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单元质检卷(七)化学反应的方向、限度与速率(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共9小题,每小题6分,共54分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.下列实验方案和结论都正确且能证明物质性质决定反应速率大小的是()选项实验方案实验结论A常温下,相同形状、大小的钠粒分别与水、乙醇反应钠与水反应比钠与乙醇反应快B常温下,浓硫酸、稀硫酸分别与铝片反应浓硫酸与铝片反应较快C硫黄分别在空气中、纯氧气中燃烧硫黄在氧气中燃烧生成SO3D铁丝在空气中不能燃烧,在纯氧气中能燃烧纯氧气中O2比空气中O2活泼2.在一定温度下的定容密闭容器中,发生反应:2NO2(g)N2O4(g)。当下列所给有关量不再变化时,不能表明该反应已达平衡状态的是()A.混合气体的压强B.混合气体的密度C.混合气体的平均相对分子质量D.c(N2O4)c2(NO2)3.(2018河北沧州一中月考)对反应A+BAB来说,常温下按以下情况进行反应:20 mL溶液中含A、B各0.01 mol;50 mL溶液中含A、B各0.05 mol;0.1 molL-1的A、B溶液各10 mL;0.5 molL-1的A、B溶液各50 mL,四者反应中反应速率的大小关系是()A.B.C.D.4.下列事实能用勒夏特列原理来解释的是()A.SO2氧化为SO3,往往需要使用催化剂2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)B.500 左右的温度比室温更有利于合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H0B.若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1pBD.在T2时,若反应体系处于状态D,则此时v(正)v(逆)6.(2019云南通海二中高三月考)在某一恒温体积可变的密闭容器中发生如下反应:A(g)+B(g)2C(g)Hv(逆)B.、两过程达到平衡时,A的体积分数C.t2时刻改变的条件可能是向密闭容器中加CD.、两过程达到平衡时,平衡常数0,有关实验数据如下表所示:容器容积L温度起始量mol平衡量mol达到平衡所需时间min平衡常数C(s)H2O(g)H2(g)甲2T1243.23.5K1乙1T2121.23K2下列说法正确的是()A.T1T2B.K2=1.35 molL-1C.混合气体的密度始终保持不变D.乙容器中,当反应进行到1.5 min时,n(H2O)=1.4 mol8.(2018山东潍坊统考)温度为T0时,在容积固定的密闭容器中发生反应:X(g)+Y(g)Z(g)(未配平),4 min时达到平衡,各物质浓度随时间变化的关系如图a所示。其他条件相同,温度分别为T1、T2时发生反应,Z的浓度随时间变化的关系如图b所示。下列叙述正确的是()A.发生反应时,各物质的反应速率大小关系为v(X)=v(Y)=2v(Z)B.图a中反应达到平衡时,Y的转化率为37.5%C.T0时,该反应的平衡常数为33.3D.该反应正反应的反应热Hv(逆)C.容器(2)中反应达平衡时,吸收的热量Q为9.26 kJD.若条件为“绝热恒容”,容器(1)中反应达平衡时n(NH3)0.6 mol二、非选择题(本题共3小题,共46分)10.(15分)已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:温度/7008009001 0001 200平衡常数0.50.61.01.62.0回答下列问题:(1)该反应的平衡常数表达式K=,H0(填“”或“=”)。(2)900 时,向一个固定容积为2 L的密闭容器中充入0.20 mol的A和0.80 mol的B,若反应初始到2 s内A的浓度变化0.05 molL-1,则A的平均反应速率v(A)=。该反应达到平衡时A的转化率为,如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气,平衡时A的转化率为(填“变大”“变小”或“不变”)。(3)判断反应达到平衡的依据为(填字母代号)。a.压强不随时间改变b.气体的密度不随时间改变c.c(A)不随时间改变d.单位时间里生成C和D的物质的量相等(4)1 200 时,若向另一相同容器中充入0.30 mol A、0.40 mol B、0.40 mol C和0.50 mol D,此时v(正)(填“大于”“小于”或“等于”)v(逆)。11.(2018课标全国,28)(15分)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题:(1)SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体,遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等,写出该反应的化学方程式。(2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应:2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)H1=48 kJmol-13SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3(g)H2=-30 kJmol-1则反应4SiHCl3(g)SiH4(g)+3SiCl4(g)的H为 kJmol-1。(3)对于反应2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。343 K时反应的平衡转化率=%。平衡常数K343 K=(保留2位小数)。在343 K下:要提高SiHCl3转化率,可采取的措施是;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有、。比较a、b处反应速率大小:vavb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率v=v正-v逆=k正xSiHCl32-k逆xSiH2Cl2xSiCl4,k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,计算a处的v正v逆=(保留1位小数)。12.(2019湖北部分重点中学高三上学期起点考试)(16分)目前,人们对环境保护、新能源开发很重视。(1)汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,能使有毒气体转化为无毒气体:4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g),恒温恒容条件下,能够说明该反应已达到平衡状态的是(填字母);A.容器内混合气体颜色不再变化B.容器内的压强保持不变C.2v逆(NO2)=v正(N2)D.容器内混合气体密度保持不变(2)用活性炭还原法也可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)H。在T1 时,反应进行到不同时间测得各物质的物质的量浓度如下:时间/min01020304050浓度(molL-1)NO1.00.580.400.400.480.48N200.210.300.300.360.36CO200.210.300.300.360.36根据图表数据分析T1 时,该反应在020 min的平均反应速率v(CO2)=;计算该反应的平衡常数K=。(保留两位有效数字)根据上表数据判断,由30 min到40 min时改变的条件可能是(任写一种)。(3)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素化学式为CO(NH2)2。已知:2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s)H=-159.5 kJmol-1NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)H=+116.5 kJmol-1H2O(l)H2O(g)H=+44.0 kJmol-1写出CO2与NH3反应生成尿素和液态水的热化学反应方程式:。(4)科学家利用原电池原理,在酸性溶液中将NO2转化为HNO3,则该转化过程的负极电极方程式为。单元质检卷(七)化学反应的方向、限度与速率1.A水中氢比乙醇中羟基上的氢活泼,相同形状、大小的钠粒与水反应速率大于乙醇,说明物质性质决定化学反应速率大小,A项正确;浓硫酸、稀硫酸中溶质相同,但是浓度不同,物质性质不同,常温下浓硫酸与铝片发生钝化现象,铝片表面生成一层致密的氧化膜,氧化膜可阻止浓硫酸与内部铝的接触,B项错误;硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈,S在O2中燃烧生成SO2,C项错误;空气中O2和纯氧气的化学性质相同,铁丝在空气中不能燃烧,在氧气中能燃烧,是因为O2浓度不同,D项错误。2.B该反应在恒温、恒容条件下进行,气体物质的质量不变,密度始终保持不变,与反应是否达到平衡状态无关,B项符合题意;该反应为气体分子数减小的反应,反应过程中气体总物质的量减小,压强减小,当压强不变时,说明反应达到平衡状态,A项不符合题意;反应过程中气体总质量不变,气体总物质的量减小,混合气体的平均相对分子质量增大,当混合气体的平均相对分子质量不变时,说明反应达到平衡状态,C项不符合题意;浓度商Q=N2O4NO22,当浓度商保持不变时,说明反应达到平衡状态,D项不符合题意。3.A对于溶液中进行的反应,反应物A、B的浓度越大,化学反应速率越快。溶液中A=B=0.01mol0.02 L=0.5 molL-1,溶液中A=B=0.05mol0.05 L=1.0 molL-1,溶液中A=B=0.1 molL-1=0.05 molL-1,溶液中A=B=0.5 molL-1=0.25 molL-1,据此可推知反应速率的大小关系为。4.D加入催化剂有利于加快反应速率,但不会引起平衡移动,不能用勒夏特列原理解释,A项错误;合成氨的正反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,500 左右的温度比室温更有利于合成氨反应,是从反应速率不能太低和催化剂的活性两方面考虑,不能用平衡移动原理解释,B项错误;在H2(g)+I2(g)2HI(g)平衡中,增大压强,浓度增大,颜色加深,平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释,C项错误;氯气和水的反应是可逆反应,饱和氯化钠溶液中氯离子浓度大,使化学平衡逆向移动,可减小氯气溶解量,实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气,能用勒夏特列原理解释,D项正确。5.D温度升高,NO的浓度增大,说明平衡左移,该反应的H0,A项错误;HK2,B项错误;反应中气体物质的量不变,压强与温度有关,温度越高压强越大;pCpD=pB,C项错误;在T2时,若反应体系处于状态D,达到平衡NO浓度要减小,反应需要正向进行,则此时v(正)v(逆),D项正确。6.C0t2时,反应正向进行,v(正)v(逆),t1t2时,反应达到平衡,v(正)=v(逆),A项错误;t2时刻改变条件后达到平衡时,逆反应速率不变,说明和原平衡等效,A的体积分数=,B项错误;向密度容器中加C(g),逆反应速率瞬间增大,再次建立的平衡与原平衡等效,说明和原平衡相同,符合图形,C项正确;t2时刻改变条件后达到平衡时逆反应速率不变,说明和原平衡等效,且温度不变,所以、两过程达到平衡时,平衡常数相等,D项错误。7.B若T1=T2,则平衡时n(H2)甲=2n(H2)乙,实际上n(H2)甲2n(H2)乙,因为该反应为吸热反应,升高温度有利于平衡正向移动,说明T1T2,A项错误;乙容器中反应达平衡时,H2O=0.8 molL-1、CO2=0.6 molL-1、H2=1.2 molL-1,K2=CO2H22H2O2=0.61.220.82 molL-1=1.35 molL-1,B项正确;容器容积不变,碳为固体,正反应方向气体的质量增大,因此反应正向进行时混合气体的密度增大,C项错误;乙容器中,3 min内H2O减少了1.2 mol,而前1.5 min内反应速率大于后1.5 min内反应速率,故前1.5 min内H2O的物质的量减小大于0.6 mol,即反应进行到1.5 min时,n(H2O)T2,T2T1,温度升高,c(Z)增大,则平衡向正反应方向移动,故正反应为吸热反应,H0,D项错误。9.B分析容器(1)(2)中的反应可知二者可建立等效平衡,所以二者的平衡状态相同,因此平衡时两个容器内压强相等,A项正确;根据三段式分析:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.6kJmol-1c(始)(molL-1)23092.6 kJc(变)(molL-1)0.30.90.627.78 kJc(平)(molL-1)1.72.10.6K=NH32N2H23=(0.6)21.7(2.1)3(molL-1)-2。容器(2)中反应开始时,浓度商Q=NH32N2H23=0.821.61.83(molL-1)-2K,所以反应向逆反应方向移动,v(正)v(逆),B项错误;容器(2)中反应向逆反应方向进行最终达到平衡,所以吸收热量,由于(1)和(2)的平衡常数相同,所以容器(2)中反应达平衡时,吸收的热量Q为0.2292.6 kJ=9.26 kJ,C项正确;条件为“绝热恒容”,容器(1)中反应进行达到平衡时,氨气的物质的量是(27.78 kJ92.6 kJmol-1)2=0.6 mol,由于温度会升高,所以化学平衡会逆向移动,因此反应达平衡时n(NH3)(2)0.025 molL-1s-180%不变(3)c(4)大于解析 (1)A(g)+B(g)C(g)+D(g)的平衡常数表达式K=CDAB;由表中数据可知,随温度升高平衡常数增大,说明升高温度平衡向正反应方向移动,故正反应为吸热反应,H0。(2)A的平均反应速率v(A)=0.05molL-12 s=0.025 molL-1s-1设参加反应的A的物质的量浓度为x,则: A(g)+B(g)C(g)+D(g)起始浓度/(molL-1):0.10.400变化浓度/(molL-1):xxxx平衡浓度/(molL-1):0.1-x0.4-xxx代入平衡常数表达式,则x2(0.1-x)(0.4-x)=1.0,解得x=0.08,故A的转化率为0.08molL-10.1molL-1100%=80%;向该密闭容器中再充入1 mol氩气,反应体系中各物质的浓度不变,平衡不移动,A的转化率不变。(3)a.该反应前后气体的物质的量不变,压强始终不变。故压强不随时间改变不能说明反应到达平衡,a错误;b.混合气体的总质量不变,容器的容积不变,故混合气体的密度始终不变。气体的密度不随时间改变不能说明反应到达平衡,b错误;c.可逆反应到达平衡时,各组分的浓度不再发生变化,故c(A)不随时间改变可以说明反应到达平衡,c正确;d.不管反应是否到达平衡,反应始终按物质的量比11生成C、D,故单位时间里生成C和D的物质的量相等不能说明反应到达平衡,d错误。答案为c。(4)保持温度不变,此时浓度商Q=0.40V0.50V0.30V0.40V1.67v(逆)。11.答案 (1)2SiHCl3+3H2O(HSiO)2O+6HCl(2)114(3)220.02及时移去产物改进催化剂提高反应物压强(浓度)大于1.3解析 (1)SiHCl3与H2O反应生成(HSiO)2O为非氧化还原反应,由原子守恒配平:2SiHCl3+3H2O(HSiO)2O+6HCl。(2)2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)H1=48 kJmol-13SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3(g)H2=-30 kJmol-1根据盖斯定律:3+即可得4SiHCl3(g)SiH4(g)+3SiCl4(g)H=114 kJmol-1。(3)由图根据“先拐先平速率大”可知a曲线温度较高(343 K),平衡转化率为22%;设SiHCl3起始物质的量为1 mol,则有2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)起始物质的量/mol100转化物质的量/mol0.220.110.11平衡物质的量/mol0.780.110.11平衡常数K343 K=0.110.11(0.78)20.02a处反应相当于在b处反应的基础上升高温度,反应速率va大于vb;达平衡时v正、v逆相等,k正xSiHCl32=k逆xSiH2Cl2xSiCl4k正k逆=xSiH2Cl2xSiCl4xSiHCl32=K343 K=0.02a处SiHCl3转化率为20%,设起始时SiHCl3物质的量为1 mol,则有:2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)起始物质的量/mol100转化物质的量/mol0.20.10.1a点物质的量/mol0.80.10.1此时SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物质的量分数分别为0.8、0.1、0.1,v正v逆=k正xSiHCl32k逆xSiH2Cl2xSiCl4=0.020.820.10.1=1.281.3。12.答案 (1)AB(2)0.015 molL-1min-10.56通入一定量NO(或适当缩小容器体积或充入一定量体积比为11的氮气和二氧化碳)(3)2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)H=-87.0 kJmol-1(4)NO2-e-+H2ONO3-+2H+解析 (1)在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态。则容器内混合气体颜色不再变化说明NO2浓度不再发生变化,反应达到平衡状态,A项正确;正反应体积减小,则容器内的压强保持不变可说明反应达到平衡状态,B项正确;2v逆(NO2)=v正(N2)时不满足反应速率之比是化学计量数之比,没有达到平衡状态,C项错误;密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,因此容器内混合气体密度保持不变不能说明反应达到平衡状态,D项错误。(2)020 min内,CO2的平均反应速率v(CO2)=0.3 molL-120 min=0.015 molL-1min-1;反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)的平衡浓度N2=0.3 molL-1、CO2=0.3 molL-1、NO=0.4 molL-1,因此反应的平衡常数K=N2CO2NO2=0.30.30.420.56;30 min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,依据图表数据分析,平衡状态时各物质浓度均增大,依据平衡常数公式计算K=N2CO2NO2=0.360.360.4820.56,平衡常数随温度变化,平衡常数不变说明改变的条件一定不是温度;依据数据分析,氮气浓度增大,二氧化碳和一氧化氮浓度增大,发生的反应为反应前后气体体积不变的反应,所以改变的条件可能是通入一定量NO或适当缩小容器体积或充入一定量体积比为11的氮气和二氧化碳;(3)2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s)H=-159.5 kJmol-1NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)H=+116.5 kJmol-1H2O(l)H2O(g)H=+44.0 kJmol-1依据热化学方程式和盖斯定律计算+-得到CO2与NH3反应生成尿素和液态水的热化学反应方程式为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)H=-87.0 kJmol-1;(4)利用原电池原理,在酸性溶液中将NO2转化为HNO3,负极发生失去电子的氧化反应,则该转化的负极电极方程式为NO2-e-+H2ONO3-+2H+。
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