第二章 第三节 化学反应的方向

第三节化学反应的方向

课后•训练提升

基础巩固

1.下列说法正确的是()o

A.凡是放热反应都是自发的.凡是吸热反应都是非自发的

B.自发反应熠一定增大，非自发反应焰一定减小或不变

C.自发反应在适当条件下才能实现

D.自发反应在任何条件下都能实现

答案:C

解析:放热反应大多是能够自发进行的过程，而吸热反应有些也是自发反应；自发

反应的靖不一定增大，可能减小,也可能不变;过程的自发性只能用于判断过程的

方向，反应是否能实现还要看具体的条件。

2.下列反应中，在高温下不能自发进行的是()0

A.CO(g)—C(s)+|02(g)

B.2N2O5(g)---4NO2(g)+O2(g)

C.(NH4)2CO3(s)—NH4HCO3(s)+NH3(g)

D.MgCO?(s)^-MgO(s)+CO2(g)

答案:A

解析:在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的烯增大,这个原理叫熠增原

理，在用来判断过程的方向时，称为炳判据。本题中A、B、C、D都是吸热反应,

其中B、C、D三个反应又都是靖增大的反应,在高温条件下能自发进行;A反应

是靖减小的反应,在高温下不能自发进行。

3.下列有关说法正确的是()o

A.SO2(g)+H2O(g)—H2so3(1),该过程短值增大

B.SO2(g)—S(s)+O2(g)△”>0,AS<0,该反应能自发进行

C.SO2(g)+2H2S(g)—3S(S)+2H2O(1)△〃<(),低温下能自发进行

D.某温度下SCh(g)+；O2(g)-SO3(g),K二^骑警

/C(bU3)

答案:C

解析:反应由气体物质生成液体物质是炳值减小的反应，A项不正确;△”>(),AS<(),

反应不能自发进行,B项不正确;C项中是一个△”<()、AS<0的反应，由AH-TXS

可知，反应在低温下能自发进行,C项正确;D项中K=c(S°fo

C(SO2)-C2(O2)

4.如图，在图1的A、B两容器里,分别收集着两科互不反应的气体。若将中间活

塞打开，两种气体分子立即都分布在两个容器中(见图2)o这是一个不伴随能量

变化的自发过程。关于此过程的下列说法中不正确的是()。

A.此过程为混乱程度小的向混乱程度大的方向的变化过程，即燃增大的过程

B.此过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出

C.此过程从有序到无序，混乱度增大

D.此过程是自发可逆的

答案:D

解析:由题意知△"=()、A5>0,*AH-7AS知该过程的逆过程不能自发进行，所以D

项错误。

5.在298K,往1mL的水中加入1molNaCl(s),则溶解过程的()。

A.A”-7AS>0AS>0

BAH-T^S<0AS>0

CAH-T^S>0AS<0

D.A〃-7AS<0A5<0

答案:B

解析:固体的溶解是一人自发过程，且也是一个隔值增大的过程，故B项正确。

6.下列反应过程中,且AAO的是()。

A.NH3(g)+HCl(g)NHQ(s)

B.CaCO3(s)^~CaO⑸+CCh(g)

C.4Al(s)+3O2(g)-2AhO3(s)

D.HCl(aq)4-NaOH(aq)NaCl(aq)+H2O(l)

答案:B

解析:A项是嫡减的放热反应;C项是隔减的放热反应;D项是放热反应。

7.NH4HCO3在室温下就能自发地分解产生氨气，下列说法正确的是()。

A.NH4HCO3分解是因为生成了气体，使体系的端增大

B.NH4HCO3分解是因为外界给予了能量

C.NH4HCO3分解是吸热反应，根据熔变判据不能自发分解

D.碳酸盐都不稳定，都能自发分解

答案:A

解析:NH4HCO3分解是吸热反应，室温下就能自发地分解产生氮气,主要是因为生

成了气体，使体系的炳增大。化学反应的自发性还与蛤变有关,不能由“NH4HCO3

室温下就能自发地分解”推测其他碳酸盐的稳定性，例如CaCCh室温下很稳定，需

要高温才能分解。

8.已知反应2co(g)—2c(s)+Ch(g)的AH>0.AS<0o设bH和AS不随温度而变，下

列说法中正确的是()。

A.低温下能自发进行

B.高温下能自发进行

C.低温下不能自发进行，高温下能自发进行

D.任何温度下都不能自发进行

答案:D

解析:A”>0,AS<0,7>0,故A"-/。〉。,此反应为非自发进行的反应。

9.在其他条件不变时，改变某一条件对4A(g)+/?B(g)=cC(g)化学平衡的影响，得到

如图所示图像(。表示平衡转化率)，回答下列问题。

(I)在反应I中，已知正反应为(填“吸热”或"放热'')反应，也是一个反

应前后气体分子数(填“减小”或"增大”)的反应，由此判断,此反应自发进

行必须满足的条件是o

(2)在反应n中(填w■“二”)乃,正反应为(填“吸热”或“放

热”)反应。

⑶在反应III中,若力力，试分析该反应能否自发进行。

答案:(1)放热减小低温

(2)>放热

(3)反应III中在恒温下压强对a(A)没有影响，此反应的AS可视为0,又7>不,恒压

下温度越高分(A)越小，则△“<0。△"-7AS<0,则反应能自发进行。

解析：(1)反应I中恒压条件下温度升高，a(A)减小，即升高温度平衡逆向移动，则正

反应为放热反应;由知,恒温时压强越大向A)越大和增大压强平衡正向移

动，说明正反应为气体体积缩小的反应;放热、扁减的反应只能在低温下自发进

行。

⑵根据“先拐先平数值大”的原则判断，反应n中丁>乃；温度越高,平衡时c的物质

的量越小，即升高温度平衡逆向移动，则正反应为放热反应。

(3)反应HI中在恒温下压强对a(A)没有影响，此反应的AS可视为0,又7>不，恒压

下温度越高,a(A)越小，则A“<0。△”-TAS<0,则反应能自发进行。

能力提升

1.反应CHQH⑴+NH3(g)-CH3NH2(g)+H2O(g)在某温度自发进行，若反应

|A/^=17kJ-molL|A〃-7AS|=17对于该反应，下列关系正确的是()。

4.bH>gH-TbS<0

B.AH<0,AH-TAS>0

C.AHX),AH-7^S>0

D.A/7<0,A//-7^S<0

答案:A

解析:该反应在一定温度下能够自发地向右进行，这说明△H-7'AS<0,根据方程式可

知该反应的AS〉。,如果△”=l7kJ-moH,则7As=0不符合事实，如果NH=\7

kJmoH,则TAS=34kJmol",即A/7>0o

2.下列关于化学反应自发性的叙述中正确的是()0

A.焙变小于0而焙变大于0的反应肯定是自发的

B.焰变和燧变都小于0的反应肯定是自发的

C.焰变和焰变都大于()的反应肯定是自发的

D.嫡变小于()而焙变大于()的反应肯定是自发的

答案:A

解析:A项,△〃<0公5>0小”-7^5,<0,反应能自发进行;B项,△〃<(),AScO,反应能否自

发进行与温度有关;C项,△〃>(),AS>0,反应能否自发进行与温度有关;D

项,△”>0,AS<0,A”-7AS>0,反应不能自发进行。

3.下列对化学反应预测正确的是()0

选项化学方程式已知条件预测

它是非

AM(s)-X(g)+Y(s)AH>0

自发反应

反应能自发进丫可能等

BW(s)+xG(g)—2Q(g)

行于1、2、3

kH一

C4X(g)+5Y(g)—4W(g)+6G(g)反应能自发进行

定小于0

常温下，反应能自发

D4M(s)+N(g)+2W(l)―4Q(s)AH>0

进行

答案:B

解析:根据AG=A//-TA5,M(s)-X(g)+Y(s),固体分解生成气体，为峭增反应，即

AS>OoAH>0时，在高温下能自发进行,A项错误;W⑸+xG(g)—2Q(g)

△HvO,能自发进行，若AS>0,任何温度下都能自发进行，若AS<0,在低温条件下能自

发进行，所以,G的计量数不确定,x等于1、2或3E寸,都符合题意,B项正

确;4X(g)+5Y(g)-4W[g)+6G(g)是隔增反应，当AH>0时，在高温下能自发进行,C

项错误:4M(s)+N(g)+2W(l)——4Q(s)为烯减反应.常温下能自发进行，说明该反应一

定是放热反应,D项错误。

4.下列关于化学反应的方向的说法，正确的是()。

A.在一定条件下反应2A(g)+B(g)—3c(s)+D(g)能自发进行,说明该反应的△〃>()

B.常温下反应2Na2so3(s)+O2(g)-ZNsSOMs)能自发进行，则A//<0

C.反应2Mg(s)+CO2(g)-C(s)+2MgO(s)能自发进行，则该反应的AH>0

D.反应2NaCI(s)-2Na(s)+CL(g)的A/7<0,A5>0

答案:B

解析:△"彳△S<0的反应能自发进行。若反应的△§<(),反应能自发进行，则AH<O,B

项正确,A、C项错误;分解反应2NaCl(s)-2Na(s)+Cb(g)属于吸热反应D

项错误。

5.二氧化碳的捕捉与封存是实现温室气体减排的亘要途径之一，也是未来实现低

碳经济转型的重要环节。一些科学家利用太阳能加热反应器来“捕捉''空气中的

COM如图所示)。下列说法中正确的是()。

C02含s.C02含co

址高的0U:•.：：：•.：•・：：：：：•；±量低的If：•：•<••：•••：jl=>2

4人一口空气

空气步骤二

步骤一

利用太阳能将反应器加热

利用太阳能将反应器加热

到900-C,择放高浓度CO2,

至J4O(TC.CaO与co夜应用于工业制备小苏打等产品

生成CaCO、

生石灰捕捉和封存二氧化碳的示意图

A.步骤一中将反应器加热到400℃,可提高CaCO3的生成速率

B.步骤一中生成CaCO?的反应为吸热反应

C.步骤一与步骤二中的反应互为可逆反应

D.步骤二中反应的△§<()

答案:A

解析:CaO与CO?的反应为放热反应,B项错误;生成CaCCh的反应和CaCCh分解

9001c

反应的反应条件不同，两者不互为可逆反应,C项错误;反应CaCO3(s)---------

CaO(s)+CCh(g)的AS>0,D项错误。

6.判断下列过程烯变的正负(填“>”或"V"):

(1)溶解少量蔗糖于水中,AS0;

(2)纯碳和氧气反应生成CO(g),AS0;

(3)液态水蒸发变成水蒸气.AS0:

(4)CaCCh(s)加热分解生成CaO(s)和CO2(g),AS0。

答案:(1)>(2)>(3)>(4)>

解析：(1)蔗糖溶于水形成溶液混乱度增大;(2)反应气体分子数增多是靖增大的过

程:(3)液态水变为气态水，是幅值增大的过程:(4)反应气体分子数增多是场增大的

过程。

7.回答下列问题。

(1)用钉的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解CO2,发生反应:2CCh(g)

-2co(g)+Ch(g),该反应的AH(填或“二")0,AS(填，

或“*0,在低温下,该反应(填“能”或“不能”)自发进行。

(2)超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家研究利用催

化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,化学方程式为2NO+2coi

2cO2+N2。反应在常温下能够自发进行，则反应的\H(填或

“二”)0。

(3)已知在100kPa.293K时石灰石分解反应CaCO3(s)—CaO⑸+CCh(g)的

△”>(),AS>(),则：

①该反应常温下(填“能”或“不能”)自发进行。

②根据本题反应数据分析，温度(填“能''或”不能”)成为反应方向的决定

因素。

(4)已知CaSO4(s)+CO(g)^CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)A”=+218kJmoH,该反应能

够自发进行的反应条件是o

(5)某吸热反应能自发进行，则该反应的AS(填或“<")0。

答案：(1)>>不能(2)<

⑶①不能②能

(4)高温(5)>

解析：(1)该反应为吸热反应，化学反应后气体的化学计量数之和增大，所以

△”>0公5>0,故AG=AH-7AS反应低温下不能自发进行。

(2)因为AScO,且AG二A”-7ASvO,故A”<0。

(3)①常温下石灰石不分解。②该反应的△〃>(),AS>0,属于炳增加的吸热反应，故

在高温下该反应能够自发进行。

T值较大，该反应应在高温下进行。

(5)吸热反应能自发进行，即△”>(),AH-TAS<0,又知7>0,故ASX)。

过关检测

一、选择题(本题共15小题,每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题

意)

1.下列有关有效碰撞理论和活化能的认识，正确的是()o

A.压缩体积增大压强(对于气体反应)，活化分子总数增大，故反应速率增大

B.温度升高，分子运动加快,反应所需活化能减小，故反应速率增大

C.选用适当的催化剂,分子运动加快，有效碰撞次数增加，故反应速率增大

D.H+和OH-的反应活化能接近于0,反应儿乎在瞬间完成

答案:D

解析:压缩体积增大压强，活化分子总数不变，但单位体积内的活化分子数增多，反

应速率增大,A项不正确。温度升高，更多分子吸收能量成为活化分子，反应速率

增大,但反应所需的活化能不变,B项不正确。使用催化剂,可降低反应所需的活

化能，使更多分子成为活化分子，反应速率增大,C项不正确。

2.运用相关化学知识进行判断，下列结论错误的是()。

A.某吸热反应能自发进行，因此该反应是炳增反应

B.在其他条件不变时，使用催化剂只能改变反应速率，而不能改变化学平衡状态

C.可燃冰是甲烷与水在低温高压下形成的水合物晶体，因此可存在于海底

D.增大反应物浓度可增大反应速率,因此用浓硫酸与铁反应能加快生成H2的速

率

答案:D

解析:反应能自发进行，则A〃-7ASv0,若反应是吸热反应,△〃>(),则ASA),故该反应

一定是嫡增反应,A项正确;催化剂不能使平衡发生移动,B项正确;海底为低温高

压环境，所以可燃冰可存在于海底,C项正确;常温下，铁在浓硫酸中可发生钝化，不

产生氨气,D项错误。

3.科学家最近设计出生产氢气的人造树叶，原理为2H2O(g)^^=

2H2(g)+O2(g)w有关该反应的说法正确的是()〃

A.A/7<0

B.A5<0

C.化学能转变为电能

D.氢能是理想的绿色能源

答案:D

解析:水生成氢气和氧气需要吸收能量，故A”>0;水蒸气生成氢气和氧气,气体的

物质的量增加，嫡值增大,故AS>0o

4.可逆反应〃X⑺+2Y(g)i2Z(g)在一定条件下达到平衡后山和尬时各改变其一

种外界条件，化学反应速率与时间的关系如图所示。则下列说法中正确的是

()。

A.若X是固体，则n时一定是增大了容器的压强

B.若X是气体，则上时不可能是减小容器压强

C.若X是固体，则力时可能是增大了X的质量

D.若/2时采用了降温措施，则该反应的正反应方向A//>0

答案:B

解析:A项，若X为固体，增大压强，平衡不移动，若使用催化剂,平衡也不移动，错

误;B项，若X为气体J2时正、逆反应速率都减小，不可能是减小容器压强,因为减

小压强,可衡逆向移动，而图像中可衡正向移动,正确;C项,若X为固体用时若增大

了X的量，平衡不移动，反应速率不变,错误;D项诲时若采用降温，正、逆反应速率

都减小，平衡正向移动，说明正反应为放热反应,△〃《),错误。

5.在一定温度下,向密闭容器中充入一定物质的量的NCh和SCh,发生反

应:NO2+SO21NO+SO3,达到平衡时，下列叙述正确的是()o

A.SCh、NCh、NO、SO3的物质的量一定相等

B.NO2和SCh的物质的量一定相等

C.平衡体系中反应物的总物质的量一定等于生成物的总物质的量

D.NO和SO3的物质的量一定相等

答案:D

解析:容器中开始充入的是NO?和SCh,又因为生成物NO和SO3的化学计量数之

比为1：1,故只有NO和SCh的物质的量一定相等,A项错误,D项正确;因为不知

道两种气体的充入量，平衡时N02和SCh的物质的量不一定相等,B项错误;该反

应是反应前后气体分子数不变的可逆反应，反应过程中气体总物质的量保持不变,

但平衡体系中反应物的总物质的量不一定等于生成物的总物质的量,C项错误。

6.已知反应CO(g)+H2O(g)-CO2(g)+H2(g)AH<0o在一定温度和压强下的密

闭容器中，反应达到平衡。下列叙述正确的是()o

A.升高温度,K减小

B.减小压强,〃(CO2)增加

C.更换高效催化剂,a(CO)增大

D.充入一定量的氮气,〃(H?)变大

答案:A

解析:正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，即升高温度,K值减

小,A项正确;此反应为反应前后体积不变的反应，因此减小压强，平衡不移动，即

〃(C02)不变,B项错误;催化剂对化学平衡移动无影响，因此CO的转化率不变,C

项错误;N2为惰性气体，不参与反应，对平衡无影响,〃(H?)不变,D项错误。

7.某温度下,密闭容器中发生反应aX(g)=OY(g)+cZ(g),达到平衡后，保持温度不

变，将容器的容积压缩到原来容积的一半，当达到新平衡时，物质Y和Z的浓度均

是原来的1.8倍。则下列叙述正确的是()。

A..a>b+c

B.压缩容器的容积时,u正增大)遂减小

C.达到新平衡时，物质X的转化率减小

D.达到新平衡时，混合物中Z的质量分数增大

答案:C

解析:恒温下，容器容积缩小为原来的一半，若平衡大移动,则物质Y和Z的浓度将

增加至原来的2倍，而实际上达到新平衡时Y和Z的浓度为原来的1.8倍,说明平

衡逆向移动，则A项错误;当压缩容器的容积时(即增大压强),正反应速率、

逆反应速率都增大,B项错误;平衡逆向移动，达到新平衡时,反应物X的转化率减

小,生成物Z的质量分数减小,C项正确,D项错误。

8.在容积不变的密闭容器中存在如下反应:2SO2(g)+O2(g)12so3(g)AH<()c其

他条件一定，只改变某一条件时，下列分析不正确的是()o

图I图n图m

A.图I表示的是h时刻增大压强对反应速率的影响

B.图II表示的是力时刻加入催化剂对反应速率的影响

C.图HI表示的是温度对化学平衡的影响，且甲的温度小于乙的温度

D.图山表示的是催化剂对化学平衡的影响，乙使用了催化剂

答案:D

解析:该反应为气体体积减小的反应，增大压强，正、逆反应速率均增大，且正反应

速率大于逆反应速率，工•衡正向移动，则图I中■时刻可以表示增大压强对反应速

率的影响,A项正确;催化剂对平衡移动无影响，同等程度增大正、逆反应速率，则

图n中力时刻可以表示加入催化剂对反应速率的影响,B项正确;图HI中乙先达到

平衡,则乙的温度高，且温度高时SCh的转化率小，说明升高温度平衡逆向移动，而

题述反应的正反应为放热反应,与图像一致,C项正确;催化剂对平衡移动无影响，

而题图III中甲、乙两种条件下SCh的转化率不同，则不能表示催化剂对化学平衡

的影响,D项错误。

9.在1.5L的密闭容器中通入2molN2和3molH2的混合气体，在一定温度下发

生反应。达到平衡时溶器内压强为反应开始时的0.8,则该反应的化学平衡常数

为()<>

A.0.34B.0.64

C.0.44D.0.54

答案:C

解析:温度和体积相同，则压强之比等于气体的物质的量之比。设达到平衡时N2

转化的物质的量为工mol,则

N2+3H212NH3

起始量/mol230

转化量/molX3xlx

平衡量/mol2-x3-3xlx

5-2x0.8

51

解得尸0.5

4

则K=HNH3)=工0.44。

C(N2)-C3(H2)9

10.一定量的CO2与足量的碳在容积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+C02(g)

2co(g),平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示。

已知:气体分压(p分户气体总压(pg)x体积分数。

下列说法正确的是()。

A.550℃时，若充入惰性气体/正、)，地均减小，平衡不移动

B.650c时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0%

C.7℃时，若充入等体积的CO?和CO,平衡向逆反应方向移动

D.925℃时用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数勺=24.()〃总

答案:B

解析:550℃时，若充人情性气体，由于是在恒压容器中反应，因此相当于扩大了容

积)正、z均减小，平衡正向移动,A项错误。根据图示可知，在650℃时,CO的体

积分数为40.0%,根据化学方程式:C(s)+CCh(g)-2co(g)。设开始加入1mol

CCh,反应了xmol,则有：

C⑸+82(g)5==-2C0(g)

始态/mol:10

变化/mol:X2x

平衡/mol:\-x2x

囚此有:台xl00%=40.0%,解得户0.250,即CO2的转化率为25.0%,故B项正确。

由图可知7C达到平衡时CO和CCh的体积分数相等，则T°C时充入等体积的

CO2和CO时平衡不移动,C项错误。925℃时,CO的体积分数为96.0%,故

c2(CO)(96.0%p总『np

Kp=——=——-=23.04〃MD项4普沃。

C(C()2)4.00%Pr，j

11.以二氧化碳和氢气为原料制取乙醇的反应为2co2(g)+6H2(g)=

CH3cH20H(g)+3H2O(g)AH<()o某压强下的密闭容潜中，按CCh和H2的物质的

量比为1：3投料，不同温度下平衡体系中各物质的物质的量分数()%)随温度变

化如图所示。下列说法正确的是()。

A.M点的平衡常数小于N点

B.N点,"(CO2)=y逆(丘0)

C.M点,H2和H2O物质的量相等

D.其他条件恒定，充入更多H2MCO2)不变

答案:C

解析:从图像可知，温度越高氢气的含量越高，说明升高温度平衡向逆反应方向移

动，温度升高平衡常数减小,M点平衡常数大于N点,A项错误;N点只能说明该温

度下,CO2和H2O的浓度相等，不能说明I，正(CO2)r经(H2O),B项错误;从图像可

知,M点H2和H2O的物质的量分数相等，故物质的量相等,C项正确;其他条件恒

定，充入更多出,反应物浓度增大,正反应速率增大MCO2)也增大,D项错误。

12.已知2N02(g)=N2()4(g)AHVO。将一定量的NO2充入注射器中并密封，改

(红棕色)(无色)

变某一条件,气体透光密随时间的变化如图所示(气体颜色越深，透光率越小)。下

列说法不正确的是()。

A.N点反及处于平衡状态

B.N点对应的时间改变的条件是将注射器的活塞向外拉

C.R点正<口逆

D.若在P点将温度降低，其透光率将增大

答案:B

解析:M点到N点，透光率一直不变，则N点反应处于平衡状态,A项正确;气体颜

色越深，透光率越小，故N点时c(NCh)瞬间增大,则N点对应的时间改变的条件不

可能是将注射器的活塞向外拉,B项错误;/?点透光率减小，平衡逆向移动，则v^v

占C项正确;该反应为放热反应，降低温度,平衡正向移动，则透光率将增大,D项正

确。

13.一定条件下合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)-CH2-CH2(g)+4H2O(g),已知温度对

CCh的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示，下列说法不正确的是

()。

A.该反应的逆反应为吸热反应

B.平衡常数:KM>KN

C.生成乙烯的速率:u(N)一定大于u(M)

D.当温度高十250C升高温度，催化剂的催化效率降低

答案:C

解析:升高温度,CO2的平衡转化率降低,则升温平衡逆向移动，则逆反应为吸热反

应,A项正确;M点化学平衡常数大于N点,B项正确;化学反应速率随温度的升高

而增大，但温度高于250℃后，催化剂的催化效率随温度的升高而降低，所以v(N)

有可能小于项错误;根据图像,当温度高于250℃,升高温度催化剂的催化

效率降低,D项正确。

14.在①、②、③容积大等的恒容密闭容器中,均充入0.1molCO和0.2molH2,在

催化剂的作用下发生反应:CO(g)+2H2(g)-CH30H(g)。测得三个容器中平衡混

合物中CH30H的体积分数随温度的变化如图所示。

伊(CHQH)/%

100

80

60

40

20

0

200300400500600

温度/℃

下列说法正确的是()。

A.该反应的正反应为吸热反应

B.三个容器的容积:①③

C.在P点,CO的转化率为75%

D.在P点，向容渊②中再充入CO、Hz及CH3OH各0.025mol,此时vMCO)<P把

(CO)

答案:c

解析:由题图可知，容积一定时，温度升高,CH3OH的体积分数减小，说明升高温度，

平衡逆向移动，故该反应的△”<(),正反应为放热反应,A项错误。三个容器中起始

加入CO和H2的量分别相等，温度一定时，容器的容积越小，体系的压强越大，反应

向正反应方向进行的程度越大，反应物的转化率越大,CH3OH的体积分数越大，故

容器的容积:①〈②〈③,B项错误。P点CHsOH的体积分数为50%,根据同温同压

下，气体的体积之比等亍其物质的量之比,设达到平衡后转化的CO的物质的量为

xmol,则有

CO(g)+2H2(g)=0cH30H(g)

起始量/mol0.10.20

转化量/molX2xX

平衡量/mol0.1-x0.2-2xX

X

则CH30H的体积分数为--xl00%=50%,解得尸0.075,故P点CO的转

化率为吧竺？xlOO%=75%,C项正确。在P点响容器②中再充入CO、H2及

O.lmol

CH3OH各0.025mol,此时，容器②中z?(CO)=0.05mol、«(H2)=0.075mol、

0.075

"(CH3OH)=0.1mol,设容器②的容积为aL,则达到平衡时K==1200层,

0.025乂(0.05)

0.1

充入气体后Q=V=355.6/<K=l200，尸,平衡正向移动，此时y£CO）“电

（CO）,D项错误。

15.为比较Fe3+和ca对H2O2分解反应的催化效果，甲、乙两同学分别设计了如

图1、图2所示的实验。下列叙述中不正确的是（）。

0)5滴0.1mol•L-'②5滴0.1mol-L-1

FcCh(aq)CuSO4(aq)

2mL5%

H2C>2(aq)

A.图1实验可通过定性观察产生气泡的快慢来比较反应速率的大小

B.若图1所示实验中反应速率为①，②，则一定说明Fe3+比CM+对H2O2分解催化

效果好

C用图2装置比较反应速率，可测定在相同状况下反应产生的气体体积及反应时

间

D.为检查图2装置的气密性，可关闭分液漏斗的活塞，将注射器活塞拉出一定距离

到某处，一段时间后松开活塞，观察活塞是否回到原位

答案:B

解析:B项,若比较FN+检Cu2+对H2O2分解的催化作用，应选用阴离子相同的盐溶

液，如Fe2（SO4）3溶液和CuSO4溶液"如果选用FeCb溶液和CuSCh溶液，加入

FeCb溶液产生气泡快,可能是C「的催化作用。D项,检查图2装置的气密性，最后

活塞回到原位置，说明装置气密性良好,若仍留在某处，说明装置漏气。

二、非选择题（本题共5小题，共55分）

16.（7分）试回答下列与环境有关的问题。

fc(CO)/(mol•L-1)

2.0L

o1719//S

图1

⑴在汽车排气系统中安装三元催化转化器，可发生下列反应:2NO(g)+2CO(g)

催化剂、

,加热2CO2(g)+N2(g)o在某恒容密闭容器中通入等物质的量的CO和NO,在不

同温度(7)下发生上述反应时,c(CO)随时间⑺的变化曲线如图1所示：

①该反应的正反应为(填“放热”或“吸热反应。

②温度为乃时，反应达到平衡时NO的转化率为o

③温度为Ti时，该反应的平衡常数K=o

(2)目前烟气脱硝采用的技术有选择性非催化还原法(SNCR)脱硝技术和选择性催

化还原法(SCR)脱硝技术。若用NH3作还原剂,则主要反应可表示为

4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)-4N2(g)+6H2O(g)

AH<0,其中体系温度对SNCR技术脱硝效率的影响如图2所示：

脱硝效率

080090010001100温度

图2

@SNCR技术脱硝的最佳温度为,SNCR与SCR技术相比,SCR技术的

反应温度不能太高，其原因是O

②由题给信息分析,当体系温度过高时,SNCR技术脱硝效率降低,其可能的原因

是。

答案：(1)①放热②95%③80

(2)①925℃(920-930C均正确)温度太高，降低催化剂活性②温度过高，使

SNCR脱硝技术的主要反应的平衡逆向移动(其他合理答案也可)

解析:⑴①根据“先拐先平温度高”可知7>不,反应达到平衡时为条件下CO的浓

度大，即升高温度，平衡逆向移动，故正反应为放热反应。②由化学方程式可知,NO

和CO对应的化学计量数相同，起始时加入的物质的量也相同，故两者的转化率相

同，即转化率为—X100%=95%o③列“三段式”计算：

2

催化剂

2NO(g)+2C0(g)-=-2CO2(g)+N2(g)

始态

2.02.000

(mol-L1)

反应

1.61.61.60.8

(molL1)

平衡

0.40.41.60.8

(mol-L-1)

该反应的平衡常数K二点泻察二80。(2)①由图像可知,925℃左右SNCR技术

c/(NO)・c，(CO)

脱硝效率最高;SCR技术中使用催化剂，若温度太高，会降低催化剂活性。②SNCR

脱硝技术的主要反应是放热反应,故温度过高时，使该反应的平衡逆向移动，导致

脱硝效率降低。

17.(10分)一定温度下，向一容积为5L的恒容密闭容器中充入().4molSO2和().2

1110102,发生反应:2502值)+。2值)12503(8)AH=-196kJmol'o当反应达到平

衡时，容器内压强变为起始时的总。请回答下列问题。

(1)判断该反应达到平衡状态的标志是o

A.SCh、02、SO3三者的浓度之比为2：1：2

B.容器内气体的压强不变

C.容器内混合气体的密度保持不变

D.S03的物质的量不再变化

E.S02的生成速率和S03的生成速率相等

(2)①SO2的转化率为;

②达到平衡时反应放出的热量为;

③此温度下该反应的平衡常数K=0

(3)如图表示平衡时SO2的体积分数随压强和温度变化的曲线。

SO2的体积分数

①温度关系:ri(填“于y、或"二，、,下同)及；

②平衡常数关系:KAKB,KAKD.

答案:⑴BDE

(2)①90%②35.28kJ③20250

(3)①〉②二＜

解析:(1)A项,SO2、。2、SO3三者的浓度之比为2：1：2,与它们的化学计量数之

比相等，与反应是否达到平衡没关系，不能作为反应达到平衡状态的标志;B项，容

器内气体的压强不变，这是一个恒容条件下的化学可衡，反应前后气体物质的量是

有所改变的,现在压强不变，说明气体总量不变，化学反应达到了化学平衡状态;c

项，容器内混合气体的窖度保持不变，这是恒容条件下的化学平衡状态，反应物和

生成物均为气体，则气体质量恒定,气体密度恒定，所以不能作为反应达到平衡状

态的标志;D项,S03的物质的量不再变化，说明化学反应达到了平衡状态;E项,S02

的生成速率和S03的生成速率相等,即正、逆反应速率相等,化学反应达到了平衡

状态。(2)向容积为5L的恒容密闭容器中充入0.4molSCh和0.2molO2,设达到

平衡时转化的Ch的物质的量为工mol,则有

2so2（g）+O2（g）=^2so3（g）

起始量/mol0.40.20

改变量/mol2xX2A-

平衡量/mol0.4-2x0.2-x2A-

当反应达到平衡时,容器内压强为起始时的工，则有：°42"02"2?07,解得

100.41+。2

x=OA80①SO2的转化率=鬻器x100%=90%;②达到平衡时反应放出的热量

=0.36x—kJ=35.28kJ;③此温度下该反应的平衡常数K==20250。(3)

2c^(SO2)c(O2)

①该反应为放热反应，升高温度,平衡逆向移动，二氧化硫的体积分数增大，则可得

到温度关系⑦>乃;②化学平衡常数和温度有关，温度不变，化学平衡常数不

变,K产K瓦该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动,K值减小,KxKo。

18.(10分)已知化学反应①:Fe(s)+CO"g)iFeO(s)+CO(g),其平衡常数为K;化学

反应②:Fe⑸+H2O(g)-FeO(s)+H2(g),其平衡常数为长。在不同温度7下

⑺<T2),K】、K2的值如下表所示：

温度K\K2

T\1.472.38

Ti2.151.67

请回答下列问题。

(1)通过表中数据可以推断:反应①是(填“吸热”或“放热”)反应。

⑵相同温度下，有反应③CO2(g)+H2(g)-CO(g)+H2O(g),则该反应的平衡常数表

达式为Ky=0

⑶相同温度下，根据反应①②可推出K、K与代之间的关系式为，据此

关系式及表中数据，能推断出反应③是(填“吸热”或“放热”)反应。

(4)要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采取的措施

有o

A.缩小反应容器的容积

B.扩大反应容器的容积

C.升高温度

D.使用合适的催化剂

E.设法减小平衡体系中的CO的浓度

(5)图甲、图乙均表示反应③在某时刻因改变某个条件而发生变化的情况:

②图乙中尬时刻改变的条件是0

答案：(1)吸热

2严。。出2。)

()

C(CO2)C(H2)

(3)代=》吸热

K2

(4)CE

(5)①增大压强(或使用催化剂)②降低温度(或分离出比等)

解析:(1)根据表中数据可知，升高温度,K增大,说明升高温度，平衡向正反应方向

移动，所以反应①是吸热反应。(2)根据反应③可知,其平衡常数表达式为

依二陪陪。(3)由反应①可得其平衡常数垢=嘿，由反应②可得其平衡常数

修二嗯，反应③的平衡常数代尹警需，所以K3二富升高温度,K增大,K2减小,

K

C(H2。)^(H2)-C(LO2)2

所以给增大，即平衡正向移动，因此反应③是吸热反应。(4)反应③是反应前后气

体体积不变的可逆反应,且为吸热反应，所以要使平衡向正反应方向移动，则可以

升高温度或降低生成物的浓度等，但改变压强和加入催化剂不能改变平衡状态，故

选CE。(5)①图甲中力时刻正、逆反应速率都增大，但平衡不移动,所以改变的条

件是增大压强或使用催化剂。②图乙中/2时刻C02的浓度瞬间不变，然后增大，

而CO的浓度瞬间不变，然后减小，即平衡向逆反应方向移动，所以改变的条件是

降低温度或从体系中分离出H2等。

19.(14分)在容积为1.00L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O£g)i

2NCh(g),随温度升高,混合气体的颜色变深

0.120p--p

ry

T

o0.080内干■(・

e

/o.O6oky%;4-

朝

斐0.040p/-{-

0.020^—：—*■-

°20406080时间/.

回答下列问题。

⑴反应的&H(填。"或“<”)0;100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如

图所示。反应开始至60s内，反应速率可N2O4)为molL's”;反应的平

衡常数K、为o

⑵100℃时达到平衡后，改变反应温度为7,c(N2cM以0.0020mol-L'-s1的平沟速

率降低，经10s又达到平衡。

①7(填“大于”或“小于”)100C,判断理由是。

②温度7时反应的平衡常数/为。

(3)综合(1)、(2)小题信息,你得出温度对平衡常数的影响规律

是0

答案：(1)>0.001().36

⑵①大于反应正方向吸热,反应向吸热方向进行，故温度升高②1.28

(3)对于吸热反应，升高温度,平衡常数增大

解析：(1)根据题意知，随温度升高，混合气体的颜色变深,NO2的浓度增大，说明平衡

向正反应方向移动，当其他条件不变时，升高温度，正衡向吸热反应方向移动，故

AHX)o根据题给图像知，反应开始至60s内忻小二-如竺也也叱二0.001molL-

At60s

k”;分析题给图像知,K尸坐等=0.36。

C(N2O4)

(2)①根据题意知，改变反应温度为T后,(：32。4)以0.0020mol-L'-s-'的平均速率

降低，即平衡向正反应方向移动，正反应方向吸热,反应向吸热方向进行，故为温度

升高,7大于100℃;②改变反应温度为了后,c(N2O4)以0.0020mol.L、s"的速率

降低，则C(NO2)以0.0020molL,s-,x2的速率增加,平衡时，式NC)2)=0.120mol-L-

'+0.0020molL,«s-,x2xlOs=0.160molL1,c(N204)=0.040mol-L1-0.0020mollJ