2020-2021学年高二上学期鲁科版化学选择性必修1第二章第一节化学反应的方向练习题-普通用卷

第 1 页，共 26 页 高中化学鲁科版选择性必修 1 第二章第一节化学反应的 方向练习题 一、单选题 1. 下列关于判断过程的方向的说法正确的是 ( )A. 所有自发进行的化学反应都是放热反应 B. 高温高压下可以使石墨转化为金刚石是自发的化学反应 C. 由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程 D. 同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同 2. 已知：△ G = △ H − T △ S ，当△ G < 0 ，反应能自发进行，△ G > 0 反应不能自发 进行。生产合成气的反应： C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) 在高温时才能自发进行。 下列对该反应过程的△ H 、△ S 判断正确的是 ( )A. △ H > 0 ，△ S < 0 B. △ H < 0 ，△ S < 0C. △ H > 0 ，△ S > 0 D. △ H < 0 ，△ S > 0 3. 反应 4Fe OH 2 s + O2 g + 2H2O(l) = 4Fe OH 3 s Δ H = − 444.3kJ ⋅ mol − 1 在 常温常压下能自发进行，对反应的方向起决定作用的是 ( )A. 焓变 B. 温度 C. 压强 D. 熵变 4. 下列说法不正确的是 ( )A. 恒温恒压下，△ H < 0 且△ S > 0 的反应一定不能自发进行 B. 1 mol H2O 在不同状态时的熵值： S[H2O(s)] < S[H2O(g)]C. 反应 NH3(g) + HCl(g) = NH4Cl(s) 在室温下可自发进行，则该反应的△ H < 0D. 反应 CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) △ H > 0 ，能否自发进行与温度有关 5. 下列说法错误的是 ( )A. Δ H < 0 ，Δ S > 0 的反应在温度低时不能自发进行 B. 一定温度下，反应 MgCl2(l) Mg(l) + Cl2(g) 的Δ H > 0 、Δ S > 0C. 反应 NH3(g) + HCl(g) = NH4Cl(s) 在室温下可自发进行，则该反应的Δ H < 0D. NH4HCO3(g) = NH3(g) + H2O(g) + CO2(g) Δ H =+ 185.57 kJ · 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 6. 已知 298K 下反应 2Al2O3(s) + 3C(s) = 4Al(s) + 3CO2(g) △ H =+ 2171kJ/mol ， △ S =+ 635.5J/(mol K) ，则下列说法正确的是 ( ) 第 2 页，共 26 页 A. 由题给△ H 值可知，该反应是一个放热反应 B. △ S > 0 表明该反应是一个熵增加的反应 C. 该反应在室温下可能自发 D. 不能确定该反应能否自发进行 7. 对于化学反应能否自发进行，下列说法中错误的是 ( )A. 若Δ H < 0 ，Δ S > 0 任何温度下反应都能自发进行 B. 凡是放热反应都是自发的，凡是吸热反应都是非自发的 C. 反应 CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) Δ H > 0 能否自发进行与温度有关 D. 常温下，反应 C(s) + CO2(g) = 2CO(g) 不能自发进行，则该反应的Δ H > 0 8. 有关汽车尾气的消除主反应为 2NO + 2CO = N2 + 2CO2 ，在 298 K 、 101 kPa 时， △ H = − 113.0 kJ · mol − 1 ，△ S = − 145.3 J · mol − 1 · K − 1 ，则下列结论正确的是 ( )A. 高温下能自发 B. 任何温度下能自发 C. 低温下能自发且速率较大 D. 低温下能自发但速率较小，需催化剂 9. 反应 A(g) + B(g) → AB(l) 分两步进行： ① A + K → AK 活化能为 Ea1( 慢反应 ) ； ② AK + B → AB + K 活化能为 Ea2( 快反应 ) 。 下列说法正确的是 ( ) A. 增大 A 的浓度，能显著增大总反应速率 B. AK 为催化剂，K 为中间产物 C. Ea1 < Ea2D. 若该反应在低温条件下能自发进行，则该反应的Δ H > 010. 下列关于焓判据和熵判据说法中，不正确的是 ( )A. 放热的自发过程可能是熵减小的过程，吸热的自发过程一定为熵增加的过程 B. 4Fe(OH)2(s) + 2H2O(l) + O2(g) = 4Fe(OH)3(s)Δ H = − 444.3 kJ · mol − 1 Δ S = − 280.1 J · mol − 1 · K − 1 在常温常压下能自发进行 C. 在室温下碳酸钙的分解反应不能自发进行，但同样是这个吸热反应在较高温度 (1200 K) 下则能自发进行 D. 放热过程 ( Δ H < 0) 或熵增加 ( Δ S > 0) 的过程一定是自发的 第 3 页，共 26 页 二、填空题 11. 请按要求回答下列各题。 (1) 溶解少量蔗糖于水中，Δ S ________ ( 填“ > ”或“ < ”，下同 )0 。 (2) 乙烯聚合成聚乙烯，Δ S ________0。 (3)CaCO3(s) 受热分解生成 CaO(s) 和 CO2(g) ，Δ S ________。 (4) 水蒸气凝结成水，Δ S ________0。 (5)25 ℃和 1.01 × 10 5 Pa 时，反应 2N2O5(g) = 4NO2(g) + O2(g) Δ H = 56.76 kJ · mol − 1 能自发进行的原因是________________。 12. 已知：Ⅰ .CuSO4(s) + 5H2O(l) = CuSO4 · 5H2O(s) Δ H1 Δ S1 Ⅱ .CuSO4 s = Cu 2+ aq + SO4 2 − aq Δ H2 Δ S2 Ⅲ .CuSO4 ⋅ 5H2O s = Cu 2+ aq + SO4 2 − aq + 5H2O l Δ H3 Δ S3 回答下列问题： (1) 白色无水硫酸铜遇水迅速变蓝，则Δ H1 ________ ( 填“ > ”、“ < ”或“ = ”，下 同 )0 ，Δ S1 ________0。 (2) 称取 16 g CuSO4(s) 和 25 g CuSO4 · 5H2O(s) ，将它们分别溶于等量的水中，发 现一种溶液温度升高，另一种溶液温度降低，则Δ S2 ________ ( 填“ > ”、“ < ”或 “ = ”，下同 )0 ，Δ H2 ________0；若测得 16 g CuSO4(s) 和 25 g CuSO4 · 5H2O(s)溶于水的反应热的差值是 Q(Q > 0)kJ ，则Δ H1 = ________ ( 用含 Q 的代数式表 示 )kJ · mol − 1 。 13. 甲醇水蒸气重整制氢 (SRM) 系统简单，产物中 H2 含量高、CO 含量低 (CO 会损坏燃 料电池的交换膜 ) ，是电动汽车氢氧燃料电池理想的氢源。反应如下： 反应Ⅰ ( 主 ) ： CH3OH(g) + H2O(g) ⇌ CO2(g) + 3H2(g) Δ H1 =+ 49kJ mol − 1 反应Ⅱ ( 副 ) ： H2(g) + CO2(g) ⇌ CO(g) + H2O(g) Δ H2 =+ 41kJ mol − 1 温度高于 300 ℃则会同时发生反应Ⅲ： CH3OH(g) ⇌ CO(g) + 2H2(g) Δ H3 第 4 页，共 26 页 (1) 计算反应Ⅲ的Δ H3 = ________。 (2) 反应Ⅰ能够自发进行的原因是___________，升温有利于提高 CH3OH 转化率， 但也存在一个明显的缺点是______________。 (3) 图为某催化剂条件下， CH3OH 转化率、CO 生成率与温度的变化关系。 ①随着温度的升高，CO 的实际反应生成率没有不断接近平衡状态生成率的原因是 ______ ( 填标号 ) 。 A.反应Ⅱ逆向移动 B.部分 CO 转化为 CH3OH C.催化剂对反应Ⅱ的选择性低 D.催化剂对反应Ⅲ的选择性低 ②随着温度的升高， CH3OH 实际反应转化率不断接近平衡状态转化率的原因是 ___________________________。 ③写出一条能提高 CH3OH 转化率而降低 CO 生成率的措施 _________________________。 (4)250 ℃，一定压强和催化剂条件下， 1.00molCH3OH 和 1.32molH2O 充分反应 ( 已 知此条件下可忽略反应Ⅲ ) ，平衡时测得 H2 为 2.70mol ，CO 有 0.030mol ，试求反 应Ⅰ中 CH3OH 的转化率________，反应Ⅱ的平衡常数________。 ( 结果保留两位有 效数字 ) 第 5 页，共 26 页 14. 二氧化碳的捕集、存储和转化是当今化学研究的热点问题之一。 (1) 用钌的配合物作催化剂，可直接光催化分解 CO2 ，发生反应 ，该反应的△ H __________ ( 填 "" < "" title="latexImg" />或 ，下同 )0 ，△ S ___________0，在低温下，该反应 __________ ( 填 能 或 不能 自发进行。 (2) 在密闭容器中发生如下反应： C(s) + CO2(g) ⇌ 2CO(g) ，以下能够证明该反应 达到平衡状态的是______________________。 ①相同时间内生成 1mol CO2 ，同时消耗 0.5mol CO ；②温度一定时，在恒容容器中 压强不变；③相同时间，断裂 1NAC = O 键同时断裂 1NAC ≡ O ；④恒容容器内气 体密度不变；⑤绝热容器内，体系温度不变；⑥反应到某时刻 c(CO2) ： c(CO) = 1 ： 2；⑦气体平均摩尔质量不变； 三、流程题 15. 多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。 回答下列问题： (1) 硅粉与 HCl 在 300 ℃时反应生成 1 molSiHCl3 气体和 H2 ，放出 225 kJ 热量，该 反应的热化学方程式为 ______________________________________________________________。 SiHCl3 的电子式为_______________。 (2) 将 SiCl4 氢化为 SiHCl3 有三种方法，对应的反应依次为： ①  SiCl4(g) + H2(g) SiHCl3(g) + HCl(g) Δ H1 ˃ 0 ②  3SiCl4(g) + 2H2(g) + Si(s) 4SiHCl3(g) Δ H2 < 0 ③ 2SiCl4(g) + H2(g) + Si(s) + HCl(g) 3SiHCl3(g) Δ H3 第 6 页，共 26 页 Δ H3 = ___________ ( 用Δ H1 ，Δ H2 表示 ) 。温度升高，反应③的平衡常数 K________ ( 填“增大”、“减小”或“不变” ) 。 氢化过程中所需的高纯度 H2 ，可用惰性电极电解 KOH 溶液制备，写出产生 H2 的电 极反应方程式________________________________。 (3) 已知体系自由能变Δ G = Δ H − T Δ S ，Δ G < 0 时反应自发进行。三个氢化反应 的Δ G 与温度的关系如图 1 所示，可知：反应①能自发进行的最低温度是________； 相同温度下，反应②比反应①的Δ G 小，主要原因是 ____________________________________________。 (4) 不同温度下反应②中 SiCl4 转化率如图 2 所示。下列叙述正确的是________ ( 填序 号 ) 。 a.B 点： v 正 > v 逆 b.v 正：A 点˃  E 点 c. 反应适宜温度： 480 ～ 520  ℃ 16. 采用科学技术减少氮氧化物、 SO2 等物质的排放，可促进社会主义生态文明建没。 (1) 采用“联合脱硫脱氮技术”处理烟气 ( 含 CO2 、 SO2 、 NO) 可获得含 CaCO3 、 CaSO4.Ca(NO3)2 的副产品，工业流程如图 l 所示。 ①反应釜 I 采用“气一液逆流”接触吸收法 ( 如图 2) ，其优点是______。 ②反应釜 Il 中 CaSO3 转化为 CaSO4 的化学反应方程式为______。 (2) 为研究“CO 还原 SO2 ”的新技术，在反应器中加入 0.10mol SO2 ，改变加入 CO 的物质的量，反应后体系中产物随 CO 的变化如图 3 所示。其中产物 Y 的化学式是 第 7 页，共 26 页 ______。 (3)O2/CO2 燃烧技术是指化石燃料在 O2 和 CO2 的混合气体中 燃烧，通过该燃烧技术可收集到高纯度 的 CO2 。 ①与在空气中燃烧相比。利用 O2/CO2 燃烧技术时，烟气中 NOx 的排放量明显降低，其主要原因是______ ②利用太阳能可实现反应： 2CO2(g) = 2CO(g) + O2(g) ，该反应能自发进行的原因 是______。 ③ 700 ℃时，以 Ni − MgO -- Al2O3 作催化剂，向 2L 密闭容器中通入 CO2 和 CH4 各 3mol， 发生反应： CO2(g) + CH4(g) 2CO(g) + 2H2(g) 。当反应达平衡时测得 CO 的体积分 数为 40% ，则 CO2 的转化率为______。 ④ CO2 在新型钴基电催化剂作用下，转化为清洁燃料一甲酸。其工作原理如图 4 所 示，写出生成甲酸的电扳反应式：______。 四、实验题 17. Ⅰ . 某化学自主实验小组通过实验探究 NH3 、 NO2 的性质。探究Ⅰ：利用如图所示装 置探究 NO2 能否被 NH3 还原 (K1 、 K2 为止水夹，夹持固定装置略去 ) 。 (1)A 装置中制取 NH3 的化学方程式是___________________________________。 (2) 甲、乙分别是________ ( 填字母 ) 。 a. 浓硫酸、碱石灰 b. 碱石灰、碱石灰 c. 碱石灰、无水氯化钙 d. 五氧化二磷、五氧化二磷 (3) 若 NO2 能够被 NH3 还原，预期 C 装置中能观察到的现象是 _________________________。 (4) 此实验装置存在一个明显的缺陷是 _______________________________________。 第 8 页，共 26 页 Ⅱ . 某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对某类反应 [aA g + bB g ⇌ cC(g)] 的化学平衡的影响，得到如下图象 ( 图中 p 表示压强，T 表示温度， n 表示物质的量，α表示转化率 ) 。 (1) 在反应Ⅰ中，若 p1 > p2 ，则该反应的正反应为_______________ ( 填“放热”或 “吸热” ) 反应，且为气体分子数__________ ( 填“减小”或“增大” ) 的反应；若 此反应能自发进行，则必须满足的条件是___________ ( 填“低温”或“高温” ) 。 (2) 在反应Ⅱ中， T1 _________ ( 填“ > ”“ < ”或“ = ” )T2 ，该反应的正反应为 _______________ ( 填“放热”或“吸热” ) 反应。 18. 以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、 固体燃料以及各种化工产品的工业叫煤化工。 (1) 将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为： C(s) + H2O(g) ⇌ CO(g) + H2(g) △ H已知该反应在常温下不能自发进行，则该反应 △ H ______ 0( 填“ > ”“ < ”或“ = ” ) (2) 已知： BaSO4(s) + 4C(s) − 高温 4CO(g) + BaS(s) △ H1 = 571.2kJ mol − 1 ① BaSO4(s) + 2C(s) − 高温 2CO(g) + BaS(s) △ H2 = 226.2kJ mol − 1 ② 反应 C(s) + CO2(g) − 高温 2CO(g) 的△ H = ______ kJ mol − 1 。 (3) 利用合成气 ( 主要成分为 CO、 CO2 和 H2) 在催化剂的作用下合成甲醇，主反应之 一如下： CO(g) + 2H2(g) ⇌ CH3OH(g) △ H①已知反应中的相关的化学键键能 ( “ C O ”表示 CO 的化学键 ) 数据见表： 化学键 H − H C − O CO H − O C − H E/( kJ.mol − 1 ) 436 343 1076 465 413 第 9 页，共 26 页 由此计算△ H = ______ kJ mol − 1 。 ②甲醇可以用做燃料电池 ( 反应原理如图所示 )则负极电极反应式为______。 若以该燃料电池作为电源，用石墨作电极电解 500mL 饱和食盐水，当两极共收集 到 1.2L( 标准状况下，不考虑气体的溶解及反应 ) 时，常温下所得溶液的 pH = ______。 ( 忽略溶液体积变化 ) (4) 工业生产中，反应 CO(g) + H2O(g) ⇌ H2(g) + CO2(g) △ H < 0 ，使用铁镁催化 剂时一般采用 400 ℃左右、 n(H2O)/n(CO) = 3 ～ 5 ，采用此温度及原料比的原因是 ______。 19. 以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固 体燃料以及各种化工产品的工业叫煤化工。 (1) 将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气。 反应为 C(s) + H2O(g) ⇌ CO(g) + H2(g) △ H =+ 131.3kJ mol − 1 。 ①该反应在常温下______ ( 填“能”或“不能” ) 自发进行。 ②一定温度下，在一个容积可变的密闭容器中，发生上述反应，下列能判断该反应 达到化学平衡状态的是______ ( 填字母，下同 ) 。 a. 密闭容器的容积不再改变 b。 c(CO) ： c(H2) = 1 ：1 c. 形成 1mol H − H ，同时形成 2molH − O 健 d。容器中的压强不变 (2) 将不同量的 CO(g) 和 H2O(g) 分别通入体积为 2L 的恒容密闭容器中，进行反应 CO(g) + H2O(g) ⇌ CO2(g) + H2(g) ，得到如下三组数据： 实验组 温度 / ℃ 起始量 mol 平衡量 /mol 达到平衡所需时 间 /minH2O CO H2 1 650 3 6 2.4 6 2 900 1 2 0.4 3 3 900 a b c t > 3①实验 1 中，从反应开始至平衡以 CO2 表示的平均反应速率为 v(CO2) = ______。 ②该反应的正反应为______ ( 填“吸热”或“放热” ) 反应，实验 2 条件下平衡常数 K = ______ ( 取小数点后两位 ) 。 ③若实验 3 达到平衡时与实验 2 平衡状态中各物质的质量分数相等，则 a、b 应满 足的关系是______ ( 用含 a、b 的数学式表示 ) 。 第 10 页，共 26 页 (3) 目前工业上有一种方法是用 CO2 来生产甲醇，一定条件下发生反应： CO2(g) + 3H2(g) ⇌ CH3OH(g) + H2O(g) ，如图表示该反应进行过程中能量 ( 单位为 kJ mol − 1 ) 的变化。在体积为 1L 的恒容密闭容器中，充入 lmolCO2 和 3molH2 ，达 到平衡后下列措施中不能使 c(CH3OH) 增大的是______。 a. 降低温度 b. 再充入 1molCO2 和 3molH2 c. 将 H2O(g) 从体系中分离出来 d. 充入 He(g) ，使体系压强增大 20. 汽车尾气是城市的主要空气污染物，研究控制汽车尾气成 为保护环境的首要任务。 (1) 汽车内燃机工作时发生反应： N2(g) + O2(g) = 2NO(g) ， 是导致汽车尾气中含有 NO 的原因之一。 T ℃时，向 5L 密 闭容器中充入 6.5molN2 和 7.5molO2 ，在 5min 时反应达到平衡状态，此时容器中 NO 的物质的量是 5mol。 ① 5min 内该反应的平均速率υ (NO) = ______；在 T ℃时，该反应的平衡常数 K = ______。 ②反应开始至达到平衡的过程中，容器中下列各项发生变化的是______ ( 填序号 ) 。 a. 混合气体的密度 b. 混合气体的压强 c. 正反应速率 d. 单位时间内， N2 和 NO 的消耗量之比 (2)H2 或 CO 可以催化还原 NO 以达到消除污染的目的。 已知： N2(g) + O2(g) = 2NO(g) △ H =+ 180.5kJ mol − 1 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) △ H = − 571.6kJ mol − 1 则 H2(g) 与 NO(g) 反应生成 N2(g) 和 H2O(l) 的热化学方程式是______。 (3) 当质量一定时，增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。如图表示在其 他条件不变时，反应： 2NO(g) + 2CO(g) ⇌ 2CO2(g) + N2(g) 中 NO 的浓度 [c(NO)]随温度 (T) 、催化剂表面积 (S) 和时间 (t) 的变化曲线。 ①该反应的△ H ______ 0( 填“ > ”或“ < ” ) 。 ②若催化剂的表面积 S1 > S2 ，在图中画出 c(NO) 在 T1 、 S2 条件下达到平衡过程中的 变化曲线。 第 11 页，共 26 页 答案和解析 1.【答案】C 【解答】 在给定的条件下，无须外界做功，一经引发即能自动进行的化学反应，为自发反应．从 热力学上判断就是：△ G = △ H − T △ S < 0 ． A.反应能否自发取决于焓变和熵变的复合判据，对于吸热反应，在一定温度下也能进行， 故 A 错误； B、 C( 石墨 ) = C( 金刚石 ) ；通常状况下△ H > 0 ，△ S < 0 ，反应是不自发的，而且将金 刚石加热到 1000 ℃可以变成石墨．故 B 错误； C.△ G = △ H − T △ S < 0 时，反应能自发进行，适合于所有的过程，故 C 正确； D.同一物质的固、液、气三种状态的熵值依次增大，故 D 错误； 故选 C． 2.【答案】C 【解析】 【分析】 本题考查焓变与熵变，为高频考点，把握焓变、熵变的判断及判断反应进行方向的综合 判据为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大。 【解答】 由反应 C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) 可知，反应中气体的体积增大，则△ S > 0 ，△ G =△ H − T △ S ，当△ G < 0 反应可自发进行，该反应在高温度时才能自发进行，△ H > 0 。 故选 C。 3.【答案】A 【解析】 【分析】 本题考查化学反应的自发性，题目难度不大，注意反应能否自发进行取决于焓变和熵变， △ H − T ⋅ △ S < 0 说明反应能自发进行。 【解答】 反应 4Fe(OH)2(s) + O2(g) + 2H2O(l) = 4Fe(OH)3(s) △ H = − 444.3kJ/mol ，△ H < 0 ， 且△ S < 0 ，而反应能自发进行，说明△ H − T ⋅ △ S < 0 ，焓变对反应的方向起决定性 作用，故 A 正确。 第 12 页，共 26 页 故选 A。 4.【答案】A 【解析】 【分析】 本题考查反应热与焓变，为高频考点，把握熵与混合度的关系、反应进行方向的综合判 据为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意焓变、熵变的应用，题目难度不大。 【解答】 A、恒温恒压下，△ H < 0 且△ S > 0 的反应，则△ H − T △ S < 0 ，反应一定可以自发 进行，故 A 错误； B、物质的状态不同熵大小不同，气态时熵值最大，固态时熵值最小，1 mol H2O 在不 同状态时的熵值： S[H2O(s)] < S[H2O(g)] ，故 B 正确； C、反应 NH3(g) + HCl(g) = NH4Cl(s) 在室温下可自发进行，△ G = △ H − T △ S < 0 ， △ S < 0 ，则该反应的△ H < 0 ，故 C 正确； D、 CaCO3(s) ⇌ CaO(s) + CO2(g) △ H > 0 、△ S > 0 ，由△ H − T △ S < 0 的反应可自 发进行，可知能否自发进行与温度有关，故 D 正确； 故选：A。 5.【答案】A 【解析】 【分析】 本题主要考查的是自发反应的判断，为高频考点，理解熵变和焓变的正负符号判断、综 合判据的应用为解答的关键，侧重分析与应用能力的综合考查，题目难度不大。 【解答】 A.当△ H < 0 、△ S > 0 时一定有△ G = △ H − T △ S < 0 ，故无论温度高低，反应都能 自发进行，故 A 错误； B.反应 MgCl2(l) ⇌ Mg(l) + Cl2(g) 为吸热反应，则△ H > 0 ，反应物无气体，生成物有 气体，则△ S > 0 ，故 B 正确； C.该反应 NH3(g) + HCl(g) = NH4Cl(s) 的△ S < 0 ，在室温下可自发进行，则△ G = △ H − T △ S < 0 ，则该反应的△ H < 0 ，故 C 正确； D.该反应的△ H > 0 ，由于该反应是固体反应物生成气体，△ S > 0 ，则该反应在一定 条件下能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向，故 D 正确。 第 13 页，共 26 页 故选 A。 6.【答案】B 【解析】 【分析】 本题考查焓变、熵变以及反应进行的方向，为高频考点，侧重分析与应用能力的考查， 题目难度不大。 △ H > 0 ，△ S > 0 表明该反应是一个熵增加的吸热反应，自发性的判断需经过计算求 得答案，注意单位的统一。 【解答】 A.△ H =+ 2171kJ/mol > 0 ，表明该反应是一个吸热反应，故 A 错误； B.△ S =+ 635.5J/(mol K) > 0 表明该反应是一个熵增加的反应，故 B 正确； C.若使本反应自发进行，需使△ H − T △ S < 0 ，即 2171kJ/mol − 0.6355kJ/(mol K) T < 0 ， T > 3416K 时反应才可以自发进行，所以在室温下不可能自发，故 C 错误； D.若使本反应自发进行，需使△ H − T △ S < 0 ，即 2171kJ/mol − 0.6355kJ/(mol K) T < 0 ， T > 3416K 时反应才可以自发进行，故 D 错误。 故选 B。 7.【答案】B 【解析】 【试题解析】 【分析】 本题考查反应热与焓变，为高频考点，把握熵与混合度的关系、反应进行方向的综合判 据为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意焓变、熵变的应用，题目难度不大。 【解答】 A.若△ H < 0 ，△ S > 0 ，△ H − T △ S < 0 ，任何温度下都能自发进行，故 A 正确； B.△ H − T △ S < 0 反应自发进行，吸热、放热的反应均可能自发进行，如氯化铵与氢 氧化钡为常温下自发进行的吸热反应，故 B 错误； C. CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) △ H > 0 、△ S > 0 ，由△ H − T △ S < 0 的反应可自发 进行，可知能否自发进行与温度有关，故 C 正确； D.△ H − T △ S < 0 反应自发进行，该反应的△ S > 0 ，常温不能自发进行，可知△ H − 第 14 页，共 26 页 T △ S > 0 ，则该反应的△ H > 0 ，故 D 正确。 故选 B。 8.【答案】D 【解析】 【分析】 本题考查了化学反应自发进行的判断方法，注意利用焓变、熵变结合温度利用△ H − T △ S < 0 可以自发进行即可解答，题目较简单。 【解答】 2NO + 2CO = N2 + 2CO2 ，在 298 K 、 101 kPa 时，△ H = − 113.0 kJ · mol − 1 ，△ S = − 145.3 J · mol − 1 · K − 1 ，该反应的Δ H < 0 ，Δ S < 0 ，在 298K 时，Δ H − T Δ S = − 113.0 kJ · mol − 1 − 298K × ( − 145.3 × 10 − 3 )kJ · mol − 1 · K − 1 = − 69.7 kJ · mol − 1 < 0 ， 低温下能自发但速率较小，需催化剂，故 D 正确。 故选 D。 9.【答案】A 【解析】 【分析】 本题考查化学反应原理基础知识，包括浓度对反应速率的影响，催化剂、活化能的概念， 以及反应进行方向的判据及其应用，题目较简单。 【解答】 A.增大反应物 A 的浓度，可增加单位体积内活化分子的数目，使有效碰撞的次数增多， 反应速率增大，故 A 正确； B.反应过程中 K 为催化剂，AK 为中间产物，故 B 错误； C.由于反应①是慢反应，反应②是快反应，则 Ea1 > Ea2 ，故 C 错误； D.反应能否自发进行，主要由焓变和熵变共同决定，即只有当△ G = △ H − T · △ S < 0时反应才是自发进行的，若该反应在低温条件下能自发进行，则该反应的Δ H < 0 ，故 D 错误。 10.【答案】D 【解析】 第 15 页，共 26 页 【试题解析】 【分析】 本题考查了化学反应自发进行方向判断，灵活应用焓判据和熵判据是解题的关键，反应 自发进行的综合判断依据是△ H − T △ S < 0 ，根据判据综合分析判断，题目难度不大。 【解答】 A.反应自发进行的判断依据是△ H − T △ S < 0 ，自发进行的反应也需要一定条件才可 以发生，放热的自发过程，△ H < 0 ，△ S 可能小于 0 也可能大于 0，所以，放热的自 发过程可能是熵减小的过程，吸热的自发过程，△ H > 0 ，因 T > 0 ，须△ H − T △ S < 0 ， 取决于△ S > 0 ，所以吸热的自发过程一定为熵增加的过程，故 A 正确； B.化学反应能否自发进行，取决于焓变和熵变的综合判据，△ G = △ H − T △ S = − 444.3 + 0.2801 × 298 = − 360.83 小于零，能自发，故 B 正确； C.在室温下碳酸钙的分解反应不能自发进行，△ H − T △ S > 0 ，因△ H > 0 ，△ S > 0所以当反应温度高到一定程度， T △ S > △ H ，此时△ H − T △ S < 0 ，反应能自发进行， 故 C 正确； D.化学反应能否自发进行，取决于焓变和熵变的综合判据，当△ G = △ H − T △ S < 0时，反应才能自发进行，则放热过程 ( Δ H < 0) 或熵增加 ( Δ S > 0) 的过程不一定是自发 的，故 D 错误。 故选 D。 11.【答案】 (1) > (2) < (3) > (4) < (5) 该反应是熵增反应，且常温下熵变Δ S 对反应的方向起决定性作用 【解析】略 12.【答案】 (1) < ； < (2) > ； < ；− 10Q 【解析】 【分析】 本题考查反应热比较、熵变，难度不大，解题关键是理解熵变概念及盖斯定律。 第 16 页，共 26 页 【解答】 (1) △ H1 = △ H2 −△ H3 ，其中△ H2 < 0 ，反应Ⅲ过程温度降低，则△ H3 > 0 ，所以 △ H1 < 0 ，为放热反应。白色无水硫酸铜遇水迅速变蓝，即 CuSO4(s) + 5H2O(l) = CuSO4 ⋅ 5H2O(s) 的过程为放热过程，则△ H1 < 0 ；左侧为固体和液体，右侧为固体， 混乱度减小，所以Δ S1 < 0 。 (2)CuSO4 溶于水，发生题中 II 反应，左侧为固体，右侧为液体，混乱度增大，则Δ S2 > 0 ， 溶液温度升高，为放热反应，所以△ H2 < 0 ；根据盖斯定律可知，反应Ⅰ可由反应Ⅱ− 反应Ⅲ得到，故△ H1 = △ H2 −△ H3 ，又知二者反应热的差值为 QkJ，且 16gCuSO4(s)和 25gCuSO4 · 5H2O(s) 的物质的量都为 0.1mol ，则△ H1 = △ H2 −△ H3 = 10Q ，故 △ H1 = − 10QkJ · mol − 1 。 13.【答案】 (1) + 90kJ/mol (2) 反应Ⅰ为熵增加的反应；CO 含量升高，破坏燃料电池的交换膜 (3) ① C ②升温使反应速率加快 ③其他条件不变，提高 n( 水 )/n( 甲醇 ) 的比例 (4)91% ； 5.6 × 10 − 3 【解析】 【分析】 本题考查盖斯定律的应用、化学平衡的计算以及化学平衡移动原理应用，难度中等。 【解答】 (1) 由盖斯定律反应Ⅰ + 反应Ⅱ可得反应Ⅲ，则Δ H3 = Δ H1 + Δ H2 =+ 49kJ/mol + 41kJ/mol =+ 90kJ/mol ； 故答案为： + 90kJ/mol ； 第 17 页，共 26 页 (2) 反应Ⅰ为熵增加的反应，则反应Ⅰ在一定条件下能够自发进行；升温有利于提高 CH3OH 转化率，使 CO 含量升高，根据信息可知 CO 含量升高，破坏燃料电池的交换膜； 故答案为：反应Ⅰ为熵增加的反应；CO 含量升高，破坏燃料电池的交换膜； (3) ① A. 三个反应都为吸热反应，升高温度，平衡都正向移动，故 A 错误； B.升温不会促进 CO 转化为 CH3OH ，故 B 错误； C.随着温度的升高，CO 的实际反应生成率没有不断接近平衡状态生成率的原因是催化 剂对反应Ⅱ的选择性低，故 C 正确； D.由于温度没有高于 300 ℃，所以不会发生反应Ⅲ，故 D 错误。 故答案为：C； ②升温使反应速率加快，则 CH3OH 实际反应转化率不断接近平衡状态转化率； 故答案为：升温使反应速率加快； ③其他条件不变，提高 n( 水 )/n( 甲醇 ) 的比例是能提高 CH3OH 转化率，同时使反应Ⅱ逆 向移动，而降低 CO 生成率， 故答案为：其他条件不变，提高 n( 水 )/n( 甲醇 ) 的比例； (4) 平衡时 CO 有 0.030mol ，根据 H2(g) + CO2(g) ⇌ CO(g) + H2O(g) 可知消耗的氢气和 二氧化碳的物质的量均为 0.030mol ，则： CH3OH(g) + H2O(g) ⇌ CO2(g) + 3H2(g) 生成 氢气的物质的量为 0.030mol + 2.70mol = 2.73mol ，则反应的 CH3OH 为 2.73mol 3 = 0.91mol ，所以反应Ⅰ中 CH3OH 的转化率为 0.91mol 1.00mol × 100 ％ = 91 ％；达到平衡时， CO2 的 物质的量为 2.73mol 3 − 0.030mol = 0.88mol ， H2O 的物质的量为 1.32mol − 0.91mol + 0.03mol = 0.44mol ，设体积为 V，则反应Ⅱ的平衡常数为0.44 V × 0.030 V 2.70 V × 0.88 V ≈ 5.6 × 10 − 3 ； 故答案为： 91% ； 5.6 × 10 − 3 。 14.【答案】 (1) > ； > ；不能； (2) ②③④⑤⑦。 第 18 页，共 26 页 【解析】 【分析】 本题主要考查的是反应自发性的判断和化学平衡，意在考查学生的分析能力，解题的关 键是掌握复合判据的应用和理解化学平衡状态的特征。 【解答】 (1) 该反应是吸热反应，△ H > 0 ，反应正向是气体体积增大的方向，△ S > 0 ，由△ G =△ H − T △ S < 0 反应能自发进行可知，该反应在高温下能自发进行，低温下不能自发 进行， 故答案为： > ； > ；不能； (2) ①相同时间内生成 1mol CO2 ，同时消耗 0.5mol CO ，都代表是逆向反应，不能说明 正逆反应速率相同，不能证明反应达到平衡； ②反应方程式两边的气体系数不同，温度一定时，在恒容容器中压强不变，说明反应达 到平衡； ③相同时间，断裂 1NA C = O 键同时断裂 1NA C ≡ O ，代表正逆反应速率相同，说明反 应达到平衡； ④恒容容器内，该反应正向是气体密度增大的方向，气体密度不变，说明反应达到平衡； ⑤该反应正向是吸热反应，绝热容器内，体系温度不变，说明反应达到平衡； ⑥反应到某时刻 c(CO2) ： c(CO) = 1 ：2，不代表各物质浓度保持不变，不能说明反应达 到平衡； ⑦该反应正向是气体的平均摩尔质量减小的方向，气体平均摩尔质量不变，说明反应达 到平衡； 故答案为：②③④⑤⑦。 15.【答案】 (1) ①  Si(s) + 3HCl(g) SiHCl3(g) + H2(g) Δ H = − 225kJ · mol − 1 ； (2) Δ H2 − Δ H1 ；减小； 2H2O + 2e − = 2OH − + H2 ↑ (3)1000 ℃；Δ H2 < Δ H1 导致反应②的Δ G 小 (4)a 、c 【解析】 第 19 页，共 26 页 【分析】 本题考查物质制备，涉及盖斯定律、热化学方程式书写、图象分析判断等知识点，明确 化学反应原理及外界条件对化学平衡移动影响因素是解本题关键，题目难度不大。 【解答】 (1) 硅粉与 HCl 在 300 ℃时反应生成 1molSiHCl3 气体和 H2 ，放出 225kJ 热量，根据反应 热及反应物状态、反应条件书写该反应的热化学方程式为 Si(s) + 3HCl(g) SiHCl3(g) + H2(g) Δ H = − 225kJ · mol − 1 ； SiHCl3 中存在 1 个 Si − H 键、3 个 Si − Cl 键，其电子式为 ， 故答案为： Si(s) + 3HCl(g) SiHCl3(g) + H2(g) Δ H = − 225kJ · mol − 1 ； ； (2) 已知① SiCl4(g) + H2(g) ⇌ SiHCl3(g) + HCl(g) △ H1 > 0② 3SiCl4(g) + 2H2(g) + Si(s) ⇌ 4SiHCl3(g) △ H2 < 0根据盖斯定律可知，② − ①得③ 2SiCl4(g) + H2(g) + Si(s) + HCl(g) ⇌ 3SiHCl3(g) △ H3 = △ H2 −△ H1 < 0 ； 升高温度平衡向吸热方向移动，该反应的正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动， 所以升高温度反应③的平衡常数 K 减小； 电解 KOH 溶液时，阳极上水或氢氧根离子失电子生成氧气，阴极上水或氢离子得电子 生成氢气，电极反应式为 2H2O + 2e − = H2 ↑ + 2OH −， 故答案为：△ H2 −△ H1 ；减小； 2H2O + 2e − = H2 ↑ + 2OH −； (3) 反应① SiCl4(g) + H2(g) ⇌ SiHCl3(g) + HCl(g) Δ H1 ˃ 0 ，根据图知，反应①能自发进 行的最低温度是 1000 ℃；①中△ H1 > 0 、②中△ H2 < 0 ，且反应② △ S < 0 ，△ H2 < △ H1 导致反应②的△ G 小， 故答案为： 1000 ℃；△ H2 < △ H1 导致反应②的△ G 小； (4) 根据图知，A 到 D 点，随着温度升高， SiCl4 转化率增大，说明平衡正向移动且没有 达到平衡状态，D 点后升高温度 SiCl4 转化率降低，说明升高温度平衡逆向移动， a.B 点平衡正向移动，所以 v 正 > v 逆，故 a 正确； b. 温度越高化学反应速率越快，温度 A < E ，所以反应速率 A < E ，故 b 错误； c. 根据图知，反应温度 480 ～ 520 ° C 时转化率较高，故 c 正确； 故答案为：ac。 第 20 页，共 26 页 16.【答案】使石灰乳与气体充分接触，提高气体的吸收率； CaSO3 + 2NO2 + Ca(OH)2 = CaSO4 + Ca(NO2)2 + H2O ； S2 ； CO2 替代空气中的氮气，减少了氮气与氧气的反应；△ S > 0 ； 66.7% ； CO2 + H2O + 2e − = HCOOH + O 2 − 【解析】解： (1) ①采用“气一液逆流”接触吸收法，使石灰乳与气体充分接触，提高 气体的吸收率， 故答案为：使石灰乳与气体充分接触，提高气体的吸收率； ⑦ CaSO3 转化为 CaSO4 ， NO2 还原生成 Ca(NO2)2 ，需要 Ca(OH)2 参与反应，化学反应方 程式为： CaSO3 + 2NO2 + Ca(OH)2 = CaSO4 + Ca(NO2)2 + H2O ， 故答案为： CaSO3 + 2NO2 + Ca(OH)2 = CaSO4 + Ca(NO2)2 + H2O ； (2)CO 还原 SO2 生成硫单质 Sx ，CO 被氧化为 CO2 ，由碳原子守恒可知 CO 与 CO2 的物质 的量相等，图中 X 的物质的量与 CO 的相等，故 X 为 CO2 ，加入 0.2molCO 时，生成 Y 为 0.05mol ，由电子转移守恒 0.2mol × (4 − 2) = 0.05mol × x × (4 − 0) ，解得 x = 2 ， 故 Y 化学式为 S2 ， 故答案为： S2 ； (3) ① CO2 替代空气中的氮气，减少了氮气与氧气的反应，烟气中 NOx 的排放量明显降低， 故答案为： CO2 替代空气中的氮气，减少了氮气与氧气的反应； ②正反应为吸热反应，△ H > 0 ，由于△ G = △ H − T △ S < 0 反应自发进行，该反应 能自发进行，则△ S > 0 ， 故答案为：△ S > 0 ； ③设转化的 CO2 为 xmol，则： CO2(g) + CH4(g) ⇌ 2CO(g) + 2H2(g)起始量 (mol) ：3 3 0 0 转化量 (mol) ：x x 2x 2x 平衡量 (mol) ： 3 − x 3 − x 2x 2x 则 2x 6+2x = 40% ，解得 x = 2 ，故二氧化碳的转化率为 (2mol ÷ 3mol) × 100% = 66.7% ， 故答案为： 66.7% ； ④在阴极 CO2 转化为甲酸，发生还原反应，需要水参与反应，同时生成氧离子，氧离子 移向阳极，在阳极放电生成氧气，生成甲酸的电扳反应式： CO2 + H2O + 2e − = HCOOH + O 2 −， 故答案为： CO2 + H2O + 2e − = HCOOH + O 2 −。 烟气含 CO2 、 SO2 、NO，在反应釜 I 中石灰乳吸收 CO2 、 SO2 生成 CaCO3 、 CaSO3 ，NO 第 21 页，共 26 页 与氧气在预处理器中反应生成二氧化氮，反应釜 I 中石灰乳、 CaSO3 与 NO2 在反应釜 II 中反应生成 CaSO4 、 Ca(NO2)2 。 (1) ①使石灰乳与气体充分接触； ⑦ CaSO3 转化为 CaSO4 ， NO2 还原生成 Ca(NO2)2 ，需要 Ca(OH)2 参与反应； (2)CO 还原 SO2 生成硫单质 Sx ，CO 被氧化为 CO2 ，由碳原子守恒可知 CO 与 CO2 的物质 的量相等，图中 X 的物质的量与 CO 的相等，故 X 为 CO2 ，加入 0.2molCO 时，生成 Y 为 0.05mol ，结合电子转移守恒确定； (3) ① CO2 替代空气中的氮气，减少氮气与氧气的反应； ②正反应为吸热反应，△ H > 0 ，△ G = △ H − T △ S < 0 反应自发进行； ③设转化的 CO2 为 xmol，利用三段式表示出平衡时各组分物质的量，结合 CO 的体积分 数列方程计算解答； ④在阴极 CO2 转化为甲酸，发生还原反应，需要水参与反应，同时生成氧离子，氧离子 移向阳极，在阳极放电生成氧气。 本题考查物质制备工艺流程，涉及对操作与原理的分析评价、陌生方程式书写、氧化还 原反应、化学反应进行方向、化学平衡有关计算、电解原理及电极反应式书写等，是对 学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础。 17.【答案】Ⅰ .(1)NH3 · H2O + CaO = Ca OH 2 + NH3 ↑ (2)c (3) 红棕色气体变为无色 (4) 缺少尾气吸收装置 Ⅱ .(1) 放热；减小；低温 (2) < ；放热 【解析】 【试题解析】 Ⅰ . 【分析】 本题考查了探究二氧化氮性质的实验，根据元素的化合价来预测物质具有的性质，然后 根据实验现象判断物质具有的性质，题目难度中等。 【解答】 (1) 浓氨水能和生石灰反应生成氢氧化钙和氨气，其化学方程式为： NH3 · H2O + CaO = Ca OH 2 + NH3 ↑； (2)B 装置是干燥氨气，应选用碱石灰，乙装置是干燥二氧化氮气体可选用无水氯化钙 第 22 页，共 26 页 或五氧化二磷，故选 c; (3) 二氧化氮是红棕色气体，如果能被氨气还原，二氧化氮浓度减小生成无色气体氮气， 则 C 装置中能观察到的现象是红棕色气体变为无色； (4) 二氧化氮是有毒气体，氨气是有刺激性气味的气体，会污染空气，所以都不能直接 排空，要进行尾气处理才能排入空气，缺少尾气吸收装置； Ⅱ . 【分析】 本题涉及图像分析及化学平衡的移动和反应进行的方向等知识点，整合性较强，通过图 象中数据的变化判断化学平衡移动的方向是解题的关键。 (1) 反应Ⅰ中恒压下温度升高，α (A) 减小，即升高温度平衡向左移动，则正反应为放热 反应，△ H < 0 ；由 p1 > p2 知恒定温度时压强越大，α (A) 越大，即增大压强平衡向右 移动，说明此反应为气体分子数减少的反应 (a + b > c) ，即为熵减反应，△ S < 0. 放热、 熵减反应只能在低温下自发进行， 故答案为：放热；减少；低温； (2) 反应Ⅱ中 T2 温度下反应先达到平衡状态，说明 T2 > T1 ；温度越高，平衡时 C 的物质 的量越小，即升高温度平衡向左移动，则正反应为放热反应，△ H < 0 ， 故答案为： < ；放热； 18.【答案】 > + 172.5 − 99 CH3OH + 8OH − − 6e − = CO3 2 − + 6H2O 13 增大反 应速率，增大 CO 转化率 【解析】解： (1)C(s) + H2O(g) ⇌ CO(g) + H2(g) ，反应△ S > 0 ，已知该反应在常温下 不能自发进行，△ H − T △ S > 0 ，则该反应△ H > 0 ， 故答案为： > ； (2) 已知： BaSO4(s) + 4C(s) −  高温  4CO(g) + BaS(s) △ H1 = 571.2kJ mol − 1 ① BaSO4(s) + 2C(s) −  高温  2CO(g) + BaS(s) △ H2 = 226.2kJ mol − 1 ② 盖斯定律计算 ( ① − ② ) × 1 2 反应 C(s) + CO2(g) −  高温  2CO(g) 的△ H =+ 172.5KJ/mol ， 故答案为： + 172.5 ； (3) ①对于反应： CO(g) + 2H2(g) ⇌ CH3OH(g) ，△ H = E(C ≡ O) + 2E(H − H) − 3E(C − H) − E(C − O) − E(O − H) = − 99kJ/mol ， 故答案为：− 99 ； ②根据原电池原理，电子从负极流向正极，而燃料电池正极通入的是氧气，负极通入的 第 23 页，共 26 页 是燃料，故电池工作时电子移动方向是从 N 极经导线流向 M 极；燃料电池负极发生的 是失电子的氧化反应，生成 CO2 和水， CO2 与 OH −结合成 CO3 2 −，所以负极的电极反应为： CH3OH − 6e − + 8OH − = CO3 2 − + 6H2O ，电解饱和食盐水的方程式为： 2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2 ↑ + Cl2 ↑，该燃料电池作为电源，用石墨作电极电解 500mL 饱和食盐水， 当两极共收集到标准状况下的气体 1.12L( 不考虑气体的溶解 ) 时，即两极一共产生 0.05mol 气体，根据反应方程式，产生的是等物质的量的 H2 和 Cl2 ，因此分别为 0.025mol ， 产生 0.05molNaOH ，因此溶液中 c(OH − ) = 0.05mol 0.5L = 0.1mol/L ，所以溶液的 pH = 14 + lgc(OH − ) = 13 ， 故答案为： CH3OH + 8OH − − 6e − = CO3 2 − + 6H2O ；13； (4) 由图象可知，投料比太低，CO 的转化率不太高，而投料比 3 ～ 5 时转化率已经很高 达到 96% ～ 98% ，再增加投料比，需要大大的增加蒸汽添加量，这样在在经济上不合 算，催化剂的活性最大温度在 400 ℃左右，所以一般采用 400 ℃左右， H2O( 气 ) ： CO = 3 ～ 5 ； 故答案为：增大反应速率，增大 CO 转化率。 (1) 反应自发进行的判断依据是△ H − T △ S < 0 ，△ H − T △ S > 0 反应不能自发进行； (2) 已知： BaSO4(s) + 4C(s) −  高温  4CO(g) + BaS(s) △ H1 = 571.2kJ mol − 1 ① BaSO4(s) + 2C(s) −  高温  2CO(g) + BaS(s) △ H2 = 226.2kJ mol − 1 ② 盖斯定律计算 ( ① − ② ) × 1 2 反应 C(s) + CO2(g) −  高温  2CO(g) 的△ H ； (3) ①焓变△ H = 反应物总键能−生成物总键能； ②燃料电池正极通入的是氧气，负极通入的是燃料，原电池装置中电子从负极流向正极； 燃料电池负极发生的是燃料得电子的还原反应，生成 CO2 和水， CO2 与 OH −结合成 CO3 2 −， 从而写出负极的电极反应；收集到 1.12L 气体即 0.05mol ，结合电解方程式： 2Cl − + 2H2O = Cl2 ↑ + H2 ↑ + 2OH −，求出 C(OH − ) ，最终求出溶液的 PH； (4) 投料比太低，CO 的转化率不太高，投料比太高，经济上不合算以及考虑催化剂的活 性来解答。 本题考查了反应的平衡常数和盖斯定律、图象分析判断的方法、电化学等知识，掌握平 衡移动原理是解题的关键，侧重分析计算能力的考查，题目难度中等。 19.【答案】不能；a、c； 0.2mol/(L min) ；放热； 0.17 ； 2a = b 且 a < 1 ；d 第 24 页，共 26 页 【解析】解： (1) ①反应△ H > 0 ，△ S > 0 ，反应自发进行的条件是高温，所以该反应 在常温下不能自发进行， 故答案为：不能； ② a. 反应达到平衡时，容器体积不再改变，故 a 正确； b.c(CO) ： c(H2) = 1 ：1 与反应物的起始充入量和化学反应进行的程度有关，不能通过 浓度之比判断化学反应是否达到平衡，故 b 错误； c.v 正 = v 逆，则形成 1mol H − H 键，同时形成 2molH − O 键，故 c 正确； d. 反应为恒压容器，整个过程，体系压强始终不变，不能判断化学反应是否达到化学平 衡，故 d 错误， 故答案为：a、c； (2) ①根据表中数据， H2 的生成速率为 v(H2) = 2.4mol 2L × 6min = 0.2mol/(L min) ，由化学反应 速率之比等于化学计量数之比，则 CO2 的生成速率为 v(CO2) = v(H2) = 0.2mol/(L min) ， 故答案为： 0.2mol/(L min) ； ②实验 1 和实验 2 的反应物物质的量之比一致，实验 1 中 H2O 的转化率为 2.4 3 × 100% = 80% ，实验 2 中 H2O 的转化率为 0.4 1 × 100% = 40% ，即升高温度不利于化学反应正向 进行，则正反应为放热反应， CO(g) + H2O(g) ⇌ CO2(g) + H2(g)起始 (mol/L) 0.5 1 平衡 (mol/L) 0.3 0.8 0.2 0.2所以化学平衡常数为 K = c(CO2)c(H2) c(CO)c(H2O) = 0.2mol/L × 0.2mol/L 0.3mol/L × 0.8mol/L = 0.17 ， 故答案为：放热； 0.17 ； ③若实验 3 达到平衡时与实验 2 平衡状态中各物质的质量分数相等，说明实验 3 的反应 物起始物质的量之比与实验 2 一致，注意到实验 2 和实验 3 温度相同，但实验 3 反应到 达平衡的时间更长，说明实验 3 起始时反应物浓度较实验 2 低，所以存在关系为 2a = b且 a < 1 ， 故答案为： 2a = b 且 a < 1 ； (3)a. 反应为放热反应，降低温度有利于反应正向进行，可使 c(CH3OH) 增大，故 a 不选； b. 再充入 1molCO2 和 3molH2 ，促使反应正向进行，可使 c(CH3OH) 增大，故 b 不选； c. 将 H2O(g) 从体系中分离出来，产物浓度降低，促使平衡正向移动，可使 c(CH3OH) 增 大，故 c 不选； 第 25 页，共 26 页 d. 充入 He(g) ，使体系压强增大，但不改变各组分的浓度，对化学平衡无影响，不能使 c(CH3OH) 增大，故 d 选， 故答案为：d。 (1) ①反应△ H > 0 ，△ S > 0 ，反应自发进行的条件是高温； ②一定温度下，在一个容积可变的密闭容器中，发生上述反应，反应达到平衡时，容器 体积不再改变， v 正 = v 逆，据此逐项分析； (2) ①根据 v = △ c △ t 计算 H2 的生成速率，再由化学反应速率之比等于化学计量数之比计算 CO2 的生成速率； ②根据实验 1 和实验 2 的转化率分析温度对化学反应的影响，根据方程式计算各组分的 平衡浓度，代入化学平衡表达式计算化学平衡常数的值； ③若实验 3 达到平衡时与实验 2 平衡状态中各物质的质量分数相等，说明实验 3 的反应 物起始物质的量之比与实验 2 一致，注意到实验 2 和实验 3 温度相同，但实验 3 反应到 达平衡的时间更长，说明实验 3 起始时反应物浓度较实验 2 低； (3) 根据能量变化图分析，反应为放热反应，反应达到平衡后，采取措施增大 c(CH3OH) ， 从浓度，温度，压强角度分析，据此逐项分析。 本题考查学生影响化学反应速率的因素和影响化学平衡移动的因素，可以根据所学知识 进行回答，难度不大。 20.【答案】 (1) ① 0.2mol/(L min) ； 1.25 ；② cd ； (2)2H2(g) + 2NO(g) = N2(g) + 2H2O(l) △ H = − 752.1kJ/mol ； (3) ① < ；② 【解析】 【分析】 本题主要考查化学反应速率、影响化学平衡的因素、化学平衡图象以及热化学方程式的 书写等， (3) 中注意根据“先拐先平数值大”原则判断温度高低是关键，作图时注意到 达平衡的时间与平衡时 NO 的浓度，难度不大。 【解答】 (1) ① T ℃时，向 5L 密闭容器中充入 6.5molN2 和 7.5molO2 ，在 5min 时反应达到平衡状 态，此时容器中 NO 的物质的量是 5mol， 由题中所给数据可知： 第 26 页，共 26 页 N2(g) + O2(g) ⇌ 2NO(g)起始浓度 (mol L − 1 )1.3 1.5 0 转化浓度 (mol L − 1 )0.5 0.5 1.0平衡浓度 (mol L − 1 )0.8 1.0 1.0则υ (NO) = 1.0mol/L 5min = 0.2mol/(L min) ， K = c 2 (NO) c(N2)c(O2) = 1 2 0.8 × 1.0 = 1.25 ， 故答案为： 0.2mol/(L min) ； 1.25 ； ② a. 混合气体的总质量不变，容器的体积不变，混合气体的密度不变，故 a 不符合； b. 混合气体总的物质的量不变，容器体积不变，混合气体的压强不变，故 b 不符合； c. 随反应进行，反应物浓度降低，正反应速率逐渐降低，故 c 符合； d. 随反应进行，反应物浓度降低，正反应速率逐渐降低，生成物的浓度增大，逆反应速 率增大，故单位时间内， N2 的消耗量减小，NO 的消耗量增大，单位时间内， N2 和 NO 的消耗量之比减小，故 d 符合； 故答案为：cd； (2) ①已知：① N2(g) + O2(g) = 2NO(g) △ H =+ 180.5kJ/mol② 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) △ H = − 571.6kJ mol − 1 依据盖斯定律可知② − ①得： 2H2(g) + 2NO(g) = N2(g) + 2H2O(l) △ H ， △ H = ( − 571.6kJ/mol) − 180.5kJ/mol = − 752.1kJ/mol ；由于正反应放热 ( △ H < 0) ， 且正反应方向气体体积减小，为熵减小的方向，即△ S < 0 ，△ H − T △ S < 0 ，反应 自发进行，所以 T 较小才可以，即低温下自发， 故答案为： 2H2(g) + 2NO(g) = N2(g) + 2H2O(l) △ H = − 752.1kJ/mol ； (3) ①温度 T2 到达平衡的时间短，反应速率快，故温度 T2 > T1 ，温度越高，平衡时 NO 的浓度越高，说明升高温度平衡向逆反应移动，故正反应为放热反应，即△ H < 0 ，故 答案为： < ； ②催化剂的表面积 S1 > S2 ，则催化剂 S1 到达平衡的时间比催化剂 S2 短，催化剂不影响平 衡移动，平衡时 NO 的浓度相同，故 c(NO) 在 T1 、 S2 条件下达到平衡过程中的变化曲线 为 ，故答案为： 。