高中化学人教版 (2019)选择性必修1化学反应速率课时训练

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1化学反应速率课时训练，共18页。试卷主要包含了1p0 kPa/min等内容，欢迎下载使用。
1.已知某可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)在密闭容器中进行，如图表示在不同反应时间t时，温度T和压强p与反应物B在混合气体中的体积分数[φ(B)]的关系曲线，由曲线分析，下列判断正确的是( )
T1＜T2，p1＞p2，m＋n＞p，放热反应
T1＞T2，p1＜p2，m＋n＞p，吸热反应
T1＜T2，p1＞p2，m＋n＜p，放热反应
T1＞T2，p1＜p2，m＋n＜p，吸热反应
2.(2024·昆明一中学高二期中)利用催化技术可将汽车尾气中的NO和CO转化：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g) ΔH。初始时c(NO)＝6.50×10－3 ml·L－1，c(CO)＝4.00×10－3 ml·L－1。在不同的催化剂比表面积(I＝Ⅲ≠Ⅱ)和不同温度下(T1、T2温度改变对催化剂活性的影响忽略)，CO的浓度随时间的变化如图所示。下列有关说法正确的是( )
T1>T2
ΔHⅡ
NO与CO的平衡转化率相等
3.下面的各图中，表示2A(g)＋B(g)2C(g)(正反应放热)这个可逆反应的正确图像为( )
4.已知反应N2O4(g)2NO2(g) ΔH＝＋57 kJ·ml－1，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A、C两点气体的平均相对分子质量：A>C
A、C两点气体的颜色：A浅，C深
由状态B到状态A，可以用加催化剂的方法
A、C两点的反应速率：A>C
5.(2023·邯郸高二质检)T K温度下，控制体积不变，向某密闭容器中充入等物质的量的SO2(g)和NO2(g)，发生下列反应：
ⅰ.SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g) ΔH1＝－41.8 kJ/ml
ⅱ.2NO2(g)N2O4(g) ΔH2＝－55.3 kJ/ml
SO2(g)和NO2(g)的分压随时间变化如图所示，其中第3 min时只改变了影响反应的一个条件。
已知：可以用分压代替气体的物质的量浓度来表示反应速率及化学平衡。
下列说法错误的是( )
图中代表NO2(g)变化的曲线为L2
0～2 min内SO2(g)的平均反应速率v(SO2)＝0.1p0 kPa/min
T K温度下，反应ⅰ的平衡常数Kp＝eq \f(1,12)
3 min时改变的条件为增大压强
6.(2024·厦门外国语学校高二期中)二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为
CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＝－164.7 kJ·ml－1
CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH＝＋41.2 kJ·ml－1
在密闭容器中，1.01×105 Pa、n起始(CO2)∶n起始(H2)＝1∶4时，CO2平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率随温度的变化如图所示。CH4的选择性可表示为eq \f(n生成（CH4）,n反应（CO2）)×100%。下列说法正确的是( )
反应2CO(g)＋2H2(g)===CO2(g)＋CH4(g)的焓变ΔH＝－205.9 kJ·ml－1
CH4的平衡选择性随着温度的升高而增加
用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480～530 ℃
450 ℃时，提高eq \f(n反应（H2）,n反应（CO2）)的值或增大压强，均能使CO2平衡转化率达到X点的值
7.(2024·菏泽高二期中)两个均充有H2S的刚性恒容密闭容器，起始压强均为p kPa。以温度、Al2O3催化剂为条件变量，进行实验：2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)，反应相同时间，H2S转化率随温度变化如图。下列说法错误的是( )
800 ℃，使用Al2O3催化剂比无催化剂，S2的产率高
曲线Ⅱ、Ⅲ重合时的温度是Al2O3催化剂的失活温度
增大压强，H2S的分解反应的正逆反应速率均增大
900 ℃，该反应的Kp＝eq \f(p,4) kPa
8.(2024·山东省实验中学高二期中)在三个容积均为1 L的密闭容器中，起始时H2浓度均为1.0 ml·L－1，以不同的氢碳比eq \f(n（H2）,n（CO2）)充入H2和CO2，一定条件下发生反应2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g) ΔH，CO2的平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是( )
该反应的ΔH>0
在氢碳比为2.0时，Q点：v(正)0
(1)(2分)有利于提高上述反应平衡转化率的条件是________。
A.低温低压 B.高温高压
C.低温高压 D.高温低压
(2)(2分)下列选项对应的示意图中，能正确表示“C10H18(l)→C10H12(l)→C10H8(l)”的“能量－反应过程”的是________(选题字母)。
(3)(4分)温度335 ℃，在恒容密闭反应器中进行高压液态十氢萘(1.00 ml)催化脱氢实验，测得C10H12和C10H8的产率x1和x2(以物质的量分数计)随时间的变化关系如图所示。
①在8 h时，反应体系内氢气的物质的量为________ ml(忽略其他副反应)。
②x1显著低于x2的原因是___________________________________________
___________________________________________________________________。
12.(10分)二氧化碳合成有机物的综合利用有利于碳中和。涉及的反应有：
反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－19.2 kJ·ml－1；
反应Ⅱ：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH2＝－21.5 kJ·ml－1；
反应Ⅲ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH3＝＋40.9 kJ·ml－1；
反应Ⅳ：CH3OH(g)＋CO(g)CH3COOH(g) ΔH4＝－141.3 kJ·ml－1。
(1)(4分)工业上常用乙酸的热裂解反应CH3COOH(g)2CO(g)＋2H2(g)制氢，则该反应ΔH＝________ kJ·ml－1。在恒容密闭容器中，加入一定量的乙酸蒸气，在催化剂作用下发生热裂解反应和脱羧基反应CH3COOH(g)CH4(g)＋CO2(g)，在相同时间测得温度与气体产率的关系如图。
①H2产率低于CO的可能原因为_____________________________________
___________________________________________________________________。
②若保持其他条件不变，向密闭容器中加入一定量的水，氢气产率显著提高，而CO产率下降，原因为
___________________________________________________________________
_______________________________________________(用化学方程式解释)。
(2)(6分)若在T K条件下，向V L密闭容器中充入1 ml CO2和3 ml H2，压强为p kPa，发生上述反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。CO2的平衡转化率和生成物的选择性随温度的变化如图。已知：DMF表示CH3OCH3，生成物A的选择性＝eq \f(A物质含有的碳原子数×n（A）,n（CO2）转化)×100%。
①(1分)表示CO2的平衡转化率的曲线是________(填标号)。
②(2分)则平衡时n(CH3OH)＝________ ml。
③(2分)反应Ⅲ的Kp＝________。
④(1分)平衡时，保持其他条件不变，若缩小容器体积，则n(CO)________(填“增大”、“等于”或“减小”)。
13.(12分)CO2催化加氢制甲醇是极具前景的温室气体资源化研究领域。 在某 CO2催化加氢制甲醇的反应体系中，发生的主要反应有：
ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1
ⅱ.CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝＋41 kJ·ml－1
ⅲ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH3＝－90 kJ·ml－1
回答下列问题：
(1)(1分)ΔH1＝__________________________________ kJ/ml。
(2)(2分)若反应i的ΔS＝－175 J·ml－1·K－1，下列温度下反应能自发进行的是________(填标号)。
A.5 ℃ B.20 ℃ C.100 ℃ D.200 ℃
(3)(2分)已知几种化学键的键能数据如下表所示：
则CO中的C≡O的键能E＝___________________________ kJ/ml。
(4)(2分)科学家结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上发生的反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，反应历程如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注
写出该历程中决速步骤的化学方程式：______________________________________________。
(5)(5分)10 MPa时，往某恒容密闭容器中按投料比n(CO2)∶n(H2)＝1∶3充入CO2和H2。反应达到平衡时，测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示
①(1分)图中250 ℃时，反应ii的平衡常数________1(填“>”“0两个反应的正反应均为吸热反应，且反应Ⅰ吸收的热量大于反应Ⅱ吸收的热量一致，B正确；从图中分析“C10H18(l)→C10H12(l)”的过程能量减小是放热反应，“C10H12(l)→C10H8(l)”的过程能量减小也是放热反应，与事实是ΔH1>ΔH2>0两个反应的正反应均为吸热反应不符，C错误；从图中分析“C10H18(l)→C10H12(l)”的过程能量增加是吸热反应，“C10H12(l)→C10H8(l)”的过程能量增加也是吸热反应，“C10H18(l)→C10H12(l)”的过程吸收的热量小于“C10H12(l)→C10H8(l)”吸收的热量，与事实ΔH1>ΔH2>0两个反应的正反应均为吸热反应，且反应Ⅰ吸收的热量大于反应Ⅱ吸收的热量不符，D错误。(3)根据题给两个反应可知，1分子的C10H18(l)脱氢生成1分子的C10H12(l)，1分子的C10H12(l)脱氢生成1分子的C10H8(l)，由于初始的C10H18(l)物质的量为1.00 ml，根据题图可知，8 h时C10H8(l)的物质的量为0.374 ml，而C10H12(l)的物质的量为0.027 ml，故由C10H18(l)分解生成的C10H12(l)的物质的量为0.374 ml＋0.027 ml＝0.401 ml，体系内n(H2)＝2×0.374 ml＋3×0.401 ml＝1.951 ml；C10H12(l)的产率x1明显低于C10H8(l)的产率x2，因为催化剂显著降低了C10H12→C10H8的活化能，使反应Ⅱ反应速率快，反应Ⅰ速率慢，反应Ⅰ生成的C10H12(l)通过反应Ⅱ很快消耗掉转化为C10H8(l)，从而造成C10H12(l)不能积累，产率低。
12.(1)＋201.4 ①乙酸的热裂解反应生成的氢气和脱羧基反应生成的二氧化碳发生反应Ⅲ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，从而使H2产率低于CO ②CO(g)＋H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))H2(g)＋CO2(g) (2)①b ②0.09 ③0.46 ④减小
解析 (1)根据盖斯定律Ⅲ－Ⅰ－Ⅳ得CH3COOH(g)2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝ΔH3－ΔH1－ΔH4＝40.9 kJ·ml－1－(－19.2 kJ·ml－1)－(－141.3 kJ·ml－1)＝＋201.4 kJ·ml－1；乙酸的热裂解反应生成的氢气和脱羧基反应生成的二氧化碳发生反应Ⅲ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，从而使H2产率低于CO。乙酸蒸汽中加入一定量的水蒸气，CO与水蒸气发生反应生成氢气和二氧化碳，氢气产率显著提高，而CO产率下降对应的化学方程式CO(g)＋H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))H2(g)＋CO2(g)。(2)①四个反应中CO2参与反应Ⅰ，反应Ⅲ两个反应。反应Ⅰ放热，反应Ⅲ吸热，升高温度反应Ⅰ逆向进行，二氧化碳转化率降低，反应Ⅲ正向进行，二氧化碳转化率升高，两个反应进行程度不同，导致二氧化碳转化率有降有升。图中四条曲线只有b曲线变化中有升高和降低的变化。故表示CO2的平衡转化率的曲线是b；②升高温度，乙酸的选择性降低，反应Ⅳ消耗的CO减少，同时反应Ⅲ正向进行，CO选择性增大。反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ逆向进行，甲醇的选择性减小，分析图像可知图中a表示CO的选择性。所以T K平衡时CO2的转化率为60%, CH3OCH3选择性70%，CH3COOH选择性10%，CO选择性5%。反应前加入1 ml CO2，3 ml H2，平衡时消耗CO2：0.6 ml，生成n(CH3OCH3)＝0.6×70%×eq \f(1,2)＝0.21 ml，n(CH3COOH)＝0.6×10%×eq \f(1,2)＝0.03 ml，n(CO)＝0.6×5%＝0.03 ml，根据碳原子守恒可计算出n(CH3OH)＝0.6－0.21×2－0.03×2－0.03＝0.09 ml；
，
平衡时CO为0.03 ml，反应Ⅲ生成CO为0.03＋0.03＝0.06 ml，
eq \a\vs4\ac\hs10\c8(,CO2（g）,＋,H2（g）,,CO（g）,＋,H2O（g）,反应Ⅲ,1,,1,,1,,1,变化量（ml）,0.06,,0.06,,0.06,,0.06)
反应Ⅰ、反应Ⅲ共消耗CO2为0.6 ml，反应Ⅰ消耗CO2为0.6－0.03＝0.57 ml。
eq \a\vs4\ac\hs10\c8(,CO2（g）,＋,3H2（g）,,CH3OH（g）,＋,H2O（g）,反应Ⅰ,1,,3,,1,,1,变化量（ml）,0.54,,1.62,,0.54,,0.54)
平衡时n(H2)＝3－1.62－0.06＝1.32 ml，n(CO)＝0.03 ml, n(H2O)＝0.54＋0.06＋0.21＝0.81 ml，n(CO2)＝1－0.6＝0.4 ml，
反应Ⅲ的Kp＝eq \f(p（CO）·p（H2O）,p（CO2）·p（H2）)＝eq \f(\f(0.3,n总)×p平×\f(0.81,n总)×p平,\f(0.4,n总)×p平×\f(1.32,n总)×p平)＝0.46；④平衡时，保持其他条件不变，缩小容器体积，反应Ⅰ、Ⅳ正向进行，消耗CO同时使得体系中水蒸气的量增大，反应Ⅲ逆向进行，消耗CO, n(CO)减小。
13.(1)－49 (2)A (3)1 091
(4)COOH·＋H·＋H2O·===COOH·＋2H·＋OH·或H2O·===H·＋OH·
(5)①＜ ②CO、CH3OH ③增大
解析 (1)根据盖斯定律可知反应ⅱ＋ⅲ可得反应ⅰ，所以ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＝＋41 kJ·ml－1＋(－90 kJ·ml－1)＝－49 kJ·ml－1；(2)由上述小题可知：ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1－49 kJ·ml－1；ΔS＝－0.175 kJ·ml－1·K－1，当ΔG＝ΔH－TΔS