2023版新教材高考化学复习特训卷第一部分高频考点分层集训第七单元化学反应速率和化学平衡课练20化学反应的方向和限度

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于”)。(已知：气体颜色越深，透光率越小。)(2)科学家利用测压法在刚性反应器中研究25℃时N2O5(g)的分解反应。Ⅰ.2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)ΔH<0Ⅱ.2NO2(g)⇌N2O4(g)ΔH<0反应体系的总压强p随时间t的变化如图所示。①研究表明，N2O5(g)分解的反应速率v(N2O5)＝2×10－3×p(N2O5)(kPa·min－1)。60min时，测得p(O2)等于2.4kPa，此时v(N2O5)＝____________kPa·min－1。②一段时间后N2O5(g)完全分解，N2O4(g)⇌2NO2(g)反应的平衡常数Kp＝________kPa(Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数)。③若升高温度至35℃，N2O5(g)完全分解后体系的总压强p________65.8kPa(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________。13．含硫化合物是实验室和工业上的常用化学品。请回答：(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO2：Cu(s)＋2H2SO4(l)=CuSO4(s)＋SO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－11.9kJ·mol－1。判断该反应的自发性并说明理由_____________________。(2)已知2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)ΔH＝－198kJ·mol－1。850K时，在一恒容密闭反应器中充入一定量的SO2和O2，当反应达到平衡后测得SO2、O2和SO3的浓度分别为6.0×10－3mol·L－1、8.0×10－3mol·L－1和4.4×10－2mol·L－1。①该温度下反应的平衡常数为________。②平衡时SO2的转化率为________。(3)工业上主要采用接触法由含硫矿石制备硫酸。①下列说法正确的是________。A．须采用高温高压的反应条件使SO2氧化为SO3B．进入接触室之前的气流无需净化处理C．通入过量的空气可以提高含硫矿石和SO2的转化率D．在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收SO3以提高吸收速率②接触室结构如图1所示，其中1～4表示催化剂层。图2所示进程中表示热交换过程的是________。A．a1→b1B．b1→a2C．a2→b2D．b2→a3E．a3→b3F．b3→a4G．a4→b4③对于放热的可逆反应，某一给定转化率下，最大反应速率对应的温度称为最适宜温度。在图3中画出反应2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)的转化率与最适宜温度(曲线Ⅰ)、平衡转化率与温度(曲线Ⅱ)的关系曲线示意图(标明曲线Ⅰ、Ⅱ)。(4)一定条件下，在Na2S­H2SO4­H2O2溶液体系中，检测得到pH­时间振荡曲线如图4，同时观察到体系由澄清→浑浊→澄清的周期性变化。可用一组离子方程式表示每一个周期内的反应进程，请补充其中的2个离子方程式。Ⅰ.S2－＋H＋=HS－；Ⅱ.①_____________________________________________________________________；Ⅲ.HS－＋H2O2＋H＋=S↓＋2H2O；Ⅳ.②_____________________________________________________________________。课练20化学反应的方向和限度狂刷小题夯基础[练基础]1．D常温下能自发进行的反应不一定是放热反应，如Ba(OH)2和NH4Cl的反应为吸热反应，但该反应在常温下可以自发进行，A项错误；有些熵减的反应也能自发进行，B项错误；某些自发反应需在一定条件下才能发生，而非自发反应具备了一定条件也可能发生，C项错误；ΔH－T·ΔS<0时反应能自发进行，因此ΔH>0，ΔS<0的反应，ΔH－T·ΔS>0恒成立，该反应在任何温度都不能自发进行，D项正确。2．BA项，是一个ΔH<0，ΔS>0的反应，一定能自发进行；B项，是一个ΔH>0，ΔS<0的反应，一定不能自发进行；C项，是一个ΔH<0，ΔS<0的反应，低温条件下可自发进行；D项，是一个ΔH>0，ΔS>0的反应，高温条件下可自发进行。3．AA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。4．B合成氨反应在恒温恒容的密闭容器中进行，体系的温度始终不变，故不能根据温度恒定判断是否达到平衡状态，A错误；反应中，气体的总物质的量和压强不断变化，当容器内的压强不再变化，该反应达到平衡状态，B正确；达到平衡时，断裂3molH—H键的同时断裂6molN—H键，故相同时间内，断开H—H键的数目和断开N—H键的数目相等时，该反应未达到平衡状态，C错误；达到平衡时，c(N2)、c(H2)、c(NH3)均保持不变，当容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2，该反应不一定达到平衡状态，D错误。5．B该反应放热，说明反应物的总能量高于生成物的总能量，A正确；298K时，该反应的ΔH－TΔS＝－113kJ·mol－1－298K×(－0.145kJ·mol－1·K－1)＝－69.8kJ·mol－1<0，在常温下能自发进行，B错误，C正确；NO、CO会与血红蛋白结合而使人中毒，D正确。6．DA．由ΔG＝ΔH－TΔS，ΔH＝－98kJ·mol－1<0，该反应有气体生成，ΔS>0，故而ΔG<0，该反应能自发进行，错误；B.ΔH<0，该反应是放热反应，错误；C.纯H2O2分解反应的焓变较小，平衡常数较大，错误；D.因ΔG<0，该反应能自发进行，但在54℃下恒温贮存2周后，浓度仍能保持99%，说明该反应的活化能较大，正确。[练高考]7．B1molNO2含有1molN原子，1molN2O4含有2molN原子，现为可逆反应，为NO2和N2O4的混合气体，1mol平衡混合气体中所含原子大于1molN，A错误；反应2NO2(g)⇌N2O4(g)为放热反应，故完全断开2molNO2分子中的共价键所吸收的热量比完全断开1molN2O4分子中的共价键所吸收的热量少，B正确；气体体积压缩，颜色变深是因为体积减小，浓度变大引起的，C错误；放热反应，温度升高，平衡逆向移动，颜色加深，D错误。8．BC该反应是反应前后气体分子数不变的反应，随着反应的进行，气体的总物质的量始终不变，总压强始终不变，A错误；t2时，设向容器中加入3molC，正反应速率逐渐增大，达到新的平衡后保持不变，变化情况与图像相符，B正确；t2时，设向容器中加入3molC，相当于加入1molA和2molB，则状态Ⅱ相当于起始投料为2molA和5molB，若是投料为2molA和6molB与状态Ⅰ等效，即状态Ⅱ相当于减少了B的投料，平衡逆向移动，A的体积分数变大，即φ(Ⅱ)>φ(Ⅰ)，C正确；化学平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，即K(Ⅱ)＝K(Ⅰ)，D错误。[练模拟]9．BA．冰箱中温度较低，化学反应速率减小，将食物保存在冻箱中，能够减缓食物变质的过程，正确；B.SO2催化氧化时，SO2和O2转化成SO3的反应为可逆反应，控制条件也无法使反应物完全转化为生成物，错误；C.食醋中含有CH3COOH是一元弱酸，存在电离平衡，能够部分电离产生H＋，电离方程式为CH3COOH⇌CH3COO－＋H＋，电离产生H＋，最终溶液中c(H＋)＞c(OH－)，所以食醋显酸性，正确；D.活性污泥法处理污水时，水中的含氮化合物转化为N2，N元素化合价发生变化，因此该反应属于氧化还原反应，正确。10．BA．正反应为气体物质的量减小的反应，容器的容积不变，由图可知，状态Ⅱ的压强大于状态Ⅰ的压强，说明正反应为放热反应，则Q<0，错误；B.加入催化剂，反应速率加快，到达平衡的时间缩短，所以t1>t2，催化剂不能使平衡发生移动，阴影部分为反应物浓度变化量，则阴影部分面积相等，所以b1<b2，正确；C.由图3可知，W点时v正(Y)＝v逆(Z)，由于Y、Z计量数不相等，则正、逆反应速率不相等，没有达到平衡状态，错误；D.由方程式可知，0.2molX和0.2molY若完全反应能生成0.2molZ，但可逆反应不能进行到底，则t2情况不可能存在，错误。11．D铁离子能把碘离子氧化为单质碘，向试管中Ⅰ中滴加0.1mol·L－1FeCl3溶液后，有单质碘生成，但溶液中不会出现紫黑色固体，A错误；反应中有单质碘生成，碘单质易溶于苯中，上层溶液是溶解碘的苯层，因此向试管Ⅱ中滴加淀粉溶液，变蓝色，B错误；反应中碘化钾过量，下层溶液中含有碘离子，向试管Ⅲ中滴加AgNO3溶液，会出现黄色浑浊，C错误；向试管Ⅲ中滴加KSCN溶液，出现血红色，说明含有铁离子，由于反应中碘化钾过量，则据此可说明试管Ⅰ中的反应为可逆反应，D正确。12．CA．分子Ⅰ与分子Ⅱ之间的相互转变条件不同，因此该转化过程不是可逆反应，错误；B.分子Ⅰ中甲基(Me)上的碳原子为sp3杂化，错误；C.分子Ⅰ和分子Ⅱ中联苯臂的相对位置不同，因此可通过蓝光和绿光转换实现操控分子中两个联苯臂的相对位置，正确；D.分子Ⅰ转化为分子Ⅱ时吸收能量相对较高的蓝光，而分子Ⅱ转化为分子Ⅰ时吸收能量相对较低的绿光，由低能量分子转化为高能量分子需要吸收的能量较多，说明分子Ⅰ比分子Ⅱ的能量低，错误。综合测评提能力1．CA．蛋白质是高分子化合物，蜂蜜的主要成分是葡萄糖和果糖等成分，二者都是混合物，正确；B.水由气体变为固体时要放热，由水蒸气变成固体时混乱度减少，熵在减少，正确；C.酒精可以由乙烯在一定条件下与水化合(水化)得到，也可以由葡萄糖分解得到，葡萄糖是单糖不能水解，不正确；D.沙子的主要成分是二氧化硅，工业上可用SiO2和C在高温下反应得粗硅，进一步提纯可得纯硅，硅是半导体材料，正确。2．CA．催化剂可以降低反应物的活化能，提高反应速率，不能提高反应物的平衡转化率，错误；B.电解氯化钠溶液会生成氢气、氯气和氢氧化钠，电解熔融氯化钠可以得到金属钠，错误；C.碳酸钠水溶液中，碳酸根水解显碱性，可以除油污，正确；D.自发进行的反应虽多为放热反应，但也有不少吸热反应可自发进行，在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既可能与反应焓变有关，又可能与熵变有关，错误。3．DA．硝酸能将亚铁离子氧化为铁离子，所以不能判断氧化性：H2O2>Fe3＋，错误；B.该反应的ΔS＜0，常温下能自发进行，必须ΔH＜0，错误；C.反应只能说明反应物总能量小于生成物总能量，不能确定CH3OH和H2能量的大小，则不能确定CH3OH和H2稳定性，错误；D.在浓硝酸、Al、Cu原电池中，Cu作负极，发生氧化反应，Al钝化作正极，正确。4．BA．未改变压强，则无法判断该反应ΔS大于0还是小于0，正确；B.t1时刻，正逆反应速率都减小，且v逆>v正，说明降温时反应向逆反应方向进行，则逆反应为放热反应，正反应为吸热反应，ΔH＞0，错误；C.由图可知平衡向逆反应方向移动，正确；D.对于吸热反应，降低温度，平衡左移、达到新平衡时化学平衡常数减小，正确。5．D一定条件下，将一定量的SO2与O2充入密闭容器中充分反应，随着反应的进行，SO3逐渐增大，一开始由于SO2和O2的浓度最大，反应速率最大，而后浓度减小，正反应速率减小，逆反应速率逐渐增大，直至相等，SO3的物质的量不再增大，故D符合题意。6．CA项，2min时，氨气的物质的量为0.45mol，则2min内NH3的平均反应速率为eq\f(\f(0.45mol,2L),2min)＝0.1125mol·L－1·min－1，正确；B项，温度不变，反应的平衡常数不变，故T℃时，从2min到4min，反应的平衡常数不变，正确；C项，该反应在恒容密闭容器中进行，且该反应为气体分子数减小的反应，故当容器内压强不再变化说明反应达到平衡，达平衡时，正、逆反应速率相等，则有2v正(H2)＝3v逆(NH3)，错误；D项，反应达平衡时，氨气的物质的量为0.8mol，则氨气的浓度为0.4mol·L－1，则反应后氮气的浓度为0.6mol·L－1－eq\f(1,2)×0.4mol·L－1＝0.4mol·L－1，氢气的浓度为1mol·L－1－eq\f(3,2)×0.4mol·L－1＝0.4mol·L－1，该反应的平衡常数为eq\f(（0.4mol·L－1）2,0.4mol·L－1×（0.4mol·L－1）3)＝6.25L2·mol－2，D正确。7．DA．由CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)的化学计量数可知ΔS>0，该反应室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH>0，错误；B.氮气的体积分数不变，氮气的物质的量分数＝eq\f(氮气的物质的量,气体的总物质的量)，氮气的物质的量分数不变，若氮气的物质的量不变，说明氢气和氨气的物质的量之和不变，不能说明氢气和氨气的物质的量不变，则N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)氮气的体积分数不变，不能说明一定为平衡状态，如充入一定量的氢气，排出等物质的量的氨气，错误；C.H2NCOONH4(s)⇌2NH3(g)＋CO2(g)中反应物为固体，恒温恒压条件下投入一定量反应物，氨气和二氧化碳的物质的量之比始终不变，则气体的平均相对分子质量始终不变，气体的密度始终不变，因此气体密度不变，不能判定反应达平衡，错误；D.恒容绝热，投入一定量反应物发生反应H2＋I2⇌2HI，由于该反应放热，随着反应的进行，容器中气体的温度会逐渐升高，气体的压强逐渐增大，当压强不变可以判定反应达平衡，故D正确。8．AD由图像可知，在相同温度下，n的产率高于m，说明n的反应物转化率更大，已知分子筛膜能分离出H2O，有利于平衡正向移动，故n表示使用了分子筛膜；由n知，当温度高于一定值后，升高温度，甲醇的产率下降，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应，由此解答。结合n线，p点已经达到平衡，故v正＝v逆，故A错误；由上述分析可知，n线表示使用了分子筛膜和催化剂，故B正确；由于加入的CO2和H2为1∶3，转化的CO2和H2也为1∶3，故两者的转化率相等，故C正确；由图知升温甲醇产率减小，使用催化剂和分子筛膜时，在210℃时，甲醇产率最大，高压对设备要求高，合成甲醇效率不是最高，故D错误。9．DA项，结合图可知，温度越高，eq\f(1,T)越小，lgKp2越大，即Kp2越大，说明升高温度平衡2NOCl(g)⇌2NO(g)＋Cl2(g)正向移动，则NOCl分解为NO和Cl2反应的逆反应ΔH＜0，错误；B项，Kp(用平衡分压代替平衡浓度，注：分压＝总压×体积分数)，根据2NO(g)＋2ICl(g)⇌2NOCl(g)＋I2(g)，可知Kp1单位为kPa－1，错误；C项，Ⅰ.2NO(g)＋2ICl(g)⇌2NOCl(g)＋I2(g)Kp1，Ⅱ.2NOCl(g)⇌2NO(g)＋Cl2(g)Kp2，Ⅰ＋Ⅱ得2ICl(g)=Cl2(g)＋I2(g)，则2ICl(g)=Cl2(g)＋I2(g)的K＝Kp1·Kp2，错误；D项，设T′>T，即eq\f(1,T′)<eq\f(1,T)，由图可知lgKp2(T′)－lgKp2(T)>|lgKp1(T′)－lgKp1(T)|＝lgKp1(T)－lgKp1(T′)则：lg[Kp2(T′)·Kp1(T′)]>lg[Kp2(T)·Kp1(T)]，即K(T′)>K(T)，因此该反应正反应为吸热反应，即ΔH大于0，正确。10．CD由a到c反应速率逐渐增大，说明正向反应放热，正反应速率升高，由于c到d速率改变，在c点未达到平衡，A错误；ab段温度低于bc段，若Δt1＝Δt2，ab段反应物浓度大于bc段，ab段正反应速率小于bc段，ab段生成物浓度小于bc段，ab段逆反应速率小于bc段，且bc段正反应小于ab段，则产生N2的量：ab段＞bc段，B错误；由于反应放热，温度升高，平衡逆向移动，故温度越高K值越小，Ka>Kb>Kc>Kd，C正确；d点的正反应速率大于逆反应速率，d点的逆反应速率大于c点的逆反应速率，d点的正反应速率大于c点的逆反应速率，D正确。11．答案：(1)①40%②eq\f(0.2×0.2,0.3×0.93)(2)①CO2＋4H2eq\o(,\s\up7(催化剂))CH4＋2H2O②因为ΔG＝ΔH－TΔS>0，所以不可行(或者ΔH>0，ΔS<0，任何温度不能自发)(3)1.6×10－5解析：(1)①反应热与参加反应的物质的物质的量成正比，由热化学方程式知，3mol氢气完全转化时放出热量为49.4kJ热量，则测得放出热量19.76kJ时，H2的转化率为eq\f(19.76,49.4)×100%＝40%；②用三段式法计算得：CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g)起始(mol·L－1)0.51.500转化(mol·L－1)0.20.60.20.2平衡(mol·L－1)0.30.90.20.2K＝eq\f(c（CH3OH）·c（H2O）,c（CO2）·c（H2）3)＝eq\f(0.2×0.2,0.3×0.93)；(2)①根据图示中箭头方向知，反应物为CO2、H2，生成物为CH4、H2O，故答案为：CO2＋4H2eq\o(,\s\up7(催化剂))CH4＋2H2O；②有人提出中间产物CO的处理，用反应2CO(g)=2C(s)＋O2(g)ΔH>0来消除CO的污染，因为ΔG＝ΔH－TΔS>0，所以不可行(或者ΔH>0，ΔS<0，任何温度不能自发)；(3)T℃，HCOOH与CH3COONa溶液反应：HCOOH＋CH3COO－⇌HCOO－＋CH3COOH，该反应的K＝12.5，即K＝eq\f(Ka（甲酸）,Ka（乙酸）)＝12.5，则该温度下醋酸的电离常数Ka(CH3COOH)＝eq\f(Ka（甲酸）,K)＝eq\f(2.0×10－4,12.5)＝1.6×10－5。12．答案：(1)a、b、c推进小于(2)①6.24×10－2②23.0③大于恒容下，温度升高，压强增大；正向为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，压强增大解析：(1)a、b、c点透光率不再发生变化，说明浓度不再发生变化，则a、b、c点达到平衡状态；颜色越深，透光率越小，图中b点c(NO2)比c点大，应将注射器的活塞推进，d点透光率减小，平衡逆向移动，则v(正)＜v(逆)；(2)①根据盖斯定律可知Ⅰ÷2即得到N2O5(g)=2NO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)。根据方程式可知氧气与消耗五氧化二氮的物质的量之比是1∶2，又因为压强之比等于物质的量之比，测得体系中p(O2)＝2.4kPa，所以消耗五氧化二氮减少的压强是2.4kPa×2＝4.8kPa，则此时五氧化二氮的压强是36kPa－4.8kPa＝31.2kPa，因此此时反应速率v＝2.0×10－3×31.2＝6.24×10－2kPa·min－1；②根据表中数据可知五氧化二氮完全分解时的压强是65.8kPa，根据方程式可知完全分解时最初生成的二氧化氮的压强是36kPa×2＝72kPa，氧气是36kPa÷2＝18kPa，总压强应该是72kPa＋18kPa＝90kPa，平衡后压强减少了90kPa－65.8kPa＝24.2kPa，所以根据方程式2NO2(g)⇌N2O4(g)可知平衡时四氧化二氮对应的压强是24.2kPa，二氧化氮对应的压强是72kPa－24.2kPa×2＝23.6kPa，则反应的平衡常数K＝eq\f(23.62,24.2)＝23.0kPa；③由于温度升高，容器容积不变，总压强提高；反应放热，温度升高，平衡左移，总压强提高，所以若提高反应温度至35℃，则N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35℃)大于65.8kPa。13．答案：(1)不同温度下都能自发，是因为ΔH<0，ΔS>0(2)①6.7×103mol－1·L②88%(3)①C②BDF③(4)①HS－＋4H2O2=SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))＋4H2O＋H＋②S＋3H2O2=SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))＋2H2O＋2H＋解析：(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO2的反应为Cu(s)＋2H2SO4(l)=CuSO4(s)＋SO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－11.9kJ·mol－1，由于该反应ΔH<0、ΔS>0，因此该反应在任何温度下都能自发进行。(2)①根据题中所给的数据可以求出该温度下2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)的平衡常数为K＝eq\f(c2（SO3）,c2（SO2）c（O2）)＝eq\f(（4.4×10－2mol·L－1/r/