高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速率 第1节 化学反应的方向测试题1 鲁科版选修4（通用）

第二章第1节 化学反应的方向一、选择题1下列关于焓判据和熵判据的说法中，不正确的是（ ）A放热的自发过程可能是熵减小的过程，吸热的自发过程一定为熵增加的过程B由焓判据和熵判据组合成的复合判据，将更适合于所有的过程C在室温下碳酸钙的分解反应不能自发进行，但同样是这个吸热反应在较高温度(1200 K)下则能自发进行D放热过程(H0)的过程一定是自发的2有关化学反应的说法中，正确的是（ ）A自发反应都是放热反应B自发反应都是熵增大的反应C能自发进行的吸热反应一定是熵增大的反应D焓变大于0而熵变小于0的反应肯定自发325、101kPa条件下，反应2N2O5 (g)=4NO2 (g)+O2(g) H=+56.7kJ/mol能自发进行的原因（ ）A吸热反应 B放热反应C熵减小的反应 D熵增效应大于热效应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常温下，C（s）CO2（g） = 2CO（g）不能自发进行，则该反应的H0C任何能使熵值增大的过程都能自发进行D反应物和生成物所具有的总焓决定了反应是否能自发进行5在25、1.01105 Pa下，反应2N2O5(g）4NO2(g）+O2(g）H=+56.7kJmol1能自发进行的合理解释是( ）A该反应是分解反应 B该反应的熵增效应大于焓变效应C该反应是熵减反应 D该反应是放热反应6下列说法中正确的是( )A. 凡是放热反应都是能自发进行的反应，而吸热反应都是非自发进行的反应B. 自发反应一定是熵增加的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应C. 熵增加且放热的反应一定是自发反应D. 非自发反应在任何条件下都不能发生7分析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)H163 kJmol1B. Ag(s)Cl2(g)=AgCl(s)H127 kJmol1C. HgO(s)=Hg(l)O2(g) H91 kJmol1D. H2O2(l)=O2(g)H2O(l) H98 kJmol18对于可逆反应 2AB3（g）A2（g）+3B2（g）（正反应为吸热），下列图象正确的是（ ）A B C D9对于可逆反应A(g)+2B(g) 2C(g)(正反应吸热)，下列图象中正确的是( )10下列用来表示可逆反应 H0它是非自发反应BW(s)xG(g)=2Q(g)H013一定温度下，可逆反应2NO2 2NOO2在体积固定的密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是( )单位时间内生成n mol O2，同时生成2n mol NO2、混合气体的压强不再改变混合气体的平均相对分子质量不再改变单位时间内生成n mol O2，同时生成2n mol NO混合气体的颜色不再改变用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2:2:1A B C D以上全部14下列关于化学反应的熵变的叙述正确的是（ ）A化学反应的熵变与反应的方向无关B化学反应的墒变直接决定了反应的方向C熵值增大的反应都是混乱度增大的反应D熵值增大的反应都能自发进行二、非选择题15向某密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应，各物质的浓度随时间变化如甲图所示t0t1阶段的c(B)变化未画出，t1时刻达到平衡，反应过程中混合气体的平均相对分子质量始终不变。请回答：(1)写出该反应的化学方程式_；(2) 若t115 s，则用B的浓度变化表示的t0t1阶段的平均反应速率为_；(3) 反应起始时B的体积分数为_。16某温度时，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。(1)X的转化率是 ；(2)由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程式为 ；(3)反应从开始至2分钟末，用Z的浓度变化表示的平均反应速率为v(Z)= ；(4)当反应进行到第 min，该反应达到平衡。若三种物质都是气体，平衡时Y所占体积的百分比为_。17（8分）由铁矿石生产金属铁有两种可能的途径：Fe2O3(s)+32C(s)=2Fe(s)+ 32CO2(g) H=231.93kJmol1 S=276.32Jmol1K1Fe2O3(s)+3H2(g)=2Fe(s)+3H2O(g) H=96.71kJmol1 S=138.79Jmol1K1(1)试判断这两个反应在高温还是低温下自发进行 ；(2)上述反应中的 （填序号）可以在较低温度下进行。18（6分）由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，右图表示该反应进行过程中能量的变化。(1)关于该反应的下列说法中，正确的是_；AH0，S0； BH0，S0； CH0，S0； DH0。（2）该图中能量的最高点和最低点之间的差值代表 ； (3)为探究反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。从反应开始到平衡，用氢气浓度变化表示的平均反应速率v(H2) _molL-1min-1。19反应物与生成物均为气态的某可逆反应在不同条件下的反应历程分别为A、B，如图所示。（1）据图判断该反应是_(填“吸”或“放”)热反应，当反应达 到平衡后，其他条件不变，升高温度，反应物的转化率 _ ； (填“增大”、“减小”或“不变”)（2）其中B历程表明此反应采用的条件为 ， (选填下列序号字母),作出正确的判断的理由为 ；A、升高温度 B、增大反应物的浓度 C、降低温度D、使用了催化剂（3）若H的数值为200KJ/mol，则x值应为 _ _KJ/mol.，此反应在A反应历程中的正反应的活化能为 _KJ/mol。参考答案1【答案】D【解析】A.反应自发进行的判断依据是H-TS0，自发进行的反应也需要一定条件才可以发生，放热的自发过程，H0，S可能小于0也可能大于0，所以，放热的自发过程可能是熵减小的过程，吸热的自发过程，H0，因T0，须H-TS0，取决于S0，所以吸热的自发过程一定为熵增加的过程，A项正确；B化学反应能否自发进行，取决于焓变和熵变的综合判据，当G=H-TS0时，反应能自发进行，当H0，S0时，G=H-TS0，一定能自发进行，而H0，S0时不能自发进行，H0，S0或H0，S0能否自发进行，取决于反应的温度，所以，由能量判据和熵判据组合成的复合判据，将更适合于所有的过程，B项正确；C.在室温下碳酸钙的分解反应不能自发进行，H-TS0，因H0，S0所以当反应温度高到一定程度，TSH，此时H-TS0，反应能自发进行，C项正确；D当G=H-TS0时，反应能自发进行，当H0，S0时，G=H-TS0，一定能自发进行，而H0，S0时不能自发进行，H0，S0或H0，S0能否自发进行，取决于反应的温度，D项错误；答案选D。2【答案】C【解析】自发反应有的是吸热反应，故A错误；自发反应有的是熵减的反应，故B错误；根据能自发进行的吸热反应一定是熵增大的反应，故C正确；焓变大于0而熵变小于0的反应肯定不能自发，故D错误。3【答案】D【解析】G=HTS，自发进行，G0，反应后气体系数之和大于反应前，说明S0，该反应能自发进行，说明熵增效应大于热效应，故选项D正确。4【答案】B【解析】A放热反应不一定都是自发的，吸热反应也不一定都是非自发的，A错误；B常温下，C（s）CO2（g）2CO（g）不能自发进行，由于是熵值增加的，所以则该反应的H0，B正确；C任何能使熵值增大的过程不一定都能自发进行，C错误；D反应物和生成物所具有的总焓决定了反应是放热反应还是吸热反应，D错误，答案选B。在一定条件下无需外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。注意掌握综合判断反应方向的依据：HTS0，反应能自发进行；HTS0，反应得到平衡状态；HTS0，反应不能自发进行。5【答案】B【解析】反应能否自发进行取决于焓变和熵变的综合判据，反应2N2O5(g）4NO2(g）+O2(g）H=+56.7kJmol-1，可知该反应H0，且S0，根据G=H-TS判断，反应能自发进行，必须满足H-TS0才可，即该反应的熵增效应大于焓变效应，故选B。本题考查焓变和熵变。物质的由固态或液态变为气态，或生成的气体越多，则混乱度越大，熵值越大，反之越小。注意一个反应能否自发进行，不取决于焓变或熵变中的一种，而是二者的综合判据，当H-TS0时，反应才能自发进行。6【答案】C【解析】反应自发进行的判断依据是HTS0；由反应的焓变、熵变、温度共同决定；A、H0，S0的反应在高温下是非自发进行的反应，H0，S0高温下是自发进行的反应，故A错误；B、HTS0的反应是自发进行的反应，H0，S0的反应在低温下是自发进行的反应，HTS0的反应是非自发进行的反应，H0，S0低温下可以是非自发进行的反应，故B错误；C、熵增加S0，且放热H0，反应HTS0一定是自发反应，故C正确；D、反应是否自发进行，由熵变、焓变、温度共同决定，非自发反应在改变条件下可以发生，故D错误；7【答案】D【解析】试题分析：A、H0，S0，该反应在任何温度下均不能自发进行，因此A错误；B、H0，S0，该反应在较低温度下均能自发进行，因此B错误；C、H0，S0，该反应在较高温度下均能自发进行,因此C错误；D、H0，S0，该反应在任何温度下均能自发进行,因此D正确。8【答案】D【解析】A升高温度，向正反应方向移动，正反应速率大于逆反应速率，与图像不符，A错误；B升高温度，向正反应方向移动，生成物的含量增大，与图像不符，故B错误；C增大压强，平衡逆向移动，反应物的含量增大，与图像不符，C错误；D升高温度，向正反应方向移动，反应物的含量减少，而增大压强，平衡逆向移动，反应物的含量增大，与图像符合，D正确；答案选D。注意掌握化学平衡图像题的解题技巧：（1）紧扣特征，弄清可逆反应的正反应是吸热还是放热，体积增大、减小还是不变，有无固体、纯液体物质参与反应等。（2）先拐先平，在含量(转化率)时间曲线中，先出现拐点的则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。（3）定一议二，当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。（4）三步分析法，一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。9【答案】D【解析】A增大压强，化学平衡正向移动，重新达到平衡前正反应速率大于逆反应速率，与图象不符，故A错误；B该反应为吸热反应，升高温度化学平衡应正向移动，正反应速率大于逆反应速率，故B错误；C温度高，反应速率大，先到达平衡，即500时先达到平衡状态，与图象不符，故C错误；D由图象可知，温度高的先达到平衡，且温度高时向正反应进行的程度大，则A的含量低，故D正确；故选D。本题考查化学平衡的图象，可逆反应A(g)+2B(g)4C(g)(正反应吸热)，则升高温度，正逆反应速率均增大，化学平衡正向移动；增大压强，化学平衡逆向移动。明确外界条件对化学平衡的影响及图象中纵横坐标的含义、“定一议二”“先拐先平”即可解答。10【答案】B【解析】A由于反应前后气体的体积不变，则增大压强平衡不移动，则A的转化率不变，故A错误；B正反应放热，则升高温度正逆反应速率都增大，平衡向逆反应方向移动，Z的含量降低，图象吻合，故B正确；C升高温度正逆反应速率都增大，图象不吻合，故C错误；D由于反应前后气体的体积不变，则增大压强平衡不移动，正逆反应速率增大的倍数相同，图象不吻合，故D错误；故选B。本题考查化学平衡图象问题。根据方程式可知，正反应放热，则升高温度正逆反应速率都增大，平衡向逆反应方向移动，Z的含量降低，X的转化率降低，由于反应前后气体的体积不变，则增大压强平衡不移动，正逆反应速率增大的倍数相同。解答本题的关键是根据反应的特征判断外界条件对平衡移动的影响，与图象对比。11【答案】D【解析】试题分析：反应CO(g)=C(s)+O2(g)的H为正值，S为负值，则G=H-TS0，反应不能自发进行，故选D。本题考查了反应自发进行的判据，理解焓变和熵变的含义是解题关键。化学反应自发进行的最终判据是吉布斯自由能变，自由能一般用G来表示，且G=H-TS：当G=H-TS0时，反应向正反应方向能自发进行；当G=H-TS=0时，反应达到平衡状态；当G=H-TS0时，反应不能向正反应方向自发进行。12【答案】B【解析】AM（s）X（g）+Y（s），反应气体系数增大，为熵增大的反应，S0，H0，在高温条件下能自发进行，A错误；BW（s）+xG（g）20Q（g）H0，x为1，2，3时，反应熵变，S0，则一定满足H-TS0，反应能够自发进行，B正确；C4X（g）+5Y（g）4W（g）+6G（g）反应为气体系数增大的反应，S0，所以当H0，一定满足H-TS0，反应一定能够自发进行，当H0时，当高温时，H-TS0，成立，可以自发进行，C错误；D4M（s）+N（g）+2W（l）4Q（s）为气体系数减小的反应，S0，当H0时，H-TS0，一定不能自发进行，D错误；答案选B。熟悉熵变与焓变与反应自发进行关系是解题关键，在等温、等压条件下，化学反应的方向是由反应的焓变和熵变共同决定的化学反应自发进行的最终判据是吉布斯自由能变，自由能一般用G来表示，且G=H-TS，当G=H-TS0时，反应向正反应方向能自发进行；当G=H-TS=0时，反应达到平衡状态；当G=H-TS0时，反应不能向正反应方向自发进行，答题时注意灵活应用。13【答案】B【解析】用不同物质的反应速率表示达到化学平衡，要求反应方向是一正一逆，其反应速率之比等于化学计量数之比，生成O2说明反应向正反应方向进行，生成NO2说明反应向逆反应方向进行，且两者反应速率之比等于化学计量数之比，故正确；反应前后气体系数之和不相等，压强和气体物质的量成正比，因此当压强不在改变，说明反应达到平衡，故正确；M=m/n，组分都是气体，则气体的质量不变，反应前后气体系数之和不相等，则n不同，即当平均相对分子质量不再改变，说明反应达到平衡，故正确；根据的分析，反应方向都向正反应方向进行，不能说明达到平衡，故错误；根据密度的定义，组分都是气体，则气体的质量不变，容器是恒容，气体体积不变，因此密度不变不能说明反应达到化学平衡，故错误；NO2有颜色，其他气体无色，因此当气体颜色不再改变，说明达到平衡，故正确；没有说明反应的方向，任何时刻反应速率之比等于2：2：1，故错误；故选项B正确。14【答案】C【解析】A化学反应的熵变与反应的方向有关，化学反应总是向熵增的方向进行，错误；B化学反应的墒变和焓变都会影响化学反应进行的方向，所以熵增不能决定反应的方向，错误；C熵值增大的反应都是混乱度增大的反应，正确；D熵值增大的反应可能能自发进行，也可能不能自发进行，错误。反应能否正反进行，与反应的焓变及熵变有关，一般情况下，体系混乱程度增大的放热反应可自发进行，体系混乱程度减小的吸热反应不可自发进行。反应能否自发进行可根据体系的自由能G判断。若G=H-TS0，反应不能自发进行。不能自发进行的反应再一定外界条件下也可进行。15【答案】 (1) 3A(g) B(g)+2C(g) （2分，未写平衡符号扣1分）(2) 0.002mol/L.s（2分，未写单位扣1分） (3) 2/7（2分）【解析】（1）根据图像可知，平衡时A的浓度减少了0.15mol/L0.06mol/L0.09mol/L，C的浓度增加了0.11mol/L0.05mol/L0.06mol/L。由于反应前后混合气体的平均相对分子质量始终不变，这说明反应前后气体的物质的量是不变的，则该反应的化学方程式是3A(g) B(g)+2C(g)。（2）根据方程式可知，B的浓度增加了0.06mol/L20.03mol/L，则用B的浓度变化表示的t0t1阶段的平均反应速率为0.03mol/L15s0.002mol/(Ls)。（3）平衡时B的浓度是0.05mol/L，则起始时B的浓度是0.05mol/L0.03mol/L0.08mol/L，则B的体积分数是。该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题基础性强，侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，有利于培养学生的逻辑推理能力。该题的关键是在理解图像的基础上，结合题意灵活运用即可。16【答案】（1）30% （2）3X+Y2Z（3）0.05mol/(Lmin) （4）2； 50%【解析】（1）根据图像可知，反应进行2min时，X的物质的量是0.7mol，且不再发生变化，这说明反应已经达到平衡状态，则X的转化率是。（2）根据图像可知，反应进行2min时，X的物质的量减少0.3mol，Y的物质的量减少0.1mol，Z的物质的量增加0.2mol，所以该反应的化学方程式是)3X