2021版江苏新高考选考化学（苏教版）一轮复习课后达标检测：专题7 2 第二单元　化学反应的方向与限度

2021版江苏新高考选考化学（苏教版）一轮复习课后达标检测：专题7 2 第二单元　化学反应的方向与限度

一、单项选择题 ‎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)＋Cl2(g)===AgCl(s)‎ ‎ ΔH＝－127 kJ·mol－1‎ C．HgO(s)===Hg(l)＋O2(g)　 ΔH＝91 kJ·mol－1‎ D．H2O2(l)===O2(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．下列有关化学平衡常数的描述中正确的是(　　)‎ A．化学平衡常数的大小取决于化学反应的内因，与其他外界条件无关 B．相同温度下，反应A＋BC与反应CA＋B的化学平衡常数相同 C．反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0的化学平衡常数随温度升高而增大 D．反应A(g)＋B(g)2C(g)的平衡常数表达式为K＝ 解析：选D。化学平衡常数内因由反应物本身的性质决定，外因只受温度影响，A项错；相同温度下，同一反应的正、逆反应的平衡常数互为倒数，一般不相等，B项错；该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，C项错。‎ ‎3．向恒温恒压容器中充入2 mol NO、1 mol O2，发生反应：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)。下列情况不能说明反应已达到平衡状态的是(　　)‎ A．容器体积不再改变 B．混合气体的颜色不再改变 C．混合气体的密度不再改变 D．NO与O2的物质的量的比值不再改变 解析：选D。这是一个气体体积变化的反应，恒压条件下，体积不变，则说明达到平衡，A正确。同理，混合气体密度不变，说明达到平衡，C正确。气体颜色不变，说明c(NO2)不变，反应达到平衡，B正确。NO、O2按化学计量数比投料，‎ 反应过程中两者物质的量之比始终为化学计量数之比，D错误。‎ ‎4．在容积可变的密闭容器中，2 mol N2和8 mol H2在一定条件下发生反应，达到平衡时，H2的转化率为25%，则平衡时氮气的体积分数接近(　　)‎ A．5%　　　B．10%　　　C．15%　　　D．20%‎ 解析：选C。达到平衡时，H2转化的物质的量为8 mol×25%＝2 mol。在一定条件下，N2与H2发生反应：‎ ‎　 N2＋3H22NH3‎ 起始物质的量/mol 2 8 0‎ 转化物质的量/mol 2 平衡物质的量/mol 6 同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比，故平衡时氮气的体积分数为×100%≈15%。‎ ‎5．下列说法中，不正确的是(　　)‎ A．常温下，反应4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)的ΔH＜0、ΔS＜0‎ B．在其他条件不变时，2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)转化关系中(如图)，纵坐标表示O2的转化率 C．在其他条件不变时，向H2(g)＋I2(g)2HI(g)平衡体系中加入催化剂，反应速率加快，I2的转化率不变 D．14CO2与碳在高温条件下发生反应：CO2＋C2CO，达到化学平衡后，平衡混合物中含14C的微粒有14CO2、14CO、14C 解析：选B。A项中该反应为熵减反应，能自发进行，说明是放热反应，正确。B项中提高了O2的含量，使SO2转化率升高，而O2转化率降低，错误。C项中催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，不影响平衡移动，正确。D项说明化学平衡是一种动态平衡，正确。‎ ‎6．(2017·高考天津卷)常压下羰基化法精炼镍的原理为Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)。230 ℃时，该反应的平衡常数K＝2×10－5。已知：Ni(CO)4的沸点为42.2 ℃，固体杂质不参与反应。‎ 第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4；‎ 第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230 ℃制得高纯镍。‎ 下列判断正确的是(　　)‎ A．增加c(CO)，平衡正向移动，反应的平衡常数增大 B．第一阶段，在30 ℃和50 ℃两者之间选择反应温度，选50 ℃‎ C．第二阶段，Ni(CO)4分解率较低 D．该反应达到平衡时，v生成[Ni(CO)4]＝4v生成(CO)‎ 解析：选B。增加c(CO)，平衡正向移动，但平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，A项错误；第一阶段，50 ℃时，反应速率较快且Ni(CO)4为气态，能从反应体系中分离出来，B项正确；相同温度下，第二阶段与第一阶段的平衡常数互为倒数，则230 ℃时，第二阶段的平衡常数K′＝5×104，反应进行的程度大，故Ni(CO)4分解率较高，C项错误；该反应达到平衡时，4v生成[Ni(CO)4]＝v生成(CO)，D项错误。‎ 二、不定项选择题 ‎7.(2020·泰州模拟)在一定温度下，发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0。改变起始时n(SO2)对平衡时SO3体积分数的影响如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．SO2的起始量越大，混合气体中SO3的体积分数越大 B．a、b、c三点中，a点时SO2的转化率最大 C．a、b、c三点的平衡常数：Kb>Kc>Ka D．b、c点均为化学平衡点，a点未达平衡且反应正向进行 解析：选B。A.根据图像可知SO2的起始量越大，混合气体中SO3的体积分数不一定越大，A错误；B.O2的量一定时，起始时投入的二氧化硫越少，则二氧化硫的转化率越大，a、b、c三点中，a点时SO2的转化率最大，B正确；C.平衡常数只与温度有关系，a、b、c三点的平衡常数均相等，C错误；D.a、b、c三点均为化学平衡点，D错误。‎ ‎8．在淀粉KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)I(aq)。测得不同温度下该反应的平衡常数K如表所示：‎ t/℃‎ ‎5‎ ‎15‎ ‎25‎ ‎35‎ ‎45‎ K ‎1 100‎ ‎841‎ ‎689‎ ‎533‎ ‎409‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．反应I2(aq)＋I－(aq)I(aq)的ΔH>0‎ B．其他条件不变，升高温度，溶液中c(I)减小 C．该反应的平衡常数表达式为K＝ D．25 ℃时，向溶液中加入少量KI固体，平衡常数K小于689‎ 解析：选B。选项A，温度升高，平衡常数减小，因此该反应是放热反应，ΔH<0，错误；选项B，温度升高，平衡逆向移动，c(I)减小，正确；选项C，K＝，错误；选项D，平衡常数仅与温度有关，25 ℃时，向溶液中加入少量KI固体，平衡正向移动，但平衡常数不变，仍然是689，错误。‎ ‎9．(2020·南通高三质检)已知NO和O2经反应①和反应②转化为NO2，其能量变化随反应过程如图所示。‎ ‎①2NO(g)N2O2(g)　ΔH1，平衡常数K1‎ ‎②N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)　ΔH2，平衡常数K2‎ 下列说法中不正确的是(　　)‎ A．ΔH1<0，ΔH2<0‎ B．2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的平衡常数K＝K1/K2‎ C．2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的ΔH＝ΔH1＋ΔH2‎ D．反应①的速率大小决定2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应速率 解析：选BD。由题图可知，反应①和反应②的反应物总能量均高于生成物总能量，所以ΔH1<0，ΔH2<0，A项正确；反应①＋反应②得2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)，所以K＝K1·K2，ΔH＝ΔH1＋ΔH2，B项错误，C项正确；反应速率主要取决于慢反应的反应速率，反应②的活化能大于反应①，所以反应②的反应速率小于反应①的，故反应②的速率大小决定2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应速率，D项错误。‎ 三、非选择题 ‎10．无色气体N2O4是一种强氧化剂，为重要的火箭推进剂之一。N2O4与NO2转换的热化学方程式为N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＝24.4 kJ/mol。‎ ‎(1)将一定量N2O4投入固定容积的真空容器中，下列现象能说明反应达到平衡的是________。‎ a．v正(N2O4)＝2v逆(NO2)‎ b．体系颜色不变 c．气体平均相对分子质量不变 d．气体密度不变 达到平衡后，保持体积不变，升高温度，再次达到平衡时，则混合气体颜色________(填 ‎“变深”“变浅”或“不变”)，判断理由是___________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)平衡常数K可用反应体系中气体物质分压表示，即K表达式中用平衡分压代替平衡浓度，分压＝总压×物质的量分数[例如：p(NO2)＝p总×x(NO2)]。写出上述反应平衡常数表达式：Kp＝______________________(用p总、各气体物质的量分数x表示)；影响Kp的因素为________。‎ ‎(3)真空密闭容器中充入一定量N2O4，维持总压强p0恒定，在温度为T时，平衡时N2O4分解百分率为α。保持温度不变，向密闭容器中充入等量N2O4，维持总压强在2p0条件下分解，则N2O4的平衡分解率的表达式为________。‎ 解析：(1)根据平衡定义，反应达到平衡状态时，2v正(N2O4)＝v逆(NO2)，a错误；体系颜色不变，说明NO2浓度不变，一定达到平衡状态，b正确；气体质量不变、反应中气体物质的量改变，根据M＝，气体平均相对分子质量为变量，当气体平均相对分子质量不变时，一定达到平衡状态，c正确；气体质量不变、体积不变，ρ＝，密度为恒量，气体密度不变不一定达到平衡状态，d错误。N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＝24.4 kJ/mol，正反应是吸热反应，达到平衡后，保持体积不变，升高温度，平衡正向移动，NO2浓度增大，则混合气体颜色变深。‎ ‎(2)平衡常数表达式为Kp＝；影响平衡常数K的因素是温度，所以影响Kp的因素是温度。‎ ‎(3)设充入的N2O4的物质的量为n mol，维持总压强p0恒定，达到平衡时，N2O4的分解百分率为α，则平衡时的物质的量N2O4为n(1－α) mol，NO2为2nα mol，Kp＝＝p0×。向密闭容器中充入等量N2O4，维持总压强2p0恒定，达到平衡时，设N2O4的分解百分率为β，则平衡时的物质的量N2O4为n(1－β) mol，NO2为2nβ mol，Kp＝＝2p0×。根据Kp不变，知p0×＝2p0×，解得β＝ 。‎ 答案：(1)bc　变深　正反应是吸热反应，其他条件不变，升高温度，平衡正向移动，c(NO2)增大，颜色加深 ‎(2)　温度 ‎(3) ‎11．(2018·高考全国卷Ⅱ)CH4CO2催化重整可以得到合成气(CO和H2)：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)。反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：‎ 积碳反应 CH4(g)=== ‎ C(s)＋2H2(g)‎ 消碳反应 CO2(g)＋C(s)‎ ‎===2CO(g)‎ ΔH/(kJ·mol－1)‎ ‎75‎ ‎172‎ 活化能/‎ ‎(kJ·mol－1)‎ 催化剂X ‎33‎ ‎91‎ 催化剂Y ‎43‎ ‎72‎ ‎(1)由上表判断，催化剂X________Y(填“优于”或“劣于”)，理由是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图1所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是________(填标号)。‎ A．K积、K消均增加 B．v积减小、v消增加 C．K积减小、K消增加 D．v消增加的倍数比v积增加的倍数大 ‎　‎ ‎　　　图1　　　　　　　　　　　图2‎ ‎(2)在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v＝k·p(CH4)·[p(CO2)]－0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图2所示，则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为_______________________________________。‎ 解析：(1)从表格中数据可看出相对于催化剂X，用催化剂Y催化时积碳反应的活化能大，则积碳反应的反应速率小，而消碳反应活化能相对小，则消碳反应的反应速率大，再 根据题干信息“反应中催化剂活性会因积碳反应而降低”可知催化剂X劣于催化剂Y。结合图示可知500～600 ℃随温度升高积碳量增加，而600～700 ℃随温度升高积碳量减少，故随温度升高，K积和K消均增加，且消碳反应速率增加的倍数比积碳反应的大，故A、D正确。‎ ‎(2)由该图像可知在反应时间和p(CH4)相同时，图像中速率关系va>vb>vc，结合沉积碳的生成速率方程v＝k·p(CH4)·[p(CO2)]－0.5，在p(CH4)相同时，随着p(CO2)增大，反应速率逐渐减慢，即可判断：pc(CO2)>pb(CO2)>pa(CO2)。‎ 答案：(1)劣于　相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大　AD ‎(2)pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)‎ ‎12．丙烯腈(CH2===CHCN)是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛(CH2===CHCHO)和乙腈(CH3CN)等。回答下列问题：‎ ‎(1)以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下：‎ ‎①C3H6(g)＋NH3(g)＋O2(g)===C3H3N(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－515 kJ/mol ‎②C3H6(g)＋O2(g)===C3H4O(g)＋H2O(g)　ΔH＝－353 kJ/mol 两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是____________________________；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是________________；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是__________。‎ ‎(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460 ℃。低于460 ℃时，丙烯腈的产率________(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率，判断理由是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________；‎ 高于460 ℃时，丙烯腈产率降低的可能原因是________(双选，填标号)。‎ A．催化剂活性降低　　　　　 B．平衡常数变大 C．副反应增多 D．反应活化能增大 ‎(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知，最佳n(氨)/n(丙烯)约为______，理由是__________________________________________________。‎ 进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为____________。‎ 解析：(1)由于反应①和②均为放出热量较多的反应，产物的能量较低，‎ 故两个反应在热力学上趋势很大；由于反应①为放热反应，且该反应为气体分子数增大的反应，故降低温度和减小压强均有利于反应正向进行，从而提高丙烯腈的平衡产率；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是使用合适的催化剂。(2)反应①为放热反应，升高温度，丙烯腈的平衡产率应降低，故低于460 ℃时，丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡产率；高于460 ℃时，催化剂的活性降低、副反应增多均可能导致丙烯腈的产率降低，A、C项正确；该反应为放热反应，升高温度，平衡常数减小，B项错误；升高温度可以提高活化分子的百分数，但不能改变反应所需的活化能，D项错误。(3)从题图(b)中可看出当n(氨)/n(丙烯)≈1.0时，丙烯腈的产率最高，此时几乎没有丙烯醛；只发生反应①时NH3、O2、C3H6的物质的量之比为1∶1.5∶1，结合空气中O2的体积分数约为20%，可确定进料气NH3、空气、C3H6的理论体积之比约为1∶7.5∶1。‎ 答案：(1)两个反应均为放热量大的反应　降低温度、减小压强　催化剂 ‎(2)不是　该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低　AC ‎(3)1.0　该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低　1∶7.5∶1‎