01化学反应的方向、限度和速率-上海市2023-2024学年高二化学上学期期末知识点突破练习（沪科版

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一、单选题
1．（2023上·上海杨浦·高二上海市控江中学校考期末）下列关于硫酸工业和合成氨工业说法错误的是
A．都采用了高压B．都使用了催化剂
C．生产流程中都有造气和净化D．都使用了热交换器
2．（2023上·上海杨浦·高二上海市控江中学校考期末）下列说法错误的是
A．内能是系统内物质各种能量的总和，与温度、压强、聚集状态等有关
B．熵是描述系统混乱度的物理量，熵增反应一定是自发反应
C．碰撞理论认为，升高温度能增大活化分子百分数，增加有效碰撞几率，加快反应速率
D．过滤态理论认为，催化剂能降低反应所需的活化能，同等程度地提高正、逆反应速率
3．（2022上·上海·高二校考期末）下列有关电离平衡的叙述错误的是
A．氯化钠溶液中不存在电离平衡
B．达到平衡时电离过程仍在不断进行
C．达到电离平衡时，溶液中各种离子浓度、分子浓度不变
D．温度改变(其它条件不变时)电离平衡必发生移动
4．（2023上·上海徐汇·高二上海市南洋模范中学校考期末）MN+Q这是一放热的可逆基元反应，正反应的活化能为Ea,逆反应的活化能为Ea′, 则下列关系表述正确的是
A．Ea＜Ea′B．Ea=Ea′C．Ea-1=Ea′D．Ea>Ea′
5．（2023上·上海闵行·高二上海市七宝中学校考期末）在体积均为的恒容密闭容器甲、乙中，起始投料量如下表，在不同温度下发生反应：。的平衡浓度随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A．曲线Ⅰ对应的是甲容器
B．a、b两点所处状态的压强大小关系：
C．c点：的体积分数小于
D．时，若起始向乙中加入、、C各，则v(正)>v(逆)
6．（2023上·上海闵行·高二上海市七宝中学校考期末）现代医学证明“痛风”的病因与关节滑液中形成尿酸钠晶体有关，尤其在寒冷季节易诱发关节疼痛。主要原理为：
①(尿酸)(尿酸离子)
②
下列叙述错误的是
A．①是尿酸的电离方程式
B．反应②的，因此热敷能减轻关节疼痛
C．饮食中摄入过多食盐，容易诱发痛风
D．“痛风”患者应控制摄入产生较多尿酸的食物
7．（2023上·上海普陀·高二上海市晋元高级中学校考期末）下列物质间的反应，，且其能量变化符合下图的是
A．合成氨反应B．与盐酸的反应
C．晶体和晶体混合D．碳酸钙的分解
8．（2023上·上海普陀·高二上海市晋元高级中学校考期末）在的平衡体系中，当分离出时，下列说法正确
A．单位时间单位体积内氮气与氢气的有效碰撞次数增加B．平衡向逆反应方向移动
C．正反应速率变化更显著D．逆反应速率先变小后变大
9．（2023上·上海虹口·高二华东师范大学第一附属中学校考期末）下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A．500℃左右高温比室温下更利于合成氨
B．工业制硫酸中SO2氧化为SO3，往往需要使用催化剂
C．H2、I2、HI平衡混合气体加压后颜色加深
D．工业制取金属钾Na(l)+KCl(l)NaCl(l)+K(g)，使K变成蒸气从混合体系中分离
10．（2022上·上海长宁·高二上海市延安中学校考期末）下列说法错误的是
A．当碰撞的分子具有足够的能量适当的取向时，才能发生化学反应
B．发生有效碰撞的分子一定是活化分子
C．活化分子间的碰撞一定是有效碰撞
D．活化分子间每次碰撞不一定发生化学反应
11．（2022上·上海长宁·高二上海市延安中学校考期末）下列反应或过程属于熵减的是
A．氯化钠从溶液中结晶析出B．胆矾晶体溶于水
C．固态碘升华D．碳酸钙分解
12．（2022上·上海崇明·高二校考期末）下列物质在一定条件下可与甲烷发生化学反应的是
A．氯气B．溴水C．氯水D．酸性高锰酸钾溶液
二、填空题
13．（2023上·上海青浦·高二上海市青浦高级中学校考期末）工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。
某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应平衡常数(K1、K2、K3)如表所示：
(1)反应②是 (填写“吸热”或“放热”)反应，判断的依据是 。
(2)根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3= (用K1、K2表示)。据此可判断反应③的△H3 0(填写“>”、“”、“”、“”、“”“100℃)恒容装置中进行该反应，能判断反应已达平衡状态的是_______。
A．混合气体密度不再改变B．混合气体压强不再改变
C．混合气体平均摩尔质量不再改变D．n(CO2)：n(H2)=1：4
(3)将1ml CO2和4ml H2置于体积为2L的密闭容器中发生反应，测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示，该反应的平衡常数K随温度升高而 (填“增大”或“减小”)。
(4)下列措施有利于提高反应中CO2的平衡转化率的是_______。
A．使用催化剂B．加压
C．升高温度D．增大初始投料比n(CO2)/n(H2)
(二)我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下：
(5)①、②与过滤态三种物质中，最不稳定的是 ；①转化为②过程中 (选填“吸收”或“放出”)能量。
(6)25℃时，100kPa下，CH4(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别-893kJ·ml-1、-870kJ·ml-1，计算转化反应CO2(g)+CH4(g)=CH3COOH(l)的焓变 kJ·ml-1。该转化反应的熵变 0(填“>”“”“＜”或“=”)。
②a、b、c、d四点所处的平衡状态中，反应物的转化率最高的是 (填字母)。
(5)其他条件不变，表示平衡时氨的百分含量随压强变化关系的曲线为 (填字母编号)。
(6)某温度下，向一个的密闭容器中充入和，反应过程中对的浓度进行检测，得到的数据如下表所示：
此条件下该反应的化学平衡常数 。
(7)氨氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径。
已知：
写出氨气催化氧化生成和水蒸气的热化学方程式 。
23．（2023上·上海徐汇·高二上海市南洋模范中学校考期末）NOx储存还原技术法(NSR)利用催化剂消除汽车尾气中的 NOx，其原理： 2CO(g)＋2NO(g) N2(g)＋2CO2(g) ΔH。
(1)已知：①N2(g)＋O2(g)=2NO(g) ΔH1；②2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g) ΔH2;用含ΔH1和 ΔH2的代数式表示ΔH= kJ·ml -1。汽车发动机工作时，会引发反应①，其能量变化如图所示。则 ΔH1= kJ·ml -1。
(2)NSR 反应机理及相对能量如下图(TS 表示过渡态)：
反应过程中，速率最慢步骤的热化学方程式为 。
(3)在一定温度下，向 2 L 恒容密闭容器中充入等物质的量的 NO 和 CO 模拟 NSR 反应，反应过程中 c(NO)随时间变化的曲线如下图所示。
线 a 和b 中，表示在该温度下使用NSR 催化技术的是曲线 (选填“a”或“b”)。线 a 中前 5 min 内 CO 的平均反应速率 v(CO)= ；N2的平衡浓度c(N2)= ；此温度下该反应的平衡常数 Kc= 。
(4)保持其他条件不变，平衡后再向容器中充入 CO 和 N2各 0.8 ml，则此时 v(正) v(逆) (选填“>”“ )；时，用二聚体表示的平均反应速率 。
25．（2023上·上海闵行·高二闵行中学校考期末）某温度时，在2L容器中发生A、B两种气态物质间的转化反应，A、B物质的量随时间变化的曲线如图所示。
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)反应开始至4minA的平均反应速率为 。
(3)4min时，反应是否达到化学平衡？ (填“是”或“否”)；8min时，正反应速率 逆反应速率(填“>”“＜”或“=”)。
(4)如果温度和容积保持不变，下列情况能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据有_______。
A．容器中气体的密度不随时间而变化B．容器中A的浓度不再发生改变
C．容器中B的质量不再发生改变D．容器中n(A)：n(B)=2：1
26．（2023上·上海普陀·高二上海市晋元高级中学校考期末）化学反应的研究视角多种多样，指导着我们的生产和生活。
(1)以和为原料合成尿素是固定和利用的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下：
反应I：
反应II：
已知：
请回答下列问题：
写出和为原料生成尿素和液态水的热化学方程式： ，反应II自发进行的条件是： 温。(选填“高”或“低”)
(2)如图表示氧族元素中的氧、硫、硒、碲在生成气态氢化物时的焓变数据，根据焓变数据可确定b代表的氢化物的化学式为： 。
可用于合成甲醇，化学方程式为。
(3)图1是不同温度下的转化率随时间变化的曲线。
①由图1可知： ；该反应的焓变 0 (均填“>”、“＜”或“=”)。
②在温度下，往体积为的密闭容器中，充入和，测得和的物质的量随时间变化如图2所示，则，用氢气表示的平均反应速率为： ，温度下，反应的平衡常数为 。
③若保持容器体积不变，再充和，此时 (填“>”“＜”或“=”)。
(4)若容器容积不变，下列措施可增加转化率的是 (填字母)。
a.升高温度 b.将从体系中分离
c.使用合适的催化剂 d.充入，使体系总压强增大
e.充入
(5)在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。实际生产条件控制在250℃、左右，选择此压强的理由是 。
六、实验探究题
27．（2023上·上海杨浦·高二上海市控江中学校考期末）某学生为了探究影响化学反应速率的外界因素，进行以下实验：
实验一：向100mL稀硫酸中加入过量的锌粉，标准状况下测得数据累积值如下：
(1)在0~1、1~2、2~3、3~4、4~5min各时间段中：
反应速率最大的时间段是 min，主要的原因可能是 。
反应速率最小的时间段是 min，主要的原因可能是 。
(2)为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量，可以在稀硫酸中加入_______(单选)。
A．Na2SO4溶液B．NaOH溶液C．NaNO3溶液D．Na2CO3溶液
实验二：比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，实验装置如下所示：
已知：2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g)
(3)定性分析：图甲可通过观察产生气泡的快慢定性比较得出结论。
有同学提出将5滴0.1ml·L-1 FeCl3溶液改为5滴 ml·L-1 Fe2(SO4)3溶液更合理，更换溶质的理由是： 。
(4)定量分析：如图乙所示，实验时均以生成40mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。仪器A的名称是 。检测该装置气密性的方法是：关闭A的活塞，将注射器向外拉出一段后松手，过一段时间后看到 ，说明装置气密性良好，实验中需要测量的数据是 。
(5)有人设想以H2O和O2为原料，直接化合生产H2O2溶液，分析该想法是否可行？ 说明理由 。
28．（2023上·上海松江·高二上海市松江二中校考期末）某同学利用反应：，探究外界条件对化学反应速率的影响。反应过程中溶液出现浅黄色浑浊和有刺激性气味的气体，得到各组实验数据如下表：
(1)实验Ⅰ、Ⅱ探究 对化学反应速率的影响。V= ，加入VmL水的目的是 。
(2)实验Ⅱ、Ⅲ探究温度对化学反应速率的影响。实验表明，实验Ⅲ的反应速率最快，支持这一结论的实验现象是 。
容器
甲
0.1
0.3
0
乙
0.2
0.5
0
化学反应
焓变
平衡常数
温度/℃
500
700
800
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)
△H1
K1
2.5
0.34
0.15
②H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)
△H2
K2
1.0
1.70
2.52
③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
△H3
K3
时间
5
10
15
20
25
30
0.08
0.14
0.18
0.20
0.20
0.20
时间/min
1
2
3
4
5
氢气体积
50
120
232
290
310
实验
编号
溶液
溶液
蒸馏水
温度/℃
浓度/(ml/L)
体积/mL
浓度/(ml/L)
体积/mL
体积/mL
Ⅰ
0.1
1.5
0.1
1.5
V
20
Ⅱ
0.1
2.5
0.1
1.5
8
20
Ⅲ
0.1
2.5
0.1
1.5
8
30
参考答案：
1．A
【详解】A．硫酸工业采用了催化剂加热条件，合成氨工业采用高温、高压、催化剂作用下反应，故A错误；
B．硫酸工业使用五氧化二钒作催化剂，合成氨工业使用铁触媒作催化剂，故B正确；
C．生产流程中都有造气和净化，防止杂质使催化剂中毒，降低催化效果，故C正确；
D．两个工业产生都是放热反应，两者都使用了热交换器，将放出的热量对原料进行热处理，可以降低成本，故D正确。
综上所述，答案为A。
2．B
【详解】A．内能是系统内物质各种能量的总和，与温度、压强、聚集状态等有关，故A正确；
B．熵是描述系统混乱度的物理量，熵增不一定是自发反应，判断自发反应的方法是G= H-TS，G小于0才自发，故B错误；
C．碰撞理论认为，升高温度能增大活化分子百分数，增加有效碰撞几率，加快反应速率，故C正确；
D．过滤态理论认为，催化剂能降低反应所需的活化能，同等程度地提高正、逆反应速率，故D正确；
故选B。
3．A
【详解】A．氯化钠溶液中存在水的电离平衡，A错误；
B．电离平衡是动态平衡，达到平衡时电离过程仍在不断进行，B正确；
C．达到电离平衡时，电离速率与离子结合成分子的速率相等，溶液中各种离子浓度、分子浓度不变，C正确；
D．电离是吸热的，温度改变电离平衡必发生移动，D正确；
故选A。
4．A
【详解】焓变=正反应活化能-逆反应活化能，MN+Q正反应放热，所以Ea＜Ea′，故选A。
5．B
【详解】A．固体物质不影响平衡移动，乙投入0.2mlCO2，相同温度下达到平衡时CO浓度应大于甲，所以曲线Ⅰ对应的是乙容器，A错误；
B．甲容器b点处起始0.1mlCO2，又平衡时CO浓度0.16ml/L，所以转化的二氧化碳浓度为0.08ml/L，即平衡时二氧化碳浓度为0.02 ml/L；乙容器a处起始投入0.2mlCO2 ，平衡时一氧化碳浓度为0.16 ml/L,所以消耗二氧化碳浓度为0.08 ml/L，即平衡时二氧化碳浓度为0.12 ml/L ，若a、b两点温度相同，又压强之比等于物质的量之比，即 ，由于b点温度更高，所以两点压强关系9Pa
(4)bd
(5)压强为.3×104kPa左右时，CO的转化率已经很大
【详解】（1）将已知反应依次编号为①②③，由盖斯定律可知，①+②—③可得反应
2NH3(g)+CO2(g)= CO(NH2)2(s)+H2O(l)，则ΔH=ΔH1+ΔH2—ΔH3=(−159.47kJ/ml)+( +72.49kJ/ml)—(+44.0kJ/ml)= —130.98kJ/ml，则反应的热化学方程式为2NH3(g)+CO2(g)= CO(NH2)2(s)+H2O(l)ΔH= —130.98kJ/ml；反应II为熵增的吸热反应，高温条件下反应ΔH-TΔS＜0，能自发进行，故答案为：2NH3(g)+CO2(g)= CO(NH2)2(s)+H2O(l)ΔH= —130.98kJ/ml；高；
（2）元素的非极性越强，气态氢化物的稳定性越强，与氢气反应放出的热量越多，反应的焓变越小，由图可知，a、b、c、d的焓变依次减小，则b为硒化氢，故答案为：H2Se；
（3）①由图可知，温度为T2时，反应先达到平衡，则T2大于T1，T2条件下平衡时一氧化碳的转化率小于T1，说明平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应，反应的焓变小于0，故答案为：＜；＜；
②由图可知，10min时，甲醇的物质的量为0.75ml，由方程式可知，0∼10min内氢气的反应速率为=0.0375 ml/(L·min)，平衡时，一氧化碳、氢气和甲醇的浓度分别为0.125ml/L、0.625ml/L、0.375ml/L，反应的平衡常数K==7.68，故答案为：0.0375 ml/(L·min)；7.68；
③若保持容器体积不变，再充0.6ml一氧化碳和0.4ml甲醇，反应的浓度熵Qc=≈3.46＜K，反应向正反应方向进行，正反应速率大于逆反应速率，故答案为：>；
（4）a．该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，一氧化碳转化率减小，故不符合题意；
b．将甲醇从体系中分离，平衡向正反应方向移动，一氧化碳转化率增大，故符合题意；
c．使用合适的催化剂，化学反应速率增大，但化学平衡不移动，一氧化碳的转化率不变，故不符合题意；
d．恒容条件下充入氦气，反应体系中各物质浓度不变，化学平衡不移动，一氧化碳的转化率不变，故不符合题意；
e．充入氢气，反应为的浓度增大，平衡向正反应方向移动，一氧化碳转化率增大，故符合题意；
故选bd；
（5）由图可知，压强为3×104kPa左右时，一氧化碳的转化率已经很大，继续增大压强，一氧化碳的转化率变化幅度不大，会逐渐生产成本，所以实际生产时选择压强为.3×104kPa左右，故答案为：压强为.3×104kPa左右时，CO的转化率已经很大。
27．(1) 2～3 该反应过程中放热使温度升高而加快反应速率，此时温度的影响是主要因素 4～5 该反应过程中消耗H+使氢离子浓度减小而减慢反应速率，此时氢离子浓度的影响是主要因素
(2)A
(3) 0.05 将FeCl3溶液改为Fe2(SO4)3后与CuSO4对比，只有阳离子不同，从而排除Cl-可能带来的干扰
(4) 分液漏斗 活塞能复位 生成40mL气体所需的时间
(5)可行，H2O中O元素为-2价，O2中O元素为0价，H2O2中O元素为-1价，因此H2O和O2有可能通过化合反应生成H2O2
【分析】通过对比实验研究某一因素对实验的影响，应该要注意控制研究的变量以外，其它量要相同，以此进行对比。
【详解】（1）在0~1、1~2、2~3、3~4、4~5min各时间段中氢气体积变化分别为50、70、112、58、20；故反应速率最大的时间段是2～3min，主要的原因可能是该反应过程中放热使温度升高而加快反应速率，此时温度的影响起主要因素；反应速率最小的时间段是4～5min，主要的原因可能是该反应过程中消耗H+使氢离子浓度减小而减慢反应速率，此时氢离子浓度的影响起主要因素；
（2）A．Na2SO4溶液不影响生成氢气的质量，但是使得溶液中溶质的浓度减小，导致反应速率减小，故A符合题意；
B．氢氧化钠和稀硫酸反应，导致生成氢气量减小，故B不符合题意；
C．NaNO3溶液中硝酸根离子具有强氧化性，氢离子、硝酸根离子和锌可能生成氮的氧化物，导致生成氢气减小，故C不符合题意；
D．碳酸钠和稀硫酸反应，导致生成氢气量减小，故D不符合题意；
故选D。
（3）将FeCl3溶液改为Fe2(SO4)3后与CuSO4对比，只有阳离子不同，从而排除Cl-可能带来的干扰，故将5滴0.1ml·L-1 FeCl3溶液改为5滴0.05ml·L-1 Fe2(SO4)3溶液，此时铁离子、铜离子浓度相等，且阴离子种类相同，故更合理；
（4）仪器A的名称是分液漏斗；检测该装置气密性的方法是：关闭A的活塞，将注射器向外拉出一段后松手，过一段时间后看到活塞能复位，说明装置气密性良好；由于实验时均以生成40mL气体为准，故实验中需要测量的数据是生成40mL气体所需的时间；
（5）H2O中O元素为-2价，O2中O元素为0价，H2O2中O元素为-1价，因此H2O和O2有可能通过化合反应生成H2O2，故可行。
28．(1) 溶液浓度 9 保持稀硫酸浓度不变
(2)实验Ⅲ最先产生沉淀
【分析】利用反应：，探究外界条件对化学反应速率的影响。要注意变量控制，利用不同浓度的溶液与稀硫酸反应，通过测量浑浊的出现的早晚探究浓度对反应速率的影响，利用相同浓度的反应物在不同温度下反应，通过测量浑浊的出现的早晚探究温度对反应速率的影响。
【详解】（1）实验Ⅰ、ⅡNa2S2O3溶液用量不同，硫酸用量相同、浓度也必定相同，温度相同，则从表格中可以看出实验I、Ⅱ变量为Na2S2O3溶液的浓度，硫酸的浓度相同，所以控制总体积则V=9；加入
该实验室是探究外界条件对Na2S2O3溶液和H2SO4溶液的反应速率的影响，从表格中可以看出Na2S2O3溶液用量增加，应该是改变Na2S2O3溶液的浓度，实验I、Ⅱ硫酸用量不变，所以控制总体积不变(为12mL)，以保证硫酸浓度不变，另外还需要控制温度不变；故实验Ⅰ、Ⅱ是探究反应物中Na2S2O3的浓度对反应速率的影响，V=9mL，加9mL水的目的是保持稀硫酸浓度不变。
（2）探究实验Ⅱ、Ⅲ改变的是温度条件，其他条件不变时，升高反应温度，化学反应速率增大，因为反应中有S沉淀生成，故可以测定溶液变浑浊的快慢，故答案为：实验Ⅲ比实验Ⅱ变浑浊所需时间更短。