人教版新高考化学一轮复习训练-目标检测卷6　化学反应的方向、限度和速率

这是一份人教版新高考化学一轮复习训练-目标检测卷6　化学反应的方向、限度和速率，共19页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
章末目标检测卷6　化学反应的方向、限度和速率
(时间:90分钟　满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1.下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是(　　)。
A.在强碱存在的条件下,酯的水解反应进行较完全
B.加催化剂,使N2与H2在一定条件下转化为NH3
C.可用浓氨水与NaOH固体快速制取氨
D.加压条件下有利于SO2与O2反应生成SO3
2.已知反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH6)
下列说法中不正确的是(　　)。
A.x=2.4
B.T1、T2的关系:T1>T2
C.K1、K2的关系:K2>K1
D.实验1在前6 min的反应速率v(SO2)=
0.2 mol·L-1·min-1
二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.(2020浙江宁波五校高三适应性考试)1 L恒容密闭容器中充入2 mol NO和1 mol Cl2发生反应:2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g),在温度分别为T1、T2时,测得NO的物质的量与时间的关系如表所示,下列说法中正确的是(　　)。
温度/℃
t/min
0
5
8
13
T1
2
1.5
1.3
1.0
T2
2
1.15
1.0
1.0
A.T1>T2
B.T1时,反应前5 min的平均速率为v(Cl2)=0.5 mol·L-1·min-1
C.反应达平衡时,升高温度促进反应向正反应方向进行
D.T2时,向反应后的容器中充入2 mol NOCl(g),再次达平衡时,c(NOCl)>2 mol·L-1
12.向一固定容积的密闭容器中通入a mol N2O4气体,在密闭容器内发生反应:N2O4(g)2NO2(g),达到平衡时再通入a mol N2O4气体,再次达到平衡时,与第一次达平衡时相比,N2O4的转化率(　　)。
A.不变 B.增大
C.减小 D.无法判断
13.已知H2(g)+I2(g)2HI(g)　ΔHvB
C.要提高SiHCl3的转化率,可采取的措施是降低温度和及时移去反应产物
D.已知反应速率v=v正-v逆=k正xSiHCl32-
k逆xSiH2Cl2·xSiCl4 ,k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,x为物质的量分数,则343 K时k正k逆=0.1120.782
15.I2在KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)+I-(aq)I3-(aq)　ΔH。某I2、KI混合溶液中,I-的物质的量浓度c(I-)与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法不正确的是(　　)。

A.该反应ΔHT1)、其他条件相同时,下列图像表示正确的是　　　　　。 

甲

乙

丙
18.(14分)(2020安徽合肥五校联考)热化学碘硫循环可用于大规模制氢气,SO2水溶液还原I2和HI分解均是其中的主要反应。请回答下列问题。
(1)以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如图所示。

反应Ⅱ包含两步反应:
ⅰ.H2SO4(l)SO3(g)+H2O(g)　ΔH1=+177 kJ·mol-1
ⅱ.2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)　ΔH2=+196 kJ·mol-1
①反应ⅰ自发进行的条件是　　　　。 
②写出反应Ⅱ的热化学方程式: 　　　　　　　　　　。 
(2)起始时HI的物质的量为1 mol,在总压强为0.1 MPa下,发生反应HI(g)12H2(g)+12I2(g),平衡时各物质的物质的量随温度变化如图所示。

①该反应的ΔH 　　　　(填“>”或“0
①其他条件一定,达到平衡时NH3的转化率随外界条件X变化的关系如图甲所示。则X可以是　　　　(填字母)。 

甲
A.温度 B.压强
C.催化剂 D.n(NH3)n(CH4)
②在一定温度下,向2 L密闭容器中加入f mol CH4和2 mol NH3,平衡时NH3的体积分数随f变化的关系如图乙所示。

乙
A点时,CH4的转化率为　　　　%;平衡常数:K(A)　　　　(填“>”“=”或“T1,所以状态A的c(I3-)大,D项正确。
16.答案:(1)B
(2)66.7%　66.7　p(N2O4)p2(NO2)=100×66.7%(100×33.3%)2≈0.06
(3)0.6b
解析:(1)图1中曲线为等压线,A、C在等压线下方,B在等压线上方。A、C点相对等压线,NO的平衡转化率减小,则平衡逆向移动,为减小压强所致;B点相对等压线,NO的平衡转化率增大,则平衡正向移动,为增大压强所致,故压强最大的点为B点。(2)100 kPa、25 ℃时,NO2的平衡转化率为80%,设起始时NO2的浓度为a mol·L-1,则平衡时NO2的浓度为0.2a mol·L-1、N2O4的浓度为0.4a mol·L-1,故N2O4的物质的量分数为0.4a0.2a+0.4a×100%≈66.7%。N2O4的分压p(N2O4)=100 kPa×66.7%=66.7 kPa。Kp=p(N2O4)p2(NO2)=100×66.7%(100×33.3%)2≈0.06。(3)100 kPa、25 ℃时,b mL NO与0.5b mL O2生成b mL NO2,由2NO2(g)N2O4(g)平衡体系中NO2的转化率为80%知,平衡时气体的体积为b mL×(1-80%)+b mL×80%×12=0.6b mL。
17.答案:(1)0.03 mol·L-1·min-1　d　(2)CD
(3)乙
解析:(1)0~10 min内,v(CO)=2v(NO2)=0.6mol-0.3mol2 L×10min×2=0.03 mol·L-1·min-1。从11 min起压缩容器容积,压强增大,平衡正向移动,n(NO2)应逐渐减小直至达到新的平衡,故曲线d符合。(2)混合气体颜色不再变化,说明各物质的浓度不变,可以说明反应达到平衡,A项不符合题意;反应前后气体分子总数不相等,因此压强保持不变,可以说明反应达到平衡,B项不符合题意;v逆(NO2)=2v正(N2)才能说明反应达到平衡,C项符合题意;反应体系中物质全部为气体,密度始终保持不变,不能说明反应达到平衡,D项符合题意。(3)甲图,温度升高,v正、v逆应该均出现突增,错误。乙图,温度升高,平衡逆向移动,NO2的转化率降低,正确。丙图,温度不变时,增大压强,平衡正向移动,平衡时CO的体积分数应该减小,错误。
18.答案:(1)①高温　②2H2SO4(l)2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)　ΔH=+550 kJ·mol-1
(2)①>　②0.012 5　16(或0.167)
(3)①吸收　②k1k2k3k-1k-2c(H2)·c(I2)
解析:(1)①反应ⅰ是气体物质的量增大的吸热反应,由ΔG=ΔH-TΔS0。
②根据图中数据知,600 ℃时,n(HI)=0.75 mol,n(H2)=0.125 mol,反应前后气体分子数不变,从而得出平衡分压p(I2)=0.125mol1mol×0.1 MPa=0.012 5 MPa,各气体的平衡分压p(H2)=p(I2)=0.012 5 MPa,p(HI)=0.75mol1mol×0.1 MPa=0.075 MPa,反应HI(g)12H2(g)+12I2(g)的平衡常数Kp=p12(H2)·p12(I2)p(HI)=16≈0.167。
(3)①第一步反应断裂共价键,吸收能量。
②反应速率由慢反应决定,即v=k3c(H2I)·c(I)。
第一步是快速平衡,k1c(I2)=k-1c2(I),可得c2(I)=k1k-1·c(I2);第二步也是快速平衡,k2c(I)·c(H2)=k-2c(H2I),可得c(H2I)=k2k-2·c(H2)·c(I),则速率方程为v=k3·k2k-2c(H2)·c(I)·c(I)=k3·k2k-2c(H2)·k1k-1c(I2)=k1k2k3k-1k-2c(H2)·c(I2)。
19.答案:(1)-6.1
(2)BDF
(3)①副反应的活化能远大于主反应的活化能,副反应的化学反应慢
②470 ℃之后,乙醇的产率逐渐降低是因为该反应是放热反应,温度升高平衡逆向移动,乙醛的产率逐渐升高是因为反应速率逐渐增大,且该反应是吸热反应,温度升高平衡正向移动
(4)①0.01　8.9　②0.09×0.090.01×0.822
解析:(1)依据热化学方程式和盖斯定律,由①+12×②-12×③可得,CH3COOH(l)+CH3OH(l)CH3COOCH3(l)+H2O(l),则ΔH=ΔH1+12×ΔH2-12×ΔH3=-6.1 kJ·mol-1。
(2)加入催化剂,能够增大反应速率,但并不会影响平衡移动,A项错误。
加入过量的甲醇,增大了反应物浓度,使平衡正向移动,乙酸的转化率增大,B项正确。
加入过量的乙酸,增大了反应物浓度,虽然使平衡正向移动,但乙酸的转化率降低,C项错误。
将乙酸甲酯从体系中分离,使产物减少,促进平衡正向移动,乙酸的转化率增大,D项正确。
由(1)分析知,反应正向是放热反应,因此,适当降低温度,平衡正向移动,乙酸的转化率增大,E项错误,F项正确。
(3)①两反应快慢的核心是活化能的大小,反应快活化能小,而反应慢活化能大,根据图1可知,副反应的活化能远大于主反应的活化能,副反应的化学反应慢。
②470 ℃之后,乙醇的产率逐渐降低是因为该反应是放热反应,温度升高平衡逆向移动,乙醛的产率逐渐升高是因为反应速率逐渐增大,且该反应是吸热反应,温度升高平衡正向移动。
(4)①由图2可知,乙酸甲酯的转化率为90%时,总压为1.01 MPa,已知n(CH3COOCH3)∶n(H2)=1∶10,则有:
CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3OH(g)+CH3CH2OH(g)
初始/mol　　1 10 0 0
反应/mol　　0.9 1.8 0.9 0.9
平衡/mol　　0.1 8.2 0.9 0.9
总压为1.01 MPa,因此CH3COOCH3(g)的平衡分压为1.01 MPa×0.1mol0.1mol+8.2mol+0.9mol+0.9mol=0.01 MPa;CH3CH2OH(g)的体积分数即为物质的量分数,其体积分数为0.9mol0.1mol+8.2mol+0.9mol+0.9mol×100%=8.9%。
②通过计算得,CH3OH和CH3CH2OH的平衡分压为0.09 MPa,H2的平衡分压为0.81 MPa,则Kp=0.09×0.090.01×0.812。
20.答案:(1)N2
(2)-15(2a+3b+30c)
(3)①BD　②25　=
(4)①k正k逆　②2　120
解析:(1)根据流程图可知,NH3与废气中的NO、NO2反应,最终产生无毒无害的氮气和水。
(2)①4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-a kJ·mol-1
②4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)　ΔH2=-b kJ·mol-1
③H2O(l)H2O(g)　ΔH3=+c kJ·mol-1
根据盖斯定律,由(①×2+②×3-③×30)×15可得,4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(l)　ΔH=-15(2a+3b+30c) kJ·mol-1。
(3)①反应CH4(g)+NH3(g)HCN(g)+3H2(g)的正反应是气体体积增大的吸热反应,根据图甲可知,X越大,氨的转化率越小。
升高温度,化学平衡向正反应方向移动,氨的转化率增大,A项错误。
增大压强,化学平衡向气体体积减小的方向移动,氨的转化率减小,B项正确。
催化剂只能改变反应速率,不能使化学平衡发生移动,因此对氨的转化率无影响,C项错误。
增大n(NH3)n(CH4),相对来说氨的物质的量增大得多,平衡正向移动,CH4的转化率增大,而氨的转化率减小,D项正确。
②假设反应消耗NH3的物质的量为x mol,则
　　　 CH4(g)+ NH3(g) HCN(g)+ 3H2(g)
开始/mol f 2 0 0
转化/mol x x x 3x
平衡/mol f-x 2-x x 3x
根据图乙可知,当n(CH4)=2 mol时,平衡时氨的体积分数是30%,则2-x4+2x×100%=30%,解得x=0.5,则A点时,CH4的转化率为0.5mol2mol×100%=25%。
由于温度不变,所以在线上的任何一点,化学反应的平衡常数都不变,因此K(A)=K(B)。
(4)①可逆反应达到平衡状态时,v正=v逆,由于v正=k正c(Mb)·p(O2),v逆=k逆c(MbO2),所以k正c(Mb)·p(O2)=k逆c(MbO2),k正k逆=c(MbO2)c(Mb)·p(O2),而反应Mb(aq)+O2(g)MbO2(aq)的平衡常数K=c(MbO2)c(Mb)·p(O2)=k正k逆。
②C点时,p(O2)=4.50 kPa,肌红蛋白的结合度(α)是90%,即α=生成的c(MbO2)初始的c(Mb)×100%=90%,则生成的c(MbO2)=0.9c(Mb)初始,平衡时的c(Mb)=0.1c(Mb)初始,则K=c(MbO2)c(Mb)·p(O2)=0.9c(Mb)初始0.1c(Mb)初始×4.50 kPa=2 kPa-1。
K=k正k逆,由于K=2 kPa-1,k逆=60 s-1,因此可得k正=K·k逆=2 kPa-1×60 s-1=120 s-1·kPa-1。