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1、第2章 化学反应的方向、限度与速率 单元训练题一、单选题1温度为时，在三个容积均为的恒容密闭容器中仅发生反应：正反应吸热。实验测得：、为速率常数，受温度影响。下列说法正确的是容器编号物质的起始浓度物质的平衡浓度达平衡时，容器与容器中的总压强之比为达平衡时，容器中比容器中的大达平衡时，容器中的体积分数小于当温度改变为时，若，则ABCD2在密闭容器中，反应2NO2(g)N2O4(g)在不同条件下的化学平衡情况如图a、图b所示。图a表示恒温条件下c(NO2)随时间的变化情况；图b表示恒压条件下，平衡体系中N2O4的质量分数随温度的变化情况(实线上的任意一点为对应温度下的平衡状态)。下列说法正确的是A
2、其他条件不变时，向平衡体系中充入N2O4，平衡常数增大B图a中，A1A2变化的原因一定是充入了NO2C图b中，EA所需时间为x，DC所需时间为y，则xv(逆)3如图是可逆反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述不正确的是At1时，v正v逆Bt2时，反应到达限度Ct2-t3，反应停止Dt2-t3，各物质的浓度不再发生变化4升高温度时，化学反应速率加快，主要是由于A分子运动速率加快，使反应物分子间的碰撞机会增多B反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多C该化学反应的过程是吸热的D该化学反应的过程是放热的5把在空气中久
3、置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 molL1硫酸溶液的烧杯中，铝片与硫酸反应产生氢气的速率v与反应时间t可用如图坐标曲线来表示。下列推论错误的是AOa段不产生氢气是因为表面的氧化物隔离了铝和硫酸溶液Bbc段产生氢气的速率增加较快的主要原因之一是温度升高Ctc时产生氢气的速率降低主要是因为溶液中c(H)降低Dt=c时反应处于平衡状态6已知298 K时， ，在相同温度下，向密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2，达到平衡时放出的热量为Q1；向另一体积相同的密闭容器中通入1 mol SO2和0.5 mol O2，达到平衡时放出的热量为Q2。则下列关系正确的是A2Q2Q1 1
4、97 kJB2Q2=Q1197 kJC2Q2Q1c3B2Q1=Q3C2+31DP3K(350)，若升高温度，则的转化率_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)如图所示，保持温度不变，将和加入甲容器中，将加入乙容器中，隔板K不能移动。此时控制活塞P，使乙的容积为甲的2倍，待反应达到平衡后：若移动活塞P，使乙的容积和甲相等，达到新平衡时，的体积分数甲_乙。(填“”、“”或“=”)若保持乙中压强不变，向甲、乙容器中通入等质量的氦气，达到新平衡时，的体积分数甲_乙(填“”、“”或“=”)。17能量、速率与限度是研究化学反应的重要因素。I.某温度下，在2L的恒容密闭容器中，A、B、C(均为气体)三种
5、物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。(1)该反应的化学方程式为_。(2)能说明此时反应已达到了平衡状态的是_(填标号)。a. A、B、C三种物质的浓度保持不变；b.气体A的消耗速率等于气体C的生成速率；c.混合气体的密度不变；d.总压强不变；e.混合气体的平均相对分子质量不变；f.；g.c(A)：c(B)：c(C)=2：1：2II.某温度下，向2.0L的恒容密闭容器中充入2.0mol和2.0mol，发生反应，一段时间后反应达到平衡状态，实验数据如表所示：050150250350n()/mol00.240.360.400.40(3)050s内的平均反应速率_，平衡时容器内压强是反应前压强的_
6、倍。(4)键能指在标准状况下，将1mol气态分子AB(g)解离为气态原子A(g)、B(g)所需的能量，用符号E表示，单位为，已知键的键能为946kJ/mol，H-H键的键能为436kJ/mol，N-H键的键能为391kJ/mol。则生成1mol的过程中_(填“吸收”或“放出”)的能量为_kJ。(5)为加快反应速率，可采取的措施是_(填标号)。a.升高温度b.增大容器体积c.恒容时充入Hed.加入合适催化剂18在一定温度下，向体积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的A、B发生化学反应(除物质D为固体外，其余的物质均为气体)，各物质的含量随时间的变化情况如图所示，请回答下列问题：(1)写出该反应的化
7、学方程式_。(2)该反应在2min时改变了某一条件，则该条件可能为_。(3)下列能说明反应达到平衡的是_(填标号)。A反应体系内气体的密度不再发生变化BB的物质的量浓度不再发生变化CA的消耗速率和C的消耗速率相等D该反应的平衡常数K不再发生变化(4)反应至某时刻，此时压强与初始压强的比值为4549，此时该反应_(填“是”或“否”)达到平衡。(5)在相同时间测得A的转化率随反应温度变化情况如图所示，写出温度低于，随着温度升高A的转化率增大的原因_。19回答下列问题(1)工业生产氢气时，常将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。，该反应在温度在_时能自发进行(“低温”或“高温”)。(2)已知在400时，
8、的在400时，的_(填数值)。400时，在0.5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得、的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则此时反应_(填“”、“”、“=”或“不能确定”)。一定温度下，在恒容的密闭容器中发生上述反应，下列表示反应达到平衡状态的有_(填字母)。AB气体压强不再变化C气体的平均相对分子质量不再变化D单位时间每生成3mol，同时消耗2mol(3)在某密闭容器中通入2mol和2mol，在不同条件下发生反应，测得平衡时的体积分数与温度、压强的关系如图所示。_(填“”或“=”)，该反应为_(填“吸”或“放”)热反应。m、n、q三点的化学平衡常数大小关系为_。若q点对应
9、的纵坐标为30，此时甲烷的转化率为_。(4)实验测定该反应的化学平衡常数K随温度变化的曲线是如图中的_(填“a”、“b”)，理由是_。三、实验题20某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：(1)上述实验中发生反应的化学方程式有_；(2)要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有_(答两种)；(3)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应容器中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。ABCDEF4 molL-1 H2SO4溶液/mL30
10、V1V2V3V4V5饱和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100请完成此实验设计，其中：V1=_，V6=_，V9=_；反应一段时间后，实验E中的金属呈_色；该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高。但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因_。21苯甲酸乙酯()的别名为安息香酸乙酯。它是一种无色透明液体，不溶于水，有芳香气味，用于配制香水、香精和人造精油，大量用于食品工业中，也可用作有机合成中间体、溶剂等。其制备方法为：+CH3CH2OH+H2O已知，苯甲酸在100
11、会迅速升华。相关有机物的性质如表所示：名称相对分子质量颜色及状态沸点/密度/(g/cm3)苯甲酸122无色鳞片状或针状晶体2491.2659苯甲酸乙酯150无色澄清液体212.61.05乙醇46无色澄清液体78.30.7893环己烷84无色澄清液体80.70.7实验步骤如下：在圆底烧瓶中加入12.20g苯甲酸，25mL95%乙醇(过量)，20mL环己烷以及4mL浓硫酸，混合均匀并加入沸石，按如图所示装置装好仪器，控制温度在6570加热回流2h。利用分水器不断分离除去反应生成的水，回流环己烷和乙醇。反应结束，打开旋塞放出分水器中的液体后，关闭旋塞继续加热，至分水器中收集到的液体不再明显增加，停止
12、加热。将烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中，分批加入至溶液呈中性。用分液漏斗分出有机层，水层用25mL乙醚萃取分液，然后合并至有机层，加入氯化钙，静置，过滤，对滤液进行蒸馏，低温蒸出乙醚和环己烷后，继续升温，接收210213的馏分。检验合格，测得产品体积为12.86mL。回答下列问题：(1)在该实验中，冷凝管中的水流方向为_(填“上口”或“下口”)进；圆底烧瓶的容积最适合的是_(填标号)。A25mLB50mLC100mLD250mL(2)步骤中使用分水器不断分离除去水的目的是_。(3)反应基本完全的标志是_。(4)步骤中应控制加热蒸馏的温度为_(填标号)。A6570B7880C8590D215
13、220(5)步骤加入的作用是_，若的加入量不足，在之后蒸馏时，蒸馏烧瓶中可见到白烟生成，产生该现象的原因是_。(6)计算可得本实验的产率为_。四、原理综合题22二十大报告提出坚决深入推进环境污染防治。对等污染物的研究具有重要意义，请回答：(1)工业上一般采用硫铁矿或硫黄粉为原料制备硫酸。，下，下列反应：S(g)+O2(g)SO2(g)S(g)+O2(g)SO3(g)则反应SO2(g)+O2(g)SO3(g)_。两种方法在制备工艺上各有其优缺点，下列选项不正确的是_。A制备SO2阶段，硫铁矿法产生较多矿渣，生成的气体净化处理比硫黄粉法复杂得多B两种方法产生的气体均需要干燥，以防止带入水分形成酸雾
14、，腐蚀设备CSO2转化为SO3阶段，控温500左右的主要原因是该温度下催化剂活性最好DSO2转化为SO3阶段，采用常压条件而不是高压，主要是从勒夏特列原理角度考虑的(2)不同温度下，具有一定能量的分子百分数与分子能量的关系如图所示，E表示T1温度下分子的平均能量，Ec是活化分子具有的最低能量，阴影部分的面积反映活化分子的多少，则图中T1_T2(填“”或“”)。若T1温度下使用催化剂，请在图中画出活化分子相应的变化：_。(3)和碘水会发生如下两步反应：。一定条件下，将分别加入到体积相同、浓度不同的碘水中，体系达到平衡后，、的物质的量随的变化曲线如图(忽略反应前后的体积变化)。Y点的浓度_X点的浓
15、度(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是_。化学兴趣小组拟采用下述方法来测定I2+I-的平衡常数(室温条件下进行，实验中溶液体积变化忽略不计)：已知：和不溶于(常用有机溶剂，密度大于水)；一定温度下，碘单质在四氯化碳和水混合液体中，碘单质的浓度比值即是一个常数(用表示，称为分配系数)，室温条件下。实验测得上层溶液中c()=0.06molL-1，下层液体中c(I2)=0.085molL-1。结合上述数据，计算室温条件下I2+I-的平衡常数_。23I、(1)已知：C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)H1=-akJmol-12H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H2=-bkJmol-12C2
16、H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)H3=-ckJmol-1根据盖斯定律，计算298K时由C(石墨，s)和H2(g)生成1molC2H2(g)反应的焓变H=_(用含有a，b，c的式子表示)II、一定温度下，向容积为2L的恒容密闭容器中加入等物质的量的H2和I2，发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g)Hv(逆)，D正确； 故选D。3C【详解】A根据图可知t1时，反应未达平衡，正反应速率大于逆反应速率，故A正确；B根据图可知t2时，正逆反应速率相等，反应处于平衡状态，即达到该条件下的最大反应限度，故B正确；C在t2t3，反应处于平衡状态，正逆反应速率相等，反应仍在发生，反应
17、处于平衡状态为动态平衡，故C错误；D化学反应到达平衡时，正逆反应速率相等，各物质的物质的量浓度不再发生变化，t2t3，反应处于平衡状态，各物质的浓度不变，故D正确；答案选C。4B【详解】升高温度时，化学反应速率加快，是因升高温度，反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多，化学反应速率加快，而与该反应为吸热反应或放热反应无关，故选B。5D【分析】由图可知，开始不生成氢气，为氧化铝与硫酸的反应，然后Al与硫酸反应生成氢气，开始温度较低，由于反应放热，则温度升高反应速率加快，后来，氢离子浓度减小，则反应速率减小；【详解】A因铝的表面有一层致密的Al2O3能与硫酸反应得到盐和水，无氢
18、气放出，发生的反应为Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O，选项A正确；B在反应过程中，浓度减小，反应速率减小，但反应放热，溶液温度升高，反应速率加快，且后者为主要因素，选项B正确；C随着反应的进行，溶液中的氢离子浓度逐渐降低，所以反应速率逐渐减小，选项C正确；Dt=c时反应反应没有停止，继续生成氢气，未达平衡状态，选项D错误；答案选D。6C【详解】对于反应，每生成2mol，放出197kJ热量；在相同温度下，向密闭容器中通入2 mol和1 mol ，达到平衡时放出的热量为，该反应存在限度，所以2 mol和1 mol不可能完全转化，即；向另一体积相同的密闭容器中通入1 mol 和
19、0.5 mol，达到平衡时放出的热量为，与相比，物质的量为的一般，压强小，反应限度更小，所以有，综上所述，故选C。7D【详解】根据题意，v(N2)=；反应中，反应速率与系数成正比，故v(NH3)=0.5 molL-1min-1；v(H2)=0.75 molL-1min-1；故答案选D。8A【详解】放热反应在常温下不一定能自发进行，比如碳在常温下不与氧气反应，故错误；电解过程中，电能转化为化学能而“储存”起来，故错误；原电池中负极失去电子，正极得到电子，因此原电池工作时所发生的反应一定有氧化还原反应，故正确；加热时，放热反应的(正)会增大，(逆)会增大，故错误；化学平衡常数的表达式与化学反应方程
20、式的书写有关，方程式变为2倍，则平衡常数是原来的平方，故错误；因此错误，故A错误。综上所述，答案为A。9C【详解】A合成氨反应正向气体分子数减小，增大压强既能提高速率也能使平衡正向移动提高原料转化率，但压强太高对设备要求提高，增加了生成成本，因此压强不是越高越好，故A错误；B分离产物可使平衡正向移动，从而提高反应物的转化率，但降低浓度使速率降低，故B错误；C硫酸工业中，适当增大反应物氧气的浓度，可使平衡正向移动，提高二氧化硫的转化率，故C正确；D该处理方式的目的是防止HClO分解，并能缓慢释放HClO，让消毒更持久，故D错误；故选：C。10D【详解】A甲、乙是完全等效平衡，平衡时各组分的浓度相
21、等，所以平衡时甲醇的浓度c1 = c2，丙等效为在甲中平衡基础再加入1molCO和2molH2，压强增大，转化率增大，因此c32c1=2c2，故A错误；B丙与甲相比，等效为在甲平衡的基础上再加入1molCO和2molH2，压强增大，平衡向正反应方向移动，丙中反应物的转化率大于甲，丙中参加反应的CO大于甲中的2倍，因此放热更多，故2Q1 a1，2+31，故C错误；D甲、乙是完全等效平衡，最终平衡时P1=P2，丙等效为在甲中平衡基础再加入1molCO和2molH2，压强增大，转化率增大，因此P32P1，则P3O，(或者由图象不能确定反应的热效应)，A错误；B设X点时CS2为xmol，则CH4为(0
22、.1-x)mol，H2S为(0.2-2x)mol，H2为4xmol，即得(0.1-x)= 4x，x=0.02 mol，则CH4的转化率为20%，B错误；C在同温同容时，压强之比等于物质的量之比，X点容器内的总物质的量为n(X)=(0.1-x)mol+(0.2-2x)mol+ xmol+4xmol=0.34 mol，同理可得Y点CS2为1/30mol，则n(Y)=(0.1-1/30)mol+(0.2-21/30)mol+1/30mol+41/30mol=11/30 mol，则X点与Y点容器内压强比= n(X)：n(Y)= 51：55，C错误；D同理可求得Z点CS2为0.05mol，则CH4为0.
23、05mol，H2S为0.1mol，H2为0.2mol，设容器的体积为1L，此时的浓度商Q1=0.16，当向容器中再充入CH4、H2S、CS2、H2各0.1mol时，各物质的量分别为CH40.15mol，H2S 0.2mol，CS2 0.15mol，H2 0.3mol，此时的Q=0.2025 Q1= 0.16，所以反应向左进行，即V(正) 平衡逆向移动，答案：逆向；平衡常数等于生成物浓度幂之积比上反应浓度幂之积，即K=，若用某组分(B)的平衡分压(PB)代替其物质的量浓度(cB)，可得Kp=；在一定条件下达到平衡，测得c(SO3)=0.040molL-1，根据三段式，容器的体积为1L；，则Kp=
24、；K(300)K(450)，说明温度越高，平衡常数越小，反应逆向进行；升温，平衡向吸热反应方向进行，则正反应为放热反应；升温平衡逆向进行，SO2的转化率减小；（2）若移动活塞P，使乙的容积和甲相等，增大压强，平衡正向进行，SO3的体积分数增大，SO3的体积分数甲乙；甲为恒温恒容容器，加入氦气总压增大，分压不变，平衡不移动；乙中加入氦气，为保持恒压，体积增大，分压减小，平衡逆向进行，达到新平衡时，SO3的体积分数减小，所以SO3的体积分数甲乙。【点睛】平衡常数的大小可以表示反应进行的程度。K大说明反应进行程度大，反应物的转化率大。K小说明反应进行的程度小，反应物的转化率小；结合平衡常数判断反应的
25、热效应，若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。17(1)2A+B2C(2)ade(3) 0.9(4) 放出 46(5)ad【分析】根据曲线图物质变化量可以确定化学方程式，判断化学平衡状态的两大基本依据：正逆速率相等、相关物质浓度保持不变，其他相关说法只要符合基本依据，就可以用于判断平衡状态，恒容容器中，压强与气体物质的量成正比，求出容器内气体前后的总物质的量，就可以知道压强的变化。【详解】（1）反应到2min时，达平衡状态，物质A减少了2mol，物质B减少了1mol，为反应物，物质C增多了2mol，为生成物，根据物质的量变化比例得该反应的化学方程式
26、为：。（2）a一定条件下，反应物和生成物的浓度保持不变，即体系的组成不随时间而改变，表明该反应达到化学平衡状态，A、B、C均为气体，浓度保持不变时，反应达平衡状态，a能说明；b气体A消耗速率与气体C生成速率均为正反应速率，没有逆反应速率，不能说明达到平衡状态，b不能说明；c恒容容器中，A、B、C均为气体，根据质量守恒，全过程混合气体总质量不变，即混合气体密度始终保持不变，无法确认何时达到平衡状态，c不能说明；d该反应反应后气体减小，恒容条件下，压强与气体总物质的量成正比，当压强不变时，表明混合气体的组成保持不变，反应达到平衡状态，d能说明；e混合气体平均摩尔质量，反应过程遵循质量守恒，气体总质
27、量保持不变，未达平衡时该反应气体的总物质的量会改变，会改变，平衡时气体总物质的量保持不变，也保持不变，因此混合气体的平均相对分子质量不变时能证明达到平衡状态，e能说明；f达到平衡状态时，物质A、B表示的速率有以下关系：或，f不能说明；gA、B、C浓度比为2：1：2时，不一定达到正逆速率相等或不能说明各组分浓度保持不变，则g不能说明；故选ade。（3）反应方程式为：，到50s时，NH3浓度为，050s内用NH3表示的平均反应速率为，故，数据显示，反应到250s时达到平衡状态，列三段式得： 恒容时，容器内压强与气体总物质的量成正比，故平衡时容内压强是反应前的倍。（4）每生成1molNH3时，断开1
28、.5molH-H键和0.5mol键，生成3molN-H键，断开旧化学键吸收总能量为，形成新化学键放出的总能量为，故反应放出46kJ能量。（5）a升高温度，反应速率增大，a可用；b增大容器体积，各物质浓度减小，反应速率减小，不可用；c恒容时充入He，对反应物和生成物浓度没有影响，反应速率不变化，c不可用；d加入合适催化剂，可降低反应的活化能，增大反应速率，d可用；故选ad。18(1)(2)加入催化剂(3)AB(4)否(5)温度低于时，反应未达平衡状态，升高温度，反应速率加快，A的妆化率增大【分析】从图中可以看出，物质A、B的量在减少，为反应物，C、D的量在增多，为生成物，根据变化量等于计量数之比
29、可计算出该反应的反应方程式。【详解】（1）达平衡时，、，即，则该反应的化学方程式为，故填；（2）从图中可以看出，2min时，斜率变大，反应速率加快，达到平衡时平衡量没有改变，其改变的条件可能加入催化剂，故填加入催化剂；（3）A反应容器体积一定，该反应为气体分子数减少的反应，平衡时质量不变，即密度不变，说明达到平衡，故A正确；B根据平衡的定义，体系中各物质的浓度不变，反应达平衡，所以B的物质的量浓度不变反应达平衡，故B正确；C根据反应，消耗4molA的同时，消耗6molC，反应达平衡，故C错误；D平衡常数只与温度有关，该反应温度一定，平衡常数不变，故D错误；故填AB；（4）设某时刻转化的A的物质的量为4x mol，则列三段式得：恒容恒温下，物质的量与压强成正比，即，即，解得，B转化量为，平衡时B的转化量为1mol，所以此时刻没有达到平衡状态，故填否；（5）温度低于时，反应未达平衡状态，升高温度，反应速率加快，A的妆化率增大，时反应达平衡状态，升高温度平衡逆向移动，A的转化率减小，故填温度低于时，反应未达平衡状态，升高温度，反应速率加快，A的妆化率增大。19(1)高温(2) 2 = BC(3)