.反应容器中N2、NH3的物质的量的比值不再发生变化
（3）在一定温度下,向容积不变（始终为10L）的密闭容器中加入2molN2、8molH2及固体催化剂。
10min后反应达到平衡状态,容器内气体压强变为起始的80%,10min内用氮气的浓度表示的化学反应速率为 0.01mol·L-1·min-1 ,平衡时氮气的转化率为 50% 。
则该温度下反应的平衡常数K= 3.2 （计算结果可用分数表示）。
（4）原料气H2可通过反应CH4（g）+H2O（g）
CO（g）+3H2（g）获取,已知该反应中,当初始混合气中的
恒定时,温度、压强对平衡混合气中CH4含量的影响如图所示。
①图中,两条曲线表示压强的关系是:
p1 > p2（填“>”“=”或“<”）。
②该反应为 吸热 反应（填“吸热”或“放热”）。
【解析】
（1）将已知的两个热化学方程式依次编号为①②,根据盖斯定律,由
得H2（g）+
O2（g）
H2O（l） ΔH=-286.0kJ·mol-1。
（2）该反应为气体物质的量减小的反应,容器体积不变,故容器中压强、混合气体的平均相对分子质量以及容器中N2与NH3的物质的量之比均为“变量”,当变量不再变化时,表示反应已经达到平衡状态,A、B、E项符合题意。
（3）设平衡时转化N2的物质的量浓度为amol·L-1,根据“三段式”:
N2（g） + 3H2（g）
2NH3（g）
起始/（mol·L-1）0.20.80
转化/（mol·L-1）a3a2a
平衡/（mol·L-1）0.2-a0.8-3a2a
=80%,解得a=0.1mol,则v（N2）=
=0.01mol·L-1·min-1。
α（N2）=
×100%=50%。
K=
=3.2。
（4）由题图看出随温度升高,甲烷平衡含量减小,说明升高温度,平衡向右移动,则正反应为吸热反应。
该反应为气体物质的量增大的反应,增大压强平衡左移,甲烷平衡含量增大,故p1表示的曲线压强大。
升级会员 