資源簡(jiǎn)介

2.3化學(xué)反應(yīng)的方向 練習(xí)
一、單選題
1．實(shí)現(xiàn)“節(jié)能減排”和“低碳經(jīng)濟(jì)”的一個(gè)重要課題就是如何將轉(zhuǎn)化為可利用的資源。目前工業(yè)上有一種方法是用來生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng)：，如圖表示該反應(yīng)過程中能量(單位為)的變化。下列關(guān)于該反應(yīng)的說法正確的是
A． B．
C． D．
2．其他條件不變時(shí)，只改變某一條件，化學(xué)反應(yīng)aA(g)+B(g) cC(g)的平衡的變化圖像如下(圖中p表示壓強(qiáng)，T表示溫度，n表示物質(zhì)的量，α表示轉(zhuǎn)化率)，據(jù)此分析下列說法正確的是
A．在圖像反應(yīng)I中，若p1＞p2，則此反應(yīng)的ΔS＞0
B．在圖像反應(yīng)III中，若T1＞T2，則該反應(yīng)能自發(fā)
C．在圖像反應(yīng)II中，說明該正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
D．由圖像可知該反應(yīng)在任意溫度下均可自發(fā)
3．知道了某過程有自發(fā)性之后，則
A．可判斷出過程的方向 B．可確定過程是否一定會(huì)發(fā)生
C．可預(yù)測(cè)過程發(fā)生完成的快慢 D．可判斷過程的熱效應(yīng)
4．在任意溫度下，下列反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行的是
A．2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑
B．NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) ΔH＜0
C．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH＞0
D．X2Y2(s)=X2(g)+Y2(g) ΔH＜0
5．下列關(guān)于判斷過程的方向的說法正確的是（ ）
A．所有自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)
B．高溫高壓下可以使石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是自發(fā)的化學(xué)反應(yīng)
C．由能量判據(jù)和熵判據(jù)組合而成的復(fù)合判據(jù)，將更適合于所有的過程
D．同一物質(zhì)的固、液、氣三種狀態(tài)的熵值相同
6．下列反應(yīng)在任何溫度下均能自發(fā)進(jìn)行的是
A．2N2(g)＋O2(g)=2N2O(g) ΔH=+163kJ·mol-1
B．Ag(s)＋Cl2(g)=AgCl(s) ΔH=-127kJ·mol-1
C．HgO(s)=Hg(l)＋O2(g) ΔH=+91kJ·mol-1
D．H2O2(l)=O2(g)＋H2O(l) ΔH=-98kJ·mol-1
7．判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性常用焓判據(jù)和熵判據(jù)，則在下列情況下，可以判定反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行的是
A．ΔH<0,ΔS>0 B．ΔH>0,ΔS>0 C．ΔH<0,ΔS<0 D．ΔH>0,ΔS<0
8．下列說法中，不正確的是
A．乙烯聚合為聚乙烯的反應(yīng)是熵減的過程， S<0
B．金屬鈉和水的反應(yīng)是熵增、放熱、自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)
C． H<0的反應(yīng)均能夠自發(fā)進(jìn)行
D．氯氣和消石灰的反應(yīng)是熵減、自發(fā)進(jìn)行的，一定是放熱的反應(yīng)
9．下列說法正確的是
A．反應(yīng)在室溫下可自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的
B．在常溫下能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的
C．室溫下不能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的
D．常溫下，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的
10．下列不屬于自發(fā)進(jìn)行的變化是
A．紅墨水加到清水使整杯水變紅 B．冰在室溫下融化成水
C．電解飽和食鹽水 D．鐵器在潮濕的空氣中生銹
11．下列不屬于自發(fā)進(jìn)行的變化是 (　　)
A．紅墨水加到清水使整杯水變紅 B．冰在室溫下融化成水
C．NaHCO3 轉(zhuǎn)化為 Na2CO3 D．鐵器在潮濕的空氣中生銹
12．下列說法不正確的是
A．與的反應(yīng)是熵增的放熱反應(yīng)，該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行
B．某吸熱反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，因此該反應(yīng)是熵增反應(yīng)
C．碳酸銨［］在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨氣是因?yàn)橥饨缃o予了能量
D．是一個(gè)熵減小的反應(yīng)
13．二氧化碳甲烷化技術(shù)是資源化利用的有效手段之一，其反應(yīng)原理為 。已知298 K時(shí)，有關(guān)物質(zhì)的相對(duì)能量如表所示：
物質(zhì)
相對(duì)能量/() 0 -75 -242 -393
下列說法正確的是
A．該反應(yīng)的
B．相對(duì)能量：
C．該反應(yīng)的
D． ，則
14．一定條件下，合成氨反應(yīng)：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。圖1表示在該反應(yīng)過程中的能量的變化，圖2表示在2 L的密閉容器中反應(yīng)時(shí)N2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線，圖3表示在其他條件不變的情況下，改變起始物H2的物質(zhì)的量對(duì)該反應(yīng)平衡的影響。下列說法正確的是
A．升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均加快，N2的轉(zhuǎn)化率增大
B．由圖2信息，10 min末該反應(yīng)以N2表示的反應(yīng)速率為v(N2)=0.015 mol·L-1·min-1
C．由圖2信息，從11 min起其他條件不變，增加N2的量，則n(N2)的變化曲線為d
D．圖3中溫度T1二、解答題
15．乙二醇是一種重要化工原料，以合成氣為原料合成乙二醇具有重要意義。
Ⅰ．直接合成法：，不同溫度下平衡常數(shù)如下表所示。
溫度 298K 355K 400K
平衡常數(shù) 1.0
(1)該反應(yīng)的 0(填“>”或“<”)。
(2)已知的燃燒熱分別為，則上述合成反應(yīng)的 (用a、b和c表示)。
(3)實(shí)驗(yàn)表明，在500K時(shí)，即使壓強(qiáng)(34MPa)很高乙二醇產(chǎn)率(7%)也很低，可能的原因是 (答出1條即可)。
Ⅱ．間接合成法：用合成氣和制備的DMO合成乙二醇，發(fā)生如下3個(gè)均放熱的連續(xù)反應(yīng)，其中MG生成乙二醇的反應(yīng)為可逆反應(yīng)。
(4)在2MPa、催化、固定流速條件下，發(fā)生上述反應(yīng)，初始?xì)漉ケ龋隹谔帣z測(cè)到DMO的實(shí)際轉(zhuǎn)化率及MG、乙二醇、乙醇的選擇性隨溫度的變化曲線如圖所示[某物質(zhì)的選擇性]。
①已知曲線Ⅱ表示乙二醇的選擇性，則曲線 (填圖中標(biāo)號(hào)，下同)表示DMO的轉(zhuǎn)化率，曲線 表示MG的選擇性。
②有利于提高A點(diǎn)DMO轉(zhuǎn)化率的措施有 (填標(biāo)號(hào))。
A．降低溫度 B．增大壓強(qiáng)
C．減小初始?xì)漉ケ? D．延長(zhǎng)原料與催化劑的接觸時(shí)間
③483K時(shí)，出口處的值為 (精確至0.01)。
④A點(diǎn)反應(yīng)的濃度商 (用物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)代替濃度計(jì)算，精確至0.001)。
16．硼氫化鈉(NaBH4)是一種環(huán)境友好的固體儲(chǔ)氫材料。
Ⅰ．儲(chǔ)氫
(1)NaBH4中B的化合價(jià)為+3，H的化合價(jià)為 。NaBO2(aq)＋4H2(g) =NaBH4(s)＋2H2O(l) ΔH1。該反應(yīng)在任意溫度下均不能自發(fā)進(jìn)行的原因除ΔH1>0外，還有 。
(2)已知：NaBO2(s)=NaBO2(aq) ΔH2；
H2(g)＋O2(g)=H2O(l) ΔH3；
Mg(s)＋O2(g)=MgO(s) ΔH4。
反應(yīng)NaBO2(s)＋2H2(g)＋2Mg(s)=NaBH4(s)＋2MgO(s) ΔH= 。
Ⅱ．釋氫
(3)NaBH4水解時(shí)發(fā)生：NaBH4＋2H2O=NaBO2＋4H2，產(chǎn)氫的速率比較慢。向NaBH4水溶液中加入固態(tài)催化劑Ru/NGR可加快產(chǎn)氫的速率。
①加入固態(tài)催化劑Ru/NGR，降低了反應(yīng)的 ，從而加快了產(chǎn)氫的速率
②其他條件相同時(shí)，NaBH4濃度對(duì)產(chǎn)氫速率的影響如圖所示。NaBH4的濃度大于3%，隨著NaBH4濃度增大，產(chǎn)氫速率下降的原因是 。(已知：25℃時(shí)NaBH4的溶解度為55 g，NaBO2的溶解度為0.28 g。)
Ⅲ．測(cè)定純度
(4)現(xiàn)取0.400 g NaBH4樣品，將其投入足量水中并加入固態(tài)催化劑Ru/NGR。充分反應(yīng)后，共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下896 mL H2。計(jì)算該NaBH4樣品的純度 (寫出計(jì)算過程) [純度=×100%]。
17．甲烷是重要的氣體燃料和化工原料，由制取合成氣()的反應(yīng)原理為。回答下列問題：
(1)若生成，吸收熱量，相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能(斷裂化學(xué)鍵所吸收的能量)，如表所示。
化學(xué)鍵
鍵能/ 414 436 467
①的鍵能為 (用含a的式子表示)。
②當(dāng)體系溫度等于TK時(shí)，溫度大于T時(shí) (填“>”“<”或“=”)0。
(2)在體積為1L的恒容密閉容器中通入和，在不同條件下發(fā)生反應(yīng)，測(cè)得平衡時(shí)的體積分?jǐn)?shù)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。
①X表示 (填“溫度”或“壓強(qiáng)”)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式 。
②m、n、q點(diǎn)的平衡常數(shù)由大到小的順序?yàn)? 。
③若q點(diǎn)對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)為30，此時(shí)甲烷的轉(zhuǎn)化率為 ，該條件下平衡常數(shù) (保留兩位有效數(shù)字)。
18．推動(dòng)CO2的綜合利用、實(shí)現(xiàn)碳中和是黨中央作出的重大戰(zhàn)略決策。工業(yè)上可利用CO或CO2來生產(chǎn)甲醇燃料，從而實(shí)現(xiàn)碳元素的再利用。在某恒壓密閉容器中，主要發(fā)生的反應(yīng)有：
反應(yīng)Ⅰ：CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) ΔH1 = –41.0 kJ·mol-1
反應(yīng)Ⅱ：CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) ΔH2 ；
反應(yīng)Ⅲ：CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) ΔH3= –90.0 kJ·mol-1
回答下列問題：
(1)反應(yīng)Ⅰ在 (填高溫、低溫或任意溫度)下能自發(fā)進(jìn)行，反應(yīng)Ⅱ的△H2= kJ mol-1。
(2)下列情況能說明容器中反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________。
A．v (CO2)正 = v ( H2O)正
B．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變
C．CH3OH的體積分?jǐn)?shù)保持不變
D．容器內(nèi)混合氣體密度不再改變
(3)T℃時(shí)，將n(CO2)：n(H2)=3：5的混合氣體充入壓強(qiáng)為6MPa的恒壓密閉容器中，在催化劑的作用下，上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，CO2和H2的分壓相等，甲醇的選擇性是CO的2倍，則CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為 ，反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)Kp為 (Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(4)在5MPa下，按照n(CO2)：n(H2)=1：3投料，達(dá)到平衡時(shí)，CO和CH3OH在含碳產(chǎn)物中物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)及CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如下圖：
①圖中代表CH3OH的曲線為 (填“m”或“n”)。
②解釋150~250℃范圍內(nèi)CO2轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低的原因 。
③溫度升高，H2O的平衡產(chǎn)率的變化趨勢(shì)為 。
《2.3化學(xué)反應(yīng)的方向 練習(xí)》參考答案
題號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C B A D C D A C A C
題號(hào) 11 12 13 14
答案 C C C D
15．(1)<
(2)-2a-3b+c(或c-2a-3b)
(3)溫度過高，反應(yīng)平衡常數(shù)較小導(dǎo)致產(chǎn)率過低(或溫度過高，催化劑的催化活性下降導(dǎo)致產(chǎn)率過低)
(4) I IV BD 1.98 0.025
16．(1) 價(jià)
(2)
(3) 活化能 NaBH4水解產(chǎn)生溶解度很小的NaBO2覆蓋在催化劑表面，降低了催化劑的效率，導(dǎo)致產(chǎn)氫速率下降
(4)95.0%
17．(1) 1282 4a <
(2) 壓強(qiáng) q>n>m 25% 0.19
18．(1) 低溫 +49
(2)BCD
(3) 50%
(4) m 反應(yīng)I、Ⅲ是放熱反應(yīng)，反應(yīng)II是吸熱反應(yīng)，150 ~250℃ 范圍內(nèi)，以反應(yīng)I、Ⅲ為主導(dǎo)，溫度升高，反應(yīng)I、Ⅲ逆向移動(dòng)，使CO2平衡轉(zhuǎn)化率減小的程度大于反應(yīng)II使CO2平衡轉(zhuǎn)化率增大的程度 先減小后增大

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