作业5 化学反应的方向与限度-【课堂快线】2024高二化学寒假作业（苏教版）

　　　　　　　　　　　 1.已知,H2O2分解成H2O和O2,其中ΔH=-196.1 kJ· mol-1,ΔS=125.8 J·mol-1·K-1,据此,下列说法正确的是 (　　) A.该反应在常温下不能自发 B.该反应在常温下能自发 C.该反应反应前后熵值减小 D.该反应反应物的总能量低于生成物的总能量 2.下列内容与结论相对应的是 (　　) 选项 内容 结论 A H2O(g)变成H2O(l) ΔS>0 B 硝酸铵溶于水可自发进行 该反应的ΔS>0 C 一个反应的ΔH>0,ΔS>0 反应一定不能自发进行 D H2(g)+F2(g)2HF(g)的ΔH=-271 kJ·mol-1ΔS=8 J·mol-1·K-1 反应在任意温度下都不能自发进行 3.下列反应中,常温常压下一定不能自发进行的是 (　　) A.2KClO3(s)2KCl(s)+3O2(g)　ΔH=-78.03 kJ·mol-1　ΔS=+1 110 J·mol-1·K-1 B.CO(g)C(s,石墨)+O2(g)　ΔH=110.5 kJ·mol-1　ΔS=-89.36 J·mol-1·K-1 C.4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)4Fe(OH)3(s)　　ΔH=-444.3 kJ·mol-1　ΔS=-280.1 J·mol-1·K-1 D.NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l) ΔH=37.30 kJ·mol-1 ΔS=+184.05 J·mol-1·K-1 4.设反应AD+E　ΔH-TΔS=(-4 500+11T)J·mol-1,要防止反应发生,温度必须 (　　) A.高于409 K B.低于136 K C.高于136 K而低于409 K D.低于409 K 5.汽车尾气(含CO、NO与SO2等)是城市空气的主要污染源之一,治理的办法之一是在汽车排气管上安装催化转化器,在其作用下NO与CO反应可生成参与大气生态循环的无毒气体,其反应原理是2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。下列说法中正确的是 (　　) A.该反应是熵增大的反应 B.该反应不能自发进行,因此需要合适的催化剂 C.该反应常温下能自发进行,催化剂只是加快反应的速率 D.该反应常温下能自发进行,因为该反应是吸热反应 6.在一密闭容器中放入1 mol X,进行可逆反应2X(g)3Y(g),反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的变化关系如图所示,下列叙述正确的是 (　　) A.t1时,只有正反应在进行 B.t2~t3时间段,反应停止 C.t2时,容器内有1.5 mol Y D.t2~t3时间段,X、Y的物质的量均没有发生变化 7.用氮化硅陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件,能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应如下:3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g)　ΔH<0,一定条件下,在恒容密闭容器中发生上述反应,能说明反应达到化学平衡状态的是 (　　) A.3v正(N2)=v正(H2) B.v正(HCl)=4v正(SiCl4) C.混合气体密度保持不变 D.单位时间内生成1 mol氮气,同时生成12 mol氯化氢 8.在一定温度下,反应H2(g)+X2(g)HX(g)的平衡常数为10。若将1.0 mol的HX(g)通入体积为1.0 L的密闭容器中,在该温度时HX(g)的最大分解率接近于 (　　) A.5 % B.17 % C.25 % D.33 % 1.将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(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)　ΔH=a kJ·mo(a>0)。能判断该分解反应已经达到化学平衡的是 (　　) A.v(NH3)=2v(CO2) B.密闭容器中NH3体积分数不变 C.反应吸收a kJ热量 D.密闭容器中混合气体的密度不变 2.已知298.15 K时,可逆反应:P(aq)+Sn(s)Pb(s)+S(aq)的平衡常数K=2.2,若溶液中P和S的浓度均为0.10 mol·L-1,则反应进行的方向是 (　　) A.向右进行 B.向左进行 C.处于平衡状态 D.无法判断 3.将6 mol A和5 mol B混合于4 L密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)nC(g)+2D(g),5 s后反应达到平衡状态,生成2 mol D和2 mol C,则下列结论中不正确的是 (　　) A.该温度下反应的化学平衡常数为 B.n值等于2 C.平衡时B的浓度为1 mol·L-1 D.平衡时B的转化率为50 % 4.某温度下,可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)的平衡常数为K,下列对K的说法正确的是 (　　) A.K值越大,表明该反应越有利于C的生成,反应物的转化率越大 B.若缩小反应容器的容积,能使平衡正向移动,则K增大 C.温度越高,K一定越大 D.如果m+n=p,则K=1 5.某温度时,向某V L的密闭容器中充入3 mol H2(g)和3 mol I2(g),发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g),已知生成2 mol HI时,该反应放出的热量为26.5 kJ,测得各物质的物质的量浓度与时间变化的关系如图所示。请回答下列问题: (1)V=　　　　L。   (2)该反应达到最大限度的时间是　　　　s,该段时间内的平均反应速率v(HI)=　　　　mol·L-1·s-1。   (3)该反应达到平衡状态时,　　　　(填“吸收”或“放出”)的热量为　　　　kJ。   (4)判断反应达平衡的依据是　　　　(填序号)。   ①H2消耗的速率和I2消耗的速率相等 ②H2、I2、HI的浓度比为1∶1∶2 ③H2、I2、HI的浓度都不再发生变化 ④该条件下正、逆反应速率都为零 ⑤混合气体的平均相对分子质量不再发生变化 ⑥气体的颜色不再发生变化 6.恒温恒容条件下,将2 mol A气体和2 mol B气体通入体积为2 L 的密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B(g)xC(g)+2D(s),2 min时反应达到平衡状态,此时剩余1.2 mol B,并测得C的浓度为1.2 mol·L-1。 (1)从开始反应至达到平衡状态,生成C的平均反应速率为　　　　。  (2)x=　　　　。  (3)下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是　　　　(填字母)。  A.压强不再变化 B.气体密度不再变化 C.A的消耗速率与B的消耗速率之比为2∶1 D.A的百分含量保持不变 作业5　化学反应的方向与限度 【基础训练】 1.B　解析:根据反应方向的判据ΔH-TΔS可知,该反应ΔH-TΔS=-196.1 kJ· mol-1-298 K×0.125 8 kJ·mol-1·K-1<0,故该反应在常温下可以自发,A错误,B正确;由于反应前没有气体,反应后有气体,所以该反应前后熵值增加,C错误;该反应放热,所以反应物的总能量大于生成物的总能量,D错误。 2.B　解析:物质由气态变为液态,混乱度减小,即ΔS<0,A项不符合题意;硝酸铵溶于水是吸热的熵增加过程,ΔS>0,反应可自发进行,B项符合题意;ΔH>0,ΔS>0,根据复合判据可知,高温时ΔH-TΔS<0,即高温条件下,反应能自发进行,C项不符合题意;由ΔH<0,ΔS>0知,ΔH-TΔS<0,故该反应在任意温度下都能自发进行,D项不符合题意。 3.B　解析:A项中反应为放热的熵增的反应,一定能自发进行;B项中ΔH>0,ΔS<0,一定不能自发进行;当ΔS、ΔH符号一致时由温度决定反应的自发性。C项中低温下ΔH-TΔS<0,反应可自发进行;D项中,高温下ΔH-TΔS<0,反应可自发进行。 4.A　解析:要防止反应发生需满足ΔH-TΔS>0的条件,解不等式得T>409 K,A正确。 5.C　解析:反应是否能自发进行,与是否使用催化剂无关;只使用催化剂便使尾气发生转化,可知该反应在常温下能自发进行;该反应是气体分子数减小的反应,故ΔS<0,因熵减小不利于反应自发进行,因此该反应自发进行的原因是ΔH<0。 6.D　解析:t1时,正、逆反应速率都大于零,都在进行,A错误;t2~t3时间段,正、逆反应速率都大于零,反应仍在进行,X、Y的物质的量均没有发生变化,B错误,D正确;t2时,反应达到平衡,但X不能完全转化为Y,故Y小于1.5 mol,C错误。 7.C　解析:3v正(N2)=v正(H2),等式两边均表示正反应速率,反应过程中始终成立,不能说明反应达到化学平衡状态,A错误;v正(HCl)=4v正(SiCl4),等式两边都表示正反应速率,反应始终成立,不能说明达到化学平衡状态,B错误;该反应有固体生成,属于气体的质量发生变化的反应,混合气体的密度保持不变,说明混合气体的总质量不变,正、逆反应速率相等,反应达到化学平衡状态,C正确;单位时间内生成1 mol氮气同时生成6 mol氯化氢,才能说明反应达到化学平衡状态,D错误。 8.B　解析: 　　　　　　　　　　H2(g)+X2(g)HX(g) c(起)/(mol·L-1): 0 0 1 c(转)/(mol·L-1): a a 2a c(平)/(mol·L-1): a a 1-2a 由K==10知,a=,所以HX(g)的分解率为=≈17 %。 【素能提升】 1.D　解析:未体现正、逆反应速率的关系,A错误;由于反应物为固体,密闭容器中氨气的体积分数一直不变,不能判断该分解反应已经达到化学平衡,B错误;该反应为可逆反应,反应吸收a kJ热量,只是说明分解的氨基甲酸铵的物质的量为1 mol,不能说明氨基甲酸铵的物质的量是否变化,C错误;密闭容器中混合气体的密度不变,说明气体质量不变,正、逆反应速率相等,D正确。 2.A　解析:Qc===1<K=2.2,故反应未达到平衡,反应向右进行。 3.D　解析:利用“三段式”法进行计算时,只有转化量与化学方程式中物质的系数成正比,起始量和平衡量与化学方程式中各物质的系数无关。生成C、D的物质的量相等,C、D的系数也相等,n=2,设转化的B的物质的量为x,则有 　　　　　3A(g)+B(g)2C(g) +2D(g) 初始/mol 6 5 0 0 转化/mol 3x x 2x 2x 平衡/mol 6-3x 5-x 2x 2x 根据题意得2x=2 mol,x=1 mol 平衡时B的浓度c(B)==1 mol·L-1,转化率α(B)=×100 %=20 %。 K==。 4.A　解析:K越大,该反应正向进行的程度越大,反应物的转化率越大,A正确;对于一个确定的化学反应,K只是温度的函数,温度一定,K一定,与压强无关,B错误;因该反应的热效应不确定,C错误;K=,故由m+n=p无法判断K的大小,D错误。 5.(1)3　(2)5　0.316　(3)放出　62.8　(4)③⑥ 解析:(1)根据图像知,氢气和碘蒸气的初始物质的量浓度为1 mol·L-1,所以容器的体积为3 L。(2)当反应达到平衡状态时,各物质的浓度不变,根据图像可知,反应达到最大限度的时间为5 s,v(HI)=0.316 mol·L-1·s-1。(3)该反应的正反应是放热反应,所以当反应达到平衡状态时会放出热量,根据碘化氢的物质的量和反应热之间的关系式得,放出的热量为62.8 kJ。(4)H2消耗的速率和I2消耗的速率相等,都是正反应,不能判断反应达到平衡状态,故①错误;H2、I2、HI的浓度之比为1∶1∶2,该反应不一定达到平衡状态,还与反应物初始浓度及转化率有关,故②错误;H2、I2、HI的浓度都不再发生变化,该反应正、逆反应速率相等,达到平衡状态,故③正确;正、逆反应速率都为零,该反应没有开始进行,所以一定没有达到平衡状态,平衡状态下正、逆反应速率相同且不为0,故④错误;反应前后气体质量和气体物质的量不变,混合气体的平均相对分子质量始终不发生变化,故⑤错误;气体的颜色不再发生变化,说明碘单质浓度不变,说明反应达到平衡状态,故⑥正确。 6.(1)0.6 mol·L-1·min-1　(2)3　(3)B、D 解析:(1)v(C)==0.6 mol·L-1·min-1。 (2)2A(g)+B(g)xC(g)+2D(s) 起始/mol·L-1 1 1 0 转化/mol·L-1 0.8 0.4 1.2 平衡/mol·L-1 0.2 0.6 1.2 由此可知,2∶1∶x=0.8∶0.4∶1.2=2∶1∶3,所以x=3。 (3)A项,x=3,该反应前后气体的物质的量不变,无论反应是否达到平衡,压强均不会变化;B项,气体的密度不再变化,而气体的体积不变,说明气体的质量不再发生变化,由于D为固体,故气体的质量不再发生变化时能说明反应已达到平衡状态;C项,A的消耗速率与B的消耗速率表示的反应方向一致,不能说明反应已达到平衡;D项,A的百分含量保持不变,说明反应已达到平衡。故选B、D。 学科网（北京）股份有限公司 $