2 3 化学反应的方向 同步练习 高中化学人教版（2019）选择性必修1

2.3化学反应的方向同步练习一、单选题1．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＞02．下列几个过程中，属于熵减的变化是（）A．干冰的升华 B．NaCl溶于水C．NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) D．2Na+2H2O(l)=2NaOH+H2↑3．下列说法错误的是（）A．一定温度下的焓变在数值上等于变化过程中的等容热效应B．升高温度，活化分子百分数增大，化学反应速率一定增大C．熵增加且放热的反应一定是自发反应D．常温下硝酸铵能够溶于水，因为其溶于水是一个熵增大过程4．下列关于化学反应的自发性和进行方向的说法正确的是（）A．非自发反应在任何条件下都不能发生B．—定温度下，反应Mg(l)+Cl2(g)==MgCl2(l)的△H<0，△S<0C．由∆G=△H–T△S可知，所有放热反应都能自发进行D．只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程5．关于下列过程熵变的判断错误的是（）A．溶解少量食盐于水中，B．纯碳和氧气反应生成C．H2O(g)变成液态水，D．CaCO3(s)加热分解为CaO和CO2(g)，6．下列三个化学反应的平衡常数（K1、K2、K3）与温度的关系分别如下表所示：化学反应平衡常数温度973K1173K①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)ΔH1K11.472.15②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)ΔH2K22.381.67③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH3K3？？则下列说法正确的是（）A．ΔH1＜0，ΔH2＞0B．反应①②③的反应热满足关系：ΔH2－ΔH1＝ΔH3C．反应①②③的平衡常数满足关系：K1·K2＝K3D．要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采取升温措施7．“卷帘何事看新月，一夜霜寒木叶秋”每年公历10月23日左右，是二十四节气中的霜降，也是秋季的最后一个节气。下列化学反应的熵变、焓变和自发性与降霜过程一致的是（）A．2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)B．2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)C．C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)D．Ba(OH)2•8H2O+2NH4ClBaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)8．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．1mol干冰9．下列有关说法正确的是（）A．SO2(g)＋H2O(g)=H2SO3(l)，该过程熵值增大B．SO2(g)=S(s)＋O2(g)ΔH＞0，ΔS＜0该反应能自发进行C．SO2(g)＋2H2S(g)=3S(s)＋2H2O(l)，该过程熵值增大D．Ba(OH)2(s)＋2NH4Cl(s)=2BaCl2(s)＋2NH3(g)＋2H2O(l)，ΔH<0，此反应一定能自发10．对于反应ΔH=-904KJ/mol，下列有关说法正确的是（）A．该反应只有在高温条件下能自发进行B．升高温度，该反应的平衡常数减小C．和充分反应放出的热量为D．断裂键的同时生成键，说明反应达到平衡状态11．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12．下列反应在任何温度下均能自发进行的是（)A．2H2O2（l）=O2（g）+2H2O（l）△H=-196kJ•mol-1B．2N2（g）+O2（g）=2N2O（g）△H=+163kJ•mol-1C．2Ag（s）+Cl2（g）=2AgCl（s）△H=-254kJ•mol-1D．2HgO（s）=2Hg（l）+O2（g）△H=+182kJ•mol-113．下列变化过程中，体系的熵减小的是（）A．水合离子的形成 B．氯化钠固体融化C．酒香四溢 D．碘的升华14．下列过程是吸热，同时体系的混乱度增大的是A．Fe(s)→Fe(g) B．C(g)＋O2(g)=CO2(g)C．CaO(s)＋CO2(g)=CaCO3(s) D．NaOH(s)=Na＋(aq)＋OH-(aq)二、综合题15．工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等气体，严重污染空气。对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。（1）I.脱硝：已知：H2的燃烧热为；；催化剂存在下，H2还原NO2生成水蒸气和其他无毒物质的热化学方程式为。（2）II.脱碳：向2L密闭容器中加入和，在适当的催化剂作用下，发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(1)+H2O(l)△H<0①该反应自发进行的条件是(填“低温”“高温”或“任意温度”)。②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是(填字母)。a.混合气体的平均相对分子质量保持不变b.和H2的体积分数保持不变c.和H2的转化率相等d.混合气体的密度保持不变e.生成的同时有键断裂③的浓度随时间()变化如图所示，在t2时将容器容积缩小一倍，t3时达到平衡，t4时降低温度，t5时达到平衡，请画出时间段浓度随时间的变化。（3）改变温度，使反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H<0中的所有物质都为气态。起始温度、体积相同(T1℃、2L密闭容器)。反应过程中部分数据见下表：

反应时间(min)(mol)(mol)(mol)(mol)反应I：恒温恒容0260010

4.5

201

30

1

反应II：绝热恒容00022①达到平衡时，反应I、II对比：平衡常数K(I)K(II)(填“>”“＜”或“=”，下同)；平衡时的浓度c(I)c(II)。②对反应I，前10min内的平均反应速率=；在其他条件不变的情况下，若30min时只向容器中再充入和，则平衡(填“正向”“逆向”或“不”)移动。16．（1）已知下列热化学方程式：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H1=+260kJ/mol2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-566kJ/mol请写出用CH4与O2反应生成CO和H2的的热化学方程式。（2）在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，其化学平衡常数K与t的关系如下表，请完成下列问题：t/K298398498K/(mol/L)-24.1×106K1K2①比较K1、K2的大小，K1K2(填写“＞”“=”或“＜”)。②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据的是(填序号字母)。A.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1：3：2B.3v(N2)(正)=v(H2)(逆)C.容器内压强保持不变D.混合气体的密度保持不变③若上述反应达到平衡时，N2、H2、NH3的浓度之比为1：3：2，再向容器中按物质的量之比1：3：2通入N2、H2、NH3，与原平衡相比，N2的物质的量浓度（填“增大”或“减小”或“不变”，下同），NH3的体积分数。（3）高炉炼铁中发生的基本反应之一如下：FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)△H＞0。①其平衡常数可表示为。②已知1100℃时K=0.263，1100℃时测得高炉中c(CO2)=0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，此时CO气体的转化率为(用百分数表示)，该反应是否处于化学平衡状态(选填“是”或“否”)，此时，化学反应速率是υ正υ逆(选填“大于”、“小于”或“等于”)。17．（1）化学反应2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)在298K、100kPa下：ΔH＝－113.0kJ/mol，ΔS＝－0.1kJ/(mol·K)，反应在常温下(填“能”或“不能”)自发进行。（2）在密闭容器中，控制不同温度进行2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)实验。已知SO3起始浓度均为cmol/L，测定SO3的转化率。图中曲线Ⅰ为SO3的平衡转化率与温度的关系，曲线Ⅱ表示不同温度下，反应经过相同时间尚未达到化学平衡时SO3的转化率。①比较图中X点与Y点、X点与Z点的平衡常数大小：K(X)K(Y)，K(X)K(Z)(填“>”“<”或“＝”)。②Y点的反应速率：υ正υ逆(填“>”“<”或“＝”)。③随温度升高，曲线Ⅱ逼近曲线Ⅰ的原因是。④下列措施在其他条件不变时，能提高SO3转化率的是。A．使用合适的催化剂B．升高温度C．增大压强D．降低温度E．减小压强F．SO3的起始浓度增加至2cmol/L18．【加试题】水是“生命之基质”，是“永远值得探究的物质”。（1）关于反应H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l)，下列说法错误的是________。A．焓变ΔH＜0，熵变ΔS＜0B．可以把反应设计成原电池，实现能量的转化C．一定条件下，若观察不到水的生成，说明该条件下反应不能自发进行D．选用合适的催化剂，有可能使反应在常温常压下以较快的速率进行（2）①根据H2O的成键特点，画出与图中H2O分子直接相连的所有氢键(O－H…O)。②将一定量水放入抽空的恒容密闭容器中，测定不同温度(T)下气态、液态水平衡共存[H2O(l)H2O(g)]时的压强(p)。在图中画出从20℃开始经过100℃的p随T变化关系示意图(20℃时的平衡压强用p1表示)。（3）水在高温高压状态下呈现许多特殊的性质。当温度、压强分别超过临界温度(374.2℃)、临界压强(22.1MPa)时的水称为超临界水。①与常温常压的水相比，高温高压液态水的离子积会显著增大。解释其原因。②如果水的离子积Kw从1.0×10−14增大到1.0×10−10，则相应的电离度是原来的倍。③超临界水能够与氧气等氧化剂以任意比例互溶，由此发展了超临界水氧化技术。一定实验条件下，测得乙醇的超临界水氧化结果如图所示，其中x为以碳元素计的物质的量分数，t为反应时间。下列说法合理的是。A．乙醇的超临界水氧化过程中，一氧化碳是中间产物，二氧化碳是最终产物B．在550℃条件下，反应时间大于15s时，乙醇氧化为二氧化碳已趋于完全C．乙醇的超临界水氧化过程中，乙醇的消耗速率或二氧化碳的生成速率都可以用来表示反应的速率，而且两者数值相等D．随温度升高，xCO峰值出现的时间提前，且峰值更高，说明乙醇的氧化速率比一氧化碳氧化速率的增长幅度更大（4）以铂阳极和石墨阴极设计电解池，通过电解NH4HSO4溶液产生(NH4)2S2O8，再与水反应得到H2O2，其中生成的NH4HSO4可以循环使用。①阳极的电极反应式是。②制备H2O2的总反应方程式是。19．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：。20．偏二甲肼（）、肼（）和四氧化二氧（）可作为运载火箭的推进剂。（1）已知：和反应生成、和并放出大量热，写出该反应的热化学方程式（用含、、的代数式表示）。该反应（填“是”或“不是”）自发反应，判断的理由是。（2）肼（）也可用于新型环保燃料电池中，燃料电池的工作原理示意图如图1所示，该燃料电池的负极反应式为。（3）将4molN2O4放入2L，恒容密闭容器中发生反应N2O4(g)2NO2(g)，平衡体系中N2O4的体积分数（）随温度的变化如图2所示①D点v（正）v（逆）（填“>”“=”或“<”）。②A、B、C点中平衡常数K的值最大的是点。时，N2O4的平衡转化率为；若达平衡时间为5s，则此时间内的平均反应速率为。③若其条件不变，在原平衡基础上，再加入一定量，达到新平衡时，与原平衡相比，NO2的体积分数（填“增大”“不变”或“减小”）。

答案解析部分1．【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。2．【答案】C3．【答案】A【解析】【解答】A.一定温度下的焓变在数值上等于变化过程中的恒压热效应，A符合题意；B.升高温度，升高了分子能量，增大了活化分子百分数，有效碰撞几率增大，化学反应速率一定增大，故B不符合题意；C.熵增加且放热的反应，△S＞0，△H＜0，则△H-T•△S＜0，该反应一定是自发反应，故C不符合题意；D.常温下硝酸铵溶于水是一个能自发进行的吸热过程，硝酸铵溶解成为自由移动的离子，是熵变增大的过程，说明该过程的△S>0，故D不符合题意。故答案为：A。

【分析】A、一定温度下的焓变在数值上等于变化过程中的恒压热效应，而不是恒容热效应；

B、升温会增大化学反应速率；

C、△H-T•△S＜0，为自发反应；

D、反应过程△S>0说明为熵增的反应，据此分析解答。4．【答案】B【解析】【解答】A．非自发反应在一定条件下也可发生，故A不符合题意；B．该反应为放热反应，且反应过程中气体分子数减小，因此△H<0，△S<0，故B符合题意；C．所有放热且熵增加的反应都能自发进行，放热且熵减小的反应在高温下不能自发进行，故C不符合题意；D．自发过程并不是不需要条件，故D不符合题意；故答案为：B。

【分析】ΔH-TΔS＜0时反应可自发进行，反应的自发性取决于焓变、熵变。5．【答案】C【解析】【解答】A、B、D选项都是混乱度增大、熵值增大的过程，ΔS>0。【分析】熵增大的判断方法是看混乱度，一般根据气体的多少进行判断，当气体增多时即是熵增的过程。6．【答案】B【解析】【解答】A．反应①温度升高，K值增大，则反应吸热，△H1＞0，反应②温度升高，K值减小，则反应放热，△H2＜0，故A不符合题意；B．根据盖斯定律可得，②－①＝③，则有△H2－△H1＝△H3，故B符合题意；C．K1＝，K2＝c(H2)c(H2O)，K3＝c(CO)c(CD．根据K2÷K1＝K3，可知反应③在973K时的K值比1173K时的K值大，温度升高，K值减小，则反应放热，所以要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采取降温措施，故D不符合题意。故答案为：B。

【分析】A.温度升高，平衡常数变大，说明正反应是吸热的反应，反之，是放热反应；

B.盖斯定律指的是反应的反应热与途径无关只与反应的始终态有关；

C.根据平衡常数的表达公式可以推出三个反应的平衡常数的关系；

D.正反应放热的反应是放热反应，如果升高温度会使反应向逆反应方向进行。7．【答案】A【解析】【解答】A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)是一个熵减的放热反应，自发进行，A符合题意；B.2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)是一个熵增过程，过氧化氢不稳定易分解、自发进行，B不合题意；C．C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)是一个熵增的吸热反应，高温下自发进行，C不合题意；D．Ba(OH)2•8H2O+2NH4ClΔ__BaCl2(s)+2NH3(g)+10H故答案为：A。

【分析】降霜过程是放热过程，由液态水变成固态水时，ΔS<0，即降霜过程是放热、熵减、自发进行的过程。8．【答案】B【解析】【解答】A．相同物质的量的同种物质，气态的熵比液态的熵大，则物质的熵：，故A不符合题意；B．气体的物质的量越大，熵越大，则物质的熵：，故B符合题意；C．相同物质的量的同种物质，固态的熵小于液态，则物质的熵：，故C不符合题意；D．相同物质的量的同种物质，固态的熵小于气态，则物质的熵：1mol干冰，故D不符合题意；故答案为：B。

【分析】相同物质等物质的量时，混乱度越大，熵越大，气体大于液体大于固体，结合选项进行判断9．【答案】D【解析】【解答】A、熵值大小与物质的状态、物质的量等有关，生成物中出现气体或气态物质变多，ΔS>0，混乱度增加。A中反应，气体的物质的量减少，ΔS<0，故A不符合题意；B、ΔH＞0，ΔS＜0，ΔG恒大于0，反应不能自发，故B不符合题意；C、反应物为气体，生成物无气体，ΔS＜0，故C不符合题意；D、ΔH<0，ΔS>0，ΔG恒小于0，反应一定能自发，故D符合题意。故答案为：D。【分析】A、生成物中出现气体或气态物质变多，熵增；

B、根据反应自发进行的判据分析；

C、根据反应物、生成物的状态分析；

D、ΔH<0，ΔS>0，ΔG恒小于0，反应一定能自发，据此分析解答。10．【答案】B【解析】【解答】A．此反应的ΔH<0，ΔS>O，根据吉布斯自由能△G=ΔH-TΔS<0，该反应在任何温条件下都能自发进行，A不符合题意；B．此反应放热，升高温度平衡逆向移动，该反应的平衡常数减小，K值一般受温度影响，B符合题意；C．此反应为可以反应，加入和不能完全反应，放出的热量小于，C不符合题意；D．断裂键的同时断裂键，说明反应达到平衡状态，D不符合题意；故答案为：B。

【分析】A．根据吉布斯自由能△G=ΔH-TΔS<0判断；B．依据化学平衡移动原理分析；C．此反应为可逆反应，反应不到底；D．依据正逆反应速率相等判断。11．【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。12．【答案】A【解析】【解答】A、2H2O2（l）=O2（g）+2H2O（l），△H＜0、△S＞0，任何温度下△G=△H-T△S＜0能自发进行，A符合题意；B、2N2（g）+O2（g）=2N2O（g），△H＞0、△S＜0，任何温度下△G=△H-T△S>0不能自发进行，B不符合题意；C、2Ag（s）+Cl2（g）=2AgCl（s），△H＜0、△S＜0，温度较低时△G＜0，故低温能自发进行，C不符合题意；D、2HgO（s）=2Hg（l）+O2（g），△H＞0、△S＞0，温度较高时△G＜0，故高温能自发进行，D不符合题意。故答案为：A。

【分析】根据△G=△H-T△S正负进行判断即可。13．【答案】A【解析】【解答】A．水合离子的形成，微粒减少，为熵减小的过程，选项A符合；B．氯化钠固体融化属于熵增的过程，选项B不符合；C．酒香四溢，混乱度增大，导致熵增大，选项C不符合；D．碘的升华由固态变为气态，混乱度增大，导致熵增大，选项D不符合；故答案为：A。【分析】混乱度减小时熵减小，对气体参加的反应，气体的体积减小，则熵减小。14．【答案】A【解析】【解答】A．同种物质的熵值气体＞液体＞固体，Fe（s）→Fe（g），物质由固体到气体变化，需要吸收热量，体现混乱度增大，属于熵增大的过程，A项符合题意；B．C(g)＋O2(g)=CO2(g)，该反应为化合反应，形成化学键的过程要放出热量，反应前后气体的体积减小，为熵减小的过程，体系混乱程度减小，B项不符合题意；C．CaO(s)＋CO2(g)=CaCO3(s)，该反应为化合反应，是一个放热反应，C项不符合题意；D．氢氧化钠固体溶解属于放热过程，第一步电离过程为吸热过程，第二步形成水合离子的过程为放热，由于第二步放出的热量更多，所以氢氧化钠溶于水的过程为放热过程，形成离子的过程混乱度增大，属于熵增大的过程，D项不符合题意；故答案为：A。

【分析】常见的放热反应有：绝大多数的化合反应（灼热的炭与二氧化碳反应除外）、燃烧反应、金属与水或酸的反应、酸碱中和，铝热反应等；

常见的吸热反应有：绝大多数的分解反应、个别的化合反应（如灼热的炭与二氧化碳反应）、少数的复分解反应（如盐酸与碳酸氢钠反应）、以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应反应等。

生成物气体物质的量越多，体系的混乱度越大。15．【答案】（1）4H2(g)+2NO2(g)=4H2O(g)+N2(g)ΔH=-1100.2kJ/mol（2）低温；de；（3）＜；＜；0.025mol/(L·min)；不【解析】【解答】（1）H2(g)+O2(g)=H2O(l)ΔH=-285.5kJ/mol①；N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH=+133kJ/mol②；H2O(g)=H2O(l)ΔH=-44kJ/mol③；氢气还原二氧化氮的反应为4H2+2NO2=4H2O+N2，根据盖斯定律，有4×①－②－4×③，得到ΔH=-1100.2kJ/mol，热反应方程式为4H2(g)+2NO2(g)=4H2O(g)+N2(g)ΔH=-1100.2kJ/mol；故答案为4H2(g)+2NO2(g)=4H2O(g)+N2(g)ΔH=-1100.2kJ/mol；（2）①该反应为放热反应ΔH＜0，根据反应方程式，该反应为熵减，即ΔS＜0，依据复合判据，ΔG=ΔH－TΔS，能够自发进行，ΔG＜0，需要在低温状态下，故答案为低温；②a．CO2、H2为气体，其余为液体，开始通入CO2、H2物质的量之比等于化学计量数之比，混合气体的平均相对分子质量始终保持不变，不能判断反应是否达到平衡，故a不正确；b．CO2、H2为气体，其余为液体，开始通入CO2、H2物质的量之比等于化学计量数之比，CO2、H2的体积分数始终为(25%)、(75%)，不能说明反应是否达到平衡，故b不正确；c．开始通入CO2、H2物质的量之比等于化学计量数之比，两者转化率始终相等，不能说明反应是否达到平衡，故c不正确；d．根据ρ=，甲醇、水均为液体，反应向正反应方向进行，混合气体总质量减少，容器为恒容，气体总体积不变，因此当混合气体密度不再改变，说明反应达到平衡，故d正确；e.1molCO2生成，反应向逆反应方向进行，有3molH-H断裂，说明反应向正反应方向进行，且它们的比值等于化学计量数之比，因此可以说明反应达到平衡，故e正确；答案为de；③在t2时将容器体积缩小一倍，此时二氧化碳浓度为1mol/L，随着反应进行二氧化碳浓度降低，在t3时刻达到平衡，因为K=，平衡常数只受温度的影响，因此该时刻二氧化碳浓度仍为0.5mol/L，在t4时刻降低温度，此时二氧化碳浓度不变，该反应为放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动，二氧化碳浓度减少，图像是；故答案为；（3）两个容器如果为恒温恒容状态，则两个体系为等效平衡，平衡常数应相等，反应Ⅱ容器为绝热恒容，反应Ⅱ从逆反应方向开始，容器内温度降低，相当于在反应Ⅰ达到平衡基础上降温，反应Ⅰ的平衡向正反应方向移动，K(Ⅰ)＜K(Ⅱ)，甲醇的浓度c(Ⅰ)＜c(Ⅱ)；故答案为＜；＜；反应Ⅰ，前10min内，氢气物质的量变化(6－4.5)mol=1.5mol，则生成甲醇物质的量为0.5mol，用甲醇表示的化学反应速率v(CH3OH)==0.025mol/(L·min)；根据表中数据，30min时反应达到平衡，CO2、H2、CH3OH、H2O物质的量分别为1、3、1、1，该温度下的平衡常数K==，若30min时再充入1moLCO2(g)和1molH2O(g)，Qc===K，平衡不移动；故答案为0.025mol/(L·min)；不。

【分析】（1）写出反应的化学方程式，结合盖斯定律计算反应热，从而得出热化学方程式。

（2）①反应要自发进行，则ΔH-TΔS<0。

②当正逆反应速率相等，或变量不变时，说明反应达到平衡状态。

③结合压强、温度对反应速率、平衡移动的影响分析。

（3）①平衡常数与温度有关，结合温度对平衡移动和平衡常数的影响分析。

②根据公式计算反应速率。计算此时的浓度商Q，根据Q和K的相对大小判断反应进行的方向。16．【答案】（1）2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g)△H=-46kJ/mol（2）＞；BC；增加；增加（3）K=；20%；否；大于【解析】【解答】(1)CH4与O2反应生成CO和H2的化学方程式为2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g)，则①CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H1=+260kJ/mol②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-566kJ/mol根据盖斯定律，将①×2+②，整理可得：2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g)的焓变△H=(+260kJ/mol)×2+(-566kJ/mol)=-46kJ/mol，因此该反应的热化学方程式为2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g)△H=-46kJ/mol；(2)①合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H＜0，正反应是放热反应，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，则化学平衡常数会减小，所以K1＞K2；②A.平衡时反应混合物中各组分的含量保持不变，但容器内N2、H2、NH3的浓度之比不一定为1：3：2，因此该特征不能作为判断平衡的标志，A不正确；B.平衡时不同物质表示正、逆反应速率之比等于反应计量数之比，即3v(N2)正=v(H2)逆的状态是反应达到平衡的状态，B正确；C.反应前后气体体积减小，若压强不变，说明反应达到平衡，C正确；D.反应前后气体的质量不变，容器的体积不变，所以容器内混合气体密度始终不变，因此不能根据混合气体的密度保持不变判断反应处于平衡的状态，D不正确；故合理选项是BC；③再向容器中按物质的量之比为1：3：2通入N2、H2、NH3，相当于增大压强，化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动，所以NH3的体积分数增大；虽然化学平衡向正反应方向移动，但平衡移动的趋势是微弱的，因此达到新的平衡时N2的物质的量浓度增大；(3)①反应FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的化学平衡常数K=；②某一时刻高炉中c(CO2)=0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，根据C原子守恒可知，起始时刻c(CO)=0.1mol/L+0.025mol/L=0.125mol/L，CO的变化量为0.025mol/L，则CO气体的转化率=×100%=20%；浓度商Qc==0.25＜0.263=K，所以反应没有达到平衡状态，此时化学反应向正反应分析进行，v正＞v逆。【分析】(1)根据盖斯定律计算2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g)的焓变△H，进而写出热化学方程式；(2)①根据化学平衡常数是平衡时生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，及合成氨的反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动分析；②根据反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等及反应体系中各物质的百分含量不变及混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间的改变而改变等判断平衡状态；③再向容器中按物质的量之比为1：3：2通入N2、H2、NH3，相当于增大压强，平衡向正方向移动，据此判断；(3)①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转化率=×100%；根据浓度商Qc与K的大小关系判断：若Qc＞K，则反应逆向进行；若Qc=K，则反应不移动；若Qc＜K，则反应正向进行。17．【答案】（1）能（2）=；<；>；温度的升高，反应速率逐渐加快，相同时间内SO3转化的量逐渐增大，越来越接近平衡时的转化率；BE【解析】【解答】（1）反应能否自发进行的判断依据是“ΔH−TΔS”，ΔH−TΔS<0的反应能自发进行。常温下该反应的ΔH−TΔS=－113.0kJ/mol-298K×[－0.1kJ/(mol·K)]=-83.2kJ/mol<0，所以，该反应在常温下能自发进行。故答案为：能。（2）①因平衡常数只与温度有关，观察图像可知，X点与Y点温度相同，平衡常数不变，故K(X)=K(Y)；Z点与X点均在曲线I上，且Z点的SO3转化率高于X点，故K(X)<K(Z)。答案为：=；<。②Y点位于曲线Ⅱ上，且转化率低于同温度下X的平衡转化率，故反应应正向进行，故Y点的反应速率为：υ正>υ逆。答案为：>。③因随着温度的升高，反应速率逐渐加快，相同时间内SO3转化的量逐渐增大，越来越接近平衡时的转化率，故曲线Ⅱ逐渐逼近曲线I。答案为：温度的升高，反应速率逐渐加快，相同时间内SO3转化的量逐渐增大，越来越接近平衡时的转化率。④A.使用合适的催化剂只能降低反应活化能，提高反应速率，但不能改变反应平衡，不能提高SO3转化率，故A不正确；B.该反应为吸热反应，升高温度平衡向正向移动，能够提高SO3转化率，故B正确；C.该反应为增压反应，增大压强平衡向逆向移动，降低了SO3转化率，故C不正确；D.该反应为吸热反应，降低温度平衡向逆向移动，降低了SO3转化率，故D不正确；E.该反应为增压反应，减小压强平衡向正向移动，能够提高SO3转化率，故E正确；F.增加SO3的起始浓度，SO3的总量增大，相当于增大压强平衡逆向移动，将降低SO3转化率，故F不正确。答案为：BE。

【分析】（1）判断反应能够自发进行主要看△G是否小于0

（2）温度相同，平衡常数相等，该反应为吸热反应，温度升高，平衡常数增大，温度升高，速率加快，故达到平衡的速率加快则曲线二接近曲线1，提高转化率可用到勒夏特列原理

18．【答案】（1）C（2）；（3）水的电离为吸热过裎，升高温度有利于电离(压强对电离平衡影响不大)；100；ABD（4）2HSO4-－2e−=S2O82-＋2H+或2SO42-－2e−=S2O82-；2H2OH2O2＋H2↑【解析】【解答】（1）A.氢气燃烧是放热反应，ΔH＜0，该反应中气体变为液体，为熵减过程，故ΔS＜0，A不符合题意；B.该反应可设计为氢氧燃料电池，其化学能转为电能，B不符合题意；C.某条件下自发反应是一种倾向，不代表真实发生，自发反应往往也需要一定的反应条件才能发生，如点燃氢气，C符合题意；D.催化剂降低活化能，加快反应速率，D不符合题意；故答案为：C。

（2）①H2O电子式为，存在两对孤电子对，因而O原子可形成两组氢键，每个H原子形成一个氢键，图为：②100℃，101kPa为水的气液分界点，20℃和p1为另一个气液分界点，同时升高温度和增加压强利于水从液体变为气体，因而曲线为增曲线，可做图为：;

（3）①水的电离为吸热过裎，升高温度有利于电离，压强对固液体影响不大，可忽略。②c(H+)=.，w=1.0×10-14，c1(H+)=10-7mol/L，当Kw=1.0×10-10，c2(H+)=10-5mol/L，易知后者是前者的100倍，所以相应的电离度是原来的100倍。③A.观察左侧x-t图像可知，CO先增加后减少，CO2一直在增加，所以CO为中间产物，CO2为最终产物，A符合题意；B.观察左侧x-t图像，乙醇减少为0和CO最终减少为0的时间一致，而右图xCO-t图像中550℃，CO在15s减为0，说明乙醇氧化为CO2趋于完全，B符合题意；C.乙醇的消耗速率或二氧化碳的生成速率都可以用来表示反应的速率，但两者数值不相等，比值为化学计量数之比，等于1：2，C不符合题意；D.随着温度的升高，乙醇的氧化速率和一氧化碳氧化速率均增大，但CO是中间产物，为乙醇不完全氧化的结果，CO峰值出现的时间提前，且峰值更高，说明乙醇氧化为CO和CO2速率必须加快，且大于CO的氧化速率，D符合题意；故答案为：ABD

（4）①电解池使用惰性电极，阳极本身不参与反应，阳极吸引HSO4-（或SO42-）离子，并放电生成S2O82-，因而电极反应式为2HSO4-－2e−=S2O82-＋2H+或2SO42-－2e−=S2O82-。②通过电解NH4HSO4溶液产生(NH4)2S2O8和H2。由题中信息可知，生成的NH4HSO4可以循环使用，说明(NH4)2S2O8与水反应除了生成H2O2，还有NH4HSO4生成，因而总反应中只有水作反应物，产物为H2O2和H2,故总反应方程式为2H2OH2O2＋H2↑。【分析】（1）A.燃烧反应为放热反应，据此判断ΔH；根据反应前后气体分子数的变化，确定ΔS；

B.反应过程中有电子发生转移，可设计为原电池；

C.自发反应需要一定条件才能发生；

D.催化剂可降低反应所需的活化能，使其在常温下即可发生反应；

（2）①H2O中O存在两对孤电子对，可形成两个氢键；

②结合温度、压强的影响分析；

（3）①结合温度、压强对水电离的影响分析；

②结合Kw的表达式进行计算；

③结合图像中曲线的变化分析；

（4）①HSO4-在阳极发生失电子的氧化反应，形成S2O82-，据此写出电极反应式；

②根据电解过程中发生的反应确定电池总反应；19．【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)+2H