2.3 化学反应的方向（含解析）课后练习 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

2.3 化学反应的方向课后练习
一、单选题
1．某化学反应其△H＝+122 kJ/mol， S＝-231 J/(mol·K)，下列说法正确的是（　　）
A．在任何温度下都不能自发进行
B．在任何温度下都能自发进行
C．仅在高温下自发进行
D．仅在低温下自发进行
2．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
3．奥地利物理学家Boltzmann首次将熵与混乱度定量地联系起来，即[k为Boltzmann常数；为混乱度(即微观状态数)，也粗略地看作空间排列的可能性数目]。在常温常压下，下列反应是熵增反应的是（　　）
A．
B．
C．
D．
4．某反应2AB(g)C(g)+3D(g)在高温时能自发进行，其逆反应在低温下能自发进行，则该反应的ΔH、ΔS应为（　　）
A．ΔH ＜0，ΔS＞0 B．ΔH ＜0，ΔS＜0
C．ΔH ＞0，ΔS＞0 D．ΔH ＞0，ΔS＜0
5．下列几个过程中，属于熵减的变化是（　　）
A．干冰的升华 B．NaCl溶于水
C．NH3(g)+HCl(g) = NH4Cl(s) D．2Na+2H2O(l) = 2NaOH+H2↑
6．现将 2 mol 气体A 与 1 mol 气体B 充入一个体积不变的容器内，发生反应：2A+B C+3D+4E，达到平衡后气体A 的浓度减少一半，发现有液体生成，在相同的温度下测得反应 前后压强分别为 6.06×106 Pa 和 8.08×106 Pa，又测得反应共放出热量 Q kJ，下列说法正确的是（　　）
A．该反应在任何温度下都可自发进行
B．在上述平衡体系中再加入 1 mol A 和 0.5 mol B，平衡正向移动，A 的转化率增大
C．该反应的热化学方程式为 2A(g)+B(g) C(g)+3D(l)+4E(g) ΔH= -Q kJ/mol
D．上述反应达到平衡后，其他的条件不变的情况下，升高温度，压强一定增大
7．已知某可逆反应A2(g)+2B2(s) 2AB2(g)的能量变化如图所示，下列有关叙述中正确的是（　　）
A．此反应正反应在低温下可以自发进行
B．该反应的反应热ΔH=-(E1-E2)kJ/mol
C．该反应正反应的活化能大于逆反应的活化能
D．该反应中，反应物的键能总和小于生成物的键能总和
8．“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：SO2 (g)+NO2 (g) SO3 (g)+NO(g) △H= - 41.8 kJ·mol -1 ，标准状况下，SO2 (g)+NO2 (g) SO3 (s)+NO(g) △H。下列有关说法错误的是（　　）
A．升高反应温度可提高废气转化率
B．该反应的△H< - 41.8 kJ·mol -1
C．若V(SO2 ) 生成 =V(NO2 )消耗 ，则该反应到达平衡状态
D．该反应的△S<0
9．工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，其反应为．在不同温度、压强下，平衡混合物中氨的含量如下表所示．下列有关说法错误的是（　　）
温度 氨的含量
200 15.3 81.5 86.4 89.9 95.4 98.8
300 2.20 52.0 64.2 71.0 84.2 92.6
400 0.40 25.1 38.2 47.0 65.2 79.8
A．最早工业化生产氨的原理为：，但是成本过高，无法大规模生产
B．为了防止催化剂中毒，合成氨的原料气必须经过净化处理
C．该反应的，在高温下一定能自发进行
D．增大压强，平衡正向移动，符合勒夏特列原理
10．下列关于化学反应的方向叙述中错误的是（　　）
A．在低温下能自发进行，则该反应的
B．室温下不能自发进行，说明该反应的
C．若，，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，从而改变反应的自发性
11．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
12．下列说法正确的是( )
A．一定温度下，反应MgCl2(l) =Mg(l)+Cl2(g)的ΔH<0，ΔS<0
B．Na与H2O的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行
C．FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解，同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同
D．向0.01 mol/L KMnO4溶液中加入等浓度等体积的草酸溶液，溶液立即褪色
13．CO2催化加氢合成CH4的反应为CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)ΔH
已知：①CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g)ΔH1=-802.0kJ·mol-1
②CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ·mol-1
③2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)ΔH3=-566.0kJ·mol-1
下列有关说法正确的是（　　）
A．CH4的燃烧热为802.0kJ·mol-1
B．ΔH=+165.2kJ·mol-1
C．使用催化剂是为了提高CO2加氢时原料的平衡转化率
D．反应②能自发进行的原因是ΔS>0
14．某化学反应的△H＝–122 kJ·mol-1，△S＝+231 J·mol-1·K-1，则在下列哪种情况下可自发进（　　）
A．在任何温度下都能自发进行 B．在任何温度下都不能自发进行
C．仅在高温下自发进行 D．仅在低温下自发进行
15．将一定量的氨基甲酸铵置于2L恒容真空密闭容器中，在一定温度下达到分解平衡：NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)。不同温度下的平衡数据如下表：
温度(℃) 15 20 25 30 35
平衡时气体总浓度(×10-3mol·L－1) 2.40 3.40 4.80 6.80 9.40
下列说法正确的是（　　）
A．该反应在低温条件下自发
B．氨气的体积分数不变，可以判断反应达到了平衡状态
C．其他条件不变时将容器体积变为1L，NH3平衡浓度不变
D．若25℃时达到平衡所需时间为2min，则0～2min用CO2表示的平均反应速率为4×10－4mol·L-1·min-1
16．自发进行的反应一定是（　　）
A．吸热反应 B．放热反应
C．熵增加反应 D．熵增加或者放热反应
二、综合题
17．化学反应方向的综合判据是判断反应能否白专进行的关键。由于反应的焓变、熵变随温度的变化较小，假设它们不随温度变化，根据下表数据。
化学反应 AH/kJ·mol—1
① -98 57.2
② 393.5 -2.86
③ -176 -285
（1）根据表中数据可知：反应①在　 　下(填“高温”、“低温”、“任何温度)正向能自发进行。
（2）有人提出采用适当的催化剂，用热分解法分解CO2，以减少CO2的排放，你认为是否可行？　 　(填“是”或“否”)。阐述判断的理由　 　。
（3）利用综合判据，计算反应③能正向自发进行的温度范围　 　。(写出过程)
18．氮的氧化物是大气污染物之一，用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物，可防止空气污染。回答下列问题：
（1）汽车尾气中常含有碳烟、CO、NO等有害物质，尾气中含有碳烟的主要原因为　 　。
（2）已知在298K和101kPa条件下，有如下反应：
反应①：C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ·mol-1
反应②：N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH2=+180.5kJ·mol-1
若反应 CO2(g)+ N2(g) C(s)+NO(g)的活化能为akJ·mol-1，则反应C(s)+2NO(g) CO2(g)+N2(g)的活化能为　 　kJ·mol-1。
（3）在常压下，已知反应2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g) ΔH(298K)=-113.0kJ·mol-1，ΔS(298K)=-145.3J/(mol·K)，据此可判断该反应在常温下　 　（填“能”或“不能”）自发进行。
（4）向容积为2L的真空密闭容器中加入活性炭（足量）和NO，发生反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)，NO和N2的物质的量变化如表所示，在T1℃、T2℃分别到达平衡时容器的总压强分别为p1kPa、p2kPa。
物质的量/mol T1℃ T2℃
0 5min 10min 15min 20min 25min 30min
NO 2.0 1.16 0.80 0.80 0.50 0.40 0.40
N2 0 0.42 0.60 0.60 0.75 0.80 0.80
①0~10min内，以NO表示的该反应速率v（NO）=　 　kPa·min-1。
②第15min后，温度调整到T2，数据变化如表所示，则p1　 　p2（填“>”、“<”或“=”）。
③若30min时，保持T2不变，向该容器中再加入该四种反应混合物各2mol，再次达平衡时NO的体积百分含量为　 　。
（5）为探究温度及不同催化剂对反应2NO(g)+2CO(g)+ N2(g)+2CO2(g)的影响，分别在不同温度、不同催化剂下，保持其它初始条件不变重复实验，在相同时间内测得NO转化率与温度的关系如图所示：
①在催化剂乙作用下，图中M点对应的速率（对应温度400℃）v正　 　v逆（填“>”、“<”或“=”），其理由为　 　。
②温度高于400℃，NO转化率降低的原因可能是　 　。
19．随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了各国的普遍重视。
（1）目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1 L的密闭容器中，充入1mol
CO2和3mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) △H＝－49.0kJ/mol，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝　 　mol/(L·min)。
②该反应的平衡常数表达式为K=　 　。
③下列措施中能使n(CH3OH)／n(CO2)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
D.再充入1mol CO2和3mol H2
（2）有人提出，可以设计反应2CO(g)＝2C(s)＋O2(g) 通过其自发进行来消除CO的污染。该方案　 　(填“是”、“否”)可行，理由是：　 　。
20．运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义，请完成下列探究。
（1）生成氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C(s)＋H2O(g) H2(g)＋CO(g)　ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1，ΔS＝＋133.7 J·mol－1·K－1，该反应在低温下　 　(“能”或“不能”)自发进行。
（2）已知在400 ℃时，N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的K＝0.5。
①在400 ℃时，2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)的K′＝　 　(填数值)。
②400 ℃时，在0.5 L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2 mol、1 mol、2 mol，则此时反应v正(N2)　 　(填“＞”“＜”“＝”或“不能确定”)v逆(N2)。
③若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，则合成氨反应的平衡　 　(填“向左”“向右”或“不”)移动；使用催化剂　 　(填“增大”“减小”或“不改变”)反应的ΔH。
21．已知在 100kPa、298.15K 时石灰石分解反应：CaCO3（s）═CaO（s）+CO2（g）△H=+178.3kJ mol﹣1△S=160.4J mol﹣1 K﹣1，则：
（1）该反应　 　（填“能”或“不能”）自发进行；
（2）据本题反应数据分析，温度　 　（填“能”或“否”）成为反应方向的决定因素；
（3）若温度能决定反应方向，则该反应自发进行的最低温度为　 　．
（4）反应 CH3OH（l）+NH3（g）=CH3NH2（g）+H2O（g）在高温下自发向右进行，若反应|△H|=17KJ mol﹣1，|△H﹣T△S|=17KJ mol﹣1，则下列判断正确的是　 　
A﹒△H＞0△H﹣T△S＜0B﹒△H＜0△H﹣T△S＞0
C﹒△H＞0△H﹣T△S＞0D﹒△H＜0△H﹣T△S＜0．
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【解答】△H-T△S＜0说明反应自发进行，△H-T△S＞0时反应不能自发进行，△H-T△S=+122kJ mol-1-T×（-231×10-3kJ mol-1 K-1）=122+231×10-3T＞0，所以反应一定为非自发进行的反应，则在任何温度下都不能自发进行。故B、C、D不符合题意，A符合题意。
故答案为：A。
【分析】反应的自发与否要用复合判据进行判定当△H-T△S＜0说明反应自发进行，△H-T△S＞0时反应不能自发进行。
2．【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。
3．【答案】A
【解析】【解答】A．反应是固体生成气体的反应，属于熵增反应，故A选；
B．是气体分子数减少的反应，属于熵减反应，故B不选；
C．是气体生成固体的反应，属于熵减反应，故C不选；
D．是气体生成液体的反应，属于熵减反应，故D不选；
故答案为：A。
【分析】反应后气体分子数越大，混乱度越大，熵值越大。
4．【答案】C
【解析】【解答】A、ΔH＜0，ΔS＞0，正向任何温度下都自发进行，选项A不符合题意；
B、ΔH＜0，ΔS＜0，正向低温下能进行，选项B不符合题意；
C、ΔH＞0，ΔS＞0，在高温时能自发进行，其逆反应在低温下能自发进行，选项C符合题意；
D、ΔH＞0，ΔS＜0正向任何温度都不能自发反应，选项D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析。
5．【答案】C
【解析】【解答】熵减即混乱程度减少，气体转化为液体、液体转化为固体、体转化为固体、气体化学计量数减少，均属于熵减的过程；
A、干冰升华为固体转化为气体，熵增加，A错误；
B、氯化钠溶于水，属于固体转化为溶液的过程，熵增加，B错误；
C、气体转化为固体，熵减少，C正确；
D、固体、液体转化为溶液、气体，熵增加，D错误；
故答案为：C
【分析】熵减即混乱程度减少，气体转化为液体、液体转化为固体、体转化为固体、气体化学计量数减少，均属于熵减的过程。
6．【答案】A
【解析】【解答】恒温恒容条件下，反应前后气体总压强之比等于其物质的量之比，则反应后混合气体物质的量= ×3mol=4mol，达到平衡时A的浓度减小一半，说明A的物质的量减小一半，即有1molA反应，则有0.5molB反应，生成0.5molC、1.5molD、2molE，故D为液体，C和E为气体。
A．该反应的焓变小于0，熵变大于0，则△G=△H-T△S＜0，该反应在任何温度下都可自发进行，选项A符合题意；
B．在上述平衡体系中再加入1molA和0.5molB，相当于增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，即逆向移动，A的转化率减小，选项B不符合题意；
C．有1molA反应放出QkJ热量，则2molA完全反应放出2QkJ热量，且反应前后压强之比为3：4，气体的物质的量之比为3：4，D应该是液体，其热化学方程式为2A（g）+B（g） C（g）+3D（l）+4E（g）△H=-2QkJ/mol，选项C不符合题意；
D．该反应中放出热量，则正反应是放热反应，反应前后气体压强增大，则反应前后气体物质的量之和增大，升高温度平衡逆向移动，气体的物质的量减小，根据PV=nRT可以判断，压强不一定增大，选项D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】根据熵判据与焓变判据，该反应吉布斯自由能变化小于零。
7．【答案】C
【解析】【解答】A．此反应的正反应为一个吸热熵减的反应，在低温条件下，吉布斯自由能大于0，不能自发进行，故A不符合题意；
B．从能量图看，此反应的正反应方向为吸热反应，反应ΔH大于0，ΔH=-(E1-E2)kJ/mol，故B不符合题意；
C．此反应的△H=正反应的活化能-逆反应的活化能＞0，故反应物键能总和大于生成物键能总和，故C符合题意；
D．反应物键能总和大于生成物键能总和，故D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】 A.根据当G=△H-T·△S<0时反应能自发进行来分析；
B.该反应吸热；
C.反应的△H=正反应的活化能-逆反应的活化能；
D.反应的△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和。
8．【答案】A
【解析】【解答】A.由于该反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，因此升高温度，平衡逆向移动，废气的转化率降低，A符合题意；
B.标准状态的温度为0℃，温度降低，平衡正向移动，则反应放出的热量更多，因此ΔH＜41.8kJ/mol，B不符合题意；
C.若v(SO2)生成=v(NO2)消耗，则说明正逆反应速率 相等，反应达到平衡状态，C不符合题意；
D.由于反应后气体分子数减少，因此体系的混乱度减小，故ΔS<0，D不符合题意；
故答案为：A
【分析】A、结合温度对平衡移动的影响分析；
B、标准状态的温度为0℃，结合温度降低对平衡移动的影响分析；
C、若正逆反应速率相等，则反应达到平衡状态；
D、根据反应前后气体分子数的变化分析；
9．【答案】C
10．【答案】D
【解析】【解答】A.2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)＝2CaSO4(s)+ 2CO2(g)，△S<0，在低温下能自发进行，则该反应的△H<0，A不符合题意；
B．NH4Cl(s)＝NH3(g)+HCl(g) ，△S>0，室温下不能自发进行，说明该反应的△H >0，B不符合题意；
C．反应能自发进行，若△H<0，△S>0，化学反应在任何温度下都能自发进行，C不符合题意；
D．加入合适的催化剂能降低反应活化能，催化剂不能改变反应的焓变，则不能改变反应的自发性，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据时反应自发进行分析。
11．【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。
12．【答案】B
【解析】【解答】A．一定温度下，反应MgCl2(l) =Mg(l)+Cl2(g)的ΔH＞0，ΔS＞0，故A不符合题意；
B．Na与水反应为固体与液态反应生成气体，该反应为熵增反应，即△S＞O，反应中钠熔化为小球，说明反应放出大量的热，即△H＜0，则△G=△H-T△S＜0，故该反应自发进行，故B符合题意；
C．FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解，但催化效果不同，二者对H2O2分解速率改变不同，故C不符合题意；
D．浓度越大反应速率越快，稀溶液的反应速率较慢，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】1、分解反应一般为吸热反应
2、自发进行的判断△G=△H-T△S＜0
13．【答案】D
【解析】【解答】A．在25℃，101kPa时， 1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，①中生成的水是气态，所以此反应的焓变不是CH4的燃烧热，故A不符合题意；
B．根据盖斯定律可知② 得到CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)，则ΔH=-165.2kJ·mol-1 ，故B不符合题意；
C．CO2加氢的反应是可逆反应，使用催化剂只是改变达到平衡的时间，并不能提高原料的平衡转化率，故C不符合题意；
D．反应②是个吸热反应，根据ΔH-TΔS<0，反应能自发进行，则ΔS>0，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.在25℃，101kPa时， 1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热；
B.根据盖斯定律分析判断；
C.对于可逆反应，催化剂只是改变达到平衡的时间，并不能改变平衡的转化率；
D.依据反应吉布斯自由能分析判断。
14．【答案】A
【解析】【解答】根据△G=△H-T S，当△G<0时，该反应能够自发进行，而△H<0， S>0，故在任何温度下△G<0，所以该化学反应在任何温度下都能自发进行。
【分析】根据自由能判据△G=△H-T S，分析温度对自发反应的影响即可。
15．【答案】C
【解析】【解答】A．由表格中数据可知，温度越高，平衡气体总浓度增大，则升高温度，平衡正向移动，△H>0，由化学计量数可知△S>0，△H T△S<0的反应可自发进行，则该反应在高温下可自发进行，故A不符合题意；
B．NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)，生成物中氨气与CO2始终按2：1生成，则氨气的体积分数始终不变，不能说明该反应达到了平衡状态，故B不符合题意；
C．其他条件不变时将容器体积变为1L，等同于体积减小了原来的一半，单位体积内物质的量是原来物质的量的2倍，则NH3平衡浓度不变，故C符合题意；
D.25℃时，平衡气体总浓度为4.8×10 3mol/L，根据反应可知CO2占 ，则 (CO2)= ，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.根据温度与平衡的气体的总浓度，温度升高，浓度增大，故正反应是吸热反应，根据判断高温下可以自发反应
B.对于此反应，氨气和二氧化碳的物质的量之比是定值，体积分数不变，故不能说明平衡
C.体积减小一倍，物质的量浓度成比例增大一倍，最终平衡时浓度不变
D.根据计量系数之比等于物质的量之比计算出平衡时各物质的量进行计算
16．【答案】D
【解析】【解答】A.吸热反应△H＞0，但若△S＜0，反应一定是非自发进行的反应，A不符合题意；
B.放热反应△H＜0，但若△S＞0，高温可能非自发反应，B不符合题意；
C.熵增的反应△S＞0，若为吸热反应，则△H＞0，低温可能非自发反应，C不符合题意；
D.熵增加或者放热反应，△S＞0，△H＜0，△H-T△S＜0，反应一定自发进行，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】自发进行的反应符合△H-T△S＜0，依据判断依据分析选项；反应自发进行需要焓变、熵变、温度共同决定．
17．【答案】（1）任何温度
（2）否；该反应为吸热、墒减的化学反应，在任何温度下都不能正向自发进行
（3），则，解得，即低于时反应③能正向自发进行
【解析】【解答】（1）对于反应①AH ＜0， ＞0，结合AH-T＜0反应才可自发进行，可知此反应在任何温度下均能发生；
（2） AH ＞0， ＜0，AH-T始终大于0，因此不能自发反应；
（3） AH =-176 kJ·mol—1 ，= -285，根据AH-T＜0，可自发反应，得到 ，；
【分析】根据自发反应发生的条件：AH-T＜0进行计算、判断。
18．【答案】（1）燃料燃烧不充分
（2）2a-574
（3）能
（4）0.06p1；>；20%
（5）>；相同温度下，曲线乙的转化率低于曲线甲的转化率，说明M点不是平衡点，反应仍向正反应进行；温度升高催化剂活性降低
【解析】【解答】（1）尾气中含有碳烟的主要原因为燃料燃烧不充分。（2）若反应 CO2(g)+ N2(g) C(s)+NO(g)的活化能为akJ·mol-1，则反应C(s)+2NO(g) CO2(g)+N2(g)的逆反应活化能为2a kJ·mol-1，根据盖斯定律：①-②可得C(s)+2NO(g) CO2(g)+N2(g) ΔH=-574 kJ·mol-1，故反应C(s)+2NO(g) CO2(g)+N2(g)的活化能为（2a-574）kJ·mol-1。（3）满足自发进行的条件是：ΔH-TΔS=-113.0 kJ·mol-1-T (-145.3 10-3) kJ mol-1·K-1<0，则T<777.7K，故该反应在常温下能自发进行。（4）①该反应反应前后气体总物质的量不变，故0~10min内，容器的总压强保持不变，平衡是NO（g）的分压为 ，以NO表示的该反应速率v（NO）= 。②第15min后，温度调整到T2，从表格查得NO的物质的量减少，N2的增加，平衡正向移动，由于正反应为放热反应，改变条件为降温，气体的总的物质的量不变，温度越低，压强越小，则p1>p2。③若30min时，保持T2不变，向该容器中再加入该四种反应混合物各2mol，该反应前后气体分子数不变，加入反应混合物前后构成等效平衡，达平衡时NO的体积百分含量为 。（5）①在催化剂乙作用下，相同温度下，曲线乙的转化率低于曲线甲的转化率，说明M点不是平衡点，反应仍向正反应进行，则v正>v逆。
②温度升高催化剂活性降低，催化效率降低，则在相同时间内测得NO转化率降低。
【分析】燃料燃烧不充分生成碳烟，燃料燃烧产生NO等有害物质，若 H-T S<0则反应能自发进行；由表格数据可知，T1℃时10min后反应达到平衡，T2℃时25min后反应达到平衡，密闭容器中压强的大小由气体分子数和分子间隔决定；由（5）题图可知，随温度升高相同时间内NO的转化率先升高后降低。
19．【答案】（1）0.225；；CD
（2）否；该反应△H＞0、△S＜0，因而△G＞0，不能自发进行
【解析】【解答】(1)①利用三段式解题法计算
　 CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g)
起始（mol/L） 1 3 0 0
反应（mol/L） 0.75 2.25 0.75 0.75
平衡（mol/L） 0.25 0.75 0.75 0.75
从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)= =0.225 mol L-1 min-1；②平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，则K= ；③要使n(CH3OH)/n(CO2)增大，应使平衡向正反应方向移动；A.因正反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，则n(CH3OH)/n(CO2)减小，故A不符合题意；
B.充入He(g)，使体系压强增大，但对反应物质来说，浓度没有变化，平衡不移动，n(CH3OH)/n(CO2)不变，故B不符合题意；
C.将H2O(g)从体系中分离，平衡向正反应方法移动，n(CH3OH)/n(CO2)增大，故C符合题意；
D.再充入1mol CO2和3mol H2，等效于在原来基础上缩小体积一半，压强增大，平衡向正反应方向移动，则n(CH3OH)/n(CO2)增大，故D符合题意；故答案为CD；(2)已知反应2CO=2C+O2的△H＞0、△S＜0，则△G=△H-T △S＞0，反应是一个焓增、熵减的反应，任何情况下不能自发进行。
【分析】(1)①根据v= 计算；②根据平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积计算；③要使n(CH3OH)/n(CO2)增大，应使平衡向正反应方向移动；(2)根据△G的大小判断反应能否进行。
20．【答案】（1）不能
（2）2；＝；向左；不改变
【解析】【解答】（1）该反应ΔH>0，ΔS>0，故若使ΔH－TΔS<0须在高温下实现。
（2）①根据平衡常数的表达式可知，逆反应的平衡常数是正反应的平衡常数的倒数，所以K′＝ ＝ ＝2；
②400℃时，在0.5 L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2 mol、1 mol、2 mol，即此时N2、H2、NH3的浓度分别为4mol/L、2mol/L、4mol/L，则Qc＝ ＝0.5＝K，故此时反应达到平衡状态，v正(N2)＝v逆(N2)；
③恒温、恒压条件下通入Ar相当于扩大体积减小压强，平衡逆向移动；因为ΔH=产物的焓-反应物的焓，而催化剂能改变的仅有活化能，不能改变反应物和产物的焓，所以催化剂不改变反应的ΔH。
【分析】（1）ΔH－TΔS。
（2）①逆反应的平衡常数是正反应的平衡常数的倒数；
②当Q=K时，反应处于平衡状态v正＝v逆；当Q＞K时，反应处于平衡状态v正＜v逆；当Q＜K时，反应处于平衡状态v正＞v逆；
③扩大体积，则参加反应的气体浓度减小，根据勒夏特列原理，平衡逆向移动；ΔH只和反应的起始状态和最终状态有关。
21．【答案】（1）不能
（2）能
（3）1112K
（4）A
【解析】【解答】解：（1）该反应的△G=△H﹣T △S=178.3KJ mol﹣1﹣298.15K×0.1604KJ mol﹣1=130.5KJ mol﹣1．△G＞0，所以不能自发，故答案为：不能；（2）该反应的△G=△H﹣T △S=178.3KJ mol﹣1﹣298.15K×0.1604KJ mol﹣1=130.5KJ mol﹣1．△G＞0，所以在100Kpa、298.15K 时，石灰石分解反应为非自发反应，但在高温的条件下能自发行进，故答案为：能；（3）要想反应能自发进行则需△G=△H﹣T △S＜0，178.3KJ mol﹣1﹣T×160.4KJ mol﹣1=0，解得：T=1112K，故答案为：1112K；（4）该反应在一定温度下能够自发的向右进行，这说明△H﹣T△S一定是小于0，根据方程式可知该反应的△S＞0，所以如果△H＜0，则该反应在任何温度下都是自发进行的，而该反应在一定温度下能够自发的向右进行，因此该反应的反应热△H＞0，故选A．
【分析】（1）（2）该反应的△G=△H﹣T △S=178.3KJ mol﹣1﹣298.15K×0.1604KJ mol﹣1=130.5KJ mol﹣1．△G＞0；（3）化学反应能否自发进行，取决于焓变和熵变的综合判据，当△G=△H﹣T △S＜0时，依据题干给出焓变及熵变计算△H﹣T △S数值，据此判断反应能自发进行；（4）反应能自发进行，应满则△G=△H﹣T △S＜0，以此解答该题．