2.3 化学反应的方向 同步训练题 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 同步训练题 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．已知“凡气体分子总数增加的反应都是熵增大的反应”。下列反应在任何温度下都不自发进行的是（　　） 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 2．下列说法正确的是 A．反应在室温下可自发进行，则该反应的 B．在常温下能自发进行，则该反应的 C．室温下不能自发进行，则该反应的 D．常温下，反应不能自发进行，则该反应的 3．下列过程在一定条件下能自发进行但不能用熵增解释的是（　　） A．花香四溢 B．冰块融化 C．Na2CO3·10H2O风化 D．水蒸气冷凝 4．某反应A+B=C+D在低温下能自发进行，在高温下不能自发进行，对该反应过程△H、△S的判断正确的是（　　） A．△H＜0，△S＞0 B．△H＞0，△S＞0 C．△H＜0，△S＜0 D．△H＞0，△S＜0 5．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 6．下列说法正确的是 A．绝热状态下，体系会自发向混乱度增大的方向变化 B．工业合成氨选择400-500℃条件，是为了提高平衡转化率 C．难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡后，溶液中阴、阳离子的浓度相等 D．生铁中含有碳，生铁的抗腐蚀能力比纯铁强 7．C、Si同处于IVA族，它们的单质或化合物有重要用途。实验室可用CO2回收废液中的苯酚，工业上用SiO2和焦炭高温下反应制得粗硅，再经如下2步反应制得精硅：Si(s)+3HCl(g)= SiHCl3(g)+H2(g) △H= -141.8 kJ·mol-1，SiHCl3(g)+ H2(g)= Si(s)+3HCl(g)，反应过程中可能会生成SiCl4。有关反应Si(s)+3HCl(g) SiHCl3(g)+H2(g)的说法正确的是（　　） A．该反应的△H＜0，△S＞0 B．其他条件不变，增大压强SiHCl3平衡产率减小 C．实际工业生产选择高温，原因是高温时Si的平衡转化率比低温时大 D．如图所示，当 ＞3，SiHCl3平衡产率减小说明发生了副反应 8．苯和可经两步发生反应①或反应②，其主要反应历程和能量的关系如图所示，下列说法正确的是（　　） A．对比历程图，苯更易发生取代反应，最主要的原因是反应②的速率更快 B．反应过程中碳原子的杂化方式发生了改变 C．加入可以降低反应②的活化能和焓变，提高反应速率 D．经两步发生反应①的总焓变 9．25℃、1.01×105Pa时，反应2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) ΔH=+109.8kJ·mol-1，该反应能自发进行的原因是（　　） A．该反应是吸热反应 B．该反应是放热反应 C．该反应是熵减小的反应 D．该反应的熵增大效应大于能量效应 10．以羰基化合物为载体运用化学平衡分离、提纯某纳米级活性铁粉，反应原理为装置如下： 已知温度：.对于该过程理解不正确的是 A．为放热反应 B．是以为中心原子，为配体的配合物 C．工作时，区域和区域发生反应的平衡常数互为倒数关系 D．，温度升高，反应增大 11．关于反应CH3COOH(l)＋C2H5OH(l)CH3COOC2H5(l)＋H2O(l) ΔH<0，下列说法不正确的是（　　） A．反应体系中硫酸有催化作用 B．因为化学方程式前后物质的化学计量数之和相等，所以反应的ΔS等于零 C．因为反应的ΔH接近于零，所以温度变化对平衡转化率的影响小 D．因为反应前后都是液态物质，所以压强变化对化学平衡的影响可忽略不计 12．下列关于物质熵的大小比较，合理的是（　　） A．相同压强下，1molH2O(50℃)>1molH2O(80℃) B．标准状况下，1molSO2<1molSO3 C．相同温度和压强下，1molH2<2molHe D．相同温度和压强下，1mol正丁烷＞1mol异丁烷 13．下列有说法正确的是 A．对反应A→B，1min内消耗4molA的反应速率一定比1min内消耗2molA的反应速率快 B．糕点包装袋内放置抗氧化剂是为了减缓食物氧化速率 C．实验室用盐酸跟锌片反应制，用粗锌比纯锌速率快，主要目的是为了增大锌片和盐酸的接触面积从而加快反应速率 D．水结冰的过程不能自发进行的原因是熵减的过程，改变条件也不可能自发进行 14．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 15．随着人们环保意识的增强，燃油汽车都已经装上了尾气处理装置。汽车尾气在催化剂作用下可发生如下反应：2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)，下列说法错误的是（　　） A．该反应能自发进行，△H﹤0 B．反应的平衡常数表达式为 C．反应中每消耗1molNO转移电子的数目约等于 D．实际应用中，加入高效催化剂的量越多，燃油汽车排放的尾气对空气污染程度越小 16．下列说法正确的是 A．用广泛pH试纸测某盐酸的pH=2.3 B．某醋酸溶液的pH=a，将此溶液稀释100倍后，溶液的pH=b，则a > b-2 C．常温下反应2Na2SO3(s)+O2(g)=2Na2SO4(s)能自发进行，则ΔH>0 D．增大压强(对于气体反应)，活化分子百分数增大，故反应速率增大 17．HA、HB为两种一元酸，为研究25℃时反应的相关性质，查阅此温度下相关数据：△H=+29.1kJ/mol；△S=+150.0J/(K·mol)，下列说法正确的是（　　） A．由于此过程△H>0，故HB比HA内能更低 B．△S对该反应自发性的影响小于△H C．相对于B-，A-与质子的结合能力更强 D．体积和物质的量浓度均相同的NaA和NaB两溶液中，前者离子总数更多 18．下列说法中，正确的是（　　） A．水汽化的过程中，， B．化学反应中的能量变化都是以热能形式表现出来的 C． ，则正丁烷比异丁烷稳定 D．等质量的固态硫与气态硫完全燃烧的反应热(△H)，前者小于后者 19．用于汽车尾气净化的反应：，在298K、100下，该反应的、，下列有关说法错误的是（　　） A．，该反应在室温下能正向自发进行 B．　 C．　 D．　 20．如图表示生成几种氯化物反应的自由能变化()随温度变化情况。若在图示温度范围内和不变，且，其中R为常数，T为温度。下列说法错误的是 A．温度低于bK时，可用还原制备Si B．反应①在温度为aK时的平衡常数为1 C．反应②的平衡常数随温度升高而减小 D．图示温度范围内，③是自发进行的 二、综合题 21．丙烷脱氢氧化是丙烷脱氢制丙烯技术的进一步发展，反应过程中伴有生成甲烷、乙烷等物质副反应，涉及反应如下： 主反应 Ⅰ： 副反应 Ⅱ： Ⅲ： Ⅳ： （1）判断反应Ⅱ自发进行可用来表述，若，反应能自发进行。反应Ⅱ在1000K时能自发进行的理由　 　。(要列出计算过程) （2）若仅考虑主反应Ⅰ，一定温度下，向恒压密闭容器中通入一定量丙烷，反应后测得的组分的平衡压强(即组分的物质的量分数×总压)为：、 ①该温度下反应的平衡常数的数值为　 　。(单位用MPa，保留3位有效数字) ②平衡时丙烷的转化率为　 　。 （3）对于反应Ⅰ，某课题组研究设计一套丙烷连续催化脱氢装置如图。 ①将1mol丙烷(温度为590℃)以恒定的流速依次逐个通过三个相同的装置，画出丙烯的产率随着时间的变化阶段二和阶段三的图像。(每个阶段反应均未达到平衡)　 　 ②为提高丙烯的产率，向a、b管中同时通入适量的，需要适量的理由是　 　。 （4）下列说法正确的是____。 A．对于主反应Ⅰ，其他条件不变，充入，该反应的平衡常数减小 B．若只考虑反应Ⅳ，恒温恒容下充入原料气体，若压强不变则该反应达到了平衡 C．副反应Ⅲ对应的是右图中反应(3) D．主反应断裂C-H键，副反应Ⅱ、Ⅳ断裂C-C键，由图可知高温条件下断裂C-C键更容易，因此要选择合适的催化剂在合适的温度下低压合成比较有利主反应 22．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　 　。 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．“氢经济”是“双碳”转型中非常关键的一环。大量安全制空是关键技术之一。 方法一：甲烷-水蒸气催化重整法。其涉及的主要反应如下： 反应I： 反应Ⅱ： （1）反应能自发进行的条件是________（填“高温”“低温”或“任何温度下”） （2）为了提高的平衡转化率，同时提高CO的浓度，可以采取的措施是________（填字母）。 A. 使用高效催化剂 B. 升高温度 C. 增大压强 D. 增大和物质的量之比 （3）恒定压强为时，将的混合气体投入反应器中发生反应I和Ⅱ，平衡时，各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。 ①图中表示的物质的量分数与温度的变化曲线是________（填字母）。 ②系统中的含量在700℃左右出现峰值，试从化学平衡的角度解释出现峰值的原因：________。 ③600℃时，计算反应Ⅱ的平衡常数________（是以分压表示的平衡常数，分压=总压物质的量分数，结果可用分数表示）。 方法二：甲醇催化脱空法。催化反应的部分机理如下： 历程i： 历程ii： 历程iii： 历程iv： （4）在一个2L恒容密闭容器中投入，20min后，测得甲醇的转化率（X）与甲醛的选择性（S）分别与温度的关系如左图所示。700℃时，历程iii能量~反应过程如右图所示，在图上画出历程ii的“能量~反应过程”示意图________。 25．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”)。 答案解析部分 1．【答案】B 【解析】【解答】A．该反应ΔH<0，ΔS>0，任何温度下都能自发进行，选项A不符合； B．该反应ΔH>0，ΔS<0，任何温度都不能自发进行，选项B符合； C．该反应ΔH<0，ΔS<0，低温条件下能自发进行，选项C不符合； D．该反应ΔH>0，ΔS>0，高温条件下能自发进行，选项D不符合； 故答案为：B。 【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。 2．【答案】A 3．【答案】D 【解析】【解答】A．花香四溢自发进行，使体系的混乱程度增大，导致熵增加，A不符合题意； B．冰块受热融化能够自发进行，水分子之间距离增大，体系的混乱程度增大，导致熵增加，B不符合题意； C．Na2CO3·10H2O风化能够自发进行，风化使结晶水合物变为Na2CO3和蒸馏水，H2O分子之间距离增大，体系的混乱程度增大，导致熵增加，C不符合题意； D．水蒸气遇冷会冷凝变为液体水，使水分子排列由无序变得有序，体系混乱程度减小，熵减小，因此该过程能自发进行但不能用熵增解释，D符合题意； 故答案为：D。 【分析】熵可以根据其混乱程度判断，气体增多，则熵增，气体减少，则熵减。固体转化为液体，液体转化为气体，其熵依次增大。 4．【答案】C 5．【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。 6．【答案】A 【解析】【解答】A．根据熵增原理绝热状态下，体系会自发向混乱度增大的方向变化，故A项符合题意； B．合成氨是放热反应，故低温适合提高平衡转化率，选择400-500℃条件，是为了提高化学反应速率，故B项不符合题意； C．难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡后，沉淀溶解速率和沉淀生成速率相等，溶液中阴、阳离子的浓度不一定相等，氢氧化铁在水中达到沉淀溶解平衡后，氢氧根离子浓度是铁离子的三倍，故C项不符合题意； D．生铁中含有碳，会形成原电池，抗腐蚀能力比纯铁弱，故D项不符合题意。 故答案为：A。 【分析】A.在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，混乱度增大； B.该温度下，催化剂的活性较高； C.难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡后，溶液中阴、阳离子的浓度不变，但不一定相等； D.生铁中含碳，会形成原电池，加快其锈蚀。 7．【答案】D 【解析】【解答】A．该反应当中，反应前气体的计量系数和为3，反应后气体的计量系数和为2，故反应的△S<0，A不符合题意； B．加压向气体计量系数减小的方向移动，对于该反应来说是正向移动，SiHCl3平衡产率增大，B不符合题意； C．由题干信息可知，该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，即高温时Si的平衡转化率比低温时小，C不符合题意； D．由图可知，当 ＞3，SiHCl3平衡产率减小，说明此时SiHCl3参与了其他的反应，导致平衡体系内SiHCl3浓度降低，产率降低，D符合题意； 故答案为：D。 【分析】A.该反应是气体体积减小的反应，ΔS<0； B.增大压强平衡正向移动； C.该反应为放热反应，升温平衡逆向移动。 8．【答案】B 【解析】【解答】A. 对比历程图，苯更易发生取代反应，最主要的原因是反应②的活化能较低，故A不符合题意； B.反应前碳原子的杂化方式为，反应①产物图中加点碳原子杂化方式为，故B符合题意； C.催化剂不能改变反应的焓变，只能降低反应的活化能，故C不符合题意； D. 反应①的总焓变 ，故D不符合题意； 故答案为：B 【分析】活化能低的反应更容易进行。苯环上碳原子的杂化方式为，饱和碳原子的杂化方式为。催化剂不能改变反应的焓变，只能降低反应的活化能。反应的焓变为反应物的活化能与生成物的活化能之差。 9．【答案】D 【解析】【解答】依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析，该反应是吸热反应，ΔS>0，反应能自发进行的原因是该反应的熵增大效应大于能量效应，故D正确。故选D。 【分析】依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析。 10．【答案】C 11．【答案】B 【解析】【解答】A．酯化反应中浓硫酸的作用是催化和吸水，A不符合题意； B．熵变反映反应过程的混乱度，虽然反应前后物质的化学计量数之和相等，但乙醇、乙酸乙酯不能电离，乙酸的电离大于水的电离，则混乱度减小，△S＜0，B符合题意； C．ΔH＜0为放热反应，温度降低利于平衡正向移动，平衡转化率增大，若△H接近于0，则温度变化对平衡转化率的影响不大，C不符合题意； D．压强对气体参加的反应有影响，由于该反应前后都是液态物质，所以压强变化对化学平衡的影响可忽略不计，D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A. 酯化反应中浓硫酸的作用是催化和吸水。 B. 熵变反映反应过程的混乱度，混乱度减小，△S＜0。 C.根据勒夏特列原理进行分析。 D. 压强对气体参加的反应有影响。 12．【答案】C 【解析】【解答】A．相同物质的量的物质，熵的大小与温度有关，温度越高，熵越大，故A不符合题意； B．在标准状况下为固体而为气体，相同物质的量的气体的熵远比固体的大，故B不符合题意； C．气体物质的量越多，熵越大，同时相对分子质量越大，熵也越大，故C符合题意； D．在同分异构体中，支链越多，熵越大，故D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】A.相同物质的量的物质，温度越高，熵越大； B.相同物质的量的气体的熵远比固体的大； C.气体物质的量越多，熵越大，同时相对分子质量越大，熵也越大； D.在同分异构体中，支链越多，熵越大。 13．【答案】B 【解析】【解答】A．反应速率是单位时间内反应物的物质的量浓度的变化，而不是反应物的物质的量的变化，故A不符合题意； B．包装袋内放置除氧剂，可防降低氧气浓度，减缓食物氧化速率，故B符合题意； C．用盐酸跟锌片反应，用粗锌是利用原电池原理以加快反应速率，和增大反应物的接触面积无关，故C不符合题意； D．根据，水结冰的过程在低温条件能自发进行，故D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A．反应速率是单位时间内反应物的物质的量浓度的变化，与时间长短也有关； B．除氧剂可防降低氧气浓度； C．利用原电池原理以加快反应速率； D．根据分析。 14．【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。 15．【答案】C 【解析】【解答】A．该反应为反应前后气体分子数减小的反应，则熵变△S<0，又该反应能自发进行，即△H-T△S<0，则△H﹤T△S<0，A不符合题意； B．可逆化学反应达到平衡状态时生成物与反应物的浓度(方程式系数幂次方)乘积比或反应产物与反应物的浓度(方程式系数幂次方)乘积比为化学平衡常数，则该反应的平衡常数表达式为，B不符合题意； C．氮元素化合价由+2价降低到了0价，因此每消耗1molNO转移2mol电子，转移电子的数目约等于，C符合题意； D．催化剂具有选择性，实际应用中，加入高效催化剂的量越多，反应速率越快，单位时间内NO、CO的转化量越大，燃油汽车排放的尾气对空气污染程度越小，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.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； D.加入催化剂越多，反应速率越快。 16．【答案】B 17．【答案】C 【解析】【解答】A、ΔH>0的反应为吸热反应，说明反应物的总能量低于生成物的总能量，但不能比较HB、HA的内能高低，故A错误； B、反应自发性应根据ΔS、ΔH共同判断，故B错误； C、酸性HB＞HA，所以结合质子能力：B-＜A-，即A-与质子的结合能力更强，故C正确； D、NaA和NaB溶液中电荷关系分别为：c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)、c(Na+)+c(H+)=c(B-)+c(OH-)，等物质的量的NaA和NaB溶液溶液中离子总数均为2[n(Na+)+n(H+)]，水解程度：A->B-，所以等体积、等物质的量浓度的NaA和NaB溶液中离子总数前者小于后者， 故D错误； 故答案为：C。 【分析】A、ΔH>0，则为吸热反应； B、判断反应自发进行，应根据熵变和焓变综合判断； C、酸的酸性越弱，酸根离子结合质子能力越强； D、酸性：HB＞HA，则酸根离子水解程度A->B-，相同温度下，物质的量浓度和体积均相同的NaA和NaB两种溶液中两种盐的物质的量相等，溶液中存在电荷守恒和物料守恒，根据电荷守恒判断。 18．【答案】A 【解析】【解答】A．水变成蒸气吸热，，气化后熵增加，则，A项符合题意； B．化学反应中的能量变化有的以热能形式表现出来，有的以光能、电能等形式表现出来，B项不符合题意； C． ，则异丁烷所具有的能量更低，所以异丁烷相对更稳定，C项不符合题意； D．同种物质不同状态的能量，气态大于固态，因此等质量时，气态硫完全燃烧放出的热量更多，△H更小，D项不符合题意； 故答案为：A。 【分析】A．液体变成气体吸热，气化后熵增加； B．化学反应中的能量变化有的以热能形式表现出来，有的以光能、电能等形式表现出来； C．能量越低，越稳定； D．同种物质不同状态的能量，气态大于固态。 19．【答案】C 【解析】【解答】A. △ G= <0，该反应在任何温度下能自发进行，A选项是正确的； B.该反应是气体生成液体的反应，属于熵减的过程，B选项是正确的； C.该反应的物质的系数是已知反应中系数的2倍，所以反应热之间的关系应该也是2倍，C选项是错误的； D.该反应中生成的氮气是液体的，而已知反应是生成气态的氮气，D选项中放出的热量更大，所以反应热小于已知反应的反应热。D选项是正确的。 故答案为：C。 【分析】A.可以通过熵判据和焓判据复合判据来判断反应是否可以发生，△ G<0的反应可以自发进行； B.气体的熵值大于液体大于固体； C.反应热的数值是每摩尔反应，反应的系数怎么变化，焓变就怎么变化； D.该反应中生成的氮气是液体的，而已知反应是生成气态的氮气，D选项中放出的热量更大，所以反应热小于已知反应的反应热。 20．【答案】A 21．【答案】（1），，所以反应在1000K时能自发 （2）2.25；0.75 （3）；氧气能直接与氢气反应生成水，快速释放大量热，有利于加快反应速率，提高丙烯产率。但氧气过多易发生产物的深度氧化，副反应大幅增加，降低丙烯产率 （4）C；D 【解析】【解答】（1）根据题意，反应Ⅱ中，，，，所以反应在1000K时能自发，故填，，，所以反应在1000K时能自发； （2）①根据反应，已知平衡时，，则，，，故填； ②平衡时总压为，设通入a mol丙烷，平衡时转化x mol，则平衡时、、，即有，，解得，转化率为75%，故填75%； （3）①根据已知，丙烷经过三个装置，丙烯产率逐渐增加，越接近平衡状态，速率变化越小，丙烯产率变化越小，其三个阶段的产率变化图像为： ，故填； ②反应中有氢气生成，氧气能直接与氢气反应生成水，快速释放大量热，有利于加快反应速率，提高丙烯产率。但氧气过多易发生产物的深度氧化，副反应大幅增加，降低丙烯产率，故填氧气能直接与氢气反应生成水，快速释放大量热，有利于加快反应速率，提高丙烯产率。但氧气过多易发生产物的深度氧化，副反应大幅增加，降低丙烯产率； （4）A．平衡常数与温度有关，其他条件不变，平衡常数不变，故A不正确； B．反应Ⅳ为分子数不变的反应，压强改变对平衡没有影响，故B不正确； C．副反应Ⅲ和Ⅳ都是放热反应，升高温度平衡常数减小，反应Ⅲ放出热量更多，温度对其影响更大，对应图中反应(3)，故C正确； D．图中反应(2)对应反应Ⅰ，反应(1)对应反应Ⅱ，温度高对其影响大，因此要选择合适的催化剂在合适的温度下低压合成比较有利主反应，故D正确； 故答案为：CD。 【分析】（1）依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析； （2）利用三段式法计算； （3）①根据建立平衡时速率和产率的变化分析； ②考虑对平衡、副反应等因素； （4）依据化学平衡移动原理分析； 22．【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。 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) 高温 (2) B (3) n 由于反应I正反应吸热，随温度升高，反应向正反应方向进行的程度较大，同时发生反应Ⅱ，使氢气的物质的量逐浙增大：随着反应的进行，升高温度，反应Ⅱ正反应放热，平衡向逆反应方向移动，使氢气的物质的量减小（或700℃之前以反应I为主，700℃之后以反应Ⅱ为主，含量会先增大后减小） (4) 25．【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 学科网（北京）股份有限公司 $$