2.3 化学反应的方向 测试题 2024-2025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 测试题 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 一、单选题 1．下列说法中正确的是（　　） A．若ΔH＞0，ΔS＜0，化学反应在任何温度下都能自发进行 B．NH4Cl(s) =NH3(g)+HCl(g)在室温下不能自发进行，则该反应的ΔH＜0 C．2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g) =2CaSO4(s)+2CO2(g)在低温下能自发进行，则该反应的ΔH＜0 D．加入合适的催化剂能降低反应的活化能，从而改变反应的焓变 2．以下自发进行反应可用能量判据来解释的是（　　） A．硝酸铵自发地溶于水 B．2N2O5（g）═4NO2（g）+O2（g）△H=+56.7kJ•mol﹣1 C．（NH4）2 CO3（s）═NH4HCO3（s）+NH3（g）；△H=+74.9 kJ/mol D．2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）；△H=﹣571.6 KJ/mol 3．已知反应2C(s)＋O2(g) ===2CO(g)的ΔH<0，ΔS>0。设ΔH和ΔS不随温度而变，下列说法中正确的是(　　) A．低温下才能自发进行 B．高温下才能自发进行 C．任何温度下都能自发进行 D．任何温度下都不能自发进行 4．下列对化学反应预测正确的是（　　） 选项 化学方程式 已知条件 预测 A 它是非自发反应 B 常温下，自发进行 C 能自发进行 可能大于0 D 任何温度都自发进行 A．A B．B C．C D．D 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．对于反应 ，下列说法正确是（　　） A．加入催化剂，改变了反应的途径，反应的△H也随之改变 B．该反应△S＞0，△H＜0，在任何条件下能自发进行 C．恒温恒容条件下，混合气体密度不变达到化学平衡状态 D．达到平衡状态后，若增加A的量，平衡向正反应方向移动 7．制备水煤气的反应为，下列说法正确的是（　　） A．该反应 B．升高温度，正反应速率增大 C．恒温下，增大总压，平衡逆移，平衡常数减小 D．恒温恒压下，加入碳粉，平衡右移 8．化学反应进行的方向是一个比较复杂的问题。下列有关说法正确的是（　　） A．反应的 B．或的反应一定能自发进行 C．1mol在不同状态时的熵值： D．△S＞0、的反应能否自发进行与温度有关 9．依据图示关系，下列说法错误的是（　　） A．反应①是吸热反应 B．△H3=△H1+△H2 C．反应③是一个熵增的反应 D．数据表明：V2O5(s)的能量比V2O4(s)低，更稳定 10．下列关于自发过程的叙述正确的是（　　） A．只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程 B．需要加热才能进行的过程肯定不是自发过程 C．能自发进行的反应一定是放热反应 D．焓变小于零而熵变大于零的反应肯定是自发的 11．相同的温度和压强下，有关下列两个反应的说法错误的是 反应 △H/kJ•mol-1 △n △S/J•K•mol-1 MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g) 117.6 1 a CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) 177.9 1 b 注：①其中△n表示反应方程式中气体系数差； ②△H-T△S＜0的反应方向自发 A．因为△n相同，所以a与b大小相近 B．热分解温度：MgCO3(s)＞CaCO3(s) C．a-b=S[MgO(s)]+S[CaCO3(s)]-S[MgCO3(s)]-S[CaO(s)] D．两个反应在不同温度下的△H和△S都大于零 12．AB型强电解质在水中的溶解(可视作特殊的化学反应)表示为AB(s)=An+(aq)+Bn-(aq)，其焓变和熵变分别为ΔH和ΔS。对于不同组成的AB型强电解质，下列说法正确的是（　　） A．ΔH和ΔS均大于零 B．ΔH和ΔS均小于零 C．ΔH可能大于零或小于零，ΔS大于零 D．ΔH和ΔS均可能大于零或小于零 13．下列说法正确的是（　　） A．常温下，的熵小于 B．自发反应，　，则 C．可以把分解：，收集碳，实现变废为宝 D．溶于水，， 14．下列说法不正确的是： A．反应在低温下能自发进行，则该反应的△H>0 B．对于2A(g)+B(g)⇌2C(g)△H>0，当温度升高时，平衡向正反应方向移动，V正和V逆均增大 C．对于2A(g)+B(g)⇌2C(g)△H>0，增大A的浓度，平衡向正反应方向移动，V正和V逆均增大 D．升高温度或加入催化剂能使单位体积内活化分子的百分数增大，但原因不同 15．恒温恒压下，下列过程一定不能自发进行的是（　　） A． B． C． D． 16．下列说法正确的是（　　） A．自发反应在任何条件下都能实现 B．所有的自发反应都是放热的 C．升高温度，活化分子百分数增大，化学反应速率一定增大 D．一般使用催化剂可以降低反应的活化能，增大活化分子百分数，从而提高反应物的转化率 17．“蓝天保卫战”需要持续进行大气治理，有效处理 、 等大气污染物。化学研究为生产、生活处理废气，防止大气污染做出重要贡献。 标准状况下， 。下列有关说法错误的是（　　） A．该反应的 B．该反应的 C．若 ，则该反应到达平衡状态 D．反应过程中及时分离 ，有利于废气的转化 18．下列说法错误的是（　　） A．发生离子反应的条件之一是生成气体，此过程的 B．常温下，反应不能自发进行，则该反应的 C．升高温度和增大浓度都可以增加反应物分子中活化分子百分数 D．合成氨工业中要对原料气进行净化，主要是为了防止混有的杂质使催化剂“中毒” 19．已知反应：，标准状况下， 。下列有关说法错误的是（　　） A．该反应的 B．该反应的 C．若生成=消耗，则该反应到达平衡状态 D．反应过程中及时分离，有利于废气的转化 20．下列有关化学反应的认识正确的是（　　） A．化学反应过程中，分子的种类和数目一定发生改变 B．化学反应过程中，一定有化学键的断裂和形成 C．如果某化学反应的ΔH和ΔS均小于0，则反应一定能自发进行 D．放热反应的反应速率一定比吸热反应的反应速率快 二、综合题 21．我国在政府工作报告中提出力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。因此，研发二氧化碳转化利用技术，成为当下研究热点。 ．与重整是再利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应： ① ② ③ （1）已知反应①低温无法自发进行，只能在高温下自发进行，则　 　0(填“>”或“<”)。 （2）某温度下，在体积的密闭容器中加入及催化剂仅发生反应①，经过达到平衡状态时的转化率为。则用表示的平均化学反应速率为　 　，平衡常数的值为　 　；达到平衡后，其他条件不变时向容器中充入与各，则化学平衡　 　移动(选填“正向”、“逆向”或“不”)。 （3）下，将的混合气体置于密闭容器中，不同温度下重整体系中和的平衡转化率如图所示。时的平衡转化率远大于时的平衡转化率。原因是　 　。 ．在催化剂作用下，通过电催化还原为是一种具有前景的利用的方式。在催化剂表面，还原生成通过两种平行的反应途径进行，各自途径的关键中间体分别为。催化剂催化转化为和的反应历程如图1(*表示吸附在催化剂表面)。 （4）产物的选择性是由催化剂对两种关键中间体的结合强度决定的。在催化剂表面更利于生成　 　。 （5）在m和n两种催化剂作用下，反应①的阿伦尼乌斯经验公式实验数据如图2所示，已知阿伦尼乌斯经验公式(为活化能，k为速率常数，R和C为常数)，m和n两种催化剂中对该反应催化效果较高的是　 　(填“m”或“n”)。 22．氢元素单质及其化合物是人类赖以生活的重要能源。回答下列问题 （1）H-H、O=O、H-O的键能分别为436 kJ·mol-1、496 kJ·mol-1、463 kJ·mol-1。 ①热化学方程式2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ∆H，∆H为　 　kJ·mol-1。 ②氢气的燃烧热∆H=-285.8 kJ·mol-1，表示氢气燃烧热的热化学方程式为　 　。 ③1 mol水蒸气液化放热　 　kJ。 （2）肼(N2H4)是一种液态火箭推进剂。N2H4分解的能量变化如图所示： ①正反应的活化能为　 　kJ·mol-1，气态肼分解的热化学方程式为　 　。 ②该反应的∆S　 　(填“>”“<”或“=”)0，该反应自发进行的条件为　 　(填“高温”“低温”或“任意温度”)。 23．碳中和是我国的重要战略目标，以和为原料合成受到广泛关注。 该过程主要涉及以下反应： 反应I 反应II 回答下列问题： （1）已知：，反应I的　 　0(填“>”、“<”或“=”)，反应I和II的吉布斯自由能与热力学温度(T)之间的关系如图所示，　 　。 （2）向密闭容器中充入、反应合成，平衡时各组分的体积分数随温度变化如图所示。 ①在工业上，常选用作为合成温度，原因是　 　。 ②时对甲烷的选择性=　 　(保留2位有效数字，已知：选择性=生成的物质的量/参与反应的的物质的量)，该温度下反应II的　 　。(保留2位有效数字，已知：分压=组分物质的量分数×总压) （3）光催化剂在光能作用下，电子发生跃迁，形成类似于电解池的阴阳极，将转变为。酸性环境下该过程的电极反应式为　 　。 24．已知丙烷的燃烧热；正丁烷的燃烧热，异丁烷的燃烧热。 （1）写出丙烷燃烧热的热化学方程式　 　。 （2）根据以上信息判断物质的稳定性：正丁烷　 　异丁烷。(填“>”或“＜”或“=”) （3）选择合适的催化剂，一定条件下可直接光催化分解，发生反应：，该反应的　 　(填“>”或“＜”，下同)0，　 　0，在低温下，该反应　 　(填“能”或“不能”)自发进行。 25．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？　 　。 答案解析部分 1．【答案】C 【解析】【解答】A．若ΔH＞0，ΔS＜0，化学反应在任何温度下都不能自发进行，故A不符合题意； B．NH4Cl(s) =NH3(g)+HCl(g) ΔS>0，在室温下不能自发进行，则该反应的ΔH>0，故B不符合题意； C.2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g) =2CaSO4(s)+2CO2(g) ΔS<0，在低温下能自发进行，则该反应的ΔH＜0，故C符合题意； D．加入合适的催化剂能降低反应的活化能，不能改变反应的焓变，故D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】此类题型判断可以结合ΔG=ΔH-TΔS<0判断，若要反应可以自发进行，即ΔH<TΔS。 2．【答案】D 【解析】【解答】A．硝酸铵的溶解过程是熵值增加的过程，主要是熵判据，A不符合题意； B．反应的△H＞0，△S＞0，反应能自发进行，取决于熵判据，B不符合题意； C．为吸热的熵增反应，根据△G=△H-T•△S可知，熵判据有利自发反应，焓判据不利自发反应，即不能用能量判据，C不符合题意； D．反应是放热反应，且是熵值减小的，所以应该用能量判据，D符合题意； 故答案为：D。 【分析】能量判据即执法过程的体系倾向于从不稳定状态转变为稳定状态，即焓变小于0的反应有自发进行的倾向。 3．【答案】C 4．【答案】C 【解析】【解答】A、 的ΔS>0，若其ΔH>0，该反应在高温下能自发进行，故A错误； B、 的ΔS<0，当ΔH>0时，该反应一定不能自发进行，故B错误； C、 的ΔS>0，ΔH>0时，该反应在高温下可以自发进行，故C正确； D、 的ΔS>0，则ΔH>0，则该反应在高温下能够自发进行，故D错误； 故答案为：C。 【分析】根据ΔH-TΔS<0时反应能够自发进行分析。 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】C 【解析】【解答】A.加入催化剂改变反应的途径，改变了反应的活化能，反应的焓变不变，故A不符合题意 B.此反应的气体的混乱度增大，因此 △S＞0 ，也只有＜0时自发反应，故B不符合题意 C.反应在密闭容器中进行，气体的额质量反应前后会发生变化，在恒温恒压下，若混合气体的密度不变，说明气体的质量不在变化，反应达到平衡状态，故C符合题意 D.反应物A为固体，反应达到平衡状态时，增加A的量平衡不移动，故D不符合题意 故答案为：C 【分析】A，焓变只和反应物和生成物的能量有关 B.根据进行判断自发反应 C.根据恒温恒容，则质量不变，说明反应达到平衡状态 D.固体的量不影响化学平衡移动 7．【答案】B 【解析】【解答】A．该反应的正反应是气体体积增大的反应，所以是熵增，，A不符合题意； B．升高温度，正逆反应速率都增大，B符合题意； C．恒温下，增大总压，平衡逆向移动；对于给定的反应，化学平衡常数仅与温度有关，温度不变，平衡常数就不变，C不符合题意； D．碳粉为固体，加入碳粉，不影响平衡移动，D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A.该反应是气体体积增大的反应，； C.平衡常数只与温度有关； D.加入纯固体，不影响平衡移动。 8．【答案】D 【解析】【解答】A.该反应是熵减的过程，A选项是错误的； B. 或的反应 都不一定能自发进行，B选项是错误的； C. 1mol在不同状态时的熵值： 固态小于气态，C选项是错误的； D.熵增、吸热的反应需要在高温条件下可自发进行，D选项是正确的。 故答案为：D。 【分析】A.该反应的气体的物质的量是减小的，是熵减的过程； B.若要证明反应可以自发进行，则需 △ G= △ H-T △ S<0，； C.同一物质在物质的量相同时，气态的熵值最大，其次是液体，熵值最小的是固态； D.熵增、吸热的反应需要在高温条件下可自发进行。 9．【答案】D 【解析】【解答】A．根据反应①的 >0，可知反应①是吸热反应，故A不符合题意； B．根据盖斯定律，反应③可由反应①和反应②之和得到，则△H3=△H1+△H2，故B不符合题意； C．反应③是固体生成气体的反应，是一个熵增的反应，故C不符合题意； D．由于反应②还有三氧化硫和二氧化硫的参与，故不知道V2O5(s)和V2O4(s)的能量相对大小，不能确定V2O5(s)的能量比V2O4(s)低，更稳定，故D符合题意； 故答案为：D。 【分析】A.根据焓变即可判断反应的放热吸热 B.根据盖斯定律即可计算出焓变的关系 C.反应③是气体分子数增多的反应，因此分子混乱度增大是熵增 D.根据反应②进行判断，但是只能比较反应物和生成物的总能量不呢个比较五氧化二钒和四氧化二钒的能量的高低 10．【答案】D 【解析】【解答】A.，判断反应是否自发进行，故A不符合题意； B.，判断反应是否自发进行，与是否加热无关，故B不符合题意； C.，判断反应是否自发进行，与放热吸热无关，故C不符合题意； D.，焓变小于0，熵变大于0反应是自发的，故D符合题意； 故答案为：D 【分析】根据，判断反应是否自发进行，结合选项判断。 11．【答案】B 【解析】【解答】A．由方程式可知，两个反应中气体化学计量数差相等，则反应的熵变a和b大小相近，故A不符合题意； B．MgCO3和CaCO3均为离子晶体，镁离子和钙离子所带电荷相等，镁离子半径小于钙离子，MgO的晶格能大于CaO，镁离子更易与碳酸根离子中的氧离子结合，使碳酸根离子易分解为二氧化碳，则碳酸镁的分解温度小与碳酸钙，故B符合题意； C．由方程式可知，两个反应中气体化学计量数差相等，则反应的熵变a和b的差值a-b=S[MgO(s)]+S[CaCO3(s)]-S[MgCO3(s)]-S[CaO(s)]，故C不符合题意； D．由表格数据可知，两个反应都是气体体积增加的吸热反应，故两个反应在不同温度下的ΔH和ΔS都大于零，故D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A．两个反应中气体化学计量数差相等； B．离子所带电荷相等，离子半径越小，分解温度越小； C．由方程式可知，两个反应中气体化学计量数差相等； D．依据表格数据分析。 12．【答案】D 【解析】【解答】强电解质溶于水有的放热，如硫酸铜等；有的吸热，如碳酸氢钠等，所以在水中溶解对应的ΔH可能大于零或小于零。熵表示系统混乱程度。体系越混乱，则熵越大。AB型强电解质固体溶于水，存在熵的变化。固体转化为离子，混乱度是增加的，但离子在水中存在水合过程，这样会引发水的混乱度的变化，让水分子会更加规则，即水的混乱度下降，所以整个溶解过程的熵变ΔS，取决于固体转化为离子的熵增与水合过程的熵减两个作用的相对大小关系。若是前者占主导，则整个溶解过程熵增，即ΔS＞0，反之，熵减，即ΔS＜0。综上所述，D项符合题意。 故答案为：D。 【分析】AB型强电解质溶于水时可能放热也可能吸热，可能是固体或液体溶解于水，也可能是气体溶解于水。 13．【答案】B 【解析】【解答】A．常温下，SO2为气体，SO3为非气体，气体的混乱度大于非气体，则的熵大于，故A不符合题意； B．已知该反应为自发反应，则，若，则一定有，故B符合题意； C．该反应为气体分子数减小的吸热反应，，，在任何温度下，即在任何温度下都不能自发进行，故C不符合题意； D．溶于水为吸热过程，混乱度增大，故，，故D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A.常温下，SO2为气体，SO3为非气体； B.根据时反应自发进行分析； C.该反应为气体分子数减小的吸热反应，； D.溶于水为吸热过程，混乱度增大。 14．【答案】A 15．【答案】A 【解析】【解答】A．随着反应的进行，气体的物质的量减少，△S<0，又△H>0，故不能自发进行，A符合题意； B．随着反应的进行，气体的物质的量减少，△S<0，又△H<0，故低温可自发进行，B不符合题意； C．随着反应的进行，气体的物质的量增多，△S>0，又AH<0，故可自发进行，C不符合题意； D．随着反应的进行，气体的物质的量减少，△S>0，又△H>0，故较高温可自发进行，D不符合题意； 故答案为：A。 【分析】△H - T△S < 0时，反应才能自反进行，否则不能自发进行，据此分析判断。 16．【答案】C 【解析】【解答】A．反应是否能够自发取决于反应ΔG=ΔH-TΔS是否小于0，因此自发反应需要在恰当的条件下才能实现，故A项说法不符合题意； B．有的吸热反应也能自发进行，如Ba(OH)2与NH4Cl•8H2O反应，故B项说法不符合题意； C．升高温度，体系中能量将增加使活化分子数增加，活化分子之间的有效碰撞频率将增大，会导致化学反应速率增大，故C项说法符合题意； D．催化剂不会改变化学平衡，因此不会改变反应物的转化率，故D项说法不符合题意； 故答案为C。 【分析】A、若反应自发进行，则ΔH-TΔS<0； B、某些自发反应属于吸热反应； C、温度升高，活化分子百分数增大，反应速率加快； D、使用催化剂无法提高反应物的转化率； 17．【答案】D 【解析】【解答】A.，此反应属于气体物质的量减少的反应，该反应为熵减，故＜0，故A不符合题意题意 B.气体变为固体需要释放能量，因此 ，故B不符合题意 C.用不同物质的反应速率表示平衡，要求反应方向是一正一逆，且反应速率之比等于化学计量系数之比， 若 ，则该反应到达平衡状态 ，故C不符合题意 D.标况下，反应终的三氧化硫是固体，浓度为定值，即使分离出固体三氧化硫化学平衡不移动，对废气的转化无影响，故D符合题意 故答案为：D 【分析】A.根据正反应是气体减少的反应即可判断熵变 B.根据固体到气体吸热，放出热量减少即可判断 C.根据转化成某物质的正逆速率相等即可判断 D.对于此反应，固体不影响化学平衡 18．【答案】C 【解析】【解答】A．发生离子反应的条件之一是生成气体，气体增多，混乱度增加，，A不符合题意； B．该反应不能自发进行，所以，根据方程式可知，因此，B不符合题意； C．升高温度可以增加反应物分子中活化分子百分数，增大浓度可以增加反应物分子中活化分子数，但是活化分子百分数不变，C符合题意； D．合成氨工业中要对原料气进行净化，主要是为了防止混有的杂质使催化剂“中毒”，D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】A．气体增多，混乱度增加； B．依据分析； C．依据增大浓度、增大压强能增大单位体积内的活化分子数；升高温度、使用催化剂可以增大活化分子百分数； D．杂质会使催化剂“中毒”，失去活性。 19．【答案】D 【解析】【解答】A．该反应为气体体积减小的反应，则，A不符合题意； B．已知，由于SO3(s)的能量小于SO3(g)的能量，且焓变为负值，则，B不符合题意； C．若生成=消耗，说明正逆反应速率相等，该反应到达平衡状态，C不符合题意； D．为固态，反应过程中及时分离，平衡不移动，则不影响废气的转化，D符合题意； 故答案为：D。 【分析】A.该反应反应前后气体体积减小； B.SO3(s)的能量小于SO3(g)的能量； C.正逆反应速率相等时，反应达到平衡状态。 20．【答案】B 【解析】【解答】A．化学反应前后分子种类发生变化，但数目不一定变化，如氢气与氯气光照条件下生成氯化氢的反应为反应前后分子数不变的化学反应，故A不符合题意； B．化学反应的实质是旧化学键断裂的同时有新化学键形成的过程，则化学反应过程中，一定有化学键的断裂和形成，故B符合题意； C．若化学反应的ΔH和ΔS均小于0，低温条件下反应ΔH-TΔS＜0，该反应才能自发进行，故C不符合题意； D．反应速率的大小与反应的类型无关，放热反应的反应速率不一定比吸热反应的反应速率大，如化学反应达到平衡时，放热的正反应速率等于吸热的逆反应速率，故D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A.化学反应前后分子种类发生变化，但数目不一定变化； C.根据ΔH-TΔS＜0时反应自发进行分析； D.反应速率的大小与反应吸热还是放热无关。 21．【答案】>；；；逆向；反应①和反应②的ΔH>0，高温下反应正向进行程度大，CO2的消耗量大，反应③的ΔH<0，高温下反应正向进行程度小，CO2的生成量小；CO；n 22．【答案】（1）-484；；43.8 （2）a+50.7；；>；高温 【解析】【解答】(1)①热化学方程式2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ∆H=(2×436+496-4×463)=-484 kJ·mol-1； ②氢气的燃烧热∆H=-285.8 kJ·mol-1，表示氢气燃烧热的化学方程式为 ； ③由a、2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ∆H=-484 kJ·mol-1和b、 ，结合盖斯定律可知，b-a× 得到 ； (2)①正反应的活化能为（a+50.7）kJ·mol-1，由图可知气态肼分解吸热50.7 kJ·mol-1，则热化学方程式为 ； ②为气体增加的反应，则 ，且 ， 的反应可自发进行，该反应自发进行的条件为高温； 【分析】（1）①根据反应物物键能-生成物的键能②根据燃烧热的定义写出燃烧热方程式是③结合盖斯定律即可计算出放热 （2）① 焓变等于正逆反应的活化能之差② 根据公式和气体的状态判断条件 23．【答案】（1）＜；-165 （2）350℃下CH4的体积分数很大，而CO的体积分数几乎为0，即此温度下CH4的选择性较大，制得的CH4纯度较高；93.75%；0.22 （3）CO2+8H++8e-=CH4+2H2O 【解析】【解答】（1）由题干信息可知，反应I即 ，正反应是一个气体体积减小的方向，则该反应的 ＜0，反应I和II的吉布斯自由能 与热力学温度(T)之间的关系图所示信息可知，曲线2代表反应I的变化关系，故 -165 ，故答案为：＜；-165； （2）①由题干图像可知，350℃下CH4的体积分数很大，而CO的体积分数几乎为0，即此温度下CH4的选择性较大，制得的CH4纯度较高，故在工业上，常选用350℃作为合成温度，故答案为：350℃下CH4的体积分数很大，而CO的体积分数几乎为0，即此温度下CH4的选择性较大，制得的CH4纯度较高； ②由题干图像可知，450℃时，CH4的体积分数为37.5%，CO的体积分数为2.5%，根据碳原子守恒可知，CO2对甲烷的选择性= ×100%=93.75%，假设CO2总共转化量为xmol，则0.9375x转化为CH4，0.0625x转化为CO，根据三段式分析可得： ， ，该温度下达到平衡时，CH4的物质的量为：0.9375xmol，H2O的物质的量为：1.875x+0.0625x=1.9375xmol，H2的物质的量为：3-3.75x-0.0625x=(3-3.8125x)mol，CO的物质的量为0.0625xmol，CO2的物质的量为1-0.9375x-0.0625x=(1-x)mol，根据CO2的体积分数和H2的体积分数相等有：3-3.8125x=0.9375x，解得x=0.63mol，平衡时体系气体总的物质的量为：0.9375xmol +1.9375xmol +(3-3.8125x)mol +0.0625xmol +(1-x)=4-1.875x=4-1.875×0.63=2.81875mol，H2的分压为： =0.212p总，CO2的平衡分压为： =0.131p总，CO的平衡分压为： =0.014p总，H2O的平衡分压为： =0.433p总，反应II的Kp= = =0.22，故答案为：93.75%；0.22； （3）光催化剂在光能作用下，电子发生跃迁，形成类似于电解池的阴阳极，将CO2转变为CH4，该过程发生还原反应，故酸性环境下该过程的电极反应式为：CO2+8H++8e-=CH4+2H2O，故答案为：CO2+8H++8e-=CH4+2H2O。 【分析】（1）利用题干信息，依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析； （2）①利用题干图像和平衡温度分析； ②根据三段式分析计算； （3）电解时阴极得电子，发生还原反应。 24．【答案】（1） （2）＜ （3）>；>；不能 【解析】【解答】（1）丙烷的燃烧热，丙烷燃烧热的热化学方程式 ； （2）正丁烷的燃烧热，异丁烷的燃烧热，正丁烷的能量不异丁烷高，能量越低越稳定，故稳定性正丁烷<异丁烷； （3）由于CO在O2中燃烧生成CO2为放热反应，则二氧化碳分解生成CO和氧气的反应为吸热反应，>0，根据化学方程式可知，反应后气体的化学计量数之和增加，>0，故低温下>0，反应不能自发进行。 【分析】（1）燃烧热是1mol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时放出的热量； （2）物质的能量越低越稳定； （3）根据时反应自发进行分析。 25．【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。 学科网（北京）股份有限公司 $$