2.3 化学反应的方向 课后练习（含解析）2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1
文档属性
| 名称 | 2.3 化学反应的方向 课后练习（含解析）2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 441.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-23 09:57:25 | ||
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文档简介
2.3 化学反应的方向 课后练习
一、单选题
1．水受热变成水蒸气的过程中，其焓变和熵变正确的是（ ）
A．， B．，
C．， D．，
2．已知 2A(g) 3B(g)+C(g) ΔH＞0，假设ΔH和ΔS不随温度而改变，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．任何温度下都能自发进行 D．任何温度下都不能自发进行
3．下列说法中，正确的是（ ）
A．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程
B．能够自发进行的反应一定是放热反应
C．ΔH＜0的反应均是自发进行的反应
D．能够自发进行的反应一定是熵增的反应
4．相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是（ ）
A．1molCH4(g)＜1molH2(g) B．1molH2O(g)＜2molH2O(g)
C．1molH2O(s)＞1molH2O(l) D．1mol干冰＞1molCO2(g)
5．下列反应或过程没有自发性的是（ ）
A．高温下，煅烧石灰石 B．常温下，水分解成氢气与氧气
C．双氧水在催化作用下分解 D．常温下，冰融化为水
6．对于反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)|ΔH=-196.6kJ·mol-1，下列说法正确的是（ ）
A．反应的ΔH < 0，ΔS >0
B．反应的平衡常数可表示为K=
C．使用催化剂能改变反应路径，降低反应的活化能
D．增大体系的压强能增大活化分子百分数，加快反应的速率
7．哈伯法合成氨技术是德国诺贝尔化学奖获得者哈伯发明的。其合成原理为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0，△S<0。下列有关工合成氨的说法正确的是（ ）
A．因为△H<0，所以该反应一定能自发进行
B．因为△S<0，所以该反应一定不能自发进行
C．在高温下进行是为了提高反应物的转化率
D．使用催化剂加快反应速率是因为催化剂降低了反应的活化能
8．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
9．下列变化过程中，ΔS＜0的是（ ）
A．氯化钠溶于水中
B．CaCO3（s）分解为CaO（s）和CO2（g）
C．干冰的升华
D．NH3（g）和HCl（g）反应生成NH4Cl
10．工业合成氨的反应为：，在时，，，特定条件下的速率可表示为，其中k为反应速率常数，下列叙述正确的是
A．该反应在时不能正向自发进行
B．升高温度、增大压强有利于化学平衡向生成氨的方向移动
C．反应体系的三种物质中，的浓度对反应速率影响最大
D．反应达到一定转化率时将从混合气中分离出去会降低反应速率
11．下列叙述错误的是（ ）
A．植物燃料燃烧时放出的能量来源于太阳能
B．Na与的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行
C．测定中和反应的反应热时，将碱缓慢倒入酸中，所测温度值偏小
D．1H2燃烧放出的热量为的燃烧热
12．下列反应在任何温度下都不能自发进行的是（ ）
A．2O3(g)=3O2(g)ΔH＜0 B．2CO(g)=2C(s)+O2(g)ΔH＞0
C．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH＜0 D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)ΔH＞0
13．下列说法正确的是（ ）
A．化学反应包含旧的化学键断裂和新的化学键形成
B．反应物的总能量一定等于生成物的总能量
C．自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变
D．吸热反应需要加热才能进行
14．下列说法正确的是（ ）
A．反应在低温下能自发进行，说明该反应的
B．的热值(单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量，叫做燃料的热值)为，则氢气燃烧的热化学方程式可表示为：
C．能自发进行的反应一定能迅速发生
D．增大反应物浓度，可增大活化分子百分数，从而增加有效碰撞的次数
15．下列过程是非自发的是∶（ ）
A．水由高处向低处流； B．天然气的燃烧；
C．铁在潮湿空气中生锈； D．室温下水结成冰。
16．固体溶于水可表示为，其焓变和熵变分别为和，已知：；；；且(反应后)(反应前)下列说法正确的是（ ）
A．和均大于零 B．和均小于零
C．小于零，大于零 D．大于零，小于零
二、综合题
17．金属钛(Ti)及其合金是高强度、低密度结构材料，在航空航天、医疗器械等领域有着重要用途。目前生产钛的方法之一是将TiO2转化为TiCl4，再进一步还原得到钛。
（1）TiO2转化为TiCl4有直接氯化法(反应a)和碳氯化法(反应b)。
a．TiO2(s) +2Cl2(g)TiCl4(g) +O2(g) ΔH1 =172 kJ·mol-1
b．TiO2(s) +2Cl2(g)+2C (s)TiCl4(g)+2CO (g) ΔH2
已知：C (s) +O2(g)CO2(g) ΔH3= -393.5 kJ·mol-1，2CO (g) +O2(g) 2CO2(g) ΔH4= - 566.0 kJ·mol-1
①直接氯化反应在 (填“高温”“低温”)有利于自发进行。
②ΔH2= kJ·mol-1
③碳氯化法中生成CO比生成CO2更有利于TiO2转化为TiCl4，从熵变角度分析可能的原因是 。
④已知常压下TCl4的沸点为136℃，从碳氯化反应的混合体系中分离出TiCl4的措施是 。
（2）在1. 0 ×105Pa，将TiO2、C、Cl2以物质的量比1：2.2：2进行反应。体系中TiCl4、CO、CO2平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
①已知在200℃平衡时TiO2几乎完全转化为TiCl4，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原因是 。
②图中a曲线代表的物质是 ， 原因是 。
③反应C (s)+CO2(g) 2CO (g)的平衡常数Kp(1200℃)= Pa。
18．在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示：
t/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式为K＝ 。
（2）该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
（3）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。
A．容器中压强不变
B．混合气体中c(CO)不变
C．υ正(H2)＝υ逆(H2O)
D．c(CO2)＝c(CO)
（4）某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为 ℃。
（5）在800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2mol·L－1，c(H2)为1.5mol·L－1，c(CO)为1mol·L－1，c(H2O)为3mol·L－1，则下一时刻，反应向 (填“正向”或“逆向”)进行。
19．25℃时，在1L的密闭容器中充入NO2发生如下反应：2NO2(g) N2O4(g)△H=－57 kJ·mol-1（N2O4在25℃时为无色气体）。
（1）该反应的ΔS 0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（2）当开始充入0.03mol的NO2时，25℃时，实验测得NO2的平衡浓度为0.01 mol·L-1，则NO2的平衡转化率（α）是 。25℃时上述反应的平衡常数K = 。
（3）25℃时，实验测得该反应的活化能Ea=92.4 kJ·mol-1。下列能量关系图合理的是 。
（4）如把该密闭容器放入80℃的热水中，则气体的颜色 （填“不变”、“加深”或“变浅”），NO2的转化率 （填“增大”、“不变”或“减小”）。
20．
（1）已知下列热化学方程式：
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H1=+260kJ/mol
2CO(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/K 298 398 498
K/(mol/L)-2 4.1×106 K1 K2
①比较K1、K2的大小，K1 K2(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1：3：2 B.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)=0.025 mol/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”)。
21．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<0
①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 0 2 6 0 0
10
4.5
20 1
30
1
反应II：绝热恒容 0 0 0 2 2
①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。
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】(水)＜(水蒸气)，所以。同一种物质，气态时的熵值最大，液态时的次之，所以，
故答案为：B。
【分析】液体变为气体，熵变增加，且吸热。
2．【答案】B
【解析】【解答】根据方程式可知：该反应的ΔH＞0，ΔS＞0，体系的自由能ΔG＝ΔH-TΔS。
若在低温下ΔG＝ΔH-TΔS＞0，反应不能自发进行，若在高温下ΔG＝ΔH-TΔS＜0，反应就能自发进行，可见只有选项B符合题意，
故答案为：B。
【分析】当ΔH-TΔS<0时，反应可自发进行。
3．【答案】A
【解析】【解答】A．同种物质的熵值，液体大于固体，故冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程，A说法符合题意；
B．能够自发进行的反应中， G＜0， G=ΔH-TΔS，不一定是放热反应，B说法不符合题意；
C． G＜0的反应能够自发进行，ΔH＜0的反应不一定是自发进行的反应，C说法不符合题意；
D．能够自发进行的反应一定是 G＜0，不一定为熵增的反应，D说法不符合题意；
故答案为：A。
【分析】易错分析：B.大多数自发进行的反应是放热反应，但是有些吸热反应也可以自发进行。
D.判断一个反能否自发进行要结合熵判据和涵判据，单一判断都是不准确的。
4．【答案】B
【解析】【解答】A．H2属于单质，同温同压下，同状态的单质的熵值比化合物低，即1 molCH4(g) > 1 molH2(g)，A不符合题意；
B．同温同压下的同种物质，物质的量越大，其熵值越高，即1 molH2O(g) < 2 molH2O(g)，B符合题意；
C．同温同压下同种物质，固态中的分子或原子排列的较为有序，液态中有序性稍差，气态最为无序，即有1 molH2O(s) < 1 molH2O(1)，C不符合题意；
D．同温同压下同种物质，固态中的分子或原子排列的较为有序，液态中有序性稍差，气态最为无序，即有1mol干冰<1molCO2(g)，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、同温同压下，同状态的单质的熵值比化合物低；
B、同温同压下的同种物质，物质的量越大，其熵值越高；
C、同温同压下同种物质，S(液态)>S(固态)；
D、同温同压下同种物质，S(气态)>S(固态)；
5．【答案】B
【解析】【解答】A．煅烧石灰水的反应是一个熵增焓增的反应，高温下可自发进行，A不符合题意；
B．水分解成氢气与氧气的反应不能自发进行，在外接电源的作用下电解，B项符合题意；
C．双氧水在催化作用下自发分解，C不符合题意；
D．常温下，冰融化为水为自发过程，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行分析。
6．【答案】C
【解析】【解答】A．ΔH=-196.6kJ·mol-1< 0，反应物气体的计量系数和为3，生成物的气体计量系数为2，则该反应为熵减反应，反应的＜0，选项A不符合题意；
B．反应的平衡常数表达式为，选项B不符合题意；
C．催化剂能改变反应路径，降低反应的活化能，对于反应的焓变无影响，选项C符合题意；
D．增大体系压强，可使单位体积内活化分子百分数增多，有效碰撞的机率增大，反应速率加快，选项D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.该反应是气体体积减小的放热反应；
B.平衡常数是指各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比；
D.增大体系压强可使单位体积内活化分子百分数增多。
7．【答案】D
【解析】【解答】A．化学反应能否自发进行的判断依据是：△G=△H-T△S，所以焓变不能独立地作为反应自发性的判据，A不符合题意。
B．化学反应能否自发进行的判断依据是：△G=△H-T△S，所以焓变不能独立地作为反应自发性的判据，B不符合题意。
C．升高温度可以加快反应速率，但不能提高反应限度，C不符合题意。
D．催化剂改变反应活化能，加快速率是因为此催化剂降低个该反应活化能，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行分析。
8．【答案】C
【解析】【解答】A.加入催化剂改变反应的途径，改变了反应的活化能，反应的焓变不变，故A不符合题意
B.此反应的气体的混乱度增大，因此 △S＞0 ，也只有＜0时自发反应，故B不符合题意
C.反应在密闭容器中进行，气体的额质量反应前后会发生变化，在恒温恒压下，若混合气体的密度不变，说明气体的质量不在变化，反应达到平衡状态，故C符合题意
D.反应物A为固体，反应达到平衡状态时，增加A的量平衡不移动，故D不符合题意
故答案为：C
【分析】A，焓变只和反应物和生成物的能量有关
B.根据进行判断自发反应
C.根据恒温恒容，则质量不变，说明反应达到平衡状态
D.固体的量不影响化学平衡移动
9．【答案】D
【解析】【解答】A.氯化钠溶于水，混乱度增大，ΔS＞0，故A不符合题意；
B.CaCO3（s）分解为CaO（s）和CO2（g），反应生成气体，反应后熵变增大，ΔS＞0，故B不符合题意；
C.干冰的升华，物质从固体变为气体，混乱度增大，ΔS＞0，故C不符合题意；
D.氨气与氯化氢合成氯化铵，气体体积减小，ΔS＜0，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】ΔS＜0，说明反应或变化过程中混乱度减小，根据据物质的状态和反应前后气体体积变化分析判断。
10．【答案】C
【解析】【解答】A．由题给数据可知，反应ΔH-TΔS=(-92.2kJ/mol)-298K×(-0.1982kJ/(K·mol) ≈-33.14kJ/mol＜0，所以反应能自发进行，故A不符合题意；
B．该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，故B不符合题意；
C．由速率公式可知，反应速率与氮气和氢气的浓度成正比关系，与氨气的浓度成反比关系，所以幂指数最大的氢气浓度对反应速率影响最大，故C符合题意；
D．由速率公式可知，反应速率与氨气的浓度成反比关系，所以反应达到一定转化率时将氨气从混合气中分离出去会增大反应速率，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行分析；
B.该反应为放热反应，升温该反应的平衡逆向移动，增大压强，该反应的平衡正向移动；
C.反应速率与氮气和氢气的浓度成正比关系，与氨气的浓度成反比关系；
D.反应速率与氨气的浓度成反比关系，分离出氨气会增大反应速率。
11．【答案】D
【解析】【解答】A．植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储存在植物中，植物经过几百万年复杂的物理，化学变化形成化石燃料，由此可知化石燃料植物燃烧放出的能力来源于太阳能，A项不符合题意；
B．钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，同时放出大量的热，，正反应为气体分子数增大的反应，，则该反应是熵增价的放热反应，，反应能自发进行，B项不符合题意；
C．测定中和反应的反应热时，将碱缓慢倒入酸中，造成热量散失较多，所测温度值偏小，C项不符合题意；
D.1mol氢气燃烧生成液态水放出的热量时氢气的燃烧热，D项符合题意；
故答案为：D。
【分析】A、植物燃料燃烧产生的能量来自于太阳能；
B、当ΔH-TΔS<0时，反应可自发进行；
C、测定中和热时，应将两溶液快速混合，防止热量散失；
D、燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧，生成指定产物时放出的热量；
12．【答案】B
【解析】【解答】A．该反应ΔH＜0，ΔＳ＞0，任何温度下都自发，故A项不符合题意；
B．该反应ΔH＞0，ΔＳ＜0，任何温度都不自发，故B项符合题意；
C．该反应ΔH＜0，ΔＳ＜0，低温自发，故C项不符合题意；
D．该反应ΔH＞0，ΔＳ＞0，高温自发，故D项不符合题意；
故答案为B。
【分析】化学反应进行的方向的判断依据：熵判据、焓判据。本题还要注意熵增的标准（气体分子数增多），还需注意焓变和熵变的综合判断（只有焓变大于0，熵变小于0，反应才会任何温度下都不能自发进行）。
13．【答案】A
【解析】【解答】A．化学反应中一定有新物质生成，则化学反应的实质是旧的化学键断裂，新的化学键形成的过程，故A符合题意；
B. 根据能量守恒定律，反应不是吸热就是放热，反应物的总能量一定不等于生成物的总能量，故B不符合题意；
C. 熵增的反应不一定自发，自发反应不一定是熵增的反应，熵减的反应不一定非自发，非自发的反应不一定是熵减或不变的反应，故C不符合题意；
D. 有些吸热反应需要加热才能进行，如碳酸钙受热分解等，有些吸热反应在常温下就能进行，例如碳酸氢铵分解等，故D不符合题意；故答案为：A
【分析】A. 属于化学变化的实质；
B. 根据能量守恒定律可知，反应物总能量大于生成物总能量，则该反应放出热量，反应物总能量小于生成物总能量，则该反应吸收热量；
C. 反应能不能自发决定于△G=△H-T△S<0，自发反应不一定是熵增的反应，非自发的反应不一定是熵减或不变的反应；
D. 吸热反应不一定需要加热才能进行， 例如碳酸氢铵分解，氢氧化钡晶体与氯化铵的反应.
14．【答案】A
【解析】【解答】A：反应为自发反应故△G=△H-T△S＜0，根据反应方程式可知，反应为熵减反应，即△S＜ 0，故△H＜ 0，说法正确，故A符合题意；
B：单位质量的氢完全燃烧放出的热量为142.9KJ g-1， △H=142.9×4=571.6KJ g-1，说法错误，故B不符合题意。
C：能自发反应的反应△G=△H-T△S＜0，速率不一定快，说法错误，故C不符合题意；
D：增大反应物浓度，不一定能增大。
【分析】判断反应是否能自发进行：△G=△H-T△S＜0反应能自发进行，△G=△H-T△S＞0反应不能自发进行，△G=△H-T△S＜0反应达到平衡状态。
15．【答案】D
【解析】【解答】室温下，水结成冰，熵减的反应，是非自发的，故D符合题意
故答案为：D
【分析】放热、熵增的反应是自发的；吸热，熵减的反应是非自发的
16．【答案】C
【解析】【解答】碳酸钠固体溶于水发生两个过程，首先电离过程吸收热量，形成水合离子的过程放出热量，由于后者放出的热量更多，焓变小于零；根据已知已知：；；；且(反应后)(反应前)可得，，大于零。
故答案为：C。
【分析】根据(反应后)(反应前)计算。
17．【答案】（1）高温；-49；生成CO反应的 ΔS更大，更有利于反应正向进行；降温冷凝
（2）温度较高时，反应速率加快，单位时间内得到的产品更多；CO；CO2 (g) ＋C (g)2CO(g) ΔH>0，温度升高，平衡向正向移动，CO物质的量分数逐渐升高；8×104
【解析】【解答】（1）①直接氯化时ΔH1 =172 kJ·mol-1；所以反应在高温有利于自发进行；故答案为：高温。
②已知：a．TiO2(s) +2Cl2(g)TiCl4(g) +O2(g)ΔH1 =172 kJ·mol-1；c．C (s) +O2(g)CO2(g) ΔH3= -393.5 kJ·mol-1；d.2CO (g) +O2(g) 2CO2(g) ΔH4= - 566.0 kJ·mol-1；所以反应b．TiO2(s) +2Cl2(g)+2C (s)TiCl4(g)+2CO (g)：b=a+2c-d，所以ΔH2=ΔH1+2ΔH3-ΔH4=-49 kJ·mol-1；故答案为：-49。
③生成CO反应的中ΔS更大，所以碳氯化法中生成CO比生成CO2更有利于TiO2转化为TiCl4，更有利于反应正向进行；故答案为：生成CO反应的 ΔS更大，更有利于反应正向进行。
④常压下TCl4的沸点为136℃，大于四氯化碳沸点可用降温冷凝法将TCl4从碳氯化反应的混合体系中分离；故答案为：降温冷凝。
（2）①虽然在200℃平衡时TiO2几乎完全转化为TiCl4，温度较高时，反应速率加快，单位时间内得到的产品更多，所以实际生产中反应温度却远高于此温度；故答案为：温度较高时，反应速率加快，单位时间内得到的产品更多。
②曲线a代表的物质的比例随着温度升高而增大，CO2 (g) ＋C (g)2CO(g) ΔH>0，温度升高，平衡向正向移动，CO物质的量分数逐渐升高，所以曲线a代表的物质为CO；故答案为：CO；CO2 (g) ＋C (g)2CO(g) ΔH>0，温度升高，平衡向正向移动，CO物质的量分数逐渐升高。
③；故答案为：8×104。
【分析】（1）①依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析；
②根据盖斯定律计算；
③依据熵增的原理分析；
④利用已知信息分析；
（2）①依据影响反应速率和化学平衡的因素分析；
②依据化学平衡移动原理分析；
③利用三段式法计算。
18．【答案】（1）
（2）吸热
（3）B；C
（4）830
（5）逆向
【解析】【解答】（1）化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，则反应CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)的化学平衡常数表达式K＝ 。（2）题中表格数据表明，随着温度升高，该反应平衡常数K增大。据平衡移动原理，升温平衡右移，正反应吸热。（3）A、题中反应气体分子总数不变，据PV＝nRT，恒温恒容时容器内压强必然不变，即“容器中压强不变”不一定是化学平衡状态，A不选；
B、当“混合气体中c(CO)不变”时，其它三种成分的浓度也不变，必为化学平衡状态，B选；
C、不论是否平衡，υ正(H2)＝υ正(H2O)，则“υ正(H2)＝υ逆(H2O)”时即υ正(H2O)＝υ逆(H2O)，必为化学平衡状态，C选；
D、“c(CO2)＝c(CO)”不一定是化学平衡状态，D不选；故
故答案为：BC。（4）某温度下，平衡浓度符合c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，则K＝1，表中对应温度为830℃。（5）在800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2mol·L－1，c(H2)为1.5mol·L－1，c(CO)为1mol·L－1，c(H2O)为3mol·L－1，则该时刻浓度商Qc＝ ＝1＞K＝0.9，因此下一时刻，反应向逆向进行。
【分析】根据平衡常数的含义结合方程式书写表达式；根据温度对化学平衡的影响判断平衡常数与温度的关系；根据化学平衡的本质（正逆反应速率相等）或特征（各物质的物质的量或浓度保持不变）判断平衡标志；根据相同温度下浓度商与平衡常数的关系判断可逆反应进行的方向。
19．【答案】（1）＜
（2）66.7%；100
（3）B
（4）加深；减小
【解析】【解答】（1）2NO2（g） N2O4（g）△H=-57kJ mol-1，依据反应分析可知反应后气体体积减小，所以熵变小于0，△S＜0；（2）在1L的密闭容器中充入NO2发生如下反应：2NO2（g） N2O4（g）△H=-57kJ mol-1，当开始充入0.03mol的NO2时，25℃时，实验测得NO2的平衡浓度为0.01mol L-1，依据化学平衡三段式列式计算：二氧化氮起始浓度为0.03mol/L，
2NO2（g） N2O4（g）
起始（mol/L） 0.03 0
转化（mol/L） 0.02 0.01
平衡（mol/L） 0.01 0.01
NO2的平衡转化率（α）= ×100%=66.7%，
平衡常数K= = =100L/mol；（3）依据反应是放热反应，二氧化氮能量高于四氧化二氮分析，结合图象分析活化能数值大于反应焓变判断，B符合；A和C中二氧化氮能量低于四氧化二氮，不正确；D选项活化能数值小于反应焓变，不正确；故答案为B；（4）2NO2（g） N2O4（g）△H=-57kJ mol-1，反应是放热反应，二氧化氮是红棕色气体，四氧化二氮是无色气体，放在80℃的热水中，平衡逆向进行，气体颜色加深，NO2的转化率减小。
【分析】（1）熵变主要看气体的物质的量，气体越多，混乱度越大
（2）转化率=
（3）该反应为放热反应，且活化能＞△H
（4）该反应为放热反应，升温，反应逆向移动，颜色加深，转化率减小
20．【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/mol
②2CO(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)=0.025 mol/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0.025 mol/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。
21．【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=-1100.2 kJ/mol，热反应方程式为4H2(g)+2NO2(g)=4H2O(g)+ N2(g) ΔH=-1100.2 kJ/mol；故答案为4H2(g)+2NO2(g)=4H2O(g)+ N2(g) ΔH=-1100.2 kJ/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。
一、单选题
1．水受热变成水蒸气的过程中，其焓变和熵变正确的是（ ）
A．， B．，
C．， D．，
2．已知 2A(g) 3B(g)+C(g) ΔH＞0，假设ΔH和ΔS不随温度而改变，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．任何温度下都能自发进行 D．任何温度下都不能自发进行
3．下列说法中，正确的是（ ）
A．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程
B．能够自发进行的反应一定是放热反应
C．ΔH＜0的反应均是自发进行的反应
D．能够自发进行的反应一定是熵增的反应
4．相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是（ ）
A．1molCH4(g)＜1molH2(g) B．1molH2O(g)＜2molH2O(g)
C．1molH2O(s)＞1molH2O(l) D．1mol干冰＞1molCO2(g)
5．下列反应或过程没有自发性的是（ ）
A．高温下，煅烧石灰石 B．常温下，水分解成氢气与氧气
C．双氧水在催化作用下分解 D．常温下，冰融化为水
6．对于反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)|ΔH=-196.6kJ·mol-1，下列说法正确的是（ ）
A．反应的ΔH < 0，ΔS >0
B．反应的平衡常数可表示为K=
C．使用催化剂能改变反应路径，降低反应的活化能
D．增大体系的压强能增大活化分子百分数，加快反应的速率
7．哈伯法合成氨技术是德国诺贝尔化学奖获得者哈伯发明的。其合成原理为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0，△S<0。下列有关工合成氨的说法正确的是（ ）
A．因为△H<0，所以该反应一定能自发进行
B．因为△S<0，所以该反应一定不能自发进行
C．在高温下进行是为了提高反应物的转化率
D．使用催化剂加快反应速率是因为催化剂降低了反应的活化能
8．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
9．下列变化过程中，ΔS＜0的是（ ）
A．氯化钠溶于水中
B．CaCO3（s）分解为CaO（s）和CO2（g）
C．干冰的升华
D．NH3（g）和HCl（g）反应生成NH4Cl
10．工业合成氨的反应为：，在时，，，特定条件下的速率可表示为，其中k为反应速率常数，下列叙述正确的是
A．该反应在时不能正向自发进行
B．升高温度、增大压强有利于化学平衡向生成氨的方向移动
C．反应体系的三种物质中，的浓度对反应速率影响最大
D．反应达到一定转化率时将从混合气中分离出去会降低反应速率
11．下列叙述错误的是（ ）
A．植物燃料燃烧时放出的能量来源于太阳能
B．Na与的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行
C．测定中和反应的反应热时，将碱缓慢倒入酸中，所测温度值偏小
D．1H2燃烧放出的热量为的燃烧热
12．下列反应在任何温度下都不能自发进行的是（ ）
A．2O3(g)=3O2(g)ΔH＜0 B．2CO(g)=2C(s)+O2(g)ΔH＞0
C．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH＜0 D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)ΔH＞0
13．下列说法正确的是（ ）
A．化学反应包含旧的化学键断裂和新的化学键形成
B．反应物的总能量一定等于生成物的总能量
C．自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变
D．吸热反应需要加热才能进行
14．下列说法正确的是（ ）
A．反应在低温下能自发进行，说明该反应的
B．的热值(单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量，叫做燃料的热值)为，则氢气燃烧的热化学方程式可表示为：
C．能自发进行的反应一定能迅速发生
D．增大反应物浓度，可增大活化分子百分数，从而增加有效碰撞的次数
15．下列过程是非自发的是∶（ ）
A．水由高处向低处流； B．天然气的燃烧；
C．铁在潮湿空气中生锈； D．室温下水结成冰。
16．固体溶于水可表示为，其焓变和熵变分别为和，已知：；；；且(反应后)(反应前)下列说法正确的是（ ）
A．和均大于零 B．和均小于零
C．小于零，大于零 D．大于零，小于零
二、综合题
17．金属钛(Ti)及其合金是高强度、低密度结构材料，在航空航天、医疗器械等领域有着重要用途。目前生产钛的方法之一是将TiO2转化为TiCl4，再进一步还原得到钛。
（1）TiO2转化为TiCl4有直接氯化法(反应a)和碳氯化法(反应b)。
a．TiO2(s) +2Cl2(g)TiCl4(g) +O2(g) ΔH1 =172 kJ·mol-1
b．TiO2(s) +2Cl2(g)+2C (s)TiCl4(g)+2CO (g) ΔH2
已知：C (s) +O2(g)CO2(g) ΔH3= -393.5 kJ·mol-1，2CO (g) +O2(g) 2CO2(g) ΔH4= - 566.0 kJ·mol-1
①直接氯化反应在 (填“高温”“低温”)有利于自发进行。
②ΔH2= kJ·mol-1
③碳氯化法中生成CO比生成CO2更有利于TiO2转化为TiCl4，从熵变角度分析可能的原因是 。
④已知常压下TCl4的沸点为136℃，从碳氯化反应的混合体系中分离出TiCl4的措施是 。
（2）在1. 0 ×105Pa，将TiO2、C、Cl2以物质的量比1：2.2：2进行反应。体系中TiCl4、CO、CO2平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
①已知在200℃平衡时TiO2几乎完全转化为TiCl4，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原因是 。
②图中a曲线代表的物质是 ， 原因是 。
③反应C (s)+CO2(g) 2CO (g)的平衡常数Kp(1200℃)= Pa。
18．在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示：
t/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式为K＝ 。
（2）该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
（3）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。
A．容器中压强不变
B．混合气体中c(CO)不变
C．υ正(H2)＝υ逆(H2O)
D．c(CO2)＝c(CO)
（4）某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为 ℃。
（5）在800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2mol·L－1，c(H2)为1.5mol·L－1，c(CO)为1mol·L－1，c(H2O)为3mol·L－1，则下一时刻，反应向 (填“正向”或“逆向”)进行。
19．25℃时，在1L的密闭容器中充入NO2发生如下反应：2NO2(g) N2O4(g)△H=－57 kJ·mol-1（N2O4在25℃时为无色气体）。
（1）该反应的ΔS 0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（2）当开始充入0.03mol的NO2时，25℃时，实验测得NO2的平衡浓度为0.01 mol·L-1，则NO2的平衡转化率（α）是 。25℃时上述反应的平衡常数K = 。
（3）25℃时，实验测得该反应的活化能Ea=92.4 kJ·mol-1。下列能量关系图合理的是 。
（4）如把该密闭容器放入80℃的热水中，则气体的颜色 （填“不变”、“加深”或“变浅”），NO2的转化率 （填“增大”、“不变”或“减小”）。
20．
（1）已知下列热化学方程式：
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H1=+260kJ/mol
2CO(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/K 298 398 498
K/(mol/L)-2 4.1×106 K1 K2
①比较K1、K2的大小，K1 K2(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1：3：2 B.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)=0.025 mol/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”)。
21．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<0
①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 0 2 6 0 0
10
4.5
20 1
30
1
反应II：绝热恒容 0 0 0 2 2
①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。
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】(水)＜(水蒸气)，所以。同一种物质，气态时的熵值最大，液态时的次之，所以，
故答案为：B。
【分析】液体变为气体，熵变增加，且吸热。
2．【答案】B
【解析】【解答】根据方程式可知：该反应的ΔH＞0，ΔS＞0，体系的自由能ΔG＝ΔH-TΔS。
若在低温下ΔG＝ΔH-TΔS＞0，反应不能自发进行，若在高温下ΔG＝ΔH-TΔS＜0，反应就能自发进行，可见只有选项B符合题意，
故答案为：B。
【分析】当ΔH-TΔS<0时，反应可自发进行。
3．【答案】A
【解析】【解答】A．同种物质的熵值，液体大于固体，故冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程，A说法符合题意；
B．能够自发进行的反应中， G＜0， G=ΔH-TΔS，不一定是放热反应，B说法不符合题意；
C． G＜0的反应能够自发进行，ΔH＜0的反应不一定是自发进行的反应，C说法不符合题意；
D．能够自发进行的反应一定是 G＜0，不一定为熵增的反应，D说法不符合题意；
故答案为：A。
【分析】易错分析：B.大多数自发进行的反应是放热反应，但是有些吸热反应也可以自发进行。
D.判断一个反能否自发进行要结合熵判据和涵判据，单一判断都是不准确的。
4．【答案】B
【解析】【解答】A．H2属于单质，同温同压下，同状态的单质的熵值比化合物低，即1 molCH4(g) > 1 molH2(g)，A不符合题意；
B．同温同压下的同种物质，物质的量越大，其熵值越高，即1 molH2O(g) < 2 molH2O(g)，B符合题意；
C．同温同压下同种物质，固态中的分子或原子排列的较为有序，液态中有序性稍差，气态最为无序，即有1 molH2O(s) < 1 molH2O(1)，C不符合题意；
D．同温同压下同种物质，固态中的分子或原子排列的较为有序，液态中有序性稍差，气态最为无序，即有1mol干冰<1molCO2(g)，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、同温同压下，同状态的单质的熵值比化合物低；
B、同温同压下的同种物质，物质的量越大，其熵值越高；
C、同温同压下同种物质，S(液态)>S(固态)；
D、同温同压下同种物质，S(气态)>S(固态)；
5．【答案】B
【解析】【解答】A．煅烧石灰水的反应是一个熵增焓增的反应，高温下可自发进行，A不符合题意；
B．水分解成氢气与氧气的反应不能自发进行，在外接电源的作用下电解，B项符合题意；
C．双氧水在催化作用下自发分解，C不符合题意；
D．常温下，冰融化为水为自发过程，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行分析。
6．【答案】C
【解析】【解答】A．ΔH=-196.6kJ·mol-1< 0，反应物气体的计量系数和为3，生成物的气体计量系数为2，则该反应为熵减反应，反应的＜0，选项A不符合题意；
B．反应的平衡常数表达式为，选项B不符合题意；
C．催化剂能改变反应路径，降低反应的活化能，对于反应的焓变无影响，选项C符合题意；
D．增大体系压强，可使单位体积内活化分子百分数增多，有效碰撞的机率增大，反应速率加快，选项D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.该反应是气体体积减小的放热反应；
B.平衡常数是指各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比；
D.增大体系压强可使单位体积内活化分子百分数增多。
7．【答案】D
【解析】【解答】A．化学反应能否自发进行的判断依据是：△G=△H-T△S，所以焓变不能独立地作为反应自发性的判据，A不符合题意。
B．化学反应能否自发进行的判断依据是：△G=△H-T△S，所以焓变不能独立地作为反应自发性的判据，B不符合题意。
C．升高温度可以加快反应速率，但不能提高反应限度，C不符合题意。
D．催化剂改变反应活化能，加快速率是因为此催化剂降低个该反应活化能，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行分析。
8．【答案】C
【解析】【解答】A.加入催化剂改变反应的途径，改变了反应的活化能，反应的焓变不变，故A不符合题意
B.此反应的气体的混乱度增大，因此 △S＞0 ，也只有＜0时自发反应，故B不符合题意
C.反应在密闭容器中进行，气体的额质量反应前后会发生变化，在恒温恒压下，若混合气体的密度不变，说明气体的质量不在变化，反应达到平衡状态，故C符合题意
D.反应物A为固体，反应达到平衡状态时，增加A的量平衡不移动，故D不符合题意
故答案为：C
【分析】A，焓变只和反应物和生成物的能量有关
B.根据进行判断自发反应
C.根据恒温恒容，则质量不变，说明反应达到平衡状态
D.固体的量不影响化学平衡移动
9．【答案】D
【解析】【解答】A.氯化钠溶于水，混乱度增大，ΔS＞0，故A不符合题意；
B.CaCO3（s）分解为CaO（s）和CO2（g），反应生成气体，反应后熵变增大，ΔS＞0，故B不符合题意；
C.干冰的升华，物质从固体变为气体，混乱度增大，ΔS＞0，故C不符合题意；
D.氨气与氯化氢合成氯化铵，气体体积减小，ΔS＜0，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】ΔS＜0，说明反应或变化过程中混乱度减小，根据据物质的状态和反应前后气体体积变化分析判断。
10．【答案】C
【解析】【解答】A．由题给数据可知，反应ΔH-TΔS=(-92.2kJ/mol)-298K×(-0.1982kJ/(K·mol) ≈-33.14kJ/mol＜0，所以反应能自发进行，故A不符合题意；
B．该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，故B不符合题意；
C．由速率公式可知，反应速率与氮气和氢气的浓度成正比关系，与氨气的浓度成反比关系，所以幂指数最大的氢气浓度对反应速率影响最大，故C符合题意；
D．由速率公式可知，反应速率与氨气的浓度成反比关系，所以反应达到一定转化率时将氨气从混合气中分离出去会增大反应速率，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行分析；
B.该反应为放热反应，升温该反应的平衡逆向移动，增大压强，该反应的平衡正向移动；
C.反应速率与氮气和氢气的浓度成正比关系，与氨气的浓度成反比关系；
D.反应速率与氨气的浓度成反比关系，分离出氨气会增大反应速率。
11．【答案】D
【解析】【解答】A．植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储存在植物中，植物经过几百万年复杂的物理，化学变化形成化石燃料，由此可知化石燃料植物燃烧放出的能力来源于太阳能，A项不符合题意；
B．钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，同时放出大量的热，，正反应为气体分子数增大的反应，，则该反应是熵增价的放热反应，，反应能自发进行，B项不符合题意；
C．测定中和反应的反应热时，将碱缓慢倒入酸中，造成热量散失较多，所测温度值偏小，C项不符合题意；
D.1mol氢气燃烧生成液态水放出的热量时氢气的燃烧热，D项符合题意；
故答案为：D。
【分析】A、植物燃料燃烧产生的能量来自于太阳能；
B、当ΔH-TΔS<0时，反应可自发进行；
C、测定中和热时，应将两溶液快速混合，防止热量散失；
D、燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧，生成指定产物时放出的热量；
12．【答案】B
【解析】【解答】A．该反应ΔH＜0，ΔＳ＞0，任何温度下都自发，故A项不符合题意；
B．该反应ΔH＞0，ΔＳ＜0，任何温度都不自发，故B项符合题意；
C．该反应ΔH＜0，ΔＳ＜0，低温自发，故C项不符合题意；
D．该反应ΔH＞0，ΔＳ＞0，高温自发，故D项不符合题意；
故答案为B。
【分析】化学反应进行的方向的判断依据：熵判据、焓判据。本题还要注意熵增的标准（气体分子数增多），还需注意焓变和熵变的综合判断（只有焓变大于0，熵变小于0，反应才会任何温度下都不能自发进行）。
13．【答案】A
【解析】【解答】A．化学反应中一定有新物质生成，则化学反应的实质是旧的化学键断裂，新的化学键形成的过程，故A符合题意；
B. 根据能量守恒定律，反应不是吸热就是放热，反应物的总能量一定不等于生成物的总能量，故B不符合题意；
C. 熵增的反应不一定自发，自发反应不一定是熵增的反应，熵减的反应不一定非自发，非自发的反应不一定是熵减或不变的反应，故C不符合题意；
D. 有些吸热反应需要加热才能进行，如碳酸钙受热分解等，有些吸热反应在常温下就能进行，例如碳酸氢铵分解等，故D不符合题意；故答案为：A
【分析】A. 属于化学变化的实质；
B. 根据能量守恒定律可知，反应物总能量大于生成物总能量，则该反应放出热量，反应物总能量小于生成物总能量，则该反应吸收热量；
C. 反应能不能自发决定于△G=△H-T△S<0，自发反应不一定是熵增的反应，非自发的反应不一定是熵减或不变的反应；
D. 吸热反应不一定需要加热才能进行， 例如碳酸氢铵分解，氢氧化钡晶体与氯化铵的反应.
14．【答案】A
【解析】【解答】A：反应为自发反应故△G=△H-T△S＜0，根据反应方程式可知，反应为熵减反应，即△S＜ 0，故△H＜ 0，说法正确，故A符合题意；
B：单位质量的氢完全燃烧放出的热量为142.9KJ g-1， △H=142.9×4=571.6KJ g-1，说法错误，故B不符合题意。
C：能自发反应的反应△G=△H-T△S＜0，速率不一定快，说法错误，故C不符合题意；
D：增大反应物浓度，不一定能增大。
【分析】判断反应是否能自发进行：△G=△H-T△S＜0反应能自发进行，△G=△H-T△S＞0反应不能自发进行，△G=△H-T△S＜0反应达到平衡状态。
15．【答案】D
【解析】【解答】室温下，水结成冰，熵减的反应，是非自发的，故D符合题意
故答案为：D
【分析】放热、熵增的反应是自发的；吸热，熵减的反应是非自发的
16．【答案】C
【解析】【解答】碳酸钠固体溶于水发生两个过程，首先电离过程吸收热量，形成水合离子的过程放出热量，由于后者放出的热量更多，焓变小于零；根据已知已知：；；；且(反应后)(反应前)可得，，大于零。
故答案为：C。
【分析】根据(反应后)(反应前)计算。
17．【答案】（1）高温；-49；生成CO反应的 ΔS更大，更有利于反应正向进行；降温冷凝
（2）温度较高时，反应速率加快，单位时间内得到的产品更多；CO；CO2 (g) ＋C (g)2CO(g) ΔH>0，温度升高，平衡向正向移动，CO物质的量分数逐渐升高；8×104
【解析】【解答】（1）①直接氯化时ΔH1 =172 kJ·mol-1；所以反应在高温有利于自发进行；故答案为：高温。
②已知：a．TiO2(s) +2Cl2(g)TiCl4(g) +O2(g)ΔH1 =172 kJ·mol-1；c．C (s) +O2(g)CO2(g) ΔH3= -393.5 kJ·mol-1；d.2CO (g) +O2(g) 2CO2(g) ΔH4= - 566.0 kJ·mol-1；所以反应b．TiO2(s) +2Cl2(g)+2C (s)TiCl4(g)+2CO (g)：b=a+2c-d，所以ΔH2=ΔH1+2ΔH3-ΔH4=-49 kJ·mol-1；故答案为：-49。
③生成CO反应的中ΔS更大，所以碳氯化法中生成CO比生成CO2更有利于TiO2转化为TiCl4，更有利于反应正向进行；故答案为：生成CO反应的 ΔS更大，更有利于反应正向进行。
④常压下TCl4的沸点为136℃，大于四氯化碳沸点可用降温冷凝法将TCl4从碳氯化反应的混合体系中分离；故答案为：降温冷凝。
（2）①虽然在200℃平衡时TiO2几乎完全转化为TiCl4，温度较高时，反应速率加快，单位时间内得到的产品更多，所以实际生产中反应温度却远高于此温度；故答案为：温度较高时，反应速率加快，单位时间内得到的产品更多。
②曲线a代表的物质的比例随着温度升高而增大，CO2 (g) ＋C (g)2CO(g) ΔH>0，温度升高，平衡向正向移动，CO物质的量分数逐渐升高，所以曲线a代表的物质为CO；故答案为：CO；CO2 (g) ＋C (g)2CO(g) ΔH>0，温度升高，平衡向正向移动，CO物质的量分数逐渐升高。
③；故答案为：8×104。
【分析】（1）①依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析；
②根据盖斯定律计算；
③依据熵增的原理分析；
④利用已知信息分析；
（2）①依据影响反应速率和化学平衡的因素分析；
②依据化学平衡移动原理分析；
③利用三段式法计算。
18．【答案】（1）
（2）吸热
（3）B；C
（4）830
（5）逆向
【解析】【解答】（1）化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，则反应CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)的化学平衡常数表达式K＝ 。（2）题中表格数据表明，随着温度升高，该反应平衡常数K增大。据平衡移动原理，升温平衡右移，正反应吸热。（3）A、题中反应气体分子总数不变，据PV＝nRT，恒温恒容时容器内压强必然不变，即“容器中压强不变”不一定是化学平衡状态，A不选；
B、当“混合气体中c(CO)不变”时，其它三种成分的浓度也不变，必为化学平衡状态，B选；
C、不论是否平衡，υ正(H2)＝υ正(H2O)，则“υ正(H2)＝υ逆(H2O)”时即υ正(H2O)＝υ逆(H2O)，必为化学平衡状态，C选；
D、“c(CO2)＝c(CO)”不一定是化学平衡状态，D不选；故
故答案为：BC。（4）某温度下，平衡浓度符合c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，则K＝1，表中对应温度为830℃。（5）在800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2mol·L－1，c(H2)为1.5mol·L－1，c(CO)为1mol·L－1，c(H2O)为3mol·L－1，则该时刻浓度商Qc＝ ＝1＞K＝0.9，因此下一时刻，反应向逆向进行。
【分析】根据平衡常数的含义结合方程式书写表达式；根据温度对化学平衡的影响判断平衡常数与温度的关系；根据化学平衡的本质（正逆反应速率相等）或特征（各物质的物质的量或浓度保持不变）判断平衡标志；根据相同温度下浓度商与平衡常数的关系判断可逆反应进行的方向。
19．【答案】（1）＜
（2）66.7%；100
（3）B
（4）加深；减小
【解析】【解答】（1）2NO2（g） N2O4（g）△H=-57kJ mol-1，依据反应分析可知反应后气体体积减小，所以熵变小于0，△S＜0；（2）在1L的密闭容器中充入NO2发生如下反应：2NO2（g） N2O4（g）△H=-57kJ mol-1，当开始充入0.03mol的NO2时，25℃时，实验测得NO2的平衡浓度为0.01mol L-1，依据化学平衡三段式列式计算：二氧化氮起始浓度为0.03mol/L，
2NO2（g） N2O4（g）
起始（mol/L） 0.03 0
转化（mol/L） 0.02 0.01
平衡（mol/L） 0.01 0.01
NO2的平衡转化率（α）= ×100%=66.7%，
平衡常数K= = =100L/mol；（3）依据反应是放热反应，二氧化氮能量高于四氧化二氮分析，结合图象分析活化能数值大于反应焓变判断，B符合；A和C中二氧化氮能量低于四氧化二氮，不正确；D选项活化能数值小于反应焓变，不正确；故答案为B；（4）2NO2（g） N2O4（g）△H=-57kJ mol-1，反应是放热反应，二氧化氮是红棕色气体，四氧化二氮是无色气体，放在80℃的热水中，平衡逆向进行，气体颜色加深，NO2的转化率减小。
【分析】（1）熵变主要看气体的物质的量，气体越多，混乱度越大
（2）转化率=
（3）该反应为放热反应，且活化能＞△H
（4）该反应为放热反应，升温，反应逆向移动，颜色加深，转化率减小
20．【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/mol
②2CO(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)=0.025 mol/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0.025 mol/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。
21．【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=-1100.2 kJ/mol，热反应方程式为4H2(g)+2NO2(g)=4H2O(g)+ N2(g) ΔH=-1100.2 kJ/mol；故答案为4H2(g)+2NO2(g)=4H2O(g)+ N2(g) ΔH=-1100.2 kJ/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。