（浙江選考）2020版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題七 第二單元 化學(xué)反應(yīng)的方向與限度夯基提能作業(yè).docx

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第二單元　化學(xué)反應(yīng)的方向與限度 1.(2018浙江11月選考,14,2分)已知X(g)+Y(g) 2W(g)+M(g)　ΔH=a kJmol-1(a>0)。一定溫度下,在體積恒定的密閉容器中,加入1 mol X(g)與1 mol Y(g),下列說法正確的是(　　) A.充分反應(yīng)后,放出熱量為a kJ B.當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,X與W的物質(zhì)的量濃度之比一定為1∶2 C.當(dāng)X的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不再改變,表明該反應(yīng)已達(dá)平衡 D.若增大Y的濃度,正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小 答案　C　A項,由題意知a>0,反應(yīng)吸熱,由于X(g)+Y(g) 2W(g)+M(g)屬于可逆反應(yīng),1 mol X(g)與1 mol Y(g)充分反應(yīng)后不可能完全轉(zhuǎn)化為W(g)和M(g),吸收熱量小于a kJ,故A錯誤;B項,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變,但X與W的物質(zhì)的量濃度之比不一定為1∶2,故B錯誤;C項,當(dāng)X的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不再改變,說明正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等,表明該反應(yīng)已達(dá)平衡,故C正確;D項,若增大Y的濃度,正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率也應(yīng)該增大,故D錯誤。 2.一定溫度下,在2 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):xA(g)+B(g) 2C(g)　ΔH<0,A、C的物質(zhì)的量隨時間變化的關(guān)系如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是　(　　) A.x=1 B.反應(yīng)進(jìn)行到1 min時,反應(yīng)體系達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài) C.2 min后,A的正反應(yīng)速率一定等于C的逆反應(yīng)速率 D.2 min后,容器中A與B的物質(zhì)的量之比一定為2∶1 答案　C　由題圖知,x∶2=(0.3 mol-0.1 mol)∶0.2 mol,故x=2,A錯誤;反應(yīng)進(jìn)行到2 min時,A、C的物質(zhì)的量不再發(fā)生變化,反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡,B錯誤;2 min后反應(yīng)處于平衡狀態(tài),因x=2,v(A)正=v(C)正=v(C)逆,C正確;若起始時A與B的物質(zhì)的量之比不是2∶1,則平衡時A與B的物質(zhì)的量之比不是2∶1,D錯誤。 3.已知反應(yīng)2NO2(紅棕色) N2O4(無色)　ΔH<0。將一定量的NO2充入注射器中后封口,下圖是在拉伸和壓縮注射器的過程中氣體透光率隨時間的變化(氣體顏色越深,透光率越小)。下列說法中正確的是(　　) A.b點的操作是拉伸注射器 B.d點:v正T(c) 答案　B　b點后透光率突然降低,說明顏色變深,b點的操作應(yīng)該是壓縮注射器,A項錯誤;d 點后透光率降低,說明顏色變深,平衡逆向移動,v正0),某溫度下,向2 L的密閉容器中通入N2O5,部分實驗數(shù)據(jù)見下表: 時間/s 0 500 1 000 1 500 n(N2O5)/mol 10.0 7.0 5.0 5.0 下列說法正確的是(　　) A.在500 s內(nèi),N2O5分解速率為610-3 mol L-1s-1 B.在1 000 s時,反應(yīng)恰好達(dá)到平衡 C.在1 000 s內(nèi),反應(yīng)吸收的熱量為2.5Q kJ D.在1 500 s時,N2O5的正反應(yīng)速率等于NO2的逆反應(yīng)速率 答案　C　由題給數(shù)據(jù)知,在500 s內(nèi),N2O5分解速率v(N2O5)=10.0mol-7.0mol2 L500 s=310-3 mol L-1s-1,A錯誤;在1 000 s后,N2O5的物質(zhì)的量保持不變,說明1 000 s時反應(yīng)已經(jīng)處于平衡狀態(tài),但不知何時反應(yīng)恰好達(dá)到平衡,B錯誤;由熱化學(xué)方程式知,在1 000 s內(nèi),反應(yīng)吸收的熱量為(10.0 mol-5.0 mol)Q2 kJ mol-1=2.5Q kJ,C正確;在1 500 s時,反應(yīng)處于平衡狀態(tài),v(NO2)逆=2v(N2O5)正,D錯誤。 5.在恒容密閉容器中,可以作為2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)達(dá)到平衡狀態(tài)標(biāo)志的是(　　) ①單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時生成2n mol NO2 ②單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時生成2n mol NO ③混合氣體的顏色不再改變 ④混合氣體的密度不再改變 ⑤混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變 ⑥混合氣體中NO與O2的物質(zhì)的量之比保持恒定 ⑦混合氣體的總壓強(qiáng)保持恒定 A.①③⑤⑦ B.②④⑤ C.①③④ D.①②③④⑤ 答案　A?、賳挝粫r間內(nèi)生成n mol O2的同時生成2n mol NO2,證明正、逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)到平衡,正確;②O2和NO均為正反應(yīng)產(chǎn)物,②中所述不能證明反應(yīng)達(dá)到平衡,錯誤;③混合氣體的顏色不再改變,證明NO2的濃度不隨時間的變化而變化,證明反應(yīng)達(dá)到了平衡,正確;④化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量守恒,容器容積不變,混合氣體的密度始終不變,錯誤;⑤化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的量變化,質(zhì)量守恒,所以混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化即可證明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài),正確;⑥NO和O2均為正反應(yīng)產(chǎn)物,二者物質(zhì)的量之比保持恒定,不能作為反應(yīng)達(dá)到平衡的依據(jù),錯誤;⑦混合氣體的總壓強(qiáng)不再改變,證明生成物和反應(yīng)物的物質(zhì)的量不再變化,反應(yīng)達(dá)到平衡,正確。 6.一定溫度下,可逆反應(yīng)A(g)+3B(g)2C(g)在定容密閉容器中進(jìn)行,下列能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(　　) A.單位時間內(nèi)有a mol A生成,同時生成3a mol B B.混合氣體的總壓強(qiáng)不再變化 C.用A、B、C的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率之比為1∶3∶2 D.混合氣體的密度不再變化 答案　B　生成A和生成B都是說的逆反應(yīng),不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故A錯誤;因為反應(yīng)前后氣體總體積改變,當(dāng)總壓強(qiáng)不變時,說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故B正確;C選項中沒有說明反應(yīng)速率表示的方向,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故C錯誤;因為總質(zhì)量不變,容器的體積不變,所以密度始終不變,故D錯誤。 7.對可逆反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),下列判斷正確的是(　　) A.若單位時間內(nèi)生成x mol SO3的同時,消耗x mol SO2,則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài) B.達(dá)到化學(xué)平衡時,2v正(O2)=v逆(SO3) C.平衡時,SO2的濃度必定等于O2濃度的2倍 D.達(dá)到化學(xué)平衡時,若增大容器體積,則正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率增大 答案　B　本題考查到達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志。A項從物質(zhì)的生成和消耗的角度分析,應(yīng)該是單位時間內(nèi)生成x mol SO3的同時,生成x mol SO2,則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。B項從反應(yīng)速率的角度分析,不同種物質(zhì)表示的平均反應(yīng)速率和化學(xué)計量數(shù)成正比關(guān)系,2v正(O2)=v逆(SO3),說明v逆(SO3)=v正(SO3),所以達(dá)到平衡。C項說法不一定,平衡時物質(zhì)的濃度和起始加入的量有關(guān)。D項增大容器體積,即容器內(nèi)壓強(qiáng)減小,正、逆反應(yīng)速率都減小,只是減小的程度不一樣。 8.某溫度下,在一固定容積的容器中進(jìn)行反應(yīng):3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g),下列情況一定能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是(　　) A.壓強(qiáng)不再隨時間而改變時 B.氣體的總質(zhì)量不再改變時 C.混合氣體中各組成成分的含量不再改變時 D.單位時間內(nèi)每消耗1 mol B,同時有2 mol C生成時 答案　C　判斷一反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài),從宏觀上看各種成分的量是否發(fā)生改變,從微觀上看正、逆反應(yīng)速率是否相等。因為此反應(yīng)中各成分均為氣體且反應(yīng)前后氣體的總體積相等,所以無論是否達(dá)到平衡,壓強(qiáng)和質(zhì)量都不發(fā)生改變,故A、B兩項不正確;混合氣體中各組成成分的含量不再改變時表明正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等,說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài),,故C正確;消耗1 mol B同時有2 mol C生成均為正反應(yīng)方向,D項不能證明正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等,故D不正確。 9.一定條件下,在密閉容器里進(jìn)行反應(yīng):S2Cl2(l)+Cl2(g)2SCl2(l)　ΔH=-61.16 kJmol-1。下列說法不正確的是(　　) A.達(dá)到平衡時單位時間內(nèi)生成n mol Cl2的同時生成2n mol SCl2 B.1 mol Cl2與足量S2Cl2充分反應(yīng)放出的熱量為61.16 kJ C.達(dá)到平衡時,單位時間內(nèi)消耗n mol S2Cl2的同時生成n mol Cl2 D.升高溫度,正反應(yīng)速率加快,逆反應(yīng)速率也加快 答案　B　由于題述可逆反應(yīng)為平衡狀態(tài),所以單位時間內(nèi)生成n mol Cl2的同時生成2n mol SCl2,故A正確;由于可逆反應(yīng)不可能進(jìn)行到底,所以1 mol Cl2與足量S2Cl2充分反應(yīng)不可能完全轉(zhuǎn)化為SCl2,放出的總熱量小于61.16 kJ,故B不正確;C選項能表示出正、逆反應(yīng)速率相等,故C正確;升高溫度對任何化學(xué)反應(yīng)的速率都起加快作用,所以正反應(yīng)速率加快,逆反應(yīng)速率也加快,故D正確。 10.(2017浙江4月選考,30,10分)以氧化鋁為原料,通過碳熱還原法可合成氮化鋁(AlN);通過電解法可制取鋁。電解鋁時陽極產(chǎn)生的CO2可通過二氧化碳甲烷化再利用。 請回答: (1)已知:2Al2O3(s) 4Al(g)+3O2(g)　ΔH1=3 351 kJmol-1 2C(s)+O2(g) 2CO(g)　ΔH2=-221 kJmol-1 2Al(g)+N2(g) 2AlN(s)　ΔH3=-318 kJmol-1 碳熱還原Al2O3合成AlN的總熱化學(xué)方程式是 　 , 該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件　　　　　　　。 (2) 在常壓、Ru/TiO2催化下,CO2和H2混合氣體(體積比1∶4,總物質(zhì)的量a mol)進(jìn)行反應(yīng),測得CO2轉(zhuǎn)化率、CH4和CO選擇性隨溫度變化情況分別如圖1和圖2所示(選擇性:轉(zhuǎn)化的CO2中生成CH4或CO的百分比)。 反應(yīng)Ⅰ CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)　ΔH4 反應(yīng)Ⅱ CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　ΔH5 圖1 圖2 ①下列說法不正確的是　　　。 A.ΔH4小于零 B.溫度可影響產(chǎn)物的選擇性 C.CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高先增大后減少 D.其他條件不變,將CO2和H2的初始體積比改變?yōu)?∶3,可提高CO2平衡轉(zhuǎn)化率 ②350 ℃時,反應(yīng)Ⅰ在t1時刻達(dá)到平衡,平衡時容器體積為V L,該溫度下反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)為　(用a、V表示)。 ③350 ℃下CH4物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖3所示。畫出400 ℃下0~t1時刻CH4物質(zhì)的量隨時間的變化曲線。 圖3 (3) 據(jù)文獻(xiàn)報道,CO2可以在堿性水溶液中電解生成甲烷,生成甲烷的電極反應(yīng)式是　。 答案　(1)Al2O3(s)+3C(s)+N2(g) 2AlN(s)+3CO(g)　ΔH=1 026 kJmol-1　高溫 (2)①CD?、?25V2a2 ③ (3)CO2+6H2O+8e- CH4+8OH- 解析　(1)將題給熱化學(xué)方程式依次標(biāo)記為①、②、③,則①+②3+③2即得:2Al2O3(s)+6C(s)+2N2(g) 4AlN(s)+6CO(g)　ΔH=ΔH1+3ΔH2+2ΔH3=3 351 kJmol-1+3(-221 kJmol-1)+2(-318 kJmol?1)=2 052 kJmol-1,即:Al2O3(s)+3C(s)+N2(g) 2AlN(s)+3CO(g)　ΔH=1 026 kJmol-1;因該反應(yīng)的ΔH>0,ΔS>0,反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行需ΔH-TΔS<0,故條件是高溫。 (2)①根據(jù)圖2可知當(dāng)溫度從150 ℃升至400 ℃時,只發(fā)生反應(yīng)Ⅰ;由圖1可知溫度低于340 ℃時,反應(yīng)未達(dá)到平衡,CO2轉(zhuǎn)化率增大,溫度從340 ℃升至400 ℃,CO2轉(zhuǎn)化率減小,平衡逆向移動,說明反應(yīng)Ⅰ是放熱反應(yīng),ΔH4<0,A正確。由圖2可知,溫度高于400 ℃,隨溫度升高,CH4的選擇性下降,CO的選擇性升高,說明溫度可影響產(chǎn)物的選擇性,B正確。由圖1可知CO2轉(zhuǎn)化率隨溫度升高先增大后減小,但溫度低于340 ℃時反應(yīng)未達(dá)到平衡,不是平衡轉(zhuǎn)化率,C錯誤。其他條件不變,將CO2和H2的初始體積比由1∶4改變?yōu)?∶3,CO2平衡轉(zhuǎn)化率會降低,D錯誤。②由圖2可知在350 ℃時只發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,由圖1可知350 ℃時CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為80%。 　　　　　　 CO2(g)　+　4H2(g) CH4(g) + 2H2O(g) n(起始)/mol 0.2a 0.8a 0 0 n(變化)/mol 0.2a80% 40.2a80% 0.2a80% 20.2a80% n(平衡)/mol 0.04a 0.16a 0.16a 0.32a 該溫度下反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)K=c(CH4)c2(H2O)c(CO2)c4(H2)=0.16aV0.32aV20.04aV0.16aV4=625V2a2。③根據(jù)圖1可知400 ℃時CO2轉(zhuǎn)化率為72%,故平衡時CH4的物質(zhì)的量為0.144a mol;另外,溫度升高,反應(yīng)速率加快,達(dá)到平衡所需的時間縮短,曲線比350 ℃時先出現(xiàn)拐點,依此可畫出400 ℃下0~t1時刻CH4的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線。 (3)CO2轉(zhuǎn)化成CH4,碳元素化合價從+4價降低到-4價,考慮到電解質(zhì)溶液呈堿性,可寫出電解時生成甲烷的電極反應(yīng)式CO2+6H2O+8e- CH4+8OH-。 11.氯及其化合物在生活和生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。 (1)已知:900 K時,4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g),反應(yīng)自發(fā)。 ①該反應(yīng)是放熱還是吸熱,判斷并說明理由　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②900 K時,體積比為4∶1的HCl和O2在恒溫恒容的密閉容器中發(fā)生反應(yīng),HCl的平衡轉(zhuǎn)化率α(HCl)隨壓強(qiáng)(p)變化曲線如圖。保持其他條件不變,升溫到T K(假定反應(yīng)歷程不變),請畫出壓強(qiáng)在1.5105~4.5105 Pa范圍內(nèi),HCl的平衡轉(zhuǎn)化率α(HCl)隨壓強(qiáng)(p)變化曲線示意圖。 (2)已知:Cl2(g)+2NaOH(aq) NaCl(aq)+NaClO(aq)+H2O(l)　ΔH1=-102 kJmol-1 3Cl2(g)+6NaOH(aq) 5NaCl(aq)+NaClO3(aq)+3H2O(l)　ΔH2=-422 kJmol-1 ①寫出在溶液中NaClO分解生成NaClO3的熱化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②用過量的冷NaOH溶液吸收氯氣,制得NaClO溶液(不含NaClO3),此時ClO-的濃度為c0 molL-1;加熱時NaClO轉(zhuǎn)化為NaClO3,測得t時刻溶液中ClO-濃度為ct molL-1,寫出該時刻溶液中Cl-濃度的表達(dá)式:c(Cl-)=　　　　　　molL-1(用c0、ct表示)。 ③有研究表明,生成NaClO3的反應(yīng)分兩步進(jìn)行: Ⅰ.2ClO- ClO2-+Cl- Ⅱ.ClO2-+ClO- ClO3-+Cl- 常溫下,反應(yīng)Ⅱ能快速進(jìn)行,但氯氣與NaOH溶液反應(yīng)很難得到NaClO3,試用碰撞理論解釋其原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)電解NaClO3水溶液可制備NaClO4。在電解過程中由于陰極上吸附氫氣,會使電解電壓升高,電解效率下降。為抑制氫氣的產(chǎn)生,可選擇合適的物質(zhì)(不引入雜質(zhì)),寫出該電解的總化學(xué)方程式　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(1)①放熱反應(yīng),ΔS<0且反應(yīng)自發(fā) ② (2)①3NaClO(aq) 2NaCl(aq)+NaClO3(aq) ΔH=-116 kJmol-1 ②c0+2(c0-ct)3或5c0-2ct3 ③反應(yīng)Ⅰ的活化能高,活化分子百分?jǐn)?shù)低,不利于ClO-向ClO3-轉(zhuǎn)化 (3)2NaClO3+O2 2NaClO4 解析　(1)①由題給信息可知ΔS<0,又知該反應(yīng)自發(fā),則ΔH-TΔS<0,可得ΔH<0,故該反應(yīng)放熱。 ②由①可知該反應(yīng)放熱,所以隨溫度上升,平衡左移,氯化氫的平衡轉(zhuǎn)化率降低。 (2)①由蓋斯定律可得3NaClO(aq) 2NaCl(aq)+NaClO3(aq) ΔH=ΔH2-3ΔH1=[(-422)-3(-102)]kJmol-1=-116 kJmol-1。 ②根據(jù)題意,溶液中的氯離子由兩部分組成,一部分是Cl2與冷NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生的,濃度為c0 molL-1,另一部分來自次氯酸鈉轉(zhuǎn)化為氯酸鈉時的副產(chǎn)物氯化鈉。 3NaClO　　~　　2NaCl 3 2 c0-ct x 計算得到x=2(c0-ct)/3,則c(Cl-)=[c0+2(c0-ct)3]molL-1。 (3)題目中要求不產(chǎn)生氫氣,我們可以引入氧氣,總化學(xué)方程式為2NaClO3+O2 2NaClO4,此反應(yīng)無副產(chǎn)物產(chǎn)生,且反應(yīng)物易得。