2020届化学高考二轮复习（浙江）化学反应速率和化学平衡作业 练习

课后达标检测[学生用书P119(单独成册)]
一、选择题
1．下列说法正确的是(　　)
A．ΔH<0、ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行
B．NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)　ΔH＝＋185.57 kJ/mol能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向
C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据
D．化学反应的限度不可以通过改变条件而改变
解析：选B。A项，ΔG＝ΔH－TΔS，当ΔH<0、ΔS>0时，ΔG恒小于0，任何温度下反应均能自发进行，错误；B项，该反应ΔH>0，反应方程式左边为固体、右边为气体，混乱度增大是该反应自发进行的主要因素，正确；C项，焓变和熵变必须同时作为反应自发性的判据，错误；D项，通过改变影响化学平衡移动的条件可以改变化学反应的限度，错误。
2．(2018·浙江11月选考，T14)已知X(g)＋Y(g)2W(g)＋M(g)　ΔH＝a kJ·mol－1(a＞0)。一定温度下，在体积恒定的密闭容器中，加入1 mol X(g)与1 mol Y(g)。下列说法正确的是(　　)
A．充分反应后，放出热量为a kJ
B．当反应达到平衡状态时，X与W的物质的量浓度之比一定为1∶2
C．当X的物质的量分数不再改变，表明该反应已达到平衡
D．若增大Y的浓度，正反应速率增大，逆反应速率减小
解析：选C。A项，反应X(g)＋Y(g)2W(g)＋M(g)属于可逆反应，且为吸热反应，则1 mol X(g) 与1 mol Y (g)充分反应后不可能完全转化，吸收的热量小于a kJ，故A错误；B项，当反应达到平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变，但X与W的物质的量浓度之比不一定为1∶2，故B错误；C项，当X的物质的量分数不再改变，说明正反应速率和逆反应速率相等，表明该反应已达到平衡，故C正确；D项，若增大Y的浓度，正、逆反应速率均增大，故D错误。
3．在一定条件下，可逆反应X(g)＋2Y(g)2Z(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1，达到化学平衡时，下列说法一定正确的是(　　)
A．反应放出a kJ热量
B．X和Y的物质的量之比为1∶2
C．反应物和生成物的浓度都不再发生变化
D．X的正反应速率等于Z的逆反应速率
解析：选C。反应放出热量的多少与实际反应的物质的物质的量有关，并且放出a kJ热量时并不能说明达到化学平衡，故A错误；X和Y的物质的量之比为1∶2，不能说明达到化学平衡，故B错误；反应物和生成物的浓度都不再发生变化，说明达到了化学平衡，故C正确；X的正反应速率等于Z的逆反应速率的一半时，说明达到化学平衡，故D错误。
4．某密闭容器中充入一定量SO2、O2发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，测得SO3浓度与反应温度关系如图。下列说法正确的是(　　)

A．该反应ΔH>0　　　　　　
B．SO2转化率：a>b>c
C．化学反应速率：c>b>a
D．平衡常数K：b>c>a
解析：选C。A项，b点c(SO3)达到最大值，故b点为反应平衡点，c点为升温后平衡向逆反应方向移动，则该反应为放热反应；B项，SO2转化率：b>c>a；C项，温度越高，化学反应速率越快；D项，温度升高，平衡逆向移动，故平衡常数K：a>b>c。
5．(2019·台州高三选考模拟)下列叙述正确的是(　　)
A．合成氨反应放热，采用低温可以提高氨的生成速率
B．常温下，将pH＝4的醋酸溶液加水稀释，溶液中所有离子的浓度均降低
C．反应4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)常温下能自发进行，该反应的ΔH<0
D．在一容积可变的密闭容器中反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达平衡后，保持温度不变，缩小容器体积，平衡正向移动，当建立新平衡后的值增大
解析：选C。降低温度，会减慢氨的生成速率，A项错误；常温下，将pH＝4的醋酸溶液稀释后，溶液中氢离子的浓度降低，由c(OH－)＝可知，氢氧根离子的浓度增大，B项错误；反应4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)，ΔS＜0，常温下能自发进行，说明ΔH－TΔS＜0，因此可知ΔH＜0，C项正确；是反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常数，而温度不变，平衡常数不变，则该值不变，D项错误。
6.密闭容器中进行的可逆反应：aA(g)＋bB(g)cC(g)在不同温度(T1和T2)及压强(p1和p2)下，混合气体中B的质量分数w(B)与反应时间(t)的关系如图所示。下列判断正确的是(　　)
A．T1c，正反应为吸热反应
B．T1>T2，p1 C．T1p2，a＋b D．T1>T2，p1>p2，a＋b>c，正反应为放热反应
解析：选B。当图像中有三个变量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，这叫作“定一议二”。解答该题要综合运用“定一议二”和“先拐先平”的原则。由(T1，p1)和(T1，p2)两条曲线可以看出：①温度相同(T1)，但压强为p2时达到平衡所需的时间短，即反应速率大，所以p2>p1；②压强较大(即压强为p2)时对应的w(B)较大，说明增大压强平衡逆向移动，则a＋bT2；②温度较高(即温度为T1)时对应的w(B)较小，说明升高温度平衡正向移动，故正反应为吸热反应。
7．温度为T时，向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5，反应PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表：
t/s
0
50
150
250
350
n(PCl3)/mol
0
0.16
0.19
0.20
0.20
下列说法正确的是(　　)
A．反应在前50 s的平均速率v(PCl3)＝0.003 2 mol/(L·s)
B．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(PCl3)＝0.11 mol/L，则反应的ΔH<0
C．相同温度下，起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2，反应达到平衡前v(正)>v(逆)
D．相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2，达到平衡时，PCl3的转化率小于80%
解析：选C。A项，v(PCl3)＝＝0.001 6 mol/(L·s)，错；B项，从表中看，平衡时PCl3为＝0.1 mol/L，升高温度时，PCl3的浓度增大，即平衡正向移动，说明正反应为吸热反应，错；C项，原平衡时，K＝＝0.025，相同温度下，起始时向容器中充入物质后，Qc＝＝0.02，因为Qcv(逆)，正确；D项，题干中充入1.0 mol PCl5，相当于充入1.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，平衡时各组分的量相等，则PCl3的转化率为×100%＝80%，现充入2 mol PCl3和 2 mol Cl2，可看作是两部分平衡后再加压，加压向体积减小的方向移动，即逆向移动，PCl3的转化率应增大，错。
8．在一个不导热的密闭反应器中，只发生两个反应：
a(g)＋b(g)2c(g)　ΔH1<0
x(g)＋3y(g)2z(g)　ΔH2＞0
进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所做的功)，下列叙述错误的是(　　)
A．等压时，通入惰性气体，c的物质的量不变
B．等压时，通入z气体，反应器中温度升高
C．等容时，通入惰性气体，各反应速率不变
D．等容时，通入z气体，y的物质的量浓度增大
解析：选A。A项，不导热的密闭容器中，等压时，通入惰性气体，体积增大，x(g)＋3y(g)2z(g)平衡逆向移动，放出热量，体系温度升高，导致a(g)＋b(g)2c(g)平衡逆向移动，c的物质的量减少；B项，等压时，通入z气体，x(g)＋3y(g)2z(g)平衡逆向移动，体系温度升高；C项，等容时，通入惰性气体，各反应物浓度不变，各反应速率不变；D项，等容时，通入z气体，x(g)＋3y(g)2z(g)平衡逆向移动，y的物质的量浓度增大。
9．为研究某溶液中溶质R的分解速率的影响因素，分别用三份不同初始浓度的R溶液在不同温度下进行实验，c(R)随时间变化如图。下列说法不正确的是(　　)

A．25 ℃时，在10～30 min内，R的分解平均速率为0.030 mol·L－1·min－1
B．对比30 ℃和10 ℃曲线，在50 min时，R的分解百分率相等
C．对比30 ℃和25 ℃曲线，在0～50 min内，能说明R的分解平均速率随温度升高而增大
D．对比30 ℃和10 ℃曲线，在同一时刻，能说明R的分解速率随温度升高而增大
答案：D
二、非选择题
10．[2018·浙江11月选考，T30(一)]合成氨工艺(流程如图所示)是人工固氮最重要的途径。2018年是合成氨工业先驱哈伯(F·Haber)获得诺贝尔奖100周年。N2和H2生成NH3的反应为N2(g)＋H2(g)NH3(g)　ΔH(298 K)＝－46.2 kJ·mol－1。
在Fe催化剂作用下的反应历程为(*表示吸附态)：
化学吸附：N2(g)→2N*；H2(g)2H*
表面反应：N*＋H*NH*；NH*＋H*NH；NH＋H*NH
脱附：NHNH3(g)
其中，N2的吸附分解反应活化能高、速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。

请回答：
(1)利于提高合成氨平衡产率的条件有________。
A．低温　　　　　　 B．高温
C．低压　　　　　　 D．高压
E．催化剂
(2)标准平衡常数K＝，其中p为标准压强(1×105Pa)，pNH3、pN2和pH2为各组分的平衡分压，如pNH3＝xNH3p，p为平衡总压，xNH3为平衡系统中NH3的物质的量分数。
①N2和H2起始物质的量之比为1∶3，反应在恒定温度和标准压强下进行，NH3的平衡产率为ω，则K＝________(用含ω的最简式表示)。
②下图中可以示意标准平衡常数K随温度T变化趋势的是________。

(3)实际生产中，常用工艺条件：Fe做催化剂，控制温度773 K、压强3.0×107 Pa，原料气中N2和H2物质的量之比为1∶2.8。
①分析说明原料气中N2过量的理由：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②关于合成氨工艺的下列理解，正确的是________。
A．合成氨反应在不同温度下的ΔH和ΔS都小于零
B．控制温度(773 K)远高于室温，是为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率
C．当温度、压强一定时，在原料气(N2和H2的比例不变)中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率
D．基于NH3有较强的分子间作用力可将其液化，不断将液氨移去，利于反应正向进行
E．分离空气可得N2，通过天然气和水蒸气转化可得H2，原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生
解析：(1)根据勒夏特列原理，对于制备氨的反应，加压或降温有助于平衡正向移动。
(2)①设初始氮气为x mol，氢气为3x mol。
　　 　N2(g)＋H2(g)NH3(g)
初始/mol　 x　　　 3x　　　 0
转化/mol xω 3xω 2xω
平衡/mol x(1－ω) 3x(1－ω) 2xω
计算体积分数，代入公式，得K＝。
②K随温度增大而减小，而且根据K表达式可知K与T不是线性关系，故选A。
(3)①根据题意，从提高转化率和提高反应速率角度来分析，原料中的氮气易得，适度过量有利于提高氢气的转化率；氮气在铁催化剂上的吸附分解是决定反应速率的步骤，适度过量有利于提高整体的反应速率。
②B项，升温会使平衡逆向移动，平衡转化率减小；C项相当于减小了分压，平衡逆向移动，平衡转化率减小。
答案：(1)AD　(2)①　②A
(3)①原料气中N2相对易得，适度过量有利于提高H2的转化率；N2在Fe催化剂上的吸附分解是决速步骤，适度过量有利于提高整体反应速率　②ADE
11．[2017·浙江11月选考，T30(一)]十氢萘是具有高储氢密度的氢能载体，经历“十氢萘(C10H18)→四氢萘(C10H12)→萘(C10H8)”的脱氢过程释放氢气。已知：
C10H18(l)C10H12(l)＋3H2(g)　ΔH1
C10H12(l)C10H8(l)＋2H2(g)　ΔH2
ΔH1＞ΔH2＞0；C10H18→C10H12的活化能为En1，C10H12→C10H8的活化能为En2；十氢萘的常压沸点为192 ℃；在192 ℃，液态十氢萘脱氢反应的平衡转化率约为9%。
请回答：
(1)有利于提高上述反应平衡转化率的条件是________。
A．高温高压 B．低温低压
C．高温低压 D．低温高压
(2)研究表明，将适量十氢萘置于恒容密闭反应器中，升高温度带来高压，该条件下也可显著释氢，理由是____________________________________________。
(3)温度335 ℃，在恒容密闭反应器中进行高压液态十氢萘(1.00 mol)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1所示。

①在8 h时，反应体系内氢气的量为________mol(忽略其他副反应)。
②x1显著低于x2的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③在图2中绘制“C10H18→C10H12→C10H8”的“能量～反应过程”示意图。

答案：(1)C
(2)温度升高加快反应速率；温度升高使平衡正向移动的作用大于压强增大使平衡逆向移动的作用
(3)①1.95
②催化剂显著降低了C10H12→C10H8的活化能，反应生成的C10H12很快转变为C10H8，C10H12不能积累
③