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素养提升练
(建议用时:40分钟)
一、选择题
1.下列说法正确的是( )
A.同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
B.自发反应一定是熵增大的反应,非自发反应一定是熵减小或不变的反应
C.自发反应在一定条件下才能实现
D.自发反应在任何条件下都能实现
答案 C
解析 同一物质:S(g)>S(l)>S(s),A错误。反应是否自发,是由熵变和焓变共同决定的,即ΔG=ΔH-TΔS<0时,反应能自发进行,故自发反应的熵不一定增大,也可能减小,B错误。过程的自发性只能用于判断过程的方向,是否能实现还要看具体的条件,C正确,D错误。
2.N2+3H22NH3是目前工业上合成氨的反应,下列关于该反应的说法正确的是( )
A.增加N2的浓度能加快反应速率
B.降低体系温度能加快反应速率
C.使用催化剂不影响反应速率
D.若反应在密闭容器中进行,N2和H2能100%转化为NH3
答案 A
3.(2023·苏北四市高三统考)对于反应4Fe2O3(s)+3CH4(g)8Fe(s)+6H2O(g)+3CO2(g),下列说法正确的是( )
A.上述反应的ΔS>0
B.上述反应的平衡常数K=
C.增大体系压强,可提高CH4的平衡转化率
D.CH4与CO2浓度相同时,反应达到平衡状态
答案 A
解析 由方程式可知,该反应的平衡常数K=,B错误;该反应是气体分子数增大的反应,增大压强平衡向气体分子数减小的方向移动,即平衡逆向移动,甲烷的平衡转化率降低,C错误;达到平衡时,二氧化碳和甲烷的浓度不一定相等,D错误。
4.下列说法正确的是( )
A.凡是放热反应都是自发的,吸热反应都是非自发的
B.自发反应的现象不一定非常明显
C.常温下,反应C(s)+CO2(g)2CO(g)不能自发进行,则该反应的ΔH<0
D.反应2Mg(s)+CO2(g)===C(s)+2MgO(s)能自发进行,则该反应的ΔH>0
答案 B
解析 不能仅仅根据焓变判断反应的自发性,放热反应不一定都是自发进行的,吸热反应也可能是自发进行的,A错误;根据反应C(s)+CO2(g)2CO(g)常温下不能自发进行可知,该反应的ΔH-TΔS>0,又知该反应ΔS>0,则该反应的ΔH>0,C错误;反应2Mg(s)+CO2(g)===C(s)+2MgO(s)能自发进行,则ΔH-TΔS<0,因ΔS<0,则ΔH<0,D错误。
5.下列有关合成氨反应的说法正确的是( )
A.反应的ΔS>0
B.反应的ΔH=E(N—N)+3E(H—H)-6E(N—H)(E表示键能)
C.反应中每消耗1 mol H2转移电子的数目约等于2×6.02×1023
D.反应在高温、高压和催化剂条件下进行可提高H2的平衡转化率
答案 C
解析 在合成氨反应中,生成物气体分子数小于反应物气体分子数,所以反应的ΔS<0,A错误;反应的ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和=E(N≡N)+3E(H—H)-6E(N—H)(E表示键能),B错误;由合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),可建立关系式:N2~3H2~6e-,则反应中每消耗1 mol H2转移电子的数目约等于2 mol×6.02×1023 mol-1=2×6.02×1023,C正确;合成氨反应为放热的可逆反应,高温可加快反应速率,但会使平衡逆向移动,不能提高H2的平衡转化率,使用催化剂只能改变反应速率,但不能改变H2的平衡转化率,D错误。
6.在合成氨时,既要使氨的产率增大,又要使化学反应速率增大,可以采取的措施有( )
A.减小体积使压强增大
B.升高温度
C.降低温度
D.恒温恒压,再充入等量的N2和H2
答案 A
解析 压强增大,速率增大,同时平衡右移,A正确;升温平衡左移,降温速率变慢,B、C错误;D项,恒温恒压条件下加入等量的N2和H2,反应物浓度不变,速率不变。
[重难点拨] 工业生产中选择适宜生产条件的思路
(1)分析化学反应的特点:从可逆性、反应前后气体体积的变化、焓变三个角度分析。
(2)根据反应特点具体分析外界条件对反应速率和平衡的影响。
(3)从反应速率和平衡的角度进行综合分析,再充分考虑实际情况,选出适宜的外界条件。
7.合成氨厂所需H2可由焦炭与水反应制得,其中有一步反应为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0。欲提高CO的利用率,可采用的方法是( )
①降低温度 ②增大压强 ③使用催化剂 ④增大CO的浓度 ⑤增大水蒸气的浓度
A.①②③ B.④⑤
C.①⑤ D.②⑤
答案 C
解析 增大压强,平衡不移动;使用催化剂,平衡不移动,CO的转化率不变;增大CO的浓度,平衡向右移动,但CO的转化率降低;降低温度或增大水蒸气的浓度,平衡均向右移动,CO的转化率增大。
8.已知298