第2章化学反应的方向限度与速率

[第2章化学反应的方向、限度与速率](满分100分时间90分钟)一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)1．25℃和1.01×105Pa时，反应2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝56.76kJ·mol－1能自发进行的原因是()A．是吸热反应B．是放热反应C．是熵减少的反应D．熵增大效应大于能量效应解析：根据化学反应的焓变与熵变的综合关系式ΔH－TΔS＜0分析，该反应ΔH＞0，要使反应自发进行必须使TΔS＞ΔH。答案：D2．化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应，反应物浓度随反应时间变化如图所示，计算反应4～8min间的平均反应速率和推测反应16min时反应物的浓度，结果应是()A．2.5μmol·L－1·min－1和2.0μmol·L－1B．2.5μmol·L－1·min－1和2.5μmol·L－1C．3.0μmol·L－1·min－1和3.0μmol·L－1D．5.0μmol·L－1·min－1和3.0μmol·L－1解析：本题考查化学反应速率的计算，意在考查考生对图表的分析能力和数据的处理能力。4～8min间化合物Bilirubin的浓度变化为Δc＝10μmol·L－1，则v(Bilirubin)＝10μmol·L－14min＝2.5μmol·L－1·min－1；根据图示，每隔4min化合物Bilirubin的浓度减小一半，则16min时化合物Bilirubin的浓度为8min时浓度的1/4，故16min时其浓度为10μmol·L－1×1/4＝2.5μmol·L－1，B项正确。答案：B3．(2011·深圳高级中学月考)下列关于化学平衡常数的说法正确的是()A．化学平衡发生移动，平衡常数必发生变化B．平衡常数发生变化，化学平衡必发生移动C．改变浓度，平衡常数一定改变D．催化剂改变达到平衡的时间，必引起平衡常数的改变解析：化学平衡常数只与温度有关，与浓度、压强、催化剂无关；平衡发生移动，是由于Q≠K，可能是Q发生了变化，平衡常数不一定发生变化，但平衡常数发生变化，化学平衡必发生移动。答案：B4．工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下：SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)ΔH＝＋QkJ·mol－1(Q＞0)，某温度、压强下，将一定量的反应物通入密闭容器进行以上的反应(此条件下为可逆反应)，下列叙述正确的是()A．反应过程中，若增大压强能提高SiCl4的转化率B．若反应开始时SiCl4为1mol，则达到平衡时，吸收热量为QkJC．反应至4min时，若HCl的浓度为0.12mol·L－1，则H2的反应速率为0.03mol·L－1·min－1D．当反应吸收热量为0.025QkJ时，生成的HCl通入100mL1mol·L－1的NaOH溶液恰好反应解析：该反应为体积增大的反应，增大压强平衡左移，SiCl4转化率减小，A错；该反应为可逆反应，不能实现完全转化，放出的热量一定小于QkJ，B错；反应至4min时，HCl的浓度为0.12mol·L－1，表示的反应速率为：v(HCl)＝0.03mol·L－1·min－1，换算为v(H2)＝0.015mol·L－1·min－1，C错；当吸热0.025QkJ时，说明反应的SiCl4为0.025mol，生成HCl0.1mol，其与100mL1mol·L－1的NaOH恰好反应，D正确。答案：D5．对可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，下列叙述正确的是()A．达到化学平衡时，4v正(O2)＝5v逆(NO)B．若单位时间内生成xmolNO的同时，消耗xmolNH3，则反应达到平衡状态C．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大D．化学反应速率关系是：2v正(NH3)＝3v正(H2O)解析：根据反应方程式知4v正(O2)＝5v逆(NO)表示v正＝v逆，所以A正确。生成NO、消耗NH3均为正反应的变化，所以B中叙述未表示逆反应的情况，所以B错误。由于反应物、生成物均为气体，所以增加容器体积，v正、v逆都减小，C错误。v正(NH3)∶v正(H2O)＝2∶3，D错误。答案：A6．(2011·西安高二检测)已知：A(s)＋B(g)2D(g)ΔH＞0，该反应达到平衡后，下列条件的改变有利于平衡向正反应方向移动的是()A．升高温度和减小压强B．降低温度和减小压强C．降低温度和增大压强D．升高温度和增大压强解析：该反应为正向气体分子数增多且反应吸热，因此低压高温有利于平衡正向移动。答案：A7．CaCO3与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的量与反应时间的关系如图所示，下列结论不．正确的是()A．反应开始2min内平均反应速率最大B．反应速率先增大后又减小C．反应开始4min内温度对反应速率的影响比浓度大D．反应在第2min到第4min间生成CO2的平均反应速率为v(CO2)＝0.1mol·min－1解析：首先要看明白图像，图中的曲线表明，二氧化碳的产生速率先快后慢。在第一个2min内产生了0.1molCO2，第二个2min内产生了0.2molCO2，第三个2min内产生了0.05molCO2，反应速率先增大后减小；先增大是由于反应放热，使溶液温度升高，导致反应速率增大，4min后速率下降则是由于浓度降低所引起的，通过计算知，A项错误，应该是2min～4min的平均速率最大。答案：A8．[双选题]可逆反应2A(g)＋B(g)3C(？)＋D(？)ΔH0，其他条件不变，随着温度的降低，混合气体平均相对分子质量有变小的趋势，则下列判断正确的是()A．C和D可能都是固体B．C和D一定都是气体C．若D为固体，则C一定是气体D．C和D可能都是气体解析：降温，平衡向右移动，混合气体的平均相对分子质量有变小的趋势，由M＝m气n气，则C、D可能都是气体，此时m(气)不变，n(气)增大；也可能D是固体，C是气体，m(气)变小，n(气)不变。答案：CD9．高温下，某反应达平衡，平衡常数K＝cCO·cH2OcCO2·cH2，恒容时，温度升高，H2浓度减小。下列说法正确的是()A．该反应的焓变为正值B．恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小C．升高温度，逆反应速率减小D．该反应化学方程式为CO＋H2O催化剂高温CO2＋H2解析：由平衡常数的表达式可得，该反应化学方程式应为CO2＋H2＋H2O，故D错；由题意知，温度升高，平衡向正反应方向移动，说明正反应为吸热反应，ΔH0，A正确；恒温恒容下，增大压强，平衡不移动，H2浓度不变，故B错；C项，升高温度，正、逆反应速率都会增大，故C错。答案：A10．下列反应在任意温度下一定能自发进行的是()A．2NaCl＋2H2O======通电2NaOH＋Cl2↑＋H2↑B．NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)ΔH＜0C．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)ΔH＞0D．X2Y2(g)===X2(g)＋Y2(g)ΔH＜0解析：A项需通电才能进行，为非自发反应；B项ΔH＜0，ΔS＜0，在低温下ΔH－TΔS＜0，反应能自发进行；C项ΔH＞0，ΔS＞0，在高温下ΔH－TΔS＜0，反应能自发进行；D项，ΔH＜0，ΔS＞0，在任何温度下ΔH－TΔS＜0，反应一定能自发进行。答案：D11．已知200℃，反应2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)的平衡常数K＝10，则下列情况达到平衡状态的是()c(NO)c(CO)c(CO2)c(N2)A110.10.1B0.10.10.10.1C0.20.10.21D0.30.20.20.3解析：根据方程式写出浓度商的表达式，然后代入数值计算，浓度商与平衡常数相等时即为平衡状态。B项中Q＝0.12×0.10.12×0.12＝10，即Q＝K，处于平衡状态。答案：B12．合成氨反应的正反应是气体体积减小的放热反应。合成氨工业的生产流程如下：关于合成氨工业的说法中不．正确的是()A．混合气进行循环利用遵循绿色化学思想B．合成氨反应须在低温下进行C．对原料气进行压缩是为了增大原料气的转化率D．使用催化剂可以提高反应的速率，但是不能使平衡向正反应方向移动解析：合成氨反应在700K的高温下进行。答案：B13．T℃时，A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中A、B、C浓度变化如图(Ⅰ)所示，若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2时，B的体积分数与时间的关系如图(Ⅱ)所示，则下列结论正确的是()A．在(t1＋10)min时，其他条件不变，增大压强，平衡向逆反应方向移动B．(t1＋10)min时，保持容器总压强不变，通入稀有气体，平衡向正反应方向移动C．T℃时，在相同容器中，若由0.3mol·L－1A、0.1mol·L－1B和0.4mol·L－1C反应，达到平衡后，C的浓度仍为0.4mol·L－1D．其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大，且A的转化率增大解析：图(Ⅰ)是c－t图，根据A、B浓度分别减少0.2mol·L－1、0.6mol·L－1，C的浓度增大0.4mol·L－1，则反应方程式为A＋3B2C，A选项：增大压强，平衡右移，A错误；B选项：保持总压不变，通入稀有气体，平衡左移，B错误；C选项此时各物质浓度与原平衡相等，正确；D选项：由图(Ⅱ)可知T1T2，且温度升高，B的体积分数增大，平衡左移，所以正反应方向为放热反应，A的转化率减小，D错误。答案：C14.右图所示为800℃时A、B、C三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化，只从图上分析不能得出的结论是()A．A是反应物B．前2minA的分解速率为0.1mol·L－1·min－1C．达平衡后，若升高温度，平衡向正反应方向移动D．反应的方程式为：2A(g)2B(g)＋C(g)解析：据题意知A为反应物，B、C为生成物，Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)＝(0.4mol·L－1－0.2mol·L－1)∶(0.3mol·L－1－0.1mol·L－1)∶0.1mol·L－1＝2∶2∶1，故反应方程式为2A(g)2B(g)＋C(g)；前2minA的分解速率为0.4mol·L－1－0.2mol·L－12min＝0.1mol·(L·min)－1；据题意无法判断改变温度时，平衡移动的方向，故选C。答案：C15．在某密闭容器中，可逆反应：A(g)＋B(g)xC(g)符合图像(Ⅰ)所示关系。由此推断，对图像(Ⅱ)的不．正确的说法是()A．p3p4，y轴表示A的转化率B．p3p4，y轴表示B的质量分数C．p3p4，y轴表示C的质量分数D．p3p4，y轴表示混合气体的平均相对分子质量解析：据图像(Ⅰ)知，在压强不变时，曲线b的斜率比c的大，故T1T2。降温(T1→T2)时，C%增大，即平衡正向移动，说明正反应为放热反应。当温度不变时，曲线b的斜率比a的大，故压强p2p1，增大压强(p1→p2)时，C%增大，即平衡正向移动，故x2即x＝1。由图像(Ⅱ)知，保持体系温度不变，增大压强(p4→p3)，平衡正向移动，C%、A、B的转化率、混合气体的平均相对分子质量均增大，而A、B的质量分数要减小，故答案为B。答案：B16.对于可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应)，下列说法中正确的是()A．达到平衡后加入N2，当重新达到平衡时，NH3的浓度比原平衡的大，N2的浓度比原平衡的小B．达到平衡后，升高温度，既加快了正、逆反应速率，又提高了NH3的产率C．达到平衡后，缩小容器体积，既有利于加快正、逆反应速率，又有利用提高氢气的转化率D．加入催化剂可以缩短达到平衡的时间，是因为正反应速率增大了，而逆反应速率减小了解析：加入N2，平衡向右移动，NH3的浓度增大，N2的浓度也比原平衡大；升高温度，正、逆反应速率加快，平衡向左移动，NH3的产率减小；缩小容器容积，即增大压强，正、逆反应速率加快，平衡向右移动，H2的转化率提高；加入催化剂能同等程度的加快正、逆反应速率。答案：C二、非选择题(本题包括6小题，共52分)17．(8分)反应A(g)＋