2025届高考化学一轮复习专项突破 化学反应的方向

化学反应的方向 一．选择题（共15小题） 1．（2024•山东一模）研究化学反应能否自发进行在工业生产中有着重要的意义。下列说法中正确的是（　　） A．若一个反应ΔH＜0、ΔS＞0，则该反应在低温下不能自发进行 B．反应NH3（g）+HCl（g）＝NH4Cl（s）在低温下能自发进行，则该反应的ΔH＞0 C．反应CO（g）＝C（石墨，s）+O2（g）的ΔS＜0 D．温度升高到一定程度，化学反应均可实现自发进行 2．（2022秋•市中区一模）下列内容与结论对应的是（　　） 选项 内容 结论 A H2O（g）变成H2O（l） 该过程的△S＞0 B 硝酸铵溶于水可自发进行 该过程的△S＜0 C 一个反应的△H＞0、△S＞0 该反应一定不能自发进行 D H2（g）+F2（g）＝2HF（g）ΔH＝﹣271kJ⋅mol﹣1 ΔS＝+8J⋅mol﹣1⋅K﹣1 该反应可自发进行 A．A B．B C．C D．D 3．（2022秋•凯里市一模）25℃和1.01×105Pa时，2N2O5（g）═4NO2（g）+O2（g）ΔH＝+56.76kJ/mol，该反应能自发进行的原因是（　　） A．是吸热反应 B．是放热反应 C．是熵减少的反应 D．熵增大效应大于焓效应 4．（2024•浙江一模）下列说法中，正确的是（　　） A．用焓判据和熵判据可解释NaHCO3与盐酸反应在低温下能自发进行 B．放热过程（ΔH＜0）或熵增过程（ΔS＞0）一定是自发的 C．1mol H2O在不同状态时的熵值：S[H2O（s）]＞S[H2O（g）] D．自发反应：2H2（g）+O2（g）＝2H2O（l）ΔH＜0可用焓判据来解释 5．（2024•城中区一模）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2NaCl（s）＝2Na（s）+Cl2（g）的ΔH＞0，ΔS＞0 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2Na2SO3（s）+O2（g）＝2Na2SO4（s），则该反应的ΔH＜0 6．（2024•河西区一模）下列有关反应2CO（g） ＝ 2C（s）+O2（g）ΔH＞0的推测正确的是（　　） A．低温下能自发进行 B．高温下能自发进行 C．任何温度下都不能自发进行 D．任何温度下都能自发进行 7．（2024•长治一模）下列反应在任何温度下都能自发进行的是（　　） A．3O2（g）═2O3 ΔH＞0 B．CaCO3（s）═CaO+CO2 ΔH＞0 C．H2O2（l）═O2（g）+H2O（l） ΔH＜0 D．Ag（s）+Cl2（g）═AgCl ΔH＜0 8．（2024•杭州一模）下列属于非自发过程的是（　　） A．水由高处向低处流 B．蔗糖在水中溶解 C．天然气的燃烧 D．室温下水结成冰 9．（2024•宁波一模）下列说法正确的是（　　） A．ΔH＞0的反应一定不能自发进行 B．2mol C2H6（g）的混乱度和1mol C2H6（g）的混乱度相同 C．化学反应A（s）＝B（s）+C（g）室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH＜0 D．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程 10．（2024•吉林一模）某密闭容器中，在高温条件下，有利于自发进行的反应是（　　） A．C（s）+H2O（g）⇌CO（g）+H2（g） ΔH＞0 B．N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g） ΔH＜0 C．2H2（g）+O2（g）⇌2H2O（g） ΔH＜0 D．2C（s）+O2（g）⇌2CO（g） ΔH＜0 11．（2024•宜昌一模）下列叙述正确的是（　　） A．焓减反应一定能自发进行 B．熵增反应一定能自发进行 C．利用2CO（g）＝C（s）+O2（g）可以消除CO污染 D．吸热反应2N2O5（g）＝4NO2（g）+O2（g）在较高温度下能自发进行 12．（2024•南阳一模）已知△G＝ΔH﹣T△S（忽略ΔH、△S随温度的变化），若△G＜0，则该反应可以自发进行。根据如图判断：600℃时，下列反应不能自发进行的是（　　） A．C（s）+O2（g）＝CO2（g） B．2C（s）+O2（g）＝2CO（g） C．TiO2（s）+2Cl2（g）＝TiCl4（g）+O2（g） D．TiO2（s）+C（s）+2Cl2（g）＝TiCl4（g）+CO2（g） 13．（2024•丰台区一模）下列说法中，正确的是（　　） A．同一物质，S（g）＞S（l）＞S（s） B．固体溶解是一个熵减小的过程 C．能够自发进行的反应一定是熵增加的过程 D．能够自发进行的反应一定是放热反应 14．（2024•驻马店一模）相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是（　　） A．1mol CH4（g）＜1mol H2（g） B．1mol H2O（g）＜2mol H2O（g） C．1mol H2O（s）＞1mol H2O（l） D．1mol C（s，金刚石）＞1mol C（s，石墨） 15．（2024•河西区一模）下列说法正确的是（　　） A．ΔH＜0、ΔS＞0的反应在温度低时不能自发进行 B．已知NaOH（aq）+HCl（aq）＝NaCl（aq）+H2O（l）ΔH＝﹣57.3kJ•mol﹣1，则含20.0gNaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出的热量等于28.65kJ C．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向 D．反应NH4HCO3（s）＝NH3（g）+H2O（g）+CO2（g）ΔH＝+185.57kJ•mol﹣1能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向 二．解答题（共5小题） 16．（2024•小店区一模）氢是清洁能源，硼氢化钠（NaBH4）是一种环境友好的固体储氢材料，其水解生氢反应方程式如下：（除非特别说明，本题中反应条件均为25℃，101kPa） NaBH4（s）+2H2O（l）＝NaBO2（aq）+4H2（g） ΔH＜0 回答下列问题： （1）该反应能自发进行的条件是 　 　。 A．高温 B．低温 C．任意温度 D．无法判断 （2）该反应比较缓慢。忽略体积变化的影响，下列措施中可加快反应速率的是 　 　。 A．升高溶液温度 B．加入少量异丙胺[（CH）3CHNH2] C．加入少量固体硼酸[B（OH）3] D．增大体系压强 （3）氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中产生电能。某研究小组的自制熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图所示，正极上的电极反应式是 　 　。该电池以3.2A恒定电流工作14分钟，消耗H2体积为0.49L，故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为 　 　。[已知：该条件下H2的Vm＝24.5L/mol；电荷量q（C）＝电流I（A）×时间（s）；NA＝6.0×1023mol﹣1；e＝1.60×10﹣19C。] （4）资源的再利用和再循环有利于人类的可持续发展。选用如下方程式，可以设计能自发进行的多种制备方法，将反应副产物偏硼酸钠（NaBO2）再生为NaBH4.（已知：ΔG是反应的自由能变化量，其计算方法也遵循盖斯定律，可类比ΔH计算方法；当ΔG＜0时，反应能自发进行。） Ⅰ．NaBH4（s）+2H2O（l）＝NaBO2（s）+4H2（g） ΔG1＝﹣320kJ/mol Ⅱ． ΔG2＝﹣240kJ/mol Ⅲ． ΔG3＝﹣570kJ/mol 请书写一个方程式表示NaBO2再生为NaBH4的一种制备方法，并注明ΔG：　 　。（要求：反应物不超过三种物质；氢原子利用率为100%。） 17．（2024•上海）已知AlBr3可二聚为如图二聚体： （1）该二聚体中存在的化学键类型为 　 　。 A.极性键 B.非极性键 C.离子键 D.金属键 将该二聚体溶于CH3CN生成Al（CH3CN）2Br2]Br（结构如图所示），已知其配离子为四面体形，中心原子杂化方式为 　 　，其中配体是 　 　（填化学式）；1mol该配合物中含有σ键共 　 　mol。 （2）溴的三种化合物的沸点如下表所示： 铝的卤化物 AlF3 AlCl3 AlBr3 沸点/℃ 1500（一说1040） 370 430 解释三种卤化物沸点差异的原因：　 　。 已知反应：Al2Br6（l）⇌2Al（g）+6Br（g）ㅤㅤΔH ①Al2Br6（s）⇌Al2Br6（l）ㅤㅤΔH1 ②Al（s）⇌Al（g）ㅤㅤΔH2 ③Br2（l）⇌Br2（g）ㅤㅤΔH3 ④Br2（g）⇌2Br（g）ㅤㅤΔH4 ⑤2Al（s）+3Br2（l）⇌Al2Br6（s）ㅤㅤΔH5 （3）求ΔH＝　 　。 若该反应自发，由图可知，该反应 　 　。 A.ΔH＞0，ΔS＞0 B.ΔH＜0，ΔS＞0 C.ΔH＞0，ΔS＜0 D.ΔH＜0，ΔS＜0 18．（2024•杨浦区一模）氮的化合物对人类生产生活有着重要意义。 Ⅰ.工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖，反应为N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）ΔH＝﹣92.4kJ•mol﹣1，ΔS＝﹣200kJ•mol﹣1•K﹣1。请回答下列问题： （1）常温下，合成氨反应 　 　（填“能”或“不能”）自发进行，其平衡常数表达式K＝　 　。 （2）　 　温（填“高”或“低”）有利于提高反应速率，　 　温（填“高”或“低”）有利于提高平衡转化率，综合考虑催化剂活性等因素，工业常采用400～500℃。 （3）针对反应速率与平衡产率的矛盾，我国科学家提出了解决方案：双温—双控—双催化剂。使用Fe﹣TiO2•xHy双催化剂，通过光辐射产生温差（如体系温度为495℃时，Fe的温度为547℃，而TIO2⋅xHy的温度为415℃）。 该方案的优势：　 　。 Ⅱ.合成氨工艺可以进一步优化，实现尿素的合成，简易流程图如下： （4）（不定项）步骤Ⅱ中制氢气原理如下： CH4（g）+H2O（g）⇌CO（g）+3H2（g） CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g） 恒容容器中，对于以上反应，能加快反应速率的是 　 　。 A.升高温度 B.充入He C.加入催化剂 D.降低压强 （5）已知CO2+2NH3CO（NH2）2+H2O，若合成尿素的流程中转化率为80%时，100吨甲烷为原料能够合成 　 　吨尿素。 Ⅲ.盐酸肼（N2H6Cl2）是一种重要的化工原料，属于离子化合物，易溶于水，溶液呈酸性，水解原理与NH4Cl类似。 （6）写出盐酸肼第一步水解反应的离子方程式 　 　。 （7）（不定项）盐酸肼水溶液中离子浓度的排列顺序正确的是 　 　。 A.c（Cl﹣）＞c（N2）＞c（H+）＞c（OH﹣） B.2c（N2）+c（[N2HS⋅H2O]+）+c（H+）＝c（Cl﹣）+c（OH﹣） C.c（Cl⋅）＞c（[N2Hs⋅H2O]+）＞c（H+）＞c（OH﹣） D.c（N2）＞c（Cl⋅）＞c（H+）＞c（OH﹣） 19．（2024•海淀区一模）（1）下列反应中，在高温下不能自发进行的是 　 　（填字母）。 a.CO（g）═C（s）+O2（g） b.2N2O5（g）═4NO2（g）+O2（g） c.（NH4）2CO3（s）＝NH4HCO3（s）+NH3（g） d.MgCO3（s）＝MgO（s）+CO2（g） （2）N2+3H2⇌2NH3ΔH＜0T℃时，在有催化剂的恒容密闭容器中充入N2和H2。如图为不同投料比【n（H2）/n（N2）】时某反应物X的平衡转化率变化曲线。反应物X是 　 　（填“N2或H2”）。 （3）在其他条件相同时，图为分别测定不同压强、不同温度下，N2的平衡转化率。L表示 　 　，其中X1　 　X2（填“＞”或“＜”） 20．（2024•金山区一模）（1）下列说法中，正确的是 　 　。 A．凡是放热反应都是自发反应 B．不自发的化学反应就不能进行 C．凡是熵增大的反应都是自发反应 D．判断反应进行的方向，应综合考虑体系的焓变和熵变 （2）下列反应或过程属于熵减的是 　 　。 A．氯化钠从溶液中结晶析出 B．胆矾晶体溶于水 C．固态碘升华 D．碳酸钙固体分解 （3）已知Na2CO3固体溶于水放热，其焓变和熵变分别为ΔH和ΔS，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小于零，ΔS大于零 D．ΔH大于零，ΔS小于零 （4）我国科学家使用双功能催化剂催化水煤气变换反应：CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）ΔH＜0，在低温下获得高转化率与高反应速率，反应过程示意图如图：（图中代表） 下列说法正确的是 　 　 A．过程Ⅰ、过程Ⅱ均为放热过程 B．过程Ⅰ、过程Ⅱ均有氢氧根离子生成，过程Ⅲ有三种分子生成 C．使用催化剂，降低了水煤气变换反应的ΔH D．图示过程中的H2O分子均参与了反应过程 （5）煤转化为水煤气的主要化学反应为：C+H2O（g）CO+H2。C、CO和H2燃烧热化学方程式分别为： a.C（s）+O2（g）＝CO2（g）ΔH＝.393.5kJ•mol﹣1 b.H2（g）+O2（g）＝H2O（g）ΔH＝﹣242.0kJ•mol﹣1 c.CO（g）+O2（g）＝CO2（g）ΔH＝﹣283.0kJ•mol﹣1 ①比较反应热数据可知，1molCO（g）和1molH2（g）完全燃烧放出的热量之和，比1molC（s）完全燃烧放出的热量 　 　（选填“多”或“少”）。 甲同学据此认为：“煤炭燃烧时加少量水，可以使煤炭燃烧放出更多的热量”。 乙同学根据盖斯定律作出了下列循环图： ②请你写出ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4之间存在的关系式 　 　。 ③乙同学据此认为：“将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量，最多与直接燃烧煤放出的热量相同。”请分析：甲、乙两同学的观点正确的是 　 　（选填“甲”或“乙”）同学，另一同学出现错误观点的原因是 　 　。 （6）肼（N2H4）又称联氨，在航空航天方面应用广泛，可用作火箭燃料。已知N﹣H键、O＝O键键能分别为391kJ•mol﹣1、497kJ•mol﹣1，N2H4（g）与O2（g）反应的能量变化如图所示： ①N2H4（g）中N﹣N键的键能为 　 　kJ•mol﹣1。 ②一定条件下，N2H4（g）与O2（g）反应的热化学方程式为：　 　。 参考答案与试题解析 一．选择题（共15小题） 1．（2024•山东一模）研究化学反应能否自发进行在工业生产中有着重要的意义。下列说法中正确的是（　　） A．若一个反应ΔH＜0、ΔS＞0，则该反应在低温下不能自发进行 B．反应NH3（g）+HCl（g）＝NH4Cl（s）在低温下能自发进行，则该反应的ΔH＞0 C．反应CO（g）＝C（石墨，s）+O2（g）的ΔS＜0 D．温度升高到一定程度，化学反应均可实现自发进行 【答案】C 【分析】反应的焓变、温度和熵变觉得反应进行的方向，当ΔG＝ΔH﹣TΔS＜0时反应可自发进行，据此分析判断。 【解答】解：A．若一个反应ΔH＜0、ΔS＞0，一定满足ΔG＝ΔH﹣TΔS＜0，反应在任何温度下均能自发进行，故A错误； B．反应NH3（g）+HCl（g）＝NH4Cl（s）在低温下能自发进行，可知ΔG＝ΔH﹣TΔS＜0，从化学方程式知ΔS＜0，则ΔH＜0，故B错误； C．为反应前后气体分子数减小的反应，故ΔS＜0，故C正确； D．对于ΔH＞0、ΔS＜0的反应，满足ΔG＝ΔH﹣TΔS＞0，在任何温度下都不能自发进行，故D错误； 故选：C。 【点评】本题考查了化学反应进行方向的分析判断，主要是反应焓变和熵变的理解应用，题目难度不大。 2．（2022秋•市中区一模）下列内容与结论对应的是（　　） 选项 内容 结论 A H2O（g）变成H2O（l） 该过程的△S＞0 B 硝酸铵溶于水可自发进行 该过程的△S＜0 C 一个反应的△H＞0、△S＞0 该反应一定不能自发进行 D H2（g）+F2（g）＝2HF（g）ΔH＝﹣271kJ⋅mol﹣1 ΔS＝+8J⋅mol﹣1⋅K﹣1 该反应可自发进行 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【分析】A．物质由气态变为液态，混乱度减小； B．当ΔG＝ΔH﹣TΔS＜0时，反应可自发进行； C．当ΔG＝ΔH﹣TΔS＜0时，反应可自发进行；； D．当ΔG＝ΔH﹣TΔS＜0时，反应可自发进行。 【解答】解：A．物质由气态变为液态，混乱度减小，即ΔS＜0，故A错误； B．硝酸铵溶于水吸热，则ΔH＞0，该过程可自发进行，则ΔG＝ΔH﹣TΔS＜0，因此ΔS＞0，故B错误； C．当ΔH＞0，ΔS＞0时，当ΔG＝ΔH﹣TΔS＜0时反应可自发进行，高温条件下ΔG＜0，反应能自发进行，故C错误； D．反应H2（g）+F2（g）＝2HF（g）的ΔH＜0，ΔS＞0，则ΔG＝ΔH﹣TΔS＜0，该反应一定可自发进行，故D正确； 故选：D。 【点评】本题主要考查化学平衡进行的方向，为基础知识的考查，题目难度不大。 3．（2022秋•凯里市一模）25℃和1.01×105Pa时，2N2O5（g）═4NO2（g）+O2（g）ΔH＝+56.76kJ/mol，该反应能自发进行的原因是（　　） A．是吸热反应 B．是放热反应 C．是熵减少的反应 D．熵增大效应大于焓效应 【答案】D 【分析】根据△G＝ΔH﹣T•△S判断，反应能自发进行，必须满足＝ΔH﹣T•△S＜0才可自发进行。 【解答】解：2N2O5（g）＝4NO2（g）+O2（g）；ΔH＝+56.7kJ/mol，是一个吸热反应，ΔH＞0，反应能够自发进行，必须满足△G＝ΔH﹣T•△S＜0，所以△S＞0，且熵增效应大于能量效应， 故选：D。 【点评】本题考查焓变和熵变与反应自发进行的关系，明确ΔH﹣T•△S＜0是反应自发进行的判断依据是解题关键，题目难度不大。 4．（2024•浙江一模）下列说法中，正确的是（　　） A．用焓判据和熵判据可解释NaHCO3与盐酸反应在低温下能自发进行 B．放热过程（ΔH＜0）或熵增过程（ΔS＞0）一定是自发的 C．1mol H2O在不同状态时的熵值：S[H2O（s）]＞S[H2O（g）] D．自发反应：2H2（g）+O2（g）＝2H2O（l）ΔH＜0可用焓判据来解释 【答案】D 【分析】A．反应自发进行的条件是ΔH﹣T△S＜0，据此判断； B．焓变和熵变都与反应的自发性有关，ΔH﹣T△S＜0为判断反应进行的复合判据； C．同一种物质固体→液体→气体熵值逐渐增大； D．反应能自发进行，说明ΔH﹣T△S＜0。 【解答】解：A．NaHCO3与盐酸反应是吸热反应，用焓判据不能解释其在低温下能自发进行，故A错误； B．反应自发进行的条件是ΔH﹣T△S＜0，反应能否自发进行与焓变、熵变和反应温度有关，放热过程（ΔH＜0）或熵增过程（△S＞0）的过程不一定是自发的，只有满足ΔH﹣T△S＜0的过程一定是自发的，故B错误； C．同一物质，固体时的熵小于气态时的熵，即S[H2O（s）]＜S[H2O（g）]，故C错误； D．2H2（g）+O2（g）＝2H2O（l）是熵减小的反应而能自发进行，是因为反应放热，有利于自发进行，可以用焓判据解释，故D正确； 故选：D。 【点评】本题考查焓变和熵变、复合判据及应用等知识，把握复合判据的应用、熵变大小的判定即可解答，侧重分析能力和运用能力的考查，注意掌握ΔH﹣T△S＜0的应用，题目难度不大。 5．（2024•城中区一模）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2NaCl（s）＝2Na（s）+Cl2（g）的ΔH＞0，ΔS＞0 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2Na2SO3（s）+O2（g）＝2Na2SO4（s），则该反应的ΔH＜0 【答案】A 【分析】A．根据△G＝ΔH﹣TΔS，△G＜0反应自发，进行分析； B．根据熔融氯化钠的电解，是吸热反应，反应后气体分子数增多，进行分析； C．根据△G＝ΔH﹣TΔS＜0可以自发进行，进行分析； D．根据△G＝ΔH﹣TΔS＜0常温可以自发进行，该反应ΔS＜0，进行分析。 【解答】解：A．根据△G＝ΔH﹣TΔS＜0，反应可以自发进行，故某些非自发的反应也能通过改变条件使其成为自发反应，故A错误； B．反应2NaCl（s）＝2Na（s）+Cl2（g）是熔融NaCl的电解，属于吸热反应，则ΔH＞0，反应后气体分子数增多，是熵增加的过程，则ΔS＞0，故B正确； C．根据△G＝ΔH﹣TΔS＜0可以自发进行，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，故C正确； D．△G＝ΔH﹣TΔS＜0常温可以自发进行，该反应ΔS＜0，则ΔH＜0，故D正确； 故选：A。 【点评】本题主要考查化学反应的方向等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。 6．（2024•河西区一模）下列有关反应2CO（g） ＝ 2C（s）+O2（g）ΔH＞0的推测正确的是（　　） A．低温下能自发进行 B．高温下能自发进行 C．任何温度下都不能自发进行 D．任何温度下都能自发进行 【答案】C 【分析】2CO（g） ＝ 2C（s）+O2（g）该反应是气体分子减少的反应，△S＜0，反应自发进行的判断依据是ΔH﹣T△S＜0，反应是吸热反应，熵变减小的反应，依据焓变熵变和温度分析判断。 【解答】解：反应2CO（g）＝2C（s）+O2（g）的ΔH＞0，△S＜0，所以ΔH﹣T△S＞0，反应任何温度下都是不能自发进行，故C正确， 故选：C。 【点评】本题考查了化学反应自发进行的判断方法，注意利用焓变、熵变的变化结合温度的利用ΔH﹣T△S＜0自发进行即可解答，题目较简单。 7．（2024•长治一模）下列反应在任何温度下都能自发进行的是（　　） A．3O2（g）═2O3 ΔH＞0 B．CaCO3（s）═CaO+CO2 ΔH＞0 C．H2O2（l）═O2（g）+H2O（l） ΔH＜0 D．Ag（s）+Cl2（g）═AgCl ΔH＜0 【答案】C 【分析】ΔH﹣T△S＜0则反应能自发进行，ΔH＜0、ΔS＞0，则ΔH﹣T△S恒小于0，则在任何温度下都能自发进行，据此进行解答。 【解答】解：ΔH﹣T△S＜0则反应能自发进行，ΔH＜0、ΔS＞0，则ΔH﹣T△S恒小于0，则在任何温度下都能自发进行，则C正确， 故选：C。 【点评】本题考查了反应自发进行的判断方法，题目难度不大，明确ΔH﹣T△S判据的使用方法为解答关键，注意掌握反应热与焓变的关系，试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力。 8．（2024•杭州一模）下列属于非自发过程的是（　　） A．水由高处向低处流 B．蔗糖在水中溶解 C．天然气的燃烧 D．室温下水结成冰 【答案】D 【分析】A．水由高处向低处流，是自发过程； B．煤气燃烧生成二氧化碳，反应放热ΔH＜0，△S＜0，ΔH﹣T△S＜0，属于自发进行的过程。 C．溶解是自发过程； D．室温下水结成冰是温度降低作用下的变化，不是自发进行的反应。 【解答】解：A．水由高处向低处流，是自发进行的过程，故A错误； B．蔗糖在水中溶解常温下可自发进行，故B错误； C．天然气燃烧生成二氧化碳和水，反应放热ΔH＜0，△S＜0，ΔH﹣T△S＜0，属于自发进行的过程，故C错误； D．室温下水结成冰是温度降低作用下的变化，不是自发进行的反应，故D正确； 故选：D。 【点评】本题主要考查自发反应，为基础知识的考查，题目难度不大。 9．（2024•宁波一模）下列说法正确的是（　　） A．ΔH＞0的反应一定不能自发进行 B．2mol C2H6（g）的混乱度和1mol C2H6（g）的混乱度相同 C．化学反应A（s）＝B（s）+C（g）室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH＜0 D．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程 【答案】D 【分析】A．有些吸热反应也可以自发进行； B．气体分子数越多混乱度越大； C．根据ΔH﹣T△S＜0能自发进行判断； D．同种物质液态的熵值大于固态。 【解答】解：A．有些吸热反应也可以自发进行，如Ba（OH）2•8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应，故A错误； B．气体分子数越多混乱度越大，故2mol C2H6（g）的混乱度比1mol C2H6（g）的混乱度大，故B错误； C．A（s）═B（s）+C（g）为熵增大反应，室温下不能自发进行，根据ΔH﹣T△S＜0能自发进行可知，ΔH可能大于0，也可能小于0，故C错误； D．同种物质液态的熵值大于固态，故冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程，故D正确； 故选：D。 【点评】本题主要考查反应的自发进行主要取决于焓变和熵变，属于基本知识的考查，难度不大。 10．（2024•吉林一模）某密闭容器中，在高温条件下，有利于自发进行的反应是（　　） A．C（s）+H2O（g）⇌CO（g）+H2（g） ΔH＞0 B．N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g） ΔH＜0 C．2H2（g）+O2（g）⇌2H2O（g） ΔH＜0 D．2C（s）+O2（g）⇌2CO（g） ΔH＜0 【答案】A 【分析】根据ΔG＝ΔH﹣TΔS＜0，反应能自发进行，进行分析。 【解答】解：A．反应C（s）+H2O（g）⇌CO（g）+H2（g）的ΔH＞0、ΔS＞0，由ΔG＝ΔH﹣TΔS＜0可知，在高温下能自发进行，故A正确； B．反应N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）的ΔH＜0、ΔS＜0，由ΔG＝ΔH﹣TΔS＜0可知，在低温下能自发进行，故B错误； C．反应2H2（g）+O2（g）⇌2H2O（g）的ΔH＜0、ΔS＜0，由ΔG＝ΔH﹣TΔS＜0可知，在低温下能自发进行，故C错误； D．反应2C（s）+O2（g）⇌2CO（g）的ΔH＜0、ΔS＞0，由ΔG＝ΔH﹣TΔS＜0可知，在任何条件下都能自发进行，故D错误； 故选：A。 【点评】本题主要考查化学反应的方向等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。 11．（2024•宜昌一模）下列叙述正确的是（　　） A．焓减反应一定能自发进行 B．熵增反应一定能自发进行 C．利用2CO（g）＝C（s）+O2（g）可以消除CO污染 D．吸热反应2N2O5（g）＝4NO2（g）+O2（g）在较高温度下能自发进行 【答案】D 【分析】根据反应能否自发进行取决于ΔH﹣TΔS＜0是否成立，CO分解是吸热反应、熵减反应，N2O5分解是吸热反应，正反应是熵增反应，进行分析。 【解答】解：A．反应能否自发进行取决于ΔH﹣TΔS＜0是否成立，熵减反应能否自发进行还要看反应是吸热反应还是放热反应以及反应温度，故A错误； B．反应能否自发进行取决于ΔH﹣TΔS＜0是否成立，熵增反应能否自发进行还要看反应是吸热反应还是放热反应以及反应温度，故B错误： C．一氧化碳分解是吸热反应、熵减反应，在任何温度下均不能自发进行，故C错误； D．N2O5分解是吸热反应，正反应是熵增反应，根据ΔH﹣TΔS＜0反应能自发进行，在较高温度下能自发进行，故D正确； 故选：D。 【点评】本题主要考查化学反应的自发过程等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。 12．（2024•南阳一模）已知△G＝ΔH﹣T△S（忽略ΔH、△S随温度的变化），若△G＜0，则该反应可以自发进行。根据如图判断：600℃时，下列反应不能自发进行的是（　　） A．C（s）+O2（g）＝CO2（g） B．2C（s）+O2（g）＝2CO（g） C．TiO2（s）+2Cl2（g）＝TiCl4（g）+O2（g） D．TiO2（s）+C（s）+2Cl2（g）＝TiCl4（g）+CO2（g） 【答案】C 【分析】根据ΔG＝ΔH﹣TΔS＜0，反应能自发进行，进行分析。 【解答】解：A．根据图像可知，600℃时，C（s）+O2（g）＝CO2（g）的△G＜0，反应自发进行，故A错误； B．600℃时，2C（s）+O2（g）＝2CO（g） 的△G＜0，反应自发进行，故B错误； C．600℃时，TiO2（s）+2Cl2（g）＝TiCl4（g）+O2（g） 的△G＞0，反应不能自发进行，故C正确； D．600℃时C（s）+O2（g）＝CO2（g）与TiO2（s）+2Cl2（g）＝TiCl4（g）+O2（g）相加可得：TiO2（s）+C（s）+2Cl2（g）＝TiCl4（g）+CO2（g） 的△G＜0，反应自发进行，故D错误； 故选：C。 【点评】本题主要考查化学反应的自发过程等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。 13．（2024•丰台区一模）下列说法中，正确的是（　　） A．同一物质，S（g）＞S（l）＞S（s） B．固体溶解是一个熵减小的过程 C．能够自发进行的反应一定是熵增加的过程 D．能够自发进行的反应一定是放热反应 【答案】A 【分析】熵指的是混乱度，同一物质的混乱度：气体＞液体＞固体，反应自发进行，则ΔG＝ΔH﹣TΔS＜0，据此进行解答。 【解答】解：A．熵指的是混乱度，同一物质的混乱度：气体＞液体＞固体，因此同一物质的熵值：S（g）＞S（l）＞S（s），故A正确； B．固体溶解混乱度增大，是一个熵增过程，故B错误； C．当ΔH﹣TΔS＜0时，能够自发进行，故自发的反应不一定是熵增加的过程，故C错误； D．当ΔH﹣TΔS＜0时，能够自发进行，能够自发进行的反应不一定是放热反应，故D错误； 故选：A。 【点评】本题主要考查化学反应进行方向的综合判据，为高频考点，题目难度不大。 14．（2024•驻马店一模）相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是（　　） A．1mol CH4（g）＜1mol H2（g） B．1mol H2O（g）＜2mol H2O（g） C．1mol H2O（s）＞1mol H2O（l） D．1mol C（s，金刚石）＞1mol C（s，石墨） 【答案】B 【分析】A．气体的物质的量相同时，原子越多的分子的熵越大； B．气体分子数越多熵越大； C．相同物质的量的同种物质，液态的熵大于固态； D．金刚石比石墨更有序。 【解答】解：A．气体的物质的量相同时，原子越多的分子的熵越大，故熵1mol CH4（g）＞1mol H2（g），故A错误； B．气体分子数越多熵越大，故熵1mol H2O（g）＜2mol H2O（g），故B正确； C．相同物质的量的同种物质，液态的熵大于固态，故熵1mol H2O（s）＜1mol H2O（l），故C错误； D．金刚石比石墨更有序，故熵1mol C（s，金刚石）＜1mol C（s，石墨），故D错误； 故选：B。 【点评】本题考查了物质熵的比较，题目难度不大，把握物质的熵与物质量的多少以及物质状态的关系是解题的关键，侧重于考查学生的分析能力和应用能力。 15．（2024•河西区一模）下列说法正确的是（　　） A．ΔH＜0、ΔS＞0的反应在温度低时不能自发进行 B．已知NaOH（aq）+HCl（aq）＝NaCl（aq）+H2O（l）ΔH＝﹣57.3kJ•mol﹣1，则含20.0gNaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出的热量等于28.65kJ C．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向 D．反应NH4HCO3（s）＝NH3（g）+H2O（g）+CO2（g）ΔH＝+185.57kJ•mol﹣1能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向 【答案】D 【分析】A．根据ΔH﹣TΔS＜0反应能自发进行判断； B．醋酸电离需要吸热； C．催化剂只影响速率不影响平衡； D．根据ΔH﹣TΔS＜0反应能自发进行分析自发进行的原因。 【解答】解：A．根据ΔH﹣TΔS＜0反应能自发进行可知，ΔH＜0、ΔS＞0的反应在任何温度下都能自发进行，故A错误； B．醋酸电离需要吸热，含20.0gNaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出的热量小于28.65kJ，故B错误； C．催化剂只影响速率不影响平衡，不能改变化学反应进行的方向，故C错误； D．NH4HCO3（s）＝NH3（g）+H2O（g）+CO2（g）ΔH＝+185.57kJ•mol﹣1为吸热、熵增大的反应，根据ΔH﹣TΔS＜0反应能自发进行可知，该反应自发进行的原因为体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向，故D正确； 故选：D。 【点评】本题考查了化学反应方向的分析判断，主要是反应焓变和熵变的应用，题目难度不大。 二．解答题（共5小题） 16．（2024•小店区一模）氢是清洁能源，硼氢化钠（NaBH4）是一种环境友好的固体储氢材料，其水解生氢反应方程式如下：（除非特别说明，本题中反应条件均为25℃，101kPa） NaBH4（s）+2H2O（l）＝NaBO2（aq）+4H2（g） ΔH＜0 回答下列问题： （1）该反应能自发进行的条件是 　C　。 A．高温 B．低温 C．任意温度 D．无法判断 （2）该反应比较缓慢。忽略体积变化的影响，下列措施中可加快反应速率的是 　A　。 A．升高溶液温度 B．加入少量异丙胺[（CH）3CHNH2] C．加入少量固体硼酸[B（OH）3] D．增大体系压强 （3）氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中产生电能。某研究小组的自制熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图所示，正极上的电极反应式是 　O2+4e﹣+2CO2＝﹣2　。该电池以3.2A恒定电流工作14分钟，消耗H2体积为0.49L，故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为 　70%　。[已知：该条件下H2的Vm＝24.5L/mol；电荷量q（C）＝电流I（A）×时间（s）；NA＝6.0×1023mol﹣1；e＝1.60×10﹣19C。] （4）资源的再利用和再循环有利于人类的可持续发展。选用如下方程式，可以设计能自发进行的多种制备方法，将反应副产物偏硼酸钠（NaBO2）再生为NaBH4.（已知：ΔG是反应的自由能变化量，其计算方法也遵循盖斯定律，可类比ΔH计算方法；当ΔG＜0时，反应能自发进行。） Ⅰ．NaBH4（s）+2H2O（l）＝NaBO2（s）+4H2（g） ΔG1＝﹣320kJ/mol Ⅱ． ΔG2＝﹣240kJ/mol Ⅲ． ΔG3＝﹣570kJ/mol 请书写一个方程式表示NaBO2再生为NaBH4的一种制备方法，并注明ΔG：　NaBO2（s）+2H2（g）+2Mg（s）＝NaBH4（s）+2MgO（s）△G＝﹣340kJ/mol　。（要求：反应物不超过三种物质；氢原子利用率为100%。） 【答案】（1）C； （2）A； （3）O2+4e﹣+2CO2＝﹣2；70%； （4）NaBO2（s）+2H2（g）+2Mg（s）＝NaBH4（s）+2MgO（s）△G＝﹣340kJ/mol。 【分析】（1）根据ΔH＜0，△S＞0，ΔH﹣T△S恒小于0，任意温度下，该反应均能自发进行进行分析； （2）根据升高温度，活化分子数增多，有效碰撞几率增大，反应物中没有气体，压强的变化不会对速率造成影响，固体不会影响反应物和生成物的浓度进行分析； （3）根据该燃料电池中H2为负极，O2为正极，熔融碳酸盐为电解质溶液，故正极的电极反应式为：O2+4e﹣+2CO2＝﹣2；该条件下，0.49LH2的物质的量为n（H2）＝ ＝0.02mol，工作时，H2失去电子：H2﹣2e﹣＝2H+，进行分析； （4）根据要使得氢原子利用率为100%，可由（2×反应3）﹣（2×反应Ⅱ+反应Ⅰ）得NaBO2（s）+2H2（g）+2Mg（s）＝NaBH4（s）+2MgO（s）进行分析。 【解答】解：（1）由反应NaBH4（s）+2H2O（l）＝NaBO2（aq）+4H2（g）可知，ΔH＜0，△S＞0，ΔH﹣T△S恒小于0，任意温度下，该反应均能自发进行， 故答案为：C； （2）A．升高温度，活化分子数增多，有效碰撞几率增大，反应速率加快，故A正确； B．加入少量异丙胺[（CH3）2CHNH2]，H2O的量减少，化学反应速率降低，故B错误； C．加入少量固体硼酸[B（OH）3]，不影响反应物和生成物的浓度，化学反应速率基本不变，故C错误； D．反应物中没有气体，压强的变化不会对速率造成影响，故D错误； 故答案为：A； （3）根据题干信息，该燃料电池中H2为负极，O2为正极，熔融碳酸盐为电解质溶液，故正极的电极反应式为：O2+4e﹣+2CO2＝﹣2；该条件下，0.49LH2的物质的量为n（H2）＝ ＝0.02mol，工作时，H2失去电子：H2﹣2e﹣＝2H+，所带电荷量为：2×0.02mo×6.0×1023mol﹣1×1.60×10﹣19＝3840C，工作电荷量为：3.2×14×60＝2688C，则该电池0.49L将化学能转化为电能的转化率为：＝70%， 故答案为：O2+4e﹣+2CO2＝﹣2；70%； （4）结合题干信息，要使得氢原子利用率为100%，可由（2×反应3）﹣（2×反应Ⅱ+反应Ⅰ）得NaBO2（s）+2H2（g）+2Mg（s）＝NaBH4（s）+2MgO（s），△G＝2△G3﹣（ 2△G2+△G1）＝2×（﹣570kJ/mol）﹣[2×（﹣240kJ/mol）+（﹣320kJ/mol）]＝﹣340kJ/mol，即NaBO2（s）+2H2（g）+2Mg（s）＝NaBH4（s）+2MgO（s）△G＝﹣340kJ/mol， 故答案为：NaBO2（s）+2H2（g）+2Mg（s）＝NaBH4（s）+2MgO（s）△G＝﹣340kJ/mol。 【点评】本题主要考查化学反应的方向等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。 17．（2024•上海）已知AlBr3可二聚为如图二聚体： （1）该二聚体中存在的化学键类型为 　A　。 A.极性键 B.非极性键 C.离子键 D.金属键 将该二聚体溶于CH3CN生成Al（CH3CN）2Br2]Br（结构如图所示），已知其配离子为四面体形，中心原子杂化方式为 　sp3　，其中配体是 　CH3CN、Br　（填化学式）；1mol该配合物中含有σ键共 　14　mol。 （2）溴的三种化合物的沸点如下表所示： 铝的卤化物 AlF3 AlCl3 AlBr3 沸点/℃ 1500（一说1040） 370 430 解释三种卤化物沸点差异的原因：　AlF3为离子晶体，汽化时破坏离子键，AlCl3、AlBr3为分子晶体，汽化时破坏范德华力，离子键比范德华力强的多，所以AlF3的熔点高；AlCl3、AlBr3为组成和结构相似的分子晶体，AlBr3的范德华力比AlCl3强，所以AlBr3的熔点比AlCl3的高　。 已知反应：Al2Br6（l）⇌2Al（g）+6Br（g）ㅤㅤΔH ①Al2Br6（s）⇌Al2Br6（l）ㅤㅤΔH1 ②Al（s）⇌Al（g）ㅤㅤΔH2 ③Br2（l）⇌Br2（g）ㅤㅤΔH3 ④Br2（g）⇌2Br（g）ㅤㅤΔH4 ⑤2Al（s）+3Br2（l）⇌Al2Br6（s）ㅤㅤΔH5 （3）求ΔH＝　﹣ΔH+2ΔH2+3ΔH3+3ΔH4﹣ΔH5　。 若该反应自发，由图可知，该反应 　A　。 A.ΔH＞0，ΔS＞0 B.ΔH＜0，ΔS＞0 C.ΔH＞0，ΔS＜0 D.ΔH＜0，ΔS＜0 【答案】（1）A；sp3；CH3CN；14； （2）AlF3为离子晶体，汽化时破坏离子键，AlCl3、AlBr3为分子晶体，汽化时破坏范德华力，离子键比范德华力强的多，所以AlF3的熔点高；AlCl3、AlBr3为组成和结构相似的分子晶体，AlBr3的范德华力比AlCl3强，所以AlBr3的熔点比AlCl3的高； （3）﹣ΔH+2ΔH2+3ΔH3+3ΔH4﹣ΔH5； （4）A。 【分析】（1）该物质中Al、Br原子之间存在共价键，对共用电子对吸引力：Br＞Al；已知AlBr3可二聚为如图二聚体：其配离子为正四面体形，则其配离子的中心原子价层电子对个数是4，中心原子是Al，配体是CH3CN；该配合物中存在2个Al—Brσ键、2个Al—Nσ键、6个C—Hσ键、2个C—Cσ键、2个C≡N键，每个C≡N键中含有1个σ键，所以该配合物化学式中含有14个σ键； （2）离子晶体的沸点较高，不能形成分子间氢键的分子晶体，其沸点随着范德华力的增大而升高，范德华力随着相对分子质量的增大而增强； （3）将方程式②+3③+3④﹣①﹣⑤得方程式Al2Br6（l）⇌2Al（g）+6Br（g），则ΔH进行相应的改变； （4）若该反应自发，说明ΔH—TΔS＜0，该反应前后气体的计量数增大，则△S＞0，﹣T△S＜0，根据图知，随着温度的升高，ΔH—T△S减小。 【解答】解：（1）该物质中Al、Br原子之间存在共价键，对共用电子对吸引力：Br＞Al，所以该二聚体中存在的化学键类型为极性键；已知AlBr3可二聚为如图二聚体：其配离子为正四面体形，则其配离子的中心原子价层电子对个数是4，则该配离子的中心原子采用sp3杂化；中心原子是Al，配体是CH3CN；该配合物中存在2个Al—Brσ键、2个Al—Nσ键、6个C—Hσ键、2个C—Cσ键、2个C≡N键，每个C≡N键中含有1个σ键，所以该配合物化学式中含有14个σ键，1mol该配合物中含有σ键共14mol， 故答案为：A；sp3；CH3CN；14； （2）离子晶体的沸点较高，不能形成分子间氢键的分子晶体，其沸点随着范德华力的增大而升高，范德华力随着相对分子质量的增大而增强，AlF3为离子晶体，汽化时破坏离子键，AlCl3、AlBr3为分子晶体，汽化时破坏范德华力，离子键比范德华力强的多，所以AlF3的熔点高；AlCl3、AlBr3为组成和结构相似的分子晶体，AlBr3的范德华力比AlCl3强，所以AlBr3的熔点比AlCl3的高， 故答案为：AlF3为离子晶体，汽化时破坏离子键，AlCl3、AlBr3为分子晶体，汽化时破坏范德华力，离子键比范德华力强的多，所以AlF3的熔点高；AlCl3、AlBr3为组成和结构相似的分子晶体，AlBr3的范德华力比AlCl3强，所以AlBr3的熔点比AlCl3的高； （3）将方程式②+3③+3④﹣①﹣⑤得方程式Al2Br6（l）⇌2Al（g）+6Br（g），则ΔH＝﹣ΔH+2ΔH2+3ΔH3+3ΔH4﹣ΔH5， 故答案为：﹣ΔH+2ΔH2+3ΔH3+3ΔH4﹣ΔH5； （4）根据图知，随着温度的升高，ΔH—T△S减小，若该反应自发，说明ΔH—TΔS＜0，该反应前后气体的计量数增大，则△S＞0，该反应为分解反应需要消耗能量，ΔH＞0， 故答案为：A。 【点评】本题考查较综合，侧重考查分析、判断及计算能力，明确配合物中存在的化学键、晶体沸点影响因素、盖斯定律等知识点是解本题关键，题目难度不大。 18．（2024•杨浦区一模）氮的化合物对人类生产生活有着重要意义。 Ⅰ.工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖，反应为N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）ΔH＝﹣92.4kJ•mol﹣1，ΔS＝﹣200kJ•mol﹣1•K﹣1。请回答下列问题： （1）常温下，合成氨反应 　能　（填“能”或“不能”）自发进行，其平衡常数表达式K＝　　。 （2）　高　温（填“高”或“低”）有利于提高反应速率，　低　温（填“高”或“低”）有利于提高平衡转化率，综合考虑催化剂活性等因素，工业常采用400～500℃。 （3）针对反应速率与平衡产率的矛盾，我国科学家提出了解决方案：双温—双控—双催化剂。使用Fe﹣TiO2•xHy双催化剂，通过光辐射产生温差（如体系温度为495℃时，Fe的温度为547℃，而TIO2⋅xHy的温度为415℃）。 该方案的优势：　①“热Fe”高于体系温度，N2在“热Fe”表面断裂，有利于提高合成氨反应速率，②“冷Ti”低于体系温度，氨气在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨的平衡产率　。 Ⅱ.合成氨工艺可以进一步优化，实现尿素的合成，简易流程图如下： （4）（不定项）步骤Ⅱ中制氢气原理如下： CH4（g）+H2O（g）⇌CO（g）+3H2（g） CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g） 恒容容器中，对于以上反应，能加快反应速率的是 　AC　。 A.升高温度 B.充入He C.加入催化剂 D.降低压强 （5）已知CO2+2NH3CO（NH2）2+H2O，若合成尿素的流程中转化率为80%时，100吨甲烷为原料能够合成 　400　吨尿素。 Ⅲ.盐酸肼（N2H6Cl2）是一种重要的化工原料，属于离子化合物，易溶于水，溶液呈酸性，水解原理与NH4Cl类似。 （6）写出盐酸肼第一步水解反应的离子方程式 　N2+H2O⇌N2H5•H2O+H+　。 （7）（不定项）盐酸肼水溶液中离子浓度的排列顺序正确的是 　AC　。 A.c（Cl﹣）＞c（N2）＞c（H+）＞c（OH﹣） B.2c（N2）+c（[N2HS⋅H2O]+）+c（H+）＝c（Cl﹣）+c（OH﹣） C.c（Cl⋅）＞c（[N2Hs⋅H2O]+）＞c（H+）＞c（OH﹣） D.c（N2）＞c（Cl⋅）＞c（H+）＞c（OH﹣） 【答案】（1）能；； （2）高；低； （3）①“热Fe”高于体系温度，N2在“热Fe”表面断裂，有利于提高合成氨反应速率；②“冷Ti”低于体系温度，氨气在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨的平衡产率； （4）AC； （5）400； （6）N2+H2O⇌N2H5•H2O+H+； （7）AC。 【分析】（1）常温下，合成氨反应中ΔH＜0、△S＜0，如果△G＝ΔH﹣T△S＜0，则该反应能自发进行，化学平衡常数K等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比； （2）温度越高，化学反应速率越快；升高温度，平衡向吸热方向移动； （3）①温度越高，反应是越快；②降低温度，平衡正向移动； （4）升高温度、增大压强、加入催化剂、增大浓度均可加快反应速率；恒容容器中，充入无关气体，反应速率不变；降低压强会减小反应速率； （5）根据化学方程式，利用元素守恒，可计算出尿素的质量； （6）盐酸肼水解原理与NH4Cl类似，盐酸肼水溶液中存在电离： （7）N2H6Cl2＝N2+2Cl﹣，存在水解：N2+H2O⇌N2H5•H2O+H+，且水解是微弱的，另还要考虑水的电离，据此分析作答。 【解答】解：（1）N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）ΔH＝﹣92.4kJ•mol﹣1   ΔS＝﹣200J•K﹣1•mol﹣1，则△G＝ΔH﹣T△S＝（﹣92.4+0.2×298）kJ•mol﹣1＝﹣32.8 kJ•mol﹣1＜0，所以合成氨反应在常温下能自发进行，化学平衡常数K＝， 故答案为：能；； （2）温度越高，反应速率越快，所以高温有利于提高反应速率；因为正反应为放热反应，所以低温有利于提高平衡转化率， 故答案为：高；低； （3）温度越高，反应速率越快；降低温度，平衡正向移动，氨气产率提高，所以优点是：①“热Fe”高于体系温度，N2在“热Fe”表面断裂，有利于提高合成氨反应速率；②“冷Ti”低于体系温度，氨气在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨的平衡产率， 故答案为：①“热Fe”高于体系温度，N2在“热Fe”表面断裂，有利于提高合成氨反应速率；②“冷Ti”低于体系温度，氨气在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨的平衡产率； （4）A．升高温度加快反应速率，故A正确； B．充入He，物质的分压及浓度不变，故反应速率不变，故B错误； C．加入催化剂，降低反应的活化能，可加快反应速率，故C正确； D．降低压强会减小反应速率，故D错误； 故答案为：AC； （5）根据元素守恒及化学方程式：CH4（g）+H2O（g）⇌CO（g）+3H2（g） 和 CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g），CO2+2NH3CO（NH2）2+H2O，及元素守恒可知CH4～4H2～NH3～CO（NH2）2， 根据CH4～4H2～NH3～CO（NH2）2 16　　　　　　　　 　　80 100t×80% xt x＝t＝400t， 故答案为：400； （6）盐酸肼（N2H6Cl2）是一种重要的化工原料，属于离子化合物，易溶于水，溶液呈酸性，水解原理与NH4Cl类似，盐酸肼水解原理与NH4Cl类似，第一步水解反应的离子方程式为：N2+H2O⇌N2H5•H2O+H+， 故答案为：N2+H2O⇌N2H5•H2O+H+； （7）盐酸肼水溶液中存在电离：N2H6Cl2＝N2+2Cl﹣，存在水解：N2+H2O⇌N2H5•H2O+H+，且水解是微弱的， A．盐酸肼水溶液中存在电离：N2H6Cl2＝N2+2Cl﹣，存在水解：N2+H2O⇌N2H5•H2O+H+，溶液显酸性，则c（Cl﹣）＞c（N2）＞c（H+）＞c（OH﹣），故A正确； B．溶液中还存在水的电离，则c（H+）＞c（[N2H5⋅H2O]+），故B错误； C．根据电荷守恒，可得2c（N2+c（[N2H5⋅H2O]+）+c（H+）＝c（Cl﹣）+c（OH﹣），故C正确； D．关键电离和水解方程式可知，c（N2）＜c（Cl﹣），故D错误； 故答案为：AC。 【点评】本题考查化学反应能量变化、化学平衡计算、电解质溶液中离子浓度关系和盐类水解的分析判断，侧重考查图象分析判断及计算能力，明确外界条件对平衡影响原理内涵、电解质溶液中离子浓度关系等知识点是解本题关键，注意知识的熟练掌握，题目难度中等。 19．（2024•海淀区一模）（1）下列反应中，在高温下不能自发进行的是 　a　（填字母）。 a.CO（g）═C（s）+O2（g） b.2N2O5（g）═4NO2（g）+O2（g） c.（NH4）2CO3（s）＝NH4HCO3（s）+NH3（g） d.MgCO3（s）＝MgO（s）+CO2（g） （2）N2+3H2⇌2NH3ΔH＜0T℃时，在有催化剂的恒容密闭容器中充入N2和H2。如图为不同投料比【n（H2）/n（N2）】时某反应物X的平衡转化率变化曲线。反应物X是 　N2　（填“N2或H2”）。 （3）在其他条件相同时，图为分别测定不同压强、不同温度下，N2的平衡转化率。L表示 　压强（P）　，其中X1　＜　X2（填“＞”或“＜”） 【答案】（1）a； （2）N2； （3）压强（P）；＜。 【分析】（1）题中反应的焓变都大于零，反应如能在高温下自发进行，需满足△G＝ΔH﹣T•△S＜0，则熵变应大于零，否则不能自发进行； （2）投料比增大相当于增大氢气的浓度，增大氢气的浓度，平衡向正反应方向移动； （3）合成氨反应为气体体积减小的放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，氮气转化率减小，增大压强，平衡向正反应方向移动，氮气转化率增大。 【解答】解：（1）a、b、c、d反应的ΔH＞0，b、c、d反应的△S＞0，ΔH﹣T△S＜0时，反应才能自发进行，即b、c、d在高温下才能自发进行，a反应的△S＜0，ΔH﹣T△S＞0，所以在任意温度下a反应都不能自发进行， 故答案为：a； （2）投料比增大相当于增大氢气的浓度，增大氢气的浓度，平衡向正反应方向移动，新平衡时，氢气的转化率减小，氮气的转化率最大，由图可知，投料比增大，X的转化率增大，则X为氮气， 故答案为：N2； （3）合成氨反应为气体体积减小的放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，氮气转化率减小，增大压强，平衡向正反应方向移动，氮气转化率增大，由图可知，L增大，氮气转化率增大，则L为压强（P）、X为温度，由压强相同时，温度X1条件下氮气转化率大于X2可知，温度X1小于X2， 故答案为：压强（P）；＜。 【点评】本题考查化学平衡，题目难度中等，掌握外界条件改变对平衡的影响是解题的关键，注意知识的熟练掌握。 20．（2024•金山区一模）（1）下列说法中，正确的是 　D　。 A．凡是放热反应都是自发反应 B．不自发的化学反应就不能进行 C．凡是熵增大的反应都是自发反应 D．判断反应进行的方向，应综合考虑体系的焓变和熵变 （2）下列反应或过程属于熵减的是 　A　。 A．氯化钠从溶液中结晶析出 B．胆矾晶体溶于水 C．固态碘升华 D．碳酸钙固体分解 （3）已知Na2CO3固体溶于水放热，其焓变和熵变分别为ΔH和ΔS，下列说法正确的是 　C　。 A．ΔH和ΔS均大于零 B．ΔH和ΔS均小于零 C．ΔH小于零，ΔS大于零 D．ΔH大于零，ΔS小于零 （4）我国科学家使用双功能催化剂催化水煤气变换反应：CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）ΔH＜0，在低温下获得高转化率与高反应速率，反应过程示意图如图：（图中代表） 下列说法正确的是 　D　 A．过程Ⅰ、过程Ⅱ均为放热过程 B．过程Ⅰ、过程Ⅱ均有氢氧根离子生成，过程Ⅲ有三种分子生成 C．使用催化剂，降低了水煤气变换反应的ΔH D．图示过程中的H2O分子均参与了反应过程 （5）煤转化为水煤气的主要化学反应为：C+H2O（g）CO+H2。C、CO和H2燃烧热化学方程式分别为： a.C（s）+O2（g）＝CO2（g）ΔH＝.393.5kJ•mol﹣1 b.H2（g）+O2（g）＝H2O（g）ΔH＝﹣242.0kJ•mol﹣1 c.CO（g）+O2（g）＝CO2（g）ΔH＝﹣283.0kJ•mol﹣1 ①比较反应热数据可知，1molCO（g）和1molH2（g）完全燃烧放出的热量之和，比1molC（s）完全燃烧放出的热量 　多　（选填“多”或“少”）。 甲同学据此认为：“煤炭燃烧时加少量水，可以使煤炭燃烧放出更多的热量”。 乙同学根据盖斯定律作出了下列循环图： ②请你写出ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4之间存在的关系式 　ΔH1＝ΔH2+ΔH3+ΔH4　。 ③乙同学据此认为：“将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量，最多与直接燃烧煤放出的热量相同。”请分析：甲、乙两同学的观点正确的是 　乙　（选填“甲”或“乙”）同学，另一同学出现错误观点的原因是 　甲同学忽略了煤转化为水煤气需要吸收热量　。 （6）肼（N2H4）又称联氨，在航空航天方面应用广泛，可用作火箭燃料。已知N﹣H键、O＝O键键能分别为391kJ•mol﹣1、497kJ•mol﹣1，N2H4（g）与O2（g）反应的能量变化如图所示： ①N2H4（g）中N﹣N键的键能为 　157　kJ•mol﹣1。 ②一定条件下，N2H4（g）与O2（g）反应的热化学方程式为：　N2H4（ g）+O2（g）＝N2（g）+2H2O（g）ΔH＝﹣534kJ/mol　。 【答案】（1）D； （2）A； （3）C； （4）D； （5）①多； ②ΔH1＝ΔH2+ΔH3+ΔH4； ③乙；甲同学忽略了煤转化为水煤气需要吸收热量； （6）①157； ②N2H4（ g）+O2（g）＝N2（g）+2H2O（g）ΔH＝﹣534kJ/mol。 【分析】（1）自发反应要综合考虑焓变和熵变，ΔH﹣T△S＜0的反应可以自发进行，ΔH﹣T△S＞0的反应不能自发进行，据此分析； （2）对同一种物质，气态时熵最大，液态时的次之，固态时的最小，因此由气体→液体→固体的反应或过程属于熵减，据此进行解答； （3）Na2CO3固体溶于是自发过程，ΔH﹣TΔS＜0，以此分析； （4）A．断裂化学键吸热，形成共价键放热； B．图中分析可知，过程Ⅰ、过程Ⅱ中都生成了氢氧根离子，过程Ⅲ有三种分子生成； C．催化剂不改变反应的焓变； D．由图可知，过程Ⅰ和过程Ⅱ中都有1个水分子中O﹣H键的断裂。； （5）①1molCO（g）和ImolH2（g）完全燃烧放出的热量之和为242kJ+283kJ＝525kJ，1molC（s）完全燃烧放出的热量为393.5kJ； ②盖斯定律可知，反应焓变和变化途径无关，只和始态和终态有关； ③甲和乙相比，甲同学忽略了碳转化为水煤气吸收的热量； （6）①根据图中的信息，E1＝2752kJ/mol﹣534kJ/mol＝2218kJ/mol，设N2H4（g）中N﹣N键的键能为x kJ/mol，断裂化学键吸收热量等于E1，据此计算； ②结合图示反应焓变为ΔH＝﹣534kJ/mol，标注物质聚集状态和对应反应的焓变写出热化学方程式。 【解答】解：（1）A．反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的，若ΔH＜0，△S＜0，反应能否自发，和温度有关，与是否放热反应无关，故A错误； B．不自发的化学反应在一定条件下也可以发生，比如电解水，故B错误； C．反应自发进行的条件是ΔH﹣TΔS＜0，如ΔH＞0，ΔS＞0的反应在低温下是非自发进行的反应，则熵增大的反应不一定是自发反应，故C错误； D．反应是否自发进行由熵变、焓变、温度共同决定，当ΔH﹣TΔS＜0时反应自发进行，当ΔH﹣TΔS＞0时，反应不能自发进行，不只与反应热有关，故D正确； 故答案为：D； （2）A．氯化钠从溶液中结晶析出是熵减过程，故A正确； B．胆矾晶体溶于水是固体变为液体过程，是熵增过程，故B错误； C．固态碘升华是固体变为气体过程，是熵增过程，故C错误； D．碳酸钙分解有气体生成，是熵增过程，故D错误； 故答案为：A； （3）Na2CO3固体溶于水放热，则ΔH＜0，Na2CO3固体溶于水，体系无序程度增加，ΔS＞0， 故答案为：C； （4）A．过程Ⅰ、过程Ⅱ中均有O﹣H键的断裂，断裂化学键吸热，则过程Ⅰ、过程Ⅱ均为吸热过程，故A错误； B．分析图中变化过程可知，过程Ⅰ、过程Ⅱ均有H﹣O形成，无氢氧根离子生成，过程Ⅲ有三种分子生成，为二氧化碳、氢气和水，故B错误； C．使用催化剂不能改变水煤气变换反应的ΔH，故C错误； D．由图可知，过程Ⅰ和过程Ⅱ中都有1个水分子中O﹣H键的断裂，则起始时的2个H2O分子最终都参与了反应，故D正确； 故答案为：D； （5）①1molCO（g）和ImolH2（g）完全燃烧放出的热量之和为242kJ+283kJ＝525kJ，1molC（s）完全燃烧放出的热量为393.5kJ，前者多余后者， 故答案为：多； ②根据盖斯定律得到焓变之间的关系为：ΔH1＝ΔH2+ΔH3+ΔH4， 故答案为：ΔH1＝ΔH2+ΔH3+ΔH4； ③煤燃烧时加入水，生成水煤气需要吸收热量，所以乙同学的观点正确，而甲同学忽略了煤转化为水煤气需要吸收热量； 故答案为：乙；甲同学忽略了煤转化为水煤气需要吸收热量； （6）①根据图中的信息，E1＝2752kJ/mol﹣534kJ/mol＝2218kJ/mol，设N2H4（g）中N﹣N键的键能为x kJ/mol，E1＝391kJ/mol×4+xkJ/mol+497kJ/mol＝2218kJ/mol，解得x＝157， 故答案为：157； ②一定条件下，N2H4（g）与O2（g）反应的热化学方程式为：N2H4（ g）+O2（g）＝N2（g）+2H2O（g）ΔH＝﹣534kJ/mol， 故答案为：N2H4（ g）+O2（g）＝N2（g）+2H2O（g）ΔH＝﹣534kJ/mol。 【点评】本题主要考查了反应热的知识，侧重考查学生的分析能力，题目难度不大，正确运用盖斯定律以及键能的计算是解答该题的关键。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$