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1、 2.1化学反应的方向专题培优 高二化学上学期鲁科版(2019)选择性必修1一、单选题(共17题)1.工业炼铁是在高炉中进行的,高炉炼铁的主要反应是: 2C(焦炭)O2(空气)2CO; Fe2O33CO2Fe3CO该炼铁工艺中,对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需其主要原因是( ) A. CO过量 &
2、#160; B. CO与铁矿石接触不充分C. 炼铁高炉的高度不够 &
3、#160; D. CO与Fe2O3的反应有一定限度2.有关化学反应的说法,正确的是( ) A.
4、60;自发反应都是放热反应 B. 自发反应都是熵增大的反应C. 非自发反应在一定条件下能实现
5、; D. 自发反应常温下一定能实现3.下列反应属于可逆反应的是( ) A. 二氧化碳与水反应 B. 铜与浓硫酸反应
6、160; C. 盐酸与氢氧化钠反应 D. 氢气在氯气中燃烧4.金属锡的冶炼常用焦炭作还原剂:SnO2(s)2C(s)=Sn(s)2CO(g),反应过程中能量的变化如图所示。下列有关该反应的H、S的说法中正确的是( ) A. H<0S<0 &
7、#160; B. H0S<0 C. H<0S0 D. H0S05.下列说法正确的是( ) A. 向 FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KC
8、l 的液体平衡体系中加入少量KCl固体,由于生成物浓度增加,平衡逆向移动,所以液体血红色变浅B. H>0、 S>0 或H<0、S<0的化学反应都可能自发进行C. 以铜为电极,电解KI溶液 ( 含有少量淀粉 ) ,阳极附近溶液呈现蓝色D. 向稀 HNO3 中滴加 Na2SO3 溶液,反应的离子方程式为 SO32+2H+=SO2+H2O6.下列说法正确的是( ) A. 非自发进行的反应一定不能发生
9、0; B. 自发进行的反应一定能迅速发生C. 在一定条件下,非自发进行的反应也能发生 D. 吸热反应一定不能自发进行7.工业上制备金属钾的反应为KClNa NaClK,该反应为吸热反应,反应温度通常为850。相关数据如下表所示,下列说法错误的是( ) 物质熔点/沸点/Na9
10、7.8883K63.7774NaCl801.01413KCl7701500A. Na比K活泼 B. 该反应的H0 C. 该反应的S0
11、; D. 该条件下H-TS08.相同温度和压强下,关于物质熵的大小比较,合理的是( ) A. 1mol CH4(g)<1mol H2(g)B. 1mol H2O(g)<2mol H2O(g)C. 1mol H2O(s)>1mol H2O(l)D. 1mol C(s,金刚石)>1mol C(s,石墨)9.下列说法中正确的是( ) A. 凡是放热反应都足自发的,吸热反应都处非自发的B. 自发反应一定是
12、熵增大,非自发反应一定是熵减小或不变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实观10.下列有关说法错误的是( ) A. Na与H2O的反应是熵增的放热反应,该反应能自发进行B. 已知某吸热反应能自发进行,则该反应一定是熵增反应C. 通常情况下,一个放热且熵增的反应也有可能非自发进行D. 已知反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的H <011.若在已达到平衡的2SO2 + O2 2SO3反应体系中,充入少量的18O2 , 一
13、段时间后,18O这种原子存在于( ) A. O2 B. SO2
14、160; C. SO3
15、60; D. O2、SO2、SO312.“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点,关于如图所示三个“封管实验”(夹持装置未画出)的说法正确的是( ) A. 加热时,中上部汇集了 NH4Cl 固体B. 加热时,中溶液变红,冷却后又变为无色C. 加热时,中溶液红色褪去,冷却后溶液变红,体现 SO2 的漂白性D. 三个“封管实验”中所发生的化学反应都是可逆反应13.25和1.01×105Pa时,反应2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)
16、60; H56.76 kJ·mol1 , 自发进行的原因是( ) A. 吸热反应 B. 放热反应 C. 熵减
17、少的反应 D. 熵增大效应大于热效应14.以下三个反应均可获取O2: 光催化分解水制氧气:2H2O(l)2H2(g)O2(g) H1+571.6 kJ·mol-1过氧化氢分解制氧气:2H2O2(l)2H2O(l)O2(g) H2196.4 kJ·mol-1一氧
18、化氮分解制氧气:2NO(g)N2(g)O2(g) H3180.5 kJ·mol-1由此得出的有关推断正确的是( )A. 是热能转化为光能的反应
19、60; B. 在常温下一定可以实际发生C. 在高温下可以自发进行 D. 、都是熵减少的反应15.下列反应均可在室温下自发进行,其中
20、H0,S0的是( ) A. 4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) B. NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)C. (NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)
21、0; D. 2Cu(s)+CO2(g)+O2(g)+H2O(g)=Cu2(OH)2CO3(s)16.在一定条件下的密闭容器中,加入2mol SO2和1mol O2 , 充分反应后能证明反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) 是可逆反应的事实是( ) A. O2仍为1mol B. SO2仍为2mol C
22、. SO2完全转化为 SO3 D. SO2、O2、SO3同时存在17.氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是( ) A. 一定温度下,反应2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)能自发进行,该反应的H<0B. 氢氧燃料电池的负极反应为O2+2H2O+4e=4OHC. 常温常压下,氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2 , 转移电子的数目为6.02×1023D.
23、60;反应2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)的H可通过下式估算: H=反应中形成新共价键的键能之和反应中断裂旧共价键的键能之和二、综合题(共5题)18.氨是化学实验室及化工生产中的重要物质,应用广泛。 (1)已知25时:N2(g)O2(g) 2NO(g) H=+183kJ/mol 2H2(g)O2(g)2H2O(l) H=571.6kJ/mol4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(l) H=1164.4kJ/mol则N2(g)3H2(g) 2NH3(g) H=_kJ/mol(2)在恒温恒容密闭
24、容器中进行合成氨反应,起始投料时各物质浓度如下表: N2H2NH3投料1.0mol/L3.0mol/L0投料0.5mol/L1.5mol/L1.0mol/L按投料进行反应,测得达到化学平衡状态时H2的转化率为40%,则该温度下合成氨反应的平衡常数表达式为_。按投料进行反应,起始时反应进行的方向为_(填“正向”或“逆向”)。若升高温度,则合成氨反应的化学平衡常数_(填“变大”、“变小”或“不变”)。L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。下图表示L一定时,合成氨反应中H2(g)的平衡转化率随X的变化关系。.X代表的物理量是_。.判断L1、L2的大小关系,并简述理由_。(3)电化学气敏传感器可用
25、于监测环境中NH3的含量,其工作原理示意图如下: 电极b上发生的是_反应(填“氧化”或“还原”)。写出电极a的电极反应式_。19. (1).为了探究一种固体化合物甲(仅含3种元素)的组成和性质,设计并完成如下实验:(气体体积已经换算成标准状况下的体积) 请回答:写出化合物甲的化学式_。(2)写出形成溶液C的化学方程式:_。 (3)写出气体A通入溶液D中,发生反应的离子反应方程式_。 (4).近年来化学家又研究开发出了用 H2和CH3COOH
26、 为原料合成乙醇(反应),同时会发生副反应。 反应.CH3COOH(g)+2H2(g) CH3CH2OH(g) +H2O(g) H1反应. CH3COOH(g)+H2(g) CO(g)+CH4(g)+H2O(g) H20已知:乙醇选择性是转化的乙酸中生成乙醇的百分比。请回答:反应一定条件下能自发进行,则H1 _0。(填“”或“”)(5)某实验中控制 CH3COOH 和 H2 初始投料比为 11.5,在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据: 温度(K)催化剂乙酸的转化率(%)乙醇选择性(%)573甲4050573乙3060673甲5535673乙4050有利于提高
27、CH3COOH转化为CH3 CH2OH平衡转化率的措施有_。A 使用催化剂甲 B 使用催化剂乙C 降低反应温度 D 投料比不变,增加反应物的浓度E 增大CH3COOH和H2的初始投料比673K甲催化剂作用下反应已达平衡状态,测得乙酸的转化率为50%,乙醇的选择性4
28、0%,若此时容器体积为 1.0L,CH3COOH 初始加入量为2.0mol,则反应的平衡常数 K= _。表中实验数据表明,在相同温度下不同的催化剂对CH3COOH转化成CH3CH2OH的选择性有显著的影响,其原因是_。(6)在图中分别画出I在催化剂甲和催化剂乙两种情况下“反应过程-能量”示意图。_ 20.CO、CH4 和 N2H4都可以作为燃料。回答下列问题: (1)工业制氢气原理如下:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) H= +206.4 kJ·mol-1。该反应能自发进行的条件为:_。(选填“任何条件”、“低温”、“高温”、“任何条件均不能自发”) (
29、2)对于上述反应一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的措施是_。 a升高温度 b增大水蒸气浓度 c加入催化剂 d降低压强(3)恒温恒容条件下,以下能说明该反应达到平衡状态的是_。 av消耗(CO)=v生成(H2O)
30、; bc(H2O)=c(CO)c混合气体的总物质的量不再改变 d混合气体的密度不再改变 e混合气体平均相对分子质量不再改变 f氢气的质量分数不再改变(4)肼(N2H4)和NO2是一种双组分火箭推进剂。两种物质混合发生反应生成N2和H2O(g),已知8 g气体肼在上述反应中放出142 kJ热量,其热化学方程式为_。 (5)草酸与KMnO4在酸性条件下能够发生如下反应:MnO 4 H2C2O4HMn2CO2H2O(未配平)。用4 m
31、L0.001 mol/L KMnO4溶液与2 mL 0.01 mol/L H2C2O4溶液,研究不同条件对化学反应速率的影响。改变的条件如下: 组别10%硫酸体积/mL温度/其他物质220/22010滴饱和MnSO4溶液230/1201 mL蒸馏水如果研究催化剂对化学反应速率的影响,应选用实验_和_(用表示)。21.CO还原脱硝技术可有效降低烟气中的NOx的排放量。回答下列问题: (1)ICO还原NO的脱硝反应: 2CO(g)2NO(g)2CO2(g)N2(g)H 已知: CO(g)NO2(g)CO2(g)NO(g)H1=226kJmol1 N2(g)2O2(g)2NO2(g)H2=68kJm
32、ol1 N2(g)O2(g)2NO(g)H3=183kJmol1 脱硝反应H=_,该反应向正反应方向自发进行的倾向很大,其原因是_,有利于提高NO平衡转化率的条件是_(写出两条)。(2)以Mn3O4为脱硝反应的催化剂,研究者提出如下反应历程,将历程补充完整。 第一步:_;第二步:3MnO22COMn3O42CO2(3)在恒温恒容的密闭容器中,充入等物质的量的CO和NO混合气体,加入Mn3O4发生脱硝反应,t0时达到平衡,测得反应过程中CO2的体积分数与时间的关系如右图所示。 比较大小:a处V正_b处V逆(填“”、“”或“=”)NO的平衡转化率为_。 (4)IIT时,在刚性反应器中发生如下反应:
33、 CO(g)NO2(g)CO2(g)NO(g) ,化学反应速率 v=kPm(CO)Pn(NO2), k为化学反应速率常数。研究表明,该温度下反应物的分压与化学反应速率的关系如下表所示: 若反应初始时P(CO)=P(NO2)=akPa,反应t min时达到平衡,测得体系中P(NO)=bkPa,则此时v=_ kPa·s1 (用含有a和b的代数式表示,下同),该反应的化学平衡常数Kp=_(Kp是以分压表示的平衡常数)。22.含氮物质被广泛应用于化肥、制药、合成纤维等化工行业造福人类,但如果使用或处理不当,也会对环境造成影响。如何合理地使用含氮物质,是化学学科肩负的重要社会责任。请根据所学知
34、识解答下列问题: (1)卫星发射时,可用N2H4和F2作推进剂,已知: N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) H1=-534kJ·mol-11/2H2(g)+1/2F2(g)=HF(g) H2=-269kJ·mol-12H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H3=-484kJ·mol-1则该条件下N2H4(g)和F2(g)反应的热化学方程式为:_。(2)工业合成氨的原理为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)H=-92.4kJ·
35、;mol-1 , 现将6molN2和14molH2充入下图所示恒压密闭容器中,开始时活塞的位置如图1所示,当反应达到平衡时,活塞位置如图2所示。下列表述能说明反应已达平衡的是_。A活塞不再移动B容器内压强不再改变C容器内气体密度不再改变D容器内气体的平均相对分子质量不再改变试计算该条件下反应的平衡常数:_。已知某次反应过程中逆反应速率随时间的变化图如图3所示。在t1时改变了某一种条件,则改变的条件可能是_。(3)治理NO的一种方法是先将NO氧化成NO2后,再在电解条件下通入还原性碱溶液转化成N2 , 其中重要的一步反应原理为NO(g)+O3(g) NO2(g)+O2(g)H<0下列说法正
36、确的是_。A已知该反应在较低温度下能自发进行,说明S=0B加入催化剂,可降低反应的活化能和焓变,从而加快反应的速率C活化分子有效碰撞理论中,活化能指活化分子的平均能量与非活化分子平均能量的差值D在一定温度下,向恒容密闭容器中充入物质的量之比为1:3的NO和O3 , 达到平衡时转化率为a。再充为入了1:3探的究NO和O3 , 转化率不变为了探究臭氧投加量对NO氧化脱除的影响,对一定时间内O3/NO的物质的量比值与NO脱除率进行了研究,结果如图4所示。当O3/NO的物质的量比值小于1.1时,NO的脱除率随物质的量比的增大快速升高的原因可能是:_。(4)处理汽车尾气中的氮氧化物还可以用NH3还原法,
37、假设在恒容密闭容器中,仅发生反应4NO(g)+4NH3(g)+O2(g) 催化剂 4N2(g)+6H2O(g)H<0。测得NO的平衡转化率随温度的变化关系如图5所示,已知温度为T3时,反应达到平衡所需时间为10min。 请在图5中画出不同温度下,反应都经10min,NO的转化率曲线示意图。答案部分一、单选题1.【答案】 D 2.【答案】 C 3.【答案】 A 4.【答案】 D 5.【答案】 B 6.【答案】 C 7.【答案】 A8.【答案】 B 9.【答案】 C 10.【答案】 C 11.【答案】 D 12.【答案】 A 13.【答案】 D 14.【答案】 C 15.【答案】 C 16.
38、【答案】 D 17.【答案】 A 二、综合题18.【答案】 (1)92.2(2)K c(NH3)c(N2)c(H2);逆向;减小;温度;L2L1 , 其他条件相同时,增大压强有利于平衡向气体体积缩小的方向移动,从而提高H2(g)的平衡转化率(3)还原;2NH36e6OHN26H2O 19.【答案】 (1)FeAl2S4(或Al2FeS4或FeSAl2S3或Al2S3FeS)(2)Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O(3)2Fe3+ +SO2 +2H2O=2Fe2+SO42+4H+(4)(5)CD;0.16或5/32;表中数据表明此时反应未达到平衡,不同的催化剂对反应的催化能力不同,因
39、而在该时刻下对乙醇选择性有影响。(6)20.【答案】 (1)高温(2)a(3)c e f(4)2N2H4(g)2NO2(g)=3N2(g)4H2O(g);H=-1136 kJ/mol(5); 21.【答案】 (1)750kJmol-1;该反应为放热量大的反应;降温、升压、增大CO和NO的投料比等(2)Mn3O42NO3MnO2N2(3);80%(4)9×10-5(ab)2;b2(ab)2 22.【答案】 (1)N2H4 (g)+ 2F2 (g )N2 (g)+ 4HF(g) H= -1126kJ/mol(2)ACD;0.5;升温、加压、加入催化剂(3)D;臭氧投料增加,反应物浓度增大,反应速率加快,NO脱除率上升;反应物浓度增大导致平衡正向移动,NO脱除率上升(4)解:如图所示:
限制150内