考點(diǎn)規(guī)范練20　化學(xué)反應(yīng)的方向和限度一、選擇題1.下列過程屬于熵增加的是(　　)。A.一定條件下,水由氣態(tài)變成液態(tài)B.工業(yè)上合成氨C.將散落的火柴放入火柴盒D.固態(tài)碘升華2.下列說法錯(cuò)誤的是(　　)。A.同一物質(zhì)在氣態(tài)時(shí)熵值最大,液態(tài)時(shí)次之,而固態(tài)時(shí)熵值最小B.硝酸銨溶于水吸熱,說明其溶于水不是自發(fā)的過程C.不借助外力能自發(fā)進(jìn)行的過程,其體系的能量趨向于從高能量狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍芰繝顟B(tài)D.由能量判據(jù)和熵判據(jù)組合而成的復(fù)合判據(jù),更適合于所有的過程3.已知某密閉容器中存在下列平衡:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),其他條件不變,平衡時(shí)c(CO2)與溫度t的關(guān)系如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)。A.平衡狀態(tài)A與C相比,平衡狀態(tài)A的c(CO)較小B.在t2時(shí),D點(diǎn)的反應(yīng)速率:v(逆)>v(正)C.反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的ΔH>0D.若t1、t2時(shí)的平衡常數(shù)分別為K1、K2,則K1<K24.(2021浙江金華十校聯(lián)考)人體內(nèi)的血紅蛋白(Hb)可與O2結(jié)合形成HbO2,Hb(aq)也可以與CO結(jié)合,人體發(fā)生CO中毒的原理為:HbO2(aq)+CO(g)HbCO(aq)+O2(g)　ΔH<0。下列說法不正確的是????????????? (　　)。A.海拔較高的地區(qū)由于氣壓較低,所以血紅蛋白較難與O2結(jié)合,容易產(chǎn)生缺氧現(xiàn)象B.已知CO中毒為熵減過程,則理論上冬天比夏天可能更容易發(fā)生CO中毒現(xiàn)象C.把CO中毒的人轉(zhuǎn)到高壓氧艙中有助于緩解癥狀D.此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=5.已知反應(yīng)①:CO(g)+CuO(s)CO2(g)+Cu(s)和反應(yīng)②:H2(g)+CuO(s)Cu(s)+H2O(g)在相同的某溫度下的平衡常數(shù)分別為K1和K2,該溫度下反應(yīng)③:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常數(shù)為K。則下列說法正確的是(　　)。A.反應(yīng)①的平衡常數(shù)K1=B.反應(yīng)③的平衡常數(shù)K=C.對于反應(yīng)③,恒容時(shí),溫度升高,H2濃度減小,則該反應(yīng)的焓變?yōu)檎?/span>D.對于反應(yīng)③,恒溫恒容下,增大壓強(qiáng),H2濃度一定減小6.下列說法正確的是(　　)。A.ΔH<0、ΔS>0的反應(yīng)在溫度低時(shí)不能自發(fā)進(jìn)行B.NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)　ΔH=+185.57 kJ·mol-1能自發(fā)進(jìn)行,原因是體系有自發(fā)地向混亂度增加的方向轉(zhuǎn)變的傾向C.焓變和熵變都與反應(yīng)的自發(fā)性有關(guān),因此焓變或熵變均可單獨(dú)作為反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù)D.在其他外界條件不變的情況下,使用催化劑,可以改變化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向7.一定溫度下,在一個(gè)容積為1 L的密閉容器中,充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g),發(fā)生反應(yīng)H2(g)+I2(g)2HI(g),經(jīng)充分反應(yīng)達(dá)到平衡后,生成的HI(g)占?xì)怏w體積的50%,該溫度下,在另一個(gè)容積為2 L的密閉容器中充入1 mol HI(g)發(fā)生反應(yīng)HI(g)H2(g)+I2(g),則下列判斷正確的是(　　)。A.后一反應(yīng)的平衡常數(shù)為1B.后一反應(yīng)的平衡常數(shù)為0.5C.后一反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),H2的平衡濃度為0.25 mol·L-1D.后一反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),HI(g)的平衡濃度為0.5 mol·L-18.一密閉容器中存在反應(yīng):2Fe3O4(s)6FeO(s)+O2(g)　ΔH,實(shí)驗(yàn)測得平衡時(shí)Fe3O4的轉(zhuǎn)化率α隨溫度和壓強(qiáng)的變化如圖所示。下列說法正確的是(　　)。A.該反應(yīng)的ΔH<0B.壓強(qiáng)p1<p2C.將O2不斷分離出去可以提高Fe3O4的轉(zhuǎn)化率D.a、b兩點(diǎn)的平衡常數(shù)大小:Ka<Kb二、非選擇題9.機(jī)動(dòng)車尾氣和燃煤產(chǎn)生的煙氣是目前城市空氣污染的重要來源。NO和CO均為汽車尾氣的成分,這兩種氣體在催化轉(zhuǎn)換器中發(fā)生反應(yīng):2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)　ΔH=-a kJ·mol-1。(1)CO可用于煉鐵,已知:①Fe2O3(s)+3C(s)2Fe(s)+3CO(g)　ΔH=+489.0 kJ·mol-1②C(s)+CO2(g)2CO(g)　ΔH=+172.5 kJ·mol-1則CO還原Fe2O3的熱化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)在一定溫度下,將1.2 mol NO、1.0 mol CO氣體通入固定容積為2 L的密閉容器中,反應(yīng)過程中部分物質(zhì)的濃度變化如圖所示。0~20 min CO2的平均速率v(CO2)=　　　　,CO的轉(zhuǎn)化率為　　　　。 (3)下列能夠說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的是　　　　(填字母)。 A.該容器內(nèi)壓強(qiáng)不再改變B.上述反應(yīng)的焓變ΔH不變C.v(NO)=2v(N2)D.混合氣體的密度不再變化(4)若保持反應(yīng)體系的溫度不變,20 min時(shí)再向容器中充CO、CO2各0.2 mol,化學(xué)平衡將　　　　(填“逆向”“正向”或“不”)移動(dòng)。重新達(dá)到平衡后,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為　　　　。 10.(2021全國乙)一氯化碘(ICl)是一種鹵素互化物,具有強(qiáng)氧化性,可與金屬直接反應(yīng),也可用作有機(jī)合成中的碘化劑?；卮鹣铝袉栴}:(1)歷史上海藻提碘中得到一種紅棕色液體,由于性質(zhì)相似,Liebig誤認(rèn)為是ICl,從而錯(cuò)過了一種新元素的發(fā)現(xiàn)。該元素是　　　　。 (2)氯鉑酸鋇(BaPtCl6)固體加熱時(shí)部分分解為BaCl2、Pt和Cl2,376.8 ℃時(shí)平衡常數(shù)Kp'=1.0×104 Pa2。在一硬質(zhì)玻璃燒瓶中加入過量BaPtCl6,抽真空后,通過一支管通入碘蒸氣(然后將支管封閉)。在376.8 ℃,碘蒸氣初始?jí)簭?qiáng)為20.0 kPa。376.8 ℃平衡時(shí),測得燒瓶中壓強(qiáng)為32.5 kPa,則pICl=　　　　 kPa,反應(yīng)2ICl(g)Cl2(g)+I2(g)的平衡常數(shù)K=　　　　(列出計(jì)算式即可)。 (3)McMorris測定和計(jì)算了在136~180 ℃范圍內(nèi)下列反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp:2NO(g)+2ICl(g)2NOCl(g)+I2(g)　Kp12NOCl(g)2NO(g)+Cl2(g)　Kp2得到lg Kp1~和lg Kp2~均為線性關(guān)系,如下圖所示:①由圖可知,NOCl分解為NO和Cl2反應(yīng)的ΔH　　　　0(填“大于”或“小于”)。 ②反應(yīng)2ICl(g)Cl2(g)+I2(g)的K=　　　　(用Kp1、Kp2表示);該反應(yīng)的ΔH　　　0(填“大于”或“小于”),寫出推理過程　　　　　　　　　　　　　　。 (4)Kistiakowsky曾研究了NOCl光化學(xué)分解反應(yīng),在一定頻率(ν)光的照射下機(jī)理為:NOCl+hνNOCl*NOCl+NOCl*2NO+Cl2其中hν表示一個(gè)光子能量,NOCl*表示NOCl的激發(fā)態(tài)?？芍?/span>,分解1 mol的NOCl需要吸收　　　　 mol的光子。 
考點(diǎn)規(guī)范練20　化學(xué)反應(yīng)的方向和限度1.D　熵增加的過程就是物質(zhì)的混亂程度增大的過程。水由氣態(tài)變成液態(tài)是熵減小的過程,A不符合題意;工業(yè)合成氨的反應(yīng)為N2+3H22NH3,該反應(yīng)為熵減小的過程,B不符合題意;將散落的火柴放入火柴盒是熵減小的過程,C不符合題意;固態(tài)碘升華屬于熵增加的過程,D符合題意。2.B　雖然硝酸銨溶于水吸熱,但因?yàn)轶w系的熵增大,故在常溫下也能自發(fā)進(jìn)行。3.A　由題圖可知題給反應(yīng)正反應(yīng)吸熱,C項(xiàng)正確。升高溫度平衡正向移動(dòng),CO濃度減小,所以A點(diǎn)CO濃度大,A項(xiàng)錯(cuò)誤。由于t2時(shí)反應(yīng)進(jìn)行到狀態(tài)D,c(CO2)高于平衡濃度,所以反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,則一定有v (正)<v (逆),B項(xiàng)正確。由于正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),化學(xué)平衡常數(shù)增大,故K1<K2,D項(xiàng)正確。4.D　根據(jù)化學(xué)方程式Hb(aq)+O2(g)HbO2(aq)可知正反應(yīng)是一個(gè)氣體分子數(shù)目減小的反應(yīng),減小壓強(qiáng),平衡逆向移動(dòng),A項(xiàng)正確;由ΔH<0、ΔS<0,可知反應(yīng)低溫條件下自發(fā)反應(yīng),B項(xiàng)正確;增加氧氣的濃度可以使平衡逆向移動(dòng),C項(xiàng)正確;根據(jù)化學(xué)方程式可知,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=,D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.B　在書寫平衡常數(shù)表達(dá)式時(shí),固體表示在平衡常數(shù)表達(dá)式中為1,A項(xiàng)錯(cuò)誤。由于反應(yīng)③=反應(yīng)①-反應(yīng)②,因此平衡常數(shù)K=,B項(xiàng)正確。反應(yīng)③中,溫度升高,H2濃度減小,則平衡左移,即逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng),因此ΔH<0,C項(xiàng)錯(cuò)誤。對于反應(yīng)③,在恒溫恒容下,增大壓強(qiáng),若充入惰性氣體,則平衡不移動(dòng),H2的濃度不變,D項(xiàng)錯(cuò)誤。6.B　ΔH<0、ΔS>0的反應(yīng),ΔH-TΔS<0,在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行,A項(xiàng)錯(cuò)誤。ΔH>0、ΔS>0,反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行說明ΔH-TΔS<0,原因是體系有自發(fā)地向混亂度增加的方向轉(zhuǎn)變的傾向,B項(xiàng)正確。反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行需要由焓變、熵變和溫度共同決定,C項(xiàng)錯(cuò)誤。在其他條件不變的情況下,使用催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)速率,但不能改變化學(xué)平衡狀態(tài)和化學(xué)反應(yīng)的方向,D項(xiàng)錯(cuò)誤。7.B　前一反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)c(H2)=c(I2)=0.5 mol·L-1,c(HI)=1 mol·L-1,則平衡常數(shù)K1==4,而后一反應(yīng)的平衡常數(shù)K2==0.5,A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確。設(shè)后一反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)c(H2)=x mol·L-1,則平衡時(shí)c(I2)=x mol·L-1,c(HI)=(0.5-2x) mol·L-1,K2==0.5,解得x=0.125,故平衡時(shí)c(H2)=0.125 mol·L-1,c(HI)=0.25 mol·L-1,C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。8.C　由圖示可知,溫度升高,Fe3O4的α增大,說明平衡向正向移動(dòng),則正向?yàn)槲鼰岱磻?yīng),則ΔH>0,故A項(xiàng)錯(cuò)誤。相同溫度下,增大壓強(qiáng),平衡向體積減小的方向移動(dòng),平衡逆向移動(dòng),Fe3O4的α減小,a<b,則p2>p1,故B項(xiàng)錯(cuò)誤。減少生成物,平衡正向移動(dòng),Fe3O4的α增大,故C項(xiàng)正確。平衡常數(shù)只受溫度影響,a、b兩點(diǎn)的溫度相同,平衡常數(shù)相同,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。9.答案 (1)Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)ΔH=-28.5 kJ·mol-1(2)0.01 mol·L-1·min-1　40%(3)A(4)逆向　0.28解析 (1)已知:①Fe2O3(s)+3C(s)2Fe(s)+3CO(g)　ΔH1=+489.0 kJ·mol-1 ①C(s)+CO2(g)2CO(g)　ΔH2=+172.5 kJ·mol-1 ②由①-②×3,得到熱化學(xué)方程式:Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)　ΔH=-28.5 kJ·mol-1。(2)由圖示可知0~20 min內(nèi)Δc(NO)=0.2 mol·L-1,所以v(NO)==0.01 mol·L-1·min-1,同一反應(yīng)中物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,所以v(CO2)=v(NO)=0.01 mol·L-1·min-1;Δc(NO)=0.2 mol·L-1,則Δc(CO)=0.2 mol·L-1,容器容積為2 L,所以CO的轉(zhuǎn)化率為×100%=40%。(3)該反應(yīng)前后氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)之和不相等,所以未達(dá)到平衡時(shí)容器內(nèi)氣體總物質(zhì)的量會(huì)變,容器恒容,則壓強(qiáng)會(huì)變,所以壓強(qiáng)不再改變說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故A項(xiàng)正確。反應(yīng)是否達(dá)到平衡并不影響反應(yīng)的焓變,故B項(xiàng)錯(cuò)誤。反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率,但選項(xiàng)中沒有指明各物質(zhì)的速率是正反應(yīng)速率還是逆反應(yīng)速率,故C項(xiàng)錯(cuò)誤。反應(yīng)物和生成物均為氣體,所以整個(gè)過程中氣體的總質(zhì)量不變,容積恒定,則密度一直不變,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。(4)初始投料為1.2 mol NO、1.0 mol CO,容器容積為2 L,則c(NO)=0.6 mol·L-1,c(CO)=0.5 mol·L-1;據(jù)圖可知平衡時(shí)c(NO)=0.6 mol·L-1,Δc(NO)=0.2 mol·L-1,根據(jù)方程式可知Δc(CO)=0.2 mol·L-1,Δc(CO2)=0.2 mol·L-1,Δc(N2)=0.1 mol·L-1,所以平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度為c(NO)=0.4 mol·L-1,c(CO)=0.3 mol·L-1,c(CO2)=0.2 mol·L-1,c(N2)=0.1 mol·L-1,則該溫度下平衡常數(shù)為K=≈0.28,充入CO、CO2各0.2 mol后,容器容積為2 L,所以c(CO)=0.4 mol·L-1,c(CO2)=0.3 mol·L-1,此時(shí)=0.35>0.28,所以平衡逆向移動(dòng);溫度不變平衡常數(shù)不變,平衡常數(shù)為0.28。10.答案 (1)Br(2)24.8　(3)①大于　②Kp1·Kp2　大于　越大即T越低,lg K=lg Kp1+lg Kp2的值越小,即K越小(4)0.5解析 (1)海藻中富含氯、溴、碘元素,海藻提碘過程中得到的紅棕色液體應(yīng)是溴單質(zhì)(Br2),故錯(cuò)過發(fā)現(xiàn)的新元素為溴或Br。(2)由題意BaPtCl6(s)BaCl2(s)+Pt(s)+2Cl2(g),該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp'==1.0×104 Pa2,則=1.0×102 Pa=0.1 kPa。硬質(zhì)玻璃燒瓶中加入過量BaPtCl6并抽真空后,376.8 ℃條件下,=0.1 kPa時(shí)BaPtCl6的分解達(dá)到平衡;加入碘蒸氣,376.8 ℃時(shí)碘的初始?jí)簭?qiáng)為20.0 kPa,由于反應(yīng)2ICl(g)Cl2(g)+I2(g)達(dá)平衡時(shí)的總壓強(qiáng)為32.5 kPa,該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)目不變的反應(yīng),故有:　             2ICl(g)Cl2(g)　　　     +　　　              I2(g)p起始             0 32.5 kPa-20.0 kPa 20.0 kPap轉(zhuǎn)化        24.8 kPa 12.5 kPa-0.1 kPa  12.4 kPap平衡       24.8 kPa 0.1 kPa  7.6 kPa故376.8 ℃條件下燒瓶中反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)pICl為24.8 kPa,反應(yīng)2ICl(g)Cl2(g)+I2(g)的平衡常數(shù)K=。(3)①根據(jù)圖像中與lg Kp2的關(guān)系,隨著溫度升高(減小),lg Kp2增大,說明NOCl分解為NO和Cl2是吸熱反應(yīng),反應(yīng)的ΔH>0。②將(3)中的兩個(gè)反應(yīng)式相加可得反應(yīng)式2ICl(g)Cl2(g)+I2(g),由Kp1=和Kp2=,可推出:K==Kp1·Kp2。由圖像可以看出,越大,即T越小,lg K=lg Kp1+lg Kp2值越小,即隨著溫度降低K減小,故反應(yīng)的ΔH>0。(4)將兩式相加得2NOCl+hν2NO+Cl2,即分解1 mol NOCl需要吸收0.5 mol光子。

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