2022-2023学年 苏教版选择性必修1专题2第二单元 化学反应的方向与限度 第1课时 化学反应的方向 化学平衡状态 课时练 (含答案)

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名称 2022-2023学年 苏教版选择性必修1专题2第二单元 化学反应的方向与限度 第1课时 化学反应的方向 化学平衡状态 课时练 (含答案)
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文件大小 134.0KB
资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 化学
更新时间 2022-11-27 22:07:33

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第二单元 化学反应的方向与限度
第1课时 化学反应的方向 化学平衡状态
1. 下列说法正确的是(  )
A. 铁在潮湿空气中生锈是自发过程
B. 电解池的反应是属于自发反应
C. NH4NO3溶于水吸热,说明其溶于水不是自发过程
D. 非自发反应在任何条件下一定都不能发生
2. (2021·泰州中学检测)在一定温度下,容积一定的密闭容器中发生反应A(s)+2B(g) C(g)+D(g),当下列物理量不再发生变化时,表明反应已达到平衡状态的是(  )
①混合气体的密度 ②混合气体的压强
③B的物质的量浓度 ④混合气体的总物质的量
A. ①②   B. ②③
C. ①③   D. ①④
3. (2021·扬州邗江区期中)根据所学知识和已有生活经验,下列变化过程中ΔS<0的是(  )
A. NH4NO3(s)===NH(aq) +NO(aq)
B. Mg(s)+H2SO4(aq)===MgSO4(aq) +H2(g)
C. H2O(s)―→H2O(l)―→H2O(g)
D. 2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)
4. 一定温度下,反应N2O4(g) 2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是(  )
  
① ② ③ ④
A. ①②   B. ②④
C. ③④   D. ①④
5. 下列反应在任何温度下均能自发进行的是(  )
A. 2N2(g)+O2(g)===2N2O(g) ΔH=163 kJ·mol-1
B. Ag(s)+Cl2(g)===AgCl(s) ΔH=-127 kJ·mol-1
C. HgO(s)===Hg(l)+O2(g) ΔH=91 kJ·mol-1
D. H2O2(l)===O2(g)+H2O(l) ΔH=-98 kJ·mol-1
6. (2021·南通中学检测)将2 mol SO2和1 mol O2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),下列物理量不再改变时,并不能说明化学反应已达到平衡状态的是(  )
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
7. 下列内容与结论相对应的是(  )
选项 内容 结论
A H2O(g)变成H2O(l) 该过程的ΔS>0
B 常温下,硝酸铵固体溶于水可自发进行 该过程的ΔS>0
C 一个反应的ΔH>0,ΔS>0 反应一定不能自发进行
D H2(g)+F2(g)===2HF(g)的ΔH=-271 kJ·mol-1,ΔS>0 反应在任意温度下都不能自发进行
8. (2021·如皋中学阶段检测)在一定温度下,体积一定的密闭容器中可逆反应3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g) 达到平衡的标志是(  )
A. 容器内混合气体的密度不再变化
B. 断裂2 mol O—H键的同时形成1 mol H—H键
C. 容器内混合气体的压强不再变化
D. 消耗3 mol Fe的同时生成1 mol Fe3O4
9. (2020·盐城中学期中)一定温度下,向容积为a L的密闭容器中加入2 mol NO2,发生反应:2NO2(g) 2NO(g)+O2(g),下列选项中,能说明此反应达到平衡状态的是(  )
A. 混合气体的质量不变
B. 混合气体的颜色不变
C. 单位时间内消耗n mol NO2,同时生成n mol NO
D. 混合气体中NO2、NO、O2的物质的量之比为2∶2∶1
10. 工业上常用煤和水作原料经过多步反应制得氢气(容器体积固定),其中一步反应的原理为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),下列选项的条件中可判断该反应达到平衡状态的是(  )
A. 单位时间内消耗1 mol H2O的同时生成1 mol的H2
B. 两个H—O键断裂的同时有两个
C===O键断裂
C. 反应容器内的气体密度不再发生变化
D. 混合气体的平均相对分子质量不发生变化
11. 在密闭容器中进行如下反应:X2(g)+Y2(g) 2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.2 mol·L-1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是(  )
A. Y2为0.2 mol·L-1
B. Y2为0.35 mol·L-1
C. X2为0.2 mol·L-1
D. X2为0.15 mol·L-1、Z为0.25 mol·L-1
12. (2022·沭阳期中)火箭中偏二甲肼(C2H8N2)/N2O4发动机中使用的N2O4存在着N2O4(g) 2NO2(g)平衡。下列说法不正确的是(  )
A. 恒温恒容条件下,若混合气体的颜色保持不变,则该反应达到平衡状态
B. 当v(N2O4)正=2v(NO2)正时,该反应达到平衡状态
C. 恒温恒容条件下,达平衡状态后,再充入一定量的N2O4,N2O4转化率将减小
D. 该反应在一定条件下能自发进行
13. 一定温度下,在2 L的恒容密闭容器内发生的反应中,M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。
请回答下列问题:
(1) 该反应的化学方程式为_____________________________________。
(2) 在t2时刻存在的等量关系是________,此时反应是否达到化学平衡状态?________(填“是”或“否”)。
(3) 在t3时刻v正________(填“>”“<”或“=”)v逆,理由是____________________________________________________。
14. 恒温恒容条件下,将2 mol A气体和2 mol B气体通入体积为2 L 的密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B(g) xC(g)+2D(s),2 min时反应达到平衡状态,此时剩余1.2 mol B,并测得C的浓度为1.2 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) 下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是________(填字母)。
A. 压强不再变化
B. 气体密度不再变化
C. A的消耗速率与B的消耗速率之比为2∶1
D. A的百分含量保持不变
15. 在2 L密闭容器内,800 ℃时发生反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g),n(NO)随时间的变化如下表所示:
时间/s 0 1 2 3 4 5
n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
(1) 上图表示NO2的浓度变化的曲线是________(填字母)。用O2表示前2 s内该反应的平均速率v=____________。
(2) 能说明该反应已达到平衡状态的是________(填字母)。
A. v(NO2)=2v(O2)
B. 容器内压强保持不变
C. v逆(NO)=2v正(O2)
D. 容器内密度保持不变
16. 一定温度下,在10 L密闭容器中加入5 mol SO2和3 mol O2,发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),10 min时,反应达到平衡状态,此时有3 mol SO2发生了反应。
(1) 反应生成了________ mol SO3,v(SO2)=________。
(2) 平衡时SO3的浓度是________,SO2的转化率是________。
(3) 平衡时容器内气体的总物质的量为________mol。
(4) 物质的浓度不再改变标志着该反应达到平衡状态,下列还可以说明该反应达到平衡状态的是________(填序号)。
①体系内压强不再改变
②容器内气体的密度不再改变
③混合气体的平均相对分子质量不再改变
④v正(SO3)=2v逆(O2)
⑤n(SO3)∶n(O2)∶n(SO2)=2∶1∶2
第二单元 化学反应的方向与限度
第1课时 化学反应的方向 化学平衡状态
1. A 2. C
3. D 解析:NH4NO3(s)===NH(aq)+NO(aq),反应由固体变为溶液,混乱程度增大即ΔS>0,A错误;Mg(s)+H2SO4(aq)===MgSO4(aq)+H2(g),反应生成气体,气体增多,混乱程度增大即ΔS>0,B错误;H2O(s)―→H2O(l)―→H2O(g),反应由固体变为液态,再变为气态,混乱程度增大即ΔS>0,C错误;D正确且符合题意,故选D。
4. D 解析:因反应容器保持恒压,所以容器体积随反应进行而不断变化,结合ρ=可知,气体密度不再变化,说明容器体积不再变化,即气体的物质的量不再变化,反应达到平衡状态,①符合题意;无论是否平衡,反应的ΔH都不变,②不符合题意;反应开始时,加入1 mol N2O4,随着反应的进行,N2O4的浓度逐渐变小,故v正(N2O4)逐渐变小,直至达到平衡,③不符合题意;N2O4的转化率不再变化,说明N2O4的浓度不再变化,反应达到平衡状态,④符合题意。①④符合题意,故选D。
5. D 解析:反应能自发进行的前提条件是反应的ΔH-TΔS<0,温度的变化可能使ΔH-TΔS的符号发生变化。A项,ΔH>0,ΔS<0,在任何温度下,ΔH-TΔS>0,即任何温度下,反应都不能自发进行;B项,ΔH<0,ΔS<0,在较低温度下,ΔH-TΔS<0,即反应温度不能过高;C项,ΔH>0,ΔS>0,若使反应自发进行,即ΔH-TΔS<0,必须提高温度,即反应只有在较高温度时能自发进行;D项,ΔH<0,ΔS>0,在任何温度下,ΔH-TΔS<0,即在任何温度下反应均能自发进行。故选D。
6. A 解析:密度是混合气的质量和容器容积的比,在反应过程中气体质量和容积始终是不变的,混合气体的密度不再改变不能说明反应达到平衡状态,A符合题意;该可逆反应前后气体体积减小,在反应过程中气体的压强也是减小的,因此当气体的总压强不再发生变化时,说明反应达到平衡状态,B不符合题意;该反应是体积减小的可逆反应,在反应过程中气体的总物质的量也是减小的,因此当气体的总物质的量不再发生变化时,可以说明反应达到平衡状态,C不符合题意;混合气的平均相对分子质量是混合气体的质量和混合气体的总的物质的量的比值,质量不变,但物质的量是减小的,因此混合气体的平均相对分子质量不变,说明反应达到平衡状态,D不符合题意。
7. B 解析:物质由气态变为液态,体系混乱度减小,即ΔS<0,A不符合题意;硝酸铵固体溶于水是吸热过程,过程可自发进行,说明ΔS>0,B符合题意;ΔH>0,ΔS>0,根据复合判据可知,高温时ΔH-TΔS<0,即高温条件下,反应能自发进行,C不符合题意;由ΔH<0,ΔS>0知,ΔH-TΔS<0,故该反应在任意温度下都能自发进行,D不符合题意。
8. A 解析:反应3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g)是气体质量减少的反应,反应过程中体积不变,则密度一直减小,当容器内混合气体的密度不再变化时,反应达到平衡状态,A正确;断裂2 mol O—H键的同时形成1 mol H—H键都表示的是正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,B错误;反应3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g)是气体体积不变的反应,反应过程中压强一直不变,容器内混合气体的压强不再变化时不能说明反应达到平衡状态,C错误;消耗3 mol Fe的同时生成1 mol Fe3O4都表示的是正反应,不能说明反应达到平衡状态,D错误。
9. B 解析:根据质量守恒,混合气体的质量始终不变,A错误;NO2为红棕色气体,NO和O2均为无色气体,混合气体颜色不变,表示反应达到平衡状态,B正确;单位时间内消耗n mol NO2,同时生成n mol NO,均表示正反应速率,C错误;混合气体中NO2、NO、O2的物质的量之比为2∶1∶1,不能表示反应达到平衡状态,D错误。
10. B 解析:单位时间内消耗1 mol的H2O,表示的是正反应速率,生成1 mol的H2表示的也是正反应速率,无法说明反应达到平衡状态,A错误;两个H—O键断裂表示的是正反应速率,两个C===O键断裂表示的是逆反应速率,且正、逆反应速率相等,说明反应达到平衡状态,B正确;在恒容密闭容器中,混合气体的质量和体积始终不变,则混合气体的密度始终不变,所以反应容器内的气体密度不再发生变化不能说明反应达到平衡状态,C错误;该反应是气体的总物质的量不变的可逆反应,根据M=,混合气体的相对分子质量始终不发生变化,所以相对分子质量不变不能说明反应达到平衡状态,D错误。
11. B 解析:若反应向正反应进行达到平衡,X2、Y2的浓度最小,Z的浓度最大,假定完全反应,则:
X2(g)+Y2(g) 2Z(g)
c(起始)/(mol·L-1)   0.1   0.3  0.2
c(转化)/(mol·L-1)   0.1   0.1  0.2
c(平衡)/(mol·L-1)   0   0.2  0.4
若反应向逆反应方向进行到达平衡,X2、Y2的浓度最大,Z的浓度最小,假定完全反应,则:
X2(g)+Y2(g) 2Z(g)
c(起始)/(mol·L-1)   0.1  0.3  0.2
c(转化)/(mol·L-1)   0.1   0.1  0.2
c(平衡)/(mol·L-1)   0.2   0.4  0
由于反应为可逆反应,物质不能完全转化,所以平衡时浓度范围为0<c(X2)<0.2 mol·L-1,0.2 mol·L-1<c(Y2)<0.4 mol·L-1,0<c(Z)<0.4 mol·L-1。c(Y2)>0.2 mol·L-1,A不符合题意;0.2 mol·L-1<c(Y2)<0.4 mol·L-1,B符合题意;c(X2)<0.2 mol·L-1,C不符合题意;若X2为0.15 mol·L-1,反应逆向进行,若Z为0.25 mol·L-1,反应正向进行,则二者的平衡时浓度不可能为同一平衡状态下的浓度,D不符合题意。
12. B 解析:因为NO2是红棕色气体,N2O4是无色气体,故恒温恒容条件下,混合气体颜色不变时,该反应达到平衡状态,A正确;该反应v(N2O4)正∶v(NO2)正=1∶2恒成立,达到平衡时,2v(N2O4)正=v( NO2)正=v( NO2)逆,B错误;恒温恒容条件下,再充入N2O4,相当于增大压强,故达到新平衡时N2O4转化率将减小,C正确;该反应气体体积增大,ΔS>0,在较高温度下能自发进行,D正确。
13. (1) 2N M
(2) n(M)=n(N) 否
(3)= M和N的物质的量不再发生变化,反应已达到平衡状态,故v正=v逆
14. (1) 0.6 mol·L-1·min-1
(2) 3 (3) BD
15. (1) b 1.5×10-3 mol·L-1·s-1
(2) BC
16. (1) 3 0.03 mol·L-1·min-1
(2) 0.3 mol·L-1 60%
(3) 6.5 (4) ①③④