化學反應的方向和限度(含解析)

2020屆高考化學第二輪專題復習課時提升訓練化學反應的方向和限度一、選擇題1、在一定溫度下，向aL密閉容器中加入1molX氣體和2molY氣體，發(fā)生如下反應：X(g)＋3Y(g)4Z(g)，此反應達到平衡的標志是()A．容器內壓強不隨時間變化B．容器內各物質的濃度不隨時間變化C．容器內X、Y、Z的濃度之比為1∶3∶4D．單位時間消耗0.1molX同時生成0.4molZ解析：選B。由X(g)＋3Y(g)4Z(g)可知，該反應前后的化學計量數(shù)之和相等，所以壓強不再變化的狀態(tài)不一定是平衡狀態(tài)，故A錯誤；反應達平衡時，各物質的濃度不再隨時間改變，是化學平衡狀態(tài)的依據，故B正確；反應達到平衡時的各物質濃度之比與反應的初始物質的量以及反應的轉化程度有關，所以不能確定是否達到平衡，故C錯誤；消耗0.1molX同時生成0.4molZ都表示正反應速率，不能說明正、逆反應速率相等，所以不能作為判斷是否達到平衡狀態(tài)的依據，故D錯誤。2、下列反應在任何溫度下均能自發(fā)進行的是()A．2N2(g)＋O2(g)=2N2O(g)ΔH＝163kJ·mol－1B．Ag(s)＋eq\f(1,2)Cl2(g)=AgCl(s)ΔH＝－127kJ·mol－1C．HgO(s)=Hg(l)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝91kJ·mol－1D．H2O2(l)=eq\f(1,2)O2(g)＋H2O(l)ΔH＝－98kJ·mol－1解析：選D。對于A項，ΔH>0，ΔS<0，在任何溫度下，ΔH－TΔS>0，即任何溫度下反應都不能自發(fā)進行；對于B項，ΔH<0，ΔS<0，在較低溫度下，ΔH－TΔS<0，即低溫下反應能自發(fā)進行；對于C項，ΔH>0，ΔS>0，若使反應自發(fā)進行，即ΔH－TΔS<0，必須升高溫度，即反應只有在較高溫度時能自發(fā)進行；對于D項，ΔH<0，ΔS>0，在任何溫度下，ΔH－TΔS<0，即在任何溫度下反應均能自發(fā)進行。3、可逆反應在一定條件下達到化學平衡時，下列說法不正確的是()A．正反應速率等于逆反應速率B．反應物和生成物濃度不再發(fā)生變化C．反應體系中混合物的組成保持不變D．正、逆反應速率都為零答案：D4、N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)在一定條件下達到化學平衡時，下列說法不正確的是()A．N2濃度保持不變B．H2體積分數(shù)保持不變C．2v正(H2)＝3v逆(NH3)D．斷裂3molHH鍵，同時斷裂2molNH鍵解析：選D?？赡娣磻狽2(g)＋3H2(g)2NH3(g)達到化學平衡狀態(tài)時，斷裂3molHH鍵，同時應斷裂6molNH鍵，D項錯誤。4、在2A＋B3C＋4D反應中，表示該反應速率最快的是()A．v(A)＝0.5mol·L－1·s－1B．v(B)＝0.3mol·L－1·s－1C．v(C)＝0.8mol·L－1·s－1D．v(D)＝1.0mol·L－1·s－1解析：選B。A項中，v(B)＝eq\f(1,2)v(A)＝0.25mol·L－1·s－1；B項中，v(B)＝0.3mol·L－1·s－1；C項中，v(B)＝eq\f(1,3)v(C)＝0.267mol·L－1·s－1；D項中，v(B)＝eq\f(1,4)v(D)＝0.25mol·L－1·s－1。綜上所述，B項符合題意。5．在一定條件下，可逆反應X(g)＋2Y(g)2Z(g)ΔH＝－akJ·mol－1，達到化學平衡時，下列說法一定正確的是()A．反應放出akJ熱量B．X和Y的物質的量之比為1∶2C．反應物和生成物的濃度都不再發(fā)生變化D．X的正反應速率等于Z的逆反應速率解析：選C。反應放出熱量的多少與實際反應的物質的物質的量有關，并且放出akJ熱量時并不能說明達到化學平衡，故A錯誤；X和Y的物質的量之比為1∶2，不能說明達到化學平衡，故B錯誤；反應物和生成物的濃度都不再發(fā)生變化，說明達到了化學平衡，故C正確；X的正反應速率等于Z的逆反應速率的一半時，說明達到化學平衡，故D錯誤。6．對可逆反應4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，下列敘述中正確的是()A．達到化學平衡時4v正(O2)＝5v逆(NO)B．若單位時間內生成xmolNO的同時，消耗xmolNH3，則反應達到平衡狀態(tài)C．達到化學平衡時，若增大容器的體積，則正反應速率減小，逆反應速率增大D．化學反應速率的關系是2v正(NH3)＝3v正(H2O)解析：選A。A項，由4v正(O2)＝5v逆(NO)可得eq\f(1,5)v正(O2)＝eq\f(1,4)v逆(NO)，而eq\f(1,4)v逆(NO)＝eq\f(1,5)v逆(O2)，即v正(O2)＝v逆(O2)，正、逆反應速率相等，正確；B項都表示正反應速率，錯誤；C項，若增大容器體積，正、逆反應速率都減小，錯誤；D項應為3v正(NH3)＝2v正(H2O)，錯誤。8．某溫度下，向容積為2L的密閉反應器中充入0.10molSO3，當反應器中的氣體壓強不再變化時測得SO3的轉化率為20%，則該溫度下反應2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常數(shù)為()A．3.2×103 B．1.6×103C．8.0×102 D．4.0×102解析：選A。SO3的起始濃度為0.05mol/L，由轉化率可知分解的SO3為0.01mol/L，所以平衡時SO2、O2、SO3的濃度分別為0.01mol/L、0.005mol/L、0.04mol/L。則該溫度下化學平衡常數(shù)K＝eq\f(c2（SO3）,c2（SO2）·c（O2）)＝3.2×103。9．下列說法正確的是()A．所有自發(fā)進行的化學反應都是放熱反應B．同一物質固、液、氣三種狀態(tài)的熵值相同C．ΔH＜0、ΔS＞0的反應可自發(fā)進行D．在其他條件不變的情況下，使用催化劑可以改變化學反應進行的方向解析：選C。高溫下熵增自發(fā)進行的反應，是吸熱反應，故A錯誤；同種物質在固、液、氣三種狀態(tài)下，固態(tài)時熵值最小，氣態(tài)時熵值最大，故B錯誤；當ΔH＜0，ΔS＞0時，ΔH－TΔS＜0，一定能自發(fā)進行，故C正確；在其他條件不變的情況下，催化劑只改變反應速率，不改變平衡移動，所以不可以改變化學反應進行的方向，故D錯誤。10．120℃時，1molCO2和3molH2通入1L的密閉容器中反應生成CH3OH和水。測得CO2和CH3OH的濃度隨時間的變化如圖所示。下列有關說法中不正確的是()A．該反應的化學方程式：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)B．0～3min內，H2的平均反應速率為0.5mol·L－1·min－1C．容器內氣體的密度不再變化時，反應達到平衡D．10min后，反應體系達到平衡解析：選C。由題圖可知，0～10min內CH3OH和CO2的濃度變化量均是0.75mol·L－1，所以二者的化學計量數(shù)相同，120℃時H2O為氣態(tài)，根據得失電子守恒及原子守恒書寫該反應的化學方程式，A項正確；由題圖可知，0～3min內，CO2的平均反應速率為eq\f(1,6)mol·L－1·min－1，則H2的平均反應速率為3×eq\f(1,6)mol·L－1·min－1＝0.5mol·L－1·min－1，B項正確；由于反應物與生成物均為氣體，容器內氣體的質量始終不變，且容器體積一定，所以氣體的密度始終不變，C項錯誤；由題圖可知，10min后，CH3OH、CO2的濃度均不再變化，說明反應體系達到平衡，D項正確。11．碳酸甲乙酯(CH3OCOOC2H5)是一種理想的鋰電池有機電解液。生成碳酸甲乙酯的原理為C2H5OCOOC2H5(g)＋CH3OCOOCH3(g)2CH3OCOOC2H5(g)。其他條件相同時，CH3OCOOCH3的平衡轉化率(α)與溫度(T)、反應物配比[R＝n(C2H5OCOOC2H5)∶n(CH3OCOOCH3)]的關系如圖所示。三種反應物配比分別為1∶1、2∶1、3∶1。下列說法不正確的是()A．該反應的正反應ΔH＞0B．增大反應物中CH3OCOOCH3的濃度能提高C2H5OCOOC2H5的平衡轉化率C．650℃，反應物配比為1∶1時，平衡常數(shù)K＝6D．當C2H5OCOOC2H5與CH3OCOOC2H5生成速率之比為1∶2時，反應達到平衡狀態(tài)解析：選C。A項，由圖可知，配比一定時，溫度越高，CH3OCOOCH3的平衡轉化率越大，升高溫度，平衡向正反應方向移動，則該反應的正反應為吸熱反應，所以ΔH＞0，正確；B項，增大一種反應物的濃度，可以提高其他反應物的轉化率，CH3OCOOCH3的含量越高，C2H5OCOOC2H5的轉化率越大，正確；C項，由圖可知，R3表示反應物配比為1∶1，650℃時CH3OCOOCH3(g)的轉化率約為60%，令反應物起始物質的量為1mol，體系體積為1L，則C2H5OCOOC2H5(g)＋CH3OCOOCH3(g)2CH3OCOOC2H5(g)開始/mol：110變化/mol：0.60.61.2平衡/mol：0.40.41.2故該溫度下平衡常數(shù)K＝eq\f(1.22,0.4×0.4)＝9，錯誤；D項，C2H5OCOOC2H5與CH3OCOOC2H5生成速率分別為逆反應、正反應速率，速率之比為1∶2，等于化學計量數(shù)之比，正、逆反應速率相等，反應達到平衡，正確。12．在一定溫度下，將氣體X和氣體Y各0.16mol充入10L恒容密閉容器中，發(fā)生反應X(g)＋Y(g)2Z(g)ΔH＜0，一段時間后達到平衡。反應過程中測定的數(shù)據如下表：t/min2479n(Y)/mol0.120.110.100.10下列說法正確的是()A．反應前2min的平均速率v(Z)＝2.0×10－3mol·L－1·min－1B．其他條件不變，降低溫度，反應達到新平衡前v(逆)＞v(正)C．該溫度下此反應的平衡常數(shù)K＝1.44D．其他條件不變，再充入0.2molZ，平衡時X的體積分數(shù)增大解析：選C。根據表格中的數(shù)據，列出平衡三段式，逐項分析。A項，根據表中的數(shù)據可求得在前2min內生成Z為0.08mol，故v(Z)＝eq\f(0.08mol,10L×2min)＝4.0×10－3mol·L－1·min－1；B項，由于該反應的正反應是放熱反應，降低溫度，平衡正向移動，v(逆)<v(正)；C項，根據平衡常數(shù)的表達式K＝eq\f(c2（Z）,c（X）·c（Y）)＝eq\f(0.0122,0.01×0.01)＝1.44；D項，因該反應前后氣體化學計量數(shù)和相等，其他條件不變時，再充入0.2molZ，達到平衡時，與原平衡為等效平衡，X的體積分數(shù)不變。二、非選擇題13．節(jié)能減排已經成為全社會的共識，浙江省在原先推行乙醇汽油的基礎上，開始試點甲醇汽油(即在汽油中添加一定量的甲醇)，根據檢測的數(shù)據分析認為，若紹興全市的100余萬輛機動車全部使用甲醇汽油，一年內能減少有害氣體(一氧化碳)排放將近100萬噸。甲醇常利用煤氣化過程中生成的CO和H2來制備：CO＋2H2CH3OH。請回答下列問題：(1)關于該自發(fā)反應的下列說法中，正確的是________(填字母)。A．ΔH＞0，ΔS＞0 B．ΔH＞0，ΔS＜0C．ΔH＜0，ΔS＜0 D．ΔH＜0，ΔS＞0(2)現(xiàn)進行如下實驗，在體積為1L的密閉容器中，充入1molCO和3molH2，測得CO和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。從反應開始到平衡，CO的平均反應速率v(CO)＝____________mol/(L·min)，該反應的平衡常數(shù)K＝____________。(3)恒容條件下，達到平衡后，下列措施中能使eq\f(n（CH3OH）,n（CO）)增大的有____________。A．升高溫度B．充入He氣C．再充入1molCO和3molH2D．使用催化劑解析：(1)該反應為氣體體積減小的反應，所以該反應ΔS＜0，反應自發(fā)進行，故ΔH－TΔS＜0，所以ΔH＜0。(2)由圖可知，10min時反應達到平衡，平衡時CO濃度為0.25mol/L，則Δc(CO)＝(1.00－0.25)mol/L＝0.75mol/L，則平衡時c(CH3OH)＝Δc(CO)＝0.75mol/L，平衡時c(H2)＝3mol/L－2Δc(CO)＝1.5mol/L，則：v(CO)＝eq\f(0.75mol/L,10min)＝0.075mol/(L·min)，平衡常數(shù)K＝eq\f(c（CH3OH）,c（CO）×c2（H2）)＝eq\f(0.75,0.25×1.52)＝eq\f(4,3)或1.33。(3)A.正反應為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，eq\f(n（CH3OH）,n（CO）)減小，故A錯誤；B.充入He氣，恒溫恒容下，各物質濃度不變，平衡不移動，則eq\f(n（CH3OH）,n（CO）)不變，故B錯誤；C.再充入1molCO和3molH2，等效為增大壓強，平衡正向移動，eq\f(n（CH3OH）,n（CO）)增大，故C正確；D.使用催化劑可以加快反應速率，但不影響平衡移動，eq\f(n（CH3OH）,n（CO）)不變，故D錯誤。答案：(1)C(2)0.075eq\f(4,3)(或1.33)(3)C14．苯硫酚(C6H5—SH)是一種用途廣泛的有機合成中間體。工業(yè)上用常用氯苯(C6H5—Cl)和硫化氫(H2S)反應來制備苯硫酚，但會有副產物苯(C6H6)生成。Ⅰ：C6H5—Cl(g)＋H2S(g)C6H5—SH(g)＋HCl(g)ΔH1＝－16.8kJ/molⅡ：C6H5—Cl(g)＋H2S(g)=C6H6(g)＋HCl(g)＋eq\f(1,8)S8(g)ΔH2反應Ⅱ的焓變不易測量，現(xiàn)查表得如下數(shù)據：Ⅲ：C6H5—SH(g)=C6H6(g)＋eq\f(1,8)S8(g)ΔH3＝－29.0kJ/mol請回答：(1)反應Ⅱ為不可逆反應，請簡述理由：______________。(2)現(xiàn)將一定量的氯苯和硫化氫置于一固定容積的容器中模擬工業(yè)生產過程，在不同溫度下均反應20分鐘測定生成物的濃度，得到圖1和圖2。①下列說法不正確的是________。A．由圖1可知，相同條件下反應Ⅰ的活化分子百分數(shù)大于反應Ⅱ的活化分子百分數(shù)B．圖1中C6H5—SH的濃度在590K隨溫度變化的原因可能是反應Ⅱ中消耗反應物，使反應Ⅰ平衡逆向移動C．其他條件不變，由圖1可知，氯苯的轉化率隨溫度的升高而降低D．由圖2可知，若要提高C6H5—SH的產量，可提高硫化氫與氯苯起始物質的量之比②590K時，氯苯和硫化氫混合氣體(體積比1∶2.5，總物質的量amol)在VL的固定容積中進行反應，達到平衡時，測得容器中苯硫酚的物質的量為a/7mol，苯的物質的量為a/14mol，則該溫度下反應Ⅰ的平衡常數(shù)為________(保留兩位有效數(shù)字)。③請根據圖1、圖2，在下圖中畫出恒溫恒容條件下反應主產物苯硫酚的物質的量濃度隨時間變化的曲線圖。解析：(1)根據蓋斯定律，由Ⅰ＋Ⅲ得出ΔH2＝ΔH1＋ΔH3，求出ΔH2＝－45.8kJ/mol，根據ΔG＝ΔH－TΔS，因為ΔH2<0，ΔS>0，說明其正反應是自發(fā)反應，而逆反應為非自發(fā)反應。(2)①A.根據圖1，反應Ⅰ的化學反應速率比反應Ⅱ快，說明相同條件下，反應Ⅰ的活化分子百分數(shù)大于反應Ⅱ的活化分子百分數(shù)，故A說法正確；B.根據反應Ⅰ和反應Ⅱ的化學反應方程式，氯苯和硫化氫都是反應物，因為反應Ⅱ是不可逆反應，升高溫度，反應Ⅱ中消耗氯苯和硫化氫，相當于減少反應Ⅰ中反應物的濃度，平衡向逆反應方向移動，苯硫酚的