2.1 化学反应的方向（含解析） 能力检测 2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

2.1 化学反应的方向 能力检测
一、单选题
1．下列对化学反应的预测正确的是（　　）
选项 化学反应方程式 已知条件 预测
A A(s)=B(g)+C(s) △H>0 它一定是非自发反应
B A(g)+2B(g)=2C(g)+3D(g) 能自发反应 △H一定小于0
C M(s)+aN(g)=2Q(g) △H<0，自发反应 a可能等于1、2、3
D M(s)+N(g)=2Q(s) 常温下，自发进行 △H>0
A．A B．B C．C D．D
2．在一个密闭容器中发生反应：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g），反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol/L、0.2 mol/L、0.2 mol/L，当反应达到反应限度时可能的数据是（　　）
A．c（SO3）=0.4 mol/L B．c（SO2）=c（SO3）=0.15 mol/L
C．c（O2）=0.35 mol/L D．c（SO2）+c（SO3）=0.4 mol/L
3．在密闭容器中进行反应：X2(g)＋Y2(g) 2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是（　　）
A．Z为0.3 mol·L－1 B．Y2为0.4 mol·L－1
C．X2为0.2 mol·L－1 D．Z为0.4 mol·L－1
4．下列关于化学反应方向的说法正确的是
A．凡是放热反应都是自发反应
B．凡是熵增大的反应都是自发反应
C．凡是吸热反应都不是自发反应
D．反应是否自发，不只与反应热有关
5．下列有关说法中正确的是（　　）
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 < 0
B．反应NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)的ΔS < 0
C．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活化能，从而改变反应的焓变
6．在298K和100kPa压力下，已知金刚石和石墨的熵、燃烧热和密度分别为：
物质 S/(J·K 1·mol 1) H/(kJ·mol 1) ρ/(kg·m 3)
C(金刚石) 2.4 395.40 3513
C(石墨) 5.7 393.51 2260
此条件下，对于反应C(石墨)→C(金刚石)，下列说法正确的是
A．该反应的 H＜0， S＜0
B．由公式 G＝ H T S可知，该反应 G＝985.29kJ·mol 1
C．金刚石比石墨稳定
D．超高压条件下，石墨有可能变为金刚石
7．已知299K时，合成氨反应 N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）△H=﹣92.0kJ/mol，将此温度下的1mol N2和3mol H2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量为（忽略能量损失）（　　）
A．一定大于92.0kJ B．一定等于92.0kJ
C．一定小于92.0kJ D．不能确定
8．下列对于化学反应进行的方向理解正确的是（　　）
A．同种物质在气态时熵值最小，固态时最大
B．在密闭条件下，体系可以自发的从无序变为有序
C．大理石在常温下能够自发分解
D．虽然硝酸铵溶于水要吸热，但它能够自发的向水中扩散
9．反应“P4(s)＋3NaOH(aq)＋3H2O(l)＝3NaH2PO2(aq)＋PH3(g) ΔH＞0”制得的NaH2PO2可用于化学镀镍。下列说法正确的是（　　）
A．P4分子中P原子均满足8电子稳定结构
B．反应中NaOH作还原剂
C．该反应能自发进行，则ΔS<0
D．反应中生成1 mol NaH2PO2，转移电子数目为3×6.02×1023
10．相同的温度和压强下，有关下列两个反应的说法错误的是
反应 △H/kJ mol-1 △n △S/J K mol-1
MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g) 117.6 1 a
CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) 177.9 1 b
注：①其中△n表示反应方程式中气体系数差；
②△H-T△S＜0的反应方向自发
A．因为△n相同，所以a与b大小相近
B．热分解温度：MgCO3(s)＞CaCO3(s)
C．a-b=S[MgO(s)]+S[CaCO3(s)]-S[MgCO3(s)]-S[CaO(s)]
D．两个反应在不同温度下的△H和△S都大于零
11．可逆反应N2（g）+3H2（g） 2NH3（g），500℃时在容积为10L的密闭容器中进行，开始时加入1mol N2和6mol H2，则达到平衡时，NH3的浓度不可能达到（　　）
A．0.1 mol L﹣1 B．0.2 mol L﹣1
C．0.05 mol L﹣1 D．0.15 mol L﹣1
12．在密闭容器中，某化学反应在三种不同条件下进行，、的起始浓度为0，反应物的物质的量()随反应时间()的变化情况见表，表中温度的单位为摄氏度()。下列说法错误的是（　　）
实验序号 0 10 20 30 40 50 60
1 800 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50 0.50
2 800 1.0 0.60 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
3 1.0 0.40 0.25 0.20 0.20 0.20 0.20
A．实验1中，在内的平均反应速率为
B．实验2与实验1相比改变了一个条件，该条件可能是使用催化剂
C．实验3一定达到化学平衡状态的时间是
D．若在实验1和实验3中只有反应温度不同，则
13．下列有关说法正确的是（　　）
A．Hg(l)＋H2SO4(aq)=HgSO4(aq)＋H2(g)常温下不能自发进行，说明ΔH<0
B．为处理锅炉水垢中的CaSO4，可先用饱和Na2CO3溶液浸泡，再加入盐酸溶解
C．锌与稀硫酸反应时加入少量硫酸铜，反应加快的原因是Cu2＋水解增大了H＋浓度
D．对于N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，当其他条件不变时，压缩气体体积使压强增大，正反应速率增大、逆反应速率减小，平衡正向移动
14．在反应2SO2+18O2 2SO3中，其中氧气用18O标记上，其中含有18O的物质有（　　）
A．SO2 B．O2 、SO3
C．SO2 、 O2 、 SO3 D．SO2 、SO3
15．一定条件下，A、B、C的起始浓度分别是0.5mol/L、0.1mol/L、1.6mol/L，可逆反应A（g）+B（g） 2C（g）达到平衡时，下列数据不合理的是（　　）
A．c（A）=1.0mol/L c（B）=0.2mol/L
B．c（B）=0.5mol/L c（C）=1.2mol/L
C．c（A）=0.4mol/L c（C）=1.8mol/L
D．c（A）=0.9mol/L c（B）=0.5mol/L
16．工业炼铁是在高炉中进行的，高炉炼铁的主要反应是：①；②。该炼铁工艺中，对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需。其主要原因是（　　）
A．过量 B．与铁矿石接触不充分
C．炼铁高炉的高度不够 D．上述反应有一定的限度
二、综合题
17．在一个容积固定为2L的密闭容器中进行下列反应。
（1）将1 mol N2O4放入此容器，N2O4发生如下反应：N2O4(g) 2NO2(g)(正反应吸热)，平衡时，测得混合气体(N2O4和NO2)的压强为同温下N2O4(g)尚未分解时压强的1.2倍，此时N2O4的体积分数为Φ。平衡时容器内NO2和N2O4的物质的量之比为　 　；升高温度，N2O4的转化率　 　（增大或减小）；
（2）恒温时，向此容器内加入1 mol NO2，发生如下反应：2NO2(g) N2O4(g)。达到平衡时，其它条件不变，若向容器中分别增加①1 mol NO2或②1 mol N2O4，重新达到平衡后，与第一次平衡时相比，NO2的体积分数______________。
A．①②都增大 B．①②都减小
C．①增大，②减小 D．②增大，①减小
（3）恒温时，向此容器内加入x mol NO2 和y mol N2O4（y≥0），若要使平衡后N2O4的体积分数仍为Φ，且反应朝着逆反应方向进行，则x的取值范围是　 　。
18． 2020年9月我国明确提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标，倡导绿色、环保、低碳的生活方式。二氧化碳催化加氢合成乙烯在环境保护、资源利用、战略需求等方面具有重要意义。和在铁系催化剂作用下发生化学反应：
I．
Ⅱ．
回答下列问题：
（1）反应I能自发进行，则　 　0(填“<”“>”或“=”)；该反应自发进行的条件是　 　。(填“高温”或“低温”)
（2）在密闭容器中通入和，在铁系催化剂作用下进行反应，某一压强下，的平衡转化率随温度的变化如图1所示。
①下列说法正确的是　 　(填选项字母)。
A．由图1可知：在该压强下，之间以反应I为主，后以反应Ⅱ为主
B．反应Ⅱ化学方程式前后物质的化学计量数之和相等，所以增大压强反应Ⅱ的速率一定不变
C．恒温恒压下，容器内气体的密度不变时，说明反应已达到平衡
D．其他条件不变，将和的初始物质的量之比变为，可提高平衡转化率
②图1中点，此时乙烯的选择性为(选择性：转化的中，用于生成的所占的物质的量分数)。计算该温度时反应Ⅱ的平衡常数　 　(结果用分数表示)。
（3）利用电解法也可以实现转化为，试写出在酸性介质中该电解池阴极的电极反应式：　 　。
（4）工业上常用乙烯水合法制乙醇，乙醇脱水可制得二乙醚：。
实验测得：，，为速率常数。温度下，向恒容密闭容器中加入时达到平衡，的体积分数为，平均反应速率为　 　，当温度变为时，，则　 　(填“大于”“小于”或“等于”)。
（5）温度为时，在恒容密闭容器中发生反应，反应物和的平衡转化率分别随着水、一氧化碳的物质的量之比的变化曲线如图2所示：
则温度时，向容积为的恒容密闭容器中通入，发生上述反应，通过计算说明平衡移动的方向：平衡　 　移动。(填“正向”或“逆向”)
19．采用CO2作为碳源，通过催化加氢的方式，不仅可以减少温室气体，还可以转化为高附加值的产品，具有重要的战略意义。CO2催化加氢制烯烃(CnH2n)转化路径涉及的主要反应如图：
请回答下列问题：
（1）2CO2(g)+6H2(g)=C2H4(g)+4H2O(g) △H=　 　kJ·mol-1。
（2）有利于提高体系CO2平衡转化率的措施有____(填标号)。
A．减小n(CO2)：n(H2)投料比 B．减小体系压强
C．使用高效催化剂 D．及时分离H2O(g)
（3）n(CO2)：n(H2)投料比为1∶3、压力为1MPa时，无烷烃产物的平衡体系中CO2转化率和产物选择性随反应温度变化曲线如图。
①有利于短链烯烃(n≤4)生成的温度范围为　 　(填标号)。
A.373~573K B.573~773K C.773~973K D.973~1173K
②已知反应1的v(正)=k正·p(CO2)·p(H2)，v(逆)=k逆·p(CO)·p(H2O)，计算1083K时，=　 　[p(CO2)等代表分压)]。
③工业上用分子筛作催化剂，可大大提高C2H4的选择性，已知乙烯的截面直径比分子筛的孔径略小，请解释分子筛能提高C2H4的选择性的原因　 　。
④在碱性环境中电催化还原CO2制乙烯，产生乙烯的电极为　 　极(填“阴”或“阳”)，该电极的电极反应式为　 　。
（4）在催化剂作用下CO2加氢可制得甲醇，该反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注，如*CO2表示CO2吸附在催化剂表面；图中*H己省略)。
上述过程中得到相对较多的副产物为　 　，合成甲醇决速步的化学反应方程式为　 　。
20．NH3是重要的化工原料，经一系列反应可得到HNO3、CO(NH2)2、HCN等产品。
（1）以氨气为原料合成HNO3工艺如下，写出N2O4转化为HNO3的反应方程式　 　。
（2）以NH3和CO2为原料生产尿素的反应如下：
反应Ⅰ：2NH3(l) ＋
CO2(g) NH2COONH4(l) Δ H1 ＝ a kJ·mol-1
反应Ⅱ：NH2COONH4(l) NH2CONH2(l) ＋ H2O(l) Δ H2 ＝ b kJ·mol-1
① 已知NH3(l) NH3(g) Δ H3 ＝ c kJ·mol-1 反应2NH3(g) ＋ CO2(g) NH2CONH2(l) ＋ H2O(l) Δ H4＝　 　kJ·mol-1(用含a、b、c的式子表示)，该反应能自发进行的主要原因是　 　。
② 一定条件下，往恒容密闭容器中投入4 mol NH3和 1 mol CO2，测得各组分物质的量随时间变化如图1。下列说法正确的是　 　。
A．选择合适的碳氮比有利于提高产率
B．反应Ⅰ的活化能比反应Ⅱ小
C．过量氨气可以与反应生成的水结合，有利于尿素合成
D．气体物质的量不再变化时，反应达到平衡状态
（3）工业上利用氨气生产氢氰酸的反应为CH4(g) + NH3(g)
HCN(g) + 3H2(g) Δ H>0
① 其他条件一定，达到平衡时NH3转化率随外界条件X变化的关系如图所示。X代表的是　 　(填“温度”或“压强”)。
② 其它条件一定时，向2 L密闭容器中加入n mol CH4和2 mol NH3，平衡时NH3体积分数随n变化的关系如图所示。平衡常数K=　 　（请写出计算过程）
21．氯气是一种重要的化工原料。
（1）工业生产氯化物通常用由氧化物经氯化作用生成的方法，例如工业上常采用“加碳氯化”的方法以高钛渣(主要成分为)为原料生产。
已知： ；
。
沸腾炉中“加碳氯化”生成和的热化学方程式：　 　。
（2）合成有机物时会产生副产物。利用反应可实现氯的循环利用。
①该反应的　 　0(填“>”“<”或“=”)。
②若反应物按物质的量()在体积不变的密闭容器中发生该反应，下列叙述正确的是　 　(填字母)。
A．当不变时，说明反应已达到平衡状态
B．当时，说明反应已达到平衡状态
C．平衡后，继续按的物质的量之比投入和，再次达到新平衡时，的转化率增大
D．平衡后，分离出，可以提高的平衡产率，并加快正反应速率
③下图是在两个不同温度和下，改变时在平衡混合物中的体积分数的变化规律曲线。下列叙述正确的是　 　(填字母)。
A．a点未达到平衡，c点一定已经平衡
B．平衡常数：
C．达到平衡时的转化率大小为a>b>c
D．若平衡常数K值变大，达新平衡前始终减小
（3）在一定温度下，以为催化剂，氯苯()和在中发生平行反应，分别生成邻二氯苯(A)和对二氯苯(B)，其反应的化学方程式如下：
i.
ii.
向盛有含有的的容器中加入和发生反应，忽略溶液体积的变化，达到平衡时生成邻二氯苯(A)和对二氯苯(B)的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线如图所示。
①该温度下，反应ii的化学平衡常数　 　。
②工业生产上，提高生成邻二氯苯(A)反应选择性的关键因素是选择合适的　 　。
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】A．A(s)=B(g)+C(s)，反应气体系数增大，为熵增大的反应，△S＞0，△H＞0，在高温条件下能自发进行，故A不符合题意；
B．A(g)+2B(g)=2C(g)+3D(g)反应为气体系数增大的反应，△S＞0，所以当△H＜0，一定满足△H-T△S＜0，反应一定能够自发进行，当△H＞0时，当高温时，△H-T△S＜0，成立，可以自发进行，故B不符合题意；
C．M(s)+aN(g)=2Q(g) △H＜0，a为1，2，3时，△H-T△S<0，能自发反应，故C符合题意；
D．M(s)+N(g)=2Q(s)为气体系数减小的反应，△S＜0，当△H＞0时，△H-T△S＞0，一定不能自发进行，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】若反应前后，气体分子数增多，则该反应的ΔS＞0，反之，ΔS＜0，若ΔH-TΔS＜0，反应自发进行。
2．【答案】D
【解析】【解答】2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g），
某时刻0.2mol/L 0.2mol/L 0.2mol/L
极限转化0.4mol/L 0.3mol/L 0
极限转化 0 0.1mol/L 0.4mol/L
A．由于反应为可逆反应，SO3的浓度一定小于0.4mol/L，故A错误；
B．SO3、SO2浓度不会均为0.15mol/L，只能一种物质的浓度增大，另一种物质的浓度减小，故B错误；
C．由于反应为可逆反应，O2的浓度一定小于0.3mol/L，则不可能为0.35mol/L，故C错误；
D．根据元素守恒定律，c（SO2）+c（SO3）=0.4mol/L，故D正确．
故选D．
【分析】对于反应2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g），某一时刻SO2、O2、SO3物质的量浓度分别为0.2mol/L、0.2mol/L、0.2mol/L，可利用极限转化分析各物质的最大浓度，但由于反应为可逆反应，则各物质的浓度一定小于最大浓度，以此来解答．
3．【答案】A
【解析】【解答】因为反应是可逆反应，可能向正反应方向进行，也可能向逆反应方形进行，则Z的浓度应在0mol·L－1【分析】对于可逆反应来说，化学反应速率与化学方程式的系数成正比。
4．【答案】D
【解析】【解答】A.判断反应的自发性不能只根据焓变，要用熵变和焓变的复合判据，A项不符合题意；
B.判断反应的自发性不能只根据熵变，要用熵变和焓变的复合判据，B项不符合题意；
C.由分析可知，吸热反应也有可能是自发反应，C项不符合题意；
D.反应是否自发，不只与反应热有关，还与熵变有关，D项符合题意；
故答案为：D。
【分析】依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析。
5．【答案】A
【解析】【解答】根据反应方向的综合判据，ΔS < 0、ΔH < 0的反应，在低温下能自发进行，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；反应NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)的气体物质的量增加，所以ΔS > 0，故B不符合题意；若ΔH > 0，ΔS < 0， 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；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。
【分析】根据反应方向的综合判据，ΔS < 0、ΔH < 0的反应，在低温下能自发进行；反应NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)的气体物质的量增加；若ΔH > 0，ΔS < 0， 任何温度下都大于0；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。
6．【答案】D
【解析】【解答】A．根据燃烧热的定义可知：C(金刚石，s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-395.40kJ·mol 1，C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.51kJ·mol 1，反应C(石墨)→C(金刚石)的ΔH=(-393.51kJ·mol 1)-(-395.40kJ·mol 1)=1.89kJ·mol 1＞0，ΔS=S(金刚石)-S(石墨)=2.4J·K 1·mol 1-5.7J·K 1·mol 1=-3.3J·K 1·mol 1＜0，A不符合题意；
B．由公式 G= H T S可知，该反应 G=1.89kJ·mol 1-298K×(-3.3J·K 1·mol 1)=2.8734kJ·mol 1，B不符合题意；
C．由A选项可知，反应C(石墨)→C(金刚石)是吸热反应，说明质量相同时，石墨的能量较低，则石墨比金刚石稳定，C不符合题意；
D．由于金刚石的密度比石墨大，故质量相同时，金刚石的体积小，则反应C(石墨)→C(金刚石)是体积减小的过程，由影响相变速率的因素可知，随着体积差的增大，增大压强，成核速率加快，有利于相变向密度大的多面体方向转变；故超高压条件下，石墨有可能变为金刚石，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．根据燃烧热的定义；
B．利用公式 G= H T S计算；
C．由A选项可知，能量越低，越稳定；
D．依据影响相变速率的因素可知，随着体积差的增大，增大压强，成核速率加快，有利于相变向密度大的多面体方向转变分析。
7．【答案】C
【解析】【解答】解：N2和H2反应生成NH3的反应为可逆反应，反应为：N2+3H2 2NH3，可逆反应不能完全进行到底，反应物的转化率不能达到100%，此温度下的1molN2和3molH2放在一密闭容器中，不能生成2molNH3，则反应放出的热量小于92.0kJ，
故选C．
【分析】N2和H2反应生成NH3的反应为可逆反应，可逆反应不能完全进行到底，反应物的转化率不能达到100%．
8．【答案】D
【解析】【解答】A.气态下分子混乱程度最大，固态下分子排列混乱程度最小，故A项不符合题意；
B.在密闭条件下，体系有自有序转变为无序的倾向，属于熵增过程，是自发过程，故B项不符合题意；
C.大理石分解的过程△H>0，△S>0，所以该反应常温下不能自发进行，故C项不符合题意；
D.在密闭条件下，体系有由有序自发地转变为无序的倾向，因为与有序体系相比，无序体系“更加稳定”。虽然硝酸铵溶于水要吸热，但它能够自发的向水中扩散，故D项符合题意。
故答案为：D。
【分析】A.气态的熵值大于液态的熵值大于固态的熵值；
B.自发条件下想混乱度增加的方向进行；
C.大理石高温下分解；
D.有序向无序方向发展。
9．【答案】A
【解析】【解答】A. P原子最外层有5个电子，与其他3个P原子形成共价键，含有1个孤电子对，P4分子中P原子均满足8电子稳定结构，故A符合题意；
B. 反应中NaOH中没有元素的化合价发生变化，既不是氧化剂，也不是还原剂，故B不符合题意；
C. 反应能自发进行，须△G=△H-T△S＜0，因为ΔH＞0，则ΔS＞0，故C不符合题意；
D. 反应中P元素由0价升高为+1价，由0价降低为-3价，因此生成1 mol NaH2PO2，转移1mol电子，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.根据P原子核外最外层电子数和形成的共价键数进行判断；
B.该反应中化合价发生变化的元素只有P；
C.根据△G=△H-T△S进行判断；
D.根据元素化合价变化计算电子转移数值。
10．【答案】B
【解析】【解答】A．由方程式可知，两个反应中气体化学计量数差相等，则反应的熵变a和b大小相近，故A不符合题意；
B．MgCO3和CaCO3均为离子晶体，镁离子和钙离子所带电荷相等，镁离子半径小于钙离子，MgO的晶格能大于CaO，镁离子更易与碳酸根离子中的氧离子结合，使碳酸根离子易分解为二氧化碳，则碳酸镁的分解温度小与碳酸钙，故B符合题意；
C．由方程式可知，两个反应中气体化学计量数差相等，则反应的熵变a和b的差值a-b=S[MgO(s)]+S[CaCO3(s)]-S[MgCO3(s)]-S[CaO(s)]，故C不符合题意；
D．由表格数据可知，两个反应都是气体体积增加的吸热反应，故两个反应在不同温度下的ΔH和ΔS都大于零，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．两个反应中气体化学计量数差相等；
B．离子所带电荷相等，离子半径越小，分解温度越小；
C．由方程式可知，两个反应中气体化学计量数差相等；
D．依据表格数据分析。
11．【答案】B
【解析】【解答】解：N2（g）+3H2（g） 2NH3（g），依据极值法计算分析，若氮气和氢气全部反应则：1molN2和6mol氢气反应，根据化学方程式计算可知，氢气过量，氮气全部反应生成氨气物质的量为2mol，c（NH3）= =0.2mol/L，因为反应是可逆反应，不可能进行彻底，所以反应过程中生成的氨气浓度小于0.2mol/L，
选项中A、C、D有可能生成，而B不能达到，
故选：B．
【分析】依据反应是可逆反应，不能进行彻底分析计算判断，可以利用极值法分析．
12．【答案】C
【解析】【解答】A．实验1中，在内A的平均反应速率为，根据A、B化学计量数分析，B的平均速率为，A不符合题意；
B．实验2与实验1相比改变了一个条件，该条件能加快反应速率，但不影响平衡，可能是使用催化剂，B不符合题意；
C．实验3在20分钟之后物质的量还有改变，所以达到化学平衡状态的时间一定不是，C符合题意；
D．若在实验1和实验3中只有反应温度不同，实验3反应速率快，所以则，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】该实验是为了探求温度和催化剂对反应平衡的影响，1.2对比发现，温度相同，平衡时各物质浓度相同，但是速率不同，可能是2使用的催化剂，3号化学反应速率快，说明温度大于800℃，达到平时时间小于20min。
13．【答案】B
【解析】【解答】A．Hg(l)＋H2SO4(aq)=HgSO4(aq)＋H2(g)常温下不能自发进行，是由于该反应是体系混乱程度增大的反应，则ΔH＞0，ΔG＞0，A选项不符合题意；
B．为处理锅炉水垢中的CaSO4，可先用饱和Na2CO3溶液浸泡，由于CaSO4的溶解度大于CaCO3，可以实现沉淀的转化，将CaSO4转化为CaCO3，CaCO3可与稀盐酸反应生成CO2而除去，B选项符合题意；
C．锌与稀硫酸反应时加入少量硫酸铜，锌置换出铜，锌、铜和稀硫酸构成原电池，加快反应速率，C选项不符合题意；
D．对于N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，当其他条件不变时，压缩气体体积使压强增大，正逆反应速率均增大，D选项不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、△G=△H-T△S＞0，已知△S＞0，故△H＞0
C、是由于形成了锌铜原电池
D、压强增大，正逆反应速率都增大
14．【答案】C
【解析】【解答】解：反应过程中化学键断裂，存在原子有S原子、16O原子、18O原子，原子重新组合生成新物质．二氧化硫、氧气在催化剂、加热的条件下，生成三氧化硫；而三氧化硫在同样的条件下可分解为二氧化硫和氧气．所以18O2中的18O通过化合反应存在于SO3中，SO3 中的18O通过分解反应会存在于SO2中，最终SO3、SO2、O2中都含有18O．
故选C．
【分析】从化学键角度来说，化学反应本质是旧键断裂，形成原子，原子重新组合，形成新键．可逆反应不可能100%地全部转化．据此判断．
15．【答案】C
【解析】【解答】解：
A2（g）+ B2（g） 2C（g）
起始量（mol/L） 0.5 0.1 1.6
正向进行极值转化 0.4 0 1.8
逆向进行极值转化 1.3 0.9 0
达到平衡状态时：0.4mol/L＜c（A）＜1.3mol/L，0＜c（B）＜0.9 mol/L，0＜c（C）＜1.8mol/L，
故选C．
【分析】一定条件下，A、B、C的起始浓度分别是0.5mol/L、0.1mol/L、1.6mol/L，平衡从正向和逆向分别建立，依此利用三段式进行极值计算．
16．【答案】D
【解析】【解答】由分析可知，该炼铁工艺中，对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需，主要原因是反应①②有一定的限度，不能进行彻底，加入过量焦炭可促使反应正向移动，故选D；
故答案为：D。
【分析】焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需，是因为反应①②有一定的限度，不能进行彻底。
17．【答案】（1）1∶2；增大
（2）B
（3）0.4＜x≤2
【解析】【解答】（1）考查化学平衡的计算，以及勒夏特列原理，
N2O4(g)
2NO2(g)
起始 1 0
转化 x 2x
平衡 1-x 2x
容器的容积不变，温度不变，根据阿伏加德罗推论，压强之比等于物质的量之比，即(1－x＋2x)/1=1.2，解得x=0.2mol，n(NO2)：n(N2O4)=0.4：0.8=1：2，此反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，N2O4的转化率增大；（2）考查化学平衡中等价思想，在增加1molNO2和1molN2O4时，相当于在原来的基础上增加压强，平衡向正反应方向移动，即NO2的体积分数都减小，故选项B正确；（3）考查等效平衡思想，达到平衡仍为Φ，说明两个平衡为等效平衡，根据（1）达到平衡时，NO2的物质的量为0.4mol，为使平衡向逆反应方向进行，因此x的取值范围是 0.4＜x≤2。
【分析】该题考察化学反应速率及化学平衡知识点。
(1)增大压强平衡向左移动，所以 N2O4的转化率增大；
(2)增加 NO2或N2O4相当于增大压强，平衡正向移动，NO2的体积分数均变大；
(3)
达到平衡仍为Φ，说明两个平衡为等效平衡，采用极值法得出X为2mol 再根据压强计算出X为0.4mol 则X的范围为0.4-2mol
18．【答案】（1）≤；低温
（2）AC；
（3）
（4）0.0025(或 )；大于
（5）逆向
【解析】【解答】（1）反应I能自发进行，则ΔH1-TΔS1<0，由于ΔS1<0，则ΔH1≤0，即反应I为放热反应，且T值较小时能自发进行，故答案为：≤；低温；
（2）①A、反应I为放热反应，升温平衡逆向移动，二氧化碳转化率减小，反应Ⅱ为吸热反应，升温平衡正向移动，二氧化碳平衡转化率增大，根据图像可知，在该压强下，之间以反应I为主，后以反应 Ⅱ为主，故A正确；
B、增大压强，反应速率增大，故B错误；
C、反应I是气体体积减小的反应，该反应的密度随反应进行发生变化，因此恒温恒压下，容器内气体的密度不变时，说明反应已达到平衡，故C正确；
D、 其他条件不变，将和的初始物质的量之比变为，相当于增大二氧化碳的物质的量，平衡正向移动，但二氧化碳的平衡转化率降低，故D错误；
故答案为：AC；
②图1中点，此时乙烯的选择性为 ，则CO的选择性为，则反应达到平衡时，n(CO2)=0.3mol，n(H2)=1.3mol，n(CO)=0.2mol，n(H2O)=1.2mol，则反应Ⅱ的平衡常数，故答案为： ；
（3）电解池阴极发生还原反应，介质为酸性，则阴极的电极反应式为： ，故答案为： ；
（4）该反应为气体体积不变的反应，气体总物质的量始终为0.2mol，达到平衡时， 的体积分数为， 则水的物质的量为0.05mol，则 平均反应速率为=0.0025 ；反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，即 =，将数据代入可得 ，因此时，正反应速率小于逆反应速率，平衡逆向移动，则 大于 ，故答案为： 0.0025(或 ) ；大于；
（5） 时，反应物的平衡转化率为50%，设加入的水、一氧化碳的物质的量均为1mol，则平衡时，各物质的量均为0.5mol，平衡常数K=1，通入 时，浓度熵为，则平衡逆向移动，故答案为：逆向。
【分析】（1）根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行分析；
（2）①A、结合图像分析；
B、增压反应速率增大；
C、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；
D、 其他条件不变，将和的初始物质的量之比变为，相当于增大二氧化碳的物质的量；
②根据计算；
（3）电解池阴极发生还原反应；
（4）根据计算；
（5）计算浓度熵与平衡常数比较确定平衡移动方向。
19．【答案】（1）-128
（2）A；D
（3）B；1；乙烯的截面直径比分子筛的孔径略小从而导致乙烯能通过分子筛，使反应2的平衡向右移动；阴；2CO2+12e-+8H2O=C2H4+12OH-
（4）CO；*CO+*OH+*H*CO+*H2O
【解析】【解答】
(1)利用盖斯定律，反应2+反应1乘以2，得出总反应的△H=-128 kJ·mol-1，故答案为-128；
(2)A．减小n(CO2)：n(H2)投料比相当于增大了氢气的浓度，根据转化率规律判断，可以增大二氧化碳的转化率，故A正确；
B．该反应是个等体反应，减小压强平衡不移动，二氧化碳的转化率不变，故B不正确；
C．催化剂不影响平衡，故转化率不变，故C不正确；
D．及时分离H2O(g)，促使平衡向正反应方向移动，故二氧化碳转化率增大，故D正确；
故答案为：答案AD；
(3)①有利于短链烯烃(n≤4)生成的温度根据图像中C2H4和C3H6的含量最大时进行判断温度是573~773K，
故答案为：答案B；
②根据三段式进行计算反应的平衡常数，根据1083K时，二氧化碳的转化率为75％：得出=1，根据v(正)=k正·p(CO2)·p(H2)，v(逆)=k逆·p(CO)·p(H2O)，当达到平衡时，==1，故答案为1；
③乙烯的截面直径比分子筛的孔径略小从而导致乙烯能通过分子筛，使反应2的平衡向右移动，从而提高了乙烯的选择性；
④在碱性环境中电催化还原CO2制乙烯，根据碳元素的化合价由+4价变为乙烯中的-2价，化合价降低得电子，判断产生乙烯的电极为阴极，故答案为阴；该电极的反应为：2CO2+12e-+8H2O=C2H4+12OH-，故答案为：2CO2+12e-+8H2O=C2H4+12OH-；
(4)根据图像中生成的副产物进行判断上述过程中得到相对较多的副产物为CO，根据反应物的活化能越大，反应越慢，是决定总反应的主要反应，故答案为：*CO+*OH+*H*CO+*H2O；
【分析】（1）根据盖斯定律计算；
（2） 提高体系CO2平衡转化率应使平衡正向移动；
（3）①利用图像信息判断合适的温度；
②利用三段式计算；
③乙烯的截面直径比分子筛的孔径略小从而导致乙烯能通过分子筛，使反应2的平衡向右移动；
④还原CO2制乙烯，C元素的化合价降低，发生还原反应，则产生乙烯的电极为阴极，电极反应式为 2CO2+12e-+8H2O=C2H4+12OH- ；
（4）活化能越大反应速率越慢，慢反应是整个反应的决速步骤。
20．【答案】（1）2N2O4＋2H2O＋O2＝4HNO3
（2）a+b-2c；反应为放热反应；ABC
（3）压强；由图可知，向2L密闭容器中加入2molCH4和2molNH3，根据三等式，设转化的CH4的浓度为xmol/L，有： 平衡时NH3体积分数为30%，则 ＝30%，解得x＝ mol/L，平衡常数K＝ 。
【解析】【解答】(1)由图可知，N2O4与O2、H2O反应生成HNO3，反应为2N2O4+O2+2H2O＝4HNO3；(2)①由Ⅰ：2NH3(l)+CO2(g) NH2COONH4(l) △H1＝akJ mol﹣lⅡ：NH2COONH4(l) NH2CONH2(l)+H2O △H2＝bkJ mol﹣lⅢ：NH3(l) NH3(g) △H3＝ckJ mol﹣1结合盖斯定律可知，Ⅰ+Ⅱ﹣Ⅲ×2得到反应2NH3(g)+CO2(g) NH2CONH2(l)+H2O(l)，则△H4＝△H1+△H2-△H3×2=(a+b﹣2c)kJ mol﹣l；该反应能自发进行，则△G=△H－T△S<0；该反应的熵减小，△S<0，为了满足△G<0，则△H<0，为放热反应；②A．选择合适的碳氮比，增大平衡正向移动程度，有利于提高产率，A正确；
B．根据图像，反应开始时，快速生成氨基甲酸铵，而尿素的量较少，说明反应Ⅰ能够快速进行，而反应Ⅱ较慢；一般情况下，活化能大，反应速率慢，则Ⅰ的活化能比Ⅱ的活化能小，B正确；
C．过量氨气可以与反应生成的水结合，有利于反应Ⅱ的平衡正向移动，有利于尿素合成，C正确；
D．根据图像，可知当CO2的量不变的时候，反应Ⅱ还在进行，反应并没有达到平衡，D不正确；
答案为ABC；(3)①根据图像可知，随着X的增大，NH3的转化率降低。若增大压强，平衡逆向移动，NH3的转化率降低；若升高温度，平衡正向移动，NH3的转化率增大；X增大时，NH3转化率减小，可知X表示压强；
【分析】问题(2)②的D.是易错点，根据总反应方程式，反应前后气体体积是发生变化的，因此气体的物质的量不变，达到平衡，但是在此反应中，由于反应Ⅰ速率快，很短的时间内，达到了平衡，CO2的浓度不变，而反应Ⅱ没有达到平衡。具体情况还是要具体分析。
21．【答案】（1）
（2）<；AC；CD
（3）6；催化剂
【解析】【解答】(1)已知：①
②
由盖斯定律可知①+②得 ，即沸腾炉中“加碳氯化”生成和的热化学方程式为 ；
(2)①该反应是气体物质的量增加的反应，熵增，故>0；
②若反应物按物质的量()在体积不变的密闭容器中发生反应：。
A．当不变时，说明Qc=K，则反应已达到平衡状态，A正确；
B．没有指明反应的方向，当时，反应不一定达到平衡状态，B不正确；
C．平衡后，继续按的物质的量之比投入和，则相当于增大压强，平衡正向移动，再次达到新平衡时，的转化率增大，C正确；
D．(g)是生成物，平衡后，分离出，平衡正向移动，可以提高的平衡产率，但平衡正向移动后反应物浓度减小，正反应速率减小，D不正确；
选AC；
③A．纵坐标是Cl2的平衡体积分数，则a、c点均达到平衡状态，A不正确；
B．，由图可知，时，T1温度下Cl2的平衡体积分数较小，则升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，则平衡常数：，B不正确；
C．a→b→c，增大，相等于n(HCl)不变，增大n(O2)，则的转化率减小，即达到平衡时的转化率大小为a>b>c，C正确；
D．若平衡常数K值变大，则是降温，达新平衡前始终减小，D正确；
(3)①两个反应是平行反应，可理解为先发生反应i，再发生反应ii，则可列三段式：，则反应ii的化学平衡常数=6；
②两个反应是平行反应，工业生产上，提高生成邻二氯苯(A)反应选择性的关键因素是选择合适的催化剂。
【分析】（1）根据盖斯定律计算；
（2）①反应前后气体体积减小；
②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；
③A.a、c点均达到平衡状态；
B.平衡常数只与温度有关；
C.a→b→c，增大，相等于n(HCl)不变，增大n(O2)；
D.若平衡常数K值变大，说明反应温度降低；
（3）①列出反应的三段式计算；
②提高生成邻二氯苯（A）反应选择性的关键因素是催化剂。