第二章+化学反应速率与化学平衡+单元测试卷2022-2023学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1

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第二章 化学反应速率与化学平衡 单元测试卷一、单选题1．已知反应可用于合成烯烃。下列有关该反应的说法错误的是A．增大压强可增大该反应速率B．升高温度能增大的转化率C．增大的浓度，该反应的平衡常数不变D．密闭容器中，通入和，反应生成2．利用计算机技术测得在甲、乙两种催化剂作用下由正丁烷(g)制备1-丁烯(g)的反应历程如下，其中甲、乙催化剂表面的物种均用*号标注，过渡态均用TS表示，下列说法中错误的是   A．选用催化剂甲时的最高能垒(活化能)为1.95eVB．选用催化剂乙时，相对能量从的过程为正丁烷的吸附过程C．为吸热反应D．若只从平均反应速率快慢角度考虑，生产中适宜选用催化剂乙3．钛酸钡是电子陶瓷基础母体原料，超细微粉体的制备方法如下。  已知：下列说法不正确的是A．向中先加入，可防止其水解生成B．得到溶液1的反应：C．加入过量氨水，有利于提高的产率D．“煅烧”得到的气体A是和的混合物4．已知反应S2O(aq)+2I-(aq)2SO(aq)+I2(aq)，若起始向反应体系中加入含Fe3+的溶液，反应机理如图所示。下列说法正确的是A．S2O中硫元素显+7价B．反应速率与Fe3+浓度无关C．由图可知氧化性：Fe3+＞S2OD．若不加Fe3+，正反应的活化能比逆反应的小5．CO2催化加氢可合成二甲醚，发生的主要反应有：反应Ⅰ： 2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)；ΔH1=-122.5 kJ·mol-1反应Ⅱ： CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)；ΔH2=a kJ·mol-1在恒压、n始(CO2)和n始(H2)=1∶3时，若仅考虑上述反应，平衡时CH3OCH3和CO的选择性及CO2的转化率随温度的变化如图中实线所示。CH3OCH3的选择性=×100%，下列说法错误的是A．图中曲线③表示平衡时CO2转化率随温度的变化B．a>0C．平衡时H2转化率随温度的变化可能如图中虚线所示D．200 ℃时， 使用对反应Ⅰ选择性高的催化剂可提高CH3OCH3的生产效率6．甲醇脱氢法制HCOOCH3工艺过程涉及如下反应： 反应Ⅰ：2CH3OH(g)=HCOOCH3(g)＋2H2(g) ΔH1=＋135.4 kJ·mol-1反应Ⅱ：CH3OH(g)=CO(g)＋2H2(g) ΔH2=＋106.0 kJ·mol-1向容积为10 L的恒容密闭容器中通入1.0 mol CH3OH气体发生上述反应，反应相同时间，测得CH3OH的转化率和HCOOCH3的选择性随温度变化如下图所示。 (已知：HCOOCH3的选择性=×100%) 下列说法正确的是A．2CO(g)+2H2(g)=HCOOCH3(g)的ΔH=+76.6 kJ·mol-1B．虚线代表的是CH3OH的转化率C．553K时，HCOOCH3的产量为 0.1molD．低于553K时，温度越高，生成的HCOOCH3越多。高于553K时，温度越高，生成的CO越多7．我国科学家研究了活性炭催化条件下煤气中H2S和Hg的协同脱除，部分反应机理如图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注)。下列说法正确的是  A．图示反应过程中有极性共价键的断裂，没有非极性共价键的生成B．H2S活性碳分解生成H2(g)和S(s)的过程释放能量C．整个脱硫过程中硫元素既表现出氧化性又表现出还原性D．该机理由于活性炭的参与降低了H2S分解的热效应，使反应更易进行8．在同温同容且恒温恒容的两个密闭容器Ⅰ，Ⅱ中分别发生：，此反应的，，、为速率常数，测得数据如下表，下列说法正确的是A．若容器Ⅰ两分钟达到平衡，则0~2分钟反应平均速率B．向平衡后的容器中再加入，重新达平衡后，的体积分数减小C．容器Ⅱ中起始时速率D．该反应、随催化剂和温度的改变而改变，但不随浓度和压强的改变而改变9．工业上可以利用水煤气(、)合成二甲醚()，同时生成。合成过程中，主要发生三个反应，℃时，有关反应及相关数据如下。        保持原料气组成、压强、反应时间等因素不变，进行实验，测得转化率随温度变化曲线如下图。下列说法不正确的是  A．℃时，水煤气合成二甲醚的热化学方程式：  B．℃时，增大压强、加入催化剂均可提高的平衡转化率C．220℃~240℃时，温度升高反应速率加快，转化率升高D．温度高于240℃时，温度升高转化率降低的原因可能是平衡逆向移动10．Deacon催化氧化法将HCl转化为Cl2的反应为：4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)　ΔH，研究发现CuCl2(s)催化反应的过程如下：反应i：2CuCl2(s)2CuCl(s)+Cl2(g)反应ii：2CuCl(s)+O2(g)2CuO(s)+Cl2(g)反应iii：……下列关于Deacon催化氧化法制Cl2的说法正确的是A．反应i增大压强，达新平衡后Cl2浓度减小B．反应4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH>0C．由反应过程可知催化剂参与反应，通过改变反应路径提高平衡转化率D．推断反应iii应为CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g)11．恒压条件下，密闭容器中将CO2、H2按照体积比为1：3合成CH3OH，其中涉及的主要反应：Ⅰ．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH1=-49kJ·moI-1Ⅱ．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH2=41kJ·moI-1在不同催化剂作用下发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，在相同的时间段内的选择性和产率随温度的变化如图已知：CH3OH的选择性=下列说法正确的是A．保持恒温恒压下充入氮气，不影响CO的产率B．合成甲醇的适宜工业条件是约230°C，催化剂选择CZ(Zr-1)TC．使用CZ(Zr-l)T，230°C以上，升高温度甲醇的产率降低，原因是催化剂的活性降低D．使用CZT，230°C以上，升高温度甲醇的产率降低，是因为反应Ⅰ平衡逆向移动12．实验小组为探究反应：进行如下操作：在T℃(各物质均为气态)时，将一定量的充入注射器中后封口，图乙是在拉伸或压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深，透光率越小)。下列有关说法错误的是A．d点处：B．由图乙可知注射器的移动轨迹为N→P→MC．若注射器隔热导致反应温度发生变化，则b、c两点的平衡常数D．平衡时维持体积不变，再充入一定量，则的物质的量分数比原来小13．光解水制氢的关键步骤是水的氧化。我国科学家用仿生催化剂[用表示]实现在NaHCO3溶液中高效催化水的氧化，该过程物质转化及反应能量变化示意图如下：下列说法不正确的是A．步骤①可表示为B．水的氧化反应为：C．D．催化剂参与反应，降低活化能，加快反应速率14．为了实现“碳中和”，利用合成的反应为：I．  ，副反应为：Ⅱ．  ，已知温度对、的平衡产率影响如图所示，下列说法中正确的是A．B．可以通过使用合适的催化剂提高的选择性C．增大压强可以加快反应I的速率，对反应Ⅱ的速率无影响D．实际生产过程中，一定要在较低温度下才能提高的产率二、原理综合题15．甲醚是重要的有机合成原料，甲醇制备甲醚的反应：kJ⋅mol；工业上常用或CO催化氢化法合成。回答下列问题：(1)和在某催化剂表面合成：，反应历程如图甲所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。该反应历程中活化能最小步骤的化学方程式为___________。已知(、随温度的变化不大)，随温度的变化关系如图乙所示，图中表示该反应的直线是___________(填代号)。  (2)CO催化加氢法合成，进而制备的过程中涉及如下反应：反应I： 反应II： 反应III： kJ⋅mol-1①在298K，101kPa时，、、的摩尔燃烧焓分别为akJ⋅mol-1、bkJ⋅mol-1、ckJ⋅mol-1，则___________kJ⋅mol-1。②一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入2mol和4mol制备，初始压强为Pa，5min达到平衡时的转化率为70%，，且mol⋅L-1。则0~5min内，___________；反应I的平衡常数___________(用表示)；平衡后，保持温度和容器体积不变，向容器中再充入1mol和2mol，重新达到平衡后，的物质的量分数___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。③工业生产中，需要在260℃、压强恒为4.0MPa的反应釜中进行上述反应。初始时向反应釜中加入0.01mol和0.02mol，为确保反应的连续性，需向反应釜中以、进气流量0.03mol·min-1持续通入原料，同时控制出气流量为0.02mol·min，单位时间内的转化率为60%，则流出气体中的百分含量为___________；控制出气流量小于进气流量的原因为___________。16．CH4、CH3OH(甲醇)既是重要的化工原料，又是未来重要的能源物质。(1)将1.0molCH4和2.0molH2O(g)通入容积为2L的反应室，在一定条件下发生反应如下：CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)，测得在5min时达到平衡，此时CO的浓度为0.2mol/L。则0～5min内，CH4的平衡转化率为_______。(2)一定条件下将1.0molCH4与2.0molH2O(g)充入密闭容器中发生反应如下：CH4(g)+H2O(g)⇌CH3OH(g)+H2(g)，下列措施可以提高化学反应速率的是_______(填选项序号)。a.恒容条件下充入He         b.增大体积      c.升高温度        d.投入更多的H2O(g)(3)在恒容条件下进行反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)，则下列实验事实可以作为判断该反应达到平衡状态标志的是_______(填选项序号)。a.消耗1molCO2同时生成1molCH3OH b.容器内压强保持不变c.混合气体的密度保持不变 d.CH3OH(g)的浓度保持不变(4)氨气具有广泛的用途，工业上合成氨的反应是N2(g)+3H2(g)2NH3(g)①已知：则合成氨的热化学方程式是_______。②一定温度下，在一个容积固定的密闭容器中若反应起始时N2、H2、NH3的浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.1mol/L，达到平衡时NH3浓度c(NH3)的范围是_______。(5)以KOH为电解质的甲醇—空气燃料电池是一种高效、轻污染的车载电池，其工作原理如图。回答下列问题：①该原电池的正极是_______(填“甲”或“乙”)。②负极的电极反应式_______。17．碳达峰、碳中和，主要是把工业排放的进行封存和转化为有用的物质，以减少工业向大气释放，缓解温室效应。(1)2022年4月28日，我国科研人员通过电催化与生物合成的方式将二氧化碳合成油脂，合成反应历程如图所示。反应①②是在催化剂和通电条件下完成的，反应③是利用脂肪酸菌株实现的转化，由二氧化碳制成乙酸的热化学方程式为________________。(2)我国另一些科研人员在加氢制二甲醚方面取得重要进展，涉及的主要反应为：Ⅰ．Ⅱ．Ⅲ．Ⅳ．①________；上述四个反应中反应________是副反应(填序号)。②在压强、和的起始投料一定的条件下，发生反应Ⅰ、Ⅱ，实验测得平衡转化率或平衡时的选择性随温度的变化如图所示。的选择性其中表示平衡时的选择性的曲线是________(填“a”或“b”)；温度低于260℃时，曲线b随温度升高而降低的原因是________________。③为同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性，应控制的压强是________(填“低压”或“高压”)。(3)工业上可以用与反应来生产尿素，其化学方程式为。t℃时，在1L密闭容器中充入和模拟工业生产，投料比，若起始压强为，水为液态、平衡状态时的压强是起始的，用平衡分压(分压=总压×物质的量的分数)代替平衡浓度计算，该反应的平衡常数表达式________。18．有效去除大气中的H2S、SO2以及废水中的硫化物是环境保护的重要课题。(1)氨水可以脱除烟气中的SO2.氨水脱硫的相关热化学方程式如下：2NH3(g) + H2O(1) + SO2(g)=(NH4)2SO3(aq) ΔH=akJ/mol2NH4HSO3(aq)=((NH4)2SO3 (aq) + H2O(l) + SO2(g) ΔH =bkJ/mol2(NH4)2SO3(aq) + O2(g)= 2(NH4)2SO4 (aq) ΔH = ckJ/mol反应2NH3(g) + 2NH4HSO3(aq)+O2(g)= 2(NH4)2SO4+(aq)的 ΔH =_______ kJ/mol(用含a、 b、c的代数式表示)。(2)H2S与CO2在高温下发生反应： H2S(g) + CO2(g) COS(g)+ H2O(g)。在610K时，将。0.40 mol H2S与0.20 mol CO2充入5 L的空钢瓶中，反应达到平衡后水的物质的量分数为0.2。①上述条件下H2S的平衡转化事α1=_______ %。②若在620 K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.3，该反应的ΔH _______ 0(填“”“”或”0，B正确；C．氢气的转化率变化情况与二氧化碳相似；二氧化碳、氢气投料比等于反应Ⅰ中两者系数比，两者转化率相同，但是反应Ⅱ中二氧化碳、氢气系数比为1:1>1:3，使得氢气转化率低于二氧化碳的转化率，故平衡时H2转化率随温度的变化可能如图中虚线所示，C正确；D．催化剂不影响化学平衡，不能提高CH3OCH3的生产效率，D错误；故选D。6．D【详解】A．根据盖斯定律可知该反应可由反应Ⅰ-2×反应Ⅱ得到，，故A错误；B．反应Ⅰ和反应Ⅱ均为吸热反应，随温度的升高平衡均正向移动，甲醇的转化率增大，虚线不符合，应该为实线，故B错误；C．553 K时，甲醇的转化率为20%，HCOOCH3的选择性为50%，1.0 mol CH3OH中消耗0.2mol，其中0.1mol转化为甲酸甲酯，甲酸甲酯的物质的量为0.05mol，故C错误；D．由图可知，低于553 K时，甲醇的转化率和甲酸甲酯的选择性都随温度的升高而增大所以温度越高，生成的HCOOCH3越多。而高于553 K时，甲酸甲酯的选择性明显降低，反应以反应Ⅱ为主，因此温度越高，生成的CO越多，故D正确；故选D。7．C【详解】A．图示反应过程中非极性共价键的生成，如*H→H2(g)，故A错误；B．H2S活性碳分解生成H2(g)和S(s)的过程是吸收热量，故B错误；C．整个脱硫过程中*S→CS2(g)，*S→SO2(g)，则硫元素既表现出氧化性又表现出还原性，故C正确；D．该机理由于活性炭的参与使反应速率更快，但没有降低了H2S分解的热效应，故D错误。综上所述，答案为C。8．D【详解】A．由表格数据可知，平衡时氧气的浓度为0.2mol/L，则由方程式可知，0~2分钟内一氧化氮的平均速率为=0.2 mol/(L·min)，故A错误；B．向平衡后的容器中再加入二氧化氮相当于增大压强，该反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，二氧化氮的体积分数增大，故B错误；C．由表格数据可知，平衡时氧气的浓度为0.2mol/L，则由方程式可知，平衡时二氧化氮、一氧化氮的浓度分别为0.6mol/L—0.2mol/L×2=0.2mol/L、0.2mol/L×2=0.4mol/L，反应的平衡常数K==0.8，温度不变，平衡常数不变，则容器Ⅱ中起始浓度熵Qc=＜0.8，说明平衡向正反应方向进行，正反应速率大于逆反应速率，故C错误；D．使用催化剂时，反应物和生成物的浓度不变，正逆反应速率均增大说明正逆反应的速率常数均增大，速率常数是温度函数，温度不变，速率常数不变，则该反应、随催化剂和温度的改变而改变，但不随浓度和压强的改变而改变，故D正确；故选D。9．B【详解】A．已知：℃时，有关反应及相关数据如下①    ②  ③  由盖斯定律可知，2×①+②+③得反应，则其焓变为，A正确；B．加入催化剂可以加快反应速率，但是不能改变物质的平衡转化率，B错误；C．升高温度反应速率加快，2由图可知，20℃~240℃时，温度升高反应速率加快，且转化率升高，C正确；D．反应均为放热反应，温度高于240℃时，温度升高导致平衡逆向移动，使得转化率降低，D正确；故选B。10．D【详解】A．温度不变，平衡常数不变，K=c(Cl2),因此反应i增大压强，达新平衡后Cl2浓度不变，A错误；B．反应4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)是放热反应，B错误；C．由反应i、ii、iii知，催化剂CuCl2参加反应，催化剂通过改变反应历程，从而提高反应速率，但催化剂不影响平衡，改变不了平衡转化率，故C错误；D．依据盖斯定律，用“[总反应- (反应i十反应ii)]×”得反应iii :CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g)，故D正确；故选D。11．B【详解】A．充入氮气反应Ⅰ压强减小平衡逆向移动，H2和CO2增加从而导致反应Ⅱ的反应物浓度增大平衡正向，所以CO的产率增加，A项错误；B．相同条件下催化剂CZ(Zr-1)T选择性更高。此催化剂在230℃选择性最高且CH3OH的产率较高，所以甲醇的最适宜条件为约230°C、催化剂选择CZ(Zr-1)T，B项正确；C．230℃以上反应Ⅰ为放热反应升温平衡逆向，而反应Ⅱ为吸热反应升温平衡正向，导致甲醇的产率降低，C项错误；D．CZT，230°C以上甲醇的选择性低，且升温反应Ⅱ正向，所以该条件下主要以反应Ⅱ为主导致甲醇的产率降低，D项错误；故选B。12．B【详解】A．透光率先是突然减小后缓慢增大，说明b点后操作是压缩注射器，导致NO2浓度突然增大，压缩注射器，相当于是增大压强，平衡正向移动，达到平衡，后续透光率突然大，说明此时是拉伸注射器，导致NO2浓度突然减小，拉伸注射器，相当于是减小压强，平衡逆向移动，d点是，故A正确；B．注射器先是压缩，后拉伸，移动轨迹是N→M→P，故B错误；C．b点后操作是压缩注射器，相当于是增大压强，平衡正向移动，放出更多热量，导致温度升高，可得是c点温度高，对于放热反应来说，温度更高的，K更小，可得，故C正确；D．充入NO2，相当于是增大压强，平衡正向移动，NO2平衡转化率增大，达到新的平衡时物质的量分数要比原来更小，故D正确；故答案选B。13．A【详解】A．由题干图示信息可知，步骤①可表示为时H原子不守恒，A错误；B．由题干图示信息可知，水的氧化反应(总反应)方程式为：，B正确；C．根据盖斯定律结合题干图示信息可知，，C正确；D．根据碰撞理论可知，催化剂参与反应，通过降低活化能，提高活化分子百分含量，从而加快反应速率，D正确；故答案为：A。14．B【详解】由图可知，升高温度，一氧化碳的产率增大、甲醇的产率减小，说明反应I是放热反应，反应Ⅱ是吸热反应。A．由图可知，升高温度，一氧化碳的产率增大、甲醇的产率减小，说明反应I是放热反应，，故A错误；B．催化剂有一定的选择性，选用合适的催化剂快于减弱副反应的发生，提高甲醇的选择性，故B正确；C．反应I和反应Ⅱ都是有气体参加和生成的反应，增大压强，反应I的速率和反应Ⅱ的速率均增大，故C错误；D．反应I是气体体积减小的放热反应，适当降低温度和增大压强都能提高甲醇的产率，故D错误；故选B。15．(1) CH2O*＋OH*＋3H*=CH3O*＋OH*＋2H*(或CH2O*＋H*=CH3O*) c(2) (a+2b-c) 0.14 增大 5% 反应釜要求压强恒定，而反应I为气体分子数减小的反应【详解】（1）由图可知CH2O*＋OH*＋3H*=CH3O*＋OH*＋2H*(或CH2O*＋H*=CH3O*)，过程中的活化能最小；结合图中信息可知该反应反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，则