化学人教版 (2019)第三节 化学反应的方向复习练习题

这是一份化学人教版 (2019)第三节 化学反应的方向复习练习题，共22页。试卷主要包含了单选题，综合题等内容，欢迎下载使用。
1．以下判断正确的是（ ）
A．2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s) △H＜0，该反应高温才能自发
B．C(s)+CO2(g)=2CO(g) △H＞0，该反应常温下不能自发
C．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小
D．放热反应都可以自发进行，而吸热反应不能自发进行
2．水凝结成冰中，其焓变和熵变正确的是（ ）
A．△H>0 △S＜0B．△H＜0 △S>0
C．△H>0 △S>0D．△H＜0 △S＜0
3．关于下列过程熵变的判断错误的是（ ）
A．溶解少量食盐于水中，
B．纯碳和氧气反应生成
C．H2O(g)变成液态水，
D．CaCO3(s)加热分解为CaO和CO2(g)，
4．下列说法不正确的是（ ）
A．发生有效碰撞的分子必须是活化分子
B．采用合适的催化剂可以使一些不自发的化学反应得以实现
C．可以利用物质的颜色变化与浓度变化间的比例关系来测量反应速率
D．反应物和生成物所具有的总能量的相对大小决定了反应是放热还是吸热
5．下列关于焓变和熵变的说法正确的是（ ）
A．的反应一定能自发进行
B．的反应一定能自发进行
C．的反应能自发进行
D．的反应一定没有进行
6．下列说法正确的是（ ）
A．NH4HCO3(s)═NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) △H= +185.57kJ•ml−1，能自发进行，原因是△S>0
B．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂可以改变化学反应进行的方向
C．常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能自发进行
D．焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据
7．已知分解1mlH2O2放出热最98kJ，在含少量I-的溶液中，H2O2分解的机理为：
反应Ⅰ：H2O2(aq)+I-(aq)→H2O(l)+IO-(aq) 慢反应 ΔH1
反应Ⅱ：H2O2(aq)+IO-(aq)→H2O(l)+O2(g)+I-(aq) 快反应 ΔH2
下列有关该反应的说法正确的是（ ）
A．H2O2分解产生O2的速率反应Ⅱ决定
B．I-和IO-在反应过程中充当催化剂
C．ΔH1+ΔH2=−196 kJ·ml−1
D．反应Ⅰ活化能Ea1与反应Ⅱ活化能Ea2数值上相差98kJ/ml
8．相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，不合理的是
A．31g白磷(s)＜ 31g红磷(s)B．1 mlH2(g) ＜ 2 mlH2(g)
C．1ml H2O(s)＜ 1mlH2O(l)D．1mlH2S(g) ＞ 1mlH2O(g)
9．下列说法正确的是（ ）
A．化学反应包含旧的化学键断裂和新的化学键形成
B．反应物的总能量一定等于生成物的总能量
C．自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变
D．吸热反应需要加热才能进行
10．对于反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)|ΔH=-196.6kJ·ml-1，下列说法正确的是（ ）
A．反应的ΔH < 0，ΔS >0
B．反应的平衡常数可表示为K=
C．使用催化剂能改变反应路径，降低反应的活化能
D．增大体系的压强能增大活化分子百分数，加快反应的速率
11．工业上用和合成甲醇涉及以下反应：
I．
II．
在催化剂作用下，将和的混合气体充入一恒容密闭容器中进行反应，达到平衡时，的转化率和容器中混合气体的平均相对分子质量随温度变化如图。下列判断合理的是
已知：平衡时甲醇的选择性为生成甲醇消耗的在总消耗量中占比。
A．，
B．250℃前以反应Ⅱ为主
C．，平衡时甲醇的选择性为60%
D．为同时提高的平衡转化率和平衡时甲醇的选择性，应选择的反应条件为高温、高压
12．在图①中A、B两个容器里，分别收集着两种作用不同的理想气体。若将中间活塞打开，两种气体分子立即都占有了两个容器(如图②)。关于此物理过程的下列说法不正确的（ ）
理想气体的自发混合
A．此过程是体系从混乱程度小向混乱程度大变化的过程，即熵增大的过程
B．此过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出
C．在一定条件下，不用借助外力就能自发进行的过程是自发过程
D．此过程是自发可逆的
13．对于化学反应方向，下列说法错误的是（ ）
A．非自发的反应不能通过改变条件使其成为自发反应
B．一定温度下，反应的，
C．自发进行的化学反应的方向，应由焓判据和熵判据的复合判据来判断
D．常温下反应能自发进行，则该反应的
14．下列说法中错误的是（ ）
A．凡是放热反应而且熵增加的反应，就更易自发进行
B．对于同一物质在不同状态时的熵值是：气态>液态>固态
C．平衡常数K值越大，则可逆反应进行越完全，反应物的转化率越大
D．凡是能量达到活化能的分子发生的碰撞均为有效碰撞
15．在下列变化中，体系熵减的是（ ）
A．硝酸铵溶于水B．固体碘升华
C．氯酸钾分解制备氧气D．乙烯聚合为聚乙烯
16．下列说法正确的是（ ）
A．＜0同时＜0的反应在低温下能自发进行
B．＞0同时＞0的反应在任何温度下均不能自发进行
C．已知，，则＞
D．已知，，则＞
17．对于反应 ，下列说法正确的是
A．上述反应
B．及时液化分离出氨气，正反应速率增大
C．增大压强，活化分子百分数增多，反应速率加快
D．若反应放出92.4 kJ热量，则过程中有被氧化
18．下列说法错误的是（ ）
A．体系有序性越高，熵值就越低
B．自发过程可以导致体系的熵增大
C．吸热反应不可以自发进行
D．同种物质气态时熵值最大
19．已知，凡是气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应。根据所学知识判断，下列反应中，在较高温度下才能自发进行的是（ ）
A．2O3(g)=3O2(g) ∆H＜0
B．2CO(g)=2C(s)+O2(g) ∆H＞0
C．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ∆H＜0
D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ∆H＞0
20．大气中的氮是取之不尽的天然资源，它以分子形式稳定存在于自然界，只有少量的通过生物固氮和高能固氮的方式从游离态转变为化合态，进入土壤和海洋。通过化学方法也可将转变为人类需要的各种含氮化合物，但硝酸的生产、化石燃料的燃烧以及机动车辆尾气的排放，也带来一些不利的影响。空燃比是指机动车内燃机气缸内混合气中空气与燃料之间的质量比例。内燃机工作时，气缸中会发生反应 。下列说法正确的是（ ）
A．上述反应
B．上述反应平衡常数
C．气缸内温度升高，正反应速率加快，逆反应速率减慢
D．实际应用中，控制气缸内空燃比越小，机动车尾气对环境的污染越小
二、综合题
21．硫化氢气体在资源利用和环境保护等方面均有重要应用。
（1）工业采用高温分解H2S制取氢气，2H2S(g) 2H2(g) + S2(g)，在膜反应器中分离出H2。在容积为 2L 的恒容密闭容器中，控制不同温度进行此反应。H2S的起始物质的量均为 1ml，实验过程中测得H2S的转化率如图所示。曲线 a 表示H2S的平衡转化率与温度的关系，曲线 b 表示不同温度下反应经过相同时间时H2S的转化率。
①反应2H2S(g) 2H2(g) + S2(g)的ΔH （填“>”“”、“=”或“”、“0。投入 2 ml NO2发生反应。实验测得：v正=k正c2(NO2)，v逆=k逆c2(NO)·c(O2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。在温度为 T℃ 时 NO2 的转化率随时间变化的结果如图所示。
①要提高 NO2转化率，可采取的措施是 、 。
②前2min内，以NO2表示该反应的化学反应速率为 。
③计算 A 点处v正/ v逆= （保留一位小数）。
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】A、该反应的ΔH0，该反应在常温下不能自发进行，故B正确；
C、反应自发与否，决定于熵变和焓变两个因素，故C错误；
D、反应自发进行的判断依据是ΔH-TΔS
（2）ad
（3）CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-844kJ/ml
（4）0.0125ml/(L•min)；减小
【解析】【解答】（1）由于反应前后气体分子数增大，因此ΔS>0；
（2）a、气体颜色不再改变时，反应达到平衡状态，透光率不再改变，a符合题意；
b、ΔH是表示反应的热效应，只与物质具有能量的相对大小有关，ΔH不变，不能说明反应达到平衡状态，b不符合题意；
c、根据反应速率之比等于化学计量系数之比可得，当反应达到平衡状态时，2v正(N2O4)=v逆(NO2)，c不符合题意；
d、当N2O4的转化率不再改变时，说明反应达到平衡状态，此时透光率不再改变，d符合题意；
故答案为：ad
（3）CH4(g)燃烧热的热化学方程式为：CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH=-890KJ/ml，H2O(l)转化为H2O(g)的热化学方程式为：H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44Kj/ml；
CH4催化还原NO2反应的化学方程式为CH4(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)，根据盖斯定律可得，该反应的反应热，因此该反应的热化学方程式为：CH4(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH=-844kJ/ml；
（4）①由表格数据可知，0~20min内，参与反应的n(NO2)=0.5ml，根据反应的化学方程式可知，参与反应的n(CH4)=0.25ml，则0~20min内，用CH4表示的反应速率；
②达到平衡后，再充入0.5mlCH4和1.2mlNO2，由于温度和容器的体积均不变，因此反应体系的压强增大，平衡逆向移动，因此CH4的转化率减小；
【分析】（1）根据反应前后气体分子数的变化确定ΔS的大小；
（2）透光率不再变化，则说明反应达到平衡状态，据此结合选项进行分析；
（3）根据题干信息确定反应物和生成，结合盖斯定律计算反应热，从而写出反应的热化学方程式；
（4）①根据公式，结合表格数据计算反应速率；
②根据平衡移动进行分析；
23．【答案】（1）＜
（2）66.7%；100
（3）B
（4）加深；减小
【解析】【解答】（1）2NO2（g）⇌N2O4（g）△H=-57kJ•ml-1，依据反应分析可知反应后气体体积减小，所以熵变小于0，△S＜0；（2）在1L的密闭容器中充入NO2发生如下反应：2NO2（g）⇌N2O4（g）△H=-57kJ•ml-1，当开始充入0.03ml的NO2时，25℃时，实验测得NO2的平衡浓度为0.01ml•L-1，依据化学平衡三段式列式计算：二氧化氮起始浓度为0.03ml/L，
NO2的平衡转化率（α）= ×100%=66.7%，
平衡常数K= = =100L/ml；（3）依据反应是放热反应，二氧化氮能量高于四氧化二氮分析，结合图象分析活化能数值大于反应焓变判断，B符合；A和C中二氧化氮能量低于四氧化二氮，不正确；D选项活化能数值小于反应焓变，不正确；故答案为B；（4）2NO2（g）⇌N2O4（g）△H=-57kJ•ml-1，反应是放热反应，二氧化氮是红棕色气体，四氧化二氮是无色气体，放在80℃的热水中，平衡逆向进行，气体颜色加深，NO2的转化率减小。
【分析】（1）熵变主要看气体的物质的量，气体越多，混乱度越大
（2）转化率=
（3）该反应为放热反应，且活化能＞△H
（4）该反应为放热反应，升温，反应逆向移动，颜色加深，转化率减小
24．【答案】（1）＜；-165
（2）350℃下CH4的体积分数很大，而CO的体积分数几乎为0，即此温度下CH4的选择性较大，制得的CH4纯度较高；93.75%；0.22
（3）CO2+8H++8e-=CH4+2H2O
【解析】【解答】（1）由题干信息可知，反应I即 ，正反应是一个气体体积减小的方向，则该反应的 ＜0，反应I和II的吉布斯自由能 与热力学温度(T)之间的关系图所示信息可知，曲线2代表反应I的变化关系，故 -165 ，故答案为：＜；-165；
（2）①由题干图像可知，350℃下CH4的体积分数很大，而CO的体积分数几乎为0，即此温度下CH4的选择性较大，制得的CH4纯度较高，故在工业上，常选用350℃作为合成温度，故答案为：350℃下CH4的体积分数很大，而CO的体积分数几乎为0，即此温度下CH4的选择性较大，制得的CH4纯度较高；
②由题干图像可知，450℃时，CH4的体积分数为37.5%，CO的体积分数为2.5%，根据碳原子守恒可知，CO2对甲烷的选择性= ×100%=93.75%，假设CO2总共转化量为xml，则0.9375x转化为CH4，0.0625x转化为CO，根据三段式分析可得： ， ，该温度下达到平衡时，CH4的物质的量为：0.9375xml，H2O的物质的量为：1.875x+0.0625x=1.9375xml，H2的物质的量为：3-3.75x-0.0625x=(3-3.8125x)ml，CO的物质的量为0.0625xml，CO2的物质的量为1-0.9375x-0.0625x=(1-x)ml，根据CO2的体积分数和H2的体积分数相等有：3-3.8125x=0.9375x，解得x=0.63ml，平衡时体系气体总的物质的量为：0.9375xml +1.9375xml +(3-3.8125x)ml +0.0625xml +(1-x)=4-1.875x=4-1.875×0.63=2.81875ml，H2的分压为： =0.212p总，CO2的平衡分压为： =0.131p总，CO的平衡分压为： =0.014p总，H2O的平衡分压为： =0.433p总，反应II的Kp= = =0.22，故答案为：93.75%；0.22；
（3）光催化剂在光能作用下，电子发生跃迁，形成类似于电解池的阴阳极，将CO2转变为CH4，该过程发生还原反应，故酸性环境下该过程的电极反应式为：CO2+8H++8e-=CH4+2H2O，故答案为：CO2+8H++8e-=CH4+2H2O。
【分析】（1）利用题干信息，依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析；
（2）①利用题干图像和平衡温度分析；
②根据三段式分析计算；
（3）电解时阴极得电子，发生还原反应。
25．【答案】（1）增大
（2）小于；体积不变时，温度降低，气体分子间间隙减小，总压降低；该反应是吸热反应，降低温度，平衡逆向移动，气体分子数减少，压强降低；45
（3）升高温度；将生成物之一及时分离；0.2ml·L-1·min-1；9.1
【解析】【解答】Ⅰ．（1）熵值是反应体系的混乱度，反应3NO2(g) 3NO(g)＋O3(g)正方向是气体总物质的量增大的方向，则达到平衡后的熵值较平衡前增大；
（2）平衡时气体的总压强为24.00MPa，在恒容条件下，该反应是吸热反应，降低温度，平衡逆向移动，气体分子数减少，压强降低，另外温度降低，气体分子间隙也减小，容器内的总压强也减小，故降温后平衡体系压强p小于24.00 MPa；在恒温恒容条件下，气体的压强与气体的总物质的量成正比，设起始时气体NO2的物质的量为nml，则15min 时，容器内压强为23MPa，气体的总物质的量为 ml，则：
故反应物NO2的转化率α= ×100%=45%；
Ⅱ．①对于反应2NO2(g) 2NO(g)+O2(g) ΔH>0，升高温度、减小NO或O2的浓度以及增大容器的体积，均能使平衡向正反应方向移动，提高NO2的转化率；②反应进行到2min时NO2的转化率为0.4，则参加反应的NO2的物质的量为0.8ml，前2min内，以NO2表示该反应的化学反应速率为 =0.2ml·L-1·min-1；③T℃ 时反应达到平衡时NO2的转化率为0.5，则：
平衡时v正=v逆，即k正c2(NO2) =k逆c2(NO)·c(O2)，故 = = =0.25；A点处NO2的转化率为0.3，则：
此时， = × =0.25× ≈9.1。
【分析】（1）该反应是气体体积增大的反应，熵增加；
（2）该反应是吸热反应，降低温度平衡向逆反应方向移动，压强减小；根据三段式计算反应物的转化率；
（3）该反应是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，以及减小生成物的浓度平衡向正反应方向移动；根据反应速率的定义计算二氧化氮的反应速率；根据A处的正逆反应速率之比计算其数值即可。 时间/min
温度/℃
0
10
20
40
50
T1
1.2
0.9
0.7
0.4
0.4
T2
1.2
0.8
0.56
…
0.5
反应时间/min
0
5
10
15
20
25
30
压强/MPa
20.00
21.38
22.30
23.00
23.58
24.00
24.00

2NO2（g）⇌
N2O4（g）
起始（ml/L）
0.03
0
转化（ml/L）
0.02
0.01
平衡（ml/L）
0.01
0.01
3NO2(g)
3NO(g)＋
O3(g)
△n
3
3
1
1
nml


ml-nml

2NO2(g)
2NO(g)+
O2(g)
起始（ml）
2
0
0
转化（ml）
1
1
0.5
平衡（ml）
1
1
0.5

2NO2(g)
NO(g)+
O2(g)
起始（ml）
2
0
0
转化（ml）
0.6
0.6
0.3
平衡（ml）
1.4
0.6
0.3