鲁科版选修四第二章 化学反应的方向、限度与速率测试题试卷含答案解析
单元过关(二)
(时间：90分钟分值：100分)
一、选择题(每小题4分，共56分)
1．(双选)对于化学反应方向的确定不仅与焓变(ΔH)有关，也与温度(T)、熵变(ΔS)有关，实验证明，化学反应的方向应由ΔH－TΔS确定，若ΔH－TΔS＜0则自发进行，否则不能自发进行。下列说法中，正确的是()
A．在温度、压强一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向
B．温度、压强一定时，放热的熵增加反应一定能自发进行
C．反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素
D．固体的溶解过程与焓变有关
解析ΔH－TΔS＜0时反应能自发进行，所以焓变和熵变是一定温度下化学反应能否自发进行的复合判据，选项A正确，选项C不正确；放热反应的焓变小于零，熵增加反应熵变大于零，都对ΔH－TΔS＜0作出贡献。显然，放热的熵增加反应一定能自发进行，所以选项B正确；固体的溶解过程，体系的混乱度增大，它是熵增加的过程，所以选项D不正确。
答案AB
2．下列过程是非自发的是()
A．铜在空气中生成铜绿
B．NaCl晶体溶于水电离成Na＋和Cl－
C．室温常压下CO2气体变成干冰
D．天然气燃烧
解析铜变成铜绿、NaCl在水中的电离、天然气的燃烧都是自发的，室温常压下CO2气体变成干冰为非自发的。
答案C
3．下列反应中，熵显著增加的反应是()
A．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)
B．CaCO3(s)＋2HCl(l)===CaCl2(aq)＋CO2(g)＋H2O(l)
C．C(s)＋O2(g)===CO2(g)
D．3O2(g)===2O3(g)
解析熵与物质的聚集状态有关，气态熵值>液态熵值>固态熵值。
答案B
4．关于化学平衡常数的叙述正确的是()
A．温度一定，一个化学反应的平衡常数与反应物浓度成正比
B．两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数不变
C．温度一定时，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数
D．浓度商Q 解析K是温度的函数，与浓度无关。平衡常数的表达式与化学方程式的书写方式有关，同一个化学反应，化学方程式书写方式不同，平衡常数不同，正、逆反应的平衡常数互为倒数。浓度商Q 答案C 5．在容积不变的密闭容器中反应：N2＋3H22NH3达到平衡，若将平衡体系中各物质的浓度都增大到原来的2倍，则产生的结果是() A．平衡向正反应方向移动 B．平衡不移动 C．平衡向逆反应方向移动 D．正反应速率增大，逆反应速率减小 解析保持容积不变，若使各组分的浓度同时加倍，相当于原反应体系体积减半，压强加倍，v正、v逆都增大，平衡向气体系数减小的方向移动，即正向移动。 答案A 6．保持相同温度时，可逆反应2A(g)＋B(s)2C(g)在1×105 Pa达到平衡时的逆反应速率比在1×106Pa达到平衡时的逆反应速率() A．大B．小 C．相等D．不能确定 解析对于有气体参加的可逆反应，增大压强，正反应速率、逆反应速率都增大；减小压强，正反应速率、逆反应速率都减小。 答案B 7．在密闭容器中进行如下反应：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，在温度T1和T2时，产物的量与反应时间的关系如图所示。符合图示的正确判断是() A．T1 B．T1 C．T1>T2，正反应是放热反应 D．T1>T2，正反应是吸热反应 解析T2达平衡时用的时间短，说明T2温度下反应速率快，故T2>T1；T2温度下，反应达平衡时Z的量低，说明温度升高有利于平衡逆向移动，故逆反应为吸热反应，正反应为放热反应。 答案A 8．已知反应A＋3B2C＋D在某段时间内以A的浓度变化表示的化学反应速率为1 mol·L－1·min－1，则此段时间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为() A．0.5 mol·L－1·min－1 B．1 mol·L－1·min－1 C．2 mol·L－1·min－1 D．3 mol·L－1·min－1 解析根据“同一反应中各物质化学反应速率之比等于化学计量数之比”的规律可得：v(C)＝2v(A)＝2×1mol·L－1·min－1＝2mol·L －1·min－1。 答案C 9．对于反应A＋B―→C，如果温度每升高10 ℃，反应速率增加为原来的3倍。在10 ℃时，完成反应的20%需要54 min；将温度提高到40 ℃，完成反应的20%需要的时间为() A．2 min B．3 min C．6 min D．9 min 解析温度每升高10 ℃，反应速率增加为原来的3倍，那么温度提高到40 ℃，反应速率增大到原来的27倍，所用时间为原来的 1 27。 答案A 10．一定条件下的密闭容器中，进行如下反应：NO(g)＋ CO(g)1 2N2(g)＋CO2(g)ΔH＝－373.2 kJ·mol－1，为提高该反应的 反应速率，缩短达到平衡的时间，下列措施不正确的是() A．加(正)催化剂 B．增大压强(体积减小) C．给体系加热 D．从体系中不断移去部分CO2 解析从体系中不断移去部分CO2，减小了CO2的浓度，化学反应速率减小。 答案D 11．硝酸生产工艺中，在吸收塔里发生如下反应：3NO2＋H2O2HNO3＋NO(正反应为放热反应)，为提高NO2的转化率，理论上应该采取的措施是() A．减压B．增压 C．升温D．加催化剂 解析该反应为气体体积缩小的放热反应，由平衡移动理论可知，增大压强或降低温度可使平衡右移，从而提高NO2的转化率，加催化剂对平衡无影响，故选B。 答案B 12．可逆反应A(g)＋3B(g)2C(g)(正反应为放热反应)处于平衡状态，下列条件可以提高A的转化率的是() ①升温②降温③增大压强④降低压强⑤加催化剂⑥ 除去C⑦增加A⑧增加B A．①③⑤⑦B．②④⑥⑧ C．②③⑥⑧D．②④⑤⑦ 解析据勒·夏特列原理，降温、加压、减小C的浓度，增大B 的浓度，平衡都会向右移动，A的转化率提高。 答案C 13．下图表示某反应： N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0)在某一时间段t0～t6中反应速率与反应过程的曲线图，则氨的百分含量最高的一段时间是() A．t0～t1B．t2～t3 C．t3～t4D．t5～t6 解析从曲线图可看出，t1～t2平衡逆向移动，t2～t3保持平衡状态，t3～t4化学反应速率增大，但平衡不移动，t4～t5平衡逆向移动，t5～t6保持平衡状态。所以t0～t1段NH3的百分含量最高。 答案A 14．工业上合成氨一般采用700 K左右的温度，其原因是() ①适当提高氨的合成速率②提高H2的转化率③提高氨的产 率④催化剂在700 K时活性最大 A．只有①B．①② C．②③④D．①④ 解析合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)正反应为放热反应，温度升高能加快反应速率，但平衡混合气中NH3的含量降低；降低温度反应速率减小，平衡混合气中NH3的含量升高。为了兼顾温度对反应速率和平衡混合气中NH3的含量的影响，以及催化剂的活性温度，最终选择700 K左右的温度，因为此温度可以适当提高氨的合成速率，且在700 K时催化剂活性最大。 答案D 二、填空题(共29分) 15．(8分)如图，有一处于平衡状态的反应： X(s)＋3Y(g)2Z(g)，为了使平衡向生成Z的方向移动，应选择条件是_______________________________________。 ①高温②低温③高压④低压⑤加正催化剂⑥分离出Z 解析由图像看，温度升高，气体平均相对分子质量减小，说明温度升高，平衡逆向移动，该反应的正反应为放热反应，又因该反应的正反应是气体体积减小的反应，所以低温、高压、分离出Z都会使平衡向生成Z的方向移动。 答案②③⑥ 16．(21分)某化学反应2A B＋D在四种不同的条件下进行，B、D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。 据上表，回答下列问题。 (1)在实验1中，反应物A在10～20分钟时间内平均速率为________mol·L－1·min－1。 (2)在实验2中，A的初始浓度c2＝________mol·L－1，反应经20分钟就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是_________________ ____________________________________________________。 (3)设实验3的反应速率为v3，实验1的反应速率为v1，则v3______(填“>”、“＝”或“<”，下同)v1，且c3________1.0 mol·L－1。 (4)比较实验4和实验1，可推测该反应是________反应(填“吸热”、“放热”)。理由是___________________________________ _________________________________________________________。 解析(1)可根据表中1的数据直接计算： v(A)＝0.80 mol·L－1－0.67 mol·L－1 10 min ＝0.013 mol·L－1·min－1。 (2)对比实验1和实验2可知，反应温度相同达平衡时A的浓度相同(均为0.50 mol·L－1)说明是同一平衡状态，即起始浓度也必须相等。c2＝1.0 mol·L－1，仅仅是1和2中到达平衡的时间不相同。2要比1提前达到平衡状态，则达平衡所用的时间短，说明反应2使用了催化剂。 (3)对比实验3与实验1可知，从10 min到20 min，实验1中A 的浓度变化值为0.13 mol·L－1，而实验3中A的浓度变化值为0.17 mol·L－1，这说明v3>v1，从而知从0 min至10 minA的浓度的变化值要大于0.17 mol·L－1，即c3>(0.92＋0.17)mol·L－1＝1.09 mol·L－1。 (4)对比实验4和实验1可知，两实验的起始浓度相同，反应温度不同，达平衡时实验4中A的浓度小，说明了实验4中A进行的程度大，即温度越高，A的转化率越大，说明正反应吸热。 答案(1)0.013 (2)1.0；使用了催化剂 (3)>；> (4)吸热；因为升高温度时，平衡向正反应方向移动，故正反应为吸热反应 三、计算题(共15分) 17．在某温度下，将H2和I2各0.10 mol的气态混合物充入10 L 的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得[H2]＝0.0080 mol·L－1。 (1)求该反应的平衡常数。 (2)在上述温度下，该容器中若通入H2和I2蒸气各0.20 mol，试求达到化学平衡状态时各物质的浓度。 解析(1)根据题意知： H2(g)＋I2(g)2HI(g)起始量(mol·L－1) 0.010 0.010 0 变化量(mol·L－1) 0.0020 0.0020 0.0040平衡量(mol·L－1) 0.0080 0.0080 0.0040 K＝ [HI]2 [H2][I2]＝ (0.0040)2 0.0080×0.0080＝0.25。 (2)设转化了H2的物质的量为x，依据题意知： H2(g)＋I2(g)2HI(g)起始量 (mol·L－1) 0.020 0.020 0 变化量 (mol·L－1) x x2x 平衡量 (mol·L－1) 0.020－x0.020－x2x 由于温度不变，K不变，则有K＝ [HI]2 [H2][I2]＝ (2x)2 (0.020－x)2 ＝0.25， 解得x＝0.0040mol·L－1； 平衡时[H2]＝[I2]＝0.016 mol·L－1； [HI]＝0.0080 mol·L－1。 答案(1)该反应的平衡常数为0.25。 (2)达到平衡状态时，[H2]＝[I2]＝0.016 mol·L－1，[HI]＝0.0080 mol·L－1。