必刷题10 化学反应的方向与限度-备战2024年高考化学二轮必刷题（江苏专用）

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必刷题型10 化学反应的方向与限度
1．（2024·浙江金华·模拟预测）下列说法不正确的是
A．从理论上说，石墨合成金刚石需要高温高压条件，由此可知石墨转变为金刚石是一个吸热、熵减的反应
B．已知：，可以研究合适的催化剂有助于降低碳的排放
C．已知：，说明该反应在常温常压下能自发进行的决定因素是熵增
D．已知：，根据其自发条件可知
【答案】B
【详解】A．石墨合成金刚石需要高温高压条件，金刚石能量高于石墨，石墨转变为金刚石是一个吸热、熵减的反应，A正确；
B．该反应是一个熵减的吸热反应，不能自发，所以催化剂也不能反应，B错误；
C．从焓变来看，不利于自发，从熵值来看，有利于自发，该反应在常温常压下能自发进行的决定因素是熵增，C正确；
D．吸热反应不利于自发，该反应能自发说明由熵决定，是熵增反应，D正确；
故选B。
2．（2024·江苏无锡·校考模拟）CO2氧化乙苯脱氢制苯乙烯的反应方程式是：(g)+CO2(g)(g)+H2O(g)+CO(g)，其反应历程如图所示。下列有关说法正确的是
A．该反应的
B．该反应的平衡常数表达式为(-表示苯基)
C．催化剂表面酸性越强，苯乙烯的产率越高
D．过程③可能生成副产物
【答案】D
【详解】A．由题干反应方程式可知，该反应正反应是一个气体体积增大的方向，故该反应的，A错误；
B．由题干反应方程式可知，产物中H2O为气态，故该反应的平衡常数表达式为(-表示苯基)，B错误；
C．根据反应历程可知，催化剂表面需要活化吸附，该微粒带负电荷，如果催化剂表面酸性较强，则带负电荷的氢氧根离子较少，有利于的吸附，且酸性物质不会和二氧化碳反应，从而提高了乙苯的转化率，但酸性太强，催化剂表面吸附大量的带正电的H+，导致的吸附能力减弱，不利乙苯转化率的提高，故并不是催化剂表面酸性越强，苯乙烯的产率越高，C错误；
D．由题干反应历程图示信息可知，过程③中存在和中间体微粒，故可能生成副产物，D正确；
故答案为：D。
3．（2024·江苏泰州·一模）利用碳氮化反应 ，可将转化为，再进一步还原得到金属钛，下列说法正确的是
A．碳氯化反应在高温下不能自发进行
B．加压、降温均可增大生成的速率
C．反应中每消耗，转移电子的数目约为
D．将与粉碎并混合均匀后反应可提高的平衡转化率
【答案】C
【详解】A．碳氯化反应是放热反应，熵增的反应，根据，则该反应在任意温度下能自发进行，故A错误；
B．加压，速率增大，降温，速率降低，因此不能增大生成的速率，故B错误；
C．根据方程式分析，消耗1ml，转移4ml电子，反应中每消耗，转移电子的数目约为，故C正确；
D．将与粉碎并混合均匀后反应可提高的反应速率，是由于增大接触面积，但不能提高平衡转化率，故D错误。
综上所述，答案为C。
4．（2023·江苏徐州·三模）铁和钛是重要的金属材料，铁及其化合物在生活中常用于净水、制作颜料、食品保鲜等。Ti-Fe合金是优良的储氢合金。一种利用钛铁矿(，含杂质)制备钛的工艺流程如下。
下列关于 △H＜0的说法正确的是
A．上述反应△S＜0
B．上述反应平衡常数
C．及时分离可加快反应达到平衡状态
D．上述反应中每生成1ml CO，转移电子的数目为
【答案】D
【详解】A．上述反应是放热的体积增大的反应，则△S＞0，故A错误；
B．上述反应平衡常数，故B错误；
C．及时分离，生成物浓度减小，反应速率减慢，不能加快反应达到平衡状态，故C错误；
D．上述反应碳化合价升高，氯化合价降低，根据方程式分析转移4ml电子，生成2mlCO，因此每生成1ml CO，转移电子的数目为，故D正确。
综上所述，答案为D。
5．（2023·浙江·二模）氮化硼(BN)是重要的无机材料，可通过下面两种反应制得：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
已知反应Ⅰ常温下自发，反应Ⅱ常温下不自发，、、熔点分别约为、、，下列说法正确的是
A．常温下反应Ⅰ的，因此速率快
B．反应Ⅰ的，
C．性能优良的催化剂可使反应Ⅱ在常温下自发进行
D．由各物质熔点可推测在实际生产中反应Ⅰ所需的温度高于反应Ⅱ
【答案】D
【详解】A．常温下反应Ⅰ的，说明反应可以自发进行，但不能判断反应速率的快慢，A错误；
B．反应Ⅰ是化合反应所以，B错误；
C．反应Ⅱ在常温下不能自发进行，催化剂不能使不能自发的反应变为自发的反应，C错误；
D．反应Ⅰ：，反应Ⅱ：，、、熔点分别约为、、，由各物质熔点可推测在实际生产中反应Ⅰ所需的温度高于反应Ⅱ，D正确；
故选D。
6．（2023·江苏扬州·三模）含氮物质可发生如下反应：
①
②
③
下列说法正确的是
A．常温下，NO与混合能立即看到红棕色气体，说明该反应已达平衡
B．反应②的
C．反应③消耗，理论上会生成标准状况下约
D．利用反应①、②、③可以同时处理含量较高的废气和含的废水
【答案】C
【详解】A．常温下，NO与混合能立即看到红棕色气体，说明该反应生成了二氧化氮气体，但是不确定是否平衡，故A错误；
B．反应②为气体分子数减小的反应，为熵减反应，故B错误；
C．由方程式可知，反应③消耗，理论上会生成1ml氮气，在标准状况下约，故C正确；
D．反应中涉及氢氧化钠和氯化铵两种物质，两者会反应生成氨气和氯化钠，故不能利用反应①、②、③可以同时处理含量较高的废气和含的废水，故D错误。
故选C。
7．（2024·江苏南通·校考模拟）和在生产、生活和科学研究中有着广泛的应用，也是大气主要污染物。硫酸盐(含、)气溶胶是的成分之一，在催化作用下与空气中的在接触室中发生可逆反应，反应的热化学方程式表示为： 。下列说法正确的是
A．如上图所示为的晶胞
B．该反应在任何条件下均能自发进行
C．使用作催化剂同时降低了正、逆反应的活化能
D．2ml和1ml中所含化学键能总和比2ml中大
【答案】C
【详解】A．根据图像，一个该晶胞中V原子的个数=8×+1=2，O原子的个数=4×+2=4，则该晶体的化学式为VO2，A错误；
B．的ΔH＜0，ΔS＜0，由于当ΔG=ΔH－TΔS＜0时反应才能自发进行，则该反应在温度较低时自发，不是任何条件下都自发，B错误；
C．催化剂会同时降低正、逆反应的活化能，C正确；
D．的ΔH＜0，说明反应物的总键能小于生成物的总键能，D错误；
故选C。
8．（2023·河北衡水·模拟预测）尿素是重要的化工原料，也常用作氮肥。以氨为原料合成尿素的相关反应如下：
① ；
② ；
③ ；
④ 。
下列叙述正确的是
A．反应①在较高温度下易自发进行
B．反应②的平衡常数
C．在恒容密闭容器中发生反应②，当气体摩尔质量不变时反应达到平衡
D．
【答案】D
【详解】A．反应①为放热的熵减反应，根据反应可以自发进行，则在较低温度下易自发进行，A错误；
B．平衡常数等于平衡时生成物浓度系数次方之积与反应物浓度系数次方之积的比，纯固体和纯液体不计入其中；反应②的平衡常数，B错误；
C．在恒容密闭容器中发生反应②，反应中只有水一种气体，其摩尔质量为定值，当气体摩尔质量不变时，不能说明反应达到平衡，C错误；
D．由盖斯定律可知，反应①+②-③得反应④，则，D正确；
故选D。
9．（2024·江苏徐州·校考模拟）金属铁、铜是人类文明进程中的重要物质。工业上可冶炼黄铁矿(FeS2)、黄铜矿获得铁与铜，FeS2晶体与NaCl晶体结构相似。利用Fe2O3与CH4反应可制备纳米铁，其原理为；在碱性溶液中，Cu2+可与双缩脲形成紫色配离子(结构式如图所示)，该反应可用于蛋白质的检验。
对于反应，下列说法正确的是
A．上述反应的ΔS>0
B．上述反应平衡常数
C．增大体系压强，可提高CH4的平衡转化率
D．CH4与CO2浓度相同时，反应达到平衡状态
【答案】A
【详解】A．该反应为气体增多的反应，ΔS>0，A正确；
B．该反应中水为气态，所以，B错误；
C．该反应为气体系数之和增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，CH4的平衡转化率降低，C错误；
D．CH4与CO2浓度相同时不能说明二者浓度不再改变，不能说明反应平衡，D错误；
综上所述答案为A。
10．（2024·江苏·校考模拟）利用甲烷可以除去SO2，反应为 。下列说法正确的是
A．该反应在任何温度下均可自发进行
B．该反应中每断开4ml碳氢σ键同时形成2ml碳氧σ键
C．该反应的平衡常数
D．其他条件相同，增大可提高SO2的平衡转化率
【答案】B
【详解】A．反应正向气体分子数减小，△S<0，且ΔH＜0，根据△H-T△S＜0反应能自发进行，故反应在低温下可自发进行，A错误；
B．该反应中1ml甲烷可以生成1ml二氧化碳，则每断开4ml碳氢σ键同时形成2ml碳氧σ键，B正确；
C．平衡常数等于生成物浓度系数次方之积与反应物浓度系数次方之积的比；硫为固态、水为液态不计入其中，则该反应的平衡常数，C错误；
D．其他条件相同，增大，相当于增大二氧化硫投料，平衡正向移动，但是二氧化硫自身的平衡转化率下降，D错误；
故选B。
11．（2024·江苏连云港·校考模拟）我国科学家使用双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化水煤气制，反应： ，在低温下获得高转化率与高反应速率。反应部分过程如图所示：
下列说法正确的是
A．该反应高温下不能自发进行，则反应的
B．该反应的平衡常数
C．在整个转化过程中，氧元素的化合价始终不变
D．步骤Ⅰ吸收的能量大于步骤Ⅱ放出的能量
【答案】A
【详解】A．反应为放热反应，根据反应能自发进行，而该反应高温下不能自发进行，则反应的，A正确；
B．平衡常数等于生成物浓度系数次方之积与反应物浓度系数次方之积的比；该反应的平衡常数，B错误；
C．在步骤Ⅰ转化过程中，氧形成的共价键由2个变为1个，故氧元素化合价发生改变，C错误；
D．化学键断裂吸收能量，化学键形成放出能量，反应为放热反应，则步骤Ⅰ吸收的能量小于步骤Ⅱ放出的能量，D错误；
故选A。
12．（2024·江苏南通·校考模拟）是一种重要的化工原料，向溶液中通可制；氨催化氧化得NO，NO继续被氧化为，再与水反应生成硝酸，氨气与硝酸反应可制化肥硝酸铵；氨气与NaClO反应生成肼()，肼是一种火箭燃料推进剂，其燃烧热为624。已知： ，下列说法正确的是
A．该反应
B．反应物的总键能小于生成物的总键能
C．反应平衡常数
D．平衡后升高温度，增大，减小，平衡向逆反应方向移动
【答案】B
【详解】A．该反应气体分子数增加，为熵增的反应，反应ΔS＞0，故A错误；
B．该反应为放热反应，则反应物的总键能小于生成物的总键能，故B正确；
C．由方程式可知，反应的平衡常数，故C错误；
D．平衡后升高温度，正逆反应速率均增大，故D错误；
故选B。
13．（2024·江苏徐州·校考模拟） 在催化剂CuCl2作用下，通过氧气直接氧化氯化氢制备氯气。该反应为可逆反应，热化学方程式为 。对于反应，下列说法正确的是
A．上述反应
B．上述反应平衡常数
C．其他条件相同，增大，能提高HCl的转化率
D．上述反应中消耗1mlHCl，转移电子的数目为6.02×1023
【答案】D
【详解】A．由题干反应方程式可知，反应物的气体系数和比生成物的气体系数和大，故上述反应，A错误；
B．由题干反应方程式可知，H2O是气态，故上述反应平衡常数，B错误；
C．其他条件相同，增大，即增大HCl的用量，化学平衡正向移动，则导致O2的转化率增大，而HCl的转化率却降低，即不能提高HCl的转化率，C错误；
D．由题干方程式可知，反应中每消耗4mlHCl转移4ml电子，则上述反应中消耗1mlHCl，转移电子的数目为6.02×1023，D正确；
故答案为：D。
14．（2024·江苏泰州·校考模拟）含硫矿物是多种化工生产的原料，主要有硫黄、黄铁矿、辉铜矿、明矾、绿矾、胆矾、重晶石等。硫磺、黄铁矿可作为工业制硫酸的原料，辉铜矿煅烧可制备Cu单质：。直接排放会造成环境污染，可将其转化，或用石灰乳、等物质进行回收再利用，对于自发反应，下列说法正确的是
A．该反应的
B．该反应的化学平衡常数
C．其他条件不变，增大容器的体积可以增大的平衡转化率
D．容器体积一定，当混合气体的密度不变时说明该反应到达化学平衡状态
【答案】D
【详解】A．由方程式可知，硫化氢气体回收二氧化硫的反应为熵减的反应，由该反应能自发反应可知，反应ΔH—TΔS＜0，则该反应为焓变小于0的放热反应，A错误；
B．由方程式可知，硫化氢气体回收二氧化硫反应的化学平衡常数，B错误；
C．由方程式可知，硫化氢气体回收二氧化硫的反应为气体体积减小的反应，其他条件不变，增大容器的体积，气体压强减小，平衡向逆反应方向移动，二氧化硫的平衡转化率减小，C错误；
D．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量不相等，在体积一定的容器中混合气体的密度会发生变化，则混合气体的密度保持不变能说明正逆反应速率相等，可以判断反应达到平衡，D正确；
故选D。
15．（2024·江苏镇江·校考模拟）催化剂能催化脱除烟气中的，反应为，其机理如图所示。下列说法正确的是
A．该反应
B．该反应的平衡常数
C．步骤Ⅰ可描述为吸附到表面与表面吸附氧反应生成和，同时被还原为；烟气中的和反应生成和
D．该反应中每消耗1，转移电子的数目约为
【答案】C
【详解】A．该反应是气体分子数增加的反应，故该反应ΔS＞0，A错误；
B．化学平衡常数的表达式为各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积，即该反应的平衡常数K=，B错误；
C．如图所示，步骤Ⅰ可描述为NH3吸附到MnO2表面与表面吸附氧反应生成—NH2和H2O，同时MnO2被还原为Mn2O3；烟气中的NO和—NH2反应生成N2和H2O，C正确；
D．该反应中，NO、O2作氧化剂，NH3作还原剂，每消耗1ml O2，就有4ml NH3反应，转移电子的数目约为12×6.02×1023，D错误；
故选C。
16．（2023·江苏淮安·模拟预测）如NOx是大气中主要的污染物。大气中过量的NOx和水体中过量的NH、NO、NO均是污染物。通过催化还原的方法，可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2[反应为 △H=-746.5kJ·ml-1]；也可将水体中的NO、NO转化为N2。对于反应，下列说法正确的是
A．该反应在任何条件下都能自发进行
B．反应的平衡常数可表示为K=
C．使用高效的催化剂可以降低反应的焓变
D．其它条件不变，增大的值，NO的转化率下降
【答案】D
【详解】A．该反应为放热反应，即且反应前后气体分子数减少，故，，当温度较低时，，故该反应低温自发，A错误；
B．反应的平衡常数可表示为，B错误；
C．催化剂可以改变反应历程，但不能改变焓变，C错误；
D．其它条件不变，增大的值，提高CO的转化率，NO的转化率下降，D正确；
故选D。
17．（2023·江苏·模拟预测）一种生产环氧乙烷的反应为： 下列说法正确的是
A．该反应
B．使用是为了提高乙烯的平衡转化率
C．该反应中每消耗乙烯，转移电子的数目为
D．实际生产投料时，值越大，平衡体系中环氧乙烷物质的量分数越大
【答案】C
【详解】A．根据反应式可知该反应，根据反应自发的条件，，A错误；
B．任何催化剂不会影响平衡转化率，B错误；
C．根据方程式，反应中消耗乙烯时，消耗物质的量为，转移电子，C正确；
D．值增大，可理解为用量一定、增加用量；用量增加，可提高转化率，增加平衡体系中环氧乙烷物质的量，但因为用量一定，平衡体系中环氧乙烷物质的量的增加是有限的，而混合体系物质的量总量增加是无限的，当用量超过一定程度时，虽然环氧乙烷物质的量仍然增加，但其物质的量分数(在体系中所占物质的量百分比)却减小，D错误；
故答案为：C。
18．（2023·江苏·一模）硫及其化合物有着广泛的作用。硫元素具有多种化合价，在一定条件下能发生相互转化。不同温度下硫单质的状态和分子结构不同，环状分子的结构为 。合理应用和处理含硫的化合物，在生产生活中有重要意义。利用甲烷可以除去，反应为。下列说法正确的是
A．上述反应的
B．上述反应的化学平衡常数
C．及时分离出(g)，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动
D．上述反应中生成1ml，转移电子的数目约为
【答案】D
【详解】A．反应为气体分子数增大的反应，熵变大于零；A错误；
B．由方程式可知，上述反应的化学平衡常数，B错误；
C．及时分离出(g)，平衡向正反应方向移动，但是物质浓度减小，正反应速率减小， C错误；
D．反应中硫元素化合价由+6变为0，，则上述反应中生成1ml，转移电子的数目约为，D正确；
故选D。
19．（2024·江苏常州·校考模拟）大气中的氮是取之不尽的天然资源，它以分子形式稳定存在于自然界，只有少量的通过生物固氮和高能固氮的方式从游离态转变为化合态，进入土壤和海洋。通过化学方法也可将转变为人类需要的各种含氮化合物，但硝酸的生产、化石燃料的燃烧以及机动车辆尾气的排放，也带来一些不利的影响。空燃比是指机动车内燃机气缸内混合气中空气与燃料之间的质量比例。内燃机工作时，气缸中会发生反应 。下列说法正确的是
A．上述反应
B．上述反应平衡常数
C．气缸内温度升高，正反应速率加快，逆反应速率减慢
D．实际应用中，控制气缸内空燃比越小，机动车尾气对环境的污染越小
【答案】A
【详解】A．上述，反应为自发反应，故，A项正确；
B．根据反应方程式，上述反应平衡常数，B项错误；
C．温度升高，正逆速率都加快，C项错误；
D．空燃比过大会增加NO的排放，空燃比过小燃料燃烧不充分，会增加CO的排放，空燃比过大过小都会造成污染，要根据实际情况采用合适的空燃比，D项错误；
答案选A。
20．（2024·江苏常州·校考模拟）CO2催化加氢制甲醇有利于减少 CO2的排放，实现“碳达峰”，其反应可表示为：CO2 (g)+3H2 (g) =CH3OH (g)+H2O (g) ΔH=−49 kJ•ml−1。CO2催化加氢制甲醇的反应通过如下步骤来实现：
①CO2(g)+H2(g) =CO(g)+H2O(g) ΔH1=41 kJ•ml−1
②CO(g)+2H2(g) =CH3OH(g) ΔH2
反应过程中各物质的相对能量变化情况如图所示。下列说法不正确的是
A．步骤①反应的ΔS＞0
B．步骤②反应的ΔH2=−90 kJ•ml−1
C．CO2催化加氢制甲醇的总反应速率由步骤②决定
D．升高温度，各步骤的正、逆反应速率均增大
【答案】C
【详解】A． 步骤①反应能自发，即△G=△H-T•△S＜0，而此反应的△H＞0，故△S＞0，否则反应不可能自发，故A正确；
B． 步骤②的反应热△H=生成物的总能量-反应物的总能量=-49kJ•ml−1 -41kJ•ml−1 =-90kJ•ml−1，故B正确；
C． 步骤①的活化能高于步骤②，即步骤①的反应速率更慢，是总反应的决速步，故C错误；
D． 升高温度，各步的反应物和生成物的活化分子百分数均增大，各步的正逆反应速率均加快，故D正确；
故选C。
21．（2024·安徽·校考模拟）在催化剂条件下可被还原为无害物质，反应为： 。下列说法正确的是
A．上述反应
B．上述反应平衡常数
C．上述反应中生成，转移电子的数目为
D．上述反应中，充入水蒸气增大压强可以提高平衡转化率
【答案】B
【详解】A．由方程式可知，该反应是一个气体分子数减小的反应，即熵减的反应，反应，故A错误；
B．由方程式可知，反应平衡常数，故B正确；
C．由方程式可知，生成时，转移电子的数目为，故C错误；
D．充入水蒸气会增大水蒸气浓度，平衡逆向移动，NO转化率减小，故D错误；
故答案为：B。
22．（2023·江苏南京·二模）反应 可实现的资源化，下列说法正确的是
A．上述反应在任何温度下均可自发进行
B．上述反应每消耗1ml 同时形成7ml σ键
C．上述反应平衡常数
D．催化剂可以降低上述反应的焓变，提高化学反应速率
【答案】B
【详解】A．△H-T△S<0时反应自发进行，该反应△H<0，△S<0，反应在较低温度下可自发进行，A错误；
B．根据，反应每消耗1ml ，生成0.5mlCH3OCH3、1.5mlH2O，形成7ml σ键，B正确；
C．上述反应平衡常数，C错误；
D．催化剂可以加快反应速率，但是不改变反应的焓变，D错误；
故选B。
23．（2023·江苏南京·一模） 含氯化合物在生产生活中应用广泛。舍勒发现将软锰矿和浓盐酸混合加热可产生氯气，该方法仍是当今实验室制备氯气的主要方法之一，工业上以为原料可制得、、、和等。在催化剂作用下，通过氧气直接氧化氯化氢制备氯气。该反应为可逆反应，热化学方程式为 。对于反应，下列说法正确的是
A．上述反应
B．上述反应平衡常数
C．其他条件相同，增大，的转化率减小
D．上述反应中消耗，转移电子的数目为
【答案】C
【详解】A．反应后气体的物质的量减小，则△S<0，A错误；
B．根据平衡常数定义，该平衡反应的平衡常数为，B错误；
C．增大，相当于增大HCl的量，则HCl的转化率降低，C正确；
D．1mlO2反应转移电子数目为4×6.02×1023，D错误；
故选：C。
24．（2023·山东菏泽·三模）已知、、可作为燃料电池的燃料，其相关热化学方程式如下。
①
②
③
④
下列说法正确的是
A．
B．反应③的
C．反应①中若生成，则
D．反应②中的能表示甲烷的燃烧热
【答案】D
【详解】A．根据盖斯定律，方程式，所以，A错误；
B．根据反应③，，B错误；
C．反应①中若生成，从变成要吸收能量，使放出的能量减小，变大，则，C错误；
D．甲烷完全燃烧，生成和放出的热量为燃烧热，则反应②中的能表示甲烷的燃烧热，D正确；
故选D。
25．（2023·江苏盐城·二模）已知：2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) ，下列说法正确的是
A．该反应的平衡常数可表达为
B．该反应一定能自发进行
C．降温有利于提高的平衡转化率
D．NaCl晶胞(如图所示)中每个周围与其距离最近的有6个
【答案】C
【详解】A．该反应的平衡常数可表达为，故Ａ错误；
B．由题干信息可知，该反应的，，当时，反应能自发进行，故该反应在低温条件下易自发进行，故Ｂ错误；
C．该反应为放热反应，降温平衡正向移动，有利于提高的平衡转化率，故Ｃ正确；
D．NaCl晶胞(如图所示)中每个周围与其距离最近的有12个，故D错误。
答案为：C。建议完成时间： 60 分钟
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