第二单元 化学反应的方向与限度 第1课时（分层作业） 化学苏教版2019选择性必修1

第二单元 化学反应的方向与限度 第1课时 化学反应的方向 分层作业 1．工业上利用甲烷制取炭黑的反应是①    ；反应过程中容易发生副反应：②    。下列有关说法中正确的是 A．反应①在常温下就可以自发进行 B．焓变是副反应②自发进行的决定因素 C．制取炭黑允许的最低温度是927.8K D．温度越高对制取炭黑越有利 2．（24-25高二下·浙江温州·期末）高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域。工业上制备高纯硅的流程包括以下环节，下列说法不正确的是 A．反应①方程式为，体现了元素的非金属性比元素强 B．步骤①、②和③中的反应均为氧化还原反应 C．对比反应②和③的温度，可知反应②在低温下是自发反应 D．流程中的和均可循环利用 3．下列有关焓变()和熵变()说法正确的是 A．能够自发进行的反应一定是的反应 B．水凝结成冰的过程中，其， C．反应中，其、 D．一定温度下，反应能自发进行，该反应的 4．下列对于反应的预测正确的是 选项 化学反应方程式 已知条件 预测 A 室温下不能自发进行 B ，低温下自发反应 可以等于3 C 常温下能自发反应 D ，能自发反应 A．A B．B C．C D．D 5．研究化学反应进行的方向对于反应设计等具有重要意义，下列说法正确的是 A．的反应在温度低时不能自发进行 B．在其他外界条件不变的情况下，汽车排气管中使用催化剂，可以改变产生尾气的反应方向 C．反应常温下能自发进行，则该反应的 D．一定温度下，反应的 6．现有两个热化学方程式： ①   ②   下列说法正确的是 A．反应①②中都存在： B．反应①一定不能自发进行 C．从焓变的角度看，反应①能自发进行 D．从熵变的角度看，反应②能自发进行 7．常压下，一定质量的液态水在汽化过程中，焓与熵的变化为 A．焓与熵均减少 B．焓减少，熵增加 C．焓增加，熵减少 D．焓与熵均增加 8．以下判断正确的是 A．  ，该反应高温才能自发 B．  ，该反应低温下不能自发 C．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小 D．与常温可以共存，说明常温下不能自发与反应 9．（24-25高二下·浙江杭州·期中）下列说法不正确的是 A．常温常压下和混合无明显现象，则反应在该条件下不自发 B．基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞 C．在硫酸铜溶液中逐滴滴加氨水，得到深蓝色的溶液后加入95%乙醇，可得深蓝色的晶体 D． ，正反应活化能小于逆反应活化能 10．下列生活中的自发过程能用熵判据解释的是 A．自然界中水由高处往低处流 B．低于0 ℃时水变成冰 C．墨水滴到水中会扩散到整个水体 D．铁器暴露在潮湿的空气中会生锈并放出热量 11．山西长期被视为中国煤炭能源基地的象征，山西大同素有“煤都”之称，其中工业生产水煤气的反应为  ，下列说法正确的是 A．煤中含有碳，可看作是无机化合物 B．煤的干馏和石油的分馏都是物理变化 C．煤的气化在任何温度下都能自发进行 D．向煤中加入，可以减少的排放 12．相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是 A． B． C． D．(s，金刚石)(s，石墨) 13．现有两个热化学方程式 (l)+H2(g) (l)     ① (l)+2H2(g)(l)     ② 下列说法正确的是 A．反应①②中都存在 B．高温时，反应②可自发进行 C．在通常情况下，①②都能自发进行 D．反应①一定不能自发进行 14．标准状态下，下列微粒气态时的相对能量如下表： 物质(g) 能量 249 218 39 0 0 -75 -242 -393 依据表中数据，下列说法正确的是 A．的燃烧热 B．反应：，正反应的活化能小于逆反应的活化能 C．的键能为 D．常温常压下和混合无明显现象，则反应在该条件下不自发 15．工业制硝酸的过程中涉及反应。一定条件下NO和进入合成塔发生反应，其他条件相同时测得的实验数据如下表。下列关于该反应的说法错误的是 压强/(Pa) 温度/℃ 达到所列转化率需要的时间/s 50% 90% 98% 1.0 30 12 250 2830 90 25 510 5780 8.0 30 0.2 3.9 36 90 0.6 7.9 74 A．， B．增大的量，能提高的平衡转化率 C．根据上述表格，升高温度该反应速率加快 D．在、90℃下，6s时反应的 16．金属硫化物()催化反应，既可以除去天然气中的，又可以获得，去除的机理如图所示。下列说法错误的是 A．该反应的 B．题图所示的反应机理中，步骤Ⅰ是放热过程 C．步骤Ⅱ可理解为中的S与金属M形成，同时产生 D．该反应中每转移2mol电子，则消耗1mol 17．回答下列问题： (1)汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：。已知该反应的，简述该设想能否实现的依据： 。 (2)下列反应中，在高温下不能自发进行的是 （填字母）。 a．    b． c．    d． (3)25℃和时，反应：  能自发进行的原因是 。 (4)将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气，化学方程式为  ，。该反应在低温下能否自发进行？ （填“能”或“不能”）。 18．在无氧环境下，CH4经催化脱氢芳构化可以直接转化为高附加值的芳烃产品。一定温度下，CH4芳构化时同时存在如下反应： ⅰ．     ⅱ．   回答下列问题： (1)反应ⅰ在1000K时 (选填“能”或“不能”)自发进行。 (2)已知25℃时有关物质的燃烧热数据如表，则反应ⅱ的 (用含的代数式表示)。 物质 19．在温和条件下，将转化为烃类具有重要意义。采用电化学-化学串联催化策略可将高选择性合成，该流程示意图如下： 在反应器中，发生如下反应： 反应i：   反应ii：   计算反应的 ，该反应 (填标号)。 A．高温自发     B．低温自发    C．高温低温均自发 D．高温低温均不自发 20．（24-25高二下·上海·期中）转化CO2对减缓日益严重的环境问题有重要意义。CO2和氢气可转化为甲醇：CO2转化为甲醇的工艺中可主要分为两类，一类称为直接法(如反应1)所示主要发生的化学反应如下： 反应1         (1)反应1的能量变化可用图中的 表示。 A．图A        B．图B (2)以下过程与反应1的焓变过程相同的是_______。 A．镁条与稀盐酸反应 B．H—Cl键断裂 C．碳酸氢钠与柠檬酸反应 D．铝热反应 (3)关于反应1下列说法不正确的是_______。 A．1 mol H2O在不同状态下的熵值为S(g)＞S(s) B．向密闭容器中加入1.5 mol二氧化碳和5 mol氢气进行反应，将放出130.5千焦的热量 C．选择合适的催化剂，可使该反应以较快的速度进行 D．可以把反应设计成原电池，实现能量的转化 (4)已知此条件下反应1的，反应1在 条件下有利于自发进行。 A．低温          B．高温          C．无法确定 假设该反应的焓变和熵变不随温度的变化而变化，适宜温度T的取值范围为T K。 (5)反应1中相关化学键键能数据如下表，则1 mol H-O的键能为 kJ/mol。 化学键 H—H C—O C=O C—H 键能/() 436 328 803 414 另一类CO2转化为甲醇的工艺称为间接法：先通过CO2和H2的逆水煤气反应合成CO，再用CO和H2合成甲醇。 反应2.     反应3.     (6) 为。 (7)若利用间接法合成甲醇，反应的决速步骤(所需要的活化能最大)为逆水煤气反应。下列示意图中能体现上述反应体系能量变化的是_______。 A． B． C． D． 21．（24-25高二上·浙江·期中）工业合成氨  是人类科学技术的一项重大突破。请回答： (1)合成氨反应平衡常数的表达式为 。 (2)有利于提高平衡混合物中氨含量的条件有 （填序号）。 A．低温    B．高温    C．低压    D．高压    E．催化剂 (3)已知时反应的化学平衡常数。时，在容器中发生反应，某时刻测得、和物质的量分别为、和时，则该反应的 （填“>”、“<”或“=”）。 (4)已知氨气溶于水是一个自发过程，推测的焓变_____0。 A．大于 B．小于 C．等于 D．无法判断 (5)可以合成尿素，尿素能缓慢与发生非氧化还原反应释放出和另外一种常见气体，该反应的化学方程式为 。 22.甲酸既是燃料，也是具有应用前景的储氢材料。甲酸催化分解生成CO2和H2时，会发生副反应生成CO和H2O。400K、100kPa时，Pt催化甲酸分解的反应进程如图所示。 带“*”的化学式表示微粒被吸附于催化剂表面。 分析图中信息，完成下列填空： （1）400K、100kPa时，1mol甲酸分解为H2和CO2时，_____kJ热量。 A．放出2.94 B．放出134.1 C．吸收2.94 D．吸收134.1 （2）对甲酸分解为H2和CO2的分析，正确的是_____。 A．低温下自发进行 B．高温下自发进行 C．任意温度下自发进行 D．任何温度下不能自发进行 （3）甲酸分解为CO和H2O的反应中，决速步骤的活化能为_____kJ·mol−1. A．140.59 B．159.83 C．134.87 D．212.68 （4）分子吸附于催化剂表面，有化学吸附与物理吸附两种模式，前者分子与催化剂之间形成了化学键，而后者没有。分析图中数据，CO吸附于Pt表面主要是 吸附。 A．化学        B．物理 （5）若反应进程中某些微粒在催化剂表面吸附能力过强，会导致催化效果下降，解释原因： 。 23.硫化氢是天然气开采、炼油行业和煤化工的副产物，在科研、生活及化学工业中均有重要应用。工业上采用高温分解制取。在恒容密闭容器中，控制不同温度进行分解实验：。以起始浓度均为测定的转化率，结果如下图所示。 （1）由上图可知，关于该反应的判断正确的是___________。 A．高温下才能自发进行 B．任意温度下都不能自发进行 C．低温下才能自发进行 D．任意温度下都能自发进行 （2）能说明某温度下该反应已达到平衡状态的是___________。 A．气体密度保持不变 B．气体总物质的量保持不变 C． D．不变 （3）随温度升高，曲线向曲线逼近的原因是 。 （4）计算985℃时，该反应的平衡常数值为 (用含的代数式表示)。 （5）若在恒容密闭容器中，加入进行分解实验，后测得容器中气体总物质的量为，则0~2min内的平均反应速率为 。 24.（24-25高二上·上海长宁·期中）汽车尾气是大气中氮氧化物的主要来源。在汽车内燃机工作时，空气中的部分成分会直接生成少许NO，NO再被氧化为NO2。 （1）对内燃机中生成NO的反应，下列分析正确的是_______ A．属于“氮的固定” B．涉及离子键的断裂与生成 C．活化能很小 D．在自然界中无法发生 （2）酸雨中的HNO3，可由大气中的NO2和H2O反应生成，对NO2和H2O的反应，下列分析正确的是_______。(不定项) A．ΔS＜0 B．NO2表现出了酸性氧化物的性质 C．需要在“放电”条件下发生 D．氧化剂与还原剂物质的量比为1：2 （3）通过NOx传感器可监测NOx的含量，图为工作原理示意图， 其中Pt电极上发生的是 反应(填“氧化”或“还原”)。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二单元 化学反应的方向与限度 第1课时 化学反应的方向 分层作业 1．工业上利用甲烷制取炭黑的反应是①    ；反应过程中容易发生副反应：②    。下列有关说法中正确的是 A．反应①在常温下就可以自发进行 B．焓变是副反应②自发进行的决定因素 C．制取炭黑允许的最低温度是927.8K D．温度越高对制取炭黑越有利 【答案】C 【详解】A．反应①的ΔH为+74.848 kJ/mol，ΔS为+80.674 J/(mol·K)，常温(298K)时，ΔG=ΔH−TΔS≈50.8 kJ/mol>0，无法自发进行，A错误； B．从焓变角度看，副反应②的ΔH为+376.426 kJ/mol，为吸热反应，无自发进行倾向；从熵变角度看，ΔS=+220.211J/(mol·K)>0，有自发进行的倾向，所以熵变才是副反应②自发进行的决定因素，B错误； C．反应①自发的最低温度T=≈927.8K，C正确； D．温度过高会促进副反应②的发生，消耗更多甲烷生成乙炔，对制取炭黑越不利，D错误； 故选C。 2．（24-25高二下·浙江温州·期末）高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域。工业上制备高纯硅的流程包括以下环节，下列说法不正确的是 A．反应①方程式为，体现了元素的非金属性比元素强 B．步骤①、②和③中的反应均为氧化还原反应 C．对比反应②和③的温度，可知反应②在低温下是自发反应 D．流程中的和均可循环利用 【答案】A 【详解】A．由反应①可知，碳元素化合价升高，体现炭的还原性，不能说明碳的非金属性比硅强，故A错误； B．①的方程式为SiO2+2C2CO↑+Si、②的方程式为Si+3HClH2+SiHCl3、③的方程式为SiHCl3+H23HCl+Si,①②③中都有电子转移，所以①②③的反应都是氧化还原反应，故B正确； C．反应②的温度是300℃，反应③的温度是1100℃，故反应②在低温下是自发反应，故C正确； D．②中HCl是反应物、H2是生成物，③中H2是反应物、HCl是生成物，所以流程中的H2和HCl可循环利用，故D正确； 故选：A。 3．下列有关焓变()和熵变()说法正确的是 A．能够自发进行的反应一定是的反应 B．水凝结成冰的过程中，其， C．反应中，其、 D．一定温度下，反应能自发进行，该反应的 【答案】D 【详解】能够自发进行的反应：ΔG=ΔH−TΔS<0，据此分析； A．能够自发进行的反应不一定ΔH<0，可能ΔH>0但ΔS足够大且高温下ΔG<0，A错误； B．水结冰是放热（ΔH<0），但液态→固态熵减（ΔS<0），B错误； C．反应中气体物质的量从3mol增至4mol，熵增（ΔS>0），C错误； D．反应气体物质的量减少（ΔS<0），但该反应在常温下即可自发，说明ΔH<0足以使ΔG=ΔH−TΔS<0，D正确； 故选D。 4．下列对于反应的预测正确的是 选项 化学反应方程式 已知条件 预测 A 室温下不能自发进行 B ，低温下自发反应 可以等于3 C 常温下能自发反应 D ，能自发反应 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【分析】反应能自发进行； 【详解】A．该反应生成气体，熵增（ΔS>0），室温下不能自发说明ΔH-TΔS>0，故ΔH>0，A错误； B．若x=3，反应气体减少（ΔS<0），但ΔH<0，低温时ΔH主导，满足ΔH-TΔS<0，x可以等于3，B正确； C．反应气体增加（ΔS>0），常温自发需ΔH-TΔS<0，但ΔH可能>0（高温有利），预测ΔH<0不一定正确，C错误； D．ΔH>0且反应自发，需ΔS>0且高温下TΔS>ΔH时可自发，D错误； 故选B。 5．研究化学反应进行的方向对于反应设计等具有重要意义，下列说法正确的是 A．的反应在温度低时不能自发进行 B．在其他外界条件不变的情况下，汽车排气管中使用催化剂，可以改变产生尾气的反应方向 C．反应常温下能自发进行，则该反应的 D．一定温度下，反应的 【答案】D 【详解】A．ΔH<0、ΔS>0的反应在任何温度下均满足ΔG=ΔH−TΔS<0，因此总能自发进行，温度低时也能自发，A错误； B．催化剂仅改变反应速率，不影响反应方向，无法改变ΔG，因此不能改变反应方向，B错误； C．该反应生成固体，气体物质的量减少，ΔS<0。常温下自发（ΔG<0），需满足ΔH−TΔS<0，即ΔH必须为负值，故ΔH>0的说法错误，C错误； D．MgCl2分解为Mg和Cl2是吸热反应（ΔH>0），且生成气体导致熵增（ΔS>0），D正确； 故选D。 6．现有两个热化学方程式： ①   ②   下列说法正确的是 A．反应①②中都存在： B．反应①一定不能自发进行 C．从焓变的角度看，反应①能自发进行 D．从熵变的角度看，反应②能自发进行 【答案】B 【详解】A．反应①②均为液体与气体反应转化为液体的反应，均为熵减反应，即，A错误； B．的反应能自发进行，而反应①的、，则，反应①在任何温度下都不能自发进行，B正确； C．从焓变的角度看，放热反应()倾向于自发进行，而，吸热不利于反应自发进行，所以反应①不能自发进行，C错误； D．从熵变的角度看，熵增的反应(正向混乱度增大)倾向自发进行，而反应②的，熵减不利于反应自发进行，D错误； 故选B。 7．常压下，一定质量的液态水在汽化过程中，焓与熵的变化为 A．焓与熵均减少 B．焓减少，熵增加 C．焓增加，熵减少 D．焓与熵均增加 【答案】D 【详解】液态水汽化为水蒸气是吸热过程即焓变ΔH > 0，焓增加，同时分子从有序液态变为无序气态，混乱度增大即熵变ΔS > 0，熵增加。因此，焓与熵均增加， 故选D。 8．以下判断正确的是 A．  ，该反应高温才能自发 B．  ，该反应低温下不能自发 C．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小 D．与常温可以共存，说明常温下不能自发与反应 【答案】B 【详解】A．该反应为放热（）且熵减（，气体→固体），，低温时，反应自发，A错误； B．该反应吸热（）且熵增（，气体物质的量增加），，低温时较小，，反应不自发；高温时足够大，，反应自发，B正确； C．自发反应由决定，熵可能增大或减小，例如放热、熵减反应在低温下可自发，吸热、熵增反应在低温时非自发，C错误； D．与常温共存是因反应活化能高（动力学因素），但生成的（热力学自发），D错误； 故选B。 9．（24-25高二下·浙江杭州·期中）下列说法不正确的是 A．常温常压下和混合无明显现象，则反应在该条件下不自发 B．基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞 C．在硫酸铜溶液中逐滴滴加氨水，得到深蓝色的溶液后加入95%乙醇，可得深蓝色的晶体 D． ，正反应活化能小于逆反应活化能 【答案】A 【详解】A．常温常压下H2和O2混合不反应是因为活化能高，而非不自发。ΔG=ΔH-TΔS，若ΔG<0则反应自发。该反应ΔG可能为负，但需外界条件引发，因此A的说法错误。 B．基元反应需反应物分子有效碰撞(具备足够能量和正确取向)，碰撞是必要条件，B正确。 C．硫酸铜与过量氨水生成[Cu(NH3)4]2+深蓝色溶液，加入乙醇降低溶解度析出晶体，C正确。 D．ΔH<0表明正反应放热，正反应活化能Ea(正)=Ea(逆)-|ΔH|，故Ea(正)<Ea(逆)，D正确。 故选A。 10．下列生活中的自发过程能用熵判据解释的是 A．自然界中水由高处往低处流 B．低于0 ℃时水变成冰 C．墨水滴到水中会扩散到整个水体 D．铁器暴露在潮湿的空气中会生锈并放出热量 【答案】C 【详解】A．水由高处流向低处是重力势能转化为动能的过程，主要与能量变化（焓变）有关，而非熵增，A错误； B．水结冰是液态变为固态，系统有序性增加，熵减少，该过程由焓变（放热）驱动，B错误； C．墨水扩散是分子从有序分布到无序分布的过程，系统混乱度增加（ΔS>0），符合熵判据，C正确； D．铁生锈是放热反应（ΔH<0），虽然可能伴随熵减，但自发性的主要驱动力是焓变，D错误； 故答案为C。 11．山西长期被视为中国煤炭能源基地的象征，山西大同素有“煤都”之称，其中工业生产水煤气的反应为  ，下列说法正确的是 A．煤中含有碳，可看作是无机化合物 B．煤的干馏和石油的分馏都是物理变化 C．煤的气化在任何温度下都能自发进行 D．向煤中加入，可以减少的排放 【答案】D 【详解】A．煤是复杂的混合物，含有有机物，不能视为无机化合物，A错误； B．煤的干馏是化学变化，石油分馏是物理变化，B错误； C．该气化反应ΔH>0，ΔS>0，仅在高温下ΔG<0时自发，并非任何温度都能自发，C错误； D．CaO与煤燃烧产生的SO2及空气中的氧气反应生成硫酸钙，减少排放，D正确； 故选D。 12．相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是 A． B． C． D．(s，金刚石)(s，石墨) 【答案】B 【详解】A．C2H4(g)的结构比O2(g)复杂，C2H4(g)中原子数更多，分子运动的方式更多，混乱度更大，所以，A不正确； B．对于同种气体H2(g)，物质的量越大，分子数越多，混乱度越大，所以，B正确； C．同一物质，固态的有序性高于液态，液态的混乱度大于固态，所以，C不正确； D．石墨的结构中碳原子呈层状排列，层间作用力较弱，碳原子的活动范围相对较大，混乱度比金刚石大，所以1molC(s，金刚石)＜1molC(s，石墨)，D不正确； 故选B。 13．现有两个热化学方程式 (l)+H2(g) (l)     ① (l)+2H2(g)(l)     ② 下列说法正确的是 A．反应①②中都存在 B．高温时，反应②可自发进行 C．在通常情况下，①②都能自发进行 D．反应①一定不能自发进行 【答案】D 【详解】A．由题中热化学反应方程式可知，反应①②均为熵减反应，即ΔS＜0，A项错误； B．由题可知，反应②ΔH＜0，ΔS＜0，则在低温条件下，ΔH-TΔS＜0，即反应②低温时，可自发进行，B项错误； C．由题可知，反应①ΔH＞0，ΔS＜0，则ΔH-TΔS＞0，所有温度下反应都不能自发进行；反应②的ΔH＜0，ΔS＜0，则在低温条件下，ΔH-TΔS＜0，即反应②低温时，可自发进行，C项错误； D．由题可知，反应①ΔH＞0，ΔS＜0，则ΔH-TΔS＞0，所有温度下反应都不能自发进行，D项正确； 故选D。 14．标准状态下，下列微粒气态时的相对能量如下表： 物质(g) 能量 249 218 39 0 0 -75 -242 -393 依据表中数据，下列说法正确的是 A．的燃烧热 B．反应：，正反应的活化能小于逆反应的活化能 C．的键能为 D．常温常压下和混合无明显现象，则反应在该条件下不自发 【答案】B 【详解】A．根据表格中微粒气态时的相对能量，燃烧生成气态水时，而燃烧热需要生成液态水，故的燃烧热不是，A错误； B．反应：，，是放热反应，正反应的活化能小于逆反应的活化能，B正确； C．断裂得到气态氧、氢原子，键能为，C错误； D．该反应为放热、熵减的反应，根据反应自发进行，可知该反应在较低温度下可自发进行，D错误； 故选B。 15．工业制硝酸的过程中涉及反应。一定条件下NO和进入合成塔发生反应，其他条件相同时测得的实验数据如下表。下列关于该反应的说法错误的是 压强/(Pa) 温度/℃ 达到所列转化率需要的时间/s 50% 90% 98% 1.0 30 12 250 2830 90 25 510 5780 8.0 30 0.2 3.9 36 90 0.6 7.9 74 A．， B．增大的量，能提高的平衡转化率 C．根据上述表格，升高温度该反应速率加快 D．在、90℃下，6s时反应的 【答案】C 【详解】A．是气体体积减小的反应，，该反应在一定条件下能够自发进行，说明在一定条件下成立，则，A正确； B．增大的量，正向进行，能提高的平衡转化率，B正确； C．表格中，升高温度后，相同压强下达到相同转化率所需时间延长（如1.0×105Pa下50%转化率时间从12s增至25s），说明升温导致反应速率减慢，C错误； D．在、90℃下，6s后NO的转化率仍然会增大，说明此时反应还未达到平衡，，D正确； 故选C。 16．金属硫化物()催化反应，既可以除去天然气中的，又可以获得，去除的机理如图所示。下列说法错误的是 A．该反应的 B．题图所示的反应机理中，步骤Ⅰ是放热过程 C．步骤Ⅱ可理解为中的S与金属M形成，同时产生 D．该反应中每转移2mol电子，则消耗1mol 【答案】D 【详解】A．正反应气体物质的量增加，该反应的，故A正确； B．根据题图所示，步骤I中H2S中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间形成新的化学键，成键放出热量，故B正确； C．由题图知，步骤Ⅱ中，H2S中的S与金属M形成作用力生成，同时产生H2，故C正确； D．根据方程式，消耗1mol，同时生成2molH2，转移4mol电子，故D错误； 选D。 17．回答下列问题： (1)汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：。已知该反应的，简述该设想能否实现的依据： 。 (2)下列反应中，在高温下不能自发进行的是 （填字母）。 a．    b． c．    d． (3)25℃和时，反应：  能自发进行的原因是 。 (4)将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气，化学方程式为  ，。该反应在低温下能否自发进行？ （填“能”或“不能”）。 【答案】(1)该反应是的反应，任何温度下均不能自发进行 (2)a (3)该反应是吸热的熵增反应，且常温下熵变对反应的方向起决定作用 (4)不能 【详解】（1）该反应，而的反应才能自发进行，该反应的，故不能实现该反应。 （2）项均为吸热反应，反应的，其中b、c、d项均为正向气体增多的反应，即均为熵增的反应，，那么根据的反应才能自发进行知，b、c、d项对应的反应都需在高温下才能自发进行；而a项反应的，，a项反应在高温下不能自发进行，故选a。 （3）该反应能自发进行，说明，由于该反应的，那么其，故该反应能够自发进行的原因为：该反应是吸热的熵增反应，且常温下熵变对反应的方向起决定作用。 （4）根据的反应才能自发进行知，该反应自发进行的温度要大于，而，由此可知该反应在低温下不能自发进行。 18．在无氧环境下，CH4经催化脱氢芳构化可以直接转化为高附加值的芳烃产品。一定温度下，CH4芳构化时同时存在如下反应： ⅰ．     ⅱ．   回答下列问题： (1)反应ⅰ在1000K时 (选填“能”或“不能”)自发进行。 (2)已知25℃时有关物质的燃烧热数据如表，则反应ⅱ的 (用含的代数式表示)。 物质 【答案】(1)能 (2)6a-b-9c 【详解】（1）反应ⅰ：，在1000K时，ΔG=ΔH-TΔS=+74.6 kJ·mol-1-1000K×80.84×10-3kJ·mol-1·K-1=-6.24 kJ·mol-1<0，故反应ⅰ在1000K时能自发进行； （2）反应ⅱ： 由题给数据可得出以下热化学方程式： ③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=akJ·mol-1 ④C6H6(l)+7.5O2(g)=6CO2(g)+3H2O(l) ΔH=bkJ·mol-1 ⑤H2(g)+0.5O2(g)=H2O(l) ΔH=c kJ·mol-1 依据盖斯定律，将反应③×6-④-⑤×9得反应ⅱ，故反应ⅱ的(6a-b-9c) kJ·mol-1。 19．在温和条件下，将转化为烃类具有重要意义。采用电化学-化学串联催化策略可将高选择性合成，该流程示意图如下： 在反应器中，发生如下反应： 反应i：   反应ii：   计算反应的 ，该反应 (填标号)。 A．高温自发     B．低温自发    C．高温低温均自发 D．高温低温均不自发 【答案】 ﹣126 B 【详解】根据盖斯定律，反应ii-反应i即可得到目标反应，则；该反应是熵减的放热反应，则依据反应能自发进行，则低温下自发进行，故选B。 20．（24-25高二下·上海·期中）转化CO2对减缓日益严重的环境问题有重要意义。CO2和氢气可转化为甲醇：CO2转化为甲醇的工艺中可主要分为两类，一类称为直接法(如反应1)所示主要发生的化学反应如下： 反应1         (1)反应1的能量变化可用图中的 表示。 A．图A        B．图B (2)以下过程与反应1的焓变过程相同的是_______。 A．镁条与稀盐酸反应 B．H—Cl键断裂 C．碳酸氢钠与柠檬酸反应 D．铝热反应 (3)关于反应1下列说法不正确的是_______。 A．1 mol H2O在不同状态下的熵值为S(g)＞S(s) B．向密闭容器中加入1.5 mol二氧化碳和5 mol氢气进行反应，将放出130.5千焦的热量 C．选择合适的催化剂，可使该反应以较快的速度进行 D．可以把反应设计成原电池，实现能量的转化 (4)已知此条件下反应1的，反应1在 条件下有利于自发进行。 A．低温          B．高温          C．无法确定 假设该反应的焓变和熵变不随温度的变化而变化，适宜温度T的取值范围为T K。 (5)反应1中相关化学键键能数据如下表，则1 mol H-O的键能为 kJ/mol。 化学键 H—H C—O C=O C—H 键能/() 436 328 803 414 另一类CO2转化为甲醇的工艺称为间接法：先通过CO2和H2的逆水煤气反应合成CO，再用CO和H2合成甲醇。 反应2.     反应3.     (6) 为。 (7)若利用间接法合成甲醇，反应的决速步骤(所需要的活化能最大)为逆水煤气反应。下列示意图中能体现上述反应体系能量变化的是_______。 A． B． C． D． 【答案】(1)A (2)AD (3)B (4) A 300 (5)477 (6)128 (7)A 【详解】（1）根据热化学方程式可知：反应1的正反应是放热反应，说明反应物总能量大于生成物总能量，可以用图A表示，故合理选项是A； （2）A．镁条与稀盐酸反应是放热反应，与反应1的焓变过程相同，A符合题意； B．断裂化学键要吸收能量，因此H—Cl键断裂过程是吸热过程，与上述反应1的焓变过程不相同，B不符合题意； C．碳酸氢钠与柠檬酸反应是吸热反应，与上述反应1的焓变过程不相同，C不符合题意； D．铝热反应是放热反应，与反应1的焓变过程相同，D符合题意； 故合理选项是AD； （3）A．相同质量的同一物质在不同状态的熵值不同，一般是气态大于液态大于气态，故1 mol H2O在不同状态下的熵值大小关系为：S(g)＞S(s)，A正确； B．CO2气体与H2按1：3的物质的量关系反应。根据热化学方程式可知：1 mol CO2与3 mol H2发生上述反应，放出87 kJ的热量，若容器中加入的1.5 mol CO2与5 mol H2完全发生该反应，会放出热量Q=1.5 mol×87 kJ/mol=130.5 kJ，但由于该反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，故发生反应放出热量Q＜130.5 kJ，B错误； C．选择合适的催化剂，能够降低反应的活化能，可使化学反应速率大大加快，故该反应可以以较快的速度进行，C正确； D．该反应是放热的氧化还原反应，可以设计成原电池，从而实现化学能向电能的转化，D正确； 故合理选项是B； （4）体系的自由能公式为△G=△H-T△S，当△G＜0时，反应能够自发进行。该反应是放热反应，△H＜0，其熵值△S＜0，故反应1要自发进行，该反应应该在低温条件下进行，故合理选项是A； 反应能够自发进行时△G=△H-T△S＜0，-87 kJ/mol-T×(-0.29 kJ/(mol∙K)＜0，则T＜300 K； （5）反应热等于断裂反应物化学键吸收的总能量与形成生成物化学键释放的总能量的差。则(2×803 kJ/mol+3×436 kJ/mol)-{3×414 kJ/mol+328 kJ/mol+E(H-O)+2×E(H-O)}=-87 kJ/mol，解得H-O键的键能E(H-O)=477 kJ/mol； （6）根据盖斯定律可知：△H1=△H2+△H3，则反应③的反应热△H3=△H1-△H2=-87 kJ/mol-41 kJ/mol=-128 kJ/mol； （7）间接法制备甲醇的反应2为吸热反应，反应3为放热反应，总体反应是放热反应，反应2活化能较大，故合理选项是A。 21．（24-25高二上·浙江·期中）工业合成氨  是人类科学技术的一项重大突破。请回答： (1)合成氨反应平衡常数的表达式为 。 (2)有利于提高平衡混合物中氨含量的条件有 （填序号）。 A．低温    B．高温    C．低压    D．高压    E．催化剂 (3)已知时反应的化学平衡常数。时，在容器中发生反应，某时刻测得、和物质的量分别为、和时，则该反应的 （填“>”、“<”或“=”）。 (4)已知氨气溶于水是一个自发过程，推测的焓变_____0。 A．大于 B．小于 C．等于 D．无法判断 (5)可以合成尿素，尿素能缓慢与发生非氧化还原反应释放出和另外一种常见气体，该反应的化学方程式为 。 【答案】(1) (2)AD (3)＞ (4)B (5) 【详解】（1）合成氨反应平衡常数的表达式：； （2）A．该反应为放热反应，低温利于平衡正向移动，可提高平衡混合物中氨含量，A正确；   B．该反应为放热反应，高温利于平衡逆向移动，不利于提高平衡混合物中氨含量，B错误； C．该反应为气体分子数减小的反应，低压利于平衡逆向移动，不利于提高平衡混合物中氨含量，C错误； D．该反应为气体分子数减小的反应，高压利于平衡正向移动，利于提高平衡混合物中氨含量，D正确；     E．催化剂不能影响平衡移动，E错误； 答案选AD； （3）该时刻浓度商：，说明平衡正向移动，则； （4）根据，熵增、焓减利于自发进行，为熵减过程，氨气溶于水是一个自发过程，则； （5）尿素能缓慢与发生非氧化还原反应释放出和另外一种常见气体，另一种气体中C元素化合价应为+4价，该气体为二氧化碳：。 22.甲酸既是燃料，也是具有应用前景的储氢材料。甲酸催化分解生成CO2和H2时，会发生副反应生成CO和H2O。400K、100kPa时，Pt催化甲酸分解的反应进程如图所示。 带“*”的化学式表示微粒被吸附于催化剂表面。 分析图中信息，完成下列填空： （1）400K、100kPa时，1mol甲酸分解为H2和CO2时，_____kJ热量。 A．放出2.94 B．放出134.1 C．吸收2.94 D．吸收134.1 （2）对甲酸分解为H2和CO2的分析，正确的是_____。 A．低温下自发进行 B．高温下自发进行 C．任意温度下自发进行 D．任何温度下不能自发进行 （3）甲酸分解为CO和H2O的反应中，决速步骤的活化能为_____kJ·mol−1. A．140.59 B．159.83 C．134.87 D．212.68 （4）分子吸附于催化剂表面，有化学吸附与物理吸附两种模式，前者分子与催化剂之间形成了化学键，而后者没有。分析图中数据，CO吸附于Pt表面主要是 吸附。 A．化学        B．物理 （5）若反应进程中某些微粒在催化剂表面吸附能力过强，会导致催化效果下降，解释原因： 。 【答案】（1）A （2）C （3）B （4）A （5）吸附能力强的微粒不易从从催化剂表面脱落，使催化剂难以与反应物接触，导致催化效果下降(或导致催化剂中毒) 【解析】（1）由图可知，甲酸的能量高于CO2和H2的总能量，1mol甲酸催化分解生成CO2和H2时，放出2.94kJ能量，故选A。 （2）反应HCOOHCO2(g)+H2(g)为气体体积增大的放热反应，△H<0，△S>0，△G=△H-T•△S＞0时反应能够自发进行，则该反应在任何温度下都能自发进行，故选C。 （3）甲酸分解为CO和H2O的反应中，反应速率最小的步骤为决速步，活化能越大，反应速率越小，则决速步骤的活化能为140.59 kJ·mol−1-(-19.24 kJ·mol−1)=159.83kJ·mol−1.，故选B。 （4）由图可知，1molCO从Pt表面脱吸附时，吸收62.78 kJ +72.09 kJ= 134.87 kJ能量，该能量较高，说明断裂了化学键，说明CO与催化剂之间形成了化学键，属于化学吸附，故选A。 （5）若反应进程中某些微粒在催化剂表面吸附能力过强，会导致催化效果下降，原因是：吸附能力强的微粒不易从从催化剂表面脱落，使催化剂难以与反应物接触，导致催化效果下降(或导致催化剂中毒)。 23.硫化氢是天然气开采、炼油行业和煤化工的副产物，在科研、生活及化学工业中均有重要应用。工业上采用高温分解制取。在恒容密闭容器中，控制不同温度进行分解实验：。以起始浓度均为测定的转化率，结果如下图所示。 （1）由上图可知，关于该反应的判断正确的是___________。 A．高温下才能自发进行 B．任意温度下都不能自发进行 C．低温下才能自发进行 D．任意温度下都能自发进行 （2）能说明某温度下该反应已达到平衡状态的是___________。 A．气体密度保持不变 B．气体总物质的量保持不变 C． D．不变 （3）随温度升高，曲线向曲线逼近的原因是 。 （4）计算985℃时，该反应的平衡常数值为 (用含的代数式表示)。 （5）若在恒容密闭容器中，加入进行分解实验，后测得容器中气体总物质的量为，则0~2min内的平均反应速率为 。 【答案】（1）A （2）BD （3）温度升高，反应速率增大，反应更快地达到平衡状态，相同时间的转化率更接近平衡转化率 （4） （5） 【解析】（1）根据图像可知，温度升高，反应物平衡转化率(曲线a)增大，所以 且，该反应高温下自发进行；故答案选A； （2）A．该反应的反应前后气体总质量不变且恒容密闭容器，则为定值，不能用密度来判断化学反应是否达到平衡，A不符合题意； B．该反应的反应前后气体总物质的量变化，n总为变量，可以用气体总物质的量来判断化学反应是否达到平衡，B符合题意 C．平衡时，，即，C不符合题意； D．随之反应的发生，，逐渐减小，当比值不变时达平衡，D符合题意； 故答案选BD； （3）根据题意结合平衡转化率是该条件下的最大转化率可知：温度升高，反应速率增大，缩短达到平衡的时间，相同时间的转化率更接近平衡转化率； （4）根据题意结合图像可知，985℃时的转化率为40%，得到三段式为 可以得到； （5）根据题意，可得三段式为 2min末，，解得，则0~2min内的平均反应速率为。 24.（24-25高二上·上海长宁·期中）汽车尾气是大气中氮氧化物的主要来源。在汽车内燃机工作时，空气中的部分成分会直接生成少许NO，NO再被氧化为NO2。 （1）对内燃机中生成NO的反应，下列分析正确的是_______ A．属于“氮的固定” B．涉及离子键的断裂与生成 C．活化能很小 D．在自然界中无法发生 （2）酸雨中的HNO3，可由大气中的NO2和H2O反应生成，对NO2和H2O的反应，下列分析正确的是_______。(不定项) A．ΔS＜0 B．NO2表现出了酸性氧化物的性质 C．需要在“放电”条件下发生 D．氧化剂与还原剂物质的量比为1：2 （3）通过NOx传感器可监测NOx的含量，图为工作原理示意图， 其中Pt电极上发生的是 反应(填“氧化”或“还原”)。 【答案】（1）A （2）AD （3）还原 【解析】（1）A．内燃机中氮气发生的反应为内燃机内氮气与氧气反应生成一氧化氮，该反应是游离态氮元素转化为化合态氮元素的过程，属于“氮的固定”，A正确； B．内燃机中涉及的反应为放电条件下氮气与氧气反应生成一氧化氮，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，反应中涉及氮氮、氧氧共价键的断裂与氮氧共价键的生成，B错误； C．内燃机中氮气发生的反应为放电条件下氮气与氧气反应生成一氧化氮，氮氮三键破坏需要消耗很大的能量，所以反应的活化能很大，C错误； D．自然界中下雷电雨时空气中氮气与氧气放电条件下反应生成一氧化氮，与内燃机中氮气发生的反应为放电条件下氮气与氧气反应生成一氧化氮的反应相同，D错误； 故选A； （2）A．二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮：，该反应中气体分子数减小，是熵减的反应，A正确； B．二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，该反应中二氧化氮与硝酸中氮元素化合价不相同，说明二氧化氮不是酸性氧化物，B错误； C．二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，反应不需要“放电”条件下发生，C错误； D．二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，3mol NO2中的2mol NO2氮元素的化合价升高为还原剂、1mol NO2氮元素的化合价降低为氧化剂，氧化剂与还原剂物质的量比为1：2，D正确； 故选AD （3）由图，Pt电极上氧气得到电子发生还原反应，为正极。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $$