化学反应的方向++课后练习 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练习高二上学期人教版（2019）化学选择性必修1一、选择题1．灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制造器皿。现把白锡制成的器皿放在0℃、100kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能再继续使用(已知：在0℃、100kPa条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为ΔH=-2.18kJ·mol-1，ΔS=-6.61J·mol-1·K-1)（）A．会变成灰锡 B．不会变成灰锡C．不能确定 D．升高温度才会变成灰锡2．奥地利物理学家Boltzmann首次将熵与混乱度定量地联系起来，即[k为Boltzmann常数；为混乱度(即微观状态数)，也粗略地看作空间排列的可能性数目]。在常温常压下，下列反应是熵增反应的是（）A．B．C．D．3．下列说法中正确的是（）A．若ΔH＞0，ΔS＜0，化学反应在任何温度下都能自发进行B．NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)在室温下不能自发进行，则该反应的ΔH＜0C．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＜0D．加入合适的催化剂能降低反应的活化能，从而改变反应的焓变4．下列说法中正确的是（）A．非自发反应在任何条件下都不能实现B．自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小C．凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的D．熵增加且放热的反应一定是自发反应5．某反应：A=B+C在室温下能自发进行，但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＜0C．△H＜0、△S＞0 D．△H＞0、△S＞06．下列说法不正确的是()A．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变B．化学反应中的能量变化都表现为热量的变化C．反应物的总能量低于生成物的总能量时，发生吸热反应D．同温同压下，H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H相同7．下列叙述正确的是（）A．已知C(石墨，s)=C(金刚石，s)，则石墨比金刚石稳定B．反应在室温下能自发进行，该反应的C．达平衡后，缩小容器体积，平衡转化率不变D．密闭容器中存在：，当时，该反应到达限度8．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9．氮是生命的基础，氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。工业上用氨的催化氧化生产硝酸，其热化学方程式为4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)△H=-904kJ·mol-1。生产硝酸的尾气中主要含有NO、NO2等大气污染物，可用石灰浆等碱性溶液吸收处理，并得到Ca(NO3)2、Ca(NO2)2等化工产品。对于反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)，下列有关说法正确的是（）A．△S<0B．该反应的正反应的活化能小于逆反应的活化能C．4molNH3和5molO2充分反应放出的热量为904kJD．达到平衡时，增大容器的体积，v(正)增加、v(逆)减小10．下列说法正确的是()A．熵增大的反应一定是自发反应B．焓增大的反应一定是自发反应C．熵、焓都为正值的反应是自发反应D．ΔH－TΔS＜0的反应一定是自发反应11．已知298K下反应2Al2O3(s)+3C(s)=4Al(s)+3CO2(g)ΔH=+2171kJ·mol-1ΔS=+635.5J·mol-1·K-1，则此反应（）A．高温下可自发进行 B．任何条件下都可自发进行C．任何条件下都不可自发进行 D．低温下可自发进行12．橡皮筋在拉伸和收缩状态时结构如图：在其拉伸过程中有放热现象，反之吸热。25℃、101kPa时，下列化学反应的焓变、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．2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑B．Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl＝BaCl2＋2NH3↑＋10H2OC．2H2＋O2＝2H2OD．CaCO3＝CaO＋CO2↑13．含硫矿物是多种化工生产的原料，主要有硫磺、黄铁矿()、辉铜矿()、明矾、绿矾()、胆矾()、重晶石()等。硫磺、黄铁矿可作为工业制硫酸的原料，辉铜矿煅烧时可发生反应：Cu2S+O2煅烧__2Cu+SO2。直接排放会造成环境污染，可将其转化，或用石灰乳、等物质进行回收再利用。对于反应A．该反应B．反应平衡常数C．其他条件一定，增大体系的压强可以增大反应的平衡转化率D．其他条件一定，升高温度可以增大反应的平衡常数14．下列关于化学反应方向的说法正确的是（）A．凡是放热的反应都是自发反应B．凡是需要加热才发生的反应都是非自发反应C．凡是熵增的反应都是自发反应D．反应是否自发，需要综合考虑反应焓变和熵变二、非选择题15．氨是化学实验室及化工生产中的重要物质，应用广泛。（1）已知25℃时：N2(g)＋O2(g)2NO(g)ΔH=+183kJ/mol2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)ΔH=－571.6kJ/mol4NH3(g)＋5O2(g)＝4NO(g)＋6H2O(l)ΔH=－1164.4kJ/mol则N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH=kJ/mol（2）在恒温恒容密闭容器中进行合成氨反应，起始投料时各物质浓度如下表：N2H2NH3投料Ⅰ1.0mol/L3.0mol/L0投料Ⅱ0.5mol/L1.5mol/L1.0mol/L①按投料Ⅰ进行反应，测得达到化学平衡状态时H2的转化率为40%，则该温度下合成氨反应的平衡常数表达式为。②按投料Ⅱ进行反应，起始时反应进行的方向为（填“正向”或“逆向”）。③若升高温度，则合成氨反应的化学平衡常数（填“变大”、“变小”或“不变”）。④L（L1、L2）、X可分别代表压强或温度。下图表示L一定时，合成氨反应中H2(g)的平衡转化率随X的变化关系。ⅰ.X代表的物理量是。ⅱ.判断L1、L2的大小关系，并简述理由。（3）电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如下：①电极b上发生的是反应（填“氧化”或“还原”）。②写出电极a的电极反应式。16．以天然气为原料合成甲醇。有关热化学方程式如下：①2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g)ΔH1=-70.8kJ·mol-1②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH2③2CH4(g)+O2(g)2CH3OH(g)ΔH3=-251.0kJ·mol-1（1）ΔH2=kJ·mol-1。（2）在恒容密闭容器里，按物质的量比1：1加入一定量的碳和水蒸气反应生成水煤气。一定条件下达到平衡，当改变反应的某一条件时，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是_________。（填序号）A．正反应速率先增大后减少B．化学平衡常数K减少C．再加入一定量碳D．反应物气体体积分数增大（3）在体积可变的密闭容器中投入1molCO和2molH2，在不同条件下发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。实验测得CH3OH的物质的量随温度、压强的变化如图所示。①该反应自发进行的条件是（填“低温”、“高温”或“任意温度”）②506K时，反应平衡时H2的转化率为；压强：p1(填“>”“<”或“=”)p2。③反应速率：N点v正(CO)(填“>”“<”或“=”)M点v逆(CO)。④若压强为p1、在1L恒容密闭容器中进行上述反应(起始投料不变)，在不同温度下上述反应的平衡常数的对数(lgK)如图所示。则温度为506K时，平衡常数K=(保留三位小数)，B、C、D、E四点中能正确表示该反应的lgK与T的关系的点为。（4）在2L恒容密闭容器中充入a(a>0)molH2、2molCO和7.4molCH3OH(g)，在506K下进行上述反应。为了使该反应逆向进行，a的范围为。17．硫化氢气体在资源利用和环境保护等方面均有重要应用。（1）工业采用高温分解H2S制取氢气，2H2S(g)2H2(g)+S2(g)，在膜反应器中分离出H2。在容积为2L的恒容密闭容器中，控制不同温度进行此反应。H2S的起始物质的量均为1mol，实验过程中测得H2S的转化率如图所示。曲线a表示H2S的平衡转化率与温度的关系，曲线b表示不同温度下反应经过相同时间时H2S的转化率。①反应2H2S(g)2H2(g)+S2(g)的ΔH（填“>”“<”或“=”）0。②985℃时，反应经过5s达到平衡状态，此时H2S的转化率为40%，则用H2表示的反应速率为v(H2)=。③随着H2S分解温度的升高，曲线b向曲线a逐渐靠近，其原因是。（2）将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S，其物质转化如下图所示。①在图示的转化中，化合价不变的元素是。②在温度一定和不补加溶液的条件下，缓慢通入混合气体，并充分搅拌。欲使生成的硫单质中不含CuS，可采取的措施有。（3）工业上常采用上图电解装置电解K4[Fe(CN)6]和KHCO3混合溶液，电解一段时间后，通入H2S加以处理。利用生成的铁的化合物K3[Fe(CN)6]将气态废弃物中的H2S转化为可利用的S，自身转化为K4[Fe(CN)6]。①电解时，阳极的电极反应式为。②当有16gS析出时，阴极产生的气体在标准状况下的体积为。③通入H2S时发生如下反应，补全离子方程式：18．请运用化学反应原理的相关知识回答下列问题：（1）焦炭可用于制取水煤气。测得12g碳与水蒸气完全反应生成水煤气时，吸收了131.6kJ热量。该反应的热化学方程式为。该反应的△S0(选填“>”、“<”或“=”)，该反应在条件下能自发进行（选填“高温”、“低温”或“任意温度”）。（2）CO是有毒的还原性气体，工业上有重要的应用。CO是高炉炼铁的还原剂，其主要反应为：Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)ΔH=akJmol－1①已知：Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)ΔH1=+489.0kJmol－1C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)ΔH2=+172.5kJmol－1则a=。②工业上高炉炼铁反应的平衡常数表达式K=，温度升高后，K值（选填“增大”、“不变”或“减小”）。③在T℃时，该反应的平衡常数K=64，在恒容密闭容器甲和乙中，分别按下表所示加入物质，反应经过一段时间后达到平衡。Fe2O3COFeCO2甲/mol1.01.01.01.0乙/mol1.02.01.01.0下列说法正确的是（填字母）a．若容器内气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态b．甲容器中CO的平衡转化率为60%，大于乙c．甲、乙容器中，CO的平衡浓度之比为2∶3d．由于容器的体积未知，所以无法计算该条件下甲容器中CO的平衡转化率（3）请解释打开饮料“雪碧”的瓶盖，会有大量气泡冒出的原因：.（4）甲醇（CH3OH）燃料电池是以铂为电极，以KOH溶液为电解质溶液，在两极区分别加入CH3OH和O2即可产生电流。正极加入的物质是；负极的电极反应是。19．随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了各国的普遍重视。（1）目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)△H＝－49.0kJ/mol，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝mol/(L·min)。②该反应的平衡常数表达式为K=。③下列措施中能使n(CH3OH)／n(CO2)增大的是。A.升高温度B.充入He(g)，使体系压强增大C.将H2O(g)从体系中分离D.再充入1molCO2和3molH2（2）有人提出，可以设计反应2CO(g)＝2C(s)＋O2(g)通过其自发进行来消除CO的污染。该方案(填“是”、“否”)可行，理由是：。20．氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。在1L固定容积密闭容器中投入1.8molCH4和3.6molH2O(g)，若只发生反应：CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)△H1=+165.0kJ·mol-1，测得CH4、H2O及某一生成物X的物质的量浓度随反应时间的变化如图1所示(反应中条件有变化时，只考虑改变一个条件)。（1）①CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)，说明该反应自发进行的原因：。②反应在10min时的平衡常数K=(列出数学计算式，不必算出结果)。（2）第6min时改变的条件是。（3）画出X物质4min~9min之间的变化图像。（4）反应的过程中发生副反应CO2(g)+CH4(g)CH3COOH(g)△H2=-32.2kJ•mol-1，反应所用的时间和CO2、CH3COOH的产率如图2所示，t时刻后，CO2的产率比CH3COOH低，其原因是。（5）我国提出在2030年前实现碳达峰，为了回收CO2有人设计了图3流程，体现了“绿色化学”思想，写出步骤Ⅲ的化学方程式：。21．“Cl化学”是指以碳单质或分子中含1个碳原子的物质(如CO、CO2、CH4、CH3OH等)为原料合成工业产品的化学工艺，对开发新能源和控制环境污染有重要意义。中科院天津工生所利用化学催化剂将高浓度二氧化碳在高密度氢能作用下还原成碳一(Cl)化合物，然后通过设计构建碳一聚合新酶，依据化学聚糖反应原理将碳一化合物聚合成碳三(C3)化合物，最后通过生物途径优化，将碳三化合物聚合成碳六(C6)化合物，再进一步合成直链和支链淀粉(Cn化合物)。在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成。（1）科学家成功研制出一种新型催化剂，能将CO2转变为甲烷。在常压、300℃条件下，CO2与H2按体积之比1∶4反应，CO2转化率可达90%。一定条件下，某兴趣小组在容积为VL的密闭容器中发生此反应达到化学平衡状态。①该反应的平衡常数表达式为。②由如图可知该反应的△H0(填“>”、“<”或“=”)；300℃时，从反应开始到达平衡，以H2的浓度变化表示的化学反应速率是(用、、V表示)。（2）已知，，控制一定条件，该反应能自发进行，则0(填“＞”，“＜”或“＝”)。在一定温度下，向一容积可变的容器中充入、，的转化率与反应时间的关系如图所示。在t时加压，若t1时容器容积为1000mL，则t2时容器容积为mL。（3）利用回收的制取甲醛的反应为①为提高上述反应中H2的平衡转化率，可以采取的措施有、(任写两条)。②实验室在2L恒容密闭容器中模拟上述合成HCHO的实验。时将的和混合气体充入容器中，每隔一定时间测得容器内混合气体压强如表所示：时间/min0102030405060压强/kPa1.080.960.880.820.800.800.80已知：，即用B物质的分压变化表示时间内反应的平均反应速率。0~10min内该反应的平均反应速率为。10min时，CO2的转化率为(保留小数点后一位)。22．（1）反应的分类研究：从能量变化角度分，将反应分为放热反应和吸热反应。下列反应中能量变化符合图中所示的是__________(填序号)A．铁片与稀盐酸反应 B．灼热的碳与CO2反应C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 D．甲烷在氧气中的燃烧反应（2）在一定条件下，N2和H2完全反应生成1molNH3放热46.0kJ热量。写出氢气和氮气反应生成氨的热化学方程式（3）氢气在工业合成中应用广泛，通过下列反应可以制备甲醇ⅰ.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)∆H=-90.8kJ·mol-1ⅱ.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)∆H=+41.3kJ·mol-1①请写出由CO2和H2制取甲醇的热化学方程式：。②根据以上信息判断CO2与H2制取甲醇的反应在(填“高温”或“低温”)条件下可自发进行。③当温度为850℃，反应ⅱ的化学平衡常数，某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见表：COH2OCO2H20.5mol8.5mol2.0mol2.0mol此时上述的反应②中正、逆反应速率的关系式是(填下列选项)，请结合必要的计算，说明理由。A．v(正)>v(逆)B．v(正)<v(逆)C．v(正)=v(逆)D．无法判断

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】在等温、等压条件下，自发反应总是向着ΔH－TΔS<0的方向进行，直至达到平衡状态。因此，在0℃、100kPa条件下，白锡会不会变为灰锡的问题就转化为求算ΔH－TΔS值的问题。ΔH－TΔS＝－2180J·mol-1－273K×(-6.61J·mol-1·K-1)＝－375.47J·mol-1<0，因此在该条件下白锡会变为灰锡。故答案为：A。【分析】结合熵判据和涵判据，利用ΔH－TΔS，小于0，可以进行。2．【答案】A【解析】【解答】A．反应是固体生成气体的反应，属于熵增反应，故A选；B．是气体分子数减少的反应，属于熵减反应，故B不选；C．是气体生成固体的反应，属于熵减反应，故C不选；D．是气体生成液体的反应，属于熵减反应，故D不选；故答案为：A。

【分析】反应后气体分子数越大，混乱度越大，熵值越大。3．【答案】C【解析】【解答】A．若ΔH＞0，ΔS＜0，化学反应在任何温度下都不能自发进行，故A不符合题意；B．NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)ΔS>0，在室温下不能自发进行，则该反应的ΔH>0，故B不符合题意；C.2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g)ΔS<0，在低温下能自发进行，则该反应的ΔH＜0，故C符合题意；D．加入合适的催化剂能降低反应的活化能，不能改变反应的焓变，故D不符合题意；故答案为：C。

【分析】此类题型判断可以结合ΔG=ΔH-TΔS<0判断，若要反应可以自发进行，即ΔH<TΔS。4．【答案】D【解析】【解答】A、非自发反应在一定条件下能实现自发进行,如△H＞0，△S＞0的反应高温下可以自发进行，低温下反应非自发进行，故A不符合题意；B、自发反应不一定是熵增大，如△H＜0，△S＜0低温下反应自发进行，非自发反应不一定是熵减小，也可以增大，如△H＞0，△S＞0低温下是非自发进行的反应，故B不符合题意；C、凡是放热反应不一定是自发的，如△H＜0，△S＜0高温下反应不能自发进行，吸热反应不一定是非自发的，如△H＞0，△S＞0的反应高温下可以自发进行，故C不符合题意；D、熵增加且放热的反应，即△H＜0，△S＞0，可得△H-T△S＜0，反应一定是自发反应，故D符合题意；故答案为：D。

【分析】A.部分非自发反应在一定的条件下也是可以发生的；

B.根据复合判据来判断反应是否可以自发进行；

C.放热反应不一定是自发的，吸热反应也不一定是非自发的。5．【答案】A【解析】【解答】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，反应能自发进行，当△H＜0，△S＞0时，△G=△H-T•△S＜0，在室温一定能自发进行，而△H＞0，△S＜0时不能自发进行，△H＞0，△S＞0时，在室温下不能自发进行，在高温下能自发进行；故答案为：A。【分析】本题考查反应能否自发进行的判断，题目难度不大，注意根据自由能判据的应用，当△G=△H-T•△S＜0时，反应能自发进行。6．【答案】B【解析】【解答】A．反应热与反应的途径无关，只与反应的始态与终态有关，所以应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变，A不符合题意；

B．化学反应中的能量变化主要表现为热量的变化，还表现为电能和光能，如原电池反应，B符合题意；

C．焓变△H=生成物的总能量-反应物的总能量，若反应物的总能量低于生成物的总能量时，反应的△H＞0，反应吸热，C不符合题意；

D．应的焓变只与物质的起始状态有关，与反应条件无关，所以同温同压下，H2（g）+Cl2（g）═2HCl（g）在光照和点燃条件下的△H相同，D不符合题意；

故答案为：B。

【分析】A．反应热与反应的途径无关，只与反应的始态与终态有关；

B．化学反应中的能量变化除了热量的变化，还有多种形式；

C．注意可以根据反应物和生成物能量高低判断吸热和放热反应；

D．反应的焓变与反应条件无关。7．【答案】A【解析】【解答】A．根据能量最低原理，能量越低越稳定，C(石墨，s)=C(金刚石，s)，为吸热反应，反应物总能量小于生成物总能量，所以石墨比金刚石稳定，故A符合题意；B．对于反应，分子数减小的反应，，根据自发进行，该反应在低温下自发进行，所以该反应的，故B不符合题意；C．对于反应，属于分子数增多的反应，达平衡后，缩小容器体积，压强增大，平衡逆向进行，平衡转化率减小，故C不符合题意；D．对于可逆反应，当正逆反应速率相等且体系中各位物质的物质的量浓度保持不变时达平衡状态，对于反应：，当时，反应不一定达到平衡状态，故D不符合题意；故答案为：A。

【分析】A.物质的能量越低越稳定；

B.根据时反应自发进行分析；

C.缩小容器体积，压强增大，平衡逆向移动；

D.可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变。8．【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。9．【答案】B【解析】【解答】A．由方程式可知，该反应是一个熵增的反应，反应△S＞0，故A不符合题意；B．由题意可知，该反应为放热反应，则反应的正反应的活化能小于逆反应的活化能，故B符合题意；C.4molNH3和5molO2不可能完全反应，反应放出的热量小于904kJ，故C不符合题意；D．达到平衡时，增大容器的体积，容器中气体压强减小，正、逆反应速率均减小，故D不符合题意；故答案为：B。

【分析】A.此反应是气体增加的反应，混乱度增大的反应是熵增的反应

B.正反应是放热，逆反应的活化能等于=焓变的数值+活化能

C.该反应为可逆反应，可逆反应不可能完全反应

D.增大容器的体积，速率均减小10．【答案】D【解析】【解答】A．熵增大，焓变增大，△H-T△S可能大于0，故A不符合题意；B．焓增大，若熵值减小，△H-T△S大于0，反应不能自发进行，故B不符合题意；C．熵、焓都为正值，△H-T△S＞0，反应一定不能自发进行，故C不符合题意；D．△H-T△S＜0的反应一定是自发反应，故D符合题意；故答案为：D。【分析】熵变与焓变都是与反应能否自发进行相关的因素，但是都不是唯一因素，反应自发进行的判断依据为：△H-T△S＜0。11．【答案】A【解析】【解答】2Al2O3(s)+3C(s)=4Al(s)+3CO2(g)ΔH=+2171kJ·mol-1，ΔS=+635.5J·mol-1·K-1；在常温时，则ΔH-TΔS=2171-298×0.6355=1981.6kJ·mol-1＞0，反应不能在常温下自发进行，所以要使反应发生，需要在高温下才能自发进行，A符合题意；故答案为：A。

【分析】根据反应自发进行的条件，要使ΔH−T△S＜0才能自发，将常温即T=298K代入计算发现不能自发，因此该反应要在高温下才能自发进行。12．【答案】B【解析】【解答】A.钠与水反应，放热反应，△H<0，△S>0，可自发，A不符合题意；B.Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl混合，吸热反应，△H>0，△S>0，可自发，B符合题意；C.H2与O2反应，为吸热反应，△H>0，△S<0，非自发，C不符合题意；D.碳酸钙受热分解，△H>0，△S>0，非自发，D不符合题意；答案为B。【分析】橡皮筋在拉伸过程中，排列由无序变为有序，有放热现象，则△H<0，△S<0，非自发；在收缩过程中，排列由有序变为无序，吸收热量，则△H>0，△S>0，可自发。13．【答案】C【解析】【解答】A．由反应可知，反应后气体分子数减小，则，A不符合题意；B．由反应式可知，平衡常数为，B不符合题意；C．增大压强，平衡正向进行，增大了平衡转化率，C符合题意；D．该反应为放热反应，升高温度，反应逆向进行，平衡常数减小，D不符合题意；故答案为：C。【分析】A、气体分子数减小，为熵减少；

B、固体的浓度为常数值1；

C、增大压强，平衡朝气体系数缩小的方向移动；

D、放热反应，温度和平衡常数为反比。14．【答案】D【解析】【解答】A．反应自发与非自发进行不能仅由焓变决定，而是由焓变和熵变共同决定，A不符合题意；B．△H-T△S<0的反应可自发进行，也可能需要加热，则需要加热的反应可能为自发进行的反应，B不符合题意；C．△H-T△S<0的反应可自发进行的反应，△H<0，△S>0的反应在低温下是自发进行的反应，若△H>0，△S>0，在低温下反应是非自发进行的反应，C不符合题意；D．反应是否自发进行，由熵变、焓变、温度共同决定，非自发反应在改变条件下可以发生，反应是否自发，需要综合考虑反应焓变和熵变，D符合题意；故答案为：D。

【分析】A、反应是否能够自发进行，与反应的焓变和熵变都有关系；

B、加热时促使反应发生的条件，与反应是否自发进行无关；

C、若△H-T△S<0，则该反应可自发进行；

D、反应是否能够自发进行，与反应的焓变和熵变都有关系；15．【答案】（1）－92.2（2）K＝；逆向；减小；温度；L2＞L1，其他条件相同时，增大压强有利于平衡向气体体积缩小的方向移动，从而提高H2(g)的平衡转化率（3）还原；2NH3－6e－＋6OH－＝N2＋6H2O【解析】【解答】（1）已知25℃时：①N2(g)＋O2(g)2NO(g)ΔH=+183kJ/mol②2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)ΔH=－571.6kJ/mol③4NH3(g)＋5O2(g)＝4NO(g)＋6H2O(l)ΔH=－1164.4kJ/mol根据盖斯定律①+②×3/2﹣1/2×③得N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)△H＝－92.2kJ/mol；（2）①因为平衡常数等于生成物浓度的幂次方之积与反应物浓度的幂次方之积的比值，所以N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的平衡常数表达式为K＝；②按投料Ⅱ将氨气完全转化到右边，则与投料Ⅰ完全相同，为完全等效平衡，所以按投料Ⅱ进行反应平衡时H2的浓度为3.0mol/L×（1－40%）＝1.8mol/L＞1.5mol/L，所以按投料Ⅱ进行反应，起始时反应进行的方向为逆向；③由（1）得出合成氨为放热反应，所以升高温度平衡向逆反应方向移动，所以反应的化学平衡常数变小；④i、由图可知，X越大，氢气转化率越低，升高温度平衡向逆反应方向移动，则氢气转化率减小，则X表示温度；ii、由N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)△H＜0可知温度高，氢气转化率减小，压强大，平衡正向移动，氢气转化率增大，图中等温度时L2对应的氢气转化率增大，则压强L1＜L2；（3）①Pt电子通入氨气生成氮气，说明氨气被氧化，为原电池负极，则b为正极，氧气得电子被还原发生还原反应；②因为a极为负极，负极是氨气发生失去电子的氧化反应变成氮气，且OH－向a极移动参与反应，故电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－＝N2＋6H2O。

【分析】（1）根据盖斯定律可以计算出氮气和氢气制取氨气的焓变；

（2）①化学平衡常数等于生成物的浓度幂之积与反应物的浓度幂之积之比；

③合成氨是放热的反应，所以升高温度其平衡常数会减小；

④升高温度平衡会逆向进行；

（3）b电极是正极，得到电子，发生的是还原反应；

电极a发生的反应是氨气失去电子结合氢氧根离子生成氮气和水。16．【答案】（1）-90.1（2）A（3）低温；25%；>；<；0.148；BE（4）0<a<10【解析】【解答】（1）根据盖斯定律③/2-①/2得反应②的△H2=(△H3-△H1)/2=-90.1kJ·mol-1。

（2）A.当改变某一条件时，正反应速率先增大后减小，说明开始时平衡逆向移动，后来平衡正向移动，反应物浓度降低导致正反应速率减小，A符合题意；B.化学平衡常数K减少，反应程度减小，所以平衡逆向移动，B不符合题意；C.再加入一定量碳，因为C是固体，改变用量，不影响化学平衡移动，C不符合题意；D.反应物气体体积分数增大，说明平衡逆向移动，D不符合题意；

故答案为：A

（3）①由图分析CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)为放热反应，所以自发进行的条件是低温；②506KM点生成0.25molCH3OH消耗0.5molH2，H2的转化率为0.5/2=；加压平衡右移，CH3OH的物质的量增大，p1时CH3OH的物质的量较大，所以压强：p1>p2。故答案为：25%、p1>p2。③M、N点温度相同，M点压强较大，所以反应速率：N点v正(CO)<M点v逆(CO)。故答案为：<④506K时，CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)起始（mol/L）120转化（mol/L）0.250.500.25平衡（mol/L）0.751.500.25K==L2·mol-2≈0.148L2·mol-2。K越大，lgK越大，该反应的正反应是放热反应，升高温度，平衡常数K减小，所以，B、E点正确。故答案为：0.148BE。

（4）温度不变，平衡常数不变，K=0.148L2·mol-2。为了使反应逆向进行，必须使Qc>K，即>0.148，解得：a<10，又因为H2的物质的量必须大于0，所以，a的范围为0<a<10。【分析】（1）根据盖斯定律计算反应热；

（2）根据平衡移动的影响因素进行分析；

（3）①根据焓判据和熵判据分析反应是否自发进行；

②根据平衡时n(CH3OH)计算参与反应的n(H2)，进而计算其转化率；反应反应前后气体分子数的变化确定反应前后压强的大小；

③根据压强对反应速率和平衡移动的影响进行分析；

④根据公式进行计算；根据温度对平衡移动的影响进行分析；

（4）反应逆向进行，则Qc<K，据此确定a的取值范围；17．【答案】（1）>；0.04mol/(L·s)；温度升高，反应速率加快，达到平衡所需时间缩短（2）Cu、Cl、H；增加氧气的通入量或增加起始时c(Fe3+)（3）Fe(CN)6]4--e-=[Fe(CN)6]3-；11.2L；2[Fe(CN)6]3-+2CO32-+H2S=2[Fe(CN)6]4-+2HCO3-+S↓【解析】【解答】（1）①由图象可知，温度升高，转化率增大，则平衡正移，所以正方向为吸热方向，即△H>0；

②H2S的物质的量为1mol，体积2L，起始浓度为0.5mol⋅L−1若985℃时，反应经5s达到平衡，此时H2S的转化率为40%，则参加反应的硫化氢为0.5mol⋅L−1×40%=0.2mol⋅L−1，v=△c/△t=0.04mol⋅L−1⋅s−1；

③随着温度升高，反应速率逐渐加快，达到平衡所需时间缩短，所以曲线b向曲线a逼近；故答案为：>；0.04mol/(L·s)；温度升高，反应速率加快，达到平衡所需时间缩短。

（2）①通过图示可以看出来Fe的化学价由+3变为+2，S的化合价由-2变0价，化合价没有变的元素由Cu、Cl和H三种元素；

②在温度一定和不补加溶液的条件下，缓慢通入混合气体，并充分搅拌。欲使生成的硫单质中不含CuS，可采取的措施有：增加氧气的通入量或增加起始时c(Fe3+)。故答案为：Cu、Cl、H；增加氧气的通入量或增加起始时c(Fe3+)。

（3）①电解时阳极发生失电子的氧化反应，先将[Fe（CN）6]4-转化为Fe（CN）6]3-，化合价升高，所以反应为：Fe(CN)6]4--e-=[Fe(CN)6]3-；

②根据2Fe（CN）63-+2CO32-+H2S=2Fe（CN）64-+2HCO3-+S和阴极反应式为2HCO3-+2e-═H2↑+2CO32-，得到关系式为：H2↑～2CO32-～S，所以析出16gS的时候，生成标况下的氢气体积是11.2L；

③根据化合价升降法及元素守可知方程式为2[Fe(CN)6]3-+2CO32-+H2S=2[Fe(CN)6]4-+2HCO3-+S↓【分析】（1）①结合温度对平衡移动的影响分析；

②根据速率公式进行计算；

③结合温度对反应速率的影响分析；

（2）①分析图示转化过程中各元素化合价的变化即可；

②由图示转化可知，增加Fe3+的量，可使CuS转化为S和Cu2+；

（3）①电解过程中，阳极由[Fe(CN)6]4-发生失电子的氧化反应，转化为[Fe(CN)6]3-，据此写出阳极的电极反应式；

②由反应的化学方程式得到关系式“H2↑～2CO32-～S”，从而计算阴极产生气体的体积；

③根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平；18．【答案】（1）C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.6kJ·mol－1；>；高温（2）-28.5；K=；减小；ac（3）压强减小，使CO2+H2OH2CO3向左移动（4）O2；CH3OH-6e-+8OH—=CO32—+6H2O【解析】【解答】(1)1mol碳与水蒸气完全反应生成水煤气时，吸收了131.6kJ热量。该反应的热化学方程式为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.6kJ·mol－1；该反应气体物质的量增大，所以△S>0；△H>0、△S>0，高温条件下，所以该反应在高温条件下能自发进行；

（2）①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)ΔH1=+489.0kJmol－1ⅠC(石墨)+CO2(g)=2CO(g)ΔH2=+172.5kJmol－1Ⅱ根据盖斯定律Ⅰ－Ⅱ×3得Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)ΔH=489.0kJmol－1-172.5kJmol－1×3=-28.5kJmol－1，故a=-28.5；②平衡常数=生成物浓度系数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积，固体不计入平衡常数表达式，K=；温度升高平衡逆向移动，K减小；③设容器的体积为V甲Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)起始11转化xx平衡1-x1+x解得x=0.6乙Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)起始21转化xx平衡2-x1+x解得x=1.4a．反应前后气体质量是变量，所以密度是变量，若容器内气体密度恒定时，反应一定达到平衡状态，故a正确；B.甲容器中CO的平衡转化率为0.6÷1×100%=60%，乙容器中CO的平衡转化率为1.4÷2×100%=70%，乙大于甲，故b错误；c．甲、乙容器中，CO的平衡浓度之比为（1-0.6）∶（2-1.4）=2:3，故c正确；d．甲容器中CO的平衡转化率为0.6÷1×100%=60%，故d错误。

（3）打开饮料“雪碧”的瓶盖，瓶内压强减小，使CO2+H2OH2CO3向左移动，所以有大量气泡冒出；

（4）在两极区分别加入CH3OH和O2，氧气发生还原反应，所以正极加入的物质是O2；负极是甲醇失电子生成碳酸钾和水，负极反应式是CH3OH-6e-+8OH—=CO32—+6H2O。

【分析】（1）书写热化学方程式注意物质的状态，吸热反应的焓变为正值；气体减小的反应的熵变大于零；根据自由能判据分析反应自发进行的条件；

（2）①根据盖斯定律进行计算；

②根据化学平衡常数的定义书写表达式；升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小；

③根据化学平衡的特点和化学平衡的计算进行分析；

（3）二氧化碳与水的反应是可逆反应，结合压强对平衡的影响进行分析；

（4）甲醇燃料电池甲醇被氧化做原电池的负极，正极被还原，一般是氧气。19．【答案】（1）0.225；；CD（2）否；该反应△H＞0、△S＜0，因而△G＞0，不能自发进行【解析】【解答】(1)①利用三段式解题法计算CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)起始（mol/L）1300反应（mol/L）0.752.250.750.75平衡（mol/L）0.250.750.750.75从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)==0.225mol•L-1•min-1；②平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，则K=；③要使n(CH3OH)/n(CO2)增大，应使平衡向正反应方向移动；A.因正反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，则n(CH3OH)/n(CO2)减小，故A不符合题意；B.充入He(g)，使体系压强增大，但对反应物质来说，浓度没有变化，平衡不移动，n(CH3OH)/n(CO2)不变，故B不符合题意；C.将H2O(g)从体系中分离，平衡向正反应方法移动，n(CH3OH)/n(CO2)增大，故C符合题意；D.再充入1molCO2和3molH2，等效于在原来基础上缩小体积一半，压强增大，平衡向正反应方向移动，则n(CH3OH)/n(CO2)增大，故D符合题意；故答案为CD；(2)已知反应2CO=2C+O2的△H＞0、△S＜0，则△G=△H-T•△S＞0，反应是一个焓增、熵减的反应，任何情况下不能自发进行。【分析】(1)①根据v=计算；②根据平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积计算；③要使n(CH3OH)/n(CO2)增大，应使平衡向正反应方向移动；(2)根据△G的大小判断反应能否进行。20．【答案】（1）该反应△H＞0，△S＞0，高温自发；（2）升高温度（3）（4）t时刻后，CO2的浓度较高，副反应的活化能低，反应速率快，CO2与CH4反应转化更多的CH3COOH，所以CO2的产率比乙酸低（5）CH3COONa+NaOHNa2CO3+CH4↑【解析】【解答】根据题中信息，由△H-T△S＜0反应能自发进行，判断其原因；根据图示信息，求出各组分的平衡浓度，由CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)反应，求出平衡常数K；根据题中图示信息，第6min~9min时CH4的浓度降低，结合反应速率变快，判断改变的条件；根据平衡正向移动，X浓度增大，作出X物质4min~9min之间的变化图像；根据题中所给副反应，结合图示信息，解释t时刻后，CO2的产率比CH3COOH低的原因；根据题中图示信息，结合“绿色化学”思想，写出步骤Ⅲ的化学方程式；据此解答。（1）①由CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)△H1=+165.0kJ·mol-1可知，△H＞0，且该反应是一个气体体积增大的反应，△S＞0，该反应自发进行必须满足△H-T△S＜0，所以需要高温；答案为该反应△H＞0，△S＞0，高温自发。②由题中图示可知，起始是c(CH4)起=1.8mol·L-1，c(H2O)起=3.6mol·L-1，10min时平衡状态，各浓度为c(CH4)平=0.7mol·L-1，c(H2O)平=1.4mol·L-1，X为1.1mol·L-1，则CH4变化了1.1mol·L-1，H2O变化了2.2mol·L-1，由CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)可得，X为CO2，生成了1.1mol·L-1，H2生成了4.4mol·L-1，平衡常数K==；答案为。（2）由题中图像可知，0~4min，CH4由1.8mol·L-1到1.3mol·L-1，变化了0.5mol·L-1，6~9min，CH4由1.3mol·L-1到0.7mol·L-1，变化了0.6mol·L-1，所以第6min~9min时的反应速率比0~4min时的大，且平衡向正反应方向移动，说明第6min改变的条件为升高温度或增加水蒸气的量，再根据第9min平衡时甲烷浓度为，水蒸气浓度为，说明甲烷消耗1.1mol，水蒸气消耗2.2mol，所以不可能为增加水蒸气的量，因此改变的条件只可能为升高温度；答案为升高温度。（3）由CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)△H1=+165.0kJ·mol-1可知，升高温度，平衡正向移动，X为CO2的变化浓度，所以CO2的浓度增大，到9min时达到新的平衡，CO2的浓度为1.1mol·L-1，图像为；答案为。（4）由题中信息可知，反应的过程中发生副反应CO2(g)+CH4(g)CH3COOH(g)△H2=-32.2kJ·mol-1，t时刻后，CO2的产率比CH3COOH低，是因为t时刻后，CO2的浓度较高，副反应的活化能低，反应速率快，CO2与CH4反应转化了更多的CH3COOH，所以CO2的产率比乙酸低；答案为t时刻后，CO2的浓度较高，副反应的活化能低，反应速率快，CO2与CH4反应转化了更多的CH3COOH，所以CO2的产率比乙酸低。（5）由题中图示信息可知，整个流程，体现了“绿色化学”