鲁科版高中化学选修四第2章《化学反应的方向限度与速率》测试题含答案.docx
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鲁科版高中化学选修四第2章《化学反应的方向限度与速率》测试题含答案
第2章《化学反应的方向、限度与速率》测试题
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.化学反应H2(g)+I2(g)
2HI(g)在持续加热的条件下,向密闭容器中充入2molH2和3molI2(g),充分反应后,该密闭容器中()
A.2molH2已耗尽B.3molI2(g)已耗尽
C.HI的物质的量等于4molD.HI的物质的量少于4mol
2.一小块白磷露置于空气中,一段时间后会突然燃烧,是什么外界因素导致反应加快而燃烧()
A.浓度B.压强C.温度D.催化剂
3.在恒温恒容的密闭容器中进行反应A(g)=B(g)+C(g),若反应物浓度由1mol·L-1降到0.6mol·L-1需要20s,则反应物浓度再由0.6mol·L-1降到0.4mol·L-1所需要的时间为:
()
A.10sB.大于10sC.小于10sD.无法判断
4.选修四化学反应原理主要研究:
化学反应进行的方向、快慢、程度以及反应过程中能量转化等内容。
下列有关说法错误的是()
A.化学变化中,遵循能量守恒,所谓吸热反应可看作把环境中的能量储存到了物质中
B.化学变化中,各种原子的数目是恒定的,所谓资源匮乏只是元素的分布发生了变化
C.氧化还原反应都是放热反应
D.强酸和强碱的中和反应的活化能接近于零,所以反应速率很高
5.下列叙述中,不能用平衡移动原理解释的是()
A.红棕色的NO2,加压后颜色先变深后变浅
B.高压比常压有利于合成SO3的反应
C.氯气在水中溶解度大于饱和食盐水中的溶解度
D.等质量粉末状与块状碳酸钙分别与同浓度的盐酸反应,粉末状比块状的反应快
6.将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:
NH2COONH4(s)
2NH3(g)+CO2(g)。
判断该分解反应已经达到化学平衡状态的是()
A.2v(NH3)=v(CO2)B.密闭容器中c(NH3)∶c(CO2)=2∶1
C.密闭容器中混合气体的密度不变D.密闭容器中氨气的体积分数不变
7.在密闭容器中进行下列可逆反应:
M(g)+N(g)
R(g)+2L(?
),此反应符合下图,下列叙述正确的是:
()
A.正反应放热,L是气体B.正反应放热,L非气体
C.正反应吸热,L是气体D.正反应吸热,L非气体
8.已知3A(g)+2B(g)
C(s)+4D(g)△H<0。
图中a、b表示在一定条件下,A的体积分数随时间t的变化。
若使曲线b变为曲线a,可采取的措施是()
A.增大A的浓度B.升高温度C.加催化剂D.缩小容器体积
9.前国际空间站处理CO2废气涉及的反应为CO2+4H2
CH4+2H2O。
该反应的下列说法正确的是()
A.通过使用钌催化剂能使CO2100%转化为CH4
B.该温度下,当反应达平衡时,CH4物质的量就不再变化,因为反应已停止不再进行
C.除了使用催化剂,升高温度或增大压强都能加快该反应的速率
D.由于升高温度可以加快反应速率,所以在工业生产中该反应温度越高越好
10.在容积不变的密闭容器中存在如下反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)+Q(Q>0)。
某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,分析正确的是()
A.图Ⅰ研究的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
B.图Ⅱ研究的是t1时刻加入催化剂后对反应速率的影响
C.图Ⅲ研究的是催化剂对平衡的影响,且甲的催化速率比乙高
D.图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响,且乙的温度较低
11.炭黑是雾霾中的重要颗粒物,研究发现它可以活化氧分子,生成活化氧,活化过程的能量变化模拟计算结果如右图所示。
活化氧可以把SO2快速氧化为SO3。
下列说法错误的是()
A.每活化一个氧分子吸收0.29eV的能量
B.水可使氧分子活化反应的活化能降低0.18eV
C.氧分子的活化是O—O键的断裂与C—O键的生成过程
D.炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂
12.H2是一种化工原料,可以制备一系列物质(如下图所示)。
下列说法正确的是()
A.使用催化剂可以降低合成氨反应的活化能
B.用澄清石灰水可以检脸NaHCO3中是否混有Na2CO3
C.由粗硅制高纯硅的反应类型依次为化合反应、置换反应
D.聚合物
的链节为CH2=CHCl
二、填空题
13.降低大气中CO2的含量和有效地开发利用CO2正成为研究的主要课题。
(1)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH=-1275.6kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-566.0kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l)ΔH=-44.0kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:
。
(2)在容积为2L的密闭容器中,充入2molCO2和6molH2,在温度500℃时发生反应:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)△H<0。
CH3OH的浓度随时间变化如图。
回答有关问题:
①从反应开始到20分钟时,H2的平均反应速率v(H2)=_________________。
②从30分钟到35分钟达到新的平衡,改变的条件可能是。
A.增大压强B.加入催化剂C.升高温度D.增大反应物的浓度
③列式计算该反应在35分钟达到新平衡时的平衡常数(保留2位小数)
④如果在30分钟时,再向容器中充入2molCO2和6molH2,保持温度不变,达到新平衡时,CH3OH的浓度____________1mol.L-1(填“>”、“<”或“=”)。
(3)一种原电池的工作原理为:
2Na2S2+NaBr3
Na2S4+3NaBr。
用该电池为电源,以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解,使CO2在铜电极上可转化为甲烷。
①该电池负极的电极反应式为:
。
②电解池中产生CH4一极的电极反应式为:
。
(4)下图是NaOH吸收CO2后某种产物的水溶液在pH从0至14的范围内H2CO3、HCO3-、CO32-三种成分平衡时的组成分数。
下列叙述正确的是。
A.此图是1.0mol·L-1碳酸钠溶液滴定1.0mol·L-1HCl溶液的滴定曲线
B.在pH分别为6.37及10.25时,溶液中c(H2CO3)=c(HCO3-)=c(CO32-)
C.人体血液的pH约为7.4,则CO2在血液中多以HCO3-形式存在
D.若用CO2和NaOH反应制取NaHCO3,宜控制溶液的pH为7~9之间
14.
(1)粗盐中常含有泥沙和Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO2-4等杂质,必须精制后才能供电解使用。
精制时,粗盐溶于水过滤后,还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl(盐酸)③BaCl2,这3种试剂添加的合理顺序是______________(填序号)
(2)工业生产硫酸时,利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是一个关键步骤。
选择适宜的催化剂,是否可以提高SO2的转化率?
(填“是”或“否”),是否可以增大该反应所放出的热量?
(填“是”或“否”);
(3)氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料,它可由石英与焦碳在高温的氮气流中,通过以下反应制得:
SiO2+C+N2=Si3N4+CO)
①配平上述反应的化学方程式__________
②该反应的平衡常数表达式为K=__________
(4)水是一种重要的自然资源,天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是__(填两种物质名称),其净水作用的原理是__________
15.一定温度下,在容积为1L的密闭容器内放入2molN2O4和8molNO2,发生如下反应:
2NO2(红棕色)⇌N2O4(无色)(△H<0),反应中NO2、N2O4的物质的量随反应时间变化的曲线如图,按下列要求作答:
(1)在该温度下,反应的化学平衡常数表达式为:
(2)若t1=10s,t2=20s,计算从t1至t2时以N2O4表示的反应速率:
mol•L﹣1•s﹣1
(3)图中t1、t2、t3哪一个时刻表示反应已经达到平衡?
答:
(4)t1时,正反应速率(填“>”、“<”或“=”)逆反应速率.
16.化学反应原理在生产和生活中有广泛的应用。
Ⅰ.NO2与SO2都是形成酸雨的主要物质。
在一定条件下,两者能发生反应:
NO2(g)+SO2(g)
SO3(g)+NO(g)
(1)在一定条件下,将等物质的量的NO2、SO2气体置于体积固定的密闭容器中发生反应,下列能说明反应已经达到平衡状态的是
a.v(NO2)生成=v(SO2)消耗
b.混合气体的总压强不再改变
c.容器内气体颜色不再改变
d.容器内气体平均相对分子质量不再改变
(2)科学家正在研究利用催化技术将NO2和CO转变成无害的CO2和N2,反应的化学方程式:
2NO2(g)+4CO(g)
4CO2(g)+N2(g)+Q(Q>0)
若在密闭容器中充入NO2和CO,下列措施能提高NO2转化率的是。
A.选用高效催化剂B.充入NO2C.降低温度D.加压
Ⅱ.
(1)17℃、1.01×105Pa,在2L密闭容器NO2和N2O4的混合气体达到平衡时,NO2的物质的量为0.2mol,N2O4的体积分数为6/11。
计算该条件下反应2NO2(g)
N2O4(g)的平衡常数K=。
若此时向容器中再充入0.1molNO2和0.12molN2O4,原化学平衡移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(2)现用一定量的Cu与足量的浓HNO3反应,制得2.20L(已折算到标准状况)已达到平衡的NO2和N2O4的混合气体,理论上至少需消耗Cug(保留两位小数)。
17.(14分)肼(N2H4)与N2O4,是火箭发射中最常用的燃料与助燃剂。
(1)已知2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(l)△H=-1225KJ/mol
则使1molN2O4(l)完全分解成相应的原子时需要吸收的能量是。
(2)800℃时,某密闭容器中存在如下反应:
2NO2(g)
2NO(g)+O2(g)△H>0,若开始向容器中加入1mol/L的NO2,反应过程中NO的产率随时间的变化如下图曲线I所示。
①反应Ⅱ相对于反应I而言,改变的条件可能是。
②请在图中绘制出在其它条件与反应I相同时,反应在820℃时进行,NO的产率随时间的变化曲线。
③800℃时,若开始时向容器中同时加入1mol/LNO、0.2mol/LO2、0.5mol/LNO2,则v(正)v(逆)。
(3)己知N2O4(g)
2NO2(g)△H=+57.20kJ/mol,t时,将一定量的NO2、N2O4,充人一个容器为2L的恒容密闭容器中,浓度随时间变化关系如下表所示:
①c(X)代表(填化学式)的浓度,该反应的平衡常数K=。
②前10min内用NO2表示的反应速率为,20min时改变的条件是;重新达到平衡时,NO2的百分含量(填选项前字母)。
a.增大b.减小c.不变d.无法判断
三、实验题
18.某化学反应2A(g)
B(g)+D(g)在四种不同条件下进行(仅有一种条件不同),B和D的起始浓度为0,反应物A的浓度(mol·L-1)随反应时间(min)的变化情况如下表:
实验序号
温度/℃
时间/min
0
10
20
30
40
50
60
1
800
1.0
0.80
0.67
0.57
0.50
0.50
0.50
2
800
1.0
0.60
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
3
800
1.50
0.92
0.75
0.60
0.60
0.60
0.60
4
920
1.0
0.67
0.61
0.56
0.56
0.56
0.56
根据上述数据,完成下列填空:
(1)实验1从第________min后一定达到化学平衡,实验4比实验1反应速率快的原因主要是
________________________。
假定实验3反应进行了30min时恰好达到平衡,则从开始到平衡的平均反应速率为_________________________________。
(2)实验3比实验1的反应速率______________(填“快”或“慢”),原因是___________________。
(3)如果2A(g)
B(g)+D(g)是一个放热反应,且容器的体积均为1L,那么实验4与实验1相比,放出的热量多,理由是_________________________________。
(4)实验__________的反应速率最快,快的原因可能是___________________________。
四、推断题
19.物质A~G是中学化学中常见的物质,这些物质有如图所示的转化关系(部分反应物、生成物没有列出)。
其中A、B、F含有一种相同的元素,C、D、G含有一种相同的元素,F具有磁性,G为黑色非金属单质。
(1)物质A溶解于盐酸,然后加入KSCN溶液,溶液不变色,再滴加几滴氯水,溶液变为血红色,由此推知A的化学式为__________。
(2)反应③的化学方程式是_______________________。
(3)写出下列物质的化学式:
E__________、F__________。
(4)若C是一种气体,在温度为1100℃的某固定容积的密闭容器中发生反应:
A(s)+C(g)B(s)+D(g) ΔH=akJ·mol-1(a>0),该温度下平衡常数K=0.263。
若生成1molB,则吸收的热量________(选填“大于”、“等于”或“小于”)akJ;若加入过量的A,则C的转化率________(选填“升高”、“不变”或“降低”);若容器内压强不再随时间变化,则该反应__________(选填“达到”、“未达到”或“不一定达到”)化学平衡状态;该反应达到化学平衡状态时,若[C]=0.100mol·L-1,则[D]=________mol·L-1。
五、计算题
20.在一密闭容器中反应2SO2+O2
2SO3经5秒后,SO3的浓度增加了0.4mol·L-1,则在这段时间内用O2表示的反应速率为mol·L-1·s-1。
21.含氮化合物在化学工业中有着重要的应用,回答下列问题:
(1)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化(表示生成1molN2的能量变化)如图所示,该反应的热化学方程式为______________________。
(2)一定条件下,硝酸铵加热分解得到的产物只有N2O和H2O。
250℃时,硝酸铵在密闭容器中分解达到平衡,该分解反应的平衡常数表达式为K=___________;若有1mol硝酸铵完全分解,则转移电子的数目为___________(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(3)硝基苯甲酸乙酯在碱性条件下发生反应:
O2NC6H4COOC2H5+OH-
O2NC6H4COO-+C2H5OH。
两种反应物的初始浓度均为0.80mol·L-1,T℃时测得O2NC6H4COOC2H5的转化率α随时间变化的数据如表所示。
t/s
0
60
90
120
160
260
300
360
400
a/%
0
33.0
41.8
48.8
58.0
69.0
70.4
71.0
71.0
①该反应在60~90s与90~120s内的平均反应速率分别约为___________,___________;比较两者大小可得出的结论是______________________。
②计算T℃时该反应的平衡常数为______________________。
③为提高O2NC6H4COOC2H5的平衡转化率,除可适当控制反应温度外,还可以采取的措施为______________________(写出一条即可)。
参考答案
1.D
【解析】A.由于该反应是可逆反应,所以2molH2不可能完全耗尽,A错误;B.由于该反应是可逆反应,所以3molI2(g)不可能完全耗尽,B错误;C.由于该反应是可逆反应,反应物转化率达不到100%,因此HI的物质的量一定小于4mol,C错误;D.根据C中分析可知HI的物质的量小于4mol,D正确,答案选D。
2.C
【解析】试题分析:
白磷的着火点低,一小块白磷露置于空气中容易自然,这是由于温度导致反应加快而燃烧,答案选C。
考点:
考查外界条件对反应速率的影响
3.B
【解析】
【详解】
反应物的浓度由1mol/L降到0.6mol/L时的平均反应速率为0.02mol·L-1·s-1,再假设以相同的反应速率计算反应物的浓度由0.6mol/L降到0.4mol/L所需反应时间为10s,实际上化学反应进行过程中,反应物不断被消耗,浓度逐渐降低,反应速率逐渐变慢,故反应时间大于10s,故选B。
4.C
【解析】
试题分析:
A.化学变化中,遵循能量守恒,所谓吸热反应可看作把环境中的能量储存到了物质中,使得生成物的能量增大,故A正确;B.化学变化中,遵循质量守恒,各种原子的数目是恒定的,所谓资源匮乏只是元素的分布发生了变化,故B正确;C.氧化还原反应不一定都是放热反应,如碳与二氧化碳生成一氧化碳的反应,属于吸热反应,故C错误;D.反应的活化能越低,反应越容易进行,强酸和强碱的中和反应的活化能接近于零,所以反应速率很高,故D正确;故选C。
考点:
考查了化学变化中的物质变化和能量变化的相关知识。
5.D
【解析】
试题分析:
A、二氧化氮变成四氧化二氮是气体体积减小的反应,加压,容器的体积减小,二氧化氮的浓度增大,平衡正向移动,二氧化氮的浓度变小些,所以颜色先变深后变浅,用了平衡移动原理解释,所以不选A;B、二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫的反应是气体体积减小的反应,加压平衡正向移动,所以高压更有利于合成三氧化硫,用平衡移动原理解释,不选B;C、氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,在氯化钠溶液中氯离子浓度较大,使氯气和水反应的平衡逆向移动,氯气在水中的溶解度减小,所以不选C;D、碳酸钙和盐酸反应不是可逆反应,没有化学平衡,所以不能用平衡移动解释,选D。
考点:
平衡移动原理。
6.C
【解析】试题分析:
A、未体现正逆的关系,故A错误;B、只要反应发生,密闭容器中就存在c(NH3):
c(CO2)=2:
1,故B错误;C、密闭容器中混合气体的密度不变,说明气体质量不变,正逆反应速率相等,故C正确;D、从反应开始到平衡,密闭容器中氨气的体积分数不变一直不变,故D错误;故选C。
【考点定位】考查化学平衡状态的判断
【名师点晴】化学平衡的标志有直接标志和间接标志两大类。
一、直接标志:
正反应速率=逆反应速率,注意反应速率的方向必须有正向和逆向。
同时要注意物质之间的比例关系,必须符合方程式中的化学计量数的比值。
二、间接标志:
1、各物质的浓度不变。
2、各物质的百分含量不变。
3、对于气体体积前后改变的反应,压强不变是平衡的标志。
4、对于气体体积前后不改变的反应,压强不能做标志。
5、对于恒温恒压条件下的反应,气体体积前后改变的反应密度不变是平衡标志。
6、对于恒温恒容下的反应,有非气体物质的反应,密度不变是平衡标志。
7.B
【解析】根据图像可知,当压强相等时T1首先达到平衡状态,说明温度是T1大于T2。
但温度高生成物R的含量低,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,即正反应是放热反应。
当温度相等时,压强为P2首先达到平衡状态,说明压强是P2大于P1。
压强越高生成物R的含量越高,说明增大压强平衡向正反应方向移动,即正反应是体积减小的可逆反应,所以生成物L一定是非气态,故B正确。
8.C
【解析】
【详解】
A、增大A的浓度,加快反应速率,但是平衡会移动,A的体积分数会发生变化,与图像不符,故A错误;
B、升高温度,反应速率加快,该反应正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应移动,A的体积分数升高,与图像不符,故B错误;
C、加入催化剂,加快反应,不影响平衡移动,与图像相符,故C正确;
D、缩小反应容器的体积增大压强,反应速率加快,该反应前后气体的物质的量变化,平衡移动,A的体积分数变化,与图像不符,故D错误;
综上所述,本题选C。
9.C
【解析】催化剂能够改变化学反应的速率,但是不影响平衡移动,物质的转化率不变,A错误;该温度下,当反应达平衡时,CH4物质的量就不再变化,反应达到平衡状态,这时,V(正)=V(逆)≠0,为动态平衡,不是停止,B错误;升高温度,活化分子数、百分数均增加,速率加快,增大压强,缩小体积,各物质浓度增大,反应速率加快,C正确;升高温度可以加快反应速率,但是对于放热反应来说,温度太高,平衡左移,不利于产物的生成,所以在工业生产中不是该反应温度越高越好,D错误;正确选项C。
点睛;对于可逆该反应来说,使用催化剂,只能改变反应的速率,对平衡的移动无影响,因此反应物的转化率不发生变化。
10.B
【解析】
【分析】
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)+Q(Q>0),则该反应为气体体积分数减小的体系,且为放热反应,则
A.增大氧气的浓度,瞬间逆反应速率不变;
B.图Ⅱ正正逆反应速率同等程度的增大;
C.催化剂不改变平衡;
D.依据先拐先平数值大分析图像。
【详解】
A.增大氧气的浓度,瞬间逆反应速率不变,图中不符,应为增大压强,A项错误;
B.图Ⅱ正正逆反应速率同等程度的增大,为催化剂对反应的影响,B项正确;
C.催化剂不改变平衡,应为压强对反应的影响,C项错误;
D.若图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响,则乙先达到平衡,对应的温度高,升温不利于二氧化硫的转化,则二氧化硫转化率低,D项错误;
答案选B。
【点睛】
解答化学速率与平衡图像题时,可采取“先拐先平数值大”原则对反应速率进行初步分析。
再进一步判断过程的变化趋势。
具体方法可总结为:
(1)看坐标系,确定纵、横坐标所代表的具体含义;
(2)分析反应的特征,搞清正反应方向是吸热还是放热;气体体积增大、减小还是不变;有无固体或纯液体参加或生成等;
(3)分析自变量和因变量,弄明白始末状态,结合勒夏特列原理进行分析;
(4)看清起点、拐点和终点,分清极值和斜率的一对一,把握曲线变化规律,得出结论。
11.A
【解析】
【详解】
A.图中反应物的总能量高于生成物的总能量,所以该反应释放能量而不是吸收,A项错误;
B.由图可知,无水时相对能量为0.75eV,有水时能量为0.57eV,二者相差0.18eV,所以水可使氧分子活化反应的活化能降低0.18eV,B项正确;
C.由图可知,氧分子的活化是O—O键的断裂与C—O键的生成过程,C项正确;
D.活化氧可以快速氧化二氧化硫,而炭黑颗粒可以活化氧分子,因此炭黑颗粒可看作大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂,D项正确;
所以答案选择A项。
12.A
【解析】A、有的催化剂可以改变反应历程,使活化能降低,如使用催化剂可以降低合成氨反应的活化能,故A正确;B、氢氧化钙与碳酸钠生碳酸钙和氢氧化钠,氢氧化钙与碳酸氢钠生水,碳酸
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