2021-2022学年新教材高中化学第二章化学反应速率与化学平衡单元检测含解析新人教版选择性必修

《2021-2022学年新教材高中化学第二章化学反应速率与化学平衡单元检测含解析新人教版选择性必修》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021-2022学年新教材高中化学第二章化学反应速率与化学平衡单元检测含解析新人教版选择性必修（16页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、单元素养检测(二)(第二章)(75分钟100分)一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题意。1通过控制或改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行，使化学反应有利于人类的生存和提高生活质量。下列各图所示的措施中，能加快化学反应速率的是()【解析】选C。A项做法能减缓铁门的氧化腐蚀；B项橡胶中加炭黑能增加橡胶的强度和耐老化程度；D项烧焦的木炭，能减慢电线杆腐烂的速率。2(2021淮安高二检测)已知A(g)2B(g)C(g)4D(g)HQ kJmol1(Q0)。某温度压强下，在密闭容器进行上述反应，下列叙述正确的是()A反应过程中，若压缩体积增大压强能提高A的转

2、化率B若反应开始时A为1 mol，则达到平衡时吸收的热量为Q kJC反应至4 min时，若D浓度为0.12 molL1，则B的反应速率为0.03 molL1min1D反应吸收0.025Q kJ热量时，生成的D的物质的量为0.1 mol【解析】选D。增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，即逆向移动，则A的转化率减小，故A错误；该反应为可逆反应，1 mol A不能完全转化，达平衡时，吸收热量小于Q kJ，故B错误；反应至4 min时，若D浓度为0.12 molL1，则v(D)0.03 molL1min1，则B的反应速率为0.015 molL1min1，故C错误；由方程式可知，生成4 mol D，吸

3、收Q kJ热量，则反应吸收0.025Q kJ热量时，生成的D的物质的量为0.1 mol，故D正确。3某反应2AB(g)=C(g)3D(g)在高温时能自发进行，其逆反应在低温下能自发进行，则该反应的正反应的H、S应为()AH0，S0BH0，S0CH0，S0 DH0，S0【解析】选C。GHTS，G0时，反应能自发进行。H0，S0时，G恒小于0，在室温也能自发进行，A不符合题意；H0，S0时，只在低温下能自发进行，B不符合题意；H0，S0时，只在高温下能自发进行，逆向反应H0，Sv(Y)v(Z)CX、Y、Z对应的平衡常数数值：KXKYKZD增大压强、升高温度均可提高乙烯的平衡转化率【解析】选A。据图

4、可知，Y点对应乙烯的平衡转化率为20%，起始n(C2H4)n(H2O)11，设C2H4和H2O的起始物质的量均为1 mol，根据“三段式”计算：C2H4(g)H2O(g)C2H5OH(g)起始/mol 1 1 0转化/mol 0.2 0.2 0.2平衡/mol 0.8 0.8 0.2则平衡时乙醇的物质的量分数为，故A正确；结合图像可得：p1p2p3，且X、Y、Z三点对应的温度越来越高，所以X、Y、Z对应的反应速率：v(X)v(Y)KYKZ，故C错误；因正反应是气体体积减小的反应，则压强越大，乙烯的平衡转化率越大，又因正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，乙烯的平衡转化率降低，故D错误。11

5、在固定容积的密闭容器中，放入a mol X，发生反应：2XY(g)Z(s)，并达到平衡状态，此时升高温度，气体的密度增大。下列叙述正确的是()A平衡后移走部分Z，平衡正向移动B若X为非气态，则正反应为放热反应C若正反应为放热反应，则X一定为气态D若X为气态，再向容器中充入a mol X，达到平衡后，X的体积分数增大【解析】选C。Z为固体，移走部分Z对平衡移动无影响，A项错误；若X为非气态，容器的体积不变，密度增大，则需气体的质量增大，说明平衡正向移动，温度升高，平衡应向吸热反应方向移动，故正反应方向是吸热反应，B项错误；若正反应方向是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，要使气体质量增大，X一定为

6、气态，C项正确；D项相当于增大压强，平衡正向移动，X的体积分数减小，错误。12在2 L恒容密闭容器中充入2 mol X和1 mol Y，发生反应：2X(g)Y(g)3Z(g)H0，反应过程持续升高温度，测得X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断不正确的是()A.Q点时，Y的转化率最大B升高温度，平衡常数减小CW点X的正反应速率小于M点X的正反应速率D平衡时，再充入Z，达到平衡时Z的体积分数一定增大【解析】选D。在Q对应温度之前，升高温度，X的含量减小，在Q对应温度之后，升高温度，X的含量增大，曲线上最低点为平衡点，最低点之前未达平衡，反应向正反应进行，最低点之后，各点为平衡点，H0，升高温

7、度X的含量增大，平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应。A.曲线上最低点Q为平衡点，升高温度平衡向逆反应移动，Y的转化率减小，所以Q点时，Y的转化率最大，故A正确；B.已知该反应为放热反应，升高温度，平衡逆移，平衡常数减小，故B正确；C.W点对应的温度低于M点对应的温度，温度越高，反应速率越高，所以W点X的正反应速率小于M点X的正反应速率，故C正确；D.该反应为气体体积不变的反应，恒容恒温下，平衡时充入Z，二者为等效平衡，达到新平衡时Z的体积分数与原平衡时相等，故D错误。13E和F加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：E(s)4F(g)G(g)，已知该反应的平衡常数值如下表所示。下列说法正确

8、的是()温度/2580230平衡常数值510421.9105A.上述反应是熵增反应B25 时，反应G(g)E(s)4F(g)的平衡常数值是0.5C在80 时，测得某时刻，F、G浓度均为0.5 molL1，则此时v(正)v(逆)D恒温恒容下，向容器中再充入少量G(g)，达新平衡时，G的体积百分含量将增大【解析】选D。A.正反应为气体物质的量减小的反应，正反应为熵减的反应，故A错误；B.相同温度下，G(g)E(s)4F(g)的平衡常数与E(s)4F(g)G(g)的平衡常数互为倒数，故25 时，反应G(g)E(s)4F(g)的平衡常数值是2105，故B错误；C.此时浓度商Q8K2，反应向逆反应进行，

9、故v(正)v(逆)，故C错误；D.恒温恒容下，向容器中再充入少量G(g)，相当于在原平衡基础上增大压强，平衡正向移动，达新平衡时，G的体积百分含量将增大，故D正确。14某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对A2(g)3B2(g)2AB3(g)化学平衡状态的影响，得到如图所示的变化规律(图中T表示温度，n表示物质的量)，根据如图可得出的判断结论正确的是()A.a、b、c三个状态只有b是平衡状态B达到平衡时A2的转化率大小为bacC若T2T1，则正反应一定是吸热反应D反应速率cba【解析】选D。图像分析可知，a、b、c三个状态，都是平衡状态，故A错误；图像可知，a、b、c各点中B的起始

10、物质的量依次增大，对于可逆反应来说，增大一种反应物的物质的量或浓度，有利于平衡向正反应方向移动，则另一种反应物的转化率增大，则达到平衡时A2的转化率大小为abc，故B错误；若T2T1，由图像可知温度升高生成物的物质的量减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，故C错误；由图像可知，a、b、c各点中B的起始物质的量依次增大，则反应物浓度也依次增大，反应速率也依次增大，故D正确。15乙炔在Pd表面选择加氢的反应机理如图所示。其中吸附在Pd表面上的物种用*标注。下列有关说法错误的是()A.该正反应历程中最大能垒(活化能)为85 kJmol1B吸附反应为吸热反应CPd为固体催化剂，一

11、般其表面积越大，催化效果越好DC2HH*C2H的过程中有能量的上升，说明有化学键的断裂【解析】选B。由图像可知，该历程中最大能垒(活化能)为85 kJmol1，故A正确；图像分析可知吸附反应能量降低，为放热反应，故B错误；固体催化剂，其表面积越大，接触面积越大，催化效果越好，故C正确；由图像可知，C2HH*C2H这一步的活化能为66 kJmol1，有能量的上升，则该反应过程中有化学键的断裂，故D正确。二、非选择题：本题共5小题，共55分。16(8分)回答下列问题：(1)用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解CO2，发生反应：2CO2(g)=2CO(g)O2(g)，该反应的H_(填“”

12、“”“”“0，S0，则：该反应常温下_(填“能”或“不能”)自发进行。据本题反应数据分析，温度_(填“能”或“不能”)成为反应方向的决定因素。(4)已知CaSO4(s)CO(g)CaO(s)SO2(g)CO2(g)H218 kJmol1，该反应能够自发进行的反应条件是_。(5)某吸热反应能自发进行，则该反应的S_(填“”或“0，故低温下GHTS0，反应不能自发进行。(2)因为S0，且GHTS0，故H0，S0，属于熵增加的吸热反应，故在高温下该反应能够自发进行。(4)自发反应的条件是HTS0，即H0，故T，即T值较大，该反应应在高温下进行。(5)吸热反应能自发进行，即H0，HTS0，故S0。答案

13、：(1)不能(2)17(12分)(2021南京高二检测)(1)工业上常利用CH4来吸收CO2生成CO和H2，再用H2和CO合成甲醇。如在恒容密闭容器中通入物质的量浓度均为1.0 molL1的CH4与CO2，在一定条件下仅发生反应：CO2(g)CH4(g)2CO(g)2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图1所示：则：该反应的H_(填“”)0。压强p1、p2、p3、p4由大到小的关系为_。判断的理由是_。压强为p4时，在b点：v(正)_(填“”)v(逆)。对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数(记作Kp)，当p40.36 MPa，

14、则a点的平衡常数Kp_(保留3位有效数字，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数)。(2)燃煤烟气中硫的回收反应为2CO(g)SO2(g)=2CO2(g)S(l)。在其他条件相同、催化剂不同时，硫的回收反应中SO2的转化率随反应温度的变化如图2所示。260 时，_(填“La2O3”“NiO”或“TiO2”)的催化效率最高。La2O3和NiO作催化剂均可能使SO2的转化率达到很高，不考虑价格因素，选择La2O3的主要优点是_。【解析】(1)根据图示，压强不变时，升高温度，甲烷的平衡转化率增大，说明平衡向正反应方向移动，根据升温时平衡向吸热反应方向移动可知，正反应为吸热反应，H0；该反应

15、的正反应为气体分子数增大的反应，温度不变时，降低压强，平衡向正反应方向移动，甲烷的平衡转化率增大，故p4p3p2p1，压强为p4时，b点未达到平衡，反应正向进行，故v(正) v(逆)；由用平衡浓度表示的平衡常数类推可知，用平衡压强表示的压强常数Kp，p4时a点甲烷的平衡转化率为80%，则平衡时c(CH4) c(CO2) 0.2 molL1，c(CO) c(H2) 1.6 molL1，Kp1.64；(2)由图2可知，260 时，TiO2作催化剂时，SO2的转化率最高，故TiO2的催化效率最高，随着温度升高，SO2的转化率逐渐升高，但增加程度不一样，在340 时，La2O3催化下SO2的转化率接近

16、90%然后维持在较高水平，同期NiO和TiO2催化下的SO2的转化率较低，到420 时，NiO催化下SO2的转化率与La2O3相同，此时TiO2的依然较低。答案：(1) p4p3p2p1该反应的正反应为气体分子数增大的反应，温度不变时，降低压强，平衡向正反应方向移动，甲烷的平衡转化率增大1.64(2)TiO2La2O3在相对较低温度催化效率更高(或其他合理表述)18(10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)K1H0()2NO(g)Cl2(g)2ClNO(g)K2H0()(1)4NO2(g)2NaCl(s)

17、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()的影响，在恒温条件下，向 2 L 恒容密闭容器中加入0.2 mol NO 和 0.1 mol Cl2，10 min 时反应()达到平衡。测得 10 min 内v(ClNO)7.5103 molL1min1，则平衡后n(Cl2)_mol，NO的转化率1_。其他条件保持不变，反应()在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率2_1(填“”“”或“”)，平衡常数K2_(填“增大”“减小”或“不变”)。 若要使K2减小，可采用的措施是_。A增大压强B减小压强C升高温度 D降低温度E加催化剂 F增加

18、反应物的浓度G减少生成物的浓度【解析】(1)2NO2(g)NaCl(s)NaNO3(s)ClNO(g)K1H0 ()2NO(g)Cl2(g)2ClNO(g)K2H0 ()所求反应为4NO2(g)2NaCl(s)2NaNO3(s)2NO(g)Cl2(g)，该反应可由()2()得到，则该反应的K；(2)测得10 min内v(ClNO)7.5103 molL1min1，则n(ClNO)7.5103 molL1min110 min2 L0.15 mol，由方程式可知，参加反应氯气的物质的量为0.15 mol0.075 mol，故平衡时氯气的物质的量为0.1 mol0.075 mol0.025 mol，

19、参加反应NO物质的量为0.15 mol，则NO的转化率为100%75%，正反应为气体物质的量减小的反应，恒温恒容的条件下，到达平衡时压强比起始压强小，其他条件保持不变，反应()在恒压条件下进行，等效为在恒温恒容下的平衡基础上增大压强，平衡正向移动，NO转化率增大，故转化率21，平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变，正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小。答案：(1)(2)0.02575%不变C19(10分)(2021北京东城区高二检测)近年来，随着聚酯工业的快速发展，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。传统的Deacon直接氧化法，按下列催化过程进行：4HCl(g

20、)O2(g) 2Cl2(g)2H2O(g)(1)写出上述反应的平衡常数表达式K_。(2)生产过程中可使用CuCl2作催化剂，反应原理如下：CuCl2(s)O2(g)=CuO(s)Cl2(g)H163 kJmol1CuO(s)2HCl(g)=CuCl2(s)H2O(g)H2121 kJmol1则4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g)的H_kJmol1。(3)生产中反应温度通常控制在420 左右，原因是_。在一定温度下，进一步提高HCl平衡转化率的方法是_。(写出2种)(4)420 时，将一定量的O2和HCl通入4 L的恒容密闭容器中，反应过程中氧气的变化量如图所示，则020 min

21、平均反应速率v(HCl)为_molL1min1。【解析】(1)反应的平衡常数表达式K；(2)CuCl2(s)O2(g)=CuO(s)Cl2(g)H163 kJmol1CuO(s)2HCl(g)=CuCl2(s)H2O(g)H2121 kJmol1则4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g)的H2(H1H2)2(121 kJmol163 kJmol1)116 kJmol1；(3)生产中反应温度通常控制在420 左右，原因是温度太低，反应速率太慢；温度太高，平衡逆向移动，产率降低；4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g)为气体体积缩小的放热反应，若要提高HCl的转化率，需要使

22、平衡向着正向移动，可增加反应体系的压强或及时分离出产物，减少产物浓度，使平衡正向移动，均可提高HCl的转化率；(4)v(O2)0.01 molL1min1，v(HCl)4v(O2)0.04 molL1min1。答案：(1)(2)116(3)温度太低，反应速率太慢；温度太高，平衡逆向移动，产率降低增加反应体系的压强、及时分离出产物(4)0.0420(15分)(2020全国卷)硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2(g)O2(g)SO3(g)H98 kJmol1。回答下列问题：(1)钒催化剂参与反应的能量变化如图(a)所示，V2O5(s)与SO2(g)

23、反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为：_。(2)当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa压强下，SO2平衡转化率随温度的变化如图(b)所示。反应在5.0 MPa、550 C时的_，判断的依据是_。影响的因素有_。(3)将组成(物质的量分数)为2m%SO2(g)、m% O2(g)和q%N2(g)的气体通入反应器，在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时，若SO2转化率为，则SO3压强为_，平衡常数Kp_(以分压表示，分压总压物质的量分数)。(4)研究表明，SO2催化氧化的反应速

24、率方程为：vk(1)0.8(1n)式中：k为反应速率常数，随温度t升高而增大；为SO2平衡转化率，为某时刻SO2转化率，n为常数。在0.90时，将一系列温度下的k、值代入上述速率方程，得到vt曲线，如图(c)所示。曲线上v最大值所对应温度称为该下反应的最适宜温度tm。ttm后，v逐渐下降。原因是_。【解析】(1)由题中信息可知：SO2(g)O2(g)SO3(g)H98 kJmol1V2O4(s) SO3(g)V2O5(s)SO2(g)H224 kJmol1V2O4(s) 2SO3(g)2VOSO4(s)H1399kJmol1；根据盖斯定律可知，2得2V2O5(s) 2SO2(g)2VOSO4(

25、s)V2O4(s)，则HH12H2(399 kJmol1)(24 kJmol1)2351 kJmol1，所以该反应的热化学方程式为2V2O5(s) 2SO2(g)2VOSO4(s) V2O4(s)H351 kJmol1；(2) SO2(g)O2(g)SO3(g)，该反应是一个气体分子数减少的放热反应，故增大压强可以使化学平衡向正反应方向移动。因此，在相同温度下，压强越大，SO2的平衡转化率越大，所以，该反应在550 、压强为5.0 MPa条件下，SO2的平衡转化率一定高于相同温度下、压强为2.5 MPa的，因此，p15.0 MPa，由图中数据可知，0.975。影响的因素就是影响化学平衡移动的因

26、素，主要有反应物(SO2和O2)的浓度、温度、压强等。(3)假设原气体的物质的量为100 mol，则SO2、O2和N2的物质的量分别为2m mol、m mol和q mol，2mmq3mq100，SO2的平衡转化率为，则有下列关系：SO2O2SO3起始量(mol) 2m m 0变化量(mol) 2m m 2m平衡量(mol)2m(1) m(1) 2m平衡时气体的总物质的量为n(总)2m(1) molm(1) mol2m molq mol，则SO3的物质的量分数为100%100%100%。该反应在恒压容器中进行，因此，SO3的分压p(SO3)，p(SO2)，p(O2)，在该条件下，SO2(g)O2

27、(g)SO3(g)的Kp。(4) 由于该反应是放热反应，温度升高后降低。由题中信息可知，vk(1)0.8(1n)，升高温度，k增大使v逐渐提高，但降低使v逐渐下降。当ttm，k增大对v的提高大于引起的降低；当ttm，k增大对v的提高小于引起的降低。答案：(1)2V2O5(s)2SO2(g)2VOSO4(s)V2O4(s)H351 kJmol1(2)0.975该反应气体分子数减少，增大压强，提高。5.0 MPa2.5 MPap2，所以p15.0 MPa反应物(SO2和O2)的起始浓度(组成)、温度、压强(3)(4)升高温度，k增大使v逐渐提高，但降低使v逐渐下降。当ttm，k增大对v的提高大于引起的降低；当ttm，k增大对v的提高小于引起的降低