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2019-2020年高考化學一輪總復習 單元評估檢測（6）化學反應與能量、化學反應速率和化學平衡（含解析） 一、選擇題(本題包括7小題，每小題7分，共49分) 1.(xx上海高考)將盛有NH4HCO3粉末的小燒杯放入盛有少量醋酸的大燒杯中。然后向小燒杯中加入鹽酸，反應劇烈，醋酸逐漸凝固。由此可知(　　) A.NH4HCO3和鹽酸的反應是放熱反應 B.該反應中，熱能轉化為產(chǎn)物內部的能量 C.反應物的總能量高于生成物的總能量 D.反應的熱化學方程式為 NH4HCO3+HClNH4Cl+CO2↑+H2O-Q 【解析】選B。醋酸逐漸凝固，說明NH4HCO3與鹽酸反應使醋酸的溫度降低，因此該反應為吸熱反應，A錯誤；吸熱反應中反應物吸收能量，得到的生成物內能增加，B正確；反應物的總能量低于生成物的總能量，C錯誤；D中反應沒有標明物質的狀態(tài)，熱化學方程式書寫錯誤。 2.氯原子對O3分解有催化作用：O3+ClClO+O2　ΔH1，ClO+OCl+O2　ΔH2。大氣臭氧層的分解反應：O3+O2O2　ΔH，該反應的能量變化示意圖如圖所示，下列敘述中正確的是(　　) A.反應O3+O2O2的ΔH=E1-E3 B.反應O3+O2O2的ΔH=E2-E3 C.O3+O2O2是吸熱反應 D.ΔH=ΔH1+ΔH2 【解析】選D。從能量關系圖來看，ΔH=E3-E2，故A、B項錯誤；從題圖中可以看出反應物的總能量大于生成物的總能量，因此該反應是一個放熱反應，C項錯誤。 【加固訓練】(xx哈爾濱模擬)已知某化學反應A2(g)+2B2(g)2AB2(g)(AB2的分子結構為B—A—B)的能量變化如圖所示，下列有關敘述中正確的是(　　) A.該反應的進行一定需要加熱 B.該反應的ΔH=-(E1-E2)kJmol-1 C.該反應中反應物的鍵能總和大于生成物的鍵能總和 D.斷裂1 mol A—A鍵和2 mol B—B鍵放出E1kJ能量 【解析】選C。由題圖可知這是一個吸熱反應，但發(fā)生吸熱反應不一定需要加熱，A錯誤；吸熱反應ΔH>0，B錯誤，C正確；斷鍵需要吸熱，D錯誤。 3.(xx鄭州模擬)將0.20 mol NO和0.1 mol CO充入一個容積恒定為1 L的密閉容器中發(fā)生反應： 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)　ΔH<0。在不同條件下，反應過程中部分物質的濃度變化如圖所示。下列說法不正確的是(　　) A.容器內的壓強不發(fā)生變化，說明該反應達到平衡 B.當向容器中再充入0.20 mol NO時，平衡向正反應方向移動，K不變 C.第12 min時改變的反應條件為升高溫度 D.向該容器內充入氣體He，容器內氣體壓強增大，反應速率增大 【解析】選D。該反應正向是氣體化學計量數(shù)變小的反應，故當容器內的壓強不發(fā)生變化時，說明該反應達到平衡，A正確；當向容器中再充入0.20 mol NO時，平衡向正反應方向移動，但K不變，因為K只與溫度有關，B正確；從圖象看，第12 min時升高溫度，平衡逆向移動，各物質的量濃度的變化按化學計量數(shù)之比變化，C正確；向該容器內充入與反應無關的氣體He，容器內氣體總壓強增大，但反應速率不變，D錯誤。 4.(xx鹽城模擬)甲醇脫氫可制取甲醛：CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)，甲醇的平衡轉化率隨溫度變化曲線如圖所示(已知反應在1 L的密閉容器中進行)。下列有關說法中正確的是(　　) A.脫氫反應的ΔH<0 B.600 K時，Y點甲醇的v(逆)0，A錯誤；600 K時，Y點表示的甲醇平衡轉化率偏高，反應逆向進行，v(正)p2，則此反應的ΔS>0 C.在圖象反應Ⅱ中，說明該正反應為吸熱反應 D.在圖象反應Ⅲ中，若T1>T2，則該反應能自發(fā)進行 【解析】選D。在圖象反應Ⅰ中，等壓條件下，升高溫度，A的轉化率降低，說明升溫，平衡逆向移動，說明該反應正向是放熱的，A項錯誤；在圖象反應Ⅰ中，若p1>p2，說明增大壓強，A的轉化率增大，說明增壓，平衡正向移動，則該反應為正向分子數(shù)減小的反應，所以ΔS<0，B項錯誤；C項，根據(jù)先拐先平，對應的數(shù)值大，說明T1>T2，升高溫度，C的物質的量減少，說明該反應正向為放熱反應，C項錯誤；D項，由圖示可知，增大壓強，A的轉化率不變，說明平衡不移動，即說明該反應為等體積反應，ΔS=0，而等壓條件下，升高溫度，A的轉化率降低，說明升溫，平衡逆向移動，說明該反應正向是放熱的，即ΔH<0，根據(jù)ΔG=ΔH-TΔS，因為ΔS=0，所以ΔG<0，則該反應能自發(fā)進行。 【加固訓練】(xx綿陽模擬)對于可逆反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，下列選項和圖示相符的是(　　) A B 研究目的 壓強對反應的影響 溫度對反應的影響 圖示 C D 研究目的 平衡體系增加N2對反應的影響 催化劑對反應的影響 圖示 【解析】選C。增壓后氨氣的體積分數(shù)和達到平衡的時間相矛盾，A項錯誤；升溫后氮氣的轉化率降低，B項錯誤；有催化劑時的化學反應速率快，達到平衡的時間短，D項錯誤。 二、非選擇題(本題包括3小題，共51分) 8.(17分)Ⅰ.恒溫、恒容條件下，在容積為1 L的密閉容器中，硫可以發(fā)生如下轉化，其反應過程和能量關系如圖所示(已知：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJmol-1)，請回答下列問題： (1)寫出能表示硫的燃燒熱的熱化學方程式：___________________________。 (2)ΔH2=________kJmol-1。 Ⅱ.工業(yè)上常利用醋酸和乙醇合成有機溶劑乙酸乙酯：CH3COOH(l)+C2H5OH(l) CH3COOC2H5(l)+H2O(l)　ΔH=-8.62 kJmol-1 已知CH3COOH、C2H5OH和CH3COOC2H5的沸點依次為118℃、78℃和77℃。 在其他條件相同時，某研究小組進行了多次實驗，實驗結果如圖所示。 (1)該研究小組的實驗目的是__________________________________。 (2)60℃下反應40 min與70℃下反應20 min相比，前者的平均反應速率________后者(填“小于”“等于”或“大于”)。 (3)如圖所示，反應時間為40 min、溫度超過80℃時，乙酸乙酯產(chǎn)率下降的原因可能是___________________________________________(寫出兩條)。 【解析】Ⅰ.(1)S燃燒生成SO2，其燃燒熱為ΔH=-297 kJmol-1。 (2)ΔH2=0.8 mol=-78.64 kJmol-1。 Ⅱ.(1)根據(jù)圖示，可知該實驗目的為探究反應溫度、反應時間對乙酸乙酯產(chǎn)率的影響。 (2)根據(jù)圖示，60℃下反應40 min時產(chǎn)率為30%，70℃下反應20 min時產(chǎn)率為20%。<，所以前者平均反應速率小于后者。 (3)該反應為放熱反應，升溫，平衡左移，造成產(chǎn)率下降；升溫，也會造成乙醇、乙酸的大量揮發(fā)，造成產(chǎn)率下降。 答案：Ⅰ.(1)S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH=-297 kJmol-1 (2)-78.64 Ⅱ.(1)探究反應溫度、反應時間對乙酸乙酯產(chǎn)率的影響 (2)小于 (3)反應可能已達平衡狀態(tài)，溫度升高平衡向逆反應方向移動；溫度過高，乙醇和乙酸大量揮發(fā)使反應物利用率下降 9.(17分)(xx玉溪模擬)應用化學知識，回答下列問題。 (1)最近有科學家提出構想：把空氣吹入飽和碳酸鉀溶液，然后再把CO2從溶液中提取出來，經(jīng)化學反應后使之變?yōu)榭稍偕剂霞状?。已知在常溫常壓下? 2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 275.6 kJmol-1 2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-566.0 kJmol-1 H2O(g)H2O(l)　ΔH=-44.0 kJmol-1 則甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式為_______________。 (2)水煤氣經(jīng)壓縮升溫后進入10 m3甲醇合成塔，在催化劑作用下，進行甲醇合成，主要反應是2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)　ΔH=+181.6 kJmol-1。此反應的平衡常數(shù)為160。此溫度下，在密閉容器中加入CO、H2，反應到某時刻測得各組分的濃度如下： 物質 H2 CO CH3OH 濃度/(molL-1) 0.2 0.1 0.4 比較此時正、逆反應速率的大?。簐(正)________v(逆)(填“>”“<”或“=”)。 (3)已知A和B在一定條件下可建立如下平衡：2A(g)+B(g)2C(g)。在500℃時，分別將2 mol A和1 mol B置于恒壓容器Ⅰ和恒容容器Ⅱ中(兩容器起始容積都為10 L)，充分反應。 ①達到平衡所需時間是Ⅰ________Ⅱ(填“>”“<”或“=”，下同)；達到平衡后，兩容器中C的體積分數(shù)關系是Ⅰ________Ⅱ。 ②平衡時，測得容器Ⅱ中的壓強減小了30%，則該容器中A的轉化率為________。 【解析】(1)①2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(g)　ΔH=-1 275.6 kJmol-1； ②2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-566.0 kJmol-1； ③H2O(g)H2O(l)　ΔH=-44.0 kJmol-1 根據(jù)蓋斯定律①1/2-②1/2+③2得： CH3OH(l)+O2(g)CO(g)+2H2O(l) ΔH=-442.8 kJmol-1。 (2)某時刻：Qc==100<160，所以平衡正向移動，v(正)>v(逆)。 (3)①在500℃時，分別將2 mol A和1 mol B置于恒壓容器Ⅰ和恒容容器Ⅱ中，Ⅰ相對于Ⅱ為加壓，達到平衡所需時間是Ⅰ<Ⅱ，根據(jù)加壓平衡正向移動，達到平衡后，兩容器中C的體積分數(shù)關系是Ⅰ>Ⅱ； ②　 2A(g) + B(g) 2C(g) 起始物質的量(mol) 2 1 0 轉化物質的量(mol) 2x x 2x 平衡物質的量(mol) (2-2x) (1-x) 2x 平衡時，測得容器Ⅱ中的壓強減小了30%，即物質的量減小了30%，(2-2x)+(1-x)+2x=70%3，解得x=0.9，該容器中A的轉化率為100%=90%。 答案：(1)CH3OH(l)+O2(g)CO(g)+2H2O(l) ΔH=-442.8 kJmol-1 (2)>　(3)①<　>?、?0% 10.(17分)(xx青島模擬)碳、氮和鋁的單質及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中有重要的作用。 (1)真空碳熱還原—氯化法可實現(xiàn)由鋁礦制備金屬鋁，其相關的熱化學方程式如下： 2Al2O3(s)+2AlCl3(g)+6C(s)6AlCl(g)+6CO(g) ΔH=akJmol-1 3AlCl(g)2Al(l)+AlCl3(g)　ΔH=bkJmol-1 反應Al2O3(s)+3C(s)2Al(l)+3CO(g)的ΔH=________kJmol-1(用含a、b的代數(shù)式表示)； (2)用活性炭還原法可以處理氮氧化物。某研究小組向某密閉容器中加入一定量的活性炭和NO，發(fā)生反應C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)　ΔH=QkJmol-1。在T1℃時，反應進行到不同時間測得各物質的濃度如下： 時間(min) 濃度(molL-1) 0 10 20 30 40 50 NO 1.00 0.68 0.50 0.50 0.60 0.60 N2 0 0.16 0.25 0.25 0.30 0.30 CO2 0 0.16 0.25 0.25 0.30 0.30 ①0～10 min內，NO的平均反應速率v(NO)=________，T1℃時，該反應的平衡常數(shù)K=____________； ②30 min后，只改變某一條件，反應重新達到平衡，根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是________(填字母編號)。 a.通入一定量的NO b.加入一定量的活性炭 c.加入合適的催化劑 d.適當縮小容器的體積 ③若30 min后升高溫度至T2℃，達到平衡時，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3∶1∶1，則Q________0(填“>”或“<”)。 ④在恒容條件下，能判斷該反應一定達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是________(填選項編號)。 a.單位時間內生成2nmol NO(g)的同時消耗nmol CO2(g) b.反應體系的溫度不再發(fā)生改變 c.混合氣體的密度不再發(fā)生改變 d.反應體系的壓強不再發(fā)生改變 【解析】(1)將第一個方程式除以2與第二個方程式相加得Al2O3(s)+3C(s)2Al(l)+3CO(g)，則ΔH=0.5a+b； (2)①v(NO)== 0.032 molL-1min-1，20 min時反應達到平衡狀態(tài)，K==0.25； ②該反應是一個反應前后氣體體積不變的化學反應，根據(jù)表格知，反應物和生成物濃度都增大，可能的原因是加入某種物質或縮小容器的體積，故選a、d； ③若30 min后升高溫度至T2℃，達到平衡時，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3∶1∶1，平衡向逆反應方向移動，說明逆反應是吸熱反應，則正反應是放熱反應，故Q<0； ④恒容條件下，體積不變。 a.無論反應是否達到平衡狀態(tài)，單位時間內生成2nmol NO(g)的同時消耗nmol CO2(g)，故錯誤。 b.該反應是放熱反應，所以反應體系的溫度隨著反應的進行而改變，當平衡時，反應體系的溫度不變，故正確。 c.反應中有固體參加，反應前后氣體的質量不等，所以當反應達到平衡時，混合氣體的密度不再變化，故正確。 d.無論反應是否達到平衡狀態(tài)，壓強始終不變，故錯誤。 答案：(1)0.5a+b (2)①0.032 molL-1min-1　0.25 ②a、d?、??、躡、c