【2021-2022学年】化学选修4 新人教版 2.4化学反应进行的方向 课后培优练（含解析）
文档属性
| 名称 | 【2021-2022学年】化学选修4 新人教版 2.4化学反应进行的方向 课后培优练（含解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.9MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2021-11-08 14:34:15 | ||
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文档简介
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选修4第二章第四节化学反应进行的方向同步练习
第I卷（选择题）
一、单选题
1．闪电时空气中的N2和O2会发生反应：N2(g)＋2O2(g)=2NO2(g) ΔH=＋180.50 kJ·mol-1，ΔS=247.3 J·mol-1·K-1，若不考虑温度对该反应焓变的影响，则下列说法中正确的是（ ）
A．在1 000 ℃时，此反应能自发进行
B．在1 000 ℃时，此反应不能自发进行
C．该反应能自发进行的最低温度约为730℃
D．该反应能自发进行的最高温度约为730 K
2．酰氯(结构式为)是一种重要的磺化试剂，可利用反应：制备。在恒温恒容的容器中进行该反应，下列有关说法正确的是（ ）
A．硫酰氯中每个原子均达到8电子稳定结构
B．该制备硫酰氯的反应，在高温下自发
C．升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大，反应的压强平衡常数减小
D．容器内气体的平均摩尔质量不变时，反应达到平衡
3．“蓝天保卫战”需要持续进行大气治理，有效处理SO2、NO2等大气污染物。化学研究为生产、生活处理废气，防止大气污染做出重要贡献。已知反应： ,运用该反应处理废气时有关说法正确的是（ ）
A．增大压强有利于反应自发进行 B．该反应不能完全消除废气
C．降低反应温度可提高去除效率 D．升高反应温度可提高废气转化率
4．“蓝天保卫战”需要持续进行大气治理，有效处理、等大气污染物。化学研究为生产、生活处理废气，防止大气污染做出重要贡献。已知反应： ，标准状况下， 。下列有关说法错误的是（ ）
A．该反应的
B．该反应的
C．若，则该反应到达平衡状态
D．反应过程中及时分离，有利于废气的转化
5．一定条件下，和反应生成和达到平衡，平衡常数，且温度升高K值变大。下列说法错误的是（ ）
A．该反应的化学方程式为
B．该反应的
C．该反应在低温下能自发进行
D．恒温恒容条件下，增大压强，平衡时可能不变
6．氮是粮食作物生长必需的元素。将空气中游离态的氮转化成含氮化合物叫做氨的固定，主要有自然固氮和人工固氮两种方式。在高温、高压和铁催化条件下合成氨的人工固氮技术是20世纪人类最伟大的成就之一、合成氨反应为： 。对于合成氨反应，下列有关说法正确的是（ ）
A．反应的(E表示键能)
B．使用催化剂能缩短该反应到达平衡的时间
C．反应的
D．升高温度有利于提高的平衡转化率
7．下列说法正确的是（ ）
A．非自发的反应一定可以通过改变条件使其成为自发反应
B．相同物质的量的同种物质气态时熵值最小，固态时熵值最大
C．反应在室温下可自发进行，则该反应的
D．恒温恒压下，且的反应一定不能自发进行
8．下列说法正确的是（ ）
A．能自发进行的反应一定能迅速发生
B．非自发进行的反应在任何条件下都不能发生
C．凡是放热反应都是自发进行的，凡是吸热反应都是非自发进行的
D．水往低处流是自发过程
9．反应过程中能量变化如图，下列说法正确的是（ ）
A．任何条件下，该反应一定能自发进行
B．该反应的
C．若加入催化剂，的值不变
D．高温下有利于该反应正向进行
10．已知2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)，△H=-98kJ mol-1。实验表明，纯的H2O2相对稳定，在54℃下恒温贮存2周后，浓度仍能保持99%，这是由于上述反应
A．不能自发进行 B．属于吸热反应 C．平衡常数很小 D．活化能较大
11．焦炭常用于冶炼工业。已知反应①：2C(s)+O2(g)=2CO(g)；反应②：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)，反应①、②的反应趋势与温度关系如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．反应②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)的ΔS<0，ΔH<0
B．983K是两个反应主次趋势变化的转折点
C．L1对应反应①
D．当温度低于983K时，过量焦炭的氧化产物以反应②生成CO2为主
12．甲烷与氯气光照条件下取代反应的部分反应历程和能量变化如下：
(i)Cl2(g)→2Cl (g) ΔH1=+242.7kJ mol-1
(ii)CH4(g)+Cl (g)→CH3 (g)+HCl(g) ΔH2=+7.5kJ mol-1
(iii)CH3 (g)+Cl2(g)→CH3Cl(g)+Cl (g) ΔH3=-112.9kJ mol-1
下列说法不正确的是（ ）
A．CH4(g)+Cl2(g)→CH3Cl(g)+HCl(g) ΔH=-105.4kJ mol-1
B．CH4(g)+Cl2(g)→CH3Cl(g)+HCl(g)反应在光照下进行，反应不自发
C．C—Cl键能比Cl—Cl键能大112.9kJ mol-1
D．若是甲烷与Br2发生反应，ΔH2>7.5kJ mol-1
13．硫酸是重要的化工原料，工业上由硫或硫铁矿通过反应可得，催化氧化生成，再用浓硫酸吸收得发烟硫酸()，发烟硫酸与水反应可得硫酸。“热化学硫碘循环分解水”是一种利用硫酸、碘等来获取氢能源方法。以太阳能为热源，“热化学硫碘循环分解水”的反应过程如下：
反应1：
反应2：
反应3：
下列说法不正确的是（ ）
A．该过程实现了将太阳能转化为化学能
B．该条件下反应3能自发进行，其
C．升高温度可使上述三个反应的化学平衡常数都增大
D．热化学硫碘循环分解水的总反应为
14．碳热还原法制备氮化铝的反应式为：Al2O3(s)+3C(s)+N2(g)2AlN(s)+3CO(g)。在温度、容积恒定的反应体系中，CO浓度随时间的变化关系如图曲线甲所示。下列说法不正确的是（ ）
A．从a、b两点坐标可求得从a到b时间间隔内该化学反应的平均速率
B．c点切线的斜率表示该化学反应在t时刻的瞬时速率
C．维持温度、容积不变，若减少N2的物质的量进行反应，曲线甲将转变为曲线乙
D．已知该反应在高温下自发，则随着温度升高，反应物Al2O3的平衡转化率将增大
15．用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板中的铜，其热化学方程式为Cu(s)+H2O2(1)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+2H2O(l) △H。已知：
①Cu(s)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+H2(g) △H1=+64 kJ/mol
②2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) △H2=-196 kJ/mol
③H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H3=-286 kJ/mol
下列说法不正确的是（ ）
A．反应②若加入少量FeCl3可加快化学反应速率
B．反应②在任何条件下都能自发进行
C．若H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H4，则△H4＜△H3
D．△H= -320 kJ/mol
16．关于反应CH3COOH(l)+C2H5OH(l) CH3COOC2H5(l)+H2O(1) ΔH=-2.7 kJmol-1，下列说法正确的是（ ）
A．因为化学反应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0
B．加入高效吸水剂有利于平衡正向移动，该反应平衡常数增大
C．该反应的平衡常数为：K=
D．因为反应的ΔH接近于0，所以温度变化对平衡转化率的影响不大
17．对于反应，下列说法正确是（ ）
A．加入催化剂，改变了反应的途径，反应的△H也随之改变
B．该反应△S＞0，△H＜0，在任何条件下能自发进行
C．恒温恒容条件下，混合气体密度不变达到化学平衡状态
D．达到平衡状态后，若增加A的量，平衡向正反应方向移动
18．2021年1月20日中国科学院和中国工程院评选出2020年世界十大科技进展，排在第四位的是一种可借助光将二氧化碳转化为甲烷的新型催化转化方法：CO2+4H2=CH4+2H2O，这是迄今最接近人造光合作用的方法。CO2加氢制CH4的一种催化机理如图，下列说法正确的是（ ）
A．反应中La2O3是中间产物
B．反应中La2O2CO3可以释放出带负电荷的CO2·
C．H2经过Ni活性中心裂解产生活化态H·的过程中ΔS>0
D．使用TiO2作催化剂可以降低反应的焓变，从而提高化学反应速率
19．氯化硫酰()常用作氧化剂，它是一种无色液体，熔点：，沸点：69.1℃，可用干燥的和在活性炭作催化剂的条件下制取：。下列有关制取的说法正确的是（ ）
A．该反应在高温下能自发进行
B．使用活性炭作催化剂能缩短该反应达平衡的时间
C．反应中每消耗22.4L转移的电子数目约为
D．使液化从平衡体系中分离，能加快正反应速率，增大转化率
20．二氧化碳的化工利用是降低大气中二氧化碳浓度的有效途径，二氧化碳加氢制甲烷是该领域的最佳选择。反应体系中，主要发生反应的热化学方程式如下：
反应Ⅰ：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)△H=-164.7kJ mol-1
反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H=+41.2kJ mol-1
反应Ⅲ：2CO(g) +2H2(g)CO2(g)+CH4(g)△H=-247.1kJ mol-1
向恒压密闭容器中通入1molCO2和4molH2，不同温度下，使反应均进行tmin，测得CH4、CO、CO2的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法中不正确的是（ ）
A．反应Ⅰ的平衡常数可表示为K=
B．图中曲线B表示CH4的物质的量随温度的变化
C．为提高CO2转化为CH4的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂
D．CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)在任何温度下均能自发
第II卷（非选择题）
二、计算题
21．(1)0.5 mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧生成固态三氧化二硼和液态水放出1082.5 kJ的热量，其热化学方程式为_________________。已知，则STP条件下，11.2 L乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量____________
(2)， ，又已知、和键的键能分别为、和，则a为__________。
(3)，，该反应能够自发进行，则温度所满足的条件是______________________。
(4)平衡常数的表达式为____________。反应的平衡常数为49，则该温度下反应的平衡常数为____________。
三、填空题
22．I、2021年1月7日，我国首个探明储量超千亿方的深层页岩气田——中国石化西南石油局威荣页岩气田一期项目全面建成，对促进成渝地区双城经济圈建设具有重要意义。回答下列问题：
（1）页岩气的主要成分是甲烷。已知25℃，101kPa时甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1。请写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式：_____________________________________________。
（2）用甲烷可以合成乙烯：2CH4(g)C2H4(g) + 2H2(g) ΔH＝＋202 kJ·mol－1，该反应在______下自发进行(填“高温”、“低温”或“任何温度”)。
II、在催化剂作用下由CO2和H2可直接合成乙烯：2CO2(g) + 6H2(g) C2H4(g) + 4H2O(g) ΔH
（3）关于该反应，下列叙述正确的是 (填字母序号) 。
A．恒容下达平衡状态时，再充入少量氦气，正逆反应速率不变
B．当混合气体的平均摩尔质量不再发生变化时，反应达平衡状态
C．当反应达平衡状态时，3v正(H2) = 2v逆(H2O)
D．恒温下缩小容器体积，反应物的活化分子百分数增大
（4）在体积为2 L的恒容密闭容器中，加入2 mol CO2和6 mol H2，在催化剂作用下发生乙烯直接合成反应，测得温度对CO2的平衡转化率影响如图所示。
①已知在200℃下，10 min时反应达到平衡状态。则0~10min内用CO2表示的平均反应速率为_________。
②该反应的ΔH______0(填 “<”、“>” 或 “=”)，请结合平衡移动原理简述理由_____________________。
③若不使用催化剂，则200℃ 时CO2的平衡转化率位于图中的_____点(填“a”、“b”、“c”或“d”)。
23．工业上可溶性的钡盐常用重晶石(BaSO4)与焦炭在高温下还原得到，按物质的量之比1：3投料。主要发生如下反应：
①BaSO4(s)+2C(s)BaS(s)+2CO2(g)ΔH1=-98kJ mol-1
②BaSO4(s)+4C(s)BaS(s)+4CO(g)ΔH2=+571.2kJ mol-1
③BaSO4(s)+4CO(g)BaS(s)+4CO2(g)ΔH3=-118.8kJ mol-1
④CO2(g)+C(s)2CO(g)ΔH4
按要求回答下列问题：
(1)ΔH4=_____kJ mol-1。
(2)已知体系自由能变ΔG=ΔH-TΔS，ΔG<0时反应自发进行。由下图可知工业上用焦炭还原重晶石发生反应②，至少需控制反应温度_____℃以上。
(3)将重晶石与焦炭(固体均足量)在恒压密闭容器中控制1000℃温度下发生反应，下列能证明反应③达到平衡状态的是_______。
A．气体的压强不变
B．CO2的体积分数保持不变
C．v(CO)：v(CO2)=1：1
D．容器内气体密度不变
(4)T℃温度下，碳热还原硫酸钡反应达到平衡时，混合气体的总压强为P，其中CO的物质的量分数为α，则反应③的平衡常数Kp=__。[说明：对于气相反应，用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)可表示平衡常数，记作Kp，如p(B)=p x(B)，p为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数]。
(5)常压下，不同反应温度下碳热还原硫酸钡反应体系各物质的组成如图所示。400℃以，反应①可以看成反应②和反应③连续进行的结果，由图可判断在400℃以下时反应②的速率___反应③(填“＞”、“＜”或“=”)，理由是__________________________________。
24．Ⅰ.甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列两种反应合成甲醇。
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
表中所列数据是反应Ⅱ在不同温度下的化学平衡常数：
温度
(1)写出反应Ⅰ的化学平衡常数表达式：K1=_______；保持恒温恒容，将反应Ⅰ的平衡体系中各物质浓度均增大为原来的2倍，则化学平衡_______填“正向”“逆向”或“不”移动，平衡常数K1______(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)由表中数据判断 H2_______(填“＞”“＜”或“=”)0；
(3)对于反应Ⅱ，下列状态合理且可以判断该反应已经达到平衡的是__________
a.
b.的百分含量不再改变
c.
d.体系的压强不再发生变化
e.单位时间内消耗了2mol的同时消耗了1mol的CO
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的化学平衡的影响，得到如图图像图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量，表示转化率。
分析图像，回答下列问题：
(1)在反应Ⅰ中，若，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___________________。
(2)在反应Ⅱ中，T1_______(填“＞”“＜”或“”，该反应的正反应为_______填“放热”或“吸热”反应。
25．氢气、一氧化碳、二氧化碳是最常见的气体。回答下列问题：
(1)宇航员呼吸产生的CO2用镍催化剂反应处理，实现空间站中的O2循环利用。
镍催化剂反应：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH
已知：①H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-akJ·mol-1，
②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-bkJ·mol-1，
③H2O(g)=H2O(l) ΔH=-ckJ·mol-1
则镍催化剂反应的ΔH=_______kJ·mol-1；
(2)向1L恒容密闭容器中加入2molCO、4molH2，在适当的催化剂和一定条件作用下发生反应：2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(l)+H2O(l) ΔH=+71kJ/mol
①该反应_______自发进行(填“高温”、“低温”或“不能”)。其判断理由是___________________________________________。
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是_______。
a．混合气体的平均相对分子质量保持不变
b．混合气体的密度保持不变
c．CO和H2的体积分数保持不变
d．CO和H2的转化率相等
e．气体总压强保持不变
f．1molCO生成的同时有1molO-H键断裂
(3)已知CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH＜0在一定条件下，某反应过程中部分数据如下表：
反应条件 反应时间 CO2(mol) H2(mol) CH3OH(mol) H2O(mol)
恒温恒容(T1℃、2L) 0min 2 6 0 0
5min 4.5
20min 1
30min 1
①0～5min内，用H2O(g)表示的化学反应速率v(H2O)=_______mol/(L·min)
②达到平衡时，该反应的平衡常数K=_______(用分数表示)，平衡时H2的转化率是_______。
③在其它条件不变的情况下，若30min时改变温度为T2℃，此时H2的物质的量为2.8mol，则T1_______T2(填“＞”“＜”或“=”)，理由是_________________________。在其他条件不变的情况下，若30min时向容器中再充入1molCO2(g)和1molH2O(g)，则平衡_______移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
参考答案
1．A
解析：
A．ΔH=＋180.50 kJ·mol-1，ΔS=247.3 J·mol-1·K-1，当ΔH TΔS=0时，T=≈730 K，即温度高于730 K时，即温度高于457℃，ΔH TΔS＜0，反应能够自发进行；故A正确；
B．根据A选项分析，1000℃时，反应能够自发进行，故B错误；
C．根据A选项分析该反应能自发进行的最低温度约为457℃，故C错误；
D．该反应能自发进行的最低温度约为730 K，故D错误。
综上所述，答案为A。
2．D
解析：
A．根据硫酰氯的结构式，硫原子的最外层电子全部参与成键，硫原子已达12电子，故A错误；
B．该反应是气体体积减小的反应，，又因为，反应在低温是自发进行，故B项错误；
C．升高温度，正反应和逆反应速率均增大，故C错误；
D．该反应为气体质量不变，气体物质的量减小的反应，气体的平均摩尔质量为可变的量，故D正确；
故选：D。
3．B
解析：
A．增大压强会使气体变为液体甚至固体，体现的熵减小，不利于反应自发，A错误；
B．该反应为可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，所以不能完全消除废气，B正确；
C．降低反应温度会降低反应速率，降低效率，C错误；
D．该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，废气转化率降低，D错误；
综上所述答案为B。
4．D
解析：
A．SO2、NO2、NO都是气体，SO3为固体，这个反应属于气体物质的量减少的反应，该反应为熵减，即＜0，故A说法正确；
B．气体变为固体需要放出热量，因此中的＜41.8kJ/mol，故B说法正确；
C．用不同物质的反应速率表示达到平衡，要求反应方向是一正一逆，且反应速率之比等于化学计量数之比，v(SO2)生成：反应向逆反应方向进行，v(NO2)消耗：反应向正反应方向进行，因此v(SO2)生成= v(NO2)消耗，说明反应达到平衡，故C说法正确；
D．标准状况下的反应中SO3为固体，浓度视为常数，及时分离出固体SO3，化学平衡不移动，对废气的转化无影响，故D说法错误；
答案为D。
5．C
解析：
A．根据化学平衡常数计算格式：，由题目中K值计算式可知生成物G在方程式中的系数是3，H的系数是1，反应物E的系数是1，F的系数是2，所以反应方程式是，描述正确，不符题意；
B．温度升高，K值增大，说明升温平衡向正反应方向移动，正反应方向是吸热反应，描述正确，不符题意；
C．，当△G<0时，反应能自发进行，该反应△H>0，方程式气体系数和左小右大，正向熵增，即△S>0，所以只有T(温度)值相对较大，才有可能实现△G<0，所以该反应低温下不可能自发进行，描述错误，符合题意；
D．增大压强方法很多，若压缩容积或增加反应物造成压强上升，c(H)会发生改变，若充入惰性气体，c(H)不变，描述正确，不符题意；
综上，本题选C。
6．B
解析：
A．反应的焓变等于反应物的总键能-生成物的总键能，反应的(E表示键能)，A错误；
B． 催化剂能加快反应速率而不影响化学平衡，故使用催化剂能缩短该反应到达平衡的时间，B正确；
C． 反应后气体的物质的量减少，反应的，C错误；
D． 正反应放热，升高温度平衡向左移动，升温不利于提高的平衡转化率，D错误；
答案选B。
7．C
解析：
A．且的反应，即使改变条件也不能自发进行，A错误；
B．熵是指体系的混乱程度，相同物质的量的同种物质：，B错误；
C．反应能自发进行的判据是，由反应方程式可知，该反应的，要使，必须满足，C正确；
D．恒温恒压下，且的反应，，反应一定可以自发进行，D错误；
选C。
8．D
解析：
A．反应的自发性与反应的快慢没有必然联系，能自发进行的反应不一定能迅速发生，A项错误；
B．非自发进行的反应在一定条件下可能发生，如在通电条件下水能分解，B项错误；
C．多数能自发进行的反应是放热反应，如钠和水的反应是自发进行的且该反应放热，有的吸热反应也能自发进行，如碳酸氢铵固体与醋酸溶液的反应是自发进行的且该反应吸热，C项错误；
D．水往低处流是自发过程，故D正确。
故选D。
9．B
解析：
且的化学反应能在任何条件下都能自发进行，且的化学反应能在低温条件下自发进行，且的化学反应能在高温条件下自发进行，且的化学反应不能自发进行。
A．由图像可知反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，，且，如能自发进行，应满足，则该反应在高温下不能自发进行，故A错误；
B．由图像可知，等于生成物总能量—反应物总能量，故B正确；
C．加入催化剂，可改变反应的活化能，则的值变化，故C错误；
D．由于该反应的正反应为放热反应，高温下不利于反应正向进行，D错误。
故选B。
10．D
解析：
A．由△G=△H-T△S，△H=-98kJ mol-1< 0，该反应有气体生成，△S>0的，故而△G< 0，该反应能自发进行，A错误；
B．△H< 0，该反应是放热反应，B错误；
C．平衡常数越大，反应越彻底，平衡常数的大小与温度有关，温度发生变化，平衡常数也会发生变化，C错误；
D．因△G< 0，该反应能自发进行，但在54℃下恒温贮存2周后，浓度仍能保持99%，说明该反应的活化能较大，D正确；
故选D。
11．C
解析：
A．生成物气体化学计量数系数之和小于反应物气体化学计量系数之和，所以ΔS＜0，则-TΔS＞0，根据ΔG=ΔH-TΔS，因为能满足ΔG＜0，所以ΔH＜0，A正确；
B．ΔG越小，说明它能够反应的趋势更大，983K时两反应的ΔG相等，之后两反应的ΔG大小关系发生变化，则反应主次趋势发生变化，所以983K是反应趋势变化的转折点，B正确；
C．反应①的ΔS>0，则-ΔS＜0，ΔG和T成反比，所以斜率小于0，L2对应反应①，C错误；
D．当温度低于983K时，L1的ΔG更小，所以以反应②为主，产物以CO2为主，D正确；
综上所述答案为C。
12．B
解析：
A．根据盖斯定律反应(ii)+(iii)可得CH4(g)+Cl2(g)→CH3Cl(g)+HCl(g)ΔH=-105.4kJ mol-1，A正确；
B．该反应ΔH＜0，某温度条件下一定可以满足ΔG=ΔH-TΔS＜0，可以自发，B错误；
C．反应(iii)中断裂Cl-Cl键，形成C-Cl，ΔH=-112.9kJ mol-1，即放出112.9kJ mol-1能量，所以C—Cl键能比Cl—Cl键能大112.9kJ mol-1，C正确；
D．溴原子半径大于Cl，所以C-Br键与Br-H键的键能之和小于C-Cl键和Cl-H，则甲烷与Br2反应时过程ii中成键释放的能量较小，而断键过程均是断裂C-H键，所以甲烷与Br2反应时过程ii中吸收的能量更多，ΔH2>7.5kJ mol-1，D正确；
综上所述答案为B。
13．C
解析：
A．以太阳能为热源，“热化学硫碘循环分解水”，因此该过程实现了将太阳能转化为化学能，故A正确；
B．该条件下反应3： ，根据ΔG =ΔH－ΔS＜0，反应能自发进行，则，故B正确；
C．反应1是放热反应，升高温度，平衡向吸热反应移动即逆向移动，则化学平衡常数都减小，故C错误；
D．根据反应1、反应2、反应3得到热化学硫碘循环分解水的总反应为，故D正确。
综上所述，答案为C。
14．C
解析：
A．由图可以得到单位时间内一氧化碳浓度的变化量，反应速率是单位时间内物质的浓度变化计算得到，则从 a 、 b 两点坐标可求得从 a 到 b 时间间隔内该化学反应的平均速率，故A正确；
B．c 点处的切线的斜率是此时刻物质浓度除以此时刻时间，为一氧化碳的瞬时速率，故 B 正确；
C．维持温度、容积不变 ，若减少反应物N2 的物质的量进行反应，平衡向逆反应方向进行，达到新的平衡状态，平衡状态与原来的平衡状态不同，曲线甲不会变为曲线乙，故 C错误；
D．该反应为气体体积增大的反应，反应△S＞0，该反应在高温下自发，则反应△H—T△S＜0，反应△H＞0，升高温度，平衡向正反应方向进行，反应物Al2O3的平衡转化率将增大，故D正确；
故选C。
15．C
解析：
A．FeCl3是H2O2分解的催化剂，能促进H2O2的分解，所以反应②若加入少量FeCl3，可加快化学反应速率，A正确；
B．反应②中，ΔS＞0，△H2=-196 kJ/mol＜0，所以该反应在任何条件下都能自发进行，B正确；
C．若H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H4，由H2O(g)转化为H2O(l)能继续放出热量，所以|△H4|＜|△H3|，△H4＞△H3，C不正确；
D．利用盖斯定律，将反应①+②×+③得，△H=+64 kJ/mol+(-196 kJ/mol) ×+ (-286 kJ/mol)=-320 kJ/mol，D正确；
故选C。
16．D
解析：
A．不同的液体的熵不可能相等，即使化学计量数相同也不会相同的，因此反应前后熵变不为0，A错误；
B．化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，与改变的外界条件及平衡的移动方向无关，B错误；
C．根据平衡常数的含义可该反应的化学平衡常数K=，C错误；
D．因为该反应的ΔH不大，所以温度变化对化学平衡移动的影响不大，故改变温度对化学平衡转化率的影响就不大，D正确；
故合理选项是D。
17．C
解析：
A．加入催化剂，改变了反应的途径，但不能改变反应物、生成物的能量，因此反应的△H不会随之改变，A错误；
B．该反应的正反应是气体体积减小的放热反应，△S＜0，△H＜0，只有在△H-T△S＜0时反应才能够自发进行，B错误；
C．反应在恒容密闭容器中进行，气体的质量反应前后会发生变化。在恒温恒容条件下，若混合气体密度不变，说明气体的质量不再发生变化，反应就达到化学平衡状态，C正确；
D．A为固体，反应达到平衡状态后，若增加A的量，化学平衡不发生移动，D错误；
故合理选项是C。
18．C
解析：
A．根据CO2加氢制CH4的催化机理图示，催化过程使用的催化剂为La2O3，La2O2CO3为中间产物，故A错误；
B．根据图示，La2O2CO3可以释放出CO2·，活化分子不带电，故B错误；
C．H2经过Ni活性中心裂解产生活化态H·的过程中，分子混乱度增大，ΔS>0，故C正确；
D．催化剂不能降低反应的焓变，可降低反应的活化能，从而提高化学反应速率，故D错误；
故选：C。
19．B
解析：
A．该反应为气体体积减小的放热反应，反应△H＜0、△S＜0，△H—T△S在低温时小于0，则反应在低温下能自发进行，故A错误；
B．活性炭为反应的催化剂，催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，缩短反应达到平衡的时间，故B正确；
C．缺标准状况，无法计算消耗22.4L二氧化硫的物质的量和反应转移的电子数目，故C错误；
D．使氯化硫酰液化从平衡体系中分离，生成物的浓度减小，正、逆反应速率均减小，故D错误；
故选B。
20．D
解析：
A．反应Ⅰ的平衡常数可表示为K=，A正确；
B．B曲线先升高，后降低，说明低于600℃，t时间反应未达到平衡，随着温度升高，反应速率升高，物质的量增大，超过600℃，反应达到平衡，升高温度，物质的量减少，说明反应逆向移动，反应为放热反应，反应Ⅰ和反应Ⅲ均为放热反应，故甲烷的平衡量会减少，故B曲线为CH4，B正确；
C．CO2转化为CH4的转化率，需要增加反应Ⅰ和反应Ⅲ，减少反应Ⅱ的发生，反应Ⅰ和反应Ⅲ均为放热反应，低温条件利于正反应的进行，故需要研发在低温区高效的催化剂，C正确；
D．根据盖斯定律，反应Ⅱ-反应Ⅰ得到CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H=41.2kJ/mol-(-164.7kJ/mol)=205.9kJ/mol>0，此反应是气体体积增加的反应，△S>0，吉布斯自由能△G=△H-T△S<0时，反应可以自发进行，故高温下自发进行， D错误；
故选D。
21．B2H6(g）+3O2(g）= B2O3(s）+3H2O (l）△H=—2165kJ/mol 1016.5 kJ 130 T＞1053K 7
解析：
(1)由0.5 mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧生成固态三氧化二硼和液态水放出1082.5 kJ的热量可知，1 mol气态高能燃料乙硼烷放出的热量为1082.5 kJ×2=2165 kJ，则反应的热化学方程式为B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s）+3H2O (l）△H=—2165 kJ/mol；由盖斯定律可知，乙硼烷完全燃烧生成气态水时△H=—2165 kJ/mol+3×(+44 kJ/mol)=2033 kJ/mol，则11.2 L乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量为2033 kJ/mol×mol=1016.5 kJ，故答案为：B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s）+3H2O(l) △H=—2165 kJ/mol；1016.5 kJ；
(2)将已知方程式依次编号为①②，①×2—②可得2H2O(g)= O2(g)+2H2(g），则△H=+(2a+220 kJ/mol)，由反应热=反应物键能之和—生成物键能之和可得：+(2a+220 kJ/mol)=4×462 kJ/mol)—(496 kJ/mol+2×436 kJ/mol)，解得a=130，故答案为：130；
(3)由△H—T△S＜0时，反应能够自发进行可得：+178.3 kJ/mol—T×169.3 kJ/(K·mol)＜0，解得：T＞K=1053 K，故答案为：T＞1053 K；
(4)由化学平衡常数公式可知平衡常数的表达式为；若反应的平衡常数为K，则反应的平衡常数K＇为==7，故答案为：；7。
22．
（1）
（2）高温
（3）AB
（4） 0.05 mol·L－1·min－1 < 温度升高，CO2的平衡转化率减小，说明温度升高平衡逆向移动，所以该反应的ΔH<0 a
解析：
（1）25℃，101kPa时，甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1，则甲烷燃烧热的热化学方程式为；
（2）该反应的ΔH＝＋202 kJ·mol－1＞0，且反应的ΔS＞0，自发进行的条件：ΔG=ΔH-TΔS＜0，故该反应高温时自发进行；
（3）A．恒容下达平衡状态时，再充入少量氦气，不改变生成物和反应为浓度，则正、逆反应速率不变，A项正确；
B．当混合气体的平均摩尔质量不再发生变化时，说明各物质的物质的量不变，反应达到平衡状态，B项正确；
C．反应速率之比等于化学计量数之比，当反应达平衡状态时，2v正(H2) =3v逆(H2O)，C项错误；
D．恒温下缩小容器体积，单位体积内的活化分子数增多，但反应物的活化分子百分数不变，D项错误；
答案选AB；
（4）①由图可知，200℃时，CO2的平衡转化率为50%，在体积为2 L的恒容密闭容器中，加入2 mol CO2，则消耗CO2的物质的量为1mol，剩余1mol CO2，则0~10min内用CO2表示的平均反应速率为；
②由图可知，温度升高，CO2的平衡转化率减小，说明温度升高平衡逆向移动，所以该反应的ΔH<0；
③使用催化剂，能加快反应速率，但不影响平衡转化率，故不使用催化剂，200℃ 时CO2的平衡转化率位于图中的a点。
23．+172.5 500 BD ＜ 400℃以下，随着温度升高，CO2的浓度增大，CO浓度几乎为零，说明反应③为快反应
解析：
(1)根据盖斯定律×(②-③)可得ΔH4=×[+571.2kJ mol-1-(-118.8kJ mol-1)]=+172.5 kJ mol-1；
(2)据图可知当温度500℃时，反应②的ΔG＜0，反应可以自发；
(3)A．反应在恒压条件下进行，无论是否平衡，压强都不发生改变，A不符合题意；
B．CO2的体积分数保持不变说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，B符合题意；
C．若v正(CO):v逆(CO2)=1:1，或v逆(CO):v正(CO2)=1:1，可以说明反应达到平衡，但选项中未注明是正反应速率还是逆反应速率，故不能说明反应平衡，C不符合题意；
D．反应前后气体系数之和相等，所以恒压条件下进行反应时气体体积不变，而未平衡时气体总质量会发生变化，所以密度会变，当密度不变时说明达到平衡，D符合题意；
综上所述答案为BD；
(4)CO的物质的量分数为α，则分压为αP，则CO2的物质的量分数为(1-α)，容器中只有CO和CO2两种气体，所以CO2的分压为(1-α)P，所以Kp=；
(5)据图可知温度低于400℃时，随着温度升高，CO2的含量持续增加，CO的含量几乎为零，由于反应①可以看成反应②和反应③连续进行的结果，所以说明反应②的速率＜反应③的速率。
24． 正向 不变 ＜ bd 放热 减小 低温 ＜ 放热
解析：
I.(1)化学平衡常数等于生成物平衡浓度幂之积与反应物平衡浓度幂之积的比值，则反应I的化学平衡常数表达式K1=；保持恒温恒容，将反应Ⅰ的平衡体系中各物质浓度均增大为原来的2倍，相当于增大压强，化学平衡正向移动；化学平衡常数只与温度有关，化学平衡常数K1不变；故答案为：；正向；不变。
(2)根据表中数据，随着温度的升高，反应II的K2减小，即升高温度，平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，故 H2＜0；故答案为：＜。
(3)a．反应达到平衡时各组分的浓度保持不变，但不一定相等，即c(CO)=c(CH3OH)时反应不一定达到平衡状态，a不符合题意；
b．CO的百分含量不再改变是反应达到平衡的特征标志，b符合题意；
c．时正、逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，c不符合题意；
d．反应II的正反应是气体分子数减小的反应，建立平衡的过程中气体分子数变化，体系的压强变化，体系的压强不再发生变化能说明反应达到平衡状态，d符合题意；
e．单位时间内消耗了2molH2的同时消耗了1molCO，都表示正反应，不能说明反应达到平衡状态，e不符合题意；
答案选bd。
II.(1)根据反应I的图像，在压强相同时，升高温度A的转化率减小，说明升高温度平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则该反应的正反应为放热反应；在温度相同时，p1时A的转化率大于p2时，又p1＞p2，说明增大压强A的转化率增大，即增大压强平衡正向移动，则该反应的正反应为气体分子数减小的反应；该反应的 H＜0、 S＜0， G= H-T S＜0时反应能自发进行，故此反应自发进行需满足的条件是低温；故答案为：放热；减小；低温。
(2)根据反应II的图像，T2时反应达到平衡的时间比T1短，说明T2温度高、反应速率快，即T1＜T2；T2达到平衡时C的物质的量比T1小，说明升高温度，平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应；故答案为：＜；放热。
25．ΔH=﹣4a+b-2c 不能 因为ΔH＞0，ΔS<0，则ΔG=ΔH-TΔS＞0 be 0.05 50% ＞ 该反应正反应是放热反应，温度降低，平衡正向移动 不
解析：
(1)已知：①H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-akJ·mol-1，②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-bkJ·mol-1，③H2O(g)=H2O(l) ΔH=-ckJ·mol-1，根据盖斯定律：4①-②+2③得CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ，则镍催化剂反应的ΔH=﹣4a+b-2ckJ·mol-1；故答案为：﹣4a+b-2c；
(2)①反应2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(l)+H2O(l) ΔH=+71kJ/mol不能自发进行；其判断理由是因为ΔH＞0，ΔS<0，则ΔG=ΔH-TΔS＞0。故答案为：不能；因为ΔH＞0，ΔS<0，则ΔG=ΔH-TΔS＞0；
②a．气体的平均相对分子质量始终保持不变，混合气体的平均相对分子质量保持不变，不能说明反应达到平衡，故a错误；
b．反应后气体的质量减小，混合气体的密度保持不变说明反应达到平衡，故b正确；
c．CO和H2的体积分数始终保持不变，不能说明反应达到平衡，故c错误；
d．CO和H2投料比等于计量数之比，CO和H2的转化率相等，不能说明反应达到平衡，故d错误；
e．反应为气体分子总数减小的反应，气体总压强保持不变，气体总物质的量不再改变，达到平衡状态，故e正确；
f．1molCO生成的同时有1molO-H键断裂，均为逆反应，不能说明正逆反应速率相等，故f错误；
故答案为：be；
(3)①CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)△H＜0，0～5min内氢气物质的量变化6mol-4.5mol=1.5mol，计算氢气表示的反应速率v(H2)= =0.15mol/(L min)，速率之比等于化学方程式计量数之比，v(H2O)=v(H2)=0.05mol/(L min)，故答案为：0.05mol/(L min)；
②图表中计算20min时二氧化碳消耗物质的量1mol，同时生成1mol甲醇，30min甲醇物质的量为1mol，则20min反应达到平衡状态，
平衡常数K==，氢气转化率= ×100%=50%，达到平衡时，该反应的平衡常数K=(用分数表示)，平衡时H2的转化率是50%。故答案为：；50%；
③在其它条件不变的情况下，若30min时改变温度为T2℃，此时H2的物质的量为2.8mol，则T1＞T2，理由是该反应正反应是放热反应，温度降低，平衡正向移动。在其他条件不变的情况下，若30min时向容器中再充入1molCO2(g)和1molH2O(g)，Qc= ==K，则平衡不移动。故答案为：＞；该反应正反应是放热反应，温度降低，平衡正向移动；不。
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选修4第二章第四节化学反应进行的方向同步练习
第I卷（选择题）
一、单选题
1．闪电时空气中的N2和O2会发生反应：N2(g)＋2O2(g)=2NO2(g) ΔH=＋180.50 kJ·mol-1，ΔS=247.3 J·mol-1·K-1，若不考虑温度对该反应焓变的影响，则下列说法中正确的是（ ）
A．在1 000 ℃时，此反应能自发进行
B．在1 000 ℃时，此反应不能自发进行
C．该反应能自发进行的最低温度约为730℃
D．该反应能自发进行的最高温度约为730 K
2．酰氯(结构式为)是一种重要的磺化试剂，可利用反应：制备。在恒温恒容的容器中进行该反应，下列有关说法正确的是（ ）
A．硫酰氯中每个原子均达到8电子稳定结构
B．该制备硫酰氯的反应，在高温下自发
C．升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大，反应的压强平衡常数减小
D．容器内气体的平均摩尔质量不变时，反应达到平衡
3．“蓝天保卫战”需要持续进行大气治理，有效处理SO2、NO2等大气污染物。化学研究为生产、生活处理废气，防止大气污染做出重要贡献。已知反应： ,运用该反应处理废气时有关说法正确的是（ ）
A．增大压强有利于反应自发进行 B．该反应不能完全消除废气
C．降低反应温度可提高去除效率 D．升高反应温度可提高废气转化率
4．“蓝天保卫战”需要持续进行大气治理，有效处理、等大气污染物。化学研究为生产、生活处理废气，防止大气污染做出重要贡献。已知反应： ，标准状况下， 。下列有关说法错误的是（ ）
A．该反应的
B．该反应的
C．若，则该反应到达平衡状态
D．反应过程中及时分离，有利于废气的转化
5．一定条件下，和反应生成和达到平衡，平衡常数，且温度升高K值变大。下列说法错误的是（ ）
A．该反应的化学方程式为
B．该反应的
C．该反应在低温下能自发进行
D．恒温恒容条件下，增大压强，平衡时可能不变
6．氮是粮食作物生长必需的元素。将空气中游离态的氮转化成含氮化合物叫做氨的固定，主要有自然固氮和人工固氮两种方式。在高温、高压和铁催化条件下合成氨的人工固氮技术是20世纪人类最伟大的成就之一、合成氨反应为： 。对于合成氨反应，下列有关说法正确的是（ ）
A．反应的(E表示键能)
B．使用催化剂能缩短该反应到达平衡的时间
C．反应的
D．升高温度有利于提高的平衡转化率
7．下列说法正确的是（ ）
A．非自发的反应一定可以通过改变条件使其成为自发反应
B．相同物质的量的同种物质气态时熵值最小，固态时熵值最大
C．反应在室温下可自发进行，则该反应的
D．恒温恒压下，且的反应一定不能自发进行
8．下列说法正确的是（ ）
A．能自发进行的反应一定能迅速发生
B．非自发进行的反应在任何条件下都不能发生
C．凡是放热反应都是自发进行的，凡是吸热反应都是非自发进行的
D．水往低处流是自发过程
9．反应过程中能量变化如图，下列说法正确的是（ ）
A．任何条件下，该反应一定能自发进行
B．该反应的
C．若加入催化剂，的值不变
D．高温下有利于该反应正向进行
10．已知2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)，△H=-98kJ mol-1。实验表明，纯的H2O2相对稳定，在54℃下恒温贮存2周后，浓度仍能保持99%，这是由于上述反应
A．不能自发进行 B．属于吸热反应 C．平衡常数很小 D．活化能较大
11．焦炭常用于冶炼工业。已知反应①：2C(s)+O2(g)=2CO(g)；反应②：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)，反应①、②的反应趋势与温度关系如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．反应②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)的ΔS<0，ΔH<0
B．983K是两个反应主次趋势变化的转折点
C．L1对应反应①
D．当温度低于983K时，过量焦炭的氧化产物以反应②生成CO2为主
12．甲烷与氯气光照条件下取代反应的部分反应历程和能量变化如下：
(i)Cl2(g)→2Cl (g) ΔH1=+242.7kJ mol-1
(ii)CH4(g)+Cl (g)→CH3 (g)+HCl(g) ΔH2=+7.5kJ mol-1
(iii)CH3 (g)+Cl2(g)→CH3Cl(g)+Cl (g) ΔH3=-112.9kJ mol-1
下列说法不正确的是（ ）
A．CH4(g)+Cl2(g)→CH3Cl(g)+HCl(g) ΔH=-105.4kJ mol-1
B．CH4(g)+Cl2(g)→CH3Cl(g)+HCl(g)反应在光照下进行，反应不自发
C．C—Cl键能比Cl—Cl键能大112.9kJ mol-1
D．若是甲烷与Br2发生反应，ΔH2>7.5kJ mol-1
13．硫酸是重要的化工原料，工业上由硫或硫铁矿通过反应可得，催化氧化生成，再用浓硫酸吸收得发烟硫酸()，发烟硫酸与水反应可得硫酸。“热化学硫碘循环分解水”是一种利用硫酸、碘等来获取氢能源方法。以太阳能为热源，“热化学硫碘循环分解水”的反应过程如下：
反应1：
反应2：
反应3：
下列说法不正确的是（ ）
A．该过程实现了将太阳能转化为化学能
B．该条件下反应3能自发进行，其
C．升高温度可使上述三个反应的化学平衡常数都增大
D．热化学硫碘循环分解水的总反应为
14．碳热还原法制备氮化铝的反应式为：Al2O3(s)+3C(s)+N2(g)2AlN(s)+3CO(g)。在温度、容积恒定的反应体系中，CO浓度随时间的变化关系如图曲线甲所示。下列说法不正确的是（ ）
A．从a、b两点坐标可求得从a到b时间间隔内该化学反应的平均速率
B．c点切线的斜率表示该化学反应在t时刻的瞬时速率
C．维持温度、容积不变，若减少N2的物质的量进行反应，曲线甲将转变为曲线乙
D．已知该反应在高温下自发，则随着温度升高，反应物Al2O3的平衡转化率将增大
15．用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板中的铜，其热化学方程式为Cu(s)+H2O2(1)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+2H2O(l) △H。已知：
①Cu(s)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+H2(g) △H1=+64 kJ/mol
②2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) △H2=-196 kJ/mol
③H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H3=-286 kJ/mol
下列说法不正确的是（ ）
A．反应②若加入少量FeCl3可加快化学反应速率
B．反应②在任何条件下都能自发进行
C．若H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H4，则△H4＜△H3
D．△H= -320 kJ/mol
16．关于反应CH3COOH(l)+C2H5OH(l) CH3COOC2H5(l)+H2O(1) ΔH=-2.7 kJmol-1，下列说法正确的是（ ）
A．因为化学反应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0
B．加入高效吸水剂有利于平衡正向移动，该反应平衡常数增大
C．该反应的平衡常数为：K=
D．因为反应的ΔH接近于0，所以温度变化对平衡转化率的影响不大
17．对于反应，下列说法正确是（ ）
A．加入催化剂，改变了反应的途径，反应的△H也随之改变
B．该反应△S＞0，△H＜0，在任何条件下能自发进行
C．恒温恒容条件下，混合气体密度不变达到化学平衡状态
D．达到平衡状态后，若增加A的量，平衡向正反应方向移动
18．2021年1月20日中国科学院和中国工程院评选出2020年世界十大科技进展，排在第四位的是一种可借助光将二氧化碳转化为甲烷的新型催化转化方法：CO2+4H2=CH4+2H2O，这是迄今最接近人造光合作用的方法。CO2加氢制CH4的一种催化机理如图，下列说法正确的是（ ）
A．反应中La2O3是中间产物
B．反应中La2O2CO3可以释放出带负电荷的CO2·
C．H2经过Ni活性中心裂解产生活化态H·的过程中ΔS>0
D．使用TiO2作催化剂可以降低反应的焓变，从而提高化学反应速率
19．氯化硫酰()常用作氧化剂，它是一种无色液体，熔点：，沸点：69.1℃，可用干燥的和在活性炭作催化剂的条件下制取：。下列有关制取的说法正确的是（ ）
A．该反应在高温下能自发进行
B．使用活性炭作催化剂能缩短该反应达平衡的时间
C．反应中每消耗22.4L转移的电子数目约为
D．使液化从平衡体系中分离，能加快正反应速率，增大转化率
20．二氧化碳的化工利用是降低大气中二氧化碳浓度的有效途径，二氧化碳加氢制甲烷是该领域的最佳选择。反应体系中，主要发生反应的热化学方程式如下：
反应Ⅰ：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)△H=-164.7kJ mol-1
反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H=+41.2kJ mol-1
反应Ⅲ：2CO(g) +2H2(g)CO2(g)+CH4(g)△H=-247.1kJ mol-1
向恒压密闭容器中通入1molCO2和4molH2，不同温度下，使反应均进行tmin，测得CH4、CO、CO2的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法中不正确的是（ ）
A．反应Ⅰ的平衡常数可表示为K=
B．图中曲线B表示CH4的物质的量随温度的变化
C．为提高CO2转化为CH4的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂
D．CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)在任何温度下均能自发
第II卷（非选择题）
二、计算题
21．(1)0.5 mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧生成固态三氧化二硼和液态水放出1082.5 kJ的热量，其热化学方程式为_________________。已知，则STP条件下，11.2 L乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量____________
(2)， ，又已知、和键的键能分别为、和，则a为__________。
(3)，，该反应能够自发进行，则温度所满足的条件是______________________。
(4)平衡常数的表达式为____________。反应的平衡常数为49，则该温度下反应的平衡常数为____________。
三、填空题
22．I、2021年1月7日，我国首个探明储量超千亿方的深层页岩气田——中国石化西南石油局威荣页岩气田一期项目全面建成，对促进成渝地区双城经济圈建设具有重要意义。回答下列问题：
（1）页岩气的主要成分是甲烷。已知25℃，101kPa时甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1。请写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式：_____________________________________________。
（2）用甲烷可以合成乙烯：2CH4(g)C2H4(g) + 2H2(g) ΔH＝＋202 kJ·mol－1，该反应在______下自发进行(填“高温”、“低温”或“任何温度”)。
II、在催化剂作用下由CO2和H2可直接合成乙烯：2CO2(g) + 6H2(g) C2H4(g) + 4H2O(g) ΔH
（3）关于该反应，下列叙述正确的是 (填字母序号) 。
A．恒容下达平衡状态时，再充入少量氦气，正逆反应速率不变
B．当混合气体的平均摩尔质量不再发生变化时，反应达平衡状态
C．当反应达平衡状态时，3v正(H2) = 2v逆(H2O)
D．恒温下缩小容器体积，反应物的活化分子百分数增大
（4）在体积为2 L的恒容密闭容器中，加入2 mol CO2和6 mol H2，在催化剂作用下发生乙烯直接合成反应，测得温度对CO2的平衡转化率影响如图所示。
①已知在200℃下，10 min时反应达到平衡状态。则0~10min内用CO2表示的平均反应速率为_________。
②该反应的ΔH______0(填 “<”、“>” 或 “=”)，请结合平衡移动原理简述理由_____________________。
③若不使用催化剂，则200℃ 时CO2的平衡转化率位于图中的_____点(填“a”、“b”、“c”或“d”)。
23．工业上可溶性的钡盐常用重晶石(BaSO4)与焦炭在高温下还原得到，按物质的量之比1：3投料。主要发生如下反应：
①BaSO4(s)+2C(s)BaS(s)+2CO2(g)ΔH1=-98kJ mol-1
②BaSO4(s)+4C(s)BaS(s)+4CO(g)ΔH2=+571.2kJ mol-1
③BaSO4(s)+4CO(g)BaS(s)+4CO2(g)ΔH3=-118.8kJ mol-1
④CO2(g)+C(s)2CO(g)ΔH4
按要求回答下列问题：
(1)ΔH4=_____kJ mol-1。
(2)已知体系自由能变ΔG=ΔH-TΔS，ΔG<0时反应自发进行。由下图可知工业上用焦炭还原重晶石发生反应②，至少需控制反应温度_____℃以上。
(3)将重晶石与焦炭(固体均足量)在恒压密闭容器中控制1000℃温度下发生反应，下列能证明反应③达到平衡状态的是_______。
A．气体的压强不变
B．CO2的体积分数保持不变
C．v(CO)：v(CO2)=1：1
D．容器内气体密度不变
(4)T℃温度下，碳热还原硫酸钡反应达到平衡时，混合气体的总压强为P，其中CO的物质的量分数为α，则反应③的平衡常数Kp=__。[说明：对于气相反应，用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)可表示平衡常数，记作Kp，如p(B)=p x(B)，p为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数]。
(5)常压下，不同反应温度下碳热还原硫酸钡反应体系各物质的组成如图所示。400℃以，反应①可以看成反应②和反应③连续进行的结果，由图可判断在400℃以下时反应②的速率___反应③(填“＞”、“＜”或“=”)，理由是__________________________________。
24．Ⅰ.甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列两种反应合成甲醇。
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
表中所列数据是反应Ⅱ在不同温度下的化学平衡常数：
温度
(1)写出反应Ⅰ的化学平衡常数表达式：K1=_______；保持恒温恒容，将反应Ⅰ的平衡体系中各物质浓度均增大为原来的2倍，则化学平衡_______填“正向”“逆向”或“不”移动，平衡常数K1______(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)由表中数据判断 H2_______(填“＞”“＜”或“=”)0；
(3)对于反应Ⅱ，下列状态合理且可以判断该反应已经达到平衡的是__________
a.
b.的百分含量不再改变
c.
d.体系的压强不再发生变化
e.单位时间内消耗了2mol的同时消耗了1mol的CO
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的化学平衡的影响，得到如图图像图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量，表示转化率。
分析图像，回答下列问题：
(1)在反应Ⅰ中，若，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___________________。
(2)在反应Ⅱ中，T1_______(填“＞”“＜”或“”，该反应的正反应为_______填“放热”或“吸热”反应。
25．氢气、一氧化碳、二氧化碳是最常见的气体。回答下列问题：
(1)宇航员呼吸产生的CO2用镍催化剂反应处理，实现空间站中的O2循环利用。
镍催化剂反应：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH
已知：①H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-akJ·mol-1，
②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-bkJ·mol-1，
③H2O(g)=H2O(l) ΔH=-ckJ·mol-1
则镍催化剂反应的ΔH=_______kJ·mol-1；
(2)向1L恒容密闭容器中加入2molCO、4molH2，在适当的催化剂和一定条件作用下发生反应：2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(l)+H2O(l) ΔH=+71kJ/mol
①该反应_______自发进行(填“高温”、“低温”或“不能”)。其判断理由是___________________________________________。
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是_______。
a．混合气体的平均相对分子质量保持不变
b．混合气体的密度保持不变
c．CO和H2的体积分数保持不变
d．CO和H2的转化率相等
e．气体总压强保持不变
f．1molCO生成的同时有1molO-H键断裂
(3)已知CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH＜0在一定条件下，某反应过程中部分数据如下表：
反应条件 反应时间 CO2(mol) H2(mol) CH3OH(mol) H2O(mol)
恒温恒容(T1℃、2L) 0min 2 6 0 0
5min 4.5
20min 1
30min 1
①0～5min内，用H2O(g)表示的化学反应速率v(H2O)=_______mol/(L·min)
②达到平衡时，该反应的平衡常数K=_______(用分数表示)，平衡时H2的转化率是_______。
③在其它条件不变的情况下，若30min时改变温度为T2℃，此时H2的物质的量为2.8mol，则T1_______T2(填“＞”“＜”或“=”)，理由是_________________________。在其他条件不变的情况下，若30min时向容器中再充入1molCO2(g)和1molH2O(g)，则平衡_______移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
参考答案
1．A
解析：
A．ΔH=＋180.50 kJ·mol-1，ΔS=247.3 J·mol-1·K-1，当ΔH TΔS=0时，T=≈730 K，即温度高于730 K时，即温度高于457℃，ΔH TΔS＜0，反应能够自发进行；故A正确；
B．根据A选项分析，1000℃时，反应能够自发进行，故B错误；
C．根据A选项分析该反应能自发进行的最低温度约为457℃，故C错误；
D．该反应能自发进行的最低温度约为730 K，故D错误。
综上所述，答案为A。
2．D
解析：
A．根据硫酰氯的结构式，硫原子的最外层电子全部参与成键，硫原子已达12电子，故A错误；
B．该反应是气体体积减小的反应，，又因为，反应在低温是自发进行，故B项错误；
C．升高温度，正反应和逆反应速率均增大，故C错误；
D．该反应为气体质量不变，气体物质的量减小的反应，气体的平均摩尔质量为可变的量，故D正确；
故选：D。
3．B
解析：
A．增大压强会使气体变为液体甚至固体，体现的熵减小，不利于反应自发，A错误；
B．该反应为可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，所以不能完全消除废气，B正确；
C．降低反应温度会降低反应速率，降低效率，C错误；
D．该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，废气转化率降低，D错误；
综上所述答案为B。
4．D
解析：
A．SO2、NO2、NO都是气体，SO3为固体，这个反应属于气体物质的量减少的反应，该反应为熵减，即＜0，故A说法正确；
B．气体变为固体需要放出热量，因此中的＜41.8kJ/mol，故B说法正确；
C．用不同物质的反应速率表示达到平衡，要求反应方向是一正一逆，且反应速率之比等于化学计量数之比，v(SO2)生成：反应向逆反应方向进行，v(NO2)消耗：反应向正反应方向进行，因此v(SO2)生成= v(NO2)消耗，说明反应达到平衡，故C说法正确；
D．标准状况下的反应中SO3为固体，浓度视为常数，及时分离出固体SO3，化学平衡不移动，对废气的转化无影响，故D说法错误；
答案为D。
5．C
解析：
A．根据化学平衡常数计算格式：，由题目中K值计算式可知生成物G在方程式中的系数是3，H的系数是1，反应物E的系数是1，F的系数是2，所以反应方程式是，描述正确，不符题意；
B．温度升高，K值增大，说明升温平衡向正反应方向移动，正反应方向是吸热反应，描述正确，不符题意；
C．，当△G<0时，反应能自发进行，该反应△H>0，方程式气体系数和左小右大，正向熵增，即△S>0，所以只有T(温度)值相对较大，才有可能实现△G<0，所以该反应低温下不可能自发进行，描述错误，符合题意；
D．增大压强方法很多，若压缩容积或增加反应物造成压强上升，c(H)会发生改变，若充入惰性气体，c(H)不变，描述正确，不符题意；
综上，本题选C。
6．B
解析：
A．反应的焓变等于反应物的总键能-生成物的总键能，反应的(E表示键能)，A错误；
B． 催化剂能加快反应速率而不影响化学平衡，故使用催化剂能缩短该反应到达平衡的时间，B正确；
C． 反应后气体的物质的量减少，反应的，C错误；
D． 正反应放热，升高温度平衡向左移动，升温不利于提高的平衡转化率，D错误；
答案选B。
7．C
解析：
A．且的反应，即使改变条件也不能自发进行，A错误；
B．熵是指体系的混乱程度，相同物质的量的同种物质：，B错误；
C．反应能自发进行的判据是，由反应方程式可知，该反应的，要使，必须满足，C正确；
D．恒温恒压下，且的反应，，反应一定可以自发进行，D错误；
选C。
8．D
解析：
A．反应的自发性与反应的快慢没有必然联系，能自发进行的反应不一定能迅速发生，A项错误；
B．非自发进行的反应在一定条件下可能发生，如在通电条件下水能分解，B项错误；
C．多数能自发进行的反应是放热反应，如钠和水的反应是自发进行的且该反应放热，有的吸热反应也能自发进行，如碳酸氢铵固体与醋酸溶液的反应是自发进行的且该反应吸热，C项错误；
D．水往低处流是自发过程，故D正确。
故选D。
9．B
解析：
且的化学反应能在任何条件下都能自发进行，且的化学反应能在低温条件下自发进行，且的化学反应能在高温条件下自发进行，且的化学反应不能自发进行。
A．由图像可知反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，，且，如能自发进行，应满足，则该反应在高温下不能自发进行，故A错误；
B．由图像可知，等于生成物总能量—反应物总能量，故B正确；
C．加入催化剂，可改变反应的活化能，则的值变化，故C错误；
D．由于该反应的正反应为放热反应，高温下不利于反应正向进行，D错误。
故选B。
10．D
解析：
A．由△G=△H-T△S，△H=-98kJ mol-1< 0，该反应有气体生成，△S>0的，故而△G< 0，该反应能自发进行，A错误；
B．△H< 0，该反应是放热反应，B错误；
C．平衡常数越大，反应越彻底，平衡常数的大小与温度有关，温度发生变化，平衡常数也会发生变化，C错误；
D．因△G< 0，该反应能自发进行，但在54℃下恒温贮存2周后，浓度仍能保持99%，说明该反应的活化能较大，D正确；
故选D。
11．C
解析：
A．生成物气体化学计量数系数之和小于反应物气体化学计量系数之和，所以ΔS＜0，则-TΔS＞0，根据ΔG=ΔH-TΔS，因为能满足ΔG＜0，所以ΔH＜0，A正确；
B．ΔG越小，说明它能够反应的趋势更大，983K时两反应的ΔG相等，之后两反应的ΔG大小关系发生变化，则反应主次趋势发生变化，所以983K是反应趋势变化的转折点，B正确；
C．反应①的ΔS>0，则-ΔS＜0，ΔG和T成反比，所以斜率小于0，L2对应反应①，C错误；
D．当温度低于983K时，L1的ΔG更小，所以以反应②为主，产物以CO2为主，D正确；
综上所述答案为C。
12．B
解析：
A．根据盖斯定律反应(ii)+(iii)可得CH4(g)+Cl2(g)→CH3Cl(g)+HCl(g)ΔH=-105.4kJ mol-1，A正确；
B．该反应ΔH＜0，某温度条件下一定可以满足ΔG=ΔH-TΔS＜0，可以自发，B错误；
C．反应(iii)中断裂Cl-Cl键，形成C-Cl，ΔH=-112.9kJ mol-1，即放出112.9kJ mol-1能量，所以C—Cl键能比Cl—Cl键能大112.9kJ mol-1，C正确；
D．溴原子半径大于Cl，所以C-Br键与Br-H键的键能之和小于C-Cl键和Cl-H，则甲烷与Br2反应时过程ii中成键释放的能量较小，而断键过程均是断裂C-H键，所以甲烷与Br2反应时过程ii中吸收的能量更多，ΔH2>7.5kJ mol-1，D正确；
综上所述答案为B。
13．C
解析：
A．以太阳能为热源，“热化学硫碘循环分解水”，因此该过程实现了将太阳能转化为化学能，故A正确；
B．该条件下反应3： ，根据ΔG =ΔH－ΔS＜0，反应能自发进行，则，故B正确；
C．反应1是放热反应，升高温度，平衡向吸热反应移动即逆向移动，则化学平衡常数都减小，故C错误；
D．根据反应1、反应2、反应3得到热化学硫碘循环分解水的总反应为，故D正确。
综上所述，答案为C。
14．C
解析：
A．由图可以得到单位时间内一氧化碳浓度的变化量，反应速率是单位时间内物质的浓度变化计算得到，则从 a 、 b 两点坐标可求得从 a 到 b 时间间隔内该化学反应的平均速率，故A正确；
B．c 点处的切线的斜率是此时刻物质浓度除以此时刻时间，为一氧化碳的瞬时速率，故 B 正确；
C．维持温度、容积不变 ，若减少反应物N2 的物质的量进行反应，平衡向逆反应方向进行，达到新的平衡状态，平衡状态与原来的平衡状态不同，曲线甲不会变为曲线乙，故 C错误；
D．该反应为气体体积增大的反应，反应△S＞0，该反应在高温下自发，则反应△H—T△S＜0，反应△H＞0，升高温度，平衡向正反应方向进行，反应物Al2O3的平衡转化率将增大，故D正确；
故选C。
15．C
解析：
A．FeCl3是H2O2分解的催化剂，能促进H2O2的分解，所以反应②若加入少量FeCl3，可加快化学反应速率，A正确；
B．反应②中，ΔS＞0，△H2=-196 kJ/mol＜0，所以该反应在任何条件下都能自发进行，B正确；
C．若H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H4，由H2O(g)转化为H2O(l)能继续放出热量，所以|△H4|＜|△H3|，△H4＞△H3，C不正确；
D．利用盖斯定律，将反应①+②×+③得，△H=+64 kJ/mol+(-196 kJ/mol) ×+ (-286 kJ/mol)=-320 kJ/mol，D正确；
故选C。
16．D
解析：
A．不同的液体的熵不可能相等，即使化学计量数相同也不会相同的，因此反应前后熵变不为0，A错误；
B．化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，与改变的外界条件及平衡的移动方向无关，B错误；
C．根据平衡常数的含义可该反应的化学平衡常数K=，C错误；
D．因为该反应的ΔH不大，所以温度变化对化学平衡移动的影响不大，故改变温度对化学平衡转化率的影响就不大，D正确；
故合理选项是D。
17．C
解析：
A．加入催化剂，改变了反应的途径，但不能改变反应物、生成物的能量，因此反应的△H不会随之改变，A错误；
B．该反应的正反应是气体体积减小的放热反应，△S＜0，△H＜0，只有在△H-T△S＜0时反应才能够自发进行，B错误；
C．反应在恒容密闭容器中进行，气体的质量反应前后会发生变化。在恒温恒容条件下，若混合气体密度不变，说明气体的质量不再发生变化，反应就达到化学平衡状态，C正确；
D．A为固体，反应达到平衡状态后，若增加A的量，化学平衡不发生移动，D错误；
故合理选项是C。
18．C
解析：
A．根据CO2加氢制CH4的催化机理图示，催化过程使用的催化剂为La2O3，La2O2CO3为中间产物，故A错误；
B．根据图示，La2O2CO3可以释放出CO2·，活化分子不带电，故B错误；
C．H2经过Ni活性中心裂解产生活化态H·的过程中，分子混乱度增大，ΔS>0，故C正确；
D．催化剂不能降低反应的焓变，可降低反应的活化能，从而提高化学反应速率，故D错误；
故选：C。
19．B
解析：
A．该反应为气体体积减小的放热反应，反应△H＜0、△S＜0，△H—T△S在低温时小于0，则反应在低温下能自发进行，故A错误；
B．活性炭为反应的催化剂，催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，缩短反应达到平衡的时间，故B正确；
C．缺标准状况，无法计算消耗22.4L二氧化硫的物质的量和反应转移的电子数目，故C错误；
D．使氯化硫酰液化从平衡体系中分离，生成物的浓度减小，正、逆反应速率均减小，故D错误；
故选B。
20．D
解析：
A．反应Ⅰ的平衡常数可表示为K=，A正确；
B．B曲线先升高，后降低，说明低于600℃，t时间反应未达到平衡，随着温度升高，反应速率升高，物质的量增大，超过600℃，反应达到平衡，升高温度，物质的量减少，说明反应逆向移动，反应为放热反应，反应Ⅰ和反应Ⅲ均为放热反应，故甲烷的平衡量会减少，故B曲线为CH4，B正确；
C．CO2转化为CH4的转化率，需要增加反应Ⅰ和反应Ⅲ，减少反应Ⅱ的发生，反应Ⅰ和反应Ⅲ均为放热反应，低温条件利于正反应的进行，故需要研发在低温区高效的催化剂，C正确；
D．根据盖斯定律，反应Ⅱ-反应Ⅰ得到CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H=41.2kJ/mol-(-164.7kJ/mol)=205.9kJ/mol>0，此反应是气体体积增加的反应，△S>0，吉布斯自由能△G=△H-T△S<0时，反应可以自发进行，故高温下自发进行， D错误；
故选D。
21．B2H6(g）+3O2(g）= B2O3(s）+3H2O (l）△H=—2165kJ/mol 1016.5 kJ 130 T＞1053K 7
解析：
(1)由0.5 mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧生成固态三氧化二硼和液态水放出1082.5 kJ的热量可知，1 mol气态高能燃料乙硼烷放出的热量为1082.5 kJ×2=2165 kJ，则反应的热化学方程式为B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s）+3H2O (l）△H=—2165 kJ/mol；由盖斯定律可知，乙硼烷完全燃烧生成气态水时△H=—2165 kJ/mol+3×(+44 kJ/mol)=2033 kJ/mol，则11.2 L乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量为2033 kJ/mol×mol=1016.5 kJ，故答案为：B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s）+3H2O(l) △H=—2165 kJ/mol；1016.5 kJ；
(2)将已知方程式依次编号为①②，①×2—②可得2H2O(g)= O2(g)+2H2(g），则△H=+(2a+220 kJ/mol)，由反应热=反应物键能之和—生成物键能之和可得：+(2a+220 kJ/mol)=4×462 kJ/mol)—(496 kJ/mol+2×436 kJ/mol)，解得a=130，故答案为：130；
(3)由△H—T△S＜0时，反应能够自发进行可得：+178.3 kJ/mol—T×169.3 kJ/(K·mol)＜0，解得：T＞K=1053 K，故答案为：T＞1053 K；
(4)由化学平衡常数公式可知平衡常数的表达式为；若反应的平衡常数为K，则反应的平衡常数K＇为==7，故答案为：；7。
22．
（1）
（2）高温
（3）AB
（4） 0.05 mol·L－1·min－1 < 温度升高，CO2的平衡转化率减小，说明温度升高平衡逆向移动，所以该反应的ΔH<0 a
解析：
（1）25℃，101kPa时，甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1，则甲烷燃烧热的热化学方程式为；
（2）该反应的ΔH＝＋202 kJ·mol－1＞0，且反应的ΔS＞0，自发进行的条件：ΔG=ΔH-TΔS＜0，故该反应高温时自发进行；
（3）A．恒容下达平衡状态时，再充入少量氦气，不改变生成物和反应为浓度，则正、逆反应速率不变，A项正确；
B．当混合气体的平均摩尔质量不再发生变化时，说明各物质的物质的量不变，反应达到平衡状态，B项正确；
C．反应速率之比等于化学计量数之比，当反应达平衡状态时，2v正(H2) =3v逆(H2O)，C项错误；
D．恒温下缩小容器体积，单位体积内的活化分子数增多，但反应物的活化分子百分数不变，D项错误；
答案选AB；
（4）①由图可知，200℃时，CO2的平衡转化率为50%，在体积为2 L的恒容密闭容器中，加入2 mol CO2，则消耗CO2的物质的量为1mol，剩余1mol CO2，则0~10min内用CO2表示的平均反应速率为；
②由图可知，温度升高，CO2的平衡转化率减小，说明温度升高平衡逆向移动，所以该反应的ΔH<0；
③使用催化剂，能加快反应速率，但不影响平衡转化率，故不使用催化剂，200℃ 时CO2的平衡转化率位于图中的a点。
23．+172.5 500 BD ＜ 400℃以下，随着温度升高，CO2的浓度增大，CO浓度几乎为零，说明反应③为快反应
解析：
(1)根据盖斯定律×(②-③)可得ΔH4=×[+571.2kJ mol-1-(-118.8kJ mol-1)]=+172.5 kJ mol-1；
(2)据图可知当温度500℃时，反应②的ΔG＜0，反应可以自发；
(3)A．反应在恒压条件下进行，无论是否平衡，压强都不发生改变，A不符合题意；
B．CO2的体积分数保持不变说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，B符合题意；
C．若v正(CO):v逆(CO2)=1:1，或v逆(CO):v正(CO2)=1:1，可以说明反应达到平衡，但选项中未注明是正反应速率还是逆反应速率，故不能说明反应平衡，C不符合题意；
D．反应前后气体系数之和相等，所以恒压条件下进行反应时气体体积不变，而未平衡时气体总质量会发生变化，所以密度会变，当密度不变时说明达到平衡，D符合题意；
综上所述答案为BD；
(4)CO的物质的量分数为α，则分压为αP，则CO2的物质的量分数为(1-α)，容器中只有CO和CO2两种气体，所以CO2的分压为(1-α)P，所以Kp=；
(5)据图可知温度低于400℃时，随着温度升高，CO2的含量持续增加，CO的含量几乎为零，由于反应①可以看成反应②和反应③连续进行的结果，所以说明反应②的速率＜反应③的速率。
24． 正向 不变 ＜ bd 放热 减小 低温 ＜ 放热
解析：
I.(1)化学平衡常数等于生成物平衡浓度幂之积与反应物平衡浓度幂之积的比值，则反应I的化学平衡常数表达式K1=；保持恒温恒容，将反应Ⅰ的平衡体系中各物质浓度均增大为原来的2倍，相当于增大压强，化学平衡正向移动；化学平衡常数只与温度有关，化学平衡常数K1不变；故答案为：；正向；不变。
(2)根据表中数据，随着温度的升高，反应II的K2减小，即升高温度，平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，故 H2＜0；故答案为：＜。
(3)a．反应达到平衡时各组分的浓度保持不变，但不一定相等，即c(CO)=c(CH3OH)时反应不一定达到平衡状态，a不符合题意；
b．CO的百分含量不再改变是反应达到平衡的特征标志，b符合题意；
c．时正、逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，c不符合题意；
d．反应II的正反应是气体分子数减小的反应，建立平衡的过程中气体分子数变化，体系的压强变化，体系的压强不再发生变化能说明反应达到平衡状态，d符合题意；
e．单位时间内消耗了2molH2的同时消耗了1molCO，都表示正反应，不能说明反应达到平衡状态，e不符合题意；
答案选bd。
II.(1)根据反应I的图像，在压强相同时，升高温度A的转化率减小，说明升高温度平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则该反应的正反应为放热反应；在温度相同时，p1时A的转化率大于p2时，又p1＞p2，说明增大压强A的转化率增大，即增大压强平衡正向移动，则该反应的正反应为气体分子数减小的反应；该反应的 H＜0、 S＜0， G= H-T S＜0时反应能自发进行，故此反应自发进行需满足的条件是低温；故答案为：放热；减小；低温。
(2)根据反应II的图像，T2时反应达到平衡的时间比T1短，说明T2温度高、反应速率快，即T1＜T2；T2达到平衡时C的物质的量比T1小，说明升高温度，平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应；故答案为：＜；放热。
25．ΔH=﹣4a+b-2c 不能 因为ΔH＞0，ΔS<0，则ΔG=ΔH-TΔS＞0 be 0.05 50% ＞ 该反应正反应是放热反应，温度降低，平衡正向移动 不
解析：
(1)已知：①H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-akJ·mol-1，②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-bkJ·mol-1，③H2O(g)=H2O(l) ΔH=-ckJ·mol-1，根据盖斯定律：4①-②+2③得CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ，则镍催化剂反应的ΔH=﹣4a+b-2ckJ·mol-1；故答案为：﹣4a+b-2c；
(2)①反应2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(l)+H2O(l) ΔH=+71kJ/mol不能自发进行；其判断理由是因为ΔH＞0，ΔS<0，则ΔG=ΔH-TΔS＞0。故答案为：不能；因为ΔH＞0，ΔS<0，则ΔG=ΔH-TΔS＞0；
②a．气体的平均相对分子质量始终保持不变，混合气体的平均相对分子质量保持不变，不能说明反应达到平衡，故a错误；
b．反应后气体的质量减小，混合气体的密度保持不变说明反应达到平衡，故b正确；
c．CO和H2的体积分数始终保持不变，不能说明反应达到平衡，故c错误；
d．CO和H2投料比等于计量数之比，CO和H2的转化率相等，不能说明反应达到平衡，故d错误；
e．反应为气体分子总数减小的反应，气体总压强保持不变，气体总物质的量不再改变，达到平衡状态，故e正确；
f．1molCO生成的同时有1molO-H键断裂，均为逆反应，不能说明正逆反应速率相等，故f错误；
故答案为：be；
(3)①CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)△H＜0，0～5min内氢气物质的量变化6mol-4.5mol=1.5mol，计算氢气表示的反应速率v(H2)= =0.15mol/(L min)，速率之比等于化学方程式计量数之比，v(H2O)=v(H2)=0.05mol/(L min)，故答案为：0.05mol/(L min)；
②图表中计算20min时二氧化碳消耗物质的量1mol，同时生成1mol甲醇，30min甲醇物质的量为1mol，则20min反应达到平衡状态，
平衡常数K==，氢气转化率= ×100%=50%，达到平衡时，该反应的平衡常数K=(用分数表示)，平衡时H2的转化率是50%。故答案为：；50%；
③在其它条件不变的情况下，若30min时改变温度为T2℃，此时H2的物质的量为2.8mol，则T1＞T2，理由是该反应正反应是放热反应，温度降低，平衡正向移动。在其他条件不变的情况下，若30min时向容器中再充入1molCO2(g)和1molH2O(g)，Qc= ==K，则平衡不移动。故答案为：＞；该反应正反应是放热反应，温度降低，平衡正向移动；不。
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