第2章化学反应的方向限度与速率练习

第2章化学反应的方向、限度与速率练习第1节化学反应的限度(时间：30分钟)1．下列过程是非自发的是()。A．水由高处向低处流B．天然气的燃烧C．铁在潮湿空气中生锈D．室温下水结冰2．下列说法完全正确的是()。A．放热反应均是自发反应B．ΔS为正值的反应均是自发反应C．物质的量增加的反应，ΔS为正值D．如果ΔH和ΔS均为正值，当温度升高时，反应可能自发进行3．碳酸铵[(NH4)2CO3]在室温下就自发的分解产生氨气，对其说法中正确的是()。A．碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大B．碳酸铵分解是因为外界给予了能量C．碳酸铵分解是吸热反应，根据能量判据不能自发分解D．碳酸盐都不稳定，都能自发分解4．在图(1)中A、B两个容器里，分别收集着两种不同的理想气体。若将中间活塞打开[如图(2)]，两种气体分子立即都占有了两个容器。这是一个不伴随能量变化的自发过程。关于此过程的下列说法不正确的是()。A．此过程是从混乱程度小向混乱程度大变化的过程，即熵增加的过程B．此过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出C．此过程是从有序到无序，混乱度增大的过程D．此过程是自发可逆的5．已知反应CO(g)===C(s)＋12O2(g)的ΔH为正值，ΔS为负值，设ΔH与ΔS不随温度而变，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．任何温度下都是非自发变化6．对于化学反应的方向的确定，不仅仅与焓变(ΔH)有关，也与温度(T)、熵变(ΔS)有关。实验证明，化学反应的方向由ΔH－TΔS确定，若ΔH－TΔS＜0，则反应能自发进行，否则不能自发进行。下列说法正确的是()。A．在温度、压强一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向B．温度、压强一定时，吸热的熵增加反应一定能自发进行C．反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素D．固体溶解过程与焓变有关7．对于平衡体系mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，下列结论正确的是()。A．若此反应为放热反应，则该反应在任何条件下均可自发进行B．若m＋n＜p＋q，则此反应的ΔS＞0C．根据ΔH－TΔS，若此反应的ΔH＞0，ΔS＜0，则该反应在任何条件下均可自发进行D．该反应无论m＋n与p＋q大小如何，均是熵值增加的过程8．某化学反应其ΔH＝122kJ·mol－1，ΔS＝231J·mol－1·K－1，则此反应在下列哪种情况下可自发进行()。A．在任何温度下都能自发进行B．在任何温度下都不能自发进行C．仅在高温下自发进行D．仅在低温下自发进行9．有A、B、C、D四个反应：反应ABCDΔH/(kJ·mol－1)10.51.80－126－11.7ΔS/(J·mol－1·K－1)30.0－113.084.0－105.0则在任何温度下都能自发进行的反应是________；任何温度都不能自发进行的反应是________；另两个反应中，在温度高于________时可自发进行的反应是_______________，在温度低于________时可自发进行的反应是_______________________________。10．能源是人类生存和发展的重要支柱。研究化学反应中的能量变化在能源紧缺的今天具有很重要的意义。已知下列热化学方程式：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－570kJ·mol－1②H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)ΔH＝－242kJ·mol－1③C(s)＋12O2(g)===CO(g)ΔH＝－110.5kJ·mol－1④C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1⑤CO2(g)＋2H2O(g)===CH4(g)＋2O2(g)ΔH＝890kJ·mol－1回答下列问题：(1)上述反应中属于放热反应的是(填序号)________。(2)盖斯定律在生产和科学研究中具有很重要的意义。有些反应的反应热虽然很难直接测量，但可通过间接的方法求得。根据以上反应的ΔH值求出反应C(s)＋H2O(g)===H2(g)＋CO(g)的ΔH＝________。(3)(2)中反应的熵ΔS________0(选填“＞”“＝”或“＜”)；又已知：ΔG＝ΔH－TΔS(T指温度)，当ΔG＜0时可自发进行。则该反应在什么条件下可自发进行________。11．在冶金工业中，以C作为还原剂，如温度高于980K时，氧化产物以CO为主，低于980K时以CO2为主。(1)已知2CO(g)CO2(g)＋C(s)，T＝980K时ΔH－TΔS＝0。当体系温度低于980K时，估计ΔH－TΔS________0(选填“大于”“小于”或“等于”)；当体系温度高于980K时，该反应________自发进行(填“能”或“不能”)。(2)电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应为SiO2(s)＋4HF(g)===SiF4(g)＋2H2O(g)ΔH(298.15K)＝－94.0kJ·mol－1，ΔS(298.15K)＝－75.8J·mol－1·K－1，设ΔH和ΔS不随温度变化而变化，则此反应自发进行的温度是________。12．已知C2H5OH(l)===C2H5OH(g)ΔH＝42.3kJ·mol－1ΔS＝121J·mol－1·K－1已知焓变和熵变随温度变化很小，试回答下面问题：(1)在298K下，C2H5OH(l)能否自发转变为C2H5OH(g)?(2)在373K下，C2H5OH(l)能否自发转变为C2H5OH(g)?(3)请估算C2H5OH的沸点。第2节化学反应的限度2-2-1化学平衡常数和平衡转化率(时间：30分钟)1．在可逆反应中，平衡常数与反应进行的限度关系正确的是()。A．K越大，反应程度越大B．K越大，反应程度越小C．K的大小与反应程度无关D．升高温度，K增大2．下列关于平衡常数的说法正确的是()。A．在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度，生成物用平衡浓度B．在任何条件下，化学平衡常数是一个恒定值C．平衡常数的大小只与温度有关，而与浓度、压强、催化剂等无关D．从平衡常数的大小可以推断一个反应进行的程度和快慢3．放热反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)在温度t1时达到平衡，[CO]1＝[H2O]1＝1.0mol·L－1，其平衡常数为K1。其他条件不变，升高反应体系的温度至t2时，反应物的平衡浓度分别为[CO]2和[H2O]2，平衡常数为K2，则()。A．若增大CO浓度，K2和K1都增大B．K2＞K1C．[CO]2＝[H2O]2D．[CO]1＞[CO]24．将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：①NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)；②2HI(g)H2(g)＋I2(g)达到平衡时，[H2]＝0.5mol·L－1，[HI]＝4mol·L－1，则此温度下反应①的平衡常数数值为()。A．9B．16C．20D．255．二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大气的主要污染物，综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)某温度下，SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。根据图示回答下列问题：(1)将2.0molSO2和1.0molO2置于10L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10MPa。该反应的平衡常数等于________。(2)平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)________K(B)(填“＞”“＜”或“＝”)。解析(1)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)起始浓度mol·L－12.0101.0100平衡浓度mol·L－10.040.020.16K＝0.16mol·L－120.04mol·L－12×0.02mol·L－1＝800L·mol－1。(2)平衡状态由A变到B时，条件的改变是增大压强，温度没有变化，所以平衡常数不变，K(A)＝K(B)。答案(1)800L·mol－1(2)＝6．联氨(N2H4)及其衍生物是一类重要的火箭燃料，N2H4与N2O4反应能放出大量的热。(1)已知：2NO2(g)N2O4(g)ΔH＝－57.20kJ·mol－1。一定温度下，在密闭容器中反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡，其他条件不变时，下列措施能提高NO2转化率的是________。A．减小NO2的浓度B．降低温度C．增加NO2的浓度D．升高温度(2)25℃时，1.00gN2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)和H2O(l)，放出19.14kJ的热量，则反应2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(l)的ΔH＝__________kJ·mol－1。(3)17℃，1.01×105Pa，密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时，c(NO2)＝0.0300mol·L－1，c(N2O4)＝0.0120mol·L－1，计算反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数K。7．一定条件下，在恒容密闭容器中，能表示反应X(g)＋2Y(g)2Z(g)一定达到化学平衡状态的是()。①X、Y、Z的物质的量之比为1∶2∶2②X、Y、Z的浓度不再发生变化③容器中的压强不再发生变化④单位时间内生成nmolZ，同时生成2nmolYA．①②B．①④C．②③D．③④8．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：t℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6回答下列问题：(1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝________。(2)该反应为________反应(选填“吸热”、“放热”)。(3)能判断该反应是否已达到化学平衡状态的依据是________________________________________________________________________。a．容器中压强不变b．混合气体中c(CO)不变c．v正(H2)＝v逆(H2O)d．c(CO2)＝c(CO)(4)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为________℃。9．将2.00molSO2和2.00molO2通入1.00L的密闭容器中，1500K时，反应达到平衡，测得SO3的物质的量浓度为0.64mol·L－1，则平衡时SO2的平衡转化率为()。A．30%B．32%C．50%D．18%10．在一密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol·L－1、0.1mol·L－1、0.2mol·L－1。当反应达到平衡时可能存在的数据是()。A．SO2为0.4mol·L－1，O2为0.2mol·L－1B．SO3为0.25mol·L－1C．SO2、SO3均为0.15mol·L－1D．SO3为0.4mol·L－111．X、Y、Z三种气体，取X和Y按1∶1的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：X＋2Y2Z，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3∶2，则Y的转化率最接近于()。A．33%B．40%C．50%D．65%12．在某温度下，将H2和I2各0.10mol的气态混合物充入10L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得[H2]＝0.0080mol·L－1。(1)H2的转化率为________；反应的平衡常数为________。(2)在上述温度下，该容器中若通入H2和I2各0.20mol的气态混合物，则达到化学平衡状态时HI的物质的量浓度为________。2-2-2反应条件对化学平衡的影响(时间：30分钟)1．可确认发生了化学平衡移动的是()。A．化学反应速率发生了改变B．有气态物质参加的可逆反应达到平衡后，改变了压强C．由于某一条件的改变，使平衡混合物中各组分的浓度发生了不同程度的改变D．可逆反