2019版高考化学一轮精选教师用书人教通用：第七章化学反应速率和化学平衡章末综合检测（七）

章末综合检测(七)[学生用书P282(单独成册)]
(时间：60分钟　满分：100分)
一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)
1．在氧化钕(Nd2O3)等稀土催化剂的作用下可发生反应：4CO＋2NO2===N2＋4CO2，若该反应的反应速率分别用v(CO)、v(NO2)、v(N2)、v(CO2)表示，则下列关系正确的是(　　)
A.v(CO)＝v(NO2)　　　　 B.v(NO2)＝v(CO2)
C.v(N2)＝v(CO2) D.v(N2)＝v(CO)
解析：选A。根据反应速率之比等于化学计量数之比，可得v(CO)＝v(NO2)，2v(NO2)＝v(CO2)，4v(N2)＝v(CO2)，4v(N2)＝v(CO)，故A项正确，B、C、D三项错误。
2．已知图一表示的是可逆反应CO(g)＋H2(g)C(s)＋H2O(g)　ΔH>0的化学反应速率(v)与时间(t)的关系，图二表示的是可逆反应2NO2(g)N2O4(g)　ΔH＜0的浓度(c)随时间(t)的变化情况。下列说法中正确的是(　　)

A．图一t2时改变的条件可能是升高温度或增大压强
B．图一t2时改变的条件是增大压强，则反应的ΔH增大
C．图二t1时改变的条件可能是升高温度
D．若图二t1时改变的条件是增大压强，则混合气体的平均相对分子质量将减小
解析：选A。A.该反应是气体分子数减少的吸热反应，升高温度或增大压强，正、逆反应速率均增大，且平衡均向正反应方向移动，A正确；B.反应物的焓变只与反应物和生成物的能量有关，与压强没有关系，B错误；C.反应2NO2(g)N2O4(g)　ΔH＜0的正反应是气体体积减小的放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，改变条件的瞬间，浓度不变，图二与实际不相符，C错误；D.若图二t1时改变的条件是增大压强，平衡向正反应方向移动，反应混合气体总的物质的量减小，混合气体总质量不变，混合气体的平均相对分子质量将增大，D错误。
3．一定条件下，在密闭容器里进行如下可逆反应：S2Cl2(橙黄色液体)＋Cl2(气)2SCl2(鲜红色液体)　ΔH＝－61.16 kJ·mol－1。下列说法正确的是(　　)
A．增大压强，平衡常数将增大
B．达到平衡时，单位时间里消耗n mol S2Cl2的同时也生成n mol Cl2
C．达到平衡时，若升高温度，氯气的百分含量将减小
D．加入氯气，平衡向正反应方向移动，氯气的转化率一定增大
解析：选B。A.平衡常数只与温度有关，增大压强，平衡常数不变，A错误；B.根据化学方程式可知单位时间里消耗n mol S2Cl2需要消耗n mol Cl2，若同时生成n mol Cl2，则Cl2的生成与消耗的物质的量相同，反应处于平衡状态，B正确；C.正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，氯气的百分含量将增大，C错误；D.加入氯气，平衡向正反应方向移动，S2Cl2的转化率增大，氯气的转化率降低，D错误。
4．t ℃时，某一气态平衡体系中含有X(g)、Y(g)、Z(g)、W(g)四种物质，此温度下发生反应的平衡常数表达式为K＝，有关该平衡体系的说法正确的是(　　)
A．升高温度，平衡常数K一定增大
B．升高温度，若混合气体的平均相对分子质量变小，则正反应是放热反应
C．增大压强，W(g)质量分数增加
D．增大X(g)浓度，平衡向正反应方向移动
解析：选B。根据平衡常数的定义，推出此反应是2Z(g)＋2W(g)X(g)＋2Y(g)。A.化学平衡常数只受温度影响，但题目中没有说明此反应是放热反应还是吸热反应，因此无法判断，故错误；B.根据M＝，因为各组分都是气体，因此气体质量不变，平均相对分子质量变小，说明n增大，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，根据勒夏特列原理，正反应是放热反应，故正确；C.根据勒夏特列原理，增大压强，平衡向正反应方向移动，W的质量分数减小，故错误；D.根据化学反应方程式，增大X的浓度，平衡向逆反应方向移动，故错误。
5．某温度下，反应2A(g)B(g)＋C(g)的平衡常数为1，在容积为2 L的密闭容器中加入A(g)。20 s时测得各组分的物质的量如下表：
物质
A(g)
B(g)
C(g)
物质的量/mol
1.2
0.6
0.6
下列说法正确的是(　　)
A．反应前20 s的平均速率为v(A)＝0.6 mol·L－1·s－1
B．20 s时，正反应速率等于逆反应速率
C．达平衡时，A(g)的转化率为100%
D．若升高温度，平衡常数变为0.5，则反应的ΔH<0
解析：选D。由题意知前20 s的平均速率为v(A)＝2v(B)＝2×＝0.03 mol·L－1·s－1，A项错误；20 s时，Qc＝＝＝0.25 6．用CO合成甲醇(CH3OH)的化学方程式为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH<0，按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．温度：T1>T2>T3
B．正反应速率：v(a)>v(c)，v(b)>v(d)
C．平衡常数：K(a)>K(c)，K(b)＝K(d)
D．平均摩尔质量：M(a)M(d)
解析：选C。 A项，因为ΔH<0，温度越高，CO的平衡转化率越小，所以T3>T2>T1，错误。B项，由于T3>T1，所以v(c)>v(a)；由于p(b)>p(d)，所以v(b)>v(d)，错误。C项，平衡常数只受温度影响，由于ΔH<0，温度越高，平衡常数越小，正确。D项，升温，平衡左移，M减小，M(a)>M(c)；加压，平衡右移，M增大，M(b)>M(d)，错误。
7．一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：SO2(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋S(s)　ΔH<0，若反应在恒容的密闭容器中进行，下列有关说法正确的是(　　)
A．平衡前，随着反应的进行，容器内压强始终不变
B．平衡时，其他条件不变，分离出硫，正反应速率加快
C．平衡时，其他条件不变，升高温度可提高SO2的转化率
D．其他条件不变，使用不同催化剂，该反应的平衡常数不变
解析：选D。A.正反应是气体体积减小的反应，则平衡前，随着反应的进行，容器内压强减小，A错误；B.改变固体的量，反应速率不变，因此平衡时，其他条件不变，分离出硫，正反应速率不变，B错误；C.正反应放热，平衡时，其他条件不变，升高温度，平衡向逆反应方向移动，SO2的转化率降低，C错误；D.平衡常数只与温度有关，其他条件不变，使用不同催化剂，该反应的平衡常数不变，D正确。
8．在密闭容器中，5 mol H2与2 mol CO2发生反应：3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。反应达到平衡时，改变温度(T)和压强(p)，反应混合物中甲醇(CH3OH)的物质的量分数变化情况如图所示。下列说法错误的是(　　)

A．p1>p2>p3>p4
B．甲醇的物质的量分数越高，反应的平衡常数越大
C．若T1>T2>T3>T4，则该反应为放热反应
D．缩小容积，可以提高CH3OH在混合物中的质量分数
解析：选B。A.增大压强，平衡正向移动，则反应混合物中甲醇(CH3OH)的物质的量分数逐渐增大，即p1>p2>p3>p4，A项正确；B.平衡常数只受温度的影响，甲醇的物质的量分数的高低和反应的平衡常数之间没有关系，B项错误；C.若T1>T2>T3>T4，则升高温度，甲醇的物质的量分数逐渐减小，化学平衡逆向移动，所以该反应为放热反应，C项正确；D.缩小容积，即增大压强，平衡正向移动，可以提高CH3OH在混合物中的质量分数，D项正确。
9．相同温度下，体积均为0.25 L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：X2(g)＋3Y2(g)2XY3(g)　ΔH＝－92.6 kJ·mol－1。实验测得反应在起始、达到平衡时的有关数据如下表所示：
容器编号
起始时各物质的物质的量/mol
达到平衡时体系能量的变化
X2
Y2
XY3
①
1
3
0
放热：23.15 kJ
②
0.6
1.8
0.8
Q(Q＞0)
下列叙述不正确的是(　　)
A．容器①、②中反应的平衡常数相等
B．容器②中反应达到平衡时放出的热量为Q
C．达到平衡时，两个容器中XY3的物质的量浓度均为2 mol·L－1
D．若容器①的体积为0.20 L，则达平衡时放出的热量大于23.15 kJ
解析：选B。平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，A项正确；由达平衡时①放出的热量为23.15 kJ，可知X2和Y2的转化率均为25%，即平衡时X2、Y2和XY3的物质的量分别为0.75 mol、2.25 mol和0.5 mol，此时XY3的物质的量浓度为2 mol·L－1，可知②的反应逆向进行，反应过程需要吸收热量，B项错误；两容器中反应达平衡时为等效平衡，C项正确；增大压强，平衡向正反应方向移动，放出热量多，D项正确。
10．硫化氢分解制取氢气和硫黄的原理为2H2S(g)S2(g)＋2H2(g)，在2.0 L恒容密闭容器中充入0.1 mol H2S，不同温度下测得H2S的转化率与时间的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．图中P点：v(正) B．正反应为放热反应
C．950 ℃时，0～1.25 s生成H2的平均反应速率为0.008 mol·L－1·s－1
D．950 ℃时，该反应的平衡常数小于3.125×10－4
解析：选C。A.图中P点未达平衡状态，在这种状态下到最终达到平衡状态，硫化氢的转化率变大，反应向正反应方向进行，所以v(正)>v(逆)，A错误；B.升高温度，硫化氢的转化率变大，说明平衡正向移动，正反应是吸热反应，B错误；C.2H2S(g)S2(g)＋2H2(g)，在2.0 L恒容密闭容器中充入0.1 mol H2S，此时硫化氢的转化率为20%，则氢气的变化量为0.1 mol×0.2＝0.02 mol，浓度为0.01 mol/L，所以v(H2)＝0.01 mol/L÷1.25 s＝0.008 mol·L－1·s－1，C正确；D.1.25 s时，Qc＝＝3.125×10－4，而此时反应正向进行，所以平衡常数大于3.125×10－4，D错误。
二、非选择题(本题包括4小题，共50分)
11．(12分)工业上用CO生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。图1表示反应中能量的变化；图2表示一定温度下，在体积为2 L的密闭容器中加入 4 mol H2和一定量的CO后，CO和CH3OH(g)的浓度随时间的变化。

请回答下列问题：
(1)在图1中，曲线 (填“a”或“b”)表示使用了催化剂；该反应属于 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)下列说法正确的是 。
A．起始充入的CO为2 mol
B．增加CO浓度，CO的转化率增大
C．容器中压强恒定时，反应已达平衡状态
D．保持温度和密闭容器容积不变，再充入1 mol CO和2 mol H2，再次达到平衡时n(CH3OH)/n(CO)会减小
(3)从反应开始到建立平衡，v(H2)＝ ；
该温度下CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)的化学平衡常数为 。若保持其他条件不变，将反应体系升温，则该反应化学平衡常数 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)请在图3中画出平衡时甲醇百分含量(纵坐标)随温度(横坐标)变化的曲线，要求画压强不同的2条曲线(在曲线上标出p1、p2，且p1
(5)已知CH3OH(g)＋3/2O2(g)CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－192.9 kJ/mol，又知H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ/mol，请写出32 g的CH3OH(g)完全燃烧生成CO2和液态水的热化学方程式： 。
解析：(3)　CO(g) ＋ 　2H2(g)  CH3OH(g)
起始浓度：1 mol/L　　　2 mol/L　　 0
转化浓度：0.75 mol/L 1.5 mol/L 0.75 mol/L
平衡浓度：0.25 mol/L 0.5 mol/L 0.75 mol/L
v(H2)＝＝0.15 mol/(L·min)，
K＝＝＝12。
该反应为放热反应，升高温度，平衡左移，平衡常数减小。
(4)升温平衡左移，而加压平衡右移。
答案：(1)b　放热　(2)AC　(3)0.15 mol/(L·min)　12　减小
(4)

(5)CH3OH(g)＋3/2O2(g)CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－280.9 kJ/mol
12．(12分)近年来燃煤脱硫技术受到各界科研人员的重视，某脱硫技术涉及如下反应：
Ⅰ.CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)　ΔH＝＋218.4 kJ·mol－1
Ⅱ.CaO(s)＋3CO(g)＋SO2(g)CaS(s)＋3CO2(g)　ΔH＝－394.0 kJ·mol－1
(1)若用K1、K2分别表示反应Ⅰ、Ⅱ的化学平衡常数，则反应CaSO4(s)＋2CO(g)CaS(s)＋2CO2(g)的平衡常数K＝ (用含K1、K2的式子表示)。
(2)某温度下在一密闭容器中若只发生反应Ⅰ，测得数据如下：

t/s
0
10
20
30
50
c(CO)/mol·L－1
3
1.8
1.2
0.9
0.9
前20 s内v(SO2)＝ mol·L－1·s－1，平衡时CO的转化率为 。
(3)某科研小组研究在其他条件不变的情况下，改变起始一氧化碳物质的量，对反应ⅡCaO(s)＋3CO(g)＋SO2(g)CaS(s)＋3CO2(g)的影响，实验结果如图所示(图中T表示温度)：

①比较在a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物SO2的转化率最高的是 点。
②图像中T2 (填“高于”“低于”或“等于”)T1，判断的理由是
。
解析：(1)①CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)，K1(反应Ⅰ)；②CaO(s)＋3CO(g)＋SO2(g)CaS(s)＋3CO2(g)，K2(反应Ⅱ)；依据盖斯定律由得反应CaSO4(s)＋2CO(g)CaS(s)＋2CO2(g)，则K＝(K1·K2)。
(2)　　　CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)
起始(mol·L－1)　　3　　　　　　　0
变化(mol·L－1)　　　　 1.8　　 1.8
20 s(mol·L－1)　　 1.2　　 1.8
前20 s内v(SO2)＝1.8 mol·L－1÷20 s＝0.09 mol·L－1·s－1；
30 s达到平衡状态，平衡时CO的转化率＝(3 mol·L－1－0.9 mol·L－1)÷3 mol·L－1×100%＝70%。
(3)①依据图像分析，随一氧化碳量的增加，二氧化硫的转化率增大，c点最大。②该反应是放热反应，依据平衡移动原理，升温，平衡逆向移动，二氧化碳含量减小，所以T2>T1。
答案：(1)(K1·K2)　(2)0.09　70%　(3)①c　②高于　该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，CO2体积分数降低，故T2高于T1
13．(13分)Ⅰ.(1)浙江大学进行用甲醇、CO、O2在常压、某温度和催化剂的条件下合成碳酸二甲酯(DMC)的研究开发。
已知：ⅰ.CO的燃烧热ΔH＝－283.0 kJ·mol－1；
ⅱ.1 mol H2O(l)完全蒸发变成H2O(g)需吸收44 kJ的热量；
ⅲ.2CH3OH(g)＋CO2(g)CH3OCOOCH3 (g)＋H2O(g)　ΔH＝－15.5 kJ·mol－1。
则2CH3OH(g)＋CO (g)＋1/2O2(g)CH3OCOOCH3 (g)＋H2O(l)的ΔH＝ 。该反应平衡常数K的表达式为 。
(2)甲醇也是制备甲酸的一种重要原料。某温度时，将10 mol甲酸钠溶于水，溶液显碱性，向该溶液中滴加1 L某浓度的甲酸，使溶液呈中性，则滴加甲酸的过程中水的电离平衡将 (填“正向”“逆向”或“不”)移动， 此中性溶液中离子浓度由大到小的顺序为
。
Ⅱ.甲醇和CO2可直接合成DMC：2CH3OH(g)＋CO2(g)CH3OCOOCH3 (g)＋H2O(g)，但甲醇转化率通常不会超过1%，制约该反应走向工业化生产。
(1)在恒容密闭容器中发生上述反应，能说明反应达到平衡状态的是 。
A．2v正(CH3OH)＝v逆(CO2)
B．CH3OH与H2O的物质的量之比保持不变
C．容器内气体的密度不变
D．容器内压强不变
(2)某研究小组在某温度下，在100 mL恒容密闭容器中投入2.5 mol CH3OH(g)、适量CO2和6×10－5 mol催化剂，研究反应时间对甲醇转化数(TON)的影响，其变化曲线如图所示。计算公式为TON＝转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量。在该温度下，最佳反应时间是 ；4～10 h内碳酸二甲酯的平均反应速率是 。

解析：Ⅰ.(1)ⅰ.CO的燃烧热为ΔH＝－283.0 kJ·mol－1，所以CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol－1①，
ⅱ.1 mol H2O(l)完全蒸发变成H2O(g)需吸收44 kJ的热量，所以H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol－1②，
ⅲ.2CH3OH(g)＋CO2(g)CH3OCOOCH3 (g)＋H2O(g)　ΔH＝－15.5 kJ·mol－1③；
根据盖斯定律可知①－②＋③即可得到2CH3OH(g)＋CO(g)＋1/2O2(g)CH3OCOOCH3(g)＋H2O(l)　ΔH＝－283.0 kJ·mol－1－44 kJ·mol－1－15.5 kJ·mol－1＝－342.5 kJ·mol－1；化学平衡常数等于平衡时生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积之比，则根据方程式可知该反应的平衡常数表达式为K＝。
(2)甲酸是一元弱酸，则滴加甲酸的过程中水的电离平衡将逆向移动。根据电荷守恒可知此中性溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(HCOO－)＝c(Na＋)>c(H＋)＝c(OH－)。
Ⅱ.(1)A.v正(CH3OH)＝2v正(CO2)＝2v逆(CO2)，达平衡状态，A错误；B.CH3OH与H2O的物质的量之比保持不变说明反应达到平衡状态，B正确；C.气体的质量和容积均不变，则容器内气体的密度始终不变，C错误；D.正反应是气体体积减小的可逆反应，则容器内压强不变，说明各物质的物质的量不变，达平衡状态，D正确。
(2)由图可知10 h时TON的值最大，因此在该温度下，最佳反应时间是10 h；4～10 h内转化的甲醇的物质的量为6×10－5 mol×(35－20)＝90×10－5mol，所以生成的DMC的物质的量为90×10－5mol÷2＝45×10－5mol，浓度是45×10－4 mol·L－1，则v＝＝＝7.5×10－4 mol·L－1·h－1。
答案：Ⅰ.(1)－342.5 kJ·mol－1
K＝
(2)逆向　c(HCOO－)＝c(Na＋)＞c(H＋)＝c(OH－)
Ⅱ.(1)BD　(2)10 h　 7.5×10－4 mol·L－1·h－1
14．(13分)无色气体N2O4是一种强氧化剂，为重要的火箭推进剂之一。N2O4与NO2转换的热化学方程式为N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＝＋24.4 kJ/mol。
(1)将一定量N2O4投入固定容积的真空容器中，下列现象能说明反应达到平衡的是 。
a．v正(N2O4)＝2v逆(NO2)
b．体系颜色不变
c．气体平均相对分子质量不变
d．气体密度不变
达到平衡后，保持体积不变，升高温度，再次达到平衡时，则混合气体颜色 (填“变深”“变浅”或“不变”)，判断理由是 。
(2)平衡常数K可用反应体系中气体物质分压表示，即K表达式中用平衡分压代替平衡浓度，分压＝总压×物质的量分数[例如：p(NO2)＝p总×x(NO2)]。写出上述反应平衡常数Kp表达式： (用p总、各气体物质的量分数x表示)；影响Kp的因素为 。
(3)真空密闭容器中充入一定量N2O4，维持总压强p0恒定，在温度为T时，平衡时N2O4分解百分率为α。保持温度不变，向密闭容器中充入等量N2O4，维持总压强在2p0条件下分解，则N2O4的平衡分解率的表达式为 。
解析：(1)根据平衡定义，v正∶v逆＝化学计量数之比，反应达到平衡状态，2v正(N2O4)＝v逆(NO2)，a错误；体系颜色不变，说明NO2浓度不变，一定达到平衡状态，b正确；c.气体质量不变、反应中气体物质的量改变，根据M＝，气体平均相对分子质量为变量，当气体平均相对分子质量不变时，一定达到平衡状态，c正确；d.气体质量不变、体积不变，ρ＝，密度为恒量，气体密度不变不一定平衡，d错误；N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＝＋24.4 kJ/mol，正反应是吸热反应，达到平衡后，保持体积不变，升高温度，平衡正向移动，NO2浓度增大，则混合气体颜色变深。
(2)平衡常数Kp表达式为；影响平衡常数K的因素是温度，所以影响Kp的因素是温度。
(3)设充入的N2O4的量为n mol，维持总压强p0恒定，达到平衡时，N2O4的分解百分率为α，则N2O4为n(1－α)mol，NO2为2nα mol，Kp＝＝p0×。维持总压强2p0恒定，达到平衡时，设N2O4的分解百分率为β，则N2O4为n(1－β)mol，NO2为2nβ mol，Kp＝＝2p0×。根据Kp不变，知p0×＝2p0×，解得β＝
。
答案：(1)bc　变深　正反应是吸热反应，其他条件不变，温度升高平衡正向移动，c(NO2)增大，颜色加深
(2)　温度
(3)