2022红对勾化学反应原理课时作业10　化学反应的方向和化学平衡状态

第二单元化学反应的方向和限度课时作业10化学反应的方向和化学平衡状态时间：45分钟分值：100分一、选择题(本题包括14小题，每题4分，共56分，每题有1～2个选项符合题意)1．我们主要从三个方面讨论一个化学反应的原理，下列不属于这三个方面的是()A．反应进行的方向 B．反应的快慢C．反应进行的限度 D．反应物的多少解析：化学反应进行的方向、反应的快慢、反应进行的限度是我们讨论一个化学反应的原理的三个主要方面。答案：D2．在已达到平衡的可逆反应2SO2＋O22SO3中，充入由18O组成的氧气一段时间后，18O存在于下列物质中的()A．多余的氧气中 B．生成的三氧化硫中C．氧气和二氧化硫中 D．三种物质中解析：充入18O2后，正向移动生成含18O的SO3，由于反应的可逆性，SO3又分解生成SO2、O2，各物质中均含18O。答案：D3．碳酸铵[(NH4)2CO3]在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是()A．碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大B．碳酸铵分解是因为外界给予了能量C．碳酸铵分解是吸热反应，根据能量判据不能自发分解D．碳酸盐都不稳定，都能自发分解解析：碳酸铵自发分解，是因为体系中氨气的生成而使熵增大。答案：A4．下列反应中，熵显著增加的反应是()A．CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)B．CaCO3(s)＋2HCl(l)=CaCl2(l)＋CO2(g)＋H2O(l)C．C(s)＋O2(g)=CO2(g)D．2HgO(s)=2Hg(l)＋O2(g)解析：气态的熵值>液态的熵值>固态的熵值。答案：BD5．(2022·扬州检测)可以充分说明反应P(g)＋Q(g)R(g)＋S(g)在恒温下已达到平衡的是()A．反应容器内的压强不随时间改变B．反应容器内P、Q、R、S四者共存C．P的生成速率和S的生成速率相等D．反应容器内的气体总物质的量不随时间变化解析：该反应是反应前后气体体积不变的反应，体系中气体总物质的量和压强不随时间而改变，故A、D不能作为反应是否达平衡的标准；因为是可逆反应，反应物和生成物一定共存，B项错；P的生成速率和S的生成速率相等，说明v(正)＝v(逆)，反应达平衡。答案：C6．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mol/L、mol/L、mol/L。当反应达到平衡时，下列数据可能合理的是()A．Z为mol/LB．X2、Z的浓度均为mol/LC．X2为mol/LD．X2与Z浓度之和为mol/L解析：反应若正向进行到底，Z的浓度才为mol/L，根据可逆反应特点，A错；B项不符合质量守恒；反应若逆向进行到底，X2的浓度才为mol/L，根据可逆反应特点，C错。答案：D7．在一定温度下，向aL密闭容器中加入1molX气体和2molY气体，发生如下反应：X(g)＋2Y(g)2Z(g)，此反应达到平衡的标志是()A．容器内压强不随时间变化B．容器内各物质的浓度不随时间变化C．容器内X、Y、Z的浓度之比为1∶3∶2D．单位时间消耗molX的同时生成molZ解析：对于反应前后分子数改变的气体反应，当温度一定时，平衡时，反应前后的压强不变，平均相对分子质量总是不变。答案：AB8．下列关于化学反应的自发性叙述中正确的是()A．焓变小于0而熵变大于0的反应肯定是自发的B．焓变和熵变都小于0的反应肯定是自发的C．焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的D．熵变小于0而焓变大于0的反应肯定是自发的解析：ΔH<0、ΔS>0反应一定能自发进行；ΔH>0、ΔS<0反应不能自发进行；ΔH<0、ΔS<0低温下自发进行；ΔH>0、ΔS>0反应在高温下自发进行。所以A正确。答案：A9．灰锡结构松散，不能制造器皿，而白锡结构坚固可以制造器皿。现把白锡制成的器皿放在0℃、100kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能再继续使用？(已知在0℃、100kPa条件下白锡→灰锡反应的焓变和熵变分别为ΔH＝－2J·mol－1，ΔS＝－J·mol－1·KA．会变 B．不会变C．不能确定 D．升高温度才会变解析：在温度、压强一定条件下，自发反应总是向着ΔH－TΔS＜0的方向进行，直至达到平衡状态。因此，在0℃、100kPa条件下，白锡会不会变为灰锡的问题就转化为求算反应白锡→灰锡的ΔH－TΔS值的问题。ΔH－TΔS＝－J·mol－1－273K×(－J·mol－1·K－1)＝－·mol－1答案：A10．将2molSO2和1molO2充入一容积固定的密闭容器中，在一定条件下发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，下列哪些量不再变化时，并不能说明化学反应已达平衡状态()A．混合气体的密度B．混合气体的压强C．混合气体的总物质的量D．混合气体的平均相对分子质量解析：ρ＝eq\f(m,V)、m、V都是定值，反应进行的任意时刻，ρ都为定值。答案：A11．对可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，下列叙述正确的是()A．达到化学平衡时，4v正(O2)＝5v逆(NO)B．若单位时间内生成xmolNO的同时，消耗xmolNH3，则反应达到平衡状态C．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大D．化学反应速率关系是：2v正(NH3)＝3v正(H2O)解析：根据化学平衡知识，达到平衡时各个反应物的正反应速率和各个生成物的逆反应速率之比等于化学方程式的化学计量数之比，因此，A正确。D应表示为：3v正(NH3)＝2v正(H2O)。B不能表示反应达到平衡状态，对于C，当容器体积增大时，正逆反应速率都减小。答案：A12．在一定条件下，容器内某一反应M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如下图所示，下列表述中正确的是()A．反应的化学方程式为2MNB．t2时，正、逆反应速率相等，达到平衡C．t3时，正反应速率大于逆反应速率D．t1时，N的浓度是M的浓度的2倍解析：由图像知，0～t2时间内N的浓度的变化量是M浓度的变化量的2倍，可得反应的方程式为2NM；t2时刻体系并未达到平衡，故正反应速率与逆反应速率不相等；t3时刻反应已达到平衡，此时v正＝v逆，因此选项A、B、C的说法都是错误的。答案：D13．在一定温度下，向密闭容器中充入一定量的NO2和SO2，发生反应NO2＋SO2NO＋SO3，当化学反应达到平衡时，下列叙述正确的是()A．NO和SO3的物质的量一定相等B．NO2和SO3的物质的量一定相等C．反应混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量D．SO2、NO2、NO、SO3物质的量一定相等解析：该反应是一个反应前后物质的量之和相等的反应，且NO、SO3的化学计量数相等，即二者是等物质的量生成的，故A、C选项正确。因为反应前NO2、SO2的物质的量关系不明确，该反应为可逆反应，反应进行的程度未知，故不能确定各物质之间的物质的量的关系。答案：AC14．在一定温度下，向体积恒定为2L的密闭容器里充入2molM和一定量的N，发生如下反应：M(g)＋N(g)E(g)；当反应进行到4min时达到平衡，测知M的浓度为mol·L－1。下列说法正确的是()A．4min时，M的转化率为80%B．4min时，用M表示的反应速率为mol·L－1·min－1C．4min后，向容器中充入不参与反应的稀有气体，M的物质的量减小D．2min时，M的物质的量浓度为mol·L－1解析：M(g)＋N(g)E(g)c(起始)/(mol·L－1)1x0c(变化)/(mol·L－1)c(平衡)/(mol·L－1)(x－可知M的转化率为80%。4min内，用M表示的反应速率为mol·L－1·min－1。C项中由于体积恒定，加入稀有气体，各物质浓度不变，平衡不移动。D项中由于随着反应进行，反应物浓度减小，反应的即时速率逐渐减小，前2min平均速率大于mol·L－1·min－1，反应进行到2min时，M的物质的量浓度小于mol·L－1。答案：A二、非选择题(本题包括4小题，共44分)15．(12分)在200℃时，将amolH2和bmolI2(g)充入到体积为VL的密闭容器内，发生反应：I2(g)＋H2(g)2HI(g)ΔH(1)反应刚开始时，c(H2)等于__________，c(I2)等于__________，而c(HI)等于__________，所以化学反应速率__________最大而__________最小(为0)；(2)随着反应的进行，反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c(H2)__________，c(I2)__________，而c(HI)__________，从而化学反应速率v正__________，而v逆__________；(3)当反应进行到v正与v逆__________时，此可逆反应就达到了平衡，若保持外界条件不变时，反应混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数及体系的总压强(或各组分的分压)都将__________。答案：(1)eq\f(a,V)mol·L－1；eq\f(b,V)mol·L－1；0；v正；v逆(2)减少；减小；增大；减少；增大(3)相等；不变16．(8分)在温度、压强一定的情况下，反应方向可根据ΔH－TΔS的正负判断，如果ΔH－TΔS<0，则反应能自发进行，反之，则不能自发进行。下表为一些反应在298K和×105Pa下的焓变和熵变。反应ΔH/kJ·mol－1ΔS/J·mol－1·K－1①2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)－－174②2N2(g)＋O2(g)=2N2O(g)163－③CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)161④C(s)＋O2(g)=CO2(g)－试推断：任何温度下正反应能自发进行的是________(填序号，下同)；任何温度下逆反应能自发进行的是________；低温下正反应自发进行，高温下逆反应自发进行的是________；低温下逆反应自发进行，高温下正反应自发进行的是________。解析：①中ΔH－TΔS＝－－(－174×10－3×T)，当T<3253K时反应自发进行，即低温下正反应自发，高温下逆反应自发；②中ΔH－TΔS＝163－(－×10－3×T)>0，所以任何温度下逆反应自发；③中ΔH－TΔS＝－161×10－3×T，当T>1106K时反应自发进行，即低温下逆反应自发进行，高温下正反应自发；④中ΔH－TΔS＝－－×10－3×T<0，即任何温度下正反应能自发进行。答案：④②①③17．(12分)恒温恒容下，将2molA气体和2molB气体通入体积为2L的密闭容器中发生如下反应：2A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(s)，2min时反应达到平衡状态，此时剩余molB，并测得C的浓度为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)A的转化率与B的转化率之比为________。(4)下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是________。A．压强不再变化B．气体密度不再变化C．气体的平均相对分子质量不再变化D．A的消耗速率与B的消耗速率之比为2∶1解析：本题着重考查化学反应速率和化学平衡的概念及相关的简单计算。(1)较为简单，依据公式即可得出结果。在(2)中，列出反应的化学方程式，求解：2A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(s)起始量(mol):220转化量(mol):平衡量(mol):由于转化量之比等于化学计量数之比，即∶＝1∶x，解得x＝3。在(4)中，由于反应前后气体体积相同，故A项不可作为反应达到平衡状态的标志，又无论反应是否达到平衡，恒有A的消耗速率与B的消耗速率之比为2∶1。答案：(1)mol/(L·min)(2)3(3)2∶1(4)BC18．(12分)恒温下，将amolN2与bmolH2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(1)若反应进行到某时刻t时，nt(N2)＝13mol，nt(NH3)＝6mol，计算a的值。(2)反应达平衡时，混合气体的体积为716.8L(标况下)，其中NH3的含量(体积分数)为25%。计算平衡时NH3的物质的量。解析：(1)解法一：由反应的化学方程式得知，反应掉的N2和生成NH3的物质的量之比为12，设反应掉的N2的物质的量为