高考化学总复习练习化学反应进行的方向与限度.docx
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高考化学总复习练习化学反应进行的方向与限度
课练22 化学反应进行的方向与限度
小题狂练
1．[2019·商丘模拟]过程的自发性的作用是（ ）
A．判断过程的方向
B．确定过程是否一定会发生
C．判断过程发生的速率
D．判断过程的热效应
答案：
A
解析：
化学反应的自发性只能判断过程进行的方向，不能判断过程热效应，不能判断是否会发生和过程发生的速率。
2．[2019·武汉月考]某化学反应的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
答案：
A
解析：
反应自发进行需要满足ΔH－TΔS<0，依据题干条件计算，ΔH－TΔS＝－122kJ·mol－1－T×231×10－3kJ·mol－1·K－1<0，所以该反应在任何温度下都能自发进行，故选A。
3．在恒温恒容密闭容器中发生反应：
X（s）＋2Y（g）M（g）＋G（g） ΔH。
下列情况表明反应达到平衡状态的是（ ）
A．容器内气体压强不再改变
B．容器内气体密度不再改变
C．反应热ΔH不再改变
D．X的浓度不再改变
答案：
B
解析：
观察反应知，X是固态。
A项，该反应是等气体分子数反应，气体压强始终不变，故不能判断反应是否达到平衡状态；B项，正反应是气体质量增大体积不变的反应，故气体密度由小到大，当气体密度不变时可说明反应已达到平衡状态；C项，反应热只与化学计量数有关，与转化率无关，不能判断反应是否达到平衡状态；D项，X为固体，X的浓度始终不变，不能判断反应是否达到平衡状态。
4．[2019·辽宁丹东五校联考]在恒温下体积恒定的密闭容器中有可逆反应：
2NO（g）＋O2（g）2NO2（g）（正反应为放热反应），不能说明反应已达到平衡状态的是（ ）
A．正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率相等
B．反应器中压强不随时间变化而变化
C．混合气体颜色深浅保持不变
D．混合气体平均相对分子质量保持不变
答案：
A
解析：
达到平衡状态时，正反应生成NO2的速率是逆反应生成O2速率的2倍，并非相等，A符合题意。
该反应前后气体分子总数不相等，反应过程中气体压强不断变化，若反应容器中压强不随时间变化而变化，则达到平衡状态，B不符合题意。
NO2是红棕色气体，其他气体均无色，若混合气体颜色深浅保持不变，则c（NO2）不变，该反应达到平衡状态，C不符合题意。
反应前后气体的质量不变，总物质的量不相等，则平均相对分子质量不断变化，若混合气体平均相对分子质量保持不变，则该反应达到平衡状态，D不符合题意。
5．[2019·南昌质检]碳酸氢铵在室温下能自发进行分解反应，下列说法正确的是（ ）
A．碳酸氢铵分解是因为外界给予能量
B．碳酸盐都不稳定，都能自发分解
C．碳酸氢铵分解是熵增反应
D．碳酸氢铵分解是熵增反应，所以能自发分解
答案：
C
解析：
碳酸氢铵在室温下分解，说明分解温度低，不需要外界给予能量，A项错误；不能根据碳酸氢铵类推所有碳酸盐，如碳酸钠、碳酸钾等都能稳定存在，B项错误；碳酸氢铵分解生成二氧化碳、氨气，是熵增反应，C项正确；熵变不是判断反应能否自发进行的唯一因素，应根据ΔH－TΔS的值进行判断反应能否自发进行，D项错误。
6．在恒容密闭容器中进行如下反应X（g）＋Y（g）2Z（g）＋W（？
）。
下列情况能表明该可逆反应一定达到平衡状态的是（ ）
A．混合气体平均相对分子质量不变
B．混合气体密度不变
C．混合气体压强不变
D．Z的消耗速率等于X的生成速率的2倍
答案：
A
解析：
可逆反应中W的状态不确定，W可能是气态、非气态。
A项，若W为固态或液态，则混合气体质量发生变化，气体分子数不变；若W为气态，则气体质量不变，气体分子数发生变化，则气体平均相对分子质量不变时达到平衡状态，正确；B项，若W为气体时，总质量不变，气体密度不变，错误；若W为液态或固态时，气体总物质的量不变，气体压强不变，错误；D项，Z的消耗速率始终等于X的生成速率的2倍，错误。
7．[2019·北京石景山模拟]在某恒容密闭容器中进行如下可逆反应：
2M（g）＋N（g）W＋2Q（g） ΔH<0，下列图像正确且能表示该可逆反应达到平衡状态的是（ ）
答案：
D
解析：
A项，W的状态不确定，若W为固态或液态时，气体密度由大到小，图像错误；若W为气态，则在恒容容器中，气体密度始终不变，图像错误。
B项，W的状态不确定，所以气体相对分子质量变化情况不确定，错误。
C项，反应热只与具体反应中各物质的化学计量数有关，与是否平衡无关。
反应热始终不变，不能作为化学平衡状态的判断依据。
D项，无论W是否是气体，产物Q的体积分数均由小到大，当Q的体积分数不变时，表明达到平衡状态，D项正确。
8．[2019·安阳模拟]下列有关化学反应的方向及其判据的说法正确的是（ ）
A．非自发反应就是不可能发生的反应，自发反应就是能较快进行的反应
B．高温高压下可以使石墨转化为金刚石是自发的化学反应
C．由焓变和熵变组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程（温度、压强一定条件下）
D．反应NH3（g）＋HCl（g）===NH4Cl（s）在低温下能自发进行，说明该反应的ΔH>0
答案：
C
解析：
自发进行与反应快慢无关，A项错误；在高温高压下石墨转化成金刚石是非自发性反应，B项错误；复合判据既考虑了焓变，又考虑了熵变，C项正确；合成氯化铵的反应是熵减反应，只有焓减反应才能自发进行，故它的焓变小于0，D项错误。
9．[2019·浙江新高考联盟联考]一定条件下，在体积恒定的密闭容器中发生反应：
N2（g）＋3H2（g）2NH3（g） ΔH＝－QkJ·mol－1（Q>0），下列说法正确的是（ ）
A．升高温度，逆反应速率减小
B．当混合气体的密度不再发生变化时，说明反应达到平衡状态
C．达到平衡时反应放出的热量可达QkJ
D．达到平衡时，v（N2）＝3v（H2）
答案：
C
解析：
升高温度，反应混合物中活化分子数目及活化分子百分数均增大，故正、逆反应速率均增大，A错误。
体积恒定的密闭容器中，反应物及生成物均为气体，混合气体的密度始终不变，不能据此判断是否达到平衡状态，B错误。
题目中未指明N2和H2的物质的量，若起始N2和H2的物质的量分别大于1mol和3mol，则达到平衡时放出的热量可达到QkJ，C正确。
达到平衡时，N2、H2的反应速率之比等于其化学计量数之比，则有3v（N2）＝v（H2），D错误。
10．在恒容密闭容器中充入2molSO2和2molNO2发生反应：
SO2（g）＋NO2（g）NO（g）＋SO3（g） ΔH＝－QkJ·mol－1，达到平衡状态时，下列说法不正确的是（ ）
A．气体密度保持不变
B．气体总压强始终不变
C．SO2和SO3共2mol
D．放出QkJ热量
答案：
D
解析：
该反应是可逆反应，生成NO的物质的量不一定是1mol，放出热量不一定是QkJ。
11．下列判断不正确的是（ ）
A．4Fe（OH）2（s）＋O2（g）＋2H2O（l）===4Fe（OH）3（s）能自发进行，则它是焓增反应
B．2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）是焓减反应，它在较低温度下能自发进行
C．Na与H2O的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行
D．Br2（l）＋H2（g）===2HBr（g）是焓减、熵增反应，该反应能自发进行
答案：
A
解析：
A项，该反应是熵减反应，能自发进行，说明ΔH－TΔS<0，即该反应是焓减反应，错误；B项，该反应是气体分子数减小的反应，熵小于0，所以，该反应在较低温度下能自发进行，正确；C项，由ΔH－TΔS<0可知，该反应能自发进行，正确；D项，该反应能自发进行，正确。
12．[2019·浙江模拟]已知：
X（g）＋2Y（g）3Z（g） ΔH＝－akJ·mol－1（a>0）。
下列说法不正确的是（ ）
A．0.1molX和0.2molY充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3mol
B．达到化学平衡状态时，X、Y、Z的浓度不再发生变化
C．达到化学平衡状态时，反应放出的总热量可达akJ
D．升高反应温度，逆反应速率增大，正反应速率减小
答案：
D
解析：
该反应是可逆反应，0.1molX和0.2molY充分反应不可能完全转化为Z，故生成Z的量一定小于0.3mol，A正确；达到化学平衡状态时，反应混合物中各物质的浓度保持不变，即X、Y、Z的浓度不再发生变化，B正确；若使起始X、Y的物质的量分别大于1mol和2mol，达到化学平衡状态时，反应可能生成3molZ，则反应放出的总热量可达akJ，C正确；升高温度，活化分子数及活化分子百分数均增大，正、逆反应速率均增大，D错误。
13．[2019·黑龙江哈尔滨三中调研]下列说法中不正确的是（ ）
A．SiO2（s）＋2C（s）===Si（s）＋2CO（g）只能在高温下自发进行，则该反应的ΔH>0
B．3C（s）＋CaO（s）===CaC2（s）＋CO（g）在常温下不能自发进行，说明该反应的ΔH>0
C．BaSO4（s）＋4C（s）===BaS（s）＋4CO（g）室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH<0
D．常温下，2NO（g）＋O2（g）===2NO2（g）能够自发进行，则该反应的ΔH<0
答案：
C
解析：
该反应为熵增反应，则有ΔS>0；该反应只有在高温下自发进行，说明在低温时ΔH－TΔS>0，则该反应的ΔH>0，A正确；该反应为熵增反应，则有ΔS>0；该反应在常温下不能自发进行，说明常温时ΔH－TΔS>0，即反应的ΔH>0，B正确；该反应为熵增反应，则有ΔS>0；该反应室温下不能自发进行，说明室温时ΔH－TΔS>0，即反应的ΔH>0，C错误；该反应为熵减反应，则有ΔS<0；该反应常温下能自发进行，说明常温时ΔH－TΔS<0，即反应的ΔH<0，D正确。
14．[2015·天津卷]下列说法不正确的是（ ）
A．Na与H2O的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行
B．饱和Na2SO4溶液或浓硝酸均可使蛋白质溶液产生沉淀，但原理不同
C．FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解，同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同
D．Mg（OH）2固体在溶液中存在平衡：
Mg（OH）2（s）Mg2＋（aq）＋2OH－（aq），该固体可溶于NH4Cl溶液
答案：
C
解析：
钠与水反应有气体生成，是熵增的放热反应，所以反应能自发进行，A项正确；饱和硫酸钠溶液使蛋白质溶液产生沉淀发生的是蛋白质的盐析，而浓硝酸使蛋白质溶液产生沉淀发生的是蛋白质的变性，二者原理不同，B项正确；FeCl3和MnO2都能催化H2O2分解，但催化剂具有选择性，二者的催化效率肯定不相同，C项错误；Mg（OH）2固体能溶于NH4Cl溶液中，是由于NH4Cl水解溶液显酸性，且发生了反应：
NH
＋OH－===NH3·H2O使沉淀溶解平衡正向移动，D项正确。
15．工业上，用硅酸锂吸收CO2，在某温度T下发生化学反应：
Li4SiO4（s）＋2CO2（g）2Li2CO3（s）＋SiO2（s） ΔH<0。
下列说法正确的是（ ）
A．升高温度，平衡常数增大
B．当二氧化硅浓度不再变化时，反应达到平衡状态
C．一定温度下，加压能促进硅酸锂对CO2的吸收
D．一定温度下，平衡后缩小体积，CO2的平衡浓度增大
答案：
C
解析：
A项，正反应是放热反应，升高温度，平衡常数减小，错误；B项，二氧化硅是固体，其浓度为常数，不能作为判断平衡状态标准，错误；C项，一定温度时，加压可以增大CO2浓度，反应向右进行并提高反应速率，正确；D项，该反应只有一种气体，温度不变，平衡常数不变，故平衡时CO2的浓度不变，错误。
16．甲醇（CH3OH）是绿色能源。
工业上合成原理：
2H2（g）＋CO（g）CH3OH（g）。
一定温度下，在1L恒容密闭容器中充入H2和一定量的CO，CH3OH的体积分数与反应物投料比的关系如图所示。
下列说法正确的是（ ）
A．当混合气体的密度保持不变时反应达到平衡
B．图像四个点中，d点处CH3OH的物质的量最大
C．图像四个点中，只有c点表示达到平衡状态
D．图像中c点到d点，平衡向正反应方向移动
答案：
D
解析：
A项，反应前后的物质均是气体，且混合气体的总质量不变，又因为是恒容容器，故气体密度始终不变，不正确；B项，达到平衡，d点相当于c点平衡后，再增加氢气的浓度，平衡向正方向移动，CO的平衡转化率增大，CH3OH的物质的量最大，错误；C项，曲线上的每个点都是不同反应物投料比下的平衡点，错误；D项，相当于c点达到平衡后，继续增大H2的物质的量，平衡向右移动，正确。
17．CO是一种重要化工原料，镍是有机化学的重要催化剂。
Ⅰ.镍能与CO反应，化学方程式如下：
Ni（s）＋4CO（g）
Ni（CO）4（g） ΔH
（1）ΔH________0（填“>”“<”或“＝”）。
（2）工业上，利用密闭石英管提纯粗镍。
在密闭石英管内充满CO，在________放置粗镍（填“高温区”或“低温区”），在另一区域收集纯镍粉。
（3）吸烟时，烟草燃烧生成的CO会与烟草中微量的Ni在肺部发生该反应，生成容易进入血液的Ni（CO）4，随着CO与血红蛋白的结合，在血液中不断积累重金属镍单质，使人体中毒。
用化学平衡原理解释“镍积累”：
______________________________________。
（4）镍与CO反应会造成镍催化剂中毒。
为了防止镍催化剂中毒，工业上常用SO2除去CO。
已知有关能量变化关系如图所示。
写出用SO2除去CO的热化学方程式：
____________________。
Ⅱ.工业上用一氧化碳制取氢气的反应为CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g），420℃时，该反应的平衡常数K为9.0。
在2L的密闭容器中充入CO和H2O的物质的量都是0.6mol,5min末达到平衡，则此时CO的转化率为________，生成H2的平均速率为________。
答案：
Ⅰ.
（1）<
（2）低温区
（3）Ni（CO）4进入血液后，CO与血红蛋白结合，平衡左移，镍在人体中积累
（4）SO2（g）＋2CO（g）===S（s）＋2CO2（g）
ΔH＝－（b－a）kJ·mol－1
Ⅱ.75% 0.045mol·L－1·min－1
解析：
Ⅰ.
（1）在较低温度下有利于合成四羰基合镍，在高温下四羰基合镍分解，说明正反应是放热反应。
（2）利用平衡移动原理提纯镍：
粗镍中含有不反应且难挥发的杂质，将粗镍放在低温区，使镍与CO化合成气态四羰基合镍，将难挥发的杂质残留在低温区。
在高温区，四羰基合镍蒸气分解，纯镍留在高温区。
（3）CO与血红蛋白结合能力很强，使平衡向左移动，产生的镍逐渐增多。
（4）根据图像写出热化学方程式：
①S（s）＋O2（g）===SO2（g） ΔH＝－akJ·mol－1
②2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g） ΔH＝－bkJ·mol－1
根据盖斯定理，②－①得：
SO2（g）＋2CO（g）===S（s）＋2CO2（g） ΔH＝－（b－a）kJ·mol－1。
Ⅱ.设平衡时CO的浓度减小量为xmol·L－1，则
K＝
＝9.0，x＝0.225
CO的转化率为
×100%＝75%，
v（H2）＝
＝0.045mol·L－1·min－1。
课时测评
1.[2019·德阳诊断]已知反应2CO（g）===2C（s）＋O2（g）的ΔH为正值，ΔS为负值。
设ΔH和ΔS不随温度而变，下列说法正确的是（ ）
A．低温下能自发进行
B．高温下能自发进行
C．任何温度下都能自发进行
D．任何温度下都不能自发进行
答案：
D
解析：
反应2CO（g）===2C（s）＋O2（g）的ΔH为正值，ΔS为负值，则ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行，故选D。
2．[2019·江西联考]一定温度下，可逆反应2NO22NO＋O2在恒容密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是（ ）
①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2；②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO；③混合气体的密度不再改变；④混合气体的颜色不再改变；⑤密闭容器中压强不再改变；⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变。
A．②③⑤⑥B．①④⑤⑥
C．①③④⑥D．全部
答案：
B
解析：
单位时间内生成nmolO2，同时生成2nmolNO2，说明v正＝v逆，达到平衡状态，①正确；无论反应是否达到平衡状态，反应速率之比等于化学计量数之比，②错误；容器体积不变，气体质量不变，所以密度始终不变，密度不变不能判断反应是否达到平衡，③错误；混合气体的颜色不再改变，说明NO2气体的浓度不变，达到平衡状态，④正确；反应前后气体的化学计量数之和不相等，当达到平衡时，气体的压强不变，⑤正确；反应前后气体的化学计量数之和不相等，当达到平衡时，气体的物质的量不变，则混合气体的平均摩尔质量不再改变，⑥正确。
3．[2019·唐山质检]已知碳酸钡分解反应：
（Ⅰ）BaCO3（s）===BaO（s）＋CO2（g） ΔH1仅在高温下能自发进行；高锰酸钾分解：
（Ⅱ）2KMnO4（s）===K2MnO4（s）＋MnO2（s）＋O2（g） ΔH2在任何温度下都能自发进行。
下列焓变判断正确的是（ ）
A．ΔH1<0，ΔH2<0B．ΔH1>0，ΔH2<0
C．ΔH1<0，ΔH2>0D．ΔH1>0，ΔH2>0
答案：
B
解析：
反应（Ⅰ）是熵增反应（ΔS>0），仅在高温下自发进行，由ΔH1－TΔS<0，知ΔH1>0。
反应（Ⅱ）是熵增反应，在任何温度下都自发进行，该反应是焓减反应，即ΔH2<0。
4．在一个密闭容器中进行如下反应：
2X2（g）＋Y2（g）2Z（g），反应过程中某一时刻X2、Y2、Z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，下列数据可能合理的是（ ）
A．Z的浓度为0.4mol·L－1
B．X2、Z的浓度均为0.15mol·L－1
C．X2的浓度为0.4mol·L－1
D．X2与Z的浓度之和为0.4mol·L－1
答案：
D
解析：
反应若正向进行到底，Z的浓度才为0.4mol·L－1，根据可逆反应特点，A错；B项不符合质量守恒定律；反应若逆向进行到底，X2的浓度才为0.4mol·L－1，根据可逆反应特点，C错。
5．[2019·桂林模拟]对可逆反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g） ΔH＝－92.4kJ·mol－1，下列叙述正确的是（ ）
A．达到化学平衡时，若增加容器容积，则正反应速率减小，逆反应速率增大
B．若单位时间内生成xmolN2，消耗2xmolNH3，则反应达到平衡状态
C．达到化学平衡时，2v正（H2）＝3v逆（NH3）
D．加入催化剂，正反应速率增大，逆反应速率不变
答案：
C
解析：
达到平衡时，减小压强，正、逆反应速率都减小，A项错误；生成N2和消耗NH3的反应方向相同，不能判断反应是否达到平衡，B项错误；H2、NH3的正反应速率之比为3:
2，所以，NH3的正、逆反应速率相等，反应达到平衡，C项正确；加入催化剂，正、逆反应速率都会增大，D项错误。
6．下列有关叙述中正确的是（ ）
选项
化学反应方程式
已知条件
预测
A
M（s）===X（g）＋Y（s）
ΔH>0
它是非自发反应
B
W（s）＋xG（g）===2Q（g）
ΔH<0，自发反应
x可能等于1、2、3
C
4X（g）＋5Y（g）===4W（g）＋6G（g）
能自发反应
ΔH一定小于0
D
4M（s）＋N（g）＋2W（l）===4Q（s）
常温下，自发进行
ΔH>0
答案：
B
解析：
该反应中固体分解生成气体和固体，则该反应熵增加，且为吸热反应，则有ΔH>0，ΔS>0，当温度升高时，使ΔH－TΔS<0，该反应能自发进行，A错误；该反应的ΔH<0，若为熵增加反应，任何温度下都能自发进行；若为熵减反应，在低温下能自发进行，故x可能等于1、2或3，B正确；该反应为熵增反应，即ΔS>0，当ΔH<0时，在任何温度下均能自发进行，当ΔH>0时，高温下可自发进行，C错误；该反应为熵减反应，常温下能自发进行，说明该反应一定是放热反应，则有ΔH<0，D错误。
7．[2019·四川乐山调研]在T℃时，将一定量A加入到体积为2L的某密闭容器中，发生反应2A（g）B（g）＋C（g） ΔH＝－akJ·mol－1（a>0）。
反应在第15min时达到平衡，反应过程中
与时间t有如图所示关系，若测得第15min时，c（B）＝0.8mol·L－1，下列结论正确的是（ ）
A．反应达到平衡时，A的转化率为80%
B．A的初始物质的量为2mol
C．反应达到平衡时，放出的热量为2akJ
D．15min时，v正＝v逆＝0
答案：
A
解析：
第15min时c（B）＝0.8mol·L－1，则有n（B）＝0.8mol·L－1×2L＝1.6mol；由图可知，此时
＝2，则有n（A）＝
n（B）＝0.8mol；生成1.6molB时，消耗3.2molA，则A的平衡转化率为
×100%＝80%，A正确。
A的初始物质的量为3.2mol＋0.8mol＝4mol，B错误。
生成1molB时放出akJ热量，则达到平衡时放出的热量为1.6akJ，C错误。
第15min时，该反应达到平衡状态，此时正、逆反应速率相等，但不等于0，D错误。
8．[2019·山东菏泽一中第二次月考]将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到分解平衡：
NH2COONH4（s）2NH3（g）＋CO2（g）。
实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：
温度/℃
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
平衡总压强/kPa
5.7
8.3
12.0
17.1
24.0
平衡气体总浓度/（×10－3mol·L－1）
2.4
3.4
4.8
6.8
9.4
（1）该反应的焓变ΔH________0，熵变ΔS________0（填“>”“<”或“＝”）。
（2）可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是________（填序号）。
A．2v正（NH3）＝v逆（CO2）
B．密闭容器中总压强不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变
D．密闭容器中氨气的体积分数不变
（3）根据表中数据计算，在25.0℃时，反应2NH3（g）＋CO2（g）NH2COONH4（s）的平衡常数K＝________。
（4）取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25℃下达到平衡状态。
若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量________（填“增大”“减小”或“不变”）。
答案：
（1）> >
（2）BC （3）6.1×107 （4）增大
解析：
（1）分析表中数据可知，温度升高，平衡气体总浓度增大，说明平衡正向移动，该反应为吸热反应，则有ΔH>0；该反应是气体体积增大的反应，则有ΔS>0。
（2）达到平衡时，正、逆反应速率相等，则有v正（NH3）＝2v逆（CO2），A项不符合题意；因为反应前后气体分子数不相等，未达到平衡前压强一直在变，所以总压强不变时，说明反应达到平衡，B项符合题意；反应未达到平衡
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