2.3 化学反应的方向 课后测试题 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 课后测试题 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．对反应 的说法正确的是（　　） A．高温下能自发进行 B．低温下能自发进行 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 2．下列反应或过程没有自发性的是（　　） A．高温下，煅烧石灰石 B．常温下，水分解成氢气与氧气 C．双氧水在催化作用下分解 D．常温下，冰融化为水 3．对于化学反应方向的确定不仅与焓变(ΔH)有关，也与温度(T)、熵变(ΔS)有关，实验证明，化学反应的方向应由ΔH−TΔS确定，若ΔH−TΔS<0，则自发进行，否则不能自发进行。下列说法中，正确的是（　　） A．反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素 B．温度、压强一定时，熵增加的反应一定能自发进行 C．在温度、压强一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向 D．固体的溶解过程只与焓变有关 4．下列说法中，正确的是（　　） A．水凝结成冰的过程中，△H＞0 △S＞0 B．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 C．反应NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)的ΔS ＜ 0 D．同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同 5．下列说法中，正确的是 A．自发进行的反应一定不是吸热反应 B．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程 C．化学反应热只是由反应过程中化学键的断裂和生成来决定的 D．孤立体系中进行的化学反应，反应混合物温度一定会发生明显变化 6．在体积均为1.0 L的两恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉，再分别加入0.1 mol CO2和0.2 mol CO2，在不同温度下反应CO2(g)＋C(s) 2CO(g)达到平衡，平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上)。下列说法正确的是（　　） A．反应CO2(g)＋C(s) 2CO(g)的ΔS＞0、ΔH＜0 B．体系的总压强p总：p总(状态Ⅱ)＜2p总(状态Ⅰ) C．体系中c(CO)：c(CO，状态Ⅱ)＜2c(CO，状态Ⅲ) D．逆反应速率：v逆(状态Ⅰ)＞v逆(状态Ⅲ ) 7．关于反应 ，下列说法正确的是 A．一定是自发反应 B．温度升高，逆反应速率减慢 C．反应物浓度增大，平衡向正反应方向进行 D．催化剂不参与化学反应 8．某化学学习小组的同学查阅资料知： ，他们对上述反应的自发性进行讨论，下列结论合理的是（　　） A．任何温度下都能自发进行 B．较高温度下能自发进行 C．较低温度下能自发进行 D．任何温度下都不能自发进行 9．下列说法不正确的是（　　） A．非自发的反应一定可以通过改变条件使其成为自发反应 B．相同物质的量的同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小 C．反应在室温下可自发进行，则该反应的 D．恒温恒压下，且的反应正向能自发进行 10．橡皮筋在拉伸和收缩状态时结构如图1所示，在其拉伸过程中有放热现象。25℃、101kPa时，下列过程的焓变、熵变和自发性与橡皮筋从拉伸状态到收缩状态一致的是 A． B．NaOH的溶解 C． D． 11．已知当△H-T·△S＜0时化学反应能自发进行。下列化学反应肯定能自发进行的是（　　） A．N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g) B．2K(s)+2H2O(l)=2K+(aq)＋2OH-(aq)＋H2↑ C．2Mg(s)＋O2(g)=2MgO(s) D．CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g) 12．已知“凡气体分子总数增大的反应一定是熵增加的反应”。下列反应一定能自发进行的是（　　） A．2O3(g)=3O2(g) ∆H<0 B．2CO(g)=2C(s)+O2 (g) ∆H>0 C．N2(g)+3H2(g) ⇌2NH3(g) ∆H<0 D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ∆H>0 13．将和通入密闭容器中发生反应，通过实验得到不同条件下达到平衡时Z的物质的量分数与温度和压强的关系如图。下列关于该反应的的判断正确的是 （　　） A． B． C． D． 14．反应2NO(g)+2CO(g)=2CO2(g)+N2(g) ΔH＜0可用于处理汽车尾气。下列说法正确的是 A．该反应在任何温度下都能自发进行 B．上述反应平衡常数K= C．其他条件相同，增大体系压强，能提高NO的平衡转化率 D．其他条件相同，提高c(CO)，正反应速率加快，逆反应速率减慢 15．根据所学知识和已有生活经验，下列变化过程中的是（　　） A． B． C． D． 16．2022北京冬奥会采用氢气作为火炬燃料，选择氢能汽车作为赛事交通服务用车，充分体现了绿色奥运的理念。已知： 下列说法不正确的是 A．氢气既可以通过燃烧反应提供热能，也可以设计成燃料电池提供电能 B．的过程中，， C．断裂2mol和1mol中化学键所需能量大于断裂2mol中化学键所需能量 D．化学反应的，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关 17．在硫酸工业中，在催化剂条件下使氧化为： 。下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时的转化率。下列说法正确的是 温度 衡时的转化率 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 A．该反应在任何条件下均能自发进行 B．实际生产中，最适宜的条件是温度450℃、压强 C．使用催化剂可加快反应速率，提高的平衡产率 D．为提高的转化率，应适当充入过量的空气 18．有关化学反应的说法，正确的是（　　） A．自发反应都是放热反应 B．自发反应都是熵增大的反应 C．自发反应一定能实现 D．非自发反应在一定条件下能实现 19．哈伯法合成氨技术是德国诺贝尔化学奖获得者哈伯发明的。其合成原理为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0，△S<0。下列有关工合成氨的说法正确的是（　　） A．因为△H<0，所以该反应一定能自发进行 B．因为△S<0，所以该反应一定不能自发进行 C．在高温下进行是为了提高反应物的转化率 D．使用催化剂加快反应速率是因为催化剂降低了反应的活化能 20．工业合成氨的反应为：，在时，，，特定条件下的速率可表示为，其中k为反应速率常数，下列叙述正确的是 A．该反应在时不能正向自发进行 B．升高温度、增大压强有利于化学平衡向生成氨的方向移动 C．反应体系的三种物质中，的浓度对反应速率影响最大 D．反应达到一定转化率时将从混合气中分离出去会降低反应速率 二、综合题 21．氧元素是在自然界中分布最广的元素，氧气在生产生活中有广泛的应用。 （1）一定压强下，随温度升高时的熵(S)的具体数据如图所示： 熵值由时，发生的变化是　 　。 （2）实验室可用催化的分解制备。 ①用三个离子方程式表示该催化反应历程(反应机理)如下(请完成步骤Ⅰ)： 步骤Ⅰ：　 　； 步骤Ⅱ：； 步骤Ⅲ：。 ②标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表： 物质(g) O H HO HOO 能量 249 218 39 10 0 　　 　。 根据上表中数据推测，的键能　 　(填“>”、“<”或“=”)中O—O键能的2倍。 是工业上应用最广的助燃剂。以煤炭为原料，通入一定比例的空气和水蒸气，经过系列反应可以得到满足不同需求的原料气。在C和的体系中发生以下反应： 反应1：　 反应2：　 反应3：　 ③一定温度下的恒容密闭体系中，用表示气体X的平衡分压。随着投料的不断增加，判断的比值　 　(填“变大、变小或不变”)。 ④已知：，且相等时K相等。反应1和反应3的随温度T的变化关系如图所示(忽略、随温度的变化)。请在图中画出反应2的随温度的变化关系　 　。 22．H2是一种重要的清洁能源。 （1）已知：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-49.0kJ•mol-1 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.1kJ•mol-1 H2还原 CO反应合成甲醇的热化学方程式为：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1，则ΔH1＝　 　kJ•mol-1，该反应自发进行的条件为　 　 A．高温 B．低温 C．任何温度条件下 （2）恒温恒压下，在容积可变的密闭容器中加入 1molCO和2.2mol H2，发生反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，实验测得平衡时CO的转化率随温度、压强的变化如图所示。则P1　 　P2，判断的理由是　 　。 （3）若反应 CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)在温度不变且体积恒定为1的密闭容器中发生，反应过程中各物质的物质的量随时间变化如表所示： 时间/min 0 5 10 15 H2 4 　 2 　 CO 2 　 　 1 CH3OH(g) 0 0.7 　 　 ①下列各项能作为判断该反应达到平衡标志的是　 　(填字母)； A．容器内压强保持不变 B.2v正(H2)=v逆(CH3OH) C．混合气体的相对分子质量保持不变 D．混合气体的密度保持不变 ②若起始压强为P0 kPa，则在该温度下反应的平衡常数Kp=　 　(kPa)-2（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。 ③反应速率若用单位时间内分压的变化表示，则10min内H2的反应速率v(H2)=　 　kPa•min-1。 23．五氧化二碘()是一种重要的工业试剂，常温下为白色针状晶体，可作氧化剂除去气体中的一氧化碳。 已知： 反应I： 反应II： 反应III： 回答下列问题： （1）对于反应I、II、III； ①　 　(用含、的代数式表示)，　 　(用含、的代数式表示)。 ②查阅资料可知，对于反应I，，在　 　(填“低温”“高温”或“任意温度”)下有利于该反应自发进行，判断的理由为　 　。 （2）℃时向盛有足量(s)的VL恒容密闭容器中通入1.6molCO，此时压强为p，仅发生反应Ⅲ(该反应为放热反应)。 ①下列关于反应III的说法错误的是　 　(填标号)。 A．加入合适的催化剂，可实现CO的完全转化 B．该反应的反应物的能量总和大于生成物的能量总和 C．保持其他条件不变，仅适当降低温度，该反应的平衡常数增大 D．保持其他条件不变，仅适当增大压强，的大小不发生改变 ②℃时，若反应达到平衡后固体质量减小19.2g，该反应的平衡常数　 　(分压=总压×物质的量分数)；CO的平衡转化率随的移出率[的移出率=]变化关系如，则a=　 　，b=　 　(保留3位有效数字)。 24．在氮及其化合物的化工生产中，对有关反应的反应原理进行研究有着重要意义。 （1）t℃时，关于N2、NH3的两个反应的信息如下表所示： 化学反应 正反应活化能 逆反应活化能 t℃时平衡常数 N2(g)+O2(g)=2NO(g) ∆H＞0 akJ∙mol-1 bJ∙mol-1 K1 4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ∆H＜0 eJ∙mol-1 dJ∙mol-1 K2 请写出t℃时NH3被NO氧化生成无毒气体的热化学方程式　 　(反应热用a、b、e、d代数式表示)。t℃该反应的平衡常数为　 　(用K1和K2表示)。请解释该反应能否自发进行　 　。 （2）一定温度下，将2molN2和6molH2置于1L的恒容密闭容器中发生如下反应： N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H＜0。测得不同条件、不同时间段内合成氨反应中N2的转化率，数据如下： 1小时 2小时 3小时 4小时 T1 30% 50% 80% 80% T2 35% 60% a b ①上表中T1　 　T2(“＞”“ ＜”或“=”表示)，其中a、b、80%三者的大小关系是　 　(用含“＞”“＜”或“=”的关系式表示)。 ②研究表明，合成氨的速率与相关物质的浓度关系为v= ，k为速率常数。以下说法正确的是　 　(填字母) A．升高温度，k值增大 B．T2℃时若容器内混合气体平均相对分子质量为17且保持不变，则反应达到平衡状态 C．将原容器中的NH3及时分离出来可使v增大 D．合成氨达到平衡后，增大c(N2)可使正反应速率在达到新平衡的过程中始终增大。 ③已知某温度下该反应达平衡时各物质均为1mol，容器容积为1L，保持温度和压强不变，又充入3molN2后，平衡　 　(填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)。 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】A 【解析】【解答】该反应的ΔS>0，ΔH<0，在高温下存在ΔH-TΔS<0，则该反应在高温下能自发进行，故选A； 故答案为：A。 【分析】根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行分析。 2．【答案】B 【解析】【解答】A．煅烧石灰水的反应是一个熵增焓增的反应，高温下可自发进行，A不符合题意； B．水分解成氢气与氧气的反应不能自发进行，在外接电源的作用下电解，B项符合题意； C．双氧水在催化作用下自发分解，C不符合题意； D．常温下，冰融化为水为自发过程，D不符合题意； 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】A．反应自发进行由焓变、熵变、温度共同决定的，故A不符合题意； B．温度、压强一定时，放热的熵增加的反应，ΔH <0，ΔS＞0，ΔH−TΔS<0，反应一定能自发进行，故B不符合题意； C．在温度、压强一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向，ΔH−TΔS<0，则能自发进行，ΔH−TΔS＞0则不能自发进行，故C符合题意； D．固体溶解主要是物理过程，体系的混乱度增大，所以是熵增的过程，与焓变无关，故D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】A、焓变和熵变、温度共同决定反应能否自发； B、反应能否自发和熵变、焓变有关； C、结合ΔH−TΔS<0进行判断； D、固体的溶解，混乱程度增大，与熵变有关。 4．【答案】B 【解析】【解答】A．水凝结成冰的过程中放出热量，△H<0，由液态变为固态，是熵减的过程，△S<0，故A不符合题意； B．由化学计量数可知，△S＜0，低温下能自发进行，则△H-T△S＜0，该反应的△H＜0，故B符合题意； C．NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)是熵增的反应，即△S＞0，故C不符合题意； D．同一物质混乱度越高，熵值越大，则固、液、气三种状态的熵值依次增大，故D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A.同一物质固态的能量小于液态，液态的熵大于固态； B.根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行判断； C.该反应ΔS>0； D.同一物质的固态、液态、气态熵值依次增大。 5．【答案】B 6．【答案】C 【解析】【解答】A.该反应为气体分子数增大的反应，因此ΔS>0，由于温度升高，c(CO2)减小，说明升高温度，平衡正向移动，则正反应为吸热反应，ΔH>0，A不符合题意； B.曲线Ⅰ是通入0.1molCO2，曲线Ⅱ是通入0.2molCO2，状态Ⅱ可以看做是先通入0.1molCO2，此时的压强相等，再通入0.1molCO2，平衡不移动，此时的压强等于2倍p总(状态Ⅰ)，但要求CO2的浓度相等，应对此加热使反应向正方向移动，气体物质的量增加，因此p总(状态Ⅱ)>2p总(状态Ⅰ)，B不符合题意； C.状态Ⅱ可以看做是先通0.1molCO2，此时两者CO的浓度相等，再通入0.1molCO2，加入平衡不移动，状态ⅡCO的浓度等于2倍状态Ⅲ，但再充入CO2，相当于增大压强，平衡右移，消耗CO，因此c(CO，状态Ⅱ)<2c(CO，状态Ⅲ)，C符合题意； D.温度越高，反应速率越快，因此v逆(状态Ⅰ)<v逆(状态Ⅲ)，D不符合题意； 故答案为：C 【分析】此题是对化学平衡相关知识的考查，解答此题时，需结合平衡移动、等效平衡等相关知识进行分析。 7．【答案】C 8．【答案】D 【解析】【解答】 ，该反应△H＞0，△S＜0，无论温度高低都有△H-T△S＞0，任何温度下都不能自发进行， 故答案为：D。 【分析】根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行，ΔH-TΔS>0时反应不能自发进行分析。 9．【答案】A 【解析】【解答】A．反应自发进行的条件是△G=△H﹣T△S＜0，但非自发的反应不一定可以通过改变条件使其成为自发反应，如△H＞0、△S＜0的反应在任何条件下均不能自发进行，A符合题意； B．由分析可知，相同物质的量的同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小，B不符合题意； C．室温下可自发进行，说明该反应的△G＜0，即△H﹣T△S＜0，该反应前后气体分子数减小，即△S＜0，则可推出该反应△H＜0， C不符合题意； D．反应自发进行的条件是△G=△H﹣T△S＜0，恒温恒压下，ΔH＜0且ΔS＞0的反应△G 一定小于0，即正向能自发进行，D不符合题意； 故答案为：A。 【分析】A. 反应自发进行的条件是△G=△H﹣T△S＜0。 B. 相同物质的量的同种物质的熵变是：气态＞液态＞固态。 C.根据反应自发进行的条件进行分析。 D. 反应自发进行的条件是△G=△H﹣T△S＜0。 10．【答案】A 11．【答案】B 【解析】【解答】A．N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)为工业上合成氨的反应，是放热反应，△H＜0，反应过程中混乱度减小，△S＜0，根据△H-T△S＜0，反应在较低的温度下才能自发进行，故A不符合题意； B.2K(s)+2H2O(l)=2K+(aq)＋2OH-(aq)＋H2(g)↑，活泼金属与水的反应属于放热反应，△H＜0，反应过程中混乱度增大，△S＞0，该反应在任何情况下都可自发进行，故B符合题意；C.2Mg(s)＋O2(g)=2MgO(s)是镁的燃烧，属于放热反应，△H＜0，混乱度减小，△S＜0，较低的温度下才能自发进行，故C不符合题意； D．CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)是分解反应，绝大多数分解反应是吸热反应，△H＞0，反应过程中混乱度增大，△S＞0，反应在较高的温度下才能自发进行，故D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】一个放热的熵增加的反应，肯定是一个自发的反应即△H<0，△S>0，△G<0；一个吸热的熵减少的反应，肯定是一个不自发的反应：△H>0，△S<0，△G>0；一个放热的熵减少的反应，降低温度，有利于反应自发进行，△H<0，△S<0，要保证△G<0，T要降低；一个吸热的熵增加的过程，升高温度，有利于反应自发发生。△H>0，△S>0，要保证△G<0，T要升高得足够高。 12．【答案】A 【解析】【解答】A．该反应ΔH<0，ΔS>0，任何温度下都自发，故A符合题意； B．该反应ΔH>0，ΔS<0，任何温度都不自发，故B不符合题意； C．该反应ΔH<0，ΔS<0，低温自发，故C不符合题意； D．该反应ΔH>0，ΔS>0，高温自发，故D不符合题意； 故答案为：A。 【分析】根据ΔG=ΔH-TxΔS＜0，结合给出选项进行判断 13．【答案】B 【解析】【解答】根据图示，同温度下，压强越大，Z的质量分数越大，说明压强越大，平衡正向移动，因此a+b＞c，说明熵变增大，同一压强下，温度越高，Z的质量分数越低，说明温度越高，平衡逆向移动，说明正反应放热，因此 ，故答案为：B 【分析】根据图示，相同温度下，压强增大，平衡正向移动，相同压强下，温度越高，平衡逆向移动即可判断。 14．【答案】C 【解析】【解答】A．该反应的ΔH<0，ΔS<0，根据反应自发进行的条件(ΔH-TΔS)<0，该反应在低温下可自发进行，A不符合题意； B．根据反应方程式可知，平衡常数K=，B不符合题意； C．该反应正反应为气体体积减小的反应，增大压强化学平衡正向移动，可提高NO的转化率，C符合题意； D．提高一氧化碳的浓度，随着反应进行，正逆反应速率均加快，D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】A.反应自发进行的条件是ΔG=ΔH-TΔS<0 B.平衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比。 C.根据勒夏特列原理进行分析。 D.根据化学反应速率的影响因素进行分析。 15．【答案】C 【解析】【解答】A．，混乱度增大，，A不符合题意； B．同种物质固态的熵小于液态小于气态，所以混乱度增大，，B不符合题意； C．气体体积减小，混乱度减小，，C符合题意； D．有气体生成，混乱度增大，，D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】 考查了混乱度，主要有以下方法判断：1、有气体生成，则反映的混乱度泽增加；若反应前后都有气体，则需比较反应前后的化学计量数之和，生成的量增大，则混乱度增加。2、混乱度：气体>液体>固体。对同分异构体而言，对称性越高，混乱度越小，其S越小。给体系提供热量越多，混乱度越大。 16．【答案】C 17．【答案】D 【解析】【解答】A．反应 是气体体积减小的放热反应，△S<0，△H <0，当△H-T△S<0时，反应能自发进行，则温度过高，该反应可能不能自发进行，故A不符合题意； B．由表格可知，450℃、压强时，二氧化硫的转化率较高，当没有测定其它条件时二氧化硫的转化率，不能确定实际生产中，最适宜的条件是温度450℃、压强，故B不符合题意； C．使用催化剂可加快反应速率，但平衡不移动，不能提高的平衡产率，故C不符合题意； D．充入过量的空气，平衡正向移动，的转化率增大，故D符合题意； 故答案为：D。 【分析】A.根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行分析； B.450℃、压强时，二氧化硫的转化率较高； C.催化剂不影响平衡移动。 18．【答案】D 【解析】【解答】A．化学反应是否能自发进行，取决于焓变和熵变，不仅仅取决于焓变，故A不符合题意； B．化学反应是否能自发进行，取决于焓变和熵变，不仅仅取决于熵变，故B不符合题意； C．自发反应是一定条件下的可能性，是否一定实际发生，还要看化学反应速率，故C不符合题意； D．自发进行是相对的，在一定条件下，如△G＜0，则反应能实现，即非自发反应在一定条件下也能实现，D项符合题意。 故答案为：D。 【分析】化学反应是否能自发进行，取决于焓变和熵变，根据△G=△H-T△S，如△G＜0，则反应能自发进行。 19．【答案】D 【解析】【解答】A．化学反应能否自发进行的判断依据是：△G=△H-T△S，所以焓变不能独立地作为反应自发性的判据，A不符合题意。 B．化学反应能否自发进行的判断依据是：△G=△H-T△S，所以焓变不能独立地作为反应自发性的判据，B不符合题意。 C．升高温度可以加快反应速率，但不能提高反应限度，C不符合题意。 D．催化剂改变反应活化能，加快速率是因为此催化剂降低个该反应活化能，D符合题意； 故答案为：D。 【分析】根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行分析。 20．【答案】C 【解析】【解答】A．由题给数据可知，反应ΔH-TΔS=(-92.2kJ/mol)-298K×(-0.1982kJ/(K·mol) ≈-33.14kJ/mol＜0，所以反应能自发进行，故A不符合题意； B．该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，故B不符合题意； C．由速率公式可知，反应速率与氮气和氢气的浓度成正比关系，与氨气的浓度成反比关系，所以幂指数最大的氢气浓度对反应速率影响最大，故C符合题意； D．由速率公式可知，反应速率与氨气的浓度成反比关系，所以反应达到一定转化率时将氨气从混合气中分离出去会增大反应速率，故D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】A.根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行分析； B.该反应为放热反应，升温该反应的平衡逆向移动，增大压强，该反应的平衡正向移动； C.反应速率与氮气和氢气的浓度成正比关系，与氨气的浓度成反比关系； D.反应速率与氨气的浓度成反比关系，分离出氨气会增大反应速率。 21．【答案】（1）液态氧变为气态氧 （2）；-212；>；减小； 【解析】【解答】（1）根据图像信息可知，熵值由 是氧气由液态变为气态的过程。 （2）①总反应是2H2O2O2+2H2O，三个步骤的离子方程式加一起可得到总反应方程式，所以步骤Ⅰ的离子方程式为 。 ②由分析可知，该反应的△H=2×（-242kJ/mol）+0-2×（-136kJ/mol）=-212kJ/mol。根据表格信息，气态O的能量为249kJ/mol，则O2的键能为2×249kJ/mol=498kJ/mol，根据HO（g）+HO（g）═H2O2（g）可算出H2O2中氧氧单键的键能为214kJ/mol，所以O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍 ③根据反应可知，随着O2投料的不断增加，CO2一直在生成，而CO先生成，后又消耗，即生成CO2的量比CO的大，所以 减小。 ④反应2的△G随温度的变化关系图为 。 【分析】（1）气体熵值随温度升高而增大。 （2）①总反应是2H2O2O2+2H2O，三个步骤的离子方程式加一起可得到总反应方程式。 ②ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量；O2的键能=2×气态O的能量。 ③随着O2投料的不断增加，CO2一直在生成，而CO先生成，后又消耗，即生成CO2的量比CO的大 ④反应2的△G随温度升高而增大。 22．【答案】（1）-90.1；B （2）>；正反应为气体分子数减小的反应，加压平衡右移，CO的转化率增大，由图知相同温度时P1下CO的转化率大于P2 （3）AC；9/p02；P0/30 【解析】【解答】（1）根据盖斯定律由已知：①CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-49.0kJ•mol-1；②CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.1kJ•mol-1，①+②得：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1=(-49.0kJ∙mol-1)+( -41.1kJ∙mol-1)= -90.1 kJ∙mol-1，所以此反应为放热反应，该反应低温的条件能自发进行，故B正确；答案： -90.1； B； （2）反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) 的正反应是气体体积减小的反应，在其它条件不变时，增大压强，化学平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，根据图示可知的CO转化率P1>P2，所以压强：P1>P2。答案：>；正反应为气体分子数减小的反应，加压平衡右移，CO的转化率增大，由图知相同温度时P1下CO的转化率大于P2 ； （3）①A．因为反应 CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)是两边计量数不等的反应，在温度不变且体积恒定为1的密闭容器中，若容器内压强保持不变 ，说明反应达到平衡了，故A能为判断该反应达到平衡标志，故A正确； B．当v正(H2)=2v逆(CH3OH) 时，才能证明反应达到平衡状态了，所以B不能为判断该反应达到平衡标志，故B不正确； C．混合气体的相对分子质量数值上等于平均摩尔质量，就等于总质量除以总物质的量，因为各物质都是气体，所以总质量不变，化学反应两边计量数不等，所以当平均摩尔质量保持不变，说明反应达到了平衡状态，故C正确； D．混合气体的密度ρ=m/V，因为m和V保持不变，所以ρ不变，因此密度不变，不能为判断该反应达到平衡标志，故D不正确； 所以本题答案：AC。 根据反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)及表中的数据可知10min时，达到平衡，其各物质的量为别为： 　 CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g) 起始 2 4 0 转化 1 2 1 平衡 1 2 1 根据阿伏加德罗定律：若起始压强为P0 kPa，则平衡压强为2/3P0，所以平衡常数Kp= = (2/3P0×1/4)/[2/3P0×1/4×(2/3P0×1/2)2]= 9/p02，答案：9/p02。 ③根据图表可知氢气初始压强为2/3P0，10min内平衡压强为1/3P0，则H2的反应速率v(H2)= 1/3P0÷10min =1/30 P0kPa•min-1，所以本题答案：P0/30。 【分析】（1）根据盖斯定律可求出ΔH1，又方程式知ΔS＜0，ΔH＜0，ΔS＜0时，低温下能自发进行； （2）根据勒夏特列原理可以推断出压强：P1>P2； （3）①A．在恒容的容器中，当等号两边气体体积不等时，压强不变，则反应已经平衡； B．当时，反应达到平衡状态； C．根据，因为各物质都是气体，所以m总不变，化学反应两边计量数不等，所以当平均摩尔质量保持不变，说明各物质的物质的量不再变化，则反应达到了平衡状态； D．根据ρ=m/V，因气体m和V一直都没有变化，则密度不能用来判断反应是否达到了平衡。 23．【答案】（1）；；低温；该反应为熵减放热的反应 （2）A；243；75；47.1 24．【答案】（1）4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) ∆H=(e-d-5a+5b)kJ·mol-1；；该反应∆H＜0，∆S＞0，所以∆G＜0，可以自发进行 （2）＜；a=b＜80%；ABC；不移动 【解析】【解答】(1)依题意可得：N2(g)+O2(g)=2NO(g) ∆H=(a-b) kJ∙mol-1① 4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ∆H=(e-d) kJ∙mol-1② 利用盖斯定律，将反应②-①×5，即得t℃时NH3被NO氧化生成无毒气体的热化学方程式为4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) ∆H=(e-d-5a+5b)kJ·mol-1。t℃该反应的平衡常数为 = 。因为a＞b、e＜d，所以∆H=(e-d-5a+5b)＜0，反应物的气体分子数小于生成物的气体分子数，该反应能自发进行，原因是该反应∆H＜0，∆S＞0，所以∆G＜0，可以自发进行。答案为：4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) ∆H=(e-d-5a+5b)kJ·mol-1； ；该反应∆H＜0，∆S＞0，所以∆G＜0，可以自发进行； (2)①因为相同时间内，T2时反应物的转化率大，则反应速率快，温度高，所以上表中T1＜T2；由于正反应为放热反应，温度高时反应物的转化率低，所以a、b、80%三者的大小关系是a=b＜80%。 ②A．升高温度，反应速率加快，则v增大，所以k值增大，A正确； B．合成氨反应中混合气的总质量不变，混合气体的平均相对分子质量不变，则物质的量不变，气体的分子数不变，所以反应达到平衡状态，B正确； C．将原容器中的NH3及时分离出来，则c(NH3)减小，所以v增大，C正确； D．合成氨达到平衡后，增大c(N2)瞬间，正反应速率增大，随着平衡的移动，正反应速率减小，D不正确； 故答案为：ABC。 ③已知某温度下该反应达平衡时各物质均为1mol，容器容积为1L，则K=1；保持温度和压强不变，又充入3molN2后，此时容器的体积为2L，Q= =1，则平衡不移动。答案为：＜；a=b＜80%；ABC；不移动。 【分析】（1）根据盖斯定律即可写出热化学方程式，根据平衡常数的表达式利用K1和K2进行代换即可，根据即可判断 （2）①温度高速率高，转化率高即可判断②A.速率与K成正比，温度高速率快，K值大 B.此反应是气体分子系数不等的反应，故相对分子质量不变，反应是平衡 C.将氨气分离出导致氨气的浓度降低速率增大 D.随着反应的进行速率降低达到新的平衡 ③根据平衡时的数据计算出平衡常数，再计算出改变条件后的浓度商与之比较即可判断 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 $$