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【步步高】2022届高考化学一轮复习 7-1 化学反应的方向和限度 鲁科版
【步步高】2022届高考化学一轮复习 7-1 化学反应的方向和限度 鲁科版
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第七章化学反应的方向、限度与速率第一讲化学反应的方向和限度一、选择题1.已知:CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH>0,ΔS>0,则该反应能自发进行的条件是( )A.低温B.高温C.任何温度下都能自发进行D.任何温度下都不能自发进行解析 ΔG=ΔH-TΔS<0时,反应能自发进行,因ΔH>0,ΔS>0,则在高温下ΔG可能小于零,故选B。答案 B2.下列关于ΔH-TΔS说法中正确的是( )A.ΔH-TΔS可用于判断所有条件下的反应能否自发进行B.ΔH-TΔS只用于判断温度、体积一定的反应能否自发进行C.ΔH-TΔS只用于判断温度、压强一定的反应能否自发进行D.ΔH-TΔS<0的反应,在该条件下一定剧烈反应解析 在不同温度、压强下ΔH-TΔS的值不同,所以选项A、B都不正确;ΔH-TΔS<0能判定反应可以自发进行,但不一定是剧烈反应,所以答案为C。答案 C3.700℃时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应:CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2>t1):反应时间/minn(CO)/moln(H2O)/mol01.200.60t10.80t20.20下列说法正确的是(双选)( )A.反应在t1min内的平均速率为v(H2)=0.40/t1mol·L-1·min-1B.保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.60molCO和1.20molH2O,到达平衡时n(CO2)=0.40molC.保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20molH2O,与原平衡相比,达到新平衡8\n时CO转化率增大,H2O的体积分数增大D.温度升至800℃,上述反应平衡常数为0.64,则正反应为吸热反应答案 BC4.在一定条件下,已达平衡的可逆反应:2A(g)+B(g)===2C(g),下列说法中正确的是( )A.平衡时,此反应的平衡常数K与各物质的浓度有如下关系:K=B.改变条件后,该反应的平衡常数K一定不变C.如果改变压强并加入催化剂,平衡常数会随之变化D.若平衡时增加A和B的浓度,则平衡常数会减小解析 K只随温度的改变而改变。答案 A5.向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,在一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如下所示。由图可得出的正确结论是( )A.反应在c点达到平衡状态B.反应物浓度:a点小于b点C.反应物的总能量低于生成物的总能量D.Δt1=Δt2时,SO2的转化率:a~b段小于b~c段解析 这是一个反应前后体积不变的可逆反应,由于容器恒容,因此压强不影响反应速率,所以在本题中只考虑温度和浓度的影响。由图可以看出随着反应的进行正反应速率逐渐增大,因为只要开始反应,反应物浓度就要降低,反应速率应该降低,但此时正反应却是升高的,这说明此时温度的影响是主要的,由于容器是绝热的,因此只能是放热反应,从而导致容器内温度升高反应速率加快,所以选项C不正确;但当到达c点后正反应反而降低,这么说此时反应物浓度的影响是主要的,因为反应物浓度越来越小了。但反应不一定达到平衡状态,所以选项A、B均不正确;正反应速率越快,消耗的二氧化硫就越多,因此选项D是正确的。答案 D6.据报道,在300℃、70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)8\n下列叙述错误的是( )A.使用Cu-Zn-Fe催化剂可大大提高生产效率B.反应需在300℃进行可推测该反应是吸热反应C.充入大量CO2气体可提高H2的转化率D.从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率解析 A项,多数催化剂能提高化学反应速率;B项,判断吸热反应和放热反应是根据体系能量的变化;C项,充入大量CO2气体,平衡正向移动,提高H2的转化率;D项,平衡正向移动,提高CO2和H2的利用率。答案 B7.CO和NO都是汽车尾气中的有害物质,它们之间能缓慢地发生如下反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH<0,现利用此反应,拟设计一种环保装置,用来消除汽车尾气对大气的污染,下列设计方案可以提高尾气处理效果的是( )①选用适当的催化剂 ②提高装置温度 ③降低装置的压强 ④装置中放入碱石灰A.①③B.②④C.①④D.②③解析 选用适当催化剂虽不能提高反应物的转化率,但能加快反应速率;因为该反应的正反应为放热反应,所以升高温度,平衡向逆反应方向移动;该反应的正反应为体积减小的反应,因此降低压强,能使平衡向逆反应方向移动;装置中放入碱石灰能吸收CO2,使CO2的浓度降低,平衡向正反应方向移动。答案 C8.250℃和1.01×105Pa时,反应2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g) ΔH=+56.76kJ/mol,自发进行的原因是( )A.是吸热反应 B.是放热反应C.是熵减反应D.熵增效应大于能量效应解析 该反应能够自发进行,说明56.76-(250+273)×ΔS<0,显然ΔS>0;或者说该反应ΔH>0且能够自发进行,那么该反应的ΔS>0,是熵增加的反应。答案 D二、非选择题9.密闭容器中mA(g)+nB(g)pC(g),反应达到平衡状态,经测定增大压强p时,A的转化率随p而变化的曲线如图所示:则:(1)增大压强,A的转化率________,平衡________移动,达到平衡状态后,混合物中C的质量分数________________。(2)上述化学方程式中的系数m、n、p的正确关系是___________,再加入B,则平衡__________________。8\n(3)当降低温度时,C的质量分数增大,则A的转化率____________,正反应是_______________________热反应。解析 由图像可知,随压强的增大,A的转化率降低,说明平衡逆向移动,C的质量分数降低,结合勒夏特列原理有m+n<p;增加反应物的量,平衡正向移动;降低温度,C的质量分数增大,说明平衡正向移动,A的转化率增大,结合勒夏特列原理可得正反应为放热反应。答案 (1)降低 逆向 降低(2)m+n<p 正向移动 (3)增大 放10.在一恒容密闭容器中发生某化学反应2A(g)B(g)+C(g),在三种不同条件下进行,其中实验Ⅰ、Ⅱ都在800℃,实验Ⅲ在850℃,B、C的初始浓度都为0,反应物A的浓度(mol·L-1)随时间(min)的变化如图所示:试回答下列问题:(1)在800℃时该反应的化学平衡常数K=。(2)在实验Ⅰ中,反应在20min至40min内A的化学反应速率为。(3)实验Ⅱ和实验Ⅰ相比,可能隐含的反应条件是。(4)根据实验Ⅲ和实验Ⅰ的比较,可推测该反应降低温度,平衡向(填“正”或“逆”)反应方向移动,该正反应是(填“放热”或“吸热”)反应。(5)与实验Ⅰ相比,若实验Ⅰ中的A的初始浓度改为0.8mol·L-1,其他条件不变,则达到平衡时所需用的时间实验Ⅰ(填“等于”、“大于”或“小于”)。解析 (1)由图象知,在800℃时该反应达到平衡时A、B、C的平衡浓度分别为0.5mol·L-1、0.25mol·L-1、0.25mol·L-1,则800℃时的化学平衡常数。(2)由图象知,在实验Ⅰ中反应在20min至40min内A的浓度从0.65mol·L-1减小到0.5mol·L-1,因此这段时间内A的平均化学反应速率为:8\nv(A)==0.0075mol·L-1·min-1。(3)实验Ⅱ和实验Ⅰ达到平衡时A的浓度相同,且此反应前后气体体积不变,则在实验Ⅱ中采取的措施为在实验Ⅰ的基础上加入了催化剂或增大压强。(4)由实验Ⅲ和实验Ⅰ可看到升温后A的平衡浓度减小,即升高温度平衡向正反应方向移动,正反应为吸热反应。(5)在恒容密闭容器中,A的起始浓度改为0.8mol·L-1,相当于减小了反应物浓度,化学反应速率减慢,达到平衡时所需用的时间增长。答案 (1)0.25(2)0.0075mol·L-1·min-1(3)加入了催化剂或增大压强 (4)逆 吸热(5)大于11.硫—碘循环分解水制氢主要涉及下列反应:Ⅰ SO2+2H2O+I2===H2SO4+2HIⅡ 2HIH2+I2Ⅲ 2H2SO4===2SO2+O2+2H2O(1)分析上述反应,下列判断正确的是________。a.反应Ⅲ易在常温下进行b.反应Ⅰ中SO2氧化性比HI强c.循环过程中需补充H2Od.循环过程产生1molO2的同时产生1molH2(2)一定温度下,向1L密闭容器中加入1molHI(g),发生反应Ⅱ,H2物质的量随时间的变化如图所示。0~2min内的平均反应速率v(HI)=________。该温度下,H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数K=________。相同温度下,若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍,则________是原来的2倍。a.平衡常数b.HI的平衡浓度c.达到平衡的时间d.平衡时H2的体积分数(3)实验室用Zn和稀硫酸制取H2,反应时溶液中水的电离平衡________移动(填“向左”、“向右”或“不”);若加入少量下列试剂中的________,产生H2的速率将增大。a.NaNO3b.CuSO4c.Na2SO4d.NaHSO3(4)以H2为燃料可制作氢氧燃料电池。8\n已知 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-572kJ·mol-1某氢氧燃料电池释放228.8kJ电能时,生成1mol液态水,该电池的能量转化率为________。解析 本题主要考查平衡理论和反应热中的相关概念,意在考查考生综合分析问题的能力。(1)题中3个反应相加,即得总反应式2H2O2H2↑+O2↑,因此选项c符合题意。由于H2SO4是一种强酸,很稳定,因此使H2SO4分解需要相当高的温度,选项a错;反应Ⅰ中SO2作还原剂,HI是还原产物,故还原性SO2强于HI,则氧化性HI强于SO2,b错;根据总反应式可知选项d也错。本题应选c。(2)结合图像根据速率的定义v=可得v(H2)==0.05mol·L-1·min-1,根据速率之比等于化学方程式中物质的系数之比得v(HI)=2v(H2)=0.1mol·L-1·min-1。该反应的平衡常数K===64。由于平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,a错。由于题中反应是一个气体体积不变的反应,故改变条件后的平衡和原平衡等效,因此选项b正确,d错误。HI的浓度是原来的2倍,由于浓度增大,反应速率加快,达到平衡所需的时间短,c错。(3)随着反应的进行,硫酸浓度减小,溶液中c(H+)减小,酸性减弱,故水的电离平衡向右移动。若加入NaNO3(s),则相当于溶液中存在HNO3,此时将不产生H2而产生NOx;加入CuSO4(s)后形成原电池,反应速率加快;加入Na2SO4(s)后对反应速率无影响;加入NaHSO3(s)后,由于发生反应H++HSO===SO2↑+H2O,溶液中c(H+)减小,反应速率减小。综上分析可知选项b符合题意。(4)当生成1mol液态水时,共放热286kJ,故能量利用率为228.8/286×100%=80%。答案 (1)c (2)0.1mol·L-1·min-1 64 b(3)向右 b (4)80%12.在一定温度下将3molCO2和2molH2混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g)(1)该反应的化学平衡常数表达式K=________。(2)已知在700℃时,该反应的平衡常数K1=0.6,则该温度下反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数K2=________,反应CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g)8\n的平衡常数K3=________。(3)已知在1000℃时,该反应的平衡常数K4为1.0,则该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。(4)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。A.容器中压强不变B.c(CO2)=c(CO)C.生成amolCO2的同时消耗amolH2D.混合气体的平均相对分子质量不变(5)在1000℃下,某时刻CO2的物质的量为2.0mol,则此时v(正)________v(逆)(填“>”、“=”或“<”)。该温度下反应达到平衡时,CO2的转化率为________。解析 (2)K2===1.67;K3===0.77。(3)升温时K增大,说明该反应为吸热反应。(5) CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)1.51000.50.50.50.51.00.50.50.5Q==0.5<K4=1.0所以反应向正向进行,v(正)>v(逆)。设1000℃达平衡时,反应掉CO2的物质的量浓度为x, CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)1.5100xxxx1.5-x1-xxx=1.0,x=0.68\nα(CO2)=×100%=40%。答案 (1)(2)1.67 0.77 (3)吸热 (4)C(5)> 40%8
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高考 - 一轮复习
发布时间:2022-08-25 15:28:41
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