2021版浙江高考选考化学一轮复习课后达标检测：专题7 2 第二单元　化学反应的方向和限度 9页

课后达标检测 一、选择题 1．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＝163 kJ·mol－1 B．Ag(s)＋ 1 2Cl2(g)===AgCl(s)　ΔH＝－127 kJ·mol－1 C．HgO(s)===Hg(l)＋ 1 2O2(g)　ΔH＝91 kJ·mol－1 D．H2O2(l)=== 1 2O2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－98 kJ·mol－1 解析：选 D。对于 A 项，ΔH>0，ΔS<0，在任何温度下，ΔH－TΔS>0，即任何温度 下反应都不能自发进行；对于 B 项，ΔH<0，ΔS<0，在较低温度下，ΔH－TΔS<0，即低 温下反应能自发进行；对于 C 项，ΔH>0，ΔS>0，若使反应自发进行，即ΔH－TΔS<0， 必须升高温度，即反应只有在较高温度时能自发进行；对于 D 项，ΔH<0，ΔS>0，在任何 温度下，ΔH－TΔS<0，即在任何温度下反应均能自发进行。 2．(2016·浙江 4 月选考，T12)可逆反应在一定条件下达到化学平衡时，下列说法不正 确的是(　　) A．正反应速率等于逆反应速率 B．反应物和生成物浓度不再发生变化 C．反应体系中混合物的组成保持不变 D．正、逆反应速率都为零 答案：D 3．(2020·温州选考模拟)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)在一定条件下达到化学平衡时，下列 说法不正确的是(　　) A．N2 浓度保持不变 B．H2 体积分数保持不变 C．2v 正(H2)＝3v 逆(NH3) D．断裂 3 molHH 键，同时断裂 2 mol NH 键 解析：选 D。可逆反应 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)达到化学平衡状态时，断裂 3 molHH 键，同时应断裂 6 molNH 键，D 项错误。 4 ． 向 恒 容 密 闭 容 器 中 通 入 一 定 量 N2O4 ， 发 生 反 应 N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，气体颜色变深。如图表示该反应平衡 时有关物理量 Y 随某条件 X(其他条件不变)变化的规律。X、Y 分别是 (　　) A．温度 T，逆反应速率 v　　 B．温度 T，气体的密度ρ C．压强 p，平衡常数 K D．压强 p，N2O4 的转化率α 解析：选 D。升高温度，正、逆反应速率均增大，A 项错误；气体的总质量不变，容器 体积不变(恒容)，则升高温度，气体的密度不变，B 项错误；平衡常数 K 仅受温度的影响， 故增大压强，K 不变，C 项错误；增大压强，平衡逆向移动，N2O4 的转化率降低，D 项正 确。 5．(2016·浙江 10 月选考，T12)在一定条件下，可逆反应 X(g)＋2Y(g)2Z(g)　ΔH＝－ a kJ·mol－1，达到化学平衡时，下列说法一定正确的是(　　) A．反应放出 a kJ 热量 B．X 和 Y 的物质的量之比为 1∶2 C．反应物和生成物的浓度都不再发生变化 D．X 的正反应速率等于 Z 的逆反应速率 解析：选 C。反应放出热量的多少与实际反应的物质的物质的量有关，并且放出 a kJ 热量时并不能说明达到化学平衡，故 A 错误；X 和 Y 的物质的量之比为 1∶2，不能说明达 到化学平衡，故 B 错误；反应物和生成物的浓度都不再发生变化，说明达到了化学平衡， 故 C 正确；X 的正反应速率等于 Z 的逆反应速率的一半时，说明达到化学平衡，故 D 错误。 6．对可逆反应 4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，下列叙述中正确的是(　　) A．达到化学平衡时 4v 正(O2)＝5v 逆(NO) B．若单位时间内生成 x mol NO 的同时，消耗 x mol NH3，则反应达到平衡状态 C．达到化学平衡时，若增大容器的体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大 D．化学反应速率的关系是 2v 正(NH3)＝3v 正(H2O) 解析：选 A。A 项，由 4v正(O2)＝5v 逆(NO)可得 1 5v 正(O2)＝ 1 4v 逆(NO)，而 1 4v 逆(NO)＝ 1 5v 逆(O2)，即 v 正(O2)＝v 逆(O2)，正、逆反应速率相等，正确；B 项都表示正反应速率，错误； C 项，若增大容器体积，正、逆反应速率都减小，错误；D 项应为 3v 正(NH3)＝2v 正(H2O)， 错误。 7．(2020·杭州七中选考模拟)在一定温度下，向 a L 密闭容器中加入 1 mol X 气体和 2 mol Y 气体，发生如下反应：X(g)＋3Y(g)4Z(g)，此反应达到平衡的标志是(　　) A．容器内压强不再随时间变化而变化 B．容器内各物质的浓度不再随时间变化而变化 C．容器内 X、Y、Z 的浓度之比为 1∶3∶4 D．单位时间消耗 0.1 mol X 同时生成 0.4 mol Z 解析：选 B。由 X(g)＋3Y(g)4Z(g)可知，该反应前后的化学计量数之和相等，所以 压强不再变化的状态不一定是平衡状态，故 A 错误；反应达平衡时，各物质的浓度不再随 时间改变，是化学平衡状态的依据，故 B 正确；反应达到平衡时的各物质浓度之比与反应 的初始物质的量以及反应的转化程度有关，所以不能确定是否达到平衡，故 C 错误；消耗 0.1 mol X 同时生成 0.4 mol Z 都表示正反应速率，不能说明正、逆反应速率相等，所以不能 作为判断是否达到平衡状态的依据，故 D 错误。 8．某温度下，向容积为 2 L 的密闭反应器中充入 0.10 mol SO3，当反应器中的气体压强 不再变化时测得 SO3 的转化率为 20%，则该温度下反应 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常 数为(　　) A．3.2×103　　　　　　　 B．1.6×103 C．8.0×102 D．4.0×102 解析：选 A。 SO3 的起始浓度为 0.05 mol/L，由转化率可知分解的 SO3 为 0.01 mol/L， 所以平衡时 SO2、O2、SO3 的浓度分别为 0.01 mol/L、0.005 mol/L、0.04 mol/L。则该温度下 化学平衡常数 K＝ c2（SO3） c2（SO2）·c（O2）＝3.2×103。 9．下列说法正确的是(　　) A．所有自发进行的化学反应都是放热反应 B．同一物质固、液、气三种状态的熵值相同 C．ΔH＜0、ΔS＞0 的反应可自发进行 D．在其他条件不变的情况下，使用催化剂可以改变化学反应进行的方向 解析：选 C。高温下熵增自发进行的反应，是吸热反应，故 A 错误；同种物质在固、 液、气三种状态下，固态时熵值最小，气态时熵值最大，故 B 错误；当 ΔH＜0，ΔS＞0 时，Δ H－TΔS＜0，一定能自发进行，故 C 正确；在其他条件不变的情况下，催化剂只改变反应 速率，不改变平衡移动，所以不可以改变化学反应进行的方向，故 D 错误。 10．在 2 L 的恒容密闭容器中，加入 1 mol X 和 3 mol Y，在一定条件下发生如下反应： X(s)＋3Y(g)2Z(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0)，3 s 后生成 Z 的物质的量为 1.2 mol。下列 说法不正确的是(　　) A．达到化学平衡状态时，正反应速率大于零 B．混合气体的密度不变时，反应达到化学平衡状态 C．0～3 s，Y 的平均反应速率为 0.3 mol·L－1·s－1 D．充分反应后，放出的热量为 a kJ 答案：D 11．数十年来，化学工作者对碳的氧化物做了广泛深入的研究并取得了一些重要成果。 CO 常用于工业冶炼金属，如图是在不同温度下 CO 还原四种金属氧化物达到平衡后气体中 lg[c(CO)/c(CO2)]与温度(t)的关系曲线图。下列说法不正确的是(　　) A．工业上可以通过增高反应装置来延长矿石和 CO 接触的时间，减少尾气中 CO 的含 量 B．CO 不适宜用于工业冶炼金属铬(Cr) C．工业冶炼金属铜(Cu)时较低的温度有利于提高 CO 的利用率 D．CO 还原 PbO2 的反应 ΔH<0 解析：选 A。增高反应装置来增长 CO 与铁矿石的接触时间，不影响平衡移动，CO 的 利用率不变，A 项错误；由图像可知，用 CO 冶炼金属铬时，lg[c(CO)/c(CO2)]一直很高，说 明 CO 转化率很低，B 项正确；由图像可知，冶炼金属铜时，温度越低，lg[c(CO)/c(CO2)]越 小，则 CO 转化率越高，C 项正确；由图像可知，CO 还原 PbO2 的温度越高，lg[c(CO)/c(CO2)] 越大，说明 CO 转化率越低，平衡逆向移动，故 ΔH＜0，D 项正确。 12．(2020·浙江 1 月选考,T21)一定温度下，在 2 L 的恒容密闭容器中发生反应 A(g)＋ 2B(g)3C(g)。反应过程中的部分数据如下表所示： n/mol t/min n(A) n(B) n(C) 0 2.0 2.4 0 5 0.9 10 1.6 15 1.6 下列说法正确的是(　　) A．0～5 min 用 A 表示的平均反应速率为 0.09 mol·L－1·min－1 B．该反应在 10 min 后才达到平衡 C．平衡状态时，c(C)＝0.6 mol·L－1 D．物质 B 的平衡转化率为 20% 答案：C 二、非选择题 13．在一定条件下，乙醇可催化脱水生成乙烯：CH3CH2OH(g)C2H4(g)＋H2O(g)。某 科研团队在恒温恒容容器中对某催化剂的脱水工艺进行了研究，得到下图： 已知初始乙醇含水量为 40%时，该温度下达到平衡后，混合气中水蒸气浓度变为 c，则 根据图中信息计算该温度下，乙醇脱水反应的平衡常数 K＝____________。 解析：设初始乙醇的物质的量为 n，则达平衡时，n(CH3CH2OH)＝(1－a)n，n(C2H4)＝ bn，所以 K＝ bnc （1－a）n＝ bc 1－a。 答案： bc 1－a 14．(2020·浙江新高考研究联盟第一次联考)苯硫酚(C6H5—SH)是一种用途广泛的有机合 成中间体。工业上用常用氯苯(C6H5—Cl)和硫化氢(H2S)反应来制备苯硫酚，但会有副产物苯 (C6H6) 生成。 Ⅰ.C6H5—Cl(g)＋H2S(g)C6H5—SH(g)＋HCl(g)　ΔH1＝－16.8 kJ/mol Ⅱ.C6H5—Cl(g)＋H2S(g)===C6H6(g)＋HCl(g)＋ 1 8S8(g)　ΔH2 反应Ⅱ的焓变不易测量，现查表得如下数据： Ⅲ.C6H5—SH(g)===C6H6(g)＋ 1 8S8(g)　ΔH3＝－29.0 kJ/mol 请回答： (1)反应Ⅱ为不可逆反应，请简述理由：___________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)现将一定量的氯苯和硫化氢置于一固定容积的容器中模拟工业生产过程，在不同温 度下均反应 20 分钟测定生成物的浓度，得到图 1 和图 2。 ①下列说法不正确的是________。 A．由图 1 可知，相同条件下反应Ⅰ的活化分子百分数大于反应Ⅱ的活化分子百分数 B．图 1 中 C6H5—SH 的浓度在 590 K 随温度变化的原因可能是反应Ⅱ中消耗反应物， 使反应Ⅰ平衡逆向移动 C．其他条件不变，由图 1 可知，氯苯的转化率随温度的升高而降低 D．由图 2 可知，若要提高 C6H5—SH 的产量，可提高硫化氢与氯苯起始物质的量之比 ②590 K 时，氯苯和硫化氢混合气体(体积比 1∶2.5，总物质的量 a mol)在 V L 的固定容 积中进行反应，达到平衡时，测得容器中苯硫酚的物质的量为 a/7 mol，苯的物质的量为 a/14 mol，则该温度下反应Ⅰ的平衡常数为________(保留两位有效数字)。 ③请根据图 1、图 2，在下图中画出恒温恒容条件下反应主产物苯硫酚的物质的量浓度 随时间变化的曲线图。 解析：(1)根据盖斯定律，由Ⅰ＋Ⅲ得出 ΔH2＝ΔH1＋ΔH3，求出 ΔH2＝－45.8 kJ/mol， 根据 ΔG＝ΔH－TΔS，因为 ΔH2<0，ΔS>0，说明其正反应是自发反应，而逆反应为非自发 反应。 (2)①A.根据图 1，反应Ⅰ的化学反应速率比反应Ⅱ快，说明相同条件下，反应Ⅰ的活 化分子百分数大于反应Ⅱ的活化分子百分数，故 A 说法正确；B.根据反应Ⅰ和反应Ⅱ的化 学反应方程式，氯苯和硫化氢都是反应物，因为反应Ⅱ是不可逆反应，升高温度，反应Ⅱ中 消耗氯苯和硫化氢，相当于减少反应Ⅰ中反应物的浓度，平衡向逆反应方向移动，苯硫酚的 浓度降低，故 B 说法正确；C.根据图 1，反应Ⅱ中氯苯的转化率随温度的升高而升高，故 C 说法错误；D.根据图 2，硫化氢与氯苯的起始物质的量之比大于 2.5 时，苯硫酚的浓度反而 降低，故 D 说法错误。 ② C6H5—Cl(g)＋H2S(g)C6H5—SH(g)＋HCl(g) 变化的 物质的 量/mol 　 a/7 a/7 a/7 a/7 C6H5—Cl(g)＋H2S(g)===C6H6(g)＋HCl(g)＋ 1 8S8(g) 变化的 物质的 量/mol 　a/14 a/14 a/14 a/14 开始时，氯苯的总物质的量为 1 1＋2.5a mol＝ 2a 7 mol，硫化氢的总物质的量为 2.5 1＋2.5a mol ＝ 5a 7 mol，达到平衡时，氯苯的物质的量为( 2a 7 － a 7－ a 14) mol＝ a 14 mol，硫化氢的物质的量 为( 5a 7 － a 7－ a 14) mol＝ a 2 mol，根据化学平衡常数的表达式可知 K＝ a 7V × 3a 14V a 14V × a 2V ＝0.86。③根据 图 1 和 图 2 ， 随 着 反 应 的 进 行 ， 苯 硫 酚 的 浓 度 先 增 加 ， 后 降 低 ， 因 此 图 像 是 。 答案：(1)反应Ⅱ的 ΔH2＝－45.8 kJ/mol<0，ΔS>0，说明其正反应是自发反应，而逆反 应为非自发反应，所以反应Ⅱ为不可逆反应 (2)①CD　②0.86　③ 15．研究 CO、NO2 等气体的性质，以便消除污染或变废为宝，可以保护环境、节约资 源。试运用所学知识，解决下列问题： (1)生产水煤气过程中有以下反应： ①C(s)＋CO2(g)2CO(g)　ΔH1； ②CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)　ΔH2； ③C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH3。 若平衡表达式为 K＝ c（H2）·c（CO） c（H2O） ，则它所对应的化学方程式是________(填序号)； 上述反应 ΔH1、ΔH2、ΔH3 之间的关系为________________。 (2)不同温度下反应②的平衡常数如下表所示。 温度/℃ 400 500 800 平衡常数 K 9.94 9 1 则 ΔH2________0(填“＜”或“＞”)；在 500 ℃时，把等物质的量浓度的 CO 和 H2O(g) 充入反应容器，达到平衡时 c(CO)＝0.005 mol·L－1、c(H2)＝0.015 mol·L－1，则 CO 的平衡转 化率为________。 (3)对反应 2NO2(g)N2O4(g)　ΔH＜0，在温度为 T1、T2 时，平衡体系 N2O4 的体积分 数随压强变化曲线如图所示。则 T1________T2(填“＞”或“＜”)；增大压强，平衡向________ 反应方向移动；B、C 两点的平衡常数 B________C(填“＞”或“＜”)。 解析：(1)化学平衡常数是生成物的平衡浓度的幂之乘积除以反应物平衡浓度的幂之乘 积，所以 H2、CO 是生成物，对应反应③；反应③可由反应①＋反应②得到，所以 ΔH1＋ΔH2 ＝ΔH3。(2)温度升高，K 值减小，说明平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应。由反应 CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)，可知 CO 的起始浓度为 0.02 mol·L－1，则 CO 的平衡转化 率为 75%。(3)压强相同时，比较温度变化对平衡的影响，取 A、C 两点，温度降低平衡正向 移动，N2O4 的体积分数增大，则 A 点温度低，即 T10；由图示知 60 s 时该反应达到平衡， 消耗 N2O4 为 0.100 mol·L－1－0.040 mol·L－1＝0.060 mol·L－1，根据 v＝ Δc Δt可知：v(N2O4)＝ 0.060 mol·L－1 60 s ＝0.001 0 mol·L－1·s－1；求平衡常数可利用三段式： 　　　　　　　　N2O4(g)2NO2(g) 起始量/(mol·L－1) 0.100 0 转化量/(mol·L－1) 0.060 0.120 平衡量/(mol·L－1) 0.040 0.120 K1＝ c2（NO2） c（N2O4）＝ 0.122 0.04 ＝0.36。 (2)①100 ℃时达平衡后，改变反应温度为 T，c(N2O4)降低，说明平衡 N2O4(g)2NO2(g) 向正反应方向移动，根据勒夏特列原理，温度升高，向吸热反应方向移动，即向正反应方向 移动，故 T>100 ℃；②由 c(N2O4)以 0.002 0 mol·L－1·s－1 的平均速率降低，经 10 s 又达到 平衡，可知此时消耗 N2O4 0.002 0 mol·L－1·s－1×10 s＝0.020 mol·L－1， 由三段式： 　　　　　　　　N2O4(g)2NO2(g) 起始量/(mol·L－1) 0.040 0.120 转化量/(mol·L－1) 0.020 0.040 平衡量/(mol·L－1) 0.020 0.160 K2＝ c2（NO2） c（N2O4）＝ 0.1602 0.020 ＝1.28。 (3)温度 T 时反应达到平衡后，将反应容器的容积减小一半，压强增大，平衡会向气体 体积减小的方向移动，该反应逆反应为气体体积减小的反应，故平衡向逆反应方向移动。 答案：(1)大于　0.001 0　0.36 (2)①大于　反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高 ②平衡时，c(NO2)＝0.120 mol·L－1＋0.002 0 mol·L－1·s－1×10 s×2＝0.160 mol·L－1， c(N2O4)＝0.040 mol·L－1－0.002 0 mol·L－1·s－1×10 s＝0.020 mol·L－1， K2＝ 0.1602 0.020 ＝1.28。 (3)逆反应　将反应容器的容积减小一半，即增大压强，当其他条件不变时，增大压强， 平衡向气体分子数减小的方向移动，即向逆反应方向移动