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化学键与化学速率和限度练习(奥赛)


化学竞赛辅导【模拟试题】 化学竞赛辅导【模拟试题】 一、选择题: 1、下列数值表示有关元素的原子序数,各原子能以离子键相互结合成稳定的化合物的是( ) A. 10 与 19 B. 6 与 16 C. 11 与 17 D. 14 与 8 2、下列物质的变化中,有共价键明显被破坏的是( ) A. I2 升华 B. NaCl 颗粒被粉碎 C. HCl 溶于水得到盐酸 D. 从 NH4H

CO3 中闻到了刺激性气味 3、下列各分子中所有原子都满足最外层 8 电子结构的是( ) A. BeCl2 B. PCl3 C. PCl5 D. N2 4、下列物质中不存在共价键的是( ) A. 金刚石 B. 氩气 C. 硫磺 D. 硝酸铵 5、下列叙述中正确的是( ) A. 化学键只存在于分子之间 B. 化学键只存在于离子之间 C. 化学键是相邻的原子之间强烈的相互作用 D. 化学键是相邻的分子之间强烈的相互作用 6、下列叙述中正确的是( ) A. 由分子组成的物质中一定存在共价键 B. 由非金属组成的化合物不一定是共价化合物 C. 只有非金属单质分子里存在非极性键 D. 非金属原子间不可能形成离子键 7、下列物质放入水中,显著放热的是( ) A. 生石灰 B. 固体氢氧化钠 C. 无水乙醇 D. 固体硝酸铵 8、下列变化属于吸热反应的是( ) ①液态水汽化②将胆矾加热成白色粉末③浓硫酸稀释④氯酸钾分解制氧气⑤氧化钠溶于水 A. ①④ B. ②③ C. ①④⑤ D. ②④ 9、下列说法正确的是( ) A. 需要加热才能发生的化学反应一定是吸热反应 B. 任何放热反应在常温条件下一定能发生 C. 反应物和生成物所具有的总能量决定了反应放热还是吸热 D. 吸热反应在一定条件下(如高温、加压等)才能发生反应 10、下列说法正确的是( ) A. 凡是物质的化学变化都伴随着能量变化 B. 凡是伴随着能量变化的物质变化都是化学变化 C. 凡是吸热反应都需要加热条件 D. 由石墨转化为金刚石的变化是吸热反应,说明石墨的能量比金刚石的低 二、填空题: 11、下面是你熟悉的物质: O2 金刚石 NaBr H2SO4 Na2CO3 Na2S NaHSO4 (1)这些物质中,只含共价键的是_______________;只含离子键的是_______________;既含共价键 又含离子键的是________________。 ( 2 ) 将 NaHSO4 溶 于 水 , 破 坏 了 NaHSO4 中 的 ____________ , 写 出 其 电 离 方 程 式 ________________________________。 12、已知如果反应物的总能量大于生成物的总能量,那么该反应为放热反应,反之为吸热反应。请你列 举出三个放热反应的例子,用离子方程式表示: ①_________________________________ ②_________________________________ ③_________________________________ 再列举出三个吸热反应的例子,用化学方程式表示: ①_________________________________ ②_________________________________ ③_________________________________

13、下表中的数据是破坏 1mol 物质中的化学键所消耗的能量(kJ) : 物质 能量(kJ) Cl2 243 Br2 193 I2 151 HCl 432 HBr 366 HI 298 H2 436

根据上述数据回答(1)~(5)题。 (1)下列物质本身具有的能量最低的是: B. Cl2 C. Br2 D. I2 A. H2 (2)下列氢化物中最稳定的是: A. HCl B. HBr C. HI (3)X2 + H2=2HX (X 代表 Cl、Br、I)的反应是吸热反应还是放热反应? 答:_________________________________________________。 (4)相同条件下,X2(X 代表 Cl、Br、I)分别与氢气反应,当消耗等物质的量的氢气时,放出或吸 收的热量最多的是_____________________。 (5)若无上表中的数据,你能正确回答出问题(4)吗? 答:___________________ 你的根据是___________________________________.

试题答案】 【试题答案】 一、1、C 2、CD 3、BD 4、D 5、C 6、B 7、AB 8、CD 9、C 10、AD 二、11、 (1)金刚石、O2 、H2SO4 ;NaBr、 Na2S ;NaHSO4 、Na2CO3 。 + (2)离子键、共价键;NaHSO4=Na +H++SO4212、①H++OH-=H2O ;②2Al+ 6H+=2Al3++3H2↑;③C+O2
高温 点燃

CO2 。
高温

①C+H2O CO + H2 ;②NH4+ +OH-=NH3·H2O;③ CO2 +C 2CO 13、 (1)A (2)A (3)放热反应 (4) 氯气 (5)能;生成物越稳定,放出的热量越多,在这几种 HX 中,HCl 最稳定。 【典型例题】 典型例题】 例 1. 反应 4NH3(g)+5O2(g) = 4NO(g)+6H2O(g)在 10L 密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量 增加了 0.45mol,则此反应的速率可表示为( ) A. v(NH3)=0.01mol/(L·s) B. v(O2)=0.001mol/(L·s) C. v(NO)=0.001mol/(L·s) D. v(H2O)=0.045mol/(L·s) 解答:C 解析:根据化学反应速率的计算公式 v(H2O)=0.45mol/(10L×30s)=0.0015mol/(L·s)则 v(NH3) =v(NO)=4/6v(H2O )=0.001mol/(L·s),v(O2) =5/6v(H2O )=0.00125mol/L,故选 C。 点评:当用不同物质表示同一反应速率时,数值可能不同但意义相同。速率之比等于反应方程式中对 应物质的计量数之比。
催化剂

例 2. 对于反应 N2+O2 加热 2NO 在密闭容器中进行,下列哪些条件能加快反应的速率( ) A. 缩小体积使压强增大 B. 体积不变充入 N2 使压强增大 D. 压强不变充入 N2 使体积增大 C. 体积不变充入 H2 使压强增大 解答:AB 解析:对有气体参加的化学反应,增大压强如果能增大反应物的浓度,则可以加快反应速率,AB 均 如此。C 选项充入氢气,虽然压强增大,但反应物浓度不变,D 选项体积增大,减小了氧气的浓度,也不 加快反应。

点评:应该掌握压强增大加快反应速率的实质问题。 例 3. 一定条件下,在密闭容器中,能表示反应 X(g)+2Y(g) 2Z(g)一定达到化学平衡 状态的是( ) A. X、Y、Z 的物质的量之比为 1:2:2 B. X、Y、Z 的浓度不再发生变化 C. 容器中的压强不再发生变化 D. 单位时间内生成 n molZ,同时生成 2n molY 解答:BC 解析:达到化学平衡状态是指各组分浓度不变的状态,此时本题中压强也不再变化,而 D 选项表示反应向逆反应方向进行,没有达到平衡。 点评:本题考查对化学平衡概念的理解。

化学反应速率与平衡【模拟试题】 化学反应速率与平衡【模拟试题】 一、选择题 1. 在 mA+nB=pC 的反应中,m, n, p 为各物质的计量数,现测得 C 每分钟增加 a mol/L,B 每分钟减少 1.5amol/L,A 每分钟减少 0.5 a mol/L,则 m:n:p 为( ) A. 2:3:2 B. 2:2:3 C. 1:3:2 D. 3:1:2 2. 某反应 2A(g)+B(g) C(g)经 10s 后 A 的物质的量浓度为 0.2mol/L,B 的物质的浓 度降低了 0.02mol/L,则 A 物质的起始浓度为( ) A. 0.24 mol/L B. 0.6 mol/L C. 2.4 mol/L D. 4.2 mol/L 3. 100mL 6mol/L H2SO4 跟过量锌粉反应,在一定温度,为了“减缓反应进行的速率,但又 不影响生成 H2 的总量” ,可向反应物中加入适量的( ) A. Na2CO3 溶液 B. 水 C. K2SO4 溶液 D. (NH4)2SO4 固体 4. 在一定温度下,向 aL 密闭容器中加入 1 mol X 气体和 2 mol Y 气体,发生如下反应 X(g)+2Y(g) 2Z(g),此反应达到平衡的标志是( A. 容器内压强不随时间变化 B. 容器内各物质的浓度不随时间变化 C. 容器内 X、Y、Z 浓度之比为 1:2:2 D. 单位时间消耗 0.1 mol X 同时生成 0.2 mol Z )

5. 在一 真空 密闭容 器中盛 有 n mol PCl5 ,在 200 ℃ 时发生 如下 反应 :PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)反应达平衡时,PCl3 所占的体积分数为 M%,若同一温度下,同一容器中,最初 投入的是 2n mol PCl5,反应达平衡时,PCl3 的体积分数为 N%,则 M 和 N 的关系是( ) A. M>N B. N>M C. M=N D. 无法比较 6. 在容积固定的密闭容器中存在如下反应:A(g)+3B(g) 2C(g);△H<0(正反应放 热)某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,并根据实验数据作 出下列关系图,如图

?

则下列判断一定错误的是( ) A. 图甲研究的是不同催化剂对反应的影响,且乙使用的催化剂效率较高 B. 图乙研究的是压强对反应的影响,且甲的压强较高 C. 图乙研究的是温度对反应的影响,且甲的温度较高 D. 图丙研究的是不同催化剂对反应的影响,且甲使用的催化剂效率较高 7. 有一处于平衡状态的反应:X(s)+3Y(g) 2Z(g)(正反应为放热反应) 。为了使平衡 向生成 Z 的方向移动,应选择的条件是( ) ①高温 ②低温 ③高压 ④低压 ⑤加正催化剂 ⑥分离出 Z A. ①③⑤ B. ②③⑤ C. ②③⑥ D. ②④⑥ 8. 某温度下,反应 N2O4 2NO2(g)(正反应为吸热反应)在密闭容器中达到平衡。下列 说法不正确的是( ) A. 加压时(体积变小) ,将使正反应速率增大 B. 保持体积不变,加入少许 NO2,将使正反应速率减小 C. 保持体积不变,加入少许 N2O4,再达平衡时,颜色变深 D. 保持体积不变,升高温度,再达平衡时颜色变深 pC(g),达到平衡后,保持温度不变, 9. 在密闭容器中发生如下反应:mA(g)+nB(g) 将气体体积缩小到原来的 1/2,当达到平衡时,C 的浓度为原来的 1.9 倍。下列说法中错误的 是( ) A. m+n>p B. 平衡向逆反应方向移动 C. A 的转化率降低 D. C 的体积分数增加 10. 在一定容积的密闭容器中放入 3L 气体 R 和 5L 气体 Q,在一定条件下发生反应 2R(g)+5Q(g) 4X(g)+nY(g),反应完全后,容器温度不变,混合气体的压强是原来的
催化剂

87.5%,则反应 N2+3H2 高温高压 2NH3 在 2L 的密闭容器中发生,5min 内 NH3 的质量增加了 1.7g,求反应速率。化学方程式中的 n 值是( ) A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 二、填空题 11. 某温度时,在 2L 容器中,X、Y、Z 三种物质的物质的量 随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析,该反应的化学方 程式为 。反应开始至 2min,Z 的平均反应速率为 。

12. 反应 A+3B=2C+2D 在四种不同情况下的反应速率分别为①vA=0.15 mol/L·s ②vB= 0.6 mol/L·s ③vC=0.4 mol/L·s ④vD=0.45 mol/L·s 该反应进行的快慢顺序为 。 13. 将 2molH2O 和 2molCO 置于 1L 容器中,在一定条件下,加热至高温,发生如下可逆反 应:2H2O(g) 2H2(g)+O2(g) 2CO(g)+O2(g) 2CO2(g) (1)当上述系统达到平衡时,欲求其混合气体的平衡组成,则至少还需要知道两种气体 的平衡浓度,但这两种气体不能同时是 和 或 和 。 (填化学式) (2) 若平衡时, 2 和 CO2 的物质的量分别为: 2)平=amol, n(CO2)平=bmol。 O n(O 试求 n(H2O) 。 (用含 a、b 的代数式表示) 。 平=

14. 某化学反应 2A B+D 在四种不同条件下进行,B、D 起始浓度为 0,反应物 A 的浓 度 C 随反应时间 t 的变化情况如下表: 实验 序号

t/min — c/(mol·L 1) 温度/℃

0

10

20

30

40

50

60

1 2 3 4

800 800 800 820

1.0 c2 c3 1.0

0.80 0.60 0.92 0.40

0.67 0.50 0.75 0.25

0.50 0.50 0.63 0.20

0.50 0.50 0.60 0.20

0.50 0.50 0.60 0.20

0.50 0.50 0.60 0.20

根据上述数据,完成下列填空: (1)在实验 1 中,反应在 10-20min 内平均速率为 mol/(L·min)。 (2)在实验 2 中,A 的初始浓度为 c2= mol/L,反应经 20min 就达到平衡,可 推测实验 2 中还隐含的条件是 。 (3)设实验 3 的反应速率为 v3,实验 1 的反应速率为 v1,则 v3 v1(填“>”“=” 、 或“<”,且 c3 ) 1.0mol/L(填“>”“=”或“<”。 、 ) (4)比较实验 4 和实验 1,可推测该反应是 反应(填“吸热”或“放热”。理 ) 由是 。 15. 在如图所示的容积相同的三个容器①、②、③中进行如下的反应: 3A(g)+B(g) 2C(g)(正反应放热) (1)若起始温度相同,分别向三个容器中充入 3molA 和 1molB,则达到平衡时各容器中 C 的体积由大到小的顺序为(填容器编号) 。 (2) 若维持温度不变, 起始时②中投入 3molA、 1molB, ③中投入 3molA、 1molB 和 2molC, 且保持②、 ③起始时压强相同, 则达到平衡时, 两容器中 C 的体积分数是: ② ③ “>” (填 、 “=”或“<”。 ) (3)起始时在②中投入 3molA 和 1molB,在③中投入 amolA 和 bmolB 及 cmolC,若达 平衡时②和③压强恰好相同,且欲使达平衡时两容器内 C 的体积分数相等,则两容器中起始 投料必须满足(用含 a、b、c 的关系式表示)______________________。

试题答案】 【试题答案】 一、1. C 2. A 3. BC 4. AB 5. A 6. AB 7. C 8. B 9. AD 10. A 二、11. X+3Y=2Z;0.1mol/(L·min) 12. ④>③=②>① (2) (2-2a-b)mol 13. (1)H2O;H2;CO;CO2 14. (1)0.013 (2)1.0;有正催化剂 (3)>;> (4)吸热;实验 4 表示温度高,平衡时 A 的浓度小,这说明消耗的方向是吸热的方向。 15. (1)③②① (2)< (3)a=3b,c 为任意值。

1. 化学反应速率 ⑴概念:化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量。 ⑵表示方法: 通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示 (也可用单位时 间内反应物的变化量或生成物的变化量来表示) 。 公式:v =△C/△t(△C 表示物质的物质的量浓度变化,△t 表示时间变化) 单位:mol·L ·S 、mol·L ·min 、mol·L ·h 等 ⑶注意事项:①同一反应中,用不同物质来表示反应速率时,其数值可能不同,但其表达的意 义是相同的, 都表示在同一段时间内的平均反应速率而不是瞬时速率。 因此表示化学反应速率 时,必须指明用反应物或生成物中哪种物质做标准,且一般不能用固体物质做标准。②用不同 物质表示同一反应的速率时,速率的比值等于化学方程式中相应的化学计量数之比。 如对于反应:mA + nB = pC + qD v(A) =△CA/△t v(B) =△CB/△t v(C) =△CC/△t v(D) =△CD/△t
-1 -1 -1 -1 -1 -1

且:v(A) :v(B): v(C) :v(D)=m:n:p:q ③比较反应速率的快慢,要转化为同一物质的速率来比较。 。 3.影响化学反应速率的因素: (1)内因:参加反应的物质的本身性质是影响化学反应速率的决定因素。不同的反应,由于 反应物质的结构不同和反应机理不同,因此反应速率不同。 (2)外因:同一反应在不同条件下,反应的速率不同,浓度、温度、催化剂等外界条件对化 学反应的速率有影响。 ①浓度的影响:当其它条件不变时,增大反应物的浓度,使单位体积内分子数增多,因此可加 快反应的速率。例:硫粉在氧气中燃烧比在空气中燃烧激烈。 ②压强的影响:当其它条件不变时,加压(缩小体积)对有气体参加的反应,正逆反应速率均 加快,气体体积缩小方向的反应速率增加的倍数大于气体体积增大方向增加的倍数;降压(增 大体积) ,正逆反应速率均减小,气体体积缩小方向的反应速率减小的倍数大于气体体积增大 方向减小的倍数。 注意: 改变压强对反应速率产生影响的根本原因是引起反应体系中各物质浓 度的改变,若容器恒温、恒容充入稀有气体或其它不反应气体,虽然改变了容器内气体压强, 但由于没有改变反应物质的浓度,所以不影响化学反应速率。 ③温度的影响:其它条件不变时,升高温度,反应物的能量增加,使原来一部分能量较低的分 子变成活化分子,所以可以加快反应的速率。通常情况下,温度每升高 10 度,化学反应的速 率增大到原来的 2 至 4 倍。升高温度,对可逆反应,正逆反应速率均加快,但吸热反应增加的 倍数大于放热反应增加的倍数;降低温度,正逆反应速率均减小,吸热反应减小的倍数大于放 热反应减小的倍数。例:相同大小的铁片和不同温度相同浓度的盐酸反应,温度高者反应速率 快。 ④反应物间的接触面积的影响:其他条件不变,增大反应物间的接触面积,由于增大了反应

物间的接触机会,因此能增大反应的速率。例:相同质量块状碳酸钙和粉末状碳酸钙分别和 同体积同浓度的盐酸反应,粉末状碳酸钙反应激烈,放出气体的速率快。 ⑤催化剂的影响:其他条件不变的时,使用催化剂能降低反应的活化能,使更多的反应物分子 成为活化分子,因此使用催化剂能同时同倍改变正逆反应的速率。 例:H2O2 分别在 MnO2 、FeCl3、过氧化氢酶等催化作用下的分解,要比没有加催化剂时快得多。 ⑥其他因素:除了上述因素外,压强、光波、电磁波、超声波、溶剂等因素对化学反的速率也 有影响。 4.化学反应速率的简单计算: 例 1、在 4 种不同的条件下测得反应 2SO2 + O2 (1) 反应速率 (mol·L ·min )
-1 -1

2SO3 的反应速率如下表所示 (3) V(SO3) 0.5 (填序号) (4) V(O2) 0.3

(2) V(O2) 0.25

V(SO2) 0.4

则在 4 种不同条件下的反应速率从大到小的排列顺序为 解析:

方法 1: 将用不同物质表示的反应速率转化为用同一种物质表示的反应速率再进行比较。 第⑴种情况下 V(O2)= 1/2V(SO2)=1/2 ×0.4mol·L ·min
-1 -1 -1

= 0.2 mol·L ·min
-1 -1

-1

-1 -1

第⑶种情况下 V(O2)= 1/2V(SO3)=1/2 ×0.5mol·L ·min 所以 4 种情况的反应速率大小为(4)>(3)=(2)>(1)

= 0.25 mol·L ·min

方法 2:通过比较各物质的反应速率和方程式中该物质的计量系数之比值的大小来比较。 第⑴种情况下:V(SO2)/ 2 = 0.2 第⑶种情况下:V(SO3)/ 2 = 0.25 第⑵种情况下: V(O2)/ 1 = 0.25 第⑷种情况下: V(O2)/ 1 = 0.3

所以 4 种情况的反应速率大小为(4)>(3)=(2)>(1) 例 2、一定条件下在 2L 的密闭容器中发生反应:2SO2 + O2 2SO3 ,起始时 SO2 和

O2 的物质的量分别为 2mol 和 3mol。 反应进行到 2 分钟的时候, 测得 SO3 的物质的量为 1.6 mol, 请分别用 SO2 、O2 和 SO3 的浓度变化来表示该反应的速率。 解:设反应过程中的 SO3 的浓度变化为 2X 则 2SO2 + 起始浓度(mol·L ) 变化浓度(mol·L ) 2 分钟后浓度(mol·L ) ∴
-1 -1 -1

O2 1.5 X 1.5-X
-1 -1

2SO3 0 2X 2X X =0.4 mol·L
-1 -1 -1

1 2X 1-2X

2X = C(SO3)= 1.6 mol /2L=0.8 mol·L
-1 -1 -1

V(SO3)=△C(SO3)/△t = 0.8 mol·L /2 min = 0.4 mol·L ·min V(SO2)= V(SO3)= 0.4 mol·L ·min
-1

V(O2)= 1/2V(SO2)= 0.2 mol·L ·min

《化学反应的方向》检测题 A 卷 (基础训练 基础训练) 基础训练 满分: (时间:45 分钟 满分:100 分) 时间: 一、选择题(本题包括 10 小题,每小题 5 分,共 50 分。每小题只有一个选项符合题意) 1. 下面是生活中的几个自发过程,你认为其中能用熵判据解释的是( A. 自然界中水由高处往低处流 B. 0℃时水变为冰 ) 。

C. 墨水滴到水中会扩散到整个水体 D. 铁器暴露在潮湿空气中会生锈并放出热量 2. 如果一个反应△H-T△S 值为零,则此反应( A. 能自发进行 C. 不进行 3. 下列几个过程中,属于熵减的变化是( ) 。

B. 是放热反应 D. 处于平衡状态 ) 。

A. 干冰的升华 B. NaCl 溶于水 C. NH3(g)+HCl(g)==NH4Cl(s) D. 2Na+2H2O==2NaOH+H2↑ 4. 已知:Mg(s)+Cl2(g)==MgCl2(s) △H(298K) =-642 kJ·mol 1 ,试判断下列说法正确的是 ( ) 。


A. 在任何温度下,正向反应是自发的 B. 在任何温度下,正向反应是不自发的 C. 高温下,正向反应是自发的;低温下,正向反应不自发 D. 高温下,正向反应是不自发的;低温下,正向反应自发 5. 以下自发过程可用能量判据来解释的是( A.硝酸铵自发地溶于水 B.两种理想气体自发混合时热效应为 0 C.(NH4)2CO3(s)==NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ·mol D.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ·mol 6. 下列关于自发过程的说法中正确的是( ) 。
-1 -1

) 。

A. 自发过程的逆过程在此条件下是非自发的 B. 自发变化一定能进行,非自发变化一定不能进行 C. 自发反应一定能进行彻底 D. 可以通过改变温度或加催化剂的办法使非自发反应转变为自发反应 7. 常温下氯化铵 自发溶解过程表示如下, 4Cl(s)==NH4+(aq)+Cl-(aq) △H(298K)= 14.7kJ·mol 1,下列关 NH 于此过程的判断中正确的是( A. 溶解过程都是吸热的 ) 。


B. 此过程的熵变一定大于 0 C. 无法判断此过程的熵变大小 D. 氯化铵的溶解过程在任何温度下都自发 8. 已 知 碳 酸 钙 的 分 解 ①CaCO3(s)==CaO(s)+CO2(g) 仅 在 高 温 下 自 发 ; 氯 酸 钾 的 分 解 ②2KClO3(s)==2KCl(s)+3O2(g)在任何温度下都自发,下面有几组焓变数据,其中可能正确 的是( ) 。
-1

A.△H1=-178.32kJ·mol B.△H1=178.32kJ·mol

△H2=-78.3kJ·mol-1 △H2=-78.3kJ·mol-1 △H2=78.3kJ·mol-1 △H2=78.3kJ·mol-1
) 。

-1

C.△H1=-178.32kJ·mol D.△H1=178.32kJ·mol
-1

-1

9. 碳酸铵[(NH4)2CO3]在室温下就能自发地分解产生氨气,对其说法中正确的是( A. 碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体,使体系的熵增大 B. 碳酸铵分解是因为外界给予了能量 C. 碳酸铵分解是吸热反应,此反应不应该自发进行,必须借助外力才能进行 D. 碳酸盐都不稳定,都能自发分解

10. 已 知 石 墨 、 金 刚 石 燃 烧 的 热 化 学 方 程 式 分 别 为 C( 石 墨 , S)+O2(g)==CO2(g)

△H(298K)=-393.5kJ/mol 和 C(金刚石,S)+O2(g)==CO2(g) △H(298K)=-395.4kJ/mol,已知相
同条件下石墨的熵值大。从理论上判断下列关于金刚石和石墨的相互转化的说法正确的是 ( )

A. 石墨转化成金刚石是自发进行的过程 B. 石墨转化成金刚石的反应必须借助外动力 C. 石墨转化为金刚石仅在高温下自发 D. 金刚石转化为石墨仅在高温下自发 二、填空题(本题包括 3 小题,共 28 分) 11. (12 分)判断下列过程的熵变的正负(填“>0”或“<0”) (1) 溶解少量蔗糖于水中, △S__________; (2) 纯碳和氧气反应生成 CO(g), △S__________; (3) 液态水蒸发变成水蒸气, △S____________; (4) CaCO3(s)加热分解生成 CaO(s)和 CO2(g),△S____________。 12. (8 分)已知反应 N2O4(g)==2NO2(g) 298.15K 时该反应自发向 行。 13.(8 分)由铁矿石生产金属铁有两种可能的途径:

△H=57.24kJ·mol - 1

△S=176J·mol - 1·K - 1 则在


进行 (填“左”或“右”) 在 500K 时反应自发向 ,

①Fe2O3(s)+3?2C(s)==2Fe(s)+ 3?2CO2(g)

△H=231.93kJ·mol-1 △S=276.32J·mol-1·K-1
②Fe2O3(s)+3H2(g)==2Fe(s)+3H2O(g)

△H=96.71kJ·mol-1 △S=138.79J·mol-1·K-1
(1)试判断这两个反应在高温还是低温下自发进行 (2)上述反应中的 。

(填序号)可以在较低温度下进行。

三、计算题(本题包括 2 小题,共 22 分) 14. (10 分)电子工业中清洗硅片上的 SiO2(s)的反应是 SiO2(s)+4HF(g) ==SiF4(g)+2H2O(g)

△H(298.15K)=-94.0kJ·mol-1

△S(298.15K)=-75.8J·mol-1 ·K-1 设△H 和△S 不随温度而变,

试求此反应自发进行的温度条件。 15.(12 分)高温时空气中的 N2 和 O2 会反应生成 NO 而污染大气:N2(g)+O2(g)==NO (g) 。式通过计算说明在 1200℃的条件下,此反应能否正向自发进行?估算自发进行的最 低温度是多少?(已知:△H=180.50 kJ·mol-1 ,△S=247.7J·mol-1 ·K-1 ) B卷 (能力提高 能力提高) 能力提高 满分: (时间:30 分钟 满分:50 分) 时间: 一、选择题(本题包括 4 小题,每小题 6 分,共 24 分。每小题只有一个选项符合题意) 1. 反应 CaO(s)+H2O(l)==Ca(OH)2(s)在 298.15K 下是自发的。其逆反应在高温下变为自发进行 的反应,那么可以判定在 298.15K 时正反应的状态函数变化是( A. △H>0,△S >0 C. △H>0,△S<0 B. △H<0,△S<0 D. △H<0,△S<0 ) 。 ) 。

2. H2O(g)的正常沸点是 100℃, 在 101.125 kPa 时下列过程中△H-T△S>0 的是( A. H2O(l,120℃) → H2O(g,120℃) B. H2O(l,110℃) → H2O(g,110℃) C. H2O(l,100℃) → H2O(g,100℃) D. H2O(l,80℃) → H2O(g, 80℃) 3. 下述吸热反应在 298 K、100 kPa 下是非自发的,在高温下可变成自发的是( A. CaCO3(s)→CaO(s) + CO2(g) B. 2CuCl2 (s)→2CuCl(s) + Cl2 (g) C. 2SO3(g)→2SO2(g) + O2(g) D. 所有这些反应 4. 下列 3 个反应:①S(s)+O2(g)→SO2(g) ) 。

② H2(g)+O2(g)→H2O2(l) ③C(s)+H2O(g)→CO(g)+H2(g) 按△S 增加的顺序为( A. ②①③ B. ③②① C. ②③① D. ①③②

) 。

二、简答题(本题包括 2 小题,共 26 分) 5. (12 分)已知 C2H5OH(l)==C2H5OH(g)

△H=42.3kJ·mol-1 △S=121J·mol-1·K-1
已知焓变和熵变随温度变化很小,试回答下面问题: (1)在 298K 下,C2H5OH(l)能否自发转变为 C2H5OH(g)? (2)在 373K 下,C2H5OH(l)能否自发转变为 C2H5OH(g)? (3)请估算 C2H5OH 的沸点。 6. (14 分)已知甲烷隔绝空气在不同温度下有可能发生如下两个裂解反应:①CH4(g)→C(s) +2H2(g)②2CH4(g)→C2H2(g)+3H2(g)。某同学为了得到用天然气制取碳黑的允许温度范围 和最佳温度,在图书馆查到如下热力学数据: ①的△H(298K)=74.848kJ·mol
-1 -1

△S(298K)=80.674J·mol-1·K-1 △S(298K)=220.211J·mol-1·K-1

②的△H(298K)=376.426 kJ·mol

已知焓变和熵变随温度变化很小。请帮助这位同学考虑如下问题: (1)判断该反应高温自发还是低温自发 (填高温或低温) 。 。

(2)判断此反应自发进行由焓变还是熵变决定

(3)通过计算判断此反应在常温下能否自发进行。 (4)求算制取碳黑的允许温度范围。 (5)为了提高甲烷的碳化程度,你认为下面四个温度中最合适的是 A. 905.2K 参考答案 A卷 一、选择题 1. C 提示:水由高处往低处流是势能减小,用能量判据,所以 A 项错误。水结冰是熵减的放 热过程,焓判据有利自发,熵判据不利自发,B 项错误。D 是放热的熵减反应,焓判据有利自 发。 2. D 提示: H-T△S=0 只能证明在平衡状态, △ 所以 D 项正确。 平衡是动态平衡, 不能说“反 应不进行”。 3. C 提示:只有 C 项是气体分子数减小的反应。 4. D 提示:此反应是△H<0,△S<0 的反应,低温有利正向自发。 5. D 提示:盐的溶解过程主要是熵判据, A 项错误。两理想气体混合焓变为 0,只能用熵判 据,所以 B 项错误。C 项为吸热的熵增反应,熵判据有利自发反应,焓判据不利自发反应, B. 927K C. 1273K D. 2000K 。

即不能用能量判据。 6. A 提示:反应是否实际进行还要受速率影响,B 项错误。自发反应总是向△H-T△S<0 的 方向进行,直至达到平衡状态, C 项错误。温度可以使△H 和△S 正负相同的不自发反应转 变为自发反应,但催化剂不能,D 项错误。 7. B 提示:浓硫酸、NaOH 固体的溶解过程放热,所以 A 项错误。由于焓判据对自发不利, 只能用熵判据,即△S >0,所以 C 项错误。△H>0,△S >0 说明低温自发,所以 D 项错误。 8. B 提示:仅在高温自发说明△H1>0,△S1>0;任何温度自发说明△H2<0,△S2>0。 9. A 提示:气体分子数增多,用熵判据。 10. B 提示:石墨转变为金刚石是吸热(△H>0)的熵减(△S<0)反应,所以任何温度下都 不自发,必须借助外力。 二、填空题 11.(1)>0 >0 >0 >0 12. 左 右 (2) ② 提示:T1 == 839 (K) ;T2 === 697 (K)。所以第二种途径可以在较低温

13.(1)高温 度下进行。 三、计算题 14. 1240K

提示:由△H-T△S=-94.0kJ·mol-1-T×(-75.8×10 3kJ·mol 1·K 1)<0,解得 T<1240K。 15. 此反应在 1200℃时能自发进行;自发进行的最低温度是 728.7K。 提示:△H-T△S=180.50 kJ·mol-1-(1200+273)K×247.7J·mol 1·K 1=-184362 J·mol 1<0。 故此反应在 1200℃时能自发进行。 自发进行的最低温度是:T=△H/△S=180.50 kJ·mol-1/247.7J·mol 1·K 1=728.7K。 B卷 一、选择题 1. B 提示:低温时正向自发反应,说明△H<0;逆反应高温下变为自发进行即正反应高温下 不自发,高温时△S 起主要作用,所以△S<0。 2. D 提示:△H-T△S>0 说明此过程不自发,常压下只有高于 100℃时水才自发变为气态。 3. D 提示:低温不自发、高温自发说明△H>0,△S >0。 4. A 提示:由气体分子数判断三个反应的△S 分别是约为 0、小于 0、大于 0。 二、简答题 5. 提示:(1)298K 时△H-T△S=42.3kJ·mol 1-298K×121×10 3KJ·mol 1·K 1=6.2kJ·mol 1>0, 所以在 298K 时乙醇不自发蒸发为气体。 (2)373K 时△H-T△S=42.3kJ·mol 1-373K×121×10 3KJ·mol 1·K 1=-2.8kJ·mol 1<0, 所以在
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373K 时乙醇能自发蒸发为气体。 (3)△H-T△S=0 时为此变化的平衡态即沸点。 所以 T=349K 即乙醇的沸点约为 76℃。 6. (1)高温 (2)熵变 (3)△H-T△S=74.848 kJ·mol 1-80.674×10 3kJ/(mol·K)×298K=50.808kJ/mol>0,所以该反 应常温下不自发进行。 (4) 裂解为碳黑时, H-T△S=74.848 kJ·mol 1-80.674×10 3kJ/(mol·K)×T<0, T>927.8K, △ 得 即裂解为碳黑的最低温度为 927.8K。 裂解为乙炔时,△H-T△S=376.426 kJ·mol 1-220.211×10-3kJ/(mol·K)T<0,得 T>1709.4K, 即温度高于 1790.4K 自发裂解为乙炔和氢气。所以要制取碳黑,温度需控制在 927.8K~ 1790.4K。 (5) C
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