化学反应的方向 章节测试题 高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1+

2.3化学反应的方向章节测试题高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1一、单选题1．在下面的自发过程中，你认为其中能用熵判据解释的是A．水由高处流向低处B．2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l)ΔH=－483.6kJ/molC．墨水滴在水中会扩散到整个水体D．－10℃的液态水自动结冰成为固态2．下列不能用焓判据解释的自发进行的过程是()A．铁在潮湿空气中生锈了B．天然气的燃烧C．铜在潮湿空气中产生铜绿D．NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O反应产生NH33．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4．四氧化锇()是一种毒性很强的氧化物，在一定条件下可发生转化：。该反应的熵变（）A． B． C． D．无法判断5．化学与社会、生活、环境密切相关。下列叙述不正确的是A．同压下，等质量的液态水和水蒸气，水蒸气的能量高B．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程C．绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理D．化石燃料蕴藏的能量来自远古时期生物体所吸收利用的太阳能6．下列说法正确的是（）A．化学反应包含旧的化学键断裂和新的化学键形成B．反应物的总能量一定等于生成物的总能量C．自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变D．吸热反应需要加热才能进行7．工业上用重晶石与焦炭在高温下反应：，其与的关系如图所示。下列说法正确的是（）A．该反应的B．该反应在低温下能自发进行C．其他条件相同时，T1比T3时反应先达到平衡状态D．若温度在T2时达到平衡后，减压，再次到达平衡状态，CO的浓度增大8．已知在100℃、Pa下，1mol氢气在氧气中燃烧生成气态水的能量变化如图所示，下列有关说法不正确的是（）A．1mol（g）分解为2molH与1molO时吸收930kJ热量B．热化学方程式为：C．甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙>甲>丙D．乙→丙的过程中若生成液态水，释放的能量将小于930kJ9．在图①中A、B两个容器里，分别收集着两种作用不同的理想气体。若将中间活塞打开，两种气体分子立即都占有了两个容器(如图②)。关于此物理过程的下列说法不正确的（）理想气体的自发混合A．此过程是体系从混乱程度小向混乱程度大变化的过程，即熵增大的过程B．此过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出C．在一定条件下，不用借助外力就能自发进行的过程是自发过程D．此过程是自发可逆的10．下列说法中正确的是（）A．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<0B．NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)在室温下不能自发进行，则该反应的ΔH<0C．若ΔH>0，ΔS<0，化学反应在任何温度下都能自发进行D．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11．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。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，。现把白锡制成的器皿放在0℃、100kPa的室内存放，请判断它会不会变成灰锡而不能再继续使用（）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12．、下：①②下列说法正确的是（）A．反应①中反应物的总键能大于生成物的总键能B．反应②中反应物的总能量低于生成物的总能量C．常温下与足量反应生成，随温度升高生成的速率逐渐加快D．、下，13．古诗词及成语是中国传统文化的瑰宝，下列有关说法错误的是（）A．“水滴石穿”：空气中的二氧化碳与水和发生了化学反应B．“冰寒于水”：冰融化成水是吸热过程C．“煮豆燃豆萁，豆在釜中泣”：豆萁中的纤维素燃烧生成和是的过程D．“绿蚁新醅酒，红泥小火炉”：火炉中木炭燃烧包含化学能转化为热能的过程14．江西有众多非物质文化遗产，如景德镇手工制瓷技艺、李渡烧酒酿造技艺、峡江米粉的制作技艺、婺源绿茶制作技艺。下列说法错误的是A．景德镇手工制得的瓷器是硅酸盐产品B．烧酒酿造过程中未发生氧化还原反应C．峡江米粉中含有天然高分子化合物D．婺源绿茶在冲泡的过程中体系的熵值增大15．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16．在催化剂作用下，可使汽车尾气中的跟发生反应：，下列关于该反应说法正确的是（）A．该反应B．该反应C．该反应在低温下更易进行D．已知该反应K值很大，由此可推测该反应即使没有催化剂反应速率也很快17．以下自发过程可用焓判据来解释的是（）A．硝酸铵固体自发地溶于水B．2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝56.76kJ·mol－1C．(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＝74.9kJ·mol－1D．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－118．下列说法错误的是（）A．反应(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)的熵值增加B．同一种物质气态时熵值最大，液态时次之，固态时熵值最小C．NH4NO3溶于水吸热，所以其溶解于水不是自发过程D．由于合成氨反应ΔH<0，ΔS<0，所以该反应低温下能自发进行19．在常温常压下，下列属于自发过程的是A．2CB．NHC．CaCOD．220．250℃，101kPa时，2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)△H＝+56.76kJ/mol，该反应能自发进行，其自发进行的主要原因是（）A．是吸热反应 B．是放热反应C．是熵减反应 D．熵增效应大于能量效应二、综合题21．研究含氮元素物质的反应对生产、生活、科研等方面具有重要的意义。（1）俗称“笑气”，曾用作麻醉剂。一定温度下在某催化剂（cat）表面分解生成和，与催化剂面积、时间的关系如图所示：①根据直线Ⅰ、Ⅱ可得出的结论是，其他条件相同时，。②在Ⅱ条件下，50min内平均分解速率为。③若起始浓度为0.400mol⋅L，比较不同起始浓度时的平均分解速率：v（mol⋅L）v（mol⋅L）。（填“>”“=”或“<”）（2）在（Ⅲ）铁原子簇表面，反应的反应机理如下：ⅰ．ⅱ．ⅲ．ⅳ．①O（填“>”或“<”）。②该机理中，速率控制步骤为，理由是。（3）利用的还原性可以消除氮氧化物的污染，反应原理之一为kJ⋅mol，当该反应转移3mol电子时，应放出热量kJ；已知该反应的kJ⋅mol⋅K，试通过计算说明该反应常温下（298K）能否自发？。22．研究氮氧化物的性质具有重要的意义。（1）NO可以催化SO2与O2的反应：反应Ⅰ.2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H1=-114.1kJ/mol反应Ⅱ．SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)△H2=-41.6kJ/mol①下列说法正确的是：。A．高温下有利于反应Ⅰ的自发进行B．反应Ⅱ的△S对该反应的自发性影响不大C．恒温恒容下加入一定量SO2和O2，若容器内压强没有明显变化，说明不加催化剂时，SO2和O2的反应不能自发进行D．NO催化下，一定量SO2和O2反应一段时间后，升高温度，SO3的体积分数可能变大②据报道，瑞典某工厂利用上述反应制取硫酸。在合成SO3时，向反应容器中适时通入冷激气(冷的原料气)，其作用是（2）密闭容器中加入一定量NO2(g)和SO2(g)，发生反应Ⅱ(忽略其它反应)。保持常压条件，经过相同时间，测得SO2的体积分数随温度的变化如图所示：①由图可知，在M点之前，反应中SO2的体积分数随温度升高而减小，其原因为：②250℃和常压下，等物质的量的SO2和NO2反应后，测得平衡时NO的物质的量分数为40%，则该反应的物质的量分数平衡常数Kx=。(Kx是用平衡时物质的量分数代替平衡浓度计算)③保持上述条件不变，提高原料中NO2的比例，使平衡时SO3的产率为90%。则NO2和SO2的投料比(即起始时加入的物质的量之比)为。（3）在一定温度下，一定量N2O分解成氮气和氧气，同时释放出热量。分解的旁艇均调整据如下表。反应一段时间后，只改变如下一个条件。下列说法正确的是：反应时间/min0102030405060708090100c(N2O)/mol·L-10.1000.0900.0800.0700.0600.0500.0400.0300.0200.0100.000A．增大压强，N2O分解速率增大B．增大容器的体积，该分解反应平衡右移，c(N2O)变小C．减小N2O的浓度，该分解反应速率减小D．升高温度，容器内气体的压强一定变大（4）以固体催化剂催化CO还原NO生成N2和CO2气体，反应历程如下(*表示吸附态)，请补充完整。化学吸附：NO(g)NO*；表面反应：2NO*ON-NO*；；ON-NO-CO*ON-N*+CO2*；。脱附：N2*N2(g)；CO2*CO2(g)23．工业上用、和在催化剂下制取甲烷、甲醇等有重要的意义。（1）已知①②③则。（2）①利用和在催化剂的作用下合成甲醇，发生的反应如下：。在体积为2L的密闭容器中按物质的量之比为1：2充入和，测得平衡混合物中的体积分数在不同压强下随温度的变化如图1所示。下列说法正确的是(填字母)。A．该反应的，且B．若时最初充入1mol和2mol，经过5min达到B点的平衡状态，此段时间C．在C点时，的转化率为75%D．A、B、C、D的平衡常数大小关系：②下图所示中(图2)虚线为该反应在使用催化剂条件下关于起始与投料比和平衡转化率的关系图。当其条件完全相同时，请用实线在图2中画出不使用催化剂情况下平衡转化率的关系图。（3）和在雔化剂作用下可发生两个平行反应，分别生成和。反应Ⅰ：；反应Ⅱ：控制和初始投料比为1：3时，温度对平衡转化率及甲醇和产率的影响如图3所示。①反应Ⅰ自发进行的条件是。②由图可知温度升高的产率上升，其主要原因可能是。③由图可知获取最适宜的温度是。（4）目前二氧化碳加氢合成甲醇常选用铜基催化剂()，在相同氢碳比下，某研究小组对催化剂组分的不同配比(假设为Cat1、Cat2、Cat3)进行了对比研究，结论如图所示。①催化效率最佳的催化剂是，在该催化剂下工业生产中最佳温度是K。②温度高于时，以Cat2为催化剂，转化率下降的原因可能是。24．已知：I．△H1II．△H2III．△H3回答下列问题：（1）白色无水硫酸铜遇水迅速变蓝，则△H1(填“＞”“＜”或“=”，下同)0，0。（2）称取16g(s)和25g(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(填“＞”“＜”或“=”，下同)0，△H20；若测得16g(s)和25g(s)溶于水的反应热的差值是Q()kJ，则△H1=(用含Q的代数式表示)。25．运用化学反应原理研究氮及其化合物的反应有重要意义。（1）铵态氮肥不能与含碳酸钾的草木灰混合使用，原因是。（2）合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1，在工业生产中温度常控制在480℃，而非常温。请从化学反应速率和催化剂的角度加以解释。（3）合成氨过程中发生的反应机理如下：I.2xFe+N22FexN(慢)；II.2FexN+3H22xFe+2NH3(快)回答下列问题：①合成氨反应的速率快慢主要取决于(填“I”或“II”)；②合成氨反应的催化剂是(填化学式)：③反应I的活化能反应II的活化能(填“＞”“＝”或“＜”)。④使用催化剂前后，合成氨反应的ΔH(填“增大”“减小”或“不变”)。

答案解析部分1．【答案】C2．【答案】D3．【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。4．【答案】A【解析】【解答】方程式左侧气体化学计量数之和大于右侧，说明混乱度减小，为熵减反应，，故答案为：A。

【分析】该反应是气体体积减小的反应，。5．【答案】C6．【答案】A【解析】【解答】A．化学反应中一定有新物质生成，则化学反应的实质是旧的化学键断裂，新的化学键形成的过程，故A符合题意；B.根据能量守恒定律，反应不是吸热就是放热，反应物的总能量一定不等于生成物的总能量，故B不符合题意；C.熵增的反应不一定自发，自发反应不一定是熵增的反应，熵减的反应不一定非自发，非自发的反应不一定是熵减或不变的反应，故C不符合题意；D.有些吸热反应需要加热才能进行，如碳酸钙受热分解等，有些吸热反应在常温下就能进行，例如碳酸氢铵分解等，故D不符合题意；故答案为：A

【分析】A.属于化学变化的实质；

B.根据能量守恒定律可知，反应物总能量大于生成物总能量，则该反应放出热量，反应物总能量小于生成物总能量，则该反应吸收热量；

C.反应能不能自发决定于△G=△H-T△S<0，自发反应不一定是熵增的反应，非自发的反应不一定是熵减或不变的反应；

D.吸热反应不一定需要加热才能进行，例如碳酸氢铵分解，氢氧化钡晶体与氯化铵的反应.7．【答案】C【解析】【解答】A．由图可知温度越低，Kp越小，则降温，平衡逆向移动，正反应吸热，，A不符合题意；B．根据吉布斯自由能公式ΔG=ΔH－TΔS，ΔH>0，ΔS>0，故在低温下ΔG>0，反应不能进行，B不符合题意；C．由图可知T1温度较高，反应速率较快，故可以先达到平衡状态，C符合题意；D．减压时，体积增大，则再次平衡时，一氧化碳浓度会减小，D不符合题意；故答案为：C。【分析】A．依据化学平衡移动原理分析；B．根据吉布斯自由能公式ΔG=ΔH－TΔS分析；C．温度高，反应速率快；D．依据勒夏特列原理。8．【答案】D【解析】【解答】A.由已知的能量变化图可知，1molH2O(g)分解为2molH与1molO时吸收930kJ热量，A不符合题意；B.由已知的能量变化图可知，H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H=反应物断键吸收的能量-生成物成键释放的能量=(436+249-930)kJ/mol=-245kJ/mol，则热化学方程式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=245kJ/mol×2=-490kJ/mol，B不符合题意；C.甲吸收能量生成乙，乙释放能量生成丙，乙的能量最高，甲生成丙为放热反应，则甲的能量高于丙，则甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙甲>丙，C不符合题意；D.乙→丙的过程中生成气态水时，释放930kJ的能量，若生成液态水，气态水转变为液态水会继续释放能量，则释放的能量将大于930kJ，D符合题意；故答案为：D

【分析】根据图像中能量变化的数据分析。9．【答案】D【解析】【解答】A．根据题干信息，此过程是体系从混乱程度小向混乱程度大变化的过程，即熵增大的过程，A不符合题意；

B．由分析可知，此过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出，B不符合题意；

C．自发过程就是指在一定条件下，不用借助外力就能自发进行的过程，C不符合题意；

D．由分析可知，此过程是自发不可逆的，D符合题意；

故答案为：D。

【分析】根据题干信息可知，该过程中，△H=0，△S＞0，所以△G=△H-T△S＜0，即该过程为自发过程；其逆过程的△H=0，△S＜0，所以△G=△H-T△S＞0，不能自发进行，即不可逆。据此分析。10．【答案】A【解析】【解答】A.对于反应2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g)，气体物质的量减小，ΔS<0，在低温下能自发进行，所以该反应的ΔH<0，故A符合题意；B.反应NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)的气体物质的量增加，所以ΔS>0，该反应在室温下不能自发进行，说明ΔH>0，故B不符合题意；C.若ΔH>0，ΔS<0，ΔH-TΔS任何温度下都大于0，所以化学反应在任何温度下都不能自发进行，故C不符合题意；D.加入合适的催化剂能降低反应活化能，不能改变反应的焓变，故D不符合题意；故答案为：A。

【分析】当ΔH-TΔS＜0时，反应自发进行，据此结合选项所给反应进行分析。11．【答案】A【解析】【解答】0℃=273K，此时△G=-2180.9-273×(-6.61)=-376.37J/mol＜0，因此该反应可以自发进行，答案为：A。

【分析】△G=△H-T△S。只有当△G＜0时反应才可自发进行。12．【答案】D【解析】【解答】A．反应①中，为放热反应，反应物的总键能小于生成物的总键能，故A不符合题意；B．反应②中，为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，故B不符合题意；C．常温下与足量反应生成，随温度升高生成且速率逐渐加快，故C不符合题意；D．、下，①②根据盖斯定律，①×2-②可得：，故D符合题意；故答案为：D。

【分析】根据键能与焓变的关系即可判断13．【答案】C【解析】【解答】A.“水滴石穿”：空气中的二氧化碳与水和反应得到碳酸氢钙，发生了化学反应，故A不符合题意；

B.“冰寒于水”：冰吸收热量，融化成水是吸热过程，故B不符合题意；

C.“煮豆燃豆萁，豆在釜中泣”：豆萁中的纤维素燃烧生成和是的过程，故C符合题意；

D.“绿蚁新醅酒，红泥小火炉”：火炉中木炭燃烧包含化学能转化为热能的过程，故D不符合题意；

故答案为：C

【分析】A.水和二氧化碳和碳酸钙反应得到可溶性碳酸氢钙；

B.冰吸收热量融化成水属于吸热；

C.纤维素燃烧生成水和二氧化碳的过程是熵增的过程；

D.木炭燃烧将化学能转化为热能。14．【答案】B15．【答案】C16．【答案】C【解析】【解答】A．该反应是一个气体体积减小的放热反应，反应，故A不符合题意；B．该反应是一个气体体积减小的放热反应，反应，故B不符合题意；C．该反应是一个气体体积减小的放热反应，反应，低温条件下，能自发进行，故C符合题意；D．催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，化学平衡常数大只能说明反应的程度大，不能说明反应的反应速率快慢，则无法判断即没有催化剂时，该反应的反应速率快慢，故D不符合题意；故答案为：C。

【分析】该反应是一个气体体积减小的放热反应，反应ΔH＜0，ΔS＜0，据此分析。17．【答案】D【解析】【解答】A.硝酸铵的溶解过程中吸收热量，即ΔH＞0，且粒子的数目增加，为熵增过程，不能用焓判据判断，故A不符合题意B.反应的焓变大于0，熵变大于0，反应自发进行，取决于熵判据，故B不符合题意C.为吸热的熵增反应，根据可知，熵判据不利于自发反应，故C不符合题意D.反应为放热反应，且熵值是减小的，＜0，故可以自发反应，能用焓变小于0解释，故D符合题意故答案为：D

【分析】主要看反应焓变是否小于0，再结合即可判断18．【答案】C【解析】【解答】A．该反应为气体增多的反应，所以熵值增加，A不符合题意；B．同一物质的固、液、气三种状态的混乱程度增大，即熵值依次增大，B不符合题意；C．硝酸铵溶于水虽吸热，但溶于水熵增，该过程可自发进行，C符合题意；D．ΔH＜0，ΔS＜0，则低温下，该反应ΔG=ΔH-TΔS＜0能自发进行，D不符合题意；故答案为：C。

【分析】依据应ΔG=ΔH-TΔS＜0分析。19．【答案】A20．【答案】D【解析】【解答】反应能自发进行，应有△G=△H﹣T•△S＜0，因△H＞0，则△H＜T•△S，说明熵增效应大于能量效应，故合理选项是D；

故答案为：D。

【分析】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。21．【答案】（1）催化剂表面积越大，反应速率越快；mol⋅L⋅min；=（2）>；ⅱ；氮氮三键键能大，使其断裂需要的能量最大（3）453；常温下反应（-1812kJ/mol）-298K×（-0.5kJ⋅mol．K），反应能自发进行【解析】【解答】（1）①由图可知，I催化剂(cat)表面小于II，I的反应速率小于II，根据直线Ⅰ、Ⅱ可得出的结论是，其他条件相同时，催化剂表面积越大，反应速率越快；②在Ⅱ条件下，50min内平均分解速率为：=mol⋅L⋅min；③起始浓度为2倍，反应时间也是原来的二倍，那么速率为相等；

所以答案为：=

（2）①反应ⅰ为氢气化学键断开生成氢原子，为吸热反应，说以焓变大于0，故答案为：>；

②步骤ⅱ涉及氮氮三键断裂，该步反应的活化能最大，反应速率最慢，所以速率控制步骤为ⅱ

（3）转移12mol电子，释放1812kJ热量，故转移3mol电子，释放453kJ的热量；

根据吉布斯自由能判据，可得，，说明该反应可以常温下自发进行。

【分析】（1）①根据图可知，催化剂表面积越大，反应速率越快；②根据速率计算公式，带入浓度变化量计算可得，注意带单位；

（2）①化学键断裂成原子过程为吸热过程；②活化能越大，反应速率越慢，反应速率越慢；

（3）根据热化学反应方程式可得，找到转移电子与反应热关系即可；利用，小于零即可判断反应能发自发进行。22．【答案】（1）BD；充分利用能量；有利于控制反应温度，防止温度过高，上述平衡左移，降低原料转化率（2）M点之前，尚未平衡。恒压下升温，体积变大，反应物浓度减小对速率的影响小于温度升高对速率的影响。故随着温度升高，速率加快，SO2的物质的量减小，体积分数减小。；16；45：32（3）D（4）ON-NO*+CO(g)ON-NO-CO*；ON-N*+CO(g)N2*+CO2*【解析】【解答】（1）①A．反应自发进行的条件是△G=△H-T△S＜0，反应Ⅰ前后气体分子数减小，即△S＜0，该反应的△H＜0，所以低温利于反应Ⅰ的自发进行，A不符合题意；

B．反应Ⅱ前后气体分子数不变，即△S=0，所以反应Ⅱ的△S对该反应的自发性影响不大，B符合题意；

C．根据盖斯定律，反应Ⅰ+2×反应Ⅱ可得到反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H＜0，该反应前后气体分子数减小，即△S＜0，该反应的△H＜0，所以低温利于该反应的自发进行，C不符合题意；

D．一定量SO2和O2反应一段时间后，若还未达到平衡，升高温度，加快反应速率，利于正向移动，达到平衡，即SO3的体积分数变大，D符合题意；

故答案为：BD。

②在合成SO3时，向反应容器中适时通入冷激气，防止温度过高，导致上述平衡左移，降低原料转化率。

（2）①根据图示信息可知，M点之前，尚未达到平衡。恒压下升温，体积变大，反应物浓度减小对速率的影响小于温度升高对速率的影响。

②平衡时NO的物质的量分数为40%，根据化学方程式可推出平衡时SO3的物质的量分数也为40%，且SO2和NO2转化的物质的量分数均为40%，开始SO2和NO2的物质的量相同，可推出平衡时SO2和NO2的物质的量的分数均为（1-2×40%）÷2=10%，所以Kx=。

③根据SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)，假设起始SO2和NO2的物质的量分别为x、y，提高原料中NO2的比例，使平衡时SO3的产率为90%，则平衡时，SO2、NO2、SO3、NO的物质的量分别为0.1x、（y-0.9x）、0.9x、0.9x，保持上述条件不变，则平衡常数相同，所以，，解得x：y=32：45，即起始SO2和NO2的物质的量比为32：45。

（3）根据表格信息，100min时N2O完全反应，说明N2O分解成氮气和氧气的反应不是可逆反应，不存在化学平衡，升高温度，容器内气体压强移动变大。

（4）该反应是CO和NO在催化剂作用下反应生成N2和CO2气体，所以反应历程中吸附态均为中间产物，则表面反应第二步反应为ON-NO*+CO(g)ON-NO-CO*，第四步反应为ON-N*+CO(g)N2*+CO2*。

【分析】（1）①反应自发进行的条件是△G=△H-T△S＜0，结合勒夏特列原理进行分析。

②合成SO3时，向反应容器中适时通入冷激气，防止温度过高，导致上述平衡左移。

（2）①M点之前，尚未达到平衡，结合勒夏特列原理进行分析。

②根据题干信息、化学方程式可推出反应物转化的物质的量分数，进一步推出平衡时其他物质的物质的量分数。

③温度不变，则平衡常数不变；物质的产率=实际产生的量÷理论产生的量。

（3）反应物能完全反应，说明该反应不是可逆反应，不存在化学平衡。

（4）该反应是CO和NO在催化剂作用下反应生成N2和CO2气体，吸附态均为中间产物。23．【答案】（1）-166（2）C；（实线虚线完全重合）（3）低温；由图可得，温度升高，CO2平衡转化率上升、CO的产率上升、温度高于250℃时甲醇的产率降低，则反应Ⅱ正反应是吸热反应，温度升高平衡正向移动，CO产率升高；250℃（4）Cat1；T3；催化剂失活【解析】【解答】（1）根据盖斯定律，由2×②-2×③-①可得CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)△H=2×（-572kJ•mol-1）-2×（-44kJ•mol-1）-（-890kJ•mol-1）=-166kJ•mol-1，即a=-166。

（2）①A.由图可知，压强相同时，升温会使CH3OH的体积分数减小，说明平衡逆向移动，则该反应的逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，即△H＜0，该反应是正向气体分子数减小的反应，温度相同时，增大压强，平衡正向移动，CH3OH的体积分数增大，所以p1＞p2＞p3，错误；

B.根据题干信息可知，若p1时最初充入1molCO和2molH2，经过5min达到B点的平衡状态，由图可知平衡时CH3OH的体积分数为70%，设CH3OH的变化量为xmol，列三段式如下：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)起始（mol）120转化（mol）x2xx平衡（mol）1-x2-2xx根据，解得x=0.875，则5min内v(CH3OH)==0.0875mol·L-1·min-1，错误；

C.根据题干信息，设最初充入amolCO，则最初充入的n(H2)=2amol，由图知C点时CH3OH的体积分数为50%，设CO的变化量为ymol，列三段式如下：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)起始（mol）a2a0转化（mol）y2yy平衡（mol）a-y2a-2yy根据，得y=0.75a，则CO的转化率为×100%=75%，正确；

D.平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，所以B、C、D的平衡常数大小关系是B=C=D，由A项知该反应为放热反应，升温利于平衡逆向移动，平衡常数减小，则A、B的平衡常数大小关系是A＞B，所以A、B、C、D的平衡常数大小关系：A＞B=C=D，错误。

②当其他条件完全相同时，是否使用催化剂，不影响CO平衡转化率，其图为

（3）①由图一可知，升高温度，CO2平衡转化率增大，但高于250℃后，甲醇的产率减小，说明反应Ⅰ平衡逆向移动，则反应Ⅰ的逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，即△H＜0，且反应Ⅰ为正向气体分子数减小的反应，即△S＜0，反应Ⅰ要自发进行，需满足△H-T△S＜0，则T＜，故反应Ⅰ自发进行的条件是低温。

②由图一可得，温度升高，CO2平衡转化率上升，CO的产率上升，但温度高于250℃时，甲醇的产率降低，说明反应Ⅰ平衡逆向移动，反应Ⅱ正向移动，则反应Ⅱ正反应是吸热反应，温度升高使反应Ⅱ平衡正向移动，CO产率升高。

③由图一可知，低于250℃时，甲醇的产率随温度升高而升高，高于250℃时，甲醇的产率随温度升高而降低，故获取CH3OH最适宜的温度是250℃。

（4）①由图可知，在一定温度下，CO2转化率高的对应的催化剂的催化效率最佳，所以催化效率最佳的催化剂是Cat1；在该催化剂下工业生产中最佳温度是T3K。

②温度高于时，以Cat2为催化剂，转化率下降的原因可能是催化剂失活。

【分析】（1）根据盖斯定律进行分析，注意单位。

（2）①A.一定条件下，升温利于平衡向吸热反应方向移动，加压利于平衡向体积分数减小的方向移动。

B.根据化学平衡三段式进行分析。

C.根据化学平衡三段式进行分析。

D.平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变。

②当其他条件完全相同时，是否使用催化剂，不影响平衡移动。

（3）①升温利于平衡向吸热反应方向移动，反