第二章《化學反應的方向限度與速率》上學期高二化學選擇性必修1

第二章《化學反應的方向、限度與速率》一、單選題1．用生產(chǎn)某些含氯有機物時會產(chǎn)生副產(chǎn)物。利用如下反應，可實現(xiàn)氯的循環(huán)利用：

。下列說法，不正確的是A．降低溫度能提高的平衡轉(zhuǎn)化率B．該反應的正反應活化能比逆反應活化能小C．斷裂鍵和斷裂鍵的物質(zhì)的量相等時，表明該反應處于平衡狀態(tài)D．斷裂中鍵比斷裂中鍵所需的能量高2．可在催化劑或作用下產(chǎn)生，能將煙氣中的氧化。產(chǎn)生機理如下：反應Ⅰ：(慢反應)反應Ⅱ：(快反應)對于脫除反應：，下列有關說法不正確的是A．加入催化劑，可提高的脫除效率B．此反應的C．向固定容積的反應體系中充入氦氣，反應速率加快D．與作催化劑相比，相同條件下作催化劑時脫除率可能更高3．元素鉻的幾種化合物存在下列轉(zhuǎn)化關系：已知：2CrO＋2H＋?Cr2O＋H2O。下列判斷不正確的是A．反應①表明Cr2O3有酸性氧化物的性質(zhì)B．反應②利用了H2O2的氧化性C．反應③中溶液顏色變化是由化學平衡移動引起的D．反應①②③中鉻元素的化合價均發(fā)生了變化4．在含F(xiàn)e3+的和I?的混合溶液中，反應(aq)+2I?(aq)=2SO(aq)+I2(aq)的分解機理及反應進程中的能量變化如下：步驟①：2Fe3+(aq)+2I?(aq)=I2(aq)+2Fe2+(aq)步驟②：2Fe2+(aq)+(aq)=2Fe3+(aq)+2SO(aq)下列有關該反應的說法正確的是A．Fe2+是該反應的催化劑 B．反應速率與Fe3+濃度有關C．v()=v(I?)=v(I2) D．步驟②比①所需活化能大5．下列關于碰撞理論的說法中錯誤的是A．反應物分子只有發(fā)生有效碰撞才能發(fā)生化學反應B．增大壓強能夠提高活化分子的百分數(shù)，提高單位時間內(nèi)分子有效碰撞次數(shù)C．升高溫度能使化學反應速率增大，主要原因是增加了反應物分子中活化分子的百分數(shù)D．某些反應選用適當?shù)拇呋瘎?，使得更多的分子成為活化分?．科學家結合實驗與計算機模擬結果，研究出了均相催化的思維模型?？偡磻篈+B→AB(K為催化劑)①A+K→AKEa1，②AK+B→AB+KEa2下列說法錯誤的是A．第①步為決速步驟B．升高溫度，該反應的速率加快C．該反應的ΔH=EakJ·mol1D．催化劑降低了活化能，加快了反應速率7．實驗室用鐵片和稀硫酸制備，下列說法不正確的是A．升高溫度能加快化學反應速率 B．用鐵粉代替鐵片能加快化學反應速率C．滴入幾滴溶液能加快化學反應速率 D．將稀硫酸換成濃硫酸能加快化學反應速率8．某溫度時，在體積為2L的恒容容器中發(fā)生反應，2A(g)2B(g)C(g)ΔH＜0，起始時加入2molA氣體，測得C的物質(zhì)的量隨時間變化如表所示：t/min0102030405060C物質(zhì)的量/mol00.500.700.800.850.860.86下列說法正確的是A．當時間達到60min時，反應恰好達到平衡狀態(tài)B．在20—30min內(nèi)以C表示的反應速率為0.005mol·L1·min1C．平衡時容器內(nèi)壓強為起始時容器內(nèi)壓強的2.86倍D．平衡時A的轉(zhuǎn)化率為43%9．在某容積一定的密閉容器中，有下列的可逆反應：A(g)+B(g)?xC(g)，有圖I(T表示溫度，P表示壓強，C%表示C的體積分數(shù))所示的反應曲線，試判斷對圖II的說法中正確的是A．若P3＞P4，則y軸表示B的百分含量B．若P3＞P4，則y軸表示混合氣體的平均摩爾質(zhì)量C．若P3＜P4，則y軸表示B的體積分數(shù)D．若P3＜P4，則y軸表示混合氣體的密度10．在四個不同容器中，不同條件下進行合成氨反應。生成氨的速率最慢的是A．v(N2)＝0.1mol·L－1·s－1 B．v(H2)＝3mol·L－1·min－1C．v(NH3)＝1.5mol·L－1·min－1 D．v(H2)＝0.1mol·L－1·s－111．對某一可逆反應來說，升高溫度的作用是A．提高反應物的平衡轉(zhuǎn)化率 B．加快正反應速率，減慢逆反應速率C．降低反應的活化能 D．改變平衡混合物的組成12．下列說法正確的是A．NaOH固體溶于水是吸熱過程B．催化劑對化學反應速率無影響C．升高溫度可以加快化學反應速率D．凡是需要加熱才能發(fā)生的化學反應都是吸熱反應13．下列敘述中，不能用勒夏特列原理解釋的是A．新制氯水光照下顏色變淺B．紅棕色的氣體體系加壓后顏色先變深后變淺C．對平衡體系增大壓強使氣體顏色變深D．向橙色溶液中加入一定濃度的NaOH溶液后，溶液變?yōu)辄S色二、填空題14．請你解釋下列現(xiàn)象。(1)醫(yī)用藥品常在低溫、干燥環(huán)境下密封保存。(2)向一堆等火“鼓風”，可以使火勢變強。(3)微量的二氧化錳粉末可以使過氧化氫快速分解，而二氧化錳的質(zhì)量在反應前后并沒有發(fā)生改變。15．(1)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，在體積為1L的密閉容器中，充入1molCO2和3molH2，測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。達平衡時容器內(nèi)平衡時與起始時的壓強之比。(2)有可逆反應Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)?H＞0。①若起始時把Fe和CO2放入體積固定的密閉容器中，CO2的起始濃度為2.0mol/L，某溫度時達到平衡，此時容器中CO的濃度為1.0mol/L，則該溫度下上述反應的平衡常數(shù)K=。②若該反應在體積固定的密閉容器中進行，在一定條件下達到平衡狀態(tài)，如果改變下列條件，升高溫度，反應混合氣體中CO2的物質(zhì)的量分數(shù)變化(選填“增大”、“減小”、“不變”)。16．Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3，還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì))來制備，“酸浸”實驗中，鐵的浸出率結果如下圖所示。由圖可知，當鐵的浸出率為70%時，所采用的實驗條件為。

17．已知反應①：Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)，其化學平衡常數(shù)為K1；反應②：Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)，其化學平衡常數(shù)為K2，在溫度973K和1173K的情況下，K1、K2的值分別如下：溫度K1K2973K1.472.381173K2.151.67請?zhí)羁眨?1)現(xiàn)有反應③：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，該反應的平衡常數(shù)K3，根據(jù)反應①與②可推導出K1、K2與K3之間的關系式為K3=，據(jù)此關系式及上表數(shù)據(jù)，能推斷出反應③焓變(填“大于”或“小于”)零。(2)恒溫，恒容時，不能判斷反應③處于化學平衡狀態(tài)的是(填寫字母序號)。A．壓強不隨時間改變

B．氣體密度不隨時間改變C．H2的體積分數(shù)不隨時間改變

D．單位時間內(nèi)生成H2和H2O(g)的物質(zhì)的量相等(3)圖甲、乙分別表示反應③在t1時刻達到平衡，在t2時刻因改變某個條件而發(fā)生變化的情況：圖甲中t2時刻發(fā)生改變的條件是。圖乙中t2時刻發(fā)生改變的條件是。(4)一定條件下處于化學平衡狀態(tài)的反應③當使CO2和CO的濃度同時增大為原來的兩倍時，該反應的化學平衡移動(填“不”、“向逆反應方向”或“向正反應方向”)18．在一個固定體積為2升的密閉容器中，充入2molA和1molB，發(fā)生如下反應：2A(g)+B(g)?3C(g)+D(s)，2分鐘反應達到平衡，此時C的濃度為1.2mol·L1。(1)寫出該反應平衡常數(shù)的表達式，2分鐘內(nèi)B的平均反應速度為(2)若使容器溫度升高，平衡時混合氣體的平均相對摩爾質(zhì)量減小，則正反應為(填“吸熱”或“放熱”)反應。(3)若將容器體積縮小至1L，反應達到平衡時C的濃度為mol·L1，平衡常數(shù)(填“增大”、“減小”或“不變”)。19．時，將和溶液混合，發(fā)生反應：。溶液中與反應時間的關系如圖所示。(1)下列可判斷反應達到平衡的是_______(填字母)。A．溶液的不再變化B．C．不再變化D．(2)時，(填“大于”“小于”或“等于”)。(3)時時(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是。(4)若平衡時溶液的，則該反應的平衡常數(shù)K為。20．在一定條件下，把4molA和2molB混合盛入2L容積的密閉容器中發(fā)生反應：3A(s)+B(g)xC(g)+2D(s)，經(jīng)5s后反應達到平衡。在此5s內(nèi)C的平均反應速率為0.2mol/(L·s)，同時生成2molD。試求：(1)x的值；(2)在相同條件下，向該容器充入7molA和6molB，反應達平衡，求平衡時B的轉(zhuǎn)化率。三、計算題21．恒溫恒容下，將2molA氣體和2molB氣體通入體積為2L的密閉容器中發(fā)生如下反應：2A(g)+B(g)xC(g)+2D(s)，2min時反應達到平衡狀態(tài)。此時剩余1.2molB，并測得C的濃度為1.2mol?L1。(1)A的轉(zhuǎn)化率與B的轉(zhuǎn)化率之比為；物質(zhì)A的化學反應速率為；x=；(2)保持溫度和容積不變，向平衡體系中再充入2molA和2molB氣體，達到新平衡時B的物質(zhì)的量為。(3)此反應在該溫度時的化學平衡常數(shù)為。參考答案：1．D【詳解】A．反應的正方向為放熱方向，升高溫度，平衡向吸熱方向移動，即向逆方向移動，的轉(zhuǎn)化率降低，故A正確；B．根據(jù)焓變與反應的活化能的關系可知，該反應的，則正反應的活化能逆反應的活化能，故B正確；C．斷裂鍵和斷裂鍵的物質(zhì)的量相等時，表明正反應方向消耗的與逆反應方向消耗的水的物質(zhì)的量之比，可以說明該反應處于平衡狀態(tài)，故C正確；D．設、分別表示鍵能、鍵能，反應A中，被氧化，放出的熱量，反應熱反應物總鍵能生成物的總鍵能，故：，整理得，，即，即斷裂中鍵比斷裂中鍵所需能量高，故D錯誤；故選D；故答案為：D。2．C【詳解】A．已知：可在催化劑作用下產(chǎn)生·OH，或結合反應機理:：催化劑表面僅存在Fe3+，F(xiàn)e3+通過慢反應Ⅰ產(chǎn)生Fe2+，再通過快反應Ⅱ產(chǎn)生·OH，總反應速率由慢反應I決定，生成的·OH能將煙氣中的NO、SO,氧化，則加入催化劑，可提高的脫除效率，故A正確；B．熵減，該反應能自發(fā)進行，時自發(fā)，則該反應的△H<0，，故B正確；C．固定容積的反應體系中充入He，各組分的分壓沒有改變，反應速率不受影響，故C錯誤；D．中既有+2價的鐵，又有+3價的鐵，因此的催化效率比更高，相同條件下作催化劑時脫除率可能更高，故D錯誤；故選C。3．D【詳解】A．反應①表明能與KOH溶液反應：Cr2O3+2KOH=2KCrO2+H2O，可知Cr2O3具有酸性氧化物的性質(zhì)，A正確；B．反應②中過氧化氫使Cr元素的化合價從+3升高到+6，表現(xiàn)了氧化性，B正確；C．反應③中存在：，加入硫酸，增大了H+濃度，平衡向右移動，溶液顏色也有黃色變成橙色，C正確；D．反應①、③中鉻元素的化合價沒有發(fā)生變化，D錯誤；故選D。4．B【詳解】A．根據(jù)分解機理可知，F(xiàn)e3+是該反應的催化劑，A說法錯誤；B．Fe3+是該反應的催化劑，反應物與催化劑接觸越充分反應速率越快，則反應速率與Fe3+濃度有關，B說法正確；C．根據(jù)步驟①可知，v(I?)≠v(I2)，C說法錯誤；D．根據(jù)圖象可知，步驟②比①所需活化能小，D說法錯誤；答案為B。5．B【詳解】A．反應物分子之間只有發(fā)生有效碰撞才能發(fā)生化學反應，有效碰撞是發(fā)生化學反應的充分條件，A正確；B．在有氣體參加的化學反應中，通過縮小反應容器的體積來增大壓強，可使氣體反應物的濃度增大、增加單位體積活化分子數(shù)，但活化分子的百分數(shù)不變，B錯誤；C．升高溫度，反應物分子中活化分子的數(shù)目和百分數(shù)都增大，有效碰撞的次數(shù)增大，化學反應速率增大，C正確；D．使用催化劑能降低反應活化能，增加了單位體積內(nèi)活化分子百分數(shù)，使反應速率加快，D正確；故選B。6．C【詳解】A．第①步的正反應活化能Ea1>第②步正反應活化能Ea2，所以反應速率①<②為，而總反應速率取決于慢的反應，故決速步驟為①，A正確；B．溫度升高，反應速率加快，B正確；C．Ea是該反應正反應的活化能，不是反應的ΔH，反應的ΔH=E生E反kJ·mol1，C錯誤；D．催化劑能降低反應活化能，加快反應速率，D正確；故選C。7．D【詳解】A．升高溫度，更多的普通分子變?yōu)榛罨肿?，所以能加快反應速率，A正確；B．用鐵粉代替鐵片可以增大金屬與酸的接觸面積，加快反應速率，B正確；C．滴入數(shù)滴CuSO4溶液，F(xiàn)e與CuSO4發(fā)生置換反應，產(chǎn)生Cu單質(zhì)，F(xiàn)e、Cu、硫酸構成原電池，F(xiàn)e作原電池的負極，從而能加快反應速率，C正確；D．濃硫酸與鐵單質(zhì)常溫下發(fā)生鈍化，不能制備氫氣，D錯誤；故合理選項是D。8．B【詳解】A．根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知生成物C的物質(zhì)的量在50min后就不再發(fā)生變化，說明反應時間在50min時已經(jīng)達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；B．在20~30min內(nèi)以C表示的反應速率，故B正確；C．反應達到平衡時產(chǎn)生C的物質(zhì)的量為0.86mol，則同時產(chǎn)生B的物質(zhì)的量是n(B)=2n(C)=1.72mol，反應消耗A的物質(zhì)的量為1.72mol，此時n(A)=2mol1.72mol=0.28mol，則平衡時n(總)=0.28mol+1.72mol+0.86mol=2.86mol，反應在恒容容器中進行，反應開始時氣體的物質(zhì)的量是2mol，平衡時氣體物質(zhì)的量是2.86mol，恒溫恒容條件下，氣體的壓強比等于氣體物質(zhì)的量之比，則平衡時容器內(nèi)壓強為起始時容器內(nèi)壓強的1.43倍，故C錯誤；D．反應開始時A的物質(zhì)的量是2mol，反應消耗A的物質(zhì)的量是1.72mol，則平衡時A的轉(zhuǎn)化率為，故D錯誤；故選B。9．B【分析】依據(jù)圖(Ⅰ)中a、b的相對位置，根據(jù)先拐先平數(shù)值大，可知p2＞p1，T1＞T2，增壓，w(C)升高，則正向氣體分子數(shù)減小，故x=1；由b、c的相對位置知，升溫，w(C)降低，故正反應為放熱反應。即該反應為：A(g)+B(g)C(g)，△H<0，由反應式可知，升溫和降壓均可使反應向逆反應方向移動。據(jù)此分析?！驹斀狻緼．由圖(Ⅱ)知：因隨著溫度升高y降低，故y降低的方向必為壓強減小的方向，所以P3＞P4，隨著溫度的升高，平衡將向左移動，B的轉(zhuǎn)化率降低，B的含量增加，A錯誤；B．由以上分析可知P3＞P4，隨著壓強的減小，B物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率減小，所以B的體積分數(shù)增大；平衡逆移氣體總物質(zhì)的量增大，所以氣體的平均摩爾質(zhì)量減小，B正確。C．由以上分析可知P3＞P4，C錯誤；D．由以上分析可知P3＞P4，D錯誤；故選：B。10．C【分析】同一化學反應中,同一時間段內(nèi),各物質(zhì)的反應速率之比等于其計量數(shù)之比，先把不同物質(zhì)的反應速率換算成同一物質(zhì)的反應速率進行比較，從而確定選項，注意單位是否相同?！驹斀狻堪l(fā)生反應：N2+3H22NH3，不同物質(zhì)表示的反應速率之比等于其化學計量數(shù)之比，故不同物質(zhì)表示的速率與其化學計量數(shù)的比值越大，表示的反應速率越快。A.v(N2)=0.1mol?L1?s1=6mol?L1?min1，則=6mol?L1?min1；B.=0.1mol?L1?min1；C.=0.075mol?L1?min1；D.=0.033mol?L1?s1=2mol?L1?min1；綜上所述，反應速率A＞D＞B＞C。答案為C。11．D【詳解】A．若可逆反應為放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，反應物的平衡轉(zhuǎn)化率減小，故A錯誤；B．升高溫度，正、逆反應速率均加快，故B錯誤；C．升高溫度，反應的活化能不變，但活化分子的數(shù)目和百分數(shù)增大，故C錯誤；D．升高溫度，化學平衡一定會發(fā)生移動，平衡混合物的組成一定會發(fā)生變化，故D正確；故選D。12．C【詳解】A．固體NaOH溶于水，溶液溫度顯著升高，說明是放入過程，描述錯誤，不符題意；B．合適的催化劑通過改變反應進程影響化學反應速率，描述錯誤，不符題意；C．升高溫度可以提供更多能量促使相同時間內(nèi)反應物化學鍵更多斷裂，形成更多生成物，進而加快化學反應速率，描述正確，符合題意；D．部分放熱反應需在較高溫度下發(fā)生，但反應一旦開始，放出的熱量就足以支持反應進行下去，例如鋁熱反應、碳的燃燒等。故此需要持續(xù)加熱的化學反應才是吸熱反應，描述錯誤，不符題意；綜上，本題選C。13．C【詳解】A．新制的氯水在光照下發(fā)生，，次氯酸濃度減小，平衡正向移動，導致氯氣的濃度減小，顏色變淺，可用勒夏特列原理解釋，A不符合題意；B．縮小容積以增大壓強，可以使NO2濃度先明顯增大，由于的正反應是氣體體積減小的方向，增大壓強能使平衡正向移動，導致NO2濃度逐漸減小至不變（比原平衡時增大），顏色先變深后變淺，能用勒夏特列原理解釋，B不符合題意；C．對平衡體系增大壓強，采取的措施一般為縮小容器的容積，因此反應物和生成物的濃度均增大，因此混合氣體的顏色加深，反應為氣體分子數(shù)不變的反應，故平衡不移動，不能用勒夏特列原理解釋，C符合題意；D．堿能中和H+或減小H+濃度，使的平衡正向移動，因此溶液由橙色變?yōu)辄S色，能用勒夏特列原理解釋，D不符合題意；故選C。14．(1)高溫、高濕的環(huán)境會加速醫(yī)用藥品的變質(zhì)速率。(2)鼓風增加了氧氣的濃度，并有助于二氧化碳的擴散，所以會加速燃料的繼續(xù)燃燒。(3)在過氧化氫的分解過程中，二氧化錳是催化劑，會改變反應的歷程，降低該反應的活化能，增大了反應速率常數(shù)k，加快化學反應速率。【詳解】（1）主要考查溫度對化學反應速率的影響，溫度越高化學反應速率越快；故答案為：高溫、高濕的環(huán)境會加速醫(yī)用藥品的變質(zhì)速率；（2）主要考查查濃度對化學反應速率的影響，濃度越高化學反應速率越快；故答案為：鼓風增加了氧氣的濃度，并有助于二氧化碳的擴散，所以會加速燃料的繼續(xù)燃燒；（3）主要考查催化劑對化學反應速率的影響；故答案為：在過氧化氫的分解過程中，二氧化錳是催化劑，會改變反應的歷程，降低該反應的活化能，增大了反應速率常數(shù)k，加快化學反應速率。15．5:81.0減小【詳解】(1)根據(jù)圖象可知平衡時甲醇的濃度是0.75mol/L，體積為1L，則其物質(zhì)的量是0.75mol，根據(jù)方程式可知同時生成水蒸氣0.75mol，消耗二氧化碳0.75mol，氫氣2.25mol，剩余二氧化碳0.25mol，氫氣0.75mol，由于壓強之比是物質(zhì)的量之比，則達平衡時容器內(nèi)平衡時與起始時的壓強之比。(2)①根據(jù)三段式可知則該溫度下上述反應的平衡常數(shù)K=。②正反應吸熱，升高溫度平衡正向進行，因此反應混合氣體中CO2的物質(zhì)的量分數(shù)減小。16．100℃、2h，90℃、5h【詳解】由題圖示可知，100℃、2h，90℃、5h鐵的浸出率為70%?！八峤睍r鐵的浸出率為70%時，應選擇在100℃、2h，90℃、5h下進行。17．大于AB催化劑(增大壓強)降溫不【詳解】(1)已知：①：Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)②：Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)反應①反應②可得CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，所以K3=，據(jù)此關系式及上表數(shù)據(jù)，在973K時K3=1.472.38，在1173K時K3=2.151.67，因此升高溫度，平衡常數(shù)增大，平衡正向移動即正向是吸熱反應，焓變大于零；(2)A．反應是等體積反應，壓強始終不變，因此壓強不能作為判斷平衡的標志，故A符合題意；B．氣體密度等于氣體質(zhì)量除以容器體積，氣體質(zhì)量不變，容器體積不變，密度始終不變，因此氣體密度不變不能作為判斷平衡標志，故B符合題意；C．H2的體積分數(shù)不隨時間改變，則正逆反應速率相等，說明達到平衡，故C不符合題意；D．生成H2是逆向反應，生成H2O(g)是正向反應，單位時間內(nèi)生成H2和H2O(g)的物質(zhì)的量相等，兩者生成量之比等于計量系數(shù)之比，即正逆反應速率相等，因此能作為判斷平衡標志，故D不符合題意；故答案為：AB。(3)該反應是等體積反應，因此圖甲中t2時刻發(fā)生改變，其反應速率加快，平衡未移動，則改變的條件是可能是增大壓強或使用催化劑；圖乙中t2時刻發(fā)生改變，后來CO濃度減小，CO2濃度增大，說明逆向移動，則改變的條件是適當降低溫度；(4)反應③的平衡常數(shù)表達式K=，當使CO2和CO的濃度同時增大為原來的兩倍時，Qc==K，因此該反應的化學平衡不移動。18．K=[c(C)]3/[c(A)]2?[c(B)]v=0.2mol/(L?min)吸熱2.4mol/L不變【詳解】(1)平衡常數(shù)是指當可逆反應達到平衡狀態(tài)時，生成物濃度的冪之積和反應物濃度的冪之積的比值，所以該反應的平衡常數(shù)表達式為K=[c(C)]3/[c(A)]2?[c(B)]。C的濃度為1.2mol/L，則消耗B的濃度是0.4mol/L，所以反應速率是0.4mol/L÷2min=0.2mol/(L?min)。(2)使容器溫度升高，平衡時混合氣體的平均相對摩爾質(zhì)量減小，由于反應前后體積不變，但質(zhì)量是變化的，這說明平衡向正反應方向進行，因此正反應是吸熱反應。(