1、单元素养检测(二)(第二章)(75分钟100分)一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题意。1通过控制或改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行，使化学反应有利于人类的生存和提高生活质量。下列各图所示的措施中，能加快化学反应速率的是()【解析】选C。A项做法能减缓铁门的氧化腐蚀；B项橡胶中加炭黑能增加橡胶的强度和耐老化程度；D项烧焦的木炭，能减慢电线杆腐烂的速率。2(2021淮安高二检测)已知A(g)2B(g)C(g)4D(g)HQ kJmol1(Q0)。某温度压强下，在密闭容器进行上述反应，下列叙述正确的是()A反应过程中，若压缩体积增大压强能提高A的转
2、化率B若反应开始时A为1 mol，则达到平衡时吸收的热量为Q kJC反应至4 min时，若D浓度为0.12 molL1，则B的反应速率为0.03 molL1min1D反应吸收0.025Q kJ热量时，生成的D的物质的量为0.1 mol【解析】选D。增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，即逆向移动，则A的转化率减小，故A错误；该反应为可逆反应，1 mol A不能完全转化，达平衡时，吸收热量小于Q kJ，故B错误；反应至4 min时，若D浓度为0.12 molL1，则v(D)0.03 molL1min1，则B的反应速率为0.015 molL1min1，故C错误；由方程式可知，生成4 mol D，吸
3、收Q kJ热量，则反应吸收0.025Q kJ热量时，生成的D的物质的量为0.1 mol，故D正确。3某反应2AB(g)=C(g)3D(g)在高温时能自发进行，其逆反应在低温下能自发进行，则该反应的正反应的H、S应为()AH0，S0BH0，S0CH0，S0 DH0，S0【解析】选C。GHTS，G0时，反应能自发进行。H0，S0时，G恒小于0，在室温也能自发进行，A不符合题意；H0，S0时，只在低温下能自发进行，B不符合题意；H0，S0时，只在高温下能自发进行，逆向反应H0，Sv(Y)v(Z)CX、Y、Z对应的平衡常数数值：KXKYKZD增大压强、升高温度均可提高乙烯的平衡转化率【解析】选A。据图
4、可知，Y点对应乙烯的平衡转化率为20%，起始n(C2H4)n(H2O)11，设C2H4和H2O的起始物质的量均为1 mol，根据“三段式”计算：C2H4(g)H2O(g)C2H5OH(g)起始/mol 1 1 0转化/mol 0.2 0.2 0.2平衡/mol 0.8 0.8 0.2则平衡时乙醇的物质的量分数为，故A正确；结合图像可得：p1p2p3，且X、Y、Z三点对应的温度越来越高，所以X、Y、Z对应的反应速率：v(X)v(Y)KYKZ，故C错误；因正反应是气体体积减小的反应，则压强越大，乙烯的平衡转化率越大，又因正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，乙烯的平衡转化率降低，故D错误。11
5、在固定容积的密闭容器中，放入a mol X，发生反应：2XY(g)Z(s)，并达到平衡状态，此时升高温度，气体的密度增大。下列叙述正确的是()A平衡后移走部分Z，平衡正向移动B若X为非气态，则正反应为放热反应C若正反应为放热反应，则X一定为气态D若X为气态，再向容器中充入a mol X，达到平衡后，X的体积分数增大【解析】选C。Z为固体，移走部分Z对平衡移动无影响，A项错误；若X为非气态，容器的体积不变，密度增大，则需气体的质量增大，说明平衡正向移动，温度升高，平衡应向吸热反应方向移动，故正反应方向是吸热反应，B项错误；若正反应方向是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，要使气体质量增大，X一定为
6、气态，C项正确；D项相当于增大压强，平衡正向移动，X的体积分数减小，错误。12在2 L恒容密闭容器中充入2 mol X和1 mol Y，发生反应：2X(g)Y(g)3Z(g)H0，反应过程持续升高温度，测得X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断不正确的是()A.Q点时，Y的转化率最大B升高温度，平衡常数减小CW点X的正反应速率小于M点X的正反应速率D平衡时，再充入Z，达到平衡时Z的体积分数一定增大【解析】选D。在Q对应温度之前，升高温度，X的含量减小，在Q对应温度之后，升高温度，X的含量增大，曲线上最低点为平衡点，最低点之前未达平衡，反应向正反应进行，最低点之后，各点为平衡点，H0，升高温
7、度X的含量增大，平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应。A.曲线上最低点Q为平衡点，升高温度平衡向逆反应移动，Y的转化率减小，所以Q点时，Y的转化率最大，故A正确；B.已知该反应为放热反应，升高温度，平衡逆移，平衡常数减小，故B正确；C.W点对应的温度低于M点对应的温度，温度越高，反应速率越高，所以W点X的正反应速率小于M点X的正反应速率，故C正确；D.该反应为气体体积不变的反应，恒容恒温下，平衡时充入Z，二者为等效平衡，达到新平衡时Z的体积分数与原平衡时相等，故D错误。13E和F加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：E(s)4F(g)G(g)，已知该反应的平衡常数值如下表所示。下列说法正确
8、的是()温度/2580230平衡常数值510421.9105A.上述反应是熵增反应B25 时，反应G(g)E(s)4F(g)的平衡常数值是0.5C在80 时，测得某时刻，F、G浓度均为0.5 molL1，则此时v(正)v(逆)D恒温恒容下，向容器中再充入少量G(g)，达新平衡时，G的体积百分含量将增大【解析】选D。A.正反应为气体物质的量减小的反应，正反应为熵减的反应，故A错误；B.相同温度下，G(g)E(s)4F(g)的平衡常数与E(s)4F(g)G(g)的平衡常数互为倒数，故25 时，反应G(g)E(s)4F(g)的平衡常数值是2105，故B错误；C.此时浓度商Q8K2，反应向逆反应进行，
9、故v(正)v(逆)，故C错误；D.恒温恒容下，向容器中再充入少量G(g)，相当于在原平衡基础上增大压强，平衡正向移动，达新平衡时，G的体积百分含量将增大，故D正确。14某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对A2(g)3B2(g)2AB3(g)化学平衡状态的影响，得到如图所示的变化规律(图中T表示温度，n表示物质的量)，根据如图可得出的判断结论正确的是()A.a、b、c三个状态只有b是平衡状态B达到平衡时A2的转化率大小为bacC若T2T1，则正反应一定是吸热反应D反应速率cba【解析】选D。图像分析可知，a、b、c三个状态，都是平衡状态，故A错误；图像可知，a、b、c各点中B的起始
10、物质的量依次增大，对于可逆反应来说，增大一种反应物的物质的量或浓度，有利于平衡向正反应方向移动，则另一种反应物的转化率增大，则达到平衡时A2的转化率大小为abc，故B错误；若T2T1，由图像可知温度升高生成物的物质的量减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，故C错误；由图像可知，a、b、c各点中B的起始物质的量依次增大，则反应物浓度也依次增大，反应速率也依次增大，故D正确。15乙炔在Pd表面选择加氢的反应机理如图所示。其中吸附在Pd表面上的物种用*标注。下列有关说法错误的是()A.该正反应历程中最大能垒(活化能)为85 kJmol1B吸附反应为吸热反应CPd为固体催化剂，一
11、般其表面积越大，催化效果越好DC2HH*C2H的过程中有能量的上升，说明有化学键的断裂【解析】选B。由图像可知，该历程中最大能垒(活化能)为85 kJmol1，故A正确；图像分析可知吸附反应能量降低，为放热反应，故B错误；固体催化剂，其表面积越大，接触面积越大，催化效果越好，故C正确；由图像可知，C2HH*C2H这一步的活化能为66 kJmol1，有能量的上升，则该反应过程中有化学键的断裂，故D正确。二、非选择题：本题共5小题，共55分。16(8分)回答下列问题：(1)用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解CO2，发生反应：2CO2(g)=2CO(g)O2(g)，该反应的H_(填“”
12、“”“”“0，S0，则：该反应常温下_(填“能”或“不能”)自发进行。据本题反应数据分析，温度_(填“能”或“不能”)成为反应方向的决定因素。(4)已知CaSO4(s)CO(g)CaO(s)SO2(g)CO2(g)H218 kJmol1，该反应能够自发进行的反应条件是_。(5)某吸热反应能自发进行，则该反应的S_(填“”或“0，故低温下GHTS0，反应不能自发进行。(2)因为S0，且GHTS0，故H0，S0，属于熵增加的吸热反应，故在高温下该反应能够自发进行。(4)自发反应的条件是HTS0，即H0，故T，即T值较大，该反应应在高温下进行。(5)吸热反应能自发进行，即H0，HTS0，故S0。答案
13、：(1)不能(2)17(12分)(2021南京高二检测)(1)工业上常利用CH4来吸收CO2生成CO和H2，再用H2和CO合成甲醇。如在恒容密闭容器中通入物质的量浓度均为1.0 molL1的CH4与CO2，在一定条件下仅发生反应：CO2(g)CH4(g)2CO(g)2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图1所示：则：该反应的H_(填“”)0。压强p1、p2、p3、p4由大到小的关系为_。判断的理由是_。压强为p4时，在b点：v(正)_(填“”)v(逆)。对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数(记作Kp)，当p40.36 MPa，
14、则a点的平衡常数Kp_(保留3位有效数字，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数)。(2)燃煤烟气中硫的回收反应为2CO(g)SO2(g)=2CO2(g)S(l)。在其他条件相同、催化剂不同时，硫的回收反应中SO2的转化率随反应温度的变化如图2所示。260 时，_(填“La2O3”“NiO”或“TiO2”)的催化效率最高。La2O3和NiO作催化剂均可能使SO2的转化率达到很高，不考虑价格因素，选择La2O3的主要优点是_。【解析】(1)根据图示，压强不变时，升高温度，甲烷的平衡转化率增大，说明平衡向正反应方向移动，根据升温时平衡向吸热反应方向移动可知，正反应为吸热反应，H0；该反应
15、的正反应为气体分子数增大的反应，温度不变时，降低压强，平衡向正反应方向移动，甲烷的平衡转化率增大，故p4p3p2p1，压强为p4时，b点未达到平衡，反应正向进行，故v(正) v(逆)；由用平衡浓度表示的平衡常数类推可知，用平衡压强表示的压强常数Kp，p4时a点甲烷的平衡转化率为80%，则平衡时c(CH4) c(CO2) 0.2 molL1，c(CO) c(H2) 1.6 molL1，Kp1.64；(2)由图2可知，260 时，TiO2作催化剂时，SO2的转化率最高，故TiO2的催化效率最高，随着温度升高，SO2的转化率逐渐升高，但增加程度不一样，在340 时，La2O3催化下SO2的转化率接近
16、90%然后维持在较高水平，同期NiO和TiO2催化下的SO2的转化率较低，到420 时，NiO催化下SO2的转化率与La2O3相同，此时TiO2的依然较低。答案：(1) p4p3p2p1该反应的正反应为气体分子数增大的反应，温度不变时，降低压强，平衡向正反应方向移动，甲烷的平衡转化率增大1.64(2)TiO2La2O3在相对较低温度催化效率更高(或其他合理表述)18(10分)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：2NO2(g)NaCl(s)NaNO3(s)ClNO(g)K1H0()2NO(g)Cl2(g)2ClNO(g)K2H0()(1)4NO2(g)2NaCl(s)
17、2NaNO3(s)2NO(g)Cl2(g)的平衡常数K_(用 K1、K2 表示)。(2)为研究不同条件对反应()的影响，在恒温条件下，向 2 L 恒容密闭容器中加入0.2 mol NO 和 0.1 mol Cl2，10 min 时反应()达到平衡。测得 10 min 内v(ClNO)7.5103 molL1min1，则平衡后n(Cl2)_mol，NO的转化率1_。其他条件保持不变，反应()在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率2_1(填“”“”或“”)，平衡常数K2_(填“增大”“减小”或“不变”)。 若要使K2减小，可采用的措施是_。A增大压强B减小压强C升高温度 D降低温度E加催化剂 F增加
18、反应物的浓度G减少生成物的浓度【解析】(1)2NO2(g)NaCl(s)NaNO3(s)ClNO(g)K1H0 ()2NO(g)Cl2(g)2ClNO(g)K2H0 ()所求反应为4NO2(g)2NaCl(s)2NaNO3(s)2NO(g)Cl2(g)，该反应可由()2()得到，则该反应的K；(2)测得10 min内v(ClNO)7.5103 molL1min1，则n(ClNO)7.5103 molL1min110 min2 L0.15 mol，由方程式可知，参加反应氯气的物质的量为0.15 mol0.075 mol，故平衡时氯气的物质的量为0.1 mol0.075 mol0.025 mol，
19、参加反应NO物质的量为0.15 mol，则NO的转化率为100%75%，正反应为气体物质的量减小的反应，恒温恒容的条件下，到达平衡时压强比起始压强小，其他条件保持不变，反应()在恒压条件下进行，等效为在恒温恒容下的平衡基础上增大压强，平衡正向移动，NO转化率增大，故转化率21，平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变，正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小。答案：(1)(2)0.02575%不变C19(10分)(2021北京东城区高二检测)近年来，随着聚酯工业的快速发展，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。传统的Deacon直接氧化法，按下列催化过程进行：4HCl(g
20、)O2(g) 2Cl2(g)2H2O(g)(1)写出上述反应的平衡常数表达式K_。(2)生产过程中可使用CuCl2作催化剂，反应原理如下：CuCl2(s)O2(g)=CuO(s)Cl2(g)H163 kJmol1CuO(s)2HCl(g)=CuCl2(s)H2O(g)H2121 kJmol1则4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g)的H_kJmol1。(3)生产中反应温度通常控制在420 左右，原因是_。在一定温度下，进一步提高HCl平衡转化率的方法是_。(写出2种)(4)420 时，将一定量的O2和HCl通入4 L的恒容密闭容器中，反应过程中氧气的变化量如图所示，则020 min
21、平均反应速率v(HCl)为_molL1min1。【解析】(1)反应的平衡常数表达式K；(2)CuCl2(s)O2(g)=CuO(s)Cl2(g)H163 kJmol1CuO(s)2HCl(g)=CuCl2(s)H2O(g)H2121 kJmol1则4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g)的H2(H1H2)2(121 kJmol163 kJmol1)116 kJmol1；(3)生产中反应温度通常控制在420 左右，原因是温度太低，反应速率太慢；温度太高，平衡逆向移动，产率降低；4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g)为气体体积缩小的放热反应，若要提高HCl的转化率，需要使
22、平衡向着正向移动，可增加反应体系的压强或及时分离出产物，减少产物浓度，使平衡正向移动，均可提高HCl的转化率；(4)v(O2)0.01 molL1min1，v(HCl)4v(O2)0.04 molL1min1。答案：(1)(2)116(3)温度太低，反应速率太慢；温度太高，平衡逆向移动，产率降低增加反应体系的压强、及时分离出产物(4)0.0420(15分)(2020全国卷)硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2(g)O2(g)SO3(g)H98 kJmol1。回答下列问题：(1)钒催化剂参与反应的能量变化如图(a)所示，V2O5(s)与SO2(g)
23、反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为：_。(2)当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa压强下，SO2平衡转化率随温度的变化如图(b)所示。反应在5.0 MPa、550 C时的_，判断的依据是_。影响的因素有_。(3)将组成(物质的量分数)为2m%SO2(g)、m% O2(g)和q%N2(g)的气体通入反应器，在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时，若SO2转化率为，则SO3压强为_，平衡常数Kp_(以分压表示，分压总压物质的量分数)。(4)研究表明，SO2催化氧化的反应速
24、率方程为：vk(1)0.8(1n)式中：k为反应速率常数，随温度t升高而增大；为SO2平衡转化率，为某时刻SO2转化率，n为常数。在0.90时，将一系列温度下的k、值代入上述速率方程，得到vt曲线，如图(c)所示。曲线上v最大值所对应温度称为该下反应的最适宜温度tm。ttm后，v逐渐下降。原因是_。【解析】(1)由题中信息可知：SO2(g)O2(g)SO3(g)H98 kJmol1V2O4(s) SO3(g)V2O5(s)SO2(g)H224 kJmol1V2O4(s) 2SO3(g)2VOSO4(s)H1399kJmol1；根据盖斯定律可知，2得2V2O5(s) 2SO2(g)2VOSO4(
25、s)V2O4(s)，则HH12H2(399 kJmol1)(24 kJmol1)2351 kJmol1，所以该反应的热化学方程式为2V2O5(s) 2SO2(g)2VOSO4(s) V2O4(s)H351 kJmol1；(2) SO2(g)O2(g)SO3(g)，该反应是一个气体分子数减少的放热反应，故增大压强可以使化学平衡向正反应方向移动。因此，在相同温度下，压强越大，SO2的平衡转化率越大，所以，该反应在550 、压强为5.0 MPa条件下，SO2的平衡转化率一定高于相同温度下、压强为2.5 MPa的，因此，p15.0 MPa，由图中数据可知，0.975。影响的因素就是影响化学平衡移动的因
26、素，主要有反应物(SO2和O2)的浓度、温度、压强等。(3)假设原气体的物质的量为100 mol，则SO2、O2和N2的物质的量分别为2m mol、m mol和q mol，2mmq3mq100，SO2的平衡转化率为，则有下列关系：SO2O2SO3起始量(mol) 2m m 0变化量(mol) 2m m 2m平衡量(mol)2m(1) m(1) 2m平衡时气体的总物质的量为n(总)2m(1) molm(1) mol2m molq mol，则SO3的物质的量分数为100%100%100%。该反应在恒压容器中进行，因此，SO3的分压p(SO3)，p(SO2)，p(O2)，在该条件下，SO2(g)O2
27、(g)SO3(g)的Kp。(4) 由于该反应是放热反应，温度升高后降低。由题中信息可知，vk(1)0.8(1n)，升高温度，k增大使v逐渐提高，但降低使v逐渐下降。当ttm，k增大对v的提高大于引起的降低；当ttm，k增大对v的提高小于引起的降低。答案：(1)2V2O5(s)2SO2(g)2VOSO4(s)V2O4(s)H351 kJmol1(2)0.975该反应气体分子数减少，增大压强，提高。5.0 MPa2.5 MPap2，所以p15.0 MPa反应物(SO2和O2)的起始浓度(组成)、温度、压强(3)(4)升高温度，k增大使v逐渐提高，但降低使v逐渐下降。当ttm，k增大对v的提高大于引起的降低；当ttm，k增大对v的提高小于引起的降低