2.3 化学反应的方向 同步复习题 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

2.3 化学反应的方向 同步复习题 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 一、单选题 1．运用相关化学知识进行判断，下列结论错误的是（　　） A．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程 B．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增的过程 C．高锰酸钾受热分解是熵增的过程 D．△H＜0的反应在常温常压下都能自发进行 2．已知凡气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应。一定条件下，下列反应不能自发进行的是（　　） A．2O3(g)=3O2(g) ΔH＜0 B．2CO(g)=2C(s)+O2(g) ΔH>0 C．N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH＜0 D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH>0 3．下列几个过程中，属于熵减的变化是（　　） A．干冰的升华 B．NaCl溶于水 C．NH3(g)+HCl(g) = NH4Cl(s) D．2Na+2H2O(l) = 2NaOH+H2↑ 4．下列说法正确的是（　　） A．反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的△H<0，△S>0 B．反应2CO+2NO=N2+2CO2在常温下能自发进行，则反应的△H>0，△S<0 C．反应4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)常温下可自发进行，该反应为吸热反应 D．反应TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g) △H>0能自发进行，其原因是△S>0 5．相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是（　　） A．1molCH4(g)＜1molH2(g) B．1molH2O(g)＜2molH2O(g) C．1molH2O(s)＞1molH2O(l) D．1mol干冰＞1molCO2(g) 6．丙烯腈(C3H3N)是制备腈纶的单体。一种制备丙烯腈反应的热化学方程式为C3H6(g)+NH3(g)+O2(g) C3H3N(g)+3H2O(g) △H=-515kJ·mol-1，下列说法正确的是（　　） A．该反应的△S＜0 B．该反应的平衡常数K= C．其他条件相同，增大压强有利于提高丙烯腈的平衡产率 D．该反应每消耗1.5molO2，转移电子的物质的量为3mol 7．下列说法正确的是（　　） A．凡是放热反应都是自发反应上 B．自发反应都是熵增大的反应 C．吸热反应可能是自发反应 D．凡是需要加热才能发生的反应都是非自发进行的 8．在25℃，101kPa条件下，下列熵值的大小比较正确的是（　　） A．S(1molH2)>S(1molSO2) B．S(2molH2)>S(3molH2) C．S(2molNaCl)<S(1molCl2) D．S(1molCaO)>S(1molCaCO3) 9．已知在C和的反应体系中存在如下反应： 反应1： 反应2： 反应3： ____。 设，反应1、2和3的y随温度的变化关系如图所示。下列有关说法错误的是（　　） A． B．反应2和反应3的都小于0 C．图中对应反应3的线条是a D．达到平衡后，在一定压强下，升高温度，气体中CO和的物质的量之比增大 10．汽车尾气(含CO、NO与SO2等)是城市空气的主要污染源之一，治理的办法是在汽车排气管上安装催化转化器，其反应原理是：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH＜0。下列说法正确的是（　　） A．该反应是△S＞0 B．该反应使用合适的催化剂就可自发 C．该反应低温下能自发进行 D．提高空气燃料比，一定可以减少NO、CO的排放 11．化学反应的方向问题对于理论研究与生产实践都有重要的意义。下列说法错误的是（　　） A．时，熵减小 B．恒温恒压下，且的反应一定能自发进行 C．在常温下能自发进行，则该反应的 D．反应 能自发进行，原因是熵增效应大于焓增效应 12．下列说法正确的是（　　） A．反应在低温下能自发进行，说明该反应的 B．的热值(单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量，叫做燃料的热值)为，则氢气燃烧的热化学方程式可表示为： C．能自发进行的反应一定能迅速发生 D．增大反应物浓度，可增大活化分子百分数，从而增加有效碰撞的次数 13．用尿素水解生成的催化还原，是柴油机车辆尾气净化的主要方法。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．上述反应中消耗，转移电子的数目为 D．实际应用中，加入尿素的量越多，柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越小 14．下列关于化学反应进行的方向说法错误的是（　　） A．由焓判据和熵判据组合而成的复合判据，更适合于所有的过程 B．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小 C．凡是焓变小于零，熵变大于零的化学变化都能自发进行 D．常温下，反应不能自发进行，则该反应的△H＞0 15．氮是生命的基础，氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。生产硝酸的尾气中主要含有NO、NO2等大气污染物，可用石灰浆等碱性溶液吸收处理，并得到Ca(NO3)2、Ca(NO2)2等化工产品。工业上用氨的催化氧化生产硝酸，其热化学方程式为4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ∆H=-904kJ•mol-1。对于反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)，下列有关说法正确的是 A．该反应只有在高温条件下能自发进行 B．该反应的正反应的活化能小于逆反应的活化能 C．达到平衡时，升高温度，v(正)减小、v(逆)增加 D．c(NH3)：c(O2)：c(NO)：c(H2O)=4：5：4：6时，说明反应达到平衡 16．已知(设、不随温度变化)，当时反应能自发进行。反应的自发情况是（　　） A．高温下能自发进行 B．任意温度下都不能自发进行 C．低温下能自发进行 D．任意温度下都能自发进行 17．下列说法正确的是（　　） A．凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的 B．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小 C．常温下，反应不能自发进行，则该反应的 D．反应能自发进行，则该反应的 18．含硫矿物是多种化工生产的原料，主要有硫磺、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，辉铜矿煅烧时可发生反应：。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。对于反应 ，下列说法正确的是 A．该反应 B．反应平衡常数 C．其他条件一定，增大体系的压强可以增大反应的平衡转化率 D．其他条件一定，升高温度可以增大反应的平衡常数 19．对于化学反应方向，下列说法错误的是（　　） A．非自发的反应不能通过改变条件使其成为自发反应 B．一定温度下，反应的， C．自发进行的化学反应的方向，应由焓判据和熵判据的复合判据来判断 D．常温下反应能自发进行，则该反应的 20．水凝结成冰的过程中，下列分析错误的是 A．该过程属于物理变化 B． C．等质量水和冰所具有的内能不同 D．该过程是熵减的过程 二、综合题 21．由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，如下图1表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol－1)的变化。 （1）关于该反应的下列说法中，正确的是____。(填字母) A．△H>0，△S>0 B．△H>0，△S<0 C．△H<0，△S<0 D．△H<0，△S>0 （2）容积一定，下列情况不能说明该反应一定达到平衡的是____ 。 A．混合气体的平均平均相对分子质量不变 B．混合气体的压强不变 C．单位时间内生成3mol H—H键，同时生成2 mol H—O键 D．混合气体中c (CO2) ： c (H2) =" 1" ： 3 （3）温度降低，平衡常数K　 　(填“增大”、“不变”或“减小”)。 （4）为探究反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的恒容密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，测得CO2和CH3OH (g)的浓度随时间变化如图2所示。 从反应开始到平衡，用H2浓度变化表示的平均反应速率v(H2)为　 　mol·L－1·min－1， CO2和H2的转化率比是　 　： （5）下列措施中能使（4）题中n(CH3OH)/n(CO2)增大的有　 　。(填字母) A．升高温度 B．加入催化剂 C．将H2O(g)从体系中分离 D．充入He(g)，使体系总压强增大 E.再充入1molCO2和3molH2 （6）若在另一个密闭容器中充入1molCO2和3molH2，保持压强不变，并使初始体积与题中容器体积相等，且在相同的温度下进行反应，达到平衡时该容器中的CO2的体积百分数　 　（4）题中的CO2的体积百分数。(“>”或“<”或“=”，下同) 22．工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等气体，严重污染空气。对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。 （1）I. 脱硝： 已知：H2的燃烧热为 ； ； 催化剂存在下，H2还原NO2生成水蒸气和其他无毒物质的热化学方程式为　 　。 （2） II.脱碳： 向2L密闭容器中加入和，在适当的催化剂作用下，发生反应：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(1)+H2O(l) △H<0 ①该反应自发进行的条件是　 　(填“低温”“高温”或“任意温度”)。 ②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是　 　(填字母)。 a.混合气体的平均相对分子质量保持不变 b.和H2的体积分数保持不变 c.和H2的转化率相等 d.混合气体的密度保持不变 e.生成的同时有键断裂 ③的浓度随时间()变化如图所示，在t2时将容器容积缩小一倍，t3时达到平衡，t4时降低温度，t5时达到平衡，请画出时间段浓度随时间的变化。　 　 （3）改变温度，使反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H<0中的所有物质都为气态。起始温度、体积相同(T1℃、2L密闭容器)。反应过程中部分数据见下表： 反应时间(min) (mol) (mol) (mol) (mol) 反应I：恒温恒容 0 2 6 0 0 10 4.5 20 1 30 1 反应II：绝热恒容 0 0 0 2 2 ①达到平衡时，反应I、II对比：平衡常数K(I)　 　K(II)(填“>”“＜”或“=”，下同)；平衡时的浓度c(I)　 　c(II)。 ②对反应I，前10min内的平均反应速率=　 　；在其他条件不变的情况下，若30min时只向容器中再充入和，则平衡　 　(填“正向”“逆向”或“不”)移动。 23．研究含氮元素物质的反应对生产、生活、科研等方面具有重要的意义。 （1）俗称“笑气”，曾用作麻醉剂。一定温度下在某催化剂（cat）表面分解生成和，与催化剂面积、时间的关系如图所示： ①根据直线Ⅰ、Ⅱ可得出的结论是，其他条件相同时，　 　。 ②在Ⅱ条件下，50 min内平均分解速率为　 　。 ③若起始浓度为0.400 mol⋅L，比较不同起始浓度时的平均分解速率：v（ mol⋅L）　 　v（ mol⋅L）。（填“>”“=”或“<”） （2）在（Ⅲ）铁原子簇表面，反应 的反应机理如下： ⅰ． ⅱ． ⅲ． ⅳ． ①　 　O（填“>”或“<”）。 ②该机理中，速率控制步骤为　 　，理由是　 　。 （3）利用的还原性可以消除氮氧化物的污染，反应原理之一为 kJ⋅mol，当该反应转移3 mol电子时，应放出热量　 　kJ；已知该反应的 kJ⋅mol⋅K，试通过计算说明该反应常温下（298K）能否自发？　 　。 24．在化学反应A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g)　ΔH=Q kJ·mol-1过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。 （1）Q　 　0 (填“>”“<”或“=”)。 （2）熵变ΔS　 　0(填“>”“<”或“=”)。 （3）该反应　 　自发进行(填“能”或“不能”)。 （4）升高温度，平衡常数K　 　(填“增大”“减小”或“不变”)，平衡向　 　方向移动，平衡向该方向移动的理由是　 　。 25．过度排放会导致全球变暖，将捕集并转化为高附加值能源产品，可有效缓解环境问题。 （1）Ⅰ.膜法分离烟气中的原理如图所示。 吸收烟气中的过程中，A电极上发生的电极反应为　 　。 Ⅱ.甲烷催化二氧化碳重整制合成气过程中主要发生反应的热化学方程式为： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： （2）常压下，将等物质的量和以一定流速通入装有催化剂的反应管，实验测得原料气的转化率和水蒸汽的流量随温度变化如图所示。 ①反应Ⅱ在一定温度下能够发生的原因可能是　 　。 ②温度低于873K时，水蒸汽的流出量随温度升高而增大的原因是　 　。 ③在873~1200K间，反应Ⅱ和反应Ⅲ的反应速率随温度升高上升幅度较大的是　 　。(填“反应Ⅱ”或“反应Ⅲ”) （3）Ⅲ.利用可见光催化还原，可将转化为化学原料(、等)。 蛋黄型空心球催化剂技术极大地增强了对可见光的吸收，其原理如图所示，该过程可描述为　 　。 答案解析部分 1．【答案】D 【解析】【解答】A．同种物质熵值，液体＞固体，则冰在室温下自动熔化成水，是熵增的过程，A不符合题意； B．吸热反应，△H＞0，某吸热反应能自发进行，说明△H－T△S＜0，则△S＞0，因此该反应是熵增反应，B不符合题意； C．高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，则高锰酸钾受热分解是一个熵增的过程，C不符合题意； D．△G＜0的反应自发进行，由△G＝△H－T△S可知，△H＜0时，若△S＜0，则低温有利于自发，常温未必自发，D符合题意； 故答案为：D。 【分析】依据物质的混乱度越大，熵值越大，ΔG=ΔH-TΔS＜0分析。 2．【答案】B 【解析】【解答】利用ΔG=△H-TΔS进行分析，凡ΔG＜0的反应，能自发进行。 A．反应2O3(g)=3O2(g)， ΔH＜0，ΔS>0，该反应一定能自发进行，A不合题意； B．反应2CO(g)=2C(s)+O2(g)，ΔH>0，ΔS＜0，该反应一定不能自发进行，B符合题意； C．反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，ΔH＜0，ΔS＜0，该反应在低温下能自发进行，C不合题意； D．反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)，ΔH>0，ΔS>0，该反应在高温下能自发进行，D不合题意； 故答案为：B。 【分析】根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行分析。 3．【答案】C 【解析】【解答】熵减即混乱程度减少，气体转化为液体、液体转化为固体、体转化为固体、气体化学计量数减少，均属于熵减的过程； A、干冰升华为固体转化为气体，熵增加，A错误； B、氯化钠溶于水，属于固体转化为溶液的过程，熵增加，B错误； C、气体转化为固体，熵减少，C正确； D、固体、液体转化为溶液、气体，熵增加，D错误； 故答案为：C 【分析】熵减即混乱程度减少，气体转化为液体、液体转化为固体、体转化为固体、气体化学计量数减少，均属于熵减的过程。 4．【答案】D 【解析】【解答】A．反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)为放热的熵减反应，△H<0，△S<0，故A不符合题意； B．根据△H-T△S<0反应能自发进行，反应2CO+2NO=N2+2CO2在常温下能自发进行，则反应为放热的熵减反应，△H<0，△S>0，故B不符合题意； C．由B分析可知，反应4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)常温下可自发进行，该反应为放热反应，故C不符合题意； D．熵增利于反应的进行，反应TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g)△H>0能自发进行，其原因是△S>0，故D符合题意； 故答案为：D。 【分析】反应ΔH<0，ΔS>0，任何温度下都能自发进行；ΔH>0，ΔS<0，任何温度都不能自发进行；反应ΔH<0，ΔS<0，低温条件下能自发进行；反应ΔH>0，ΔS>0，高温条件下能自发进行。 5．【答案】B 【解析】【解答】A．H2属于单质，同温同压下，同状态的单质的熵值比化合物低，即1 molCH4(g) > 1 molH2(g)，A不符合题意； B．同温同压下的同种物质，物质的量越大，其熵值越高，即1 molH2O(g) < 2 molH2O(g)，B符合题意； C．同温同压下同种物质，固态中的分子或原子排列的较为有序，液态中有序性稍差，气态最为无序，即有1 molH2O(s) < 1 molH2O(1)，C不符合题意； D．同温同压下同种物质，固态中的分子或原子排列的较为有序，液态中有序性稍差，气态最为无序，即有1mol干冰<1molCO2(g)，D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A、同温同压下，同状态的单质的熵值比化合物低； B、同温同压下的同种物质，物质的量越大，其熵值越高； C、同温同压下同种物质，S(液态)>S(固态)； D、同温同压下同种物质，S(气态)>S(固态)； 6．【答案】B 【解析】【解答】A．该反应为气体分子数增加的反应，△S>0，A不符合题意； B．反应的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值，该反应的平衡常数K=，B符合题意； C．反应为气体分子数增加的反应，增大压强平衡逆向移动，丙烯腈产率降低，C不符合题意； D．氧元素与0价变为-2价，O2~4e-，该反应每消耗1.5molO2，转移电子的物质的量为6mol，D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A.该反应为气体总体积增大的反应，ΔS>0； B.平衡常数是指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的比； C.增大压强平衡逆向移动； D.根据得失电子守恒计算。 7．【答案】C 【解析】【解答】A．反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的，若，，反应能否自发，和温度有关，与反应是否放热无关，A项不符合题意； B．自发反应不一定是熵增大的反应，比如氨气和氯化氢反应生成氯化铵能自发进行，该反应是熵减反应，B项不符合题意； C．吸热反应可能会自发进行，氯化铵与氯氧化钡晶体为吸热反应，常温下就能进行，C项符合题意； D．燃料的燃烧需要点燃，是自发进行的反应，需要加热才能发生的反应不一定都是非自发进行的，D项不符合题意； 故答案为：C。 【分析】A.ΔH-TΔS<0时反应自发进行，与反应吸热还是放热、熵增还是熵减以及反应条件无关。 8．【答案】C 【解析】【解答】A．SO2是化合物，熵值大于单质H2，故A不符合题意； B．都是H2，物质的量越大熵值越大，故B不符合题意； C．一般气体的熵值大于固体，故C符合题意； D．CaCO3和CaO均为固体，CaCO3原子数更多，熵值更大，故D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】熵至体系的混乱程度，一般气体的熵＞液体＞固体，气体越多，熵越大。 9．【答案】B 【解析】【解答】A．由题干信息可知，反应1： 反应2： 可知反应3：可由2倍反应-反应2，则2=-222kJ/mol，A不符合题意； B．由题干信息可知，反应2为气体体积减小，即小于0，但反应3为气体体积增大，即大于0，B符合题意； C．由A向分析可知，反应3是一个气体体积减小的放热反应，即，＞0，则，即y随着T的升高而减小，则图中对应反应3的线条是a，C不符合题意； D．由题干信息可知，达到平衡后，在一定压强下，升高温度，反应1、2、3平衡均逆向移动，故气体中CO和的物质的量之比增大，D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A.利用盖世定律，对反应1和反应2进行加减即可得到反应3 B.气体体积减小，熵变减小，气体体积变大，熵变增大 C.反应3焓变小于零，熵变大于零，结合综合判据进行判断即可 D.升温后，三个反应均为放热反应，平衡都逆向移动，CO物质的量增加，CO2物质的量减小，比值增大 10．【答案】C 【解析】【解答】A．该反应为气体体积减少的反应，属于熵减，即ΔS＜0，故A不符合题意； B．催化剂只改变化学反应速率，不能改变反应的程度，故B不符合题意； C．ΔH＜0，ΔS＜0，根据复合判据，该反应低温下能够发生，故C符合题意； D．NO是氮气与氧气反应生成，提高空气燃料比，不能减少NO的生成，故D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】A.该反应是气体体积减小的反应； B.催化剂只能改变反应速率； D.提高空气燃料比，不能减少NO的生成。 11．【答案】C 【解析】【解答】A. 时，气体系数减小，属于熵减小，故A不符合题意； B. 恒温恒压下，，当时，反应一定能自发进行，故B不符合题意； C. ，， 在常温下能自发进行，说明，故C符合题意； D. 反应 时， 能自发进行因此熵增效应大于焓增效应 ，故D不符合题意； 故答案为：C 【分析】A.根据气体系数减小，属于熵减小判断； B.当时，即可判断； C.， 在常温下能自发进行，说明； D. 时， 能自发进行因此熵增效应大于焓增效应 。 12．【答案】A 【解析】【解答】A：反应为自发反应故△G=△H-T△S＜0，根据反应方程式可知，反应为熵减反应，即△S＜ 0，故△H＜ 0，说法正确，故A符合题意； B：单位质量的氢完全燃烧放出的热量为142.9KJ•g-1， △H=142.9×4=571.6KJ•g-1，说法错误，故B不符合题意。 C：能自发反应的反应△G=△H-T△S＜0，速率不一定快，说法错误，故C不符合题意； D：增大反应物浓度，不一定能增大。 【分析】判断反应是否能自发进行：△G=△H-T△S＜0反应能自发进行，△G=△H-T△S＞0反应不能自发进行，△G=△H-T△S＜0反应达到平衡状态。 13．【答案】B 【解析】【解答】A．由方程式可知，该反应是一个气体分子数增大的反应，即熵增的反应，反应ΔS＞0，故A不符合题意； B．平衡常数是指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的比，由方程式可知，反应平衡常数，故B符合题意； C．反应每消耗4mol氨气，反应转移12mol电子，则反应中消耗1mol氨气转移电子的数目为3mol×4××6.02×1023=3×6.02×1023，故C不符合题意； D．实际应用中，加入尿素的量越多，尿素水解生成的氨气过量，柴油机车辆排放的氨气对空气污染程度增大，故D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A.该反应是气体体积分子数增大的反应，ΔS＞0； B.平衡常数是指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的比； C.每消耗4mol氨气，反应转移12mol电子； D.氨气也会污染空气。 14．【答案】B 【解析】【解答】A．化学上就是根据△H-T△S是大于0还是小于0判断反应能否自发进行的，所以由焓判据和熵判据组合而成的复合判据，更适合于所有的过程，A不符合题意； B．自发反应的熵不一定增大，如氨气与氯化氢的反应属于自发反应，反应△S＜0；非自发反应的熵不一定减小。△H-T△S＜0反应自发进行，△H＜0，△S＞0在任何温度下△H-T△S＜0反应都能够自发进行；△H＜0，△S＜0，在低温下△H-T△S＜0反应能够自发进行，B符合题意； C．凡是焓变小于零，熵变大于零的化学变化，即△H＜0，△S＞0，由于△H-T△S＜0，所以反应都能自发进行，C不符合题意； D．的熵变大于0，即△S＞0，在常温下该反应不能自发进行，根据△H-T△S＜0时反应自发进行，说明其△H＞0，D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】根据△H-T△S分析。 15．【答案】B 16．【答案】A 【解析】【解答】该反应为吸热反应，>0，反应之后分子数增加>0，T增大时，因此该反应高温下能自发进行，故A符合题意； 故答案为：A。 【分析】依据该反应的吉布斯自由能分析解答。 17．【答案】C 【解析】【解答】A、当ΔH-TΔS<0时反应自发进行，由此可知，焓变只是影响反应自发进行的因素之一，并非唯一因素，故A错误； B、自发反应的熵不一定增大，如氨气与氯化氢的反应属于自发反应，非自发反应的熵不一定减小，故B错误； C、 的ΔS>0，其在常温下不能自发进行，说明该反应的 ，故C正确； D、 的ΔS<0，该反应能自发进行，则其 ，故D错误； 故答案为：B。 【分析】A、焓变是影响反应自发还是非自发的因素之一； B、熵变是影响反应自发进行的因素之一； CD、根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行分析。 18．【答案】C 【解析】【解答】A．由反应可知，反应后气体分子数减小，则，A不符合题意； B．由反应式可知，平衡常数为，B不符合题意； C．增大压强，平衡正向进行，增大了平衡转化率，C符合题意； D．该反应为放热反应，升高温度，反应逆向进行，平衡常数减小，D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】A、气体分子数减小，为熵减少； B、固体的浓度为常数值1； C、增大压强，平衡朝气体系数缩小的方向移动； D、放热反应，温度和平衡常数为反比。 19．【答案】A 【解析】【解答】A.△G=△H-T△S，某反应的△G＞0则其非自发。如果通过改变T使该反应在新温度下的△G＜0，则其可变为自发反应，故非自发的反应可能通过改变条件使其成为自发反应，A错误，符合题意； B.Na和氯气反应放热（燃烧），故其逆反应吸热，即△H＞0。反应后气体分子数增多，故熵增，即△S＞0。B正确，不符合题意； C.自发进行的化学反应的方向，应由△G=△H-T△S与0的大小判断。△G＞0，反应逆向进行，△G=0，反应达到平衡，△G＜0，反应正向进行。C正确，不符合题意； D.常温下反应能自发进行，则其△G=△H-T△S＜0。由于反应后气体分子数减小，故其△S＜0，则其-T△S＞0，故其△H必定小于0，D正确，不符合题意； 故答案为：A。 【分析】改变温度，使△G＞0的反应变为△G＜0的反应，则可使非自发反应变成自发反应。 20．【答案】B 【解析】【解答】A．该过程水分子未发生变化，是物理变化，A不符合题意； B．，液态转化为固态，是凝固的过程，放出热量，所以，B符合题意； C．冰变为水的过程吸收热量，则等质量冰与等质量的水所具有的内能不同，C不符合题意； D．水凝结成冰的过程，是液态转化为固态的过程，混乱度降低，为熵减的过程，D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A．没有新物质生成； BC．同一物质由液态变为固态的过程需要放收热量； D．相同物质的量的同种物质，S(g)> S(l)> S(s)。 21．【答案】（1）C （2）D （3）增大 （4）0.225；1：1 （5）C E （6）< 【解析】【解答】(1)由图1可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，△H<0，由方程式可知，该反应正反应是气体的物质的量减小的反应，正反应为熵减过程，△S<0，选C。 (2)A.混合气体的平均平均相对分子质量=m/n，该反应为物质的量减小的可逆反应，平均相对分子质量不变时，说明反应处于平衡状态，不选；B.混合气体的压强随反应的进行而减小，当压强不变时，说明反应处于平衡状态，不选，C.单位时间内生成3mol H—H键，表示V (逆)同时生成2 mol H—O键，表示V (正)，且速率之比等于化学计量数之比，不选；D.混合气体中c (CO2) ： c (H2) = 1 ： 3，浓度之比与平衡状态无关，所以选D； (3)该反应正反应是放热反应，降低温度平衡向正反应移动，平衡常数增大； (4)由图2可知，10min达平衡时甲醇的浓度变化量为0.75mol/L，所以v（CH3OH）=0.75、10=0.075mol/（L•min），速率之比等于化学计量数之比，所以v（H2）=3v（CH3OH）=3×0.075mol/（L•min）=0.225mol/（L•min）；按系数比加入各反应物，各反应物的转化率相同，所以CO2和氢气的转化率之比为1：1； (5)A．升高温度，平衡向逆反应移动，n（CH3OH）/n（CO2）减小，不正确；B．加入催化剂，平衡不移动，n（CH3OH）/n（CO2）不变，B不正确；C．将H2O（g）从体系中分离，平衡向正反应移动，n（CH3OH）/n（CO2）增大，C正确；D．充入He（g），反应混合物的浓度不变，变化不移动，n（CH3OH）/n（CO2）不变，不正确；E.再充入1molCO2和3molH2，相当于增大压强，平衡正向移动，n（CH3OH）/n（CO2）增大，选CE； (6)（4）中是在恒容条件下建立平衡，该反应是气体分子数减少的可逆反应，随着反应的进行，气体分子数减少，压强降低，（6）中各物质的起始加入量与（4）相同，最初体积也相同，在等压条件下建立平衡，平衡后压强不变，将（4）建立的平衡增大压强可得（6）的平衡，而增大压强，平衡正向移动， CO2的百分含量减小，所以达到平衡时该容器中的CO2的体积百分数小于（4）题中的CO2的体积百分数。 【分析】（1）结合公式 △ G= △ H-T △ S<0判断； （2）化学平衡判断：1、同种物质正逆反应速率相等，2、不同物质速率满足：同侧异，异侧同，成比例，3、各组分的浓度、物质的量、质量、质量分数不变，4、左右两边化学计量数不相等，总物质的量、总压强（恒容）、总体积（恒压）不变，5、平均相对分子质量、平均密度根据公式计算，6、体系温度、颜色不变； （3）放热反应，温度和平衡常数为反比，吸热反应，温度和平衡常数为正比； （4）化学反应速率，结合公式化学反应速率之比等于化学计量数之比判断； （5）甲醇物质的量增大，二氧化碳物质的量减小，即使平衡朝正向移动，或者增大氢气的浓度； （6）恒容条件下，增大压强，平衡朝气体系数缩小的方向移动；恒压条件下，等效平衡，体积分数不变。 22．【答案】（1）4H2(g)+2NO2(g)=4H2O(g)+ N2(g) ΔH=-1100.2kJ/mol （2）低温；de； （3）＜；＜；0.025mol/(L·min)；不 【解析】【解答】（1）H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.5kJ/mol①；N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+133kJ/mol②；H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44kJ/mol③；氢气还原二氧化氮的反应为4H2+2NO2=4H2O+ N2，根据盖斯定律，有4×①－②－4×③，得到ΔH=-1100.2 kJ/mol，热反应方程式为4H2(g)+2NO2(g)=4H2O(g)+ N2(g) ΔH=-1100.2 kJ/mol；故答案为4H2(g)+2NO2(g)=4H2O(g)+ N2(g) ΔH=-1100.2 kJ/mol； （2）①该反应为放热反应ΔH＜0，根据反应方程式，该反应为熵减，即ΔS＜0，依据复合判据，ΔG=ΔH－TΔS，能够自发进行，ΔG＜0，需要在低温状态下，故答案为低温； ②a．CO2、H2为气体，其余为液体，开始通入CO2、H2物质的量之比等于化学计量数之比，混合气体的平均相对分子质量始终保持不变，不能判断反应是否达到平衡，故a不正确； b．CO2、H2为气体，其余为液体，开始通入CO2、H2物质的量之比等于化学计量数之比，CO2、H2的体积分数始终为(25%)、(75%)，不能说明反应是否达到平衡， 故b不正确； c．开始通入CO2、H2物质的量之比等于化学计量数之比，两者转化率始终相等，不能说明反应是否达到平衡，故c不正确； d．根据ρ=，甲醇、水均为液体，反应向正反应方向进行，混合气体总质量减少，容器为恒容，气体总体积不变，因此当混合气体密度不再改变，说明反应达到平衡，故d正确； e.1molCO2生成，反应向逆反应方向进行，有3molH-H断裂，说明反应向正反应方向进行，且它们的比值等于化学计量数之比，因此可以说明反应达到平衡，故e正确； 答案为de； ③在t2时将容器体积缩小一倍，此时二氧化碳浓度为1mol/L，随着反应进行二氧化碳浓度降低，在t3时刻达到平衡，因为K=，平衡常数只受温度的影响，因此该时刻二氧化碳浓度仍为0.5mol/L，在t4时刻降低温度，此时二氧化碳浓度不变，该反应为放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动，二氧化碳浓度减少，图像是；故答案为； （3）两个容器如果为恒温恒容状态，则两个体系为等效平衡，平衡常数应相等，反应Ⅱ容器为绝热恒容，反应Ⅱ从逆反应方向开始，容器内温度降低，相当于在反应Ⅰ达到平衡基础上降温，反应Ⅰ的平衡向正反应方向移动，K(Ⅰ)＜K(Ⅱ)，甲醇的浓度c (Ⅰ)＜c(Ⅱ)；故答案为＜；＜； 反应Ⅰ，前10min内，氢气物质的量变化(6－4.5)mol=1.5mol，则生成甲醇物质的量为0.5mol，用甲醇表示的化学反应速率v(CH3OH)==0.025mol/(L·min)；根据表中数据，30min时反应达到平衡，CO2、H2、CH3OH、H2O物质的量分别为1、3、1、1，该温度下的平衡常数K==，若30min时再充入1moLCO2(g)和1molH2O(g)，Qc===K，平衡不移动；故答案为0.025mol/(L·min)；不。 【分析】（1）写出反应的化学方程式，结合盖斯定律计算反应热，从而得出热化学方程式。 （2）①反应要自发进行，则ΔH-TΔS<0。 ②当正逆反应速率相等，或变量不变时，说明反应达到平衡状态。 ③结合压强、温度对反应速率、平衡移动的影响分析。 （3）①平衡常数与温度有关，结合温度对平衡移动和平衡常数的影响分析。 ②根据公式计算反应速率。计算此时的浓度商Q，根据Q和K的相对大小判断反应进行的方向。 23．【答案】（1）催化剂表面积越大，反应速率越快； mol⋅L⋅min；= （2）>；ⅱ；氮氮三键键能大，使其断裂需要的能量最大 （3）453；常温下反应（-1812 kJ/mol）-298 K×（-0.5 kJ⋅mol．K），反应能自发进行 【解析】【解答】（1）①由图可知，I催化剂(cat)表面小于II，I的反应速率小于II，根据直线Ⅰ、Ⅱ可得出的结论是，其他条件相同时，催化剂表面积越大，反应速率越快；②在Ⅱ条件下，50min内 平均分解速率为：= mol⋅L⋅min；③起始浓度为2倍，反应时间也是原来的二倍，那么速率为相等； 所以答案为：= （2）①反应 ⅰ 为氢气化学键断开生成氢原子，为吸热反应，说以焓变大于0，故答案为：>； ②步骤ⅱ涉及氮氮三键断裂，该步反应的活化能最大，反应速率最慢，所以速率控制步骤为ⅱ （3）转移12mol电子，释放1812kJ热量，故转移3mol电子，释放453kJ的热量； 根据吉布斯自由能判据，可得，，说明该反应可以常温下自发进行。 【分析】（1）①根据图可知，催化剂表面积越大，反应速率越快；②根据速率计算公式，带入浓度变化量计算可得，注意带单位； （2）①化学键断裂成原子过程为吸热过程；②活化能越大，反应速率越慢，反应速率越慢； （3）根据热化学反应方程式可得，找到转移电子与反应热关系即可；利用，小于零即可判断反应能发自发进行。 24．【答案】（1）＜ （2）＞ （3）能 （4）减小；逆反应；该反应正方向放热，升高温度，平衡向吸热方向移动 【解析】【解答】(1)、根据放热反应中反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量，吸热反应中反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量；据图像可知，该反应为放热反应，故； 故答案为：＜ ； (2)、 根据A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g)是气体分子个数增大的反应，则反应是熵增大的反应，故，故答案为：>； (3)、依据ΔG=ΔH-TΔS＜0反应可以自发判断，该反应能自发进行； 故答案为：能； (4)、 依据平衡移动原理可知，该反应正方向放热，升高温度，平衡向吸热方向移动 ，即平衡逆向进行，平衡常数K减小； 故答案为：减小 ；逆反应 ；该反应正方向放热，升高温度，平衡向吸热方向移动 。 【分析】(1)、根据放热反应中反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量，吸热反应中反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量； (2)、 根据熵是指物质的混乱程度分析； (3)、依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析； (4)、 依据平衡移动原理分析判断。 25．【答案】（1）+2H2O+2e-=+2OH- （2）反应II的>0，反应能白发进行，则S>0；反应Ⅰ、反应Ⅱ、反应Ⅲ都是吸热反应，温度低于873K时，随着温度的升高，反应Ⅱ正向进行的程度大于反应Ⅲ正向进行的程度；反应Ⅱ （3）蛋黄型空心球催化剂吸收紫外线的能量，使H2O失去电子生成O2和H+，CO2得到电子生成CH4、CH3OH、H2O 【解析】【解答】（1）由题图可知，A极上转化为，发生的是还原反应，则A极为阴极，电极反应为+2H2O+2e-=+2OH-。 （2）①根据盖斯定律，反应II=反应I-反应II，则=+247. 1kJ/mol-205.9kJ/mol=+41.2kJ/mol，反应II的>0，反应能白发进行，则S>0。 ②反应Ⅰ、反应Ⅱ、反应Ⅲ都是吸热反应，温度低于873K时，随着温度的升高，反应Ⅱ正向进行的程度大于反应Ⅲ正向进行的程度，所以水蒸汽的流出量随温度升高而增大。 ③由图中信息可知，在873-1200K间升高温度，CO2 的转化率始终大于CH4，说明在该温度范围内反应II 的化学反应速率始终大于反应III。 （3）由图可知，该过程可描述为蛋黄型空心球催化剂吸收紫外线的能量，使H2O失去电子生成O2和H+，CO2得到电子生成CH4、CH3OH、H2O。 【分析】（1）依据元素化合价降低，作阴极；元素化合价升高，作阳极； （2）①根据盖斯定律；依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析； ②根据影响化学平衡移动的因素分析； ③依据图中信息判断； （3）依据图中信息进行描述。 学科网（北京）股份有限公司 $$