高中化学选择性必修1单元分层测试：第二章化学反应速率与化学平衡B卷

试卷更新日期：2023-11-17 类型：单元试卷

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一、选择题

1. 一定条件下，可逆反应X(g)＋3Y(g) $⇌$ 2Z(g) △H<0，若X、Y、Z起始浓度分别为c₁、c₂、c₃(均不为0)，当达平衡时X、Y、Z的浓度分别为0.2mol/L，0.6mol/L，0.1mol/L，则下列判断不合理的是（）

A、起始时c₁：c₂=1：3 B、c₁的取值范围为0<c₁<0.25mo/L C、平衡时X、Y的转化率不一定相等 D、对平衡体系加热，则混和气体的平均分子量减小

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2. 氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。氮气经过一系列的变化可以合成氨、氮的氧化物、硝酸等重要的化工原料；NO能被FeSO₄溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H₂O)₅]SO₄ ，减少环境污染。对于反应4NH₃(g)+5O₂(g) $⇌_{}^{}$ 4NO(g)+6H₂O(g)∆H<0，下列有关说法不正确的是（）

A、升高温度，该反应的平衡常数增大 B、催化剂降低了正、逆反应的活化能 C、1molN-H断裂同时有1molO-H断裂，说明达该条件下的平衡状态 D、其它条件不变，加入高效的催化剂能提高单位体积内的活化分子百分数

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3. 以黄铁矿(主要成分为FeS₂ ，其中硫的化合价为-1价)生产硫酸的工艺流程如图，下列说法不正确的是（）

A、将黄铁矿粉碎，可以提高其在沸腾炉中的反应速率 B、沸腾炉中每生成1 mol SO₂ ，有11 mol e^-发生转移 C、接触室中排放出的SO₂、O₂循环利用，可提高原料利用率 D、可用浓氨水吸收尾气，并进一步转化为氮肥

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4. 已知 $2 S O_{2} (g) + O_{2} (g) ⇌ 2 S O_{3} (g)$ 是放热反应。将 $S O_{2} 、 O_{2}$ 的混合气体分别通入体积为 $1 L$ 的恒容密闭容器中，不同温度下进行反应的数据见下表。
实验编号
温度/℃
起始量/ $m o l$
平衡量/ $m o l$
达到平衡所需时间/ $m i n$
$S O_{2}$
$O_{2}$
$S O_{2}$
$O_{2}$
1
$T_{1}$
4
2
x
0.8
6
2
$T_{2}$
4
2
0.4
0.2
t
下列说法错误的是（）

A、 $t > 6$ B、 $T_{1} 、 T_{2}$ 的大小关系： $T_{1} < T_{2}$ C、 $x = 1.6$ D、前6分钟，实验1中的 $v (S O_{2}) = 0.4 m o l \cdot L^{- 1} \cdot m i n^{- 1}$

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5. 合成氨反应是一种有效的工业固氮方法，解决了数亿人口生存问题。诺贝尔奖获得者埃特尔提出了合成氨反应 $N_{2} (g) + 3 H_{2} (g) ⇌ 2 N H_{3} (g)$ 吸附解离的机理，通过实验测得合成氨过程中能量(E)变化如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”表示。下列说法正确的是

A、该反应中，反应物总能量比反应产物的总能量高 B、该反应历程中的决速步骤为 $\frac{1}{2} N_{2 a d} + \frac{3}{2} H_{2} = N_{a d} + 3 H_{a d}$ C、使用催化剂后，合成氨反应的 $Δ H$ 和活化能均改变 D、工业上通常让合成氨反应在高温高压条件下进行来提高 $N H_{3}$ 的平衡产率

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6. 利用 $C H_{4}$ 和 $C O_{2}$ 重整技术可获得合成气(主要成分为CO、 $H_{2}$ )，重整过程中部分反应的热化学方程式：
反应Ⅰ： $C H_{4} (g) + C O_{2} (g) ⇌ 2 H_{2} (g) + 2 C O (g)$         $Δ H_{1} = + 247 k J \cdot m o l^{- 1}$
反应Ⅱ： $C O_{2} (g) + H_{2} (g) ⇌ C O (g) + H_{2} O (g)$         $Δ H_{2} = + 41 k J \cdot m o l^{- 1}$
反应Ⅲ： $C H_{4} (g) + H_{2} O (g) ⇌ C O (g) + 3 H_{2} (g)$         $Δ H_{3} = + 206 k J \cdot m o l^{- 1}$
不同 $\frac{n (C O_{2})}{n (C H_{4})}$ 配比随温度变化对出口合成气中 $\frac{n (H_{2})}{n (C O)}$ 的影响如图所示。
下列说法正确的是（   ）

A、对于反应Ⅰ，M点的平衡常数大于N点 B、高温高压有利于提高原料的平衡转化率 C、使用合适的催化剂并不能提高合成气的产率 D、当 $\frac{n (C O_{2})}{n (C H_{4})} = 2.5$ 时，温度高于900℃后 $\frac{n (H_{2})}{n (C O)}$ 减小是由反应Ⅱ导致的

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7. 在一定条件下，对于反应 $m A (g) + n B (g) ⇌ c C (g) + d D (g)$ ，物质 C 的体积分数(C%)与温度、压强的关系如图所示，下列判断正确的是（）

A、 $Δ H < 0 Δ s > 0$ B、 $Δ H > 0 Δ s > 0$ C、 $Δ H > 0 Δ s < 0$ D、 $Δ H < 0 Δ s < 0$

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8. 科学家研究出一种新的催化剂能有效处理汽车尾气，其反应的化学方程式为 $2 N O (g) + 2 C O (g) ⇌ N_{2}$ $(g) + 2 C O_{2} (g)$ $Δ H < 0$ ，若反应在恒容密闭容器中进行，由该反应相关图像作出的判断正确的是（）

A、图甲中改变的反应条件为加入等量的NO和CO B、图乙中纵坐标可代表NO的百分含量 C、图丙中纵坐标可代表CO的百分含量 D、图丁中a、b、c三点均已达到化学平衡状态

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二、多选题

9. 在一恒容密闭容器中发生反应： $N_{2} (g) + 3 H_{2} (g) ⇌_{}^{} 2 {NH}_{3} (g)$ 。起始时， $c (N_{2}) =0 .15mol \cdot L^{-1}$ ， $c (H_{2}) =0 .60mol \cdot L^{-1}$ ， $c ({NH}_{3}) =0 .40mol \cdot L^{-1}$ 。在一定条件下，当反应达到平衡时，下列各物质的浓度关系可能正确的是（）

A、 $c ({NH}_{3}) =0 .64mol \cdot L^{-1}$ B、 $c (H_{2}) +c ({NH}_{3}) =0 .85mol \cdot I^{-1}$ C、 $c (H_{2}) +c (N_{2}) =1 .55mol \cdot L^{-1}$ D、 $c (H_{2}) +c (N_{2}) +c ({NH}_{3}) =0 .95mol \cdot L^{-1}$

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10. 对于反应 ${2N}_{2} O_{5} (g) \overset{}{\to} {4NO}_{2} (g) {+O}_{2} (g)$ ，R．A．Ogg提出如下反应历程：
第一步    $N_{2} O_{5} ⇌_{}^{} {NO}_{2} {+NO}_{3}$                 快速平衡

第二步    ${NO}_{2} {+NO}_{3} \overset{}{\to} {NO+NO}_{2} {+O}_{2}$         慢反应

第三步    ${NO+NO}_{3} \overset{}{\to} {2NO}_{2}$                 快反应

其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是（   ）。

A、v（第一步的逆反应） $>v$ （第二步反应） B、反应的中间产物只有 ${NO}_{3}$ C、第二步中 ${NO}_{2}$ 与 ${NO}_{3}$ 的碰撞仅部分有效 D、第三步反应活化能较高

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11. 已知反应 $N_{2} (g) + 3 H_{2} (g) ⇌ 2 {NH}_{3} (g)$ $ΔH= - 92.2 kJ \cdot {mol}^{- 1}$ 。当反应器中按 $n (N_{2}) ： n (H_{2}) = 1 ： 3$ 投料后，在不同温度下，反应达到平衡时，得到混合物中 ${NH}_{3}$ 的物质的量分数随压强的变化曲线 $a$ 、 $b$ 、 $c$ 如图所示。下列说法正确的是（）

A、若反应器中充入 $0.1 mol N_{2}$ 和 $0.3 mol H_{2}$ ，则反应达平衡时将释放9.22 kJ热量 B、从M到Q，平衡向左移动 C、图中M，N，Q点平衡常数K的大小关系为 $K (M) = K (Q) > K (N)$ D、M，N，Q达到平衡所需时间关系为 $t (N) > t (Q) > t (M)$

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三、非选择题

12. 氮的循环对人类的生产和生活具有重要意义，如图所示的氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分。

(1)、下列说法中错误的是____。

A、图中①和②的转化过程属于氮的固定 B、③和④的转化说明含氮有机物和含氮无机物可以相互转化 C、发生⑤转化的过程中，氮元素被氧化 D、⑥是在反硝化细菌作用下的反硝化过程，该过程无助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响

(2)、以氨气为原料制备两种常见氮肥的反应如下：
a.NH₃+H₂O+CO₂=NH₄HCO₃ b.2NH₃+CO₂ $\begin{array}{l} \underline{\underline{180 ∼ 200 ℃}} \\ 15 ∼ 30 M P a \end{array}$ H₂O+CO(NH₂)₂
上述两个反应所涉及的化合物中，属于离子化合物的是。

(3)、工业合成氨的反应如下：N₂+3H₂ $⇌_{高温，高压}^{催化剂}$ 2NH₃。已知断裂1molN₂中的共价键吸收的能量为946kJ，断裂1molH₂中的共价键吸收的能量为436kJ，形成1molN-H键放出的能量为391kJ，则由N₂和H₂生成2molNH₃的能量变化为kJ。如图能正确表示该反应中能量变化的是(填“A”或“B”)。

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13. 将烟气中的 $S O_{2}$ 还原为单质硫是一种具有经济效益和社会效益的脱硫方法。

(1)、Ⅰ．氢气还原法： $2 H_{2} (g) + S O_{2} (g) = S (l) + 2 H_{2} O (g)$    $Δ H_{1} = + Q k J \cdot m o l^{- 1}$ ……反应a
下图中曲线表示反应a，在有催化剂和无催化剂两种条件下反应过程中体系的能量变化。

①曲线(填“m”或“n”)表示的是有催化剂参与反应的过程。
②图中括号内应该填写。

(2)、Ⅱ．一氧化碳还原法： $2 C O (g) + S O_{2} (g) = S (l) + 2 C O_{2} (g)$    $Δ H_{2} = - 37.0 k J \cdot m o l^{- 1}$ ……反应b
向恒温恒容密闭容器中充入一定量的CO和 $S O_{2}$ ，发生反应b。下列描述可判断该反应达到平衡状态的是____。

A、 $C O_{2}$ 气体的浓度不再变化 B、 $c (C O) ： c (S O_{2}) ： c (C O_{2}) = 2 ： 1 ： 2$ C、 $2 v (S O_{2}) = v (C O_{2})$ D、容器内的总压强不再变化

(3)、某温度时，向2L的密闭容器中充入4molCO和2mol $S O_{2}$ 发生反应b，tmin时反应达平衡状态，测得CO的平衡转化率为90%。
①0~tmin内， $v (C O_{2}) =$ $m o l \cdot L^{- 1} \cdot m i n^{- 1}$
②该温度下，反应b的平衡常数 $K =$ $L \cdot m o l^{- 1}$

(4)、Ⅲ． $F e S_{x}$ 催化水煤气(CO、 $H_{2}$ )还原 $S O_{2}$
该方法的部分反应过程如图所示。下列说法合理的是____。


A、COS和 $H_{2} S$ 为中间产物 B、可能存在反应 $F e S_{x - 1} + S = F e S_{x}$ C、生成S的所有反应中，S均为还原产物 D、寻找更高效催化剂可提高S单质平衡回收率

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14. 利用浊度计探究一定条件下反应物浓度对硫代硫酸钠(

N a_{2} S_{2} O_{3}

)溶液与硫酸溶液反应速率的影响。浊度计用于测量浑浊度的变化，产生的沉淀越多，浑浊度(单位为NTU)值越大。

反应原理： $N a_{2} S_{2} O_{3} + H_{2} S O_{4} = S ↓ + S O_{2} ↑ + H_{2} O + N a_{2} S O_{4}$

用图1所示装置进行如下表所示的5个实验，分别测量混合后溶液达到浑浊度为375NTU的过程中，浑浊度随时间变化情况。实验①~⑤所得数据如图2曲线①~⑤所示。

实验编号	$N a_{2} S_{2} O_{3}$ 溶液		$H_{2} S O_{4}$ 溶液		蒸馏水
实验编号	$c / (m o l \cdot L^{- 1})$	V/mL	$c / (m o l \cdot L^{- 1})$	V/mL	V/mL
①	0.1	1.5	0.1	V₁	10
②	0.1	2.5	0.1	V₂	9
③	0.1	3.5	0.1	3.5	8
④	0.1	V₃	0.1	2.5	9
⑤	0.1	V₄	0.1	1.5	10

(1)、

V_{2} =

。

(2)、实验①③的目的是。

(3)、分析数据可得以下三个结论：

结论1：其它条件相同时， $N a_{2} S_{2} O_{3}$ 浓度越大，反应速率越大；

①结论2：；

②结论3：其它条件相同时， $N a_{2} S_{2} O_{3}$ 浓度改变对反应速率的影响程度大于 $H_{2} S O_{4}$ 浓度改变对反应速率的影响程度。证据是。

(4)、已知浑浊度为375NTU时，产生S的质量为

2.4 \times 1 0^{- 3}

g，则实验①反应开始到500s，用

N a_{2} S_{2} O_{3}

浓度变化表示的平均反应速率为

m o l \cdot L^{- 1} \cdot s^{- 1}

。

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15. 化工原料异丁烯(i－C₄H₈)可由异丁烷(i－C₄H₁₀)直接催化脱氢制备，相关反应如下：
主反应：(i－C₄H₁₀)(g) $⇌_{}^{}$ (i－C₄H₈)(g)+H₂(g) △H₁
副反应：(i－C₄H₁₀)(g) $⇌_{}^{}$ C₃H₆(g)+CH₄(g) △H₂>0

(1)、已知(i－C₄H₁₀)(g)、(i－C₄H₈)(g)、H₂(g)的燃烧热分别为△H₃、△H₄、△H₅ ，则△H₁=(用△H₃、△H₄、△H₅表示)。

(2)、实验室模拟异丁烷脱氢反应，改变温度、压强对异丁烷平衡转化率的影响如图所示：
△H₁0(填“>”或“<”)，p₁p₂(填“>”或“<”)。

(3)、一定温度和压强下，向异丁烷中充入惰性气体并发生脱氢反应，随着 $\frac{n (惰性气体)}{n (异丁烷)}$ 的增大，异丁烷的平衡转化率(填“增大”“减小”或“不变”)。

(4)、一定条件下，在2L密闭容器中充入1mol异丁烷，t min后达到平衡状态，异丁烷的转化率为50%，其中异丁烯的选择性为80%，则生成异丁烯的速率v(i－C₄H₈)=。脱氢反应的平衡常数K=。(异丁烯的选择性= $\frac{生成异丁烯消耗异丁烷的物质的量}{消耗并丁烷的总物质的量}$ ×100%)

(5)、为提高脱氢反应的选择性，可采取的措施是。

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16. 党的二十大报告指出“深入推进能源革命”“加快规划建设新型能源体系”，天然气是一种较为清洁的燃料，具有重大发展潜力。回答下列问题：

(1)、天然气的主要成分是甲烷，甲烷的空间构型为；

(2)、 $C O_{2}$ 可经过如下步骤催化加氢转化为甲烷：
反应Ⅰ： $C O_{2} (g) + H_{2} (g) ⇌ C O (g) + H_{2} O (g)$ 　 $Δ H_{1} = + 41.2 k J \cdot m o l^{- 1}$
反应Ⅱ： $2 C O (g) + 2 H_{2} (g) ⇌ C O_{2} (g) + C H_{4} (g)$ 　 $Δ H_{2} = - 247.1 k J \cdot m o l^{- 1}$
反应Ⅲ： $C O_{2} (g) + 4 H_{2} (g) ⇌ C H_{4} (g) + 2 H_{2} O (g)$ 　 $Δ H_{3}$
反应Ⅲ的 $Δ H_{3} =$ $k J \cdot m o l^{- 1}$ ，已知其正反应活化能为 $E_{正} = 278 k J \cdot m o l^{- 1}$ ，则其逆反应活化能 $E_{逆} =$ $k J \cdot m o l^{- 1}$ ；

(3)、我国科研人员通过控制光沉积的方法构建 $C u_{2} O - P t / S i C / I r O_{x}$ 型复合材料光催化剂，其中 $F e^{2 +}$ 和 $F e^{3 +}$ 离子渗透Nafion膜可协同 $C O_{2}$ 、 $H_{2} O$ 分别反应，构建了一个人工光合作用体系，其反应机理如下：

总反应的化学方程式为；

(4)、动力学研究：在多个1L恒容密闭装置中，分别充入 $1 m o l C O_{2}$ 和 $4 m o l H_{2}$ 发生反应Ⅲ，在不同温度下反应至10min时，测得 $H_{2}$ 转化率随温度的关系如图1所示。已知该反应的速率方程为 $v_{正} = k_{正} c (C O_{2}) \cdot c^{4} (H_{2})$ ， $v_{逆} = k_{逆} c (C H_{4}) \cdot c^{2} (H_{2} O)$ ，其中 $k_{正}$ 、 $k_{逆}$ 为速率常数，受温度影响，lgk与1/T的关系图如图2所示。

①图1中，反应至a点的二氧化碳平均反应速率为 $m o l \cdot L^{- 1} \cdot m i n^{- 1}$ ；

②图1中，反应至c点 $v_{正}$ $v_{逆}$ (填“大于”“小于”或“等于”)，原因是， c点的 $l g k_{逆}$ 对应的是图2中的点。(已知 $k = A \cdot e^{- E a / R T}$ ， k为速率常数，AR为常数，Ea为活化能，T为温度)

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17. 含氮化合物在生产、生活中有着广泛的用途。回答下列问题：
已知：Ⅰ. $2 H_{2} (g) + O_{2} (g) ⇌ 2 H_{2} O (g)$ $Δ H_{1} = - 483.6 k J \cdot m o l^{- 1}$
Ⅱ. $N_{2} (g) + O_{2} (g) ⇌ 2 N O (g)$ $Δ H_{2} = + 180.5 k J \cdot m o l^{- 1}$
Ⅲ. $2 H_{2} (g) + 2 N O (g) ⇌ N_{2} (g) + 2 H_{2} O (g)$ $Δ H_{3}$

(1)、若反应Ⅲ的逆反应活化能为 $E_{逆} k J \cdot m o l^{- 1}$ ，则正反应活化能为 $k J \cdot m o l^{- 1}$ （用含 $E_{逆}$ 的式子表示）。

(2)、在恒容密闭容器中按投料比 $\frac{n (H_{2})}{n (N O)} = 1$ 发生反应Ⅲ，不同催化剂条件下，反应相同时间时，测得 $N O$ 转化率与温度的关系如图所示。
①下列能够说明反应Ⅲ在某种条件下已达到化学平衡状态的是（填标号）。
A. $v_{正} (N O) = 2 v_{逆} (N_{2})$ B.混合气体的密度不再变化
C.200℃时，容器内气体总压强不再变化
D.混合气体的平均相对分子质量不再变化
②使用催化剂乙，温度高于350℃时， $N O$ 转化率降低，原因可能是。
③研究表明该反应速率 $v = k \cdot c^{m} (H_{2}) \cdot c^{2} (N O)$ ，其中 $k$ 为速率常数，与温度、活化能有关。 $T_{1}$ ℃的初始速率为 $v_{0}$ ，当 $H_{2}$ 转化率为50%时，反应速率为 $\frac{v_{0}}{8}$ ，由此可知 $m =$ 。

(3)、工业上常利用反应 $3 H_{2} (g) + N_{2} (g) ⇌ 2 N H_{3} (g)$ $Δ H < 0$ 合成氨气，在 $30 M P a$ 、不同物质的量分数（75%的 $H_{2}$ 和25%的 $N_{2}$ ；67.5%的 $H_{2}$ 、22.5%的 $N_{2}$ 和10%的惰性气体）条件下进行实验，测得平衡时 $N H_{3}$ 体积分数与温度的关系如图所示。
①物质的量分数为75%的 $H_{2}$ 和25%的 $N_{2}$ 所对应的曲线是（填“a”或“b”）。
② $M$ 点时， $N_{2}$ 的转化率为。 $M$ 点对应温度下，反应的压强平衡常数 $K_{p} =$ $(M P a)^{- 2}$ （用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数。保留两位有效数字）。

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实验编号	温度/℃	起始量/ $m o l$		平衡量/ $m o l$		达到平衡所需时间/ $m i n$
实验编号	温度/℃	$S O_{2}$	$O_{2}$	$S O_{2}$	$O_{2}$	达到平衡所需时间/ $m i n$
1	$T_{1}$	4	2	x	0.8	6
2	$T_{2}$	4	2	0.4	0.2	t

高中化学选择性必修1单元分层测试：第二章 化学反应速率与化学平衡B卷

一、选择题

二、多选题

三、非选择题

高中化学选择性必修1单元分层测试：第二章化学反应速率与化学平衡B卷