最新鲁科版高二化学选修4第二章第一节化学反应的方向作业题.docx
- 文档编号:28265014
- 上传时间:2023-07-09
- 格式:DOCX
- 页数:20
- 大小:141.60KB
最新鲁科版高二化学选修4第二章第一节化学反应的方向作业题.docx
《最新鲁科版高二化学选修4第二章第一节化学反应的方向作业题.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《最新鲁科版高二化学选修4第二章第一节化学反应的方向作业题.docx(20页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
最新鲁科版高二化学选修4第二章第一节化学反应的方向作业题
【最新】鲁科版高二化学选修4第二章第一节化学反应的方向作业题
学校:
___________姓名:
___________班级:
___________考号:
___________
一、单选题
1.下列反应中△H>0,△S>0的是
A.2Mg(s)+CO2(g)=2MgO(s)+C(s)
B.低温下能自发进行的反应:
NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)
C.高温下能自发进行的反应:
SiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g)
D.任何温度下均能自发进行的反应:
2H2O2
(1)=2H2O
(1)+O2(g)
2.下列说法正确的是:
A.非自发反应在任何条件下都不能实现
B.熵增且焓减的反应一定是自发的
C.凡是放热反应都是自发的,吸热反应都是非自发反应
D.自发反应一定是熵增加的,熵减小的反应都是非自发的
3.在101kPa,任何温度下,都不可能自发进行的反应是()
A.N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)ΔH<0
B.CaCO3(g)
CaO(s)+CO2(g)ΔH>0
C.2CO(g)
2C(s)+O2(g)ΔH>0
D.4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g)ΔH<0
4.下列说法正确的是
A.凡是放热反应都是自发的,吸热反应都是非自发的
B.常温下,C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自发进行,则该反应的△H>0
C.任何能使熵值增大的过程都能自发进行
D.反应物和生成物所具有的总焓决定了反应是否能自发进行
5.在25℃、1.01×105Pa下,反应2N2O5(g)═4NO2(g)+O2(g)△H=+56.7kJ•mol﹣1能自发进行的合理解释是()
A.该反应是分解反应B.该反应的熵增效应大于焓变效应
C.该反应是熵减反应D.该反应是放热反应
6.下列说法中正确的是
A.凡是放热反应都足自发的,吸热反应都处非自发的
B.自发反应一定是熵增大,非自发反应一定是熵减小或不变
C.熵增加且放热的反应一定是自发反应
D.非自发反应在任何条件下都不能实观
7.分析下列反应在任何温度下均能自发进行的是()
A.2N2(g)+O2(g)=2N2O(g)ΔH=+163kJ·mol-1
B.Ag(s)+
Cl2(g)=AgCl(s)ΔH=-127kJ·mol-1
C.H2O2(l)=
O2(g)+H2O(l)ΔH=-98kJ·mol-1
D.HgO(s)=Hg(l)+
O2(g)ΔH=+91kJ·mol-1
8.对于可逆反应A(g)+2B(g)
2C(g)(正反应吸热),下列图象正确的是
A.
B.
C.
D.
9.下列用来表示可逆反应2X(g)+Y(g)
3Z(g)△H<0的图像正确的是()
A.
B.
C.
D.
10.已知反应2CO(g)===2C(s)+O2(g)的ΔH为正值,ΔS为负值。
设ΔH和ΔS不随温度的改变而改变。
则下列说法中,正确的是()
A.低温下是自发变化B.高温下是自发变化
C.低温下是非自发变化,高温下是自发变化D.任何温度下是非自发变化
11.下列对化学反应预测正确的是( )
选项
化学方程式
已知条件
预测
A
M(s)=X(g)+Y(s)
ΔH>0
它是非自发反应
B
4M(s)+N(g)+2W(l)=4Q(s)
常温下,自发进行
ΔH>0
C
4X(g)+5Y(g)=4W(g)+6G(g)
能自发反应
ΔH一定小于0
D
W(s)+G(g)=2Q(g)
ΔH<0
任何温度都自发进行
A.AB.BC.CD.D
12.一定温度下,可逆反应
在体积固定的密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是()
①单位时间内生成nmolO2,同时生成2nmol
②混合气体的压强不再改变
③混合气体的平均相对分子质量不再改变
④单位时间内生成nmolO2,同时生成2nmolNO
⑤混合气体的颜色不再改变
⑥用
、NO、
的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2:
2:
1
A.①④⑤⑥B.①②③⑤C.②③④⑥D.以上全部
13.下列关于化学反应的熵变,叙述正确的是
A.化学反应的熵变与反应的方向无关
B.化学反应的熵变直接决定了反应的方向
C.能自发进行的反应,熵值都增大
D.熵值增大的反应都是混乱度增大的反应
二、多选题
14.对于可逆反应2AB3(g)
A2(g)+3B2(g)△H>0,下列图示正确的是
A.
B.
C.
D.
三、原理综合题
15.向某密闭容器中加入0.3molA、0.1molC和一定量的B三种气体。
一定条件下发生反应,各物质的浓度随时间变化如甲图所示[t0~t1阶段的c(B)变化未画出],t1时刻达到平衡,反应过程中混合气体的平均相对分子质量始终不变。
请回答:
(1)写出该反应的化学方程式________________________________________;
(2)若t1=15s,则用B的浓度变化表示的t0~t1阶段的平均反应速率为_____________;
(3)反应起始时B的体积分数为___________。
16.由于温室效应和资源短缺等问题,如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用,引起了各国的普遍重视。
目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。
一定条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g),右图表示该反应进行过程中能量的变化。
(1)关于该反应的下列说法中,正确的是_______;
A.△H>0,△S>0;B.△H>0,△S<0;C.△H<0,△S<0;D.△H<0,△S>0。
(2)该图中能量的最高点和最低点之间的差值代表___________;
(3)为探究反应原理,现进行如下实验:
在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。
从反应开始到平衡,用氢气浓度变化表示的平均反应速率v(H2)_________mol·L-1·min-1。
17.工业生产以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2],反应的化学方程式为:
2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(l)+H2O(l)
(1)在密闭容器中充入NH3和CO2,一定条件能自发进行的原因是__________________;
(2)T1℃时,在2L的密闭容器中充入NH3和CO2模拟工业生产,若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比(氨碳比)
=x,如图是CO2平衡转化率(α)与氨碳比(x)的关系。
其它条件不变时,α随着x增大而增大的原因是_________________;
(3)当x=2,上述反应至5min时各物质的浓不再发生变化,若起始的压强为P0KPa,测得平衡体系压强变为起始时的
。
反应结束后,分离得到90g尿素。
试计算该反应的平均速率v(CO2)=___________________,
该反应的平衡常数(K)=________________,
达到平衡后NH3的物质的量浓度为_________________。
四、计算题
18.某温度时,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。
(1)X的转化率是_______;
(2)由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为_______________;
(3)反应从开始至2分钟末,用Z的浓度变化表示的平均反应速率为v(Z)=__________;
(4)当反应进行到第___min,该反应达到平衡。
若三种物质都是气体,平衡时Y所占体积的百分比为______。
五、填空题
19.由铁矿石生产金属铁有两种可能的途径:
①Fe2O3(s)+3∕2C(s)==2Fe(s)+3∕2CO2(g)
△H=231.93kJ·mol-1△S=276.32J·mol-1·K-1
②Fe2O3(s)+3H2(g)==2Fe(s)+3H2O(g)
△H=96.71kJ·mol-1△S=138.79J·mol-1·K-1
(1)试判断这两个反应在高温还是低温下自发进行__________________;
(2)上述反应中的__________________(填序号)可以在较低温度下进行。
20.二氧化锰是化学工业中常用的氧化剂和有机合成中的催化剂,其主要制备方法是碳酸锰热分解,反应原理为2MnCO3+O2
2MnO2+2CO2。
经研究发现该反应过程为①MnCO3
MnO+CO2;②2MnO+O2
2MnO2。
回答下列问题:
(1)某温度下该平衡体系的压强为P,CO2、O2的物质的量分别为n1和n2,用平衡分压代替平衡浓度,碳酸锰热分解反应的平衡常数K=________(分压=总压×物质的量分数);K与反应①、②的平衡常数K1、K2的关系为_________________。
(2)反应②在低温下能自发进行,则其△H__________0(填“>”、“<”或“=”)。
参考答案
1.C
【解析】
A.反应2Mg(s)+CO2(g)→2MgO(s)+C(s)的△H<0,△S<0,A错误;B.反应NH3(g)+HCl(g)→NH4Cl(s)的△S<0,低温下能自发进行,根据△G=△H-T△S可知△H<0,B错误;C.反应SiO2(s)+2C(s)→Si(s)+2CO(g)的△S>0,高温下能自发进行,说明反应△H>0,C正确;D.任何温度下均能自发进行的反应说明△H<0,△S>0,D错误,答案选C。
2.B
【解析】A.非自发反应并不是在任何条件下都不能实现,取决于温度等外界条件,如铜和稀硫酸不反应,但在铜为阳极,电解质为硫酸的电解池中可反应生成硫酸铜和氢气,故A错误;B.熵增且焓减的反应,满足△H-T•△S<0,一定能自发进行,故B正确;C.吸热反应不一定不能自发进行,如氢氧化钡晶体和氯化铵的反应,而有些放热反应需要在高温、高压下才能进行,故C错误;D.自发反应的熵不一定增大,如氯化氢和氨气的反应,故D错误;故选B。
3.C
【解析】反应自发进行的判断依据是:
△H-T△S<0。
A.N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)ΔH<0,△S<0,在低温下△H-T△S<0,能够自发,故A不选;B.CaCO3(g)
CaO(s)+CO2(g)ΔH>0,△S>0,在高温下△H-T△S<0,能够自发,故B不选;C.2CO(g)
2C(s)+O2(g)ΔH>0,△S<0,在任何温度下△H-T△S>0,不能够自发,故C选;D.4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g)ΔH<0,△S>0,在如何温度下△H-T△S<0,能够自发,故D不选;故选C。
4.B
【解析】
试题分析:
A.放热反应不一定都是自发的,吸热反应也不一定都是非自发的,A错误;B.常温下,C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自发进行,由于是熵值增加的,所以则该反应的△H>0,B正确;C.任何能使熵值增大的过程不一定都能自发进行,C错误;D.反应物和生成物所具有的总焓决定了反应是放热反应还是吸热反应,D错误,答案选B。
【考点定位】考查反应自发性判断
【名师点晴】在一定条件下无需外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。
注意掌握综合判断反应方向的依据:
①ΔH-TΔS<0,反应能自发进行;②ΔH-TΔS=0,反应得到平衡状态;③ΔH-TΔS>0,反应不能自发进行。
5.B
【解析】
试题分析:
该反应是吸热反应。
不能只用焓判据来判断反应进行的方向,该反应过程中熵增大,是熵增反应。
该反应能够自发进行,说明该反应的熵增效应大于焓变效应。
考点:
化学反应进行的方向
6.C
【解析】
【详解】
A、反应自发进行的判断依据是△H-T△S<0;放热反应不一定是自发的,吸热反应也不一定是非自发的,故A错误;
B、反应是否自发进行由反应的焓变、熵变、温度共同决定,自发反应不一定是熵增大,非自发反应不一定是熵减小或不变,故B错误;
C、熵增加且放热的反应,即△H<0,△S>0,△H-T△S<0,任何温度下都能自发进行,故C正确;
D、反应是否自发进行由反应的焓变、熵变、温度共同决定;非自发过程,改变温度可能变为自发过程,如焓变大于0,熵变大于0的反应低温可以是非自发进行的反应,高温下可以自发进行,所以非自发反应在特定条件下也能实现,故D错误;
故答案选C。
7.C
【分析】
在任何温度下均能自发进行的反应,应为放热反应(ΔH<0),同时为熵增的反应。
【详解】
A.该反应为吸热反应,A不合题意;
B.该反应虽为放热反应,但熵减小,B不合题意;
C.该反应放热,且生成物中有气体,熵增大,C符合题意;
D.该反应为吸热反应,D不合题意;
故选C。
8.D
【解析】
【分析】
本题主要考查化学反应速率变化曲线及其应用,体积百分含量随温度、压强变化曲线图像。
可逆反应A(g)+2B(g)
2C(g)(正反应吸热),则升高温度,正逆反应速率均增大,化学平衡正向移动;增大压强,化学平衡正向移动,结合图象来解答。
【详解】
A.增大压强,平衡正向移动,则交叉点后正反应速率应大于逆反应速率,A错误;
B.增大压强,平衡正向移动,则t1时正反应速率应大于逆反应速率,B错误;
C.温度高的反应速率快,达到平衡时所需时间少,与图象不符,C错误;
D.温度高的反应速率快,达到平衡时所需时间少,且升高温度平衡正向移动,A%减小,与图象一致,D正确。
9.B
【解析】
试题分析:
A、正方应是体积不变的、放热的可逆反应,因此升高温度X的转化率降低,改变压强X的转化率不变,A不正确;B、正方应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,因此Z的含量降低,B正确;C、升高温度正逆反应速率均是增大的,C不正确;D、增大压强正逆反应速率增大的倍数相同,平衡不移动,D不正确,答案选B。
考点:
考查可逆反应图像辨析以及外界条件对反应速率和平衡状态的影响
10.D
【分析】
根据ΔG=ΔH-T
ΔS进行判断,如ΔG<0,则反应能自发进行,如ΔG>0,则不能自发进行。
【详解】
反应2CO(g)===2C(s)+O2(g)的ΔH为正值,ΔS为负值,则ΔG=ΔH-T
ΔS>0,任何温度下反应都不能自发进行,
所以D选项是正确的。
11.D
【详解】
A.M(s)═X(g)+Y(s),反应中气体的化学计量数增大,为熵增大的反应,△S>0,△H>0,根据△H-T△S<0,在高温条件下能自发进行,故A错误;
B.4M(s)+N(g)+2W(l)═4Q(s)为气体的化学计量数减小的反应,△S<0,当△H>0时,△H-T△S>0,一定不能自发进行,故B错误;
C.4X(g)+5Y(g)═4W(g)+6G(g)反应为气体的化学计量数增大的反应,△S>0,所以当△H<0,一定满足△H-T△S<0,反应一定能够自发进行,当△H>0时,当高温时,△H-T△S<0,成立,可以自发进行,故C错误;
D.W(s)+G(g)═2Q(g)反应为气体的化学计量数增大的反应,△S>0,△H<0,则一定满足△H-T△S<0,反应能够自发进行,故D正确;
故选D。
【点睛】
熟悉熵变与焓变与反应自发进行关系是解题关键,当△G=△H-T△S<0时,反应向正反应方向能自发进行。
本题的易错点为C。
12.B
【详解】
单位时间内生成n mol
,等效于消耗2n mol
,同时生成2n mol
,正逆反应速率相等,故正确;
混合气体的压强不再改变,说明气体的物质的量不变,反应达平衡状态,故正确;
混合气体的平均相对分子质量不再改变,说明气体的物质的量不变,反应达平衡状态,故正确;
单位时间内生成n mol
,同时生成2n mol NO,都体现的正反应方向,故错误;
混合气体的颜色不再改变,说明二氧化氮的浓度不变反应达平衡状态,故正确;
只要反应发生就有
、NO、
的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2:
2:
1,故错误;
故选:
B。
【点睛】
根据化学平衡状态的特征解答,当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态。
13.D
【分析】
反应能否自发进行,取决于ΔH与TΔS的差值大小:
当ΔH-TΔS<0时,反应能自发进行;当ΔH-TΔS=0时,反应达到平衡状态;当ΔH-TΔS>0时,反应不能向正反应方向自发进行,以此解答该题;
【详解】
A.熵变是影响化学反应方向的因素之一,与反应的方向有关,故A错误;
B.化学反应的熵变、焓变、温度三者共同决定了反应进行的方向,当ΔH-TΔS<0时,反应能自发进行,否则不能自发进行,故B错误;
C.反应能否自发进行由熵变ΔH、焓变ΔS、温度T三者共同决定,当ΔH-TΔS<0时,反应能自发进行,但ΔH<0、ΔS<0的反应值低温下是自发进行的反应,故C错误;
D.熵是衡量混乱度大小的物理量,熵值增大的反应都是混乱度增大的反应,故D正确;
答案选D。
14.BD
【详解】
A.温度升高,正反应和逆反应速率均增大,正反应方向吸热,平衡正向移动,故正反应速率大于逆反应速率,故A错误;
B.首先温度越高,达到平衡所需要的时间越短,表现为斜率越大;其次正反应吸热,因此温度越高,原料的转化率越高,平衡时剩余的AB3的量越少,百分含量越小,故B正确;
C.正反应是气体分子数增加的反应,根据勒夏特列原理,压强增大平衡逆向移动,表现为当温度相同时,增大压强,平衡左移,AB3的百分含量增大,与图给变化曲线相矛盾,故C错误;
D.该反应为吸热反应,温度越高,平衡右移,AB3的百分含量减小;增大压强,平衡左移,AB3的百分含量增大,与图像一致,故D正确;
故选BD。
15.3A(g)
B(g)+2C(g)0.002mol/L.s2/7
【详解】
(1)根据图像可知,平衡时A的浓度减少了0.15mol/L-0.06mol/L=0.09mol/L,,C的浓度增加了0.11mol/L-0.05mol/L=0.06mol/L。
由于反应前后混合气体的平均相对分子质量始终不变,这说明反应前后气体的物质的量是不变的,则该反应的化学方程式是3A(g)
B(g)+2C(g)。
(2)根据方程式可知,B的浓度增加了0.06mol/L÷2=0.03mol/L,则用B的浓度变化表示的 t0~t1阶段的平均反应速率为0.03mol/L÷15s=0.002mol/(L·s)。
(3)平衡时B的浓度是0.05mol/L,则起始时B的浓度是0.05mol/L+0.03mol/L=0.08mol/L,则B的体积分数是0.08/(0.15+0.08+0.05)=2/7 。
16.C逆反应的活化能0.225
【详解】
(1)由图1可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应为放热反应,即△H<0,由方程式可知,该反应正反应是气体的物质的量减小的反应,故正反应为熵减过程,即△S<0;故选C;
(2)最高点表示的活化状态的能量,最低点是甲醇和水的能量,两者的能量差代表的是甲醇和水反应生成二氧化碳和氢气的活化能,即该反应的逆反应的活化能;
(3)由图可知,10min达平衡时甲醇的浓度变化量为0.75mol/L,所以v(CH3OH)=0.75mol.L-1/10min=0.075mol/(L•min),速率之比等于化学计量数之比,所以v(H2)=3v(CH3OH)=3×0.075mol/(L•min)=0.225mol/(L•min)。
17.虽然△S<0,使反应不自发,但△H<0使反应自反且影响程度大x增大,相当于c(NH3)增大,CO2转化率增大0.15mol*L-1Kp=22.8/P03h或0.074;3mol*L-1
【详解】
(1)因为平衡常数随温度升高减小,说明正反应为放热反应,△H<0,虽然△S<0,使反应不自发,但△H<0使反应能自发进行且影响程度大,故2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(l)+H2O(l)一定条件能自发进行。
答案:
虽然△S<0,使反应不自发,但△H<0使反应能自发进行反且影响程度大。
(2)2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(l)+H2O(l),图象分析判断,增大氨气浓度平衡正向进行,二氧化碳转化率增大,故答案为x增大,相当于c(NH3)增大,CO2转化率增大。
(3)当x=2,原料气中的NH3和CO2的物质的量之比为2,设二氧化碳物质的量为m,氨气物质的量为2m,上述反应至5min时各物质的浓度不再发生变化,反应达到平衡状态,测得体系压强变为开始时的2/3,气体压强之比等于气体物质的量之比,反应结束后,分离得到90g尿素,物质的量n(CO(NH2)2)=90g/60g.mol-1=1.5mol,消耗氨气物质的量为3mol,消耗二氧化碳物质的量为1.5mol,利用化学平衡三行计算列式计算,
2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(l)+H2O(l)
起始量(mol) 2m m 0 0
变化量(mol) 3 1.5 1.5 1.5
平衡量(mol) 2m−3 m−1.5 1.5 1.5
测得体系压强变为开始时的2/3,气体压强之比等于气体物质的量之比,2m−3+m−1.5=2/3×(2m+m)m=4.5mol,二氧化碳反应速率V=△c/△t=1.5mo/2L.5min-1=0.15mol/L⋅min-1,平衡时氨气的浓度=(2×4.5mol−3mol)/2L=3mol/L。
CO2的浓度=(4.5mol−1.5mol)/2L=1.5mol/L。
平衡常数K=1/(33×1.5)=0.074,达到平衡后NH3的物质的量浓度=(2×4.5mol−3mol)/2L=3mol/L。
故答案为0.15mol⋅L−1⋅min−1,0.074,3 mol⋅L−1。
18.30%3X+Y
2Z0.05mol/(L·min)250%
【解析】
【详解】
(1)由图象可以看X的转化率=变化量/初始量×100%=[(1.0-0.7)mol/1.0mol]×100%=30%。
因此答案是:
30%。
(2)由图象可以看出,反应中X、Y的物质的量减小,Z的物质的量增多,则X、Y为反应物,Z为生成物,且△n(X):
△n(Y):
△n(Z)=0.3mol:
0.1mol:
0.2mol=3:
1:
2,则反应的化学方程式为:
3X+Y⇌2Z。
因此,本题答案是:
3X+Y⇌2Z;
(3)由图象可以看出v(Z)=0.2mol/(2L
2min)=0.05mol•(L•min)-1,因此,答案是:
0.05mol•(L•min)-1。
(4)由图象可以看出当反应进行到2min时,达到平衡状态,各组分的浓度不随时间的变化而变化。
根据阿伏伽德罗定律,若三种物质都是气体,平衡时Y所占体积的百分比=0.9mol/(0.7+0,2+0.9)×100%=50%
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 最新 鲁科版高二 化学 选修 第二 第一节 化学反应 方向 作业题