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．下列有关可逆反应的说法不正确的是（　　）
A．可逆反应是指在同一条件下能同时向正逆两个方向进行的反应
B．2HI H2＋I2是可逆反应
C．CaCO3 CaO＋CO2↑是可逆反应
D．存在平衡的不一定是化学反应
2．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<0
C．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
3．在溶液中，CaCl2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HCl在任何条件下都不能发生，原因是该反应的（　　）
A．ΔH >0 ΔS>0 B．ΔH＜0 ΔS＜0
C．ΔH＜0 ΔS>0 D．ΔH >0 ΔS＜0
4．模型法是化学中把微观问题宏观化的最常见方法，对于2HBr(g) H2(g)＋Br2(g)反应，下列四个图中可以表示该反应在一定条件下为可逆反应的是（　　）
A．A B．B C．C D．D
5．下列说法中，正确的是（　　）
A．冰在室温下自动熔化成水，这是熵减的过程
B．花香四溢、墨汁在水中扩散都是熵增的过程
C．能够自发进行的反应一定是放热反应
D．的反应均是自发进行的反应
6．我国稀土资源丰富，稀土铈(Ce)元素主要存在于独居石中。Ce常见化合价为+3、+4。近年来发现用铈(Ce)的氧化物可以高效制备H2，制备原理如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．CeO2-δ不能作为水分解的催化剂
B．温度高于1050℃时，CeO2比CeO2-δ更稳定
C．若δ=0.2，则CeO2-δ中Ce3+：Ce4+=2：3
D．通过CeO2和CeO2-δ相互转化，降低了反应的焓变，加快了反应速率
7．下列说法或表示方法中正确的是（　　）
A．2NO(g)＋2CO(g) = N2(g)＋2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的ΔH＜0
B．等质量的甲醇蒸气和液态甲醇分别完全燃烧，后者放出的热量多
C．在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，则表示氢气燃烧热的热化学方程式为：2H2(g)+O2(g)= 2H2O(l)ΔH= -571.6 kJ·
D．稀溶液中：HCl(aq)+NH3·H2O(aq)= NH4Cl(aq)+ H2O(l) ΔH = -57.3 kJ·mol-1
8．一定条件下，在容积固定的某密闭容器中发生反应N2＋3H2 2NH3。在10 s内N2的浓度由5 mol/L降至4 mol/L，下列说法正确的是（　　）
A．用NH3表示的化学反应速率为0.1 mol/(L·s)
B．使用合适的催化剂，可以加快该反应的速率
C．增加H2的浓度或降低温度都会加快该反应的速率
D．反应足够长时间，N2、H2中至少有一种物质浓度降为零
9．一定条件下，可逆反应X（g）+3Y（g） 2Z（g），若X、Y、Z起始浓度分别为c1、c2、c3（均不为0），平衡时X、Y、Z的浓度分别为0.1mol L﹣1、0.3mol L﹣1、0.08mol L﹣1，则下列判断正确的是（　　）
A．c1：c2的值不能确定
B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为1：1
C．0.48mol L﹣1＜c1+c2+c3＜0.56mol L﹣1
D．c1的取值范围为0＜c1＜0.14 mol L﹣1
10．在一密闭容器中进行如下反应：3H2（气）+N2（气） 2NH3（气），已知反应过程中某一时 刻 H2、N2、NH3 的浓度分别为 0.3mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L，当反应达平衡时，可能存在的数据是（　　）
A．H2 为 0.6mol/L B．N2 为 0.2mol/L
C．NH3为 0.25mol/L D．N2、NH3 均为 0.15mol/L
11．对于在密闭容器中进行的可逆反应2SO2（g）+18O2（g） 2SO3（g），下列说法正确的是（　　）
A．容器内只含有18O2、SO2、SO3三种分子
B．18O只存在18O2分子中
C．容器内含有18O2、S18O2、S18O3等分子
D．反应达到限度时，所有物质的质量都相等
12．关于化学反应的方向，下列说法错误的是（　　）
A．焓因素与熵因素共同决定化学反应进行的方向
B．放热的熵增加反应能自发进行
C．固体溶解过程与熵变有关
D．反应 H＞0，一定不能自发进行
13．在一定条件下，当64gSO2气体被氧化成SO3气体时，共放出热量98.3kJ，已知SO2在此条件下转化率为80%，据此，下列热化学方程式正确的是（　　）
A．SO2(g)＋1/2O2(g) SO3(g) ΔH＝－98.3kJ·mol－1
B．2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(l) ΔH＝－196.6kJ·mol－1
C．SO2(g)＋1/2O2(g) SO3(g) ΔH＝－78.64kJ·mol－1
D．2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＝＋196.6kJ·mol－1
14．下列说法正确的是（　　）
A．碳和氧气反应生成一氧化碳是吸热反应，是因为反应物的能量低于生成物的能量
B．科学家从植物的光合作用得到启发，用二氧化碳与水来合成乙酸，反应原理为：2CO2+2H2O→CH3COOH+2O2，这是一个放热反应
C．2mol二氧化硫气体与1mol氧气充分发应生成三氧化硫气体，放出180kJ热量，其热化学方程式为：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)；△H=-180kJ·mol-1
D．放热反应可能很难发生，吸热反应可能很容易反应
15．下列反应中熵显著增加的是（　　）
A．2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) B．Cu(s)+Cl2(g)=CuCl2(s)
C．C(s)+O2(g)=CO2(g) D．2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)
16．假定与都是理想气体(气体本身不占体积，不考虑气体间相互作用，不考虑碰撞能量损失)，在如图所示的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．若、均为，则，混合过程自发进行
B．若、均为，则，混合过程不自发
C．若、分别为与，则，混合过程自发进行
D．若、分别为与，则，混合过程不自发
二、综合题
17．煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程．
（1）将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气．反应为：
C（s）+H2O（g） CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ mol﹣1，△S=+133.7J （K mol）﹣1
①该反应能否自发进行与　 　有关；
②一定温度下，在一个容积可变的密闭容器中，发生上述反应，下列能判断该反应达到化学平衡状态的是　 　（填字母，下同）．
a．容器中的压强不变 b.1molH﹣H键断裂的同时断裂2molH﹣O键
c．v正（CO）=v逆（H2O） d．c（CO）=c（H2）
（2）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g），得到如下三组数据：
实验组 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min
H2O CO H2 CO
1 650 2 4 1.6 2.4 5
2 900 1 2 0.4 1.6 3
3 900 a b c d t
①实验1中以v（CO2） 表示的反应速率为　 　．
②该反应的逆反应为　 　（填“吸”或“放”）热反应
③若实验3要达到与实验2相同的平衡状态（即各物质的质量分数分别相等），且t＜3min，则a、b应满足的关系是　 　（用含a、b的数学式表示）．
（3）目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇．一定条件下发生反应：
CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g），图表示该反应进行过程中能量（单位为kJ mol﹣1）的变化．在体积为1L的恒容密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，下列措施中能使c （CH3OH）增大的是　 　．
a．升高温度 b．充入He（g），使体系压强增大
c．将H2O（g）从体系中分离出来 d．再充入1mol CO2和3molH2．
18．请根据有关知识，填写下列空白：
（1）拆开1mol H-H键，1mol N-H键，键分别需要吸收的能量为436kJ，391kJ，946kJ。则理论上生成　 　热量(填“吸收”或“放出”)　 　kJ；事实上，反应的热量总小于理论值，理由是　 　。
（2）一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、乙三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：
①写出该反应的化学方程式　 　。
②从开始到10s用Z表示该反应的速率为　 　。
③为加快该反应的反应速率，可采取的措施是　 　。
A．适当升高温度 B．恒容时充入Ne使压强增大
C．增大容器的体积 D．选择高效催化剂
19．在化学反应A(g)+B(g) 2C(g)+D(g) ΔH=QkJ·mol-1过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。
（1）ΔH　 　0(填“＞”“＜”或“=”)。
（2）熵变ΔS　 　0(填“＞”“＜”或“=”)。
（3）该反应　 　自发进行(填“能”或“不能”)。
（4）升高温度平衡常数K　 　(填“增大”“减小”或“不变”)，平衡向　 　方向移动。
20．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=-92.4 kJ·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”)。
21．在2L密闭容器内，800℃时发生反应：2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)，体系中NO物质的量n(NO)随时间的变化如下表：
（1）上述反应　 　(填“是"或“不是”)可逆反应。
（2）在第5s时，NO的转化率为　 　。
（3）0-2s内，用O2表示反应的平均速率v(O2)=　 　mol/(L·s)。
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】A项说法符合可逆反应的概念，正确；
2HI H2＋I2在加热条件下可以正逆两个方向进行，B项正确；
CaCO3分解与CaO与CO2反应的条件不同，二者不互为可逆反应，C项错误；
存在平衡的不一定是化学反应，如溶解平衡，D正确。
故答案为：C
【分析】根据可逆反应的定义进行判断，注意需要在相同条件下的两个反应。
2．【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。
3．【答案】D
【解析】【解答】反应：CaCl2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HCl在任何条件下都不能发生，是因为该反应是体系是混乱程度减小的吸热反应，即△H >0 ，ΔS<0，ΔG=△H-TΔS>0，
故答案为：D。
【分析】吸热熵增的反应在任何条件下都是不可能发生的。
4．【答案】C
【解析】【解答】可逆反应中反应物与生成物同时存在。
故答案为：C
【分析】根据体系中反应物和生成物是否同时存在判断是否属于可逆反应即可。
5．【答案】B
【解析】【解答】A．反应向熵值方向进行，同种物质熵值：液体＞固体，冰在室温下自动熔化成水，是熵增的过程，故A不符合题意；
B．花香四溢、墨汁在水中扩散，混乱度增加，熵值增大，故B符合题意；
C．能够自发进行的反应是△H-T△S＜0，不一定是放热反应，单一判据不够全面，故C不符合题意；
D．△G＜0反应自发进行，由△G=△H-T△S可知，△H＜0时，若△S＜0，则△G可能大于0，反应非自发，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、熵减少即混乱变有序，液体比固体更混乱；
B、气体分子扩散、液体分子扩散都是混乱程度增加，即熵增加；
C、自发反应除了跟吸热和放热有关，还跟熵的变化有关；
D、放热反应不一定是自发反应，还跟熵变有关。
6．【答案】C
【解析】【解答】A．据图可知CeO2-δ可以做水分解反应的催化剂，A不符合题意；
B．由反应②可知，温度低于1050℃时，CeO2-δ转化为CeO2，说明温度低于1050℃时，CeO2比CeO2-δ更稳定，B不符合题意；
C．若δ=0.2，则CeO2-δ为CeO1.8，设Ce3+为x个，Ce4+为y个，则有x+y=1，3x+4y=3.6，联立解得x=0.4，y=0.6，所以有Ce3+：Ce4+=2：3，C符合题意；
D．催化剂不能降低反应的焓变，只能加快反应速率，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.根据图示即可判断
B.根据图示温度变化即可判断
C.根据给出的数据即可计算
D.焓变不变与起始和最终状态有关
7．【答案】A
【解析】【解答】A．该反应的△S＜0，在常温下能自发进行，则△H-T△S＜0，△H需＜0，故A符合题意；
B．等质量的甲醇蒸气的能量比液态甲醇的能量大，当等质量的二者分别完全燃烧，前者放出的热量多，故B不符合题意；
C．在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，则表示氢气燃烧热的热化学方程式应为： H2(g)+ O2(g)= H2O(l) ΔH= -285.8 kJ· ，故C不符合题意；
D．稀溶液中：HCl(aq)+NH3·H2O(aq)= NH4Cl(aq)+ H2O(l) ，因为NH3·H2O是弱电解质，NH3·H2O电离要吸收热量，释放出来的热量小于57.3 kJ·mol-1，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.△H-T△S<0的反应能够自发进行；
B.燃烧为放热反应，反应物中气态甲醇比液态甲醇的能量高；
C.1 mol物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量为该物质的燃烧热；
D.一水合氨为弱电解质，电离吸热。
8．【答案】B
【解析】【解答】A．反应计量数之比为1:3:2，设容器的体积为V， 的浓度由5mol/L降至4mol/L，变化了1Vmol,所以 变化了2Vmol，V（ ）=2V/10V(mol/L.s)=0.2mol/(L·s)，故A错；
B．正催化剂可以加快反应速率；
C．该反应是在高温高压条件下进行，降低温度虽然平衡可以向右移动，但会降低反应速率，C错；
D．反应是可逆反应，不可能反应物全部转化为生成物，D错，
故答案为：B
【分析】A.根据化学方程式化学计量系数之比计算出氨气物质的量浓度的变化量，根据公式v=
B.改变反应速率，催化剂是个不错的选择
C.增加反应物的浓度可以加快反应的速率，降温会导致速率降低
D.可逆反应最终达到平衡不会到零
9．【答案】D
【解析】【解答】解：A、X、Y的化学计量数为1：3，所以X、Y的浓度变化之比为1：3，平衡时浓度为1：3，起始浓度=变化浓度+平衡浓度，则起始X、Y的起始浓度为（1+1）：（3+3）=1：3，故A错误；
B、不同物质表示的正逆反应速率等于化学计量数之比，可逆反应到达平衡状态，Y的生成速率表示逆反应速率，Z的生成速率表示正反应速率，所以平衡是Y和Z的生成速率之比为3：2，故B错误；
C、该反应正反应是体积减小的反应，若反应向正反应进行建立平衡，起始浓度之和最大，平衡时X、Y、Z的浓度分别为0.1mol L﹣1、0.3mol L﹣1、0.08mol L﹣1，将Z极限法转化为左边，结合X（g）+3Y（g） 2Z（g）可知，X的浓度变化为0.04mol/L、Y的浓度变化为 ×0.08mol/L=0.12mol/L，所以c1+c2+c3＜0.1mol/L+0.3mol/L+0.04mol/L+0.12mol/L=0.56mol/L；若反应向逆反应进行建立平衡，起始浓度之和最小，平衡时X、Y、Z的浓度分别为0.1mol L﹣1、0.3mol L﹣1、0.08mol L﹣1，将X、Y极限法转化为右边，结合X（g）+3Y（g） 2Z（g）可知，Z的浓度变化为0.2mol/L，X、Y无剩余，所以c1+c2+c3＞0.2mol/L+0.08mol/L=0.28mol/L，故0.28mol/L＜c1+c2+c3＜0.56mol/L，故C错误；
D、应向正反应进行建立平衡，X起始浓度之和最大，反应向逆反应进行建立平衡，X起始浓度之和最小，由C选项中计算可知，X的起始浓度c1的取值范围为0＜c1＜0.1mol/L+0.04mol/L=0.14mol L，故D正确；
故选D．
【分析】X（g）+3Y（g） 2Z（g），若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3（均不为零），到达平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1mol L﹣1、0.3mol L﹣1、0.08mol L﹣1，利用极值转化；
A、起始浓度﹣变化浓度=平衡浓度，X、Y的化学计量数为1：3，平衡时浓度为1：3，则起始X、Y的起始浓度为1：3；
B、Y的生成速率，表示逆反应速率，Z的生成速率表示正反应速率，不同物质表示的正逆反应速率等于化学计量数之比，可逆反应到达平衡状态；
C、该反应正反应是体积减小的反应，反应向正反应进行建立平衡，起始浓度之和最大，反应向逆反应进行建立平衡，起始浓度之和最小，结合极限法计算；
D、应向正反应进行建立平衡，X起始浓度之和最大，反应向逆反应进行建立平衡，X起始浓度之和最小，结合极限法计算．
10．【答案】B
【解析】【解答】解：反应N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）为可逆反应，转化率不可能为100%，根据化学计量数及极值法考虑：N2的范围在（0，0.2），H2的范围在（0，0.6），而NH3可以（0，0.4），
A、氨气不可能完全转化，所以氮气浓度小于0.2 mol/L，氢气浓度小于0.6mol/L，故A错误；
B、氨气的浓度范围为：（0，0.4），氮气和氢气不可能完全转化生成氨气，故B正确；
C、氮气的浓度范围为（0，0.2），氮气为0.15mol/L在该范围内，氨气的浓度范围为：（0，0.4），但是NH3 为 0.15mol/L，消耗0.05mol/L，不会产生氮气0.05mol/L，故C错误；
D、氨气的浓度范围为：（0，0.4），氮气和氢气不可能完全转化生成氨气，所以氨气不可能为0.4mol/L，故D错误；
故选B．
【分析】化学平衡研究的对象为可逆反应．化学平衡的建立，既可以从正反应开始，也可以从逆反应开始，或者从正逆反应开始，不论从哪个方向开始，物质都不能完全反应，利用极限法假设完全反应，计算出相应物质的浓度变化量，实际变化量小于极限值．
11．【答案】C
【解析】【解答】解：该反应为可逆反应，在混合气体中充入一定量的18O2，SO2和18O2反应生成SO3中含有18O，同时SO3分解生成SO2和O2，则SO2中含有18O原子，则18O原子存在于O2、SO2和SO3中，根据可逆反应不会进行彻底，2mol SO2和1mol18O2在一定条件下，不会全部转化为三氧化硫，即生成三氧化硫的量小于2mol，
A．反应达到限度时，达到平衡状态，容器内含有18O2、S18O2、S18O3分子，还可能含有SO2、SO3分子，故A错误；
B．SO2和18O2反应生成SO3中含有18O，同时SO3分解生成SO2和O2，18O原子存在于O2、SO2和SO3中，故B错误；
C．容器内含有18O2、S18O2、S18O3等分子，故C正确；
D．反应达到限度时，所有物质的质量不再变化，但是不一定是相等的，故D错误；
故选C．
【分析】该反应为可逆反应，SO2和O2反应生成SO3的同时，SO3分解生成SO2和O2，可逆反应不会进行彻底．
12．【答案】D
【解析】【解答】A．根据综合判据 G= H-T S，焓因素与熵因素共同决定化学反应进行的方向，A说法不符合题意；
B．放热的熵增加反应 G＜0，则一定能自发进行，B说法不符合题意；
C．固体溶解过程，物质的混乱度增大，即熵增，与熵变有关，C说法不符合题意；
D．反应 H＞0，在高温时，可能自发进行，D说法符合题意；
故答案为D。
【分析】A.在一定的条件下，一个化学反应能否自发进行，既可能与反应的焓变有关，又可能与反应的熵变有关；
B.放热的熵增反应，一定有△H-T△S<0；
C.固体溶解过程，体系混乱度增大；
D.反应是否自发进行由反应的焓变、熵变和温度共同决定。
13．【答案】A
【解析】【解答】A.由物质聚集状态和对应反应的焓变可知，热化学方程式为SO2（g）+1/2O2（g） SO3（g） △H=-98.3 kJ J mol-1，A符合题意；
B.由物质聚集状态和对应反应的焓变可知，热化学方程式为2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g） △H=-196.6 kJ mol-1，选项中三氧化硫为液态，B不符合题意；
C.由物质聚集状态和对应反应的焓变可知，热化学方程式为SO2（g）+1/2O2（g） SO3（g） △H=-98.3 kJ mol-1，C不符合题意；
D.反应是放热反应焓变为负值，故D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】可逆反应的热化学方程式中的焓变是反应物完全转化为生成物时的热量变化，注意物质的状态。
14．【答案】D
【解析】【解答】A.C和O2的反应为放热反应，A不符合题意；
B.该反应可看做CH3COOH和O2反应的逆反应，CH3COOH和O2的反应为放热反应，因此该反应的逆反应为吸热反应，B不符合题意；
C.2molSO2和1molO2并未完全反应，而热化学方程式中的反应热应是指物质完全反应放出的热量，C不符合题意；
D.某些放热反应难以发生，某些吸热反应容易发生，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A.C和O2的反应为放热反应；
B.该反应可看做CH3COOH和O2反应的逆反应；
C.2molSO2和1molO2并未完全反应；
D.某些放热反应难以发生，某些吸热反应容易发生；
15．【答案】A
【解析】【解答】A.该反应中，反应后气体分子数增多，熵显著增加，A符合题意；
B.该反应中，反应后气体分子数减少，熵显著减小，B不符合题意；
C.该反应中，反应前后气体分子数不变，熵不变，C不符合题意；
D.该反应中，反应后气体分子数减少，熵显著减小，D不符合题意；
故答案为：A
【分析】反应过程中熵显著增加，则反应后气体分子数增加，据此结合选项所给反应进行分析。
16．【答案】C
【解析】【解答】A．若 X2 、Y2均为O2，混合前后气体浓度、分压、温度均相同，则 ΔS=0 ，混合过程自发进行，A不符合题意；
B．若 X2 、Y2均为O2，混合前后气体浓度、分压、温度均相同，则 ΔS=0 ，混合过程自发进行，B不符合题意；
C．若 X2 、 Y2 分别为 N2 与 O2 ，混合前后气体温度均相同，但浓度、分压均减小，则 ΔS>0 ，混合过程自发进行，C符合题意；
D．若 X2 、 Y2 分别为 N2 与 O2 ，混合前后气体温度均相同，但浓度、分压均减小，则 ΔS>0 ，混合过程自发进行，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、都是氧气，此时熵变为0；
B、都是氧气，此时熵变为0；
C、氧气和氮气混合，由于分压减小，熵变大于0；
D、氧气和氮气混合，由于分压减小，熵变大于0。
17．【答案】（1）温度；a、b、c
（2）0.16mol （L min）﹣1；吸；b=2a，a＞1
（3）c、d
【解析】【解答】解：（1）①已知△H=+131.3kJ mol﹣1，△S=+133.7J （K mol）﹣1，反应能自发进行，应使△G=△H﹣T △S＜0，即131.3×1000﹣133.7T＜0，
T＞ =980.5K，应在较高的温度下才能进行，所以该反应能否自发进行与温度有关，故答案为：温度；②a．反应前后气体的体积不铜，容器中的压强都不变，可说明达到平衡状态，故a正确；b.1molH﹣H键断裂的同时断裂2molH﹣O键，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故b正确；c．v正（CO）=v逆（H2O），说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故c正确；d．c（CO）=c（H2）不能确定反应是否达到平衡状态，平衡时各物质的浓度取决于反应物的配料比和转化的程度，故d错误，故答案为：a、b、c；（2）①v（CO2）=v（CO）= =0.16mol （L min）﹣1，故答案为：0.16mol （L min）﹣1；②根据CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）可知压强对平衡移动无影响，如果在650℃，H2O、CO的物质的量改为1mol、2mol，达到平衡时CO的物质的量应为1.2mol，而900℃时CO的物质的量应为1.6mol，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，逆反应为吸热反应，故答案为：吸；③压强对平衡移动无影响，若实验3要达到与实验2相同的平衡状态（即各物质的质量分数分别相等），应满足所加物质与原来的配比数相等，则b=2a，t＜3min，说明反应速率较大，在相同温度下，浓度越大反应速率越大，则应有a＞1或加入合适的催化剂，故答案为：b=2a，a＞1；（3）a．升高温度平衡向逆反应方向移动，CH3OH减小，故a错误； b．充入He（g），使体系压强增大，但平衡没有移动，故b错误；c．将H2O（g）从体系中分离出来，平衡向正反应方向移动，CH3OH浓度增大，故c正确； d．再充入1mol CO2和3mol H2，平衡向正反应方向移动，CH3OH浓度增大，故d正确．故答案为：c、d．
【分析】（1）①根据△G=△H﹣T △S分析；②化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，以此判断；（2）①根据v= 计算反应速率；②根据温度变化，平衡时的生成物的物质的量的多少判断平衡移动的方向；③从等效平衡的角度分析；（3）使c （CH3OH）增大，应使平衡向正反应分析移动．
18．【答案】（1）放出；92；该反应为可逆反应
（2） ；；AD
【解析】【解答】（1）合成氨的反应为N2＋3H2=2NH3，该反应为放热反应。理论上1molN2生成2molNH3，同时有3molH2参与反应。反应过程中，反应物断裂化学键吸收的能量为946kJ＋436kJ×3=2254kJ；生成物形成化学键释放的能量为391kJ×3×2=2346kJ。因此反应过程中放出的热量为2346kJ－2254kJ=92kJ。由于该反应为可逆反应，因此实际上1molN2反应，所得的反应热小于理论值。
（2）①由图可知，X、Y的物质的量逐渐减小，因此X、Y为反应物，且参与反应的n(X)=1.20mol－0.41mol=0.79mol，n(Y)=1.00mol－0.21mol=0.79mol。Z的物质的量逐渐增大，则Z为生成物，且生成n(Z)=1.58mol。所以X、Y、Z的变化的物质的量之比为0.79mol：0.79mol：1.58mol=1：1：2，所以其化学计量数之比为1：1：2，因此该反应的化学方程式为X(g)＋Y(g) 2Z(g)。
②从开始到10s，Z变化的浓度，因此用Z表示的反应速率。
③A、适当升高温度，反应速率加快，A符合题意；
B、恒容时冲入Ne，使压强增大，但反应物和生成物的浓度都不变，因此反应速率不变，B不符合题意；
C、增大容器体积，反应物和生成物的浓度减小，反应速率减小，C不符合题意；
D、选择高效催化剂，可加快反应速率，D符合题意；
故答案为：AD
【分析】（1）合成氨的反应为放热反应，且该反应为可逆反应。
（2）①根据变化的量之比确定化学计量数之比，从而得出反应的化学方程式。
②根据公式计算用A表示的反应速率。
③结合浓度、温度、压强、催化剂对反应速率的影响分析。
19．【答案】（1）＜
（2）＞
（3）能
（4）减小；逆反应
【解析】【解答】(1)由图象可知，反应物的键能总和E1<生成物键能总和E2，则ΔH= E1- E2<0，即Q<0，所以该反应为放热反应；
(2) 由反应方程式可知，反应前后气体体积增大，所以熵变ΔS >0；
(3) 由ΔH-TΔS <0可判断，该反应能够自发进行；
(4)由于该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，所以平衡常数K减小。
【分析】（1）根据反应物和生成物能量的相对大小，确定反应的热效应；
（2）根据反应前后气体分子数的变化分析熵变；
（3）若ΔH-TΔS<0，则反应能自发进行；
（4）根据温度对平衡移动的影响，分析升高温度平衡常数的变化；
20．【答案】（1）NH与CO接触后更易发生水解而导致铵态氮肥肥效减弱
（2）较常温，480℃时合成氨反应速率较快，且催化剂在该温度下催化效能最佳
（3）I；Fe；＞；不变
【解析】【解答】(1)铵态氮肥不能与含碳酸钾的草木灰混合使用，这是由于铵态氮肥中的NH发生水解反应，消耗水电离产生NH3·H2O，同时产生H＋，最终达到平衡时溶液中c(H+)＞c(OH-)，使溶液显酸性；而碳酸钾是强碱弱酸盐，在溶液中发生水解反应产生、OH-，最终达到平衡时溶液中c(OH-)＞c(H+)，使溶液显碱性。当二者混合使用时，二者水解反应相互促进，使产生NH3·H2O部分分解产生NH3逸出，导致铵态氮肥的肥效降低，因此不能混合使用；
(2)合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1，该反应的正反应是放热反应，在工业生产中温度常控制在480℃，而非常温下进行。这是由于相对于常温下，480℃时温度高，合成氨反应速率较快，且催化剂在该温度下催化效能最佳，有利于氨气的合成；
(3)①合成氨反应的速率快慢主要取决于慢反应。根据已知条件可知反应I是慢反应，故合成氨反应的速率快慢主要取决于反应I；
②合成氨反应的催化剂是铁触媒，即使用Fe作催化剂合成氨气；
③反应的活化能越大，发生反应需消耗的能量就越高，该反应就越不容易发生。由于反应I是慢反应，反应II是快反应，所以反应活化能：I＞II；
④使用催化剂只能降低反应的活化能，但不能改变反应物、生成物的能量，因此使用催化剂前后，合成氨反应的反应热ΔH不变。
【分析】（1）铵根水解显酸性，碳酸根水解显碱性，二者水解会发生促进，产生的一水合氨，极易分解，降低肥效。
（2）工业上选择反应条件时，不仅要考虑转化率，还要考虑到化学反应速率和催化剂效果等。
（3）合成氨分为2步，总的速率取决于反应慢的一步，铁为催化剂，参与反应但是反应前后质量不变，但是使用催化剂不改变反应的焓变。
21．【答案】（1）是
（2）65%
（3）0.0015
【解析】【解答】(1)从表中数据可知，从3s后NO的浓度就不再发生变化且不为零，故上述反应是可逆反应，故答案为：是；
(2)从表中数据可知，在第5s时，NO的转化率为 ，故答案为：65%；
(3)0-2s内，可以先求出用NO表示的反应平均速率为： ，再根据反应速率之比等于化学计量系数比，故用O2表示反应的平均速率 ，故答案为： 。
【分析】根据最终的数据发现，一氧化氮的含量不为0，因此是可逆反应，根据一氧化氮的变化量即可计算一氧化氮的转化率，根据一氧化氮的变化量计算出速率，再结合化学计量系数计算出氧气的速率