第二章《化学反应的方向限度与速率》上学期高二化学选择性必修1

第二章《化学反应的方向、限度与速率》一、单选题1．用生产某些含氯有机物时会产生副产物。利用如下反应，可实现氯的循环利用：

。下列说法，不正确的是A．降低温度能提高的平衡转化率B．该反应的正反应活化能比逆反应活化能小C．断裂键和断裂键的物质的量相等时，表明该反应处于平衡状态D．断裂中键比断裂中键所需的能量高2．可在催化剂或作用下产生，能将烟气中的氧化。产生机理如下：反应Ⅰ：(慢反应)反应Ⅱ：(快反应)对于脱除反应：，下列有关说法不正确的是A．加入催化剂，可提高的脱除效率B．此反应的C．向固定容积的反应体系中充入氦气，反应速率加快D．与作催化剂相比，相同条件下作催化剂时脱除率可能更高3．元素铬的几种化合物存在下列转化关系：已知：2CrO＋2H＋⇌Cr2O＋H2O。下列判断不正确的是A．反应①表明Cr2O3有酸性氧化物的性质B．反应②利用了H2O2的氧化性C．反应③中溶液颜色变化是由化学平衡移动引起的D．反应①②③中铬元素的化合价均发生了变化4．在含Fe3+的和I−的混合溶液中，反应(aq)+2I−(aq)=2SO(aq)+I2(aq)的分解机理及反应进程中的能量变化如下：步骤①：2Fe3+(aq)+2I−(aq)=I2(aq)+2Fe2+(aq)步骤②：2Fe2+(aq)+(aq)=2Fe3+(aq)+2SO(aq)下列有关该反应的说法正确的是A．Fe2+是该反应的催化剂 B．反应速率与Fe3+浓度有关C．v()=v(I−)=v(I2) D．步骤②比①所需活化能大5．下列关于碰撞理论的说法中错误的是A．反应物分子只有发生有效碰撞才能发生化学反应B．增大压强能够提高活化分子的百分数，提高单位时间内分子有效碰撞次数C．升高温度能使化学反应速率增大，主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数D．某些反应选用适当的催化剂，使得更多的分子成为活化分子6．科学家结合实验与计算机模拟结果，研究出了均相催化的思维模型。总反应：A+B→AB(K为催化剂)①A+K→AKEa1，②AK+B→AB+KEa2下列说法错误的是A．第①步为决速步骤B．升高温度，该反应的速率加快C．该反应的ΔH=EakJ·mol1D．催化剂降低了活化能，加快了反应速率7．实验室用铁片和稀硫酸制备，下列说法不正确的是A．升高温度能加快化学反应速率 B．用铁粉代替铁片能加快化学反应速率C．滴入几滴溶液能加快化学反应速率 D．将稀硫酸换成浓硫酸能加快化学反应速率8．某温度时，在体积为2L的恒容容器中发生反应，2A(g)2B(g)C(g)ΔH＜0，起始时加入2molA气体，测得C的物质的量随时间变化如表所示：t/min0102030405060C物质的量/mol00.500.700.800.850.860.86下列说法正确的是A．当时间达到60min时，反应恰好达到平衡状态B．在20—30min内以C表示的反应速率为0.005mol·L1·min1C．平衡时容器内压强为起始时容器内压强的2.86倍D．平衡时A的转化率为43%9．在某容积一定的密闭容器中，有下列的可逆反应：A(g)+B(g)⇌xC(g)，有图I(T表示温度，P表示压强，C%表示C的体积分数)所示的反应曲线，试判断对图II的说法中正确的是A．若P3＞P4，则y轴表示B的百分含量B．若P3＞P4，则y轴表示混合气体的平均摩尔质量C．若P3＜P4，则y轴表示B的体积分数D．若P3＜P4，则y轴表示混合气体的密度10．在四个不同容器中，不同条件下进行合成氨反应。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．对某一可逆反应来说，升高温度的作用是A．提高反应物的平衡转化率 B．加快正反应速率，减慢逆反应速率C．降低反应的活化能 D．改变平衡混合物的组成12．下列说法正确的是A．NaOH固体溶于水是吸热过程B．催化剂对化学反应速率无影响C．升高温度可以加快化学反应速率D．凡是需要加热才能发生的化学反应都是吸热反应13．下列叙述中，不能用勒夏特列原理解释的是A．新制氯水光照下颜色变浅B．红棕色的气体体系加压后颜色先变深后变浅C．对平衡体系增大压强使气体颜色变深D．向橙色溶液中加入一定浓度的NaOH溶液后，溶液变为黄色二、填空题14．请你解释下列现象。(1)医用药品常在低温、干燥环境下密封保存。(2)向一堆等火“鼓风”，可以使火势变强。(3)微量的二氧化锰粉末可以使过氧化氢快速分解，而二氧化锰的质量在反应前后并没有发生改变。15．(1)目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。达平衡时容器内平衡时与起始时的压强之比。(2)有可逆反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)∆H＞0。①若起始时把Fe和CO2放入体积固定的密闭容器中，CO2的起始浓度为2.0mol/L，某温度时达到平衡，此时容器中CO的浓度为1.0mol/L，则该温度下上述反应的平衡常数K=。②若该反应在体积固定的密闭容器中进行，在一定条件下达到平衡状态，如果改变下列条件，升高温度，反应混合气体中CO2的物质的量分数变化(选填“增大”、“减小”、“不变”)。16．Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备，“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为。

17．已知反应①：Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)，其化学平衡常数为K1；反应②：Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)，其化学平衡常数为K2，在温度973K和1173K的情况下，K1、K2的值分别如下：温度K1K2973K1.472.381173K2.151.67请填空：(1)现有反应③：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，该反应的平衡常数K3，根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系式为K3=，据此关系式及上表数据，能推断出反应③焓变(填“大于”或“小于”)零。(2)恒温，恒容时，不能判断反应③处于化学平衡状态的是(填写字母序号)。A．压强不随时间改变

B．气体密度不随时间改变C．H2的体积分数不随时间改变

D．单位时间内生成H2和H2O(g)的物质的量相等(3)图甲、乙分别表示反应③在t1时刻达到平衡，在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况：图甲中t2时刻发生改变的条件是。图乙中t2时刻发生改变的条件是。(4)一定条件下处于化学平衡状态的反应③当使CO2和CO的浓度同时增大为原来的两倍时，该反应的化学平衡移动(填“不”、“向逆反应方向”或“向正反应方向”)18．在一个固定体积为2升的密闭容器中，充入2molA和1molB，发生如下反应：2A(g)+B(g)⇌3C(g)+D(s)，2分钟反应达到平衡，此时C的浓度为1.2mol·L1。(1)写出该反应平衡常数的表达式，2分钟内B的平均反应速度为(2)若使容器温度升高，平衡时混合气体的平均相对摩尔质量减小，则正反应为(填“吸热”或“放热”)反应。(3)若将容器体积缩小至1L，反应达到平衡时C的浓度为mol·L1，平衡常数(填“增大”、“减小”或“不变”)。19．时，将和溶液混合，发生反应：。溶液中与反应时间的关系如图所示。(1)下列可判断反应达到平衡的是_______(填字母)。A．溶液的不再变化B．C．不再变化D．(2)时，(填“大于”“小于”或“等于”)。(3)时时(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是。(4)若平衡时溶液的，则该反应的平衡常数K为。20．在一定条件下，把4molA和2molB混合盛入2L容积的密闭容器中发生反应：3A(s)+B(g)xC(g)+2D(s)，经5s后反应达到平衡。在此5s内C的平均反应速率为0.2mol/(L·s)，同时生成2molD。试求：(1)x的值；(2)在相同条件下，向该容器充入7molA和6molB，反应达平衡，求平衡时B的转化率。三、计算题21．恒温恒容下，将2molA气体和2molB气体通入体积为2L的密闭容器中发生如下反应：2A(g)+B(g)xC(g)+2D(s)，2min时反应达到平衡状态。此时剩余1.2molB，并测得C的浓度为1.2mol•L1。(1)A的转化率与B的转化率之比为；物质A的化学反应速率为；x=；(2)保持温度和容积不变，向平衡体系中再充入2molA和2molB气体，达到新平衡时B的物质的量为。(3)此反应在该温度时的化学平衡常数为。参考答案：1．D【详解】A．反应的正方向为放热方向，升高温度，平衡向吸热方向移动，即向逆方向移动，的转化率降低，故A正确；B．根据焓变与反应的活化能的关系可知，该反应的，则正反应的活化能逆反应的活化能，故B正确；C．断裂键和断裂键的物质的量相等时，表明正反应方向消耗的与逆反应方向消耗的水的物质的量之比，可以说明该反应处于平衡状态，故C正确；D．设、分别表示键能、键能，反应A中，被氧化，放出的热量，反应热反应物总键能生成物的总键能，故：，整理得，，即，即断裂中键比断裂中键所需能量高，故D错误；故选D；故答案为：D。2．C【详解】A．已知：可在催化剂作用下产生·OH，或结合反应机理:：催化剂表面仅存在Fe3+，Fe3+通过慢反应Ⅰ产生Fe2+，再通过快反应Ⅱ产生·OH，总反应速率由慢反应I决定，生成的·OH能将烟气中的NO、SO,氧化，则加入催化剂，可提高的脱除效率，故A正确；B．熵减，该反应能自发进行，时自发，则该反应的△H<0，，故B正确；C．固定容积的反应体系中充入He，各组分的分压没有改变，反应速率不受影响，故C错误；D．中既有+2价的铁，又有+3价的铁，因此的催化效率比更高，相同条件下作催化剂时脱除率可能更高，故D错误；故选C。3．D【详解】A．反应①表明能与KOH溶液反应：Cr2O3+2KOH=2KCrO2+H2O，可知Cr2O3具有酸性氧化物的性质，A正确；B．反应②中过氧化氢使Cr元素的化合价从+3升高到+6，表现了氧化性，B正确；C．反应③中存在：，加入硫酸，增大了H+浓度，平衡向右移动，溶液颜色也有黄色变成橙色，C正确；D．反应①、③中铬元素的化合价没有发生变化，D错误；故选D。4．B【详解】A．根据分解机理可知，Fe3+是该反应的催化剂，A说法错误；B．Fe3+是该反应的催化剂，反应物与催化剂接触越充分反应速率越快，则反应速率与Fe3+浓度有关，B说法正确；C．根据步骤①可知，v(I−)≠v(I2)，C说法错误；D．根据图象可知，步骤②比①所需活化能小，D说法错误；答案为B。5．B【详解】A．反应物分子之间只有发生有效碰撞才能发生化学反应，有效碰撞是发生化学反应的充分条件，A正确；B．在有气体参加的化学反应中，通过缩小反应容器的体积来增大压强，可使气体反应物的浓度增大、增加单位体积活化分子数，但活化分子的百分数不变，B错误；C．升高温度，反应物分子中活化分子的数目和百分数都增大，有效碰撞的次数增大，化学反应速率增大，C正确；D．使用催化剂能降低反应活化能，增加了单位体积内活化分子百分数，使反应速率加快，D正确；故选B。6．C【详解】A．第①步的正反应活化能Ea1>第②步正反应活化能Ea2，所以反应速率①<②为，而总反应速率取决于慢的反应，故决速步骤为①，A正确；B．温度升高，反应速率加快，B正确；C．Ea是该反应正反应的活化能，不是反应的ΔH，反应的ΔH=E生E反kJ·mol1，C错误；D．催化剂能降低反应活化能，加快反应速率，D正确；故选C。7．D【详解】A．升高温度，更多的普通分子变为活化分子，所以能加快反应速率，A正确；B．用铁粉代替铁片可以增大金属与酸的接触面积，加快反应速率，B正确；C．滴入数滴CuSO4溶液，Fe与CuSO4发生置换反应，产生Cu单质，Fe、Cu、硫酸构成原电池，Fe作原电池的负极，从而能加快反应速率，C正确；D．浓硫酸与铁单质常温下发生钝化，不能制备氢气，D错误；故合理选项是D。8．B【详解】A．根据表格数据可知生成物C的物质的量在50min后就不再发生变化，说明反应时间在50min时已经达到平衡状态，故A错误；B．在20~30min内以C表示的反应速率，故B正确；C．反应达到平衡时产生C的物质的量为0.86mol，则同时产生B的物质的量是n(B)=2n(C)=1.72mol，反应消耗A的物质的量为1.72mol，此时n(A)=2mol1.72mol=0.28mol，则平衡时n(总)=0.28mol+1.72mol+0.86mol=2.86mol，反应在恒容容器中进行，反应开始时气体的物质的量是2mol，平衡时气体物质的量是2.86mol，恒温恒容条件下，气体的压强比等于气体物质的量之比，则平衡时容器内压强为起始时容器内压强的1.43倍，故C错误；D．反应开始时A的物质的量是2mol，反应消耗A的物质的量是1.72mol，则平衡时A的转化率为，故D错误；故选B。9．B【分析】依据图(Ⅰ)中a、b的相对位置，根据先拐先平数值大，可知p2＞p1，T1＞T2，增压，w(C)升高，则正向气体分子数减小，故x=1；由b、c的相对位置知，升温，w(C)降低，故正反应为放热反应。即该反应为：A(g)+B(g)C(g)，△H<0，由反应式可知，升温和降压均可使反应向逆反应方向移动。据此分析。【详解】A．由图(Ⅱ)知：因随着温度升高y降低，故y降低的方向必为压强减小的方向，所以P3＞P4，随着温度的升高，平衡将向左移动，B的转化率降低，B的含量增加，A错误；B．由以上分析可知P3＞P4，随着压强的减小，B物质的转化率减小，所以B的体积分数增大；平衡逆移气体总物质的量增大，所以气体的平均摩尔质量减小，B正确。C．由以上分析可知P3＞P4，C错误；D．由以上分析可知P3＞P4，D错误；故选：B。10．C【分析】同一化学反应中,同一时间段内,各物质的反应速率之比等于其计量数之比，先把不同物质的反应速率换算成同一物质的反应速率进行比较，从而确定选项，注意单位是否相同。【详解】发生反应：N2+3H22NH3，不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比，故不同物质表示的速率与其化学计量数的比值越大，表示的反应速率越快。A.v(N2)=0.1mol•L1•s1=6mol•L1•min1，则=6mol•L1•min1；B.=0.1mol•L1•min1；C.=0.075mol•L1•min1；D.=0.033mol•L1•s1=2mol•L1•min1；综上所述，反应速率A＞D＞B＞C。答案为C。11．D【详解】A．若可逆反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，反应物的平衡转化率减小，故A错误；B．升高温度，正、逆反应速率均加快，故B错误；C．升高温度，反应的活化能不变，但活化分子的数目和百分数增大，故C错误；D．升高温度，化学平衡一定会发生移动，平衡混合物的组成一定会发生变化，故D正确；故选D。12．C【详解】A．固体NaOH溶于水，溶液温度显著升高，说明是放入过程，描述错误，不符题意；B．合适的催化剂通过改变反应进程影响化学反应速率，描述错误，不符题意；C．升高温度可以提供更多能量促使相同时间内反应物化学键更多断裂，形成更多生成物，进而加快化学反应速率，描述正确，符合题意；D．部分放热反应需在较高温度下发生，但反应一旦开始，放出的热量就足以支持反应进行下去，例如铝热反应、碳的燃烧等。故此需要持续加热的化学反应才是吸热反应，描述错误，不符题意；综上，本题选C。13．C【详解】A．新制的氯水在光照下发生，，次氯酸浓度减小，平衡正向移动，导致氯气的浓度减小，颜色变浅，可用勒夏特列原理解释，A不符合题意；B．缩小容积以增大压强，可以使NO2浓度先明显增大，由于的正反应是气体体积减小的方向，增大压强能使平衡正向移动，导致NO2浓度逐渐减小至不变（比原平衡时增大），颜色先变深后变浅，能用勒夏特列原理解释，B不符合题意；C．对平衡体系增大压强，采取的措施一般为缩小容器的容积，因此反应物和生成物的浓度均增大，因此混合气体的颜色加深，反应为气体分子数不变的反应，故平衡不移动，不能用勒夏特列原理解释，C符合题意；D．碱能中和H+或减小H+浓度，使的平衡正向移动，因此溶液由橙色变为黄色，能用勒夏特列原理解释，D不符合题意；故选C。14．(1)高温、高湿的环境会加速医用药品的变质速率。(2)鼓风增加了氧气的浓度，并有助于二氧化碳的扩散，所以会加速燃料的继续燃烧。(3)在过氧化氢的分解过程中，二氧化锰是催化剂，会改变反应的历程，降低该反应的活化能，增大了反应速率常数k，加快化学反应速率。【详解】（1）主要考查温度对化学反应速率的影响，温度越高化学反应速率越快；故答案为：高温、高湿的环境会加速医用药品的变质速率；（2）主要考查查浓度对化学反应速率的影响，浓度越高化学反应速率越快；故答案为：鼓风增加了氧气的浓度，并有助于二氧化碳的扩散，所以会加速燃料的继续燃烧；（3）主要考查催化剂对化学反应速率的影响；故答案为：在过氧化氢的分解过程中，二氧化锰是催化剂，会改变反应的历程，降低该反应的活化能，增大了反应速率常数k，加快化学反应速率。15．5:81.0减小【详解】(1)根据图象可知平衡时甲醇的浓度是0.75mol/L，体积为1L，则其物质的量是0.75mol，根据方程式可知同时生成水蒸气0.75mol，消耗二氧化碳0.75mol，氢气2.25mol，剩余二氧化碳0.25mol，氢气0.75mol，由于压强之比是物质的量之比，则达平衡时容器内平衡时与起始时的压强之比。(2)①根据三段式可知则该温度下上述反应的平衡常数K=。②正反应吸热，升高温度平衡正向进行，因此反应混合气体中CO2的物质的量分数减小。16．100℃、2h，90℃、5h【详解】由题图示可知，100℃、2h，90℃、5h铁的浸出率为70%。“酸浸”时铁的浸出率为70%时，应选择在100℃、2h，90℃、5h下进行。17．大于AB催化剂(增大压强)降温不【详解】(1)已知：①：Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)②：Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)反应①反应②可得CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，所以K3=，据此关系式及上表数据，在973K时K3=1.472.38，在1173K时K3=2.151.67，因此升高温度，平衡常数增大，平衡正向移动即正向是吸热反应，焓变大于零；(2)A．反应是等体积反应，压强始终不变，因此压强不能作为判断平衡的标志，故A符合题意；B．气体密度等于气体质量除以容器体积，气体质量不变，容器体积不变，密度始终不变，因此气体密度不变不能作为判断平衡标志，故B符合题意；C．H2的体积分数不随时间改变，则正逆反应速率相等，说明达到平衡，故C不符合题意；D．生成H2是逆向反应，生成H2O(g)是正向反应，单位时间内生成H2和H2O(g)的物质的量相等，两者生成量之比等于计量系数之比，即正逆反应速率相等，因此能作为判断平衡标志，故D不符合题意；故答案为：AB。(3)该反应是等体积反应，因此图甲中t2时刻发生改变，其反应速率加快，平衡未移动，则改变的条件是可能是增大压强或使用催化剂；图乙中t2时刻发生改变，后来CO浓度减小，CO2浓度增大，说明逆向移动，则改变的条件是适当降低温度；(4)反应③的平衡常数表达式K=，当使CO2和CO的浓度同时增大为原来的两倍时，Qc==K，因此该反应的化学平衡不移动。18．K=[c(C)]3/[c(A)]2•[c(B)]v=0.2mol/(L•min)吸热2.4mol/L不变【详解】(1)平衡常数是指当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以该反应的平衡常数表达式为K=[c(C)]3/[c(A)]2•[c(B)]。C的浓度为1.2mol/L，则消耗B的浓度是0.4mol/L，所以反应速率是0.4mol/L÷2min=0.2mol/(L•min)。(2)使容器温度升高，平衡时混合气体的平均相对摩尔质量减小，由于反应前后体积不变，但质量是变化的，这说明平衡向正反应方向进行，因此正反应是吸热反应。(