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2.3化学反应的方向 练习
一、单选题
1．实现“节能减排”和“低碳经济”的一个重要课题就是如何将转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：，如图表示该反应过程中能量(单位为)的变化。下列关于该反应的说法正确的是
A． B．
C． D．
2．其他条件不变时，只改变某一条件，化学反应aA(g)+B(g) cC(g)的平衡的变化图像如下(图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量，α表示转化率)，据此分析下列说法正确的是
A．在图像反应I中，若p1＞p2，则此反应的ΔS＞0
B．在图像反应III中，若T1＞T2，则该反应能自发
C．在图像反应II中，说明该正反应为吸热反应
D．由图像可知该反应在任意温度下均可自发
3．知道了某过程有自发性之后，则
A．可判断出过程的方向 B．可确定过程是否一定会发生
C．可预测过程发生完成的快慢 D．可判断过程的热效应
4．在任意温度下，下列反应一定能自发进行的是
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．下列关于判断过程的方向的说法正确的是（ ）
A．所有自发进行的化学反应都是放热反应
B．高温高压下可以使石墨转化为金刚石是自发的化学反应
C．由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程
D．同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
6．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=+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．判断一个化学反应的自发性常用焓判据和熵判据，则在下列情况下，可以判定反应一定能自发进行的是
A．ΔH<0,ΔS>0 B．ΔH>0,ΔS>0 C．ΔH<0,ΔS<0 D．ΔH>0,ΔS<0
8．下列说法中，不正确的是
A．乙烯聚合为聚乙烯的反应是熵减的过程， S<0
B．金属钠和水的反应是熵增、放热、自发进行的反应
C． H<0的反应均能够自发进行
D．氯气和消石灰的反应是熵减、自发进行的，一定是放热的反应
9．下列说法正确的是
A．反应在室温下可自发进行，则该反应的
B．在常温下能自发进行，则该反应的
C．室温下不能自发进行，则该反应的
D．常温下，反应不能自发进行，则该反应的
10．下列不属于自发进行的变化是
A．红墨水加到清水使整杯水变红 B．冰在室温下融化成水
C．电解饱和食盐水 D．铁器在潮湿的空气中生锈
11．下列不属于自发进行的变化是 (　　)
A．红墨水加到清水使整杯水变红 B．冰在室温下融化成水
C．NaHCO3 转化为 Na2CO3 D．铁器在潮湿的空气中生锈
12．下列说法不正确的是
A．与的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行
B．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应
C．碳酸铵［］在室温下就能自发地分解产生氨气是因为外界给予了能量
D．是一个熵减小的反应
13．二氧化碳甲烷化技术是资源化利用的有效手段之一，其反应原理为 。已知298 K时，有关物质的相对能量如表所示：
物质
相对能量/() 0 -75 -242 -393
下列说法正确的是
A．该反应的
B．相对能量：
C．该反应的
D． ，则
14．一定条件下，合成氨反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。图1表示在该反应过程中的能量的变化，图2表示在2 L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线，图3表示在其他条件不变的情况下，改变起始物H2的物质的量对该反应平衡的影响。下列说法正确的是
A．升高温度，正、逆反应速率均加快，N2的转化率增大
B．由图2信息，10 min末该反应以N2表示的反应速率为v(N2)=0.015 mol·L-1·min-1
C．由图2信息，从11 min起其他条件不变，增加N2的量，则n(N2)的变化曲线为d
D．图3中温度T1二、解答题
15．乙二醇是一种重要化工原料，以合成气为原料合成乙二醇具有重要意义。
Ⅰ．直接合成法：，不同温度下平衡常数如下表所示。
温度 298K 355K 400K
平衡常数 1.0
(1)该反应的 0(填“>”或“<”)。
(2)已知的燃烧热分别为，则上述合成反应的 (用a、b和c表示)。
(3)实验表明，在500K时，即使压强(34MPa)很高乙二醇产率(7%)也很低，可能的原因是 (答出1条即可)。
Ⅱ．间接合成法：用合成气和制备的DMO合成乙二醇，发生如下3个均放热的连续反应，其中MG生成乙二醇的反应为可逆反应。
(4)在2MPa、催化、固定流速条件下，发生上述反应，初始氢酯比，出口处检测到DMO的实际转化率及MG、乙二醇、乙醇的选择性随温度的变化曲线如图所示[某物质的选择性]。
①已知曲线Ⅱ表示乙二醇的选择性，则曲线 (填图中标号，下同)表示DMO的转化率，曲线 表示MG的选择性。
②有利于提高A点DMO转化率的措施有 (填标号)。
A．降低温度 B．增大压强
C．减小初始氢酯比 D．延长原料与催化剂的接触时间
③483K时，出口处的值为 (精确至0.01)。
④A点反应的浓度商 (用物质的量分数代替浓度计算，精确至0.001)。
16．硼氢化钠(NaBH4)是一种环境友好的固体储氢材料。
Ⅰ．储氢
(1)NaBH4中B的化合价为+3，H的化合价为 。NaBO2(aq)＋4H2(g) =NaBH4(s)＋2H2O(l) ΔH1。该反应在任意温度下均不能自发进行的原因除ΔH1>0外，还有 。
(2)已知：NaBO2(s)=NaBO2(aq) ΔH2；
H2(g)＋O2(g)=H2O(l) ΔH3；
Mg(s)＋O2(g)=MgO(s) ΔH4。
反应NaBO2(s)＋2H2(g)＋2Mg(s)=NaBH4(s)＋2MgO(s) ΔH= 。
Ⅱ．释氢
(3)NaBH4水解时发生：NaBH4＋2H2O=NaBO2＋4H2，产氢的速率比较慢。向NaBH4水溶液中加入固态催化剂Ru/NGR可加快产氢的速率。
①加入固态催化剂Ru/NGR，降低了反应的 ，从而加快了产氢的速率
②其他条件相同时，NaBH4浓度对产氢速率的影响如图所示。NaBH4的浓度大于3%，随着NaBH4浓度增大，产氢速率下降的原因是 。(已知：25℃时NaBH4的溶解度为55 g，NaBO2的溶解度为0.28 g。)
Ⅲ．测定纯度
(4)现取0.400 g NaBH4样品，将其投入足量水中并加入固态催化剂Ru/NGR。充分反应后，共收集到标准状况下896 mL H2。计算该NaBH4样品的纯度 (写出计算过程) [纯度=×100%]。
17．甲烷是重要的气体燃料和化工原料，由制取合成气()的反应原理为。回答下列问题：
(1)若生成，吸收热量，相关化学键的键能(断裂化学键所吸收的能量)，如表所示。
化学键
键能/ 414 436 467
①的键能为 (用含a的式子表示)。
②当体系温度等于TK时，温度大于T时 (填“>”“<”或“=”)0。
(2)在体积为1L的恒容密闭容器中通入和，在不同条件下发生反应，测得平衡时的体积分数与温度、压强的关系如图所示。
①X表示 (填“温度”或“压强”)，该反应的平衡常数表达式 。
②m、n、q点的平衡常数由大到小的顺序为 。
③若q点对应的纵坐标为30，此时甲烷的转化率为 ，该条件下平衡常数 (保留两位有效数字)。
18．推动CO2的综合利用、实现碳中和是党中央作出的重大战略决策。工业上可利用CO或CO2来生产甲醇燃料，从而实现碳元素的再利用。在某恒压密闭容器中，主要发生的反应有：
反应Ⅰ：CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) ΔH1 = –41.0 kJ·mol-1
反应Ⅱ：CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) ΔH2 ；
反应Ⅲ：CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) ΔH3= –90.0 kJ·mol-1
回答下列问题：
(1)反应Ⅰ在 (填高温、低温或任意温度)下能自发进行，反应Ⅱ的△H2= kJ mol-1。
(2)下列情况能说明容器中反应达到平衡状态的是___________。
A．v (CO2)正 = v ( H2O)正
B．混合气体的平均相对分子质量保持不变
C．CH3OH的体积分数保持不变
D．容器内混合气体密度不再改变
(3)T℃时，将n(CO2)：n(H2)=3：5的混合气体充入压强为6MPa的恒压密闭容器中，在催化剂的作用下，上述反应达到平衡状态时，CO2和H2的分压相等，甲醇的选择性是CO的2倍，则CO2的平衡转化率为 ，反应Ⅱ的平衡常数Kp为 (Kp为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。
(4)在5MPa下，按照n(CO2)：n(H2)=1：3投料，达到平衡时，CO和CH3OH在含碳产物中物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如下图：
①图中代表CH3OH的曲线为 (填“m”或“n”)。
②解释150~250℃范围内CO2转化率随温度升高而降低的原因 。
③温度升高，H2O的平衡产率的变化趋势为 。
《2.3化学反应的方向 练习》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C B A D C D A C A C
题号 11 12 13 14
答案 C C C D
15．(1)<
(2)-2a-3b+c(或c-2a-3b)
(3)温度过高，反应平衡常数较小导致产率过低(或温度过高，催化剂的催化活性下降导致产率过低)
(4) I IV BD 1.98 0.025
16．(1) 价
(2)
(3) 活化能 NaBH4水解产生溶解度很小的NaBO2覆盖在催化剂表面，降低了催化剂的效率，导致产氢速率下降
(4)95.0%
17．(1) 1282 4a <
(2) 压强 q>n>m 25% 0.19
18．(1) 低温 +49
(2)BCD
(3) 50%
(4) m 反应I、Ⅲ是放热反应，反应II是吸热反应，150 ~250℃ 范围内，以反应I、Ⅲ为主导，温度升高，反应I、Ⅲ逆向移动，使CO2平衡转化率减小的程度大于反应II使CO2平衡转化率增大的程度 先减小后增大

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