2.3 化学反应的方向 同步测试题（含解析）2023-2024学年高二上期人教版（2019）选择性必修1
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| 名称 | 2.3 化学反应的方向 同步测试题（含解析）2023-2024学年高二上期人教版（2019）选择性必修1 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 184.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-01-14 19:39:41 | ||
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文档简介
2.3 化学反应的方向 同步测试题
一、单选题
1．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
2．下列说法中，正确的是（ ）
A．水凝结成冰的过程中，△H＞0 △S＞0
B．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
C．反应NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)的ΔS ＜ 0
D．同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
3．关于下列过程熵变的判断错误的是（ ）
A．溶解少量食盐于水中，
B．纯碳和氧气反应生成
C．H2O(g)变成液态水，
D．CaCO3(s)加热分解为CaO和CO2(g)，
4．为了探究外界条件对反应aX(g)+bY(g) cZ(g)的影响，以X和Y物质的量比为a：b开始反应，通过实验得到不同条件下达到平衡时Z的物质的量分数，实验结果如图所示。以下判断正确的是（ ）
A．ΔH＞0，ΔS＞0 B．ΔH＞0，ΔS＜0
C．ΔH＜0，ΔS＞0 D．ΔH＜0，ΔS＜0
5．下列说法正确的是（ ）
A．放热或熵减小均有利于反应的正向自发进行
B．ΔH＞0，ΔS＜0的反应在任何温度下均能正向自发进行
C．2H2O2(aq)=2H2O(l)＋O2(g) ΔH＝-189.3 kJ· mol 1，任何温度下均可正向自发进行
D．向水中加入NH4NO3固体，溶液温度降低，可说明铵盐水解是吸热的
6．下列说法正确的是（ ）
A．从(g)→(l)→(s)，熵依次增加
B．可逆反应都有一定的限度，限度越大反应物的转化率一定越高
C．可逆反应，若总键能：反应物>生成物，则升高温度不利于提高反应物的转化率
D．对于气体反应，其他条件不变，增大压强反应速率加快，与活化分子的百分含量无关
7．反应CH3OH(l)＋NH3(g)=CH3NH2(g)＋H2O(g)在某温度自发向右进行，若反应的|ΔH|=17 kJ·mol-1，|ΔH-TΔS|=17 kJ·mol-1，则下列正确的是（ ）
A．ΔH>0，ΔH-TΔS<0 B．ΔH<0，ΔH-TΔS>0
C．ΔH>0，ΔH-TΔS>0 D．ΔH<0，ΔH-TΔS<0
8．硫代碳酸钠在农业上用作杀菌剂和杀线虫剂，在工业上用于处理废水中的重金属离子。其制备原理为：。下列说法错误的是
A．该制备反应属于熵增反应
B．与性质相似，不能被氧化
C．制备的反应属于非氧化还原反应
D．与盐酸反应，生成NaCl、和
9．下列有关化学反应与能量变化的叙述正确的是（ ）
A． 晶体与 晶体的反应，为放热反应
B．石墨转化为金刚石需要吸收热量，据此可判断金刚石比石墨稳定
C．放热反应不需要条件即可发生，而吸热反应必须加热才能实现
D．化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的
10．下列说法中正确的是（ ）
A．非自发反应在任何条件下都不能实现
B．自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变
C．凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的
D．熵增加且放热的反应一定是自发反应
11．下列有关说法中正确的是（ ）
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．若 ，化学反应在任何温度下都不能自发进行
C．常温下水结冰的过程不能自发进行的原因是反应过程熵值减小，改变条件也不能使反应自发进行
D． 在室温下能自发进行，则该反应的
12．下列叙述正确的是（ ）
A．CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-846kJ/mol，因此甲烷的燃烧热△H=-846kJ/mol
B．常温下，将pH=4的醋酸溶液加水稀释，溶液中所有离子的浓度均降低
C．4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)常温下能自发进行，该反应的△H<0
D．在一容积可变的密闭容器中反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达平衡后，保持温度不变，缩小体积，平衡正向移动，的值增大
13．相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是（ ）
A．1molCO2(l)>1molH2O(g) B．1molCO2(s)>1molCO2(l)
C．2molCO2(g)>1molCO2(g) D．1molC(金刚石)>1molC(石墨)
14．下列反应在任何温度下都无法自发进行的是（ ）
A．
B．
C．
D．
15．下列反应在任何温度下均能自发进行的是（ ）
A．2N2(g)+O2(g)=2N2O(g)△H>0
B．3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s) 4SiHCl3(g)△H<0
C．COCl2(g) CO(g)+Cl2(g)△H>0
D．2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)△H<0
16．制备水煤气的反应为，下列说法正确的是（ ）
A．该反应
B．升高温度，正反应速率增大
C．恒温下，增大总压，平衡逆移，平衡常数减小
D．恒温恒压下，加入碳粉，平衡右移
17．对于反应4Fe（OH）2（s）+O2（g）+2H2O（l）=4Fe（OH）3（s）△H=﹣444.3kJ/mol，在常温常压下能自发进行，对反应的方向起决定作用的是（ ）
A．焓变 B．温度 C．压强 D．熵变
18．2021年6月17日，搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭成功发射，并顺利完成与天和核心舱对接。火箭采用偏二甲肼(C2H8N2)/N2O4发动机，核心舱电源系统由锂离子蓄电池组以及三结砷化镓(GaAs)太阳电池翼组成。氮化硼(BN)陶瓷基复合材料应用于核心舱电推进系统，碳化硅(SiC)颗粒增强铝基复合材料应用于太阳电池翼伸展机构关键部件，表面处理后镁合金部件应用在核心舱医学样本分析与高微重力科学实验柜中。偏二甲肼(C2H8N2)/N2O4发动机中使用的N2O4存在着N2O4(g) 2NO2(g)平衡。下列说法错误的是（ ）
A．恒温恒容条件下，若混合气体的颜色保持不变，则该反应达到平衡状态
B．当v (N2O4)正=2 v (NO2)正时，该反应达到平衡状态
C．恒温恒容条件下，达平衡状态后，再充入一定量的N2O4，N2O4转化率将减小
D．该反应在一定条件下能自发进行的原因是 H＞0， S＞0
二、综合题
19．
（1）如图是1mol NO2(g)和1mol CO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图，已知E1＝+134kJ·mol－1、E2＝+368kJ·mol－1，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是 (填“增大”“减小”或“不变”，下同)，ΔH的变化是 。请写出NO2和CO反应的热化学方程式： 。
（2）以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。
已知：
a： 2NH3(g)＋CO2(g)=NH2CO2NH4(s) ΔH＝－159.5kJ·mol－1
b： NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH＝＋116.5kJ·mol－1
c： H2O(l)=H2O(g) ΔH＝＋44.0kJ·mol－1
①对于a反应来说， (填“高温”“低温”或“无影响”)更有利于该反应的自发。
②写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式： 。
20．相关规律
（1）ΔH 0，ΔS 0的反应，任何温度下都能自发进行。
（2）ΔH 0，ΔS 0的反应任何温度下都不能自发进行。
（3）ΔH和ΔS的作用相反，且相差不大时， 对反应的方向起决定性作用。
①当ΔH<0，ΔS<0时， 下反应能自发进行。
②当ΔH>0，ΔS>0时， 下反应能自发进行。
（4）当反应的焓变和熵变的影响相反时，且大小相差悬殊时，某一因素可能占主导地位。
①常温下的放热反应， 对反应方向起决定性作用。
②常温下的吸热反应， 对反应方向起决定性作用。
21．工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：
CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g) △H
（1）已知CO(g)、H2(g)的标准燃烧热分别为-283.0kJ mol-1，-285.8kJ mol-1
且CH3OH(g)+3/2O2(g) CO2(g)+2H2O(l) △H=－761 kJ mol-1；
则CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)的△H= 。
（2）反应的ΔS 0（填“＞”、“＜”或“＝”）。在 （填“较高”或“较低”）温度下该反应自发进行。
（3）若将等物质的量的CO和H2混合气体充入恒温恒容密闭容器中进行上述反应，下列事实能说明此反应已达到平衡状态的是 。
A．容器内气体密度保持不变
B．混合气体的平均相对分子质量不变
C．生成CH3OH的速率与生成H2的速率相等
D．CO的体积分数保持不变
（4）图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为 （用a或b表示）。
（5）投料比n(H2)/n(CO)=2时，体系中CO的平衡转化率(α)温度和压强的关系如图2所示。α(CO)值随温度升高而 （填“增大”或“减小”）其原因是 ；图2中的压强由大到小为 （用P1，P2，P3表示）。
（6）520K时， 投料比n(H2)/n(CO)=2（总物质的量为3mol），维持反应过程中压强p3不变，达到平衡时测得容器体积为0.1L，则平衡常数K= 。
若H2和CO的物质的量之比为n∶1（维持反应过程中压强p3不变），相应平衡体系中CH3OH的物质的量分数为x，请在图3中绘制x随n变化的示意图 。
22．CO、CH4
和 N2H4都可以作为燃料。回答下列问题：
（1）工业制氢气原理如下：CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) △H= +206.4 kJ·mol-1。该反应能自发进行的条件为： 。(选填“任何条件”、“低温”、“高温”、“任何条件均不能自发”)
（2）对于上述反应一定可以提高平衡体系中H2百分含量，又能加快反应速率的措施是 。
a．升高温度 b．增大水蒸气浓度 c．加入催化剂 d．降低压强
（3）恒温恒容条件下，以下能说明该反应达到平衡状态的是 。
a．v消耗(CO)=v生成(H2O) b．c(H2O)=c(CO)
c．混合气体的总物质的量不再改变
d．混合气体的密度不再改变
e．混合气体平均相对分子质量不再改变 f．氢气的质量分数不再改变
（4）肼(N2H4)和NO2是一种双组分火箭推进剂。两种物质混合发生反应生成N2和H2O(g)，已知8 g气体肼在上述反应中放出142 kJ热量，其热化学方程式为 。
（5）草酸与KMnO4在酸性条件下能够发生如下反应：MnO ＋H2C2O4＋H＋→Mn2＋＋CO2↑＋H2O(未配平)。用4 mL0.001 mol/L KMnO4溶液与2 mL 0.01 mol/L H2C2O4溶液，研究不同条件对化学反应速率的影响。改变的条件如下：
组别 10%硫酸体积/mL 温度/℃ 其他物质
Ⅰ 2 20 /
Ⅱ 2 20 10滴饱和MnSO4溶液
Ⅲ 2 30 /
Ⅳ 1 20 1 mL蒸馏水
如果研究催化剂对化学反应速率的影响，应选用实验 和 (用Ⅰ～Ⅳ表示)。
23．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 。
答案解析部分
1．【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。
2．【答案】B
【解析】【解答】A．水凝结成冰的过程中放出热量，△H<0，由液态变为固态，是熵减的过程，△S<0，故A不符合题意；
B．由化学计量数可知，△S＜0，低温下能自发进行，则△H-T△S＜0，该反应的△H＜0，故B符合题意；
C．NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)是熵增的反应，即△S＞0，故C不符合题意；
D．同一物质混乱度越高，熵值越大，则固、液、气三种状态的熵值依次增大，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.同一物质固态的能量小于液态，液态的熵大于固态；
B.根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行判断；
C.该反应ΔS>0；
D.同一物质的固态、液态、气态熵值依次增大。
3．【答案】C
【解析】【解答】A、B、D选项都是混乱度增大、熵值增大的过程，ΔS>0。
【分析】熵增大的判断方法是看混乱度，一般根据气体的多少进行判断，当气体增多时即是熵增的过程。
4．【答案】D
【解析】【解答】从图分析，压强越大，Z的体积分数越大，说明该反应正反应方向为气体体积减小的方向，即熵减。温度越高，Z的体积分数越小，说明该反应为放热反应，即焓变小于0。
故答案为：D。
【分析】在可逆反应中，增大压强，反应会向气体体积减小的方向进行；当正反应为吸热的反应时，升高温度，反应会向正反应方向进行。
5．【答案】C
【解析】【解答】A．ΔG=ΔH-TΔS，ΔG<0时，反应可自发进行，因此放热或熵增均有利于反应的正向自发进行，A不符合题意；
B．根据A选项的分析，ΔH＜0，ΔS＞0的反应在任何温度下均能正向自发进行，B不符合题意；
C．反应2H2O2(aq)==2H2O(l)＋O2(g)的ΔH＜0，反应物为溶液，产物中有气体，是熵增反应，故ΔG=ΔH-TΔS<0，任何温度下均可正向自发进行，C符合题意；
D．NH4NO3溶解是吸热过程，因此溶液温度降低不能说明铵盐水解是吸热的，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．反应有向能量降低、混乱程度增大方向进行的趋势；
B．反应自发进行的条件是△H T△S＜0，△H＜0、△S＞0的反应才能在任何温度下自发进行；
C．该反应△H＜0、△S＞0，在任何温度下都能自发进行；
D．NH4NO3固体溶于水吸热，不能说明水解也是吸热反应。
6．【答案】D
【解析】【解答】A．体系混乱度越大，熵值越大，从(g)→(l)→(s)，熵依次减小，故A不符合题意；
B．可逆反应都有一定的限度，限度越大反应物的转化率不一定越高，如在一定温度下，合成氨反应，增大氮气的浓度，平衡正向移动，平衡常数不变，氮气的转化率降低，故B不符合题意；
C．可逆反应，若总键能：反应物>生成物，说明反应吸热，则升高温度平衡正向移动，反应物的转化率增大，故C不符合题意；
D．其他条件不变，增大压强，单位体积内活化分子数增加，活化分子百分数不变，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.混乱度越大，熵越大
B.转化率与温度，压强多种因素有关
C.根据键能与焓变的关系即可判断
D.增大压强，速率加快，只是增加了单位体积内的活化分子个数
7．【答案】A
【解析】【解答】该反应在一定温度下能够自发的向右进行，这说明此温度下(ΔH-TΔS)<0，则(ΔH-TΔS)=- 17 kJ·mol-1，若ΔH=-17 kJ·mol-1，则TΔS=0，这显然不可能，所以ΔH=17 kJ·mol-1，大于0，综上所述ΔH>0，ΔH-TΔS<0，
故答案为A。
【分析】重点： 反应CH3OH(l)＋NH3(g)=CH3NH2(g)＋H2O(g) 的ΔS>0， 某温度自发向右进行 ，则ΔH-TΔS<0，再根据 |ΔH|=17 kJ·mol-1，|ΔH-TΔS|=17 kJ·mol-1 ，所以ΔH>0
8．【答案】B
【解析】【解答】A．根据方程式可判断反应前气体体积增加，所以该制备反应属于熵增反应，A不符合题意；
B．与性质相似，但由于硫元素是－2价，处于最低价态，因此能被氧化，B符合题意；
C．制备的反应中元素化合价均是不变的，所以属于非氧化还原反应，C不符合题意；
D．根据碳酸钠和盐酸的反应可知与盐酸反应，生成NaCl、和，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．相同条件下，相同物质的量气体，分子中原子越多，熵越大；
B．依据元素的价态分析；
C．利用氧化还原反应中有元素化合价发生变化判断。
D．根据碳酸钠和盐酸的反应分析。
9．【答案】D
【解析】【解答】A． 晶体与 晶体反应生成氯化钡、氨气和水，该反应是吸热反应，A不符合题意；
B．石墨转化为金刚石需要吸收热量，说明在相同条件下，石墨的能量较低，能量越低越稳定，故据此可判断石墨比金刚石稳定，B不符合题意；
C．有些放热反应需要加热或高温的条件才能引发，而有些吸热反应不用加热也能实现，一个反应是放热反应还是吸热反应，与反应条件无关，C不符合题意；
D．化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.此反应外在体现是温度降低，吸热反应
B.物质具有能量越低，越稳定
C.放热和吸热与反应物和生成物的能量有关
D.在化学反应中，破坏反应物中的化学要吸收能量，而形成生成物中的化学要放出能量
10．【答案】D
【解析】【解答】解：A、非自发反应在一定条件下能实现自发进行，如△H＞0，△S＞0的反应高温下可以自发进行，低温下反应非自发进行，故A错误；
B、自发反应不一定是熵增大，如△H＜0，△S＜0低温下反应自发进行，非自发反应不一定是熵减小或不变，也可以增大，如△H＞0，△S＞0低温下是非自发进行的反应，故B错误；
C、凡是放热反应不一定是自发的，如△H＜0，△S＜0高温下反应不能自发进行，吸热反应不一定是非自发的，如△H＞0，△S＞0的反应高温下可以自发进行，故C错误；
D、熵增加且放热的反应，△H＜0，△S＞0，得到△H﹣T△S＜0，反应一定是自发反应，故D正确；
故选D．
【分析】依据自发进行的反应依据是△H﹣T△S＜0分析判断，反应自发进行取决于焓变、熵变和温度因素的影响．
11．【答案】B
【解析】【解答】A.非自发进行的反应，通过改变条件也无法使其成为自发反应，A不符合题意；
B.若ΔH>0，ΔS<0，则任何温度下ΔH-TΔS>0，反应无法自发进行，B符合题意；
C.水结成冰的过程放出热量，ΔH<0，水解成冰时体系混乱度减小，ΔS<0，当T较小时，可满足ΔH-TΔS<0，反应可自发进行，C不符合题意；
D.该反应体系混乱度减小，ΔS<0，若反应在室温下可自发进行，则ΔH-TΔS<0，因此该反应ΔH<0，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】A、非自发进行的反应，则无法变为自发反应；
B、若反应自发进行，则ΔH-TΔS<0；
C、水结成冰的过程方程，结合ΔH-TΔS<0，反应自发进行分析；
D、该反应气体分子数减少，其ΔS<0，若反应自发进行，则ΔH-TΔS<0，据此分析ΔH；
12．【答案】C
【解析】【解答】A．通况下，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-846kJ/mol中水为气态，则甲烷的燃烧热△H不等于-846kJ/mol，A项不符合题意；
B．常温下，将pH=4的醋酸溶液加水稀释，氢离子浓度减小，则氢氧根的浓度变大，B项不符合题意；
C．该反应为气体减少的反应，所以ΔS<0，常温下可以自发，则该反应在常温下满足ΔH-TΔS<0，说明ΔH<0，C项符合题意；
D．反应达到平衡时即平衡常数，温度不变平衡常数不变，所以缩小体积，平衡正向移动，的值不变，D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．燃烧热是101kP时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定产物时的反应热；
B．考虑温度不变，水的离子积不变；
C．依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析；
D．温度不变平衡常数不变。
13．【答案】C
【解析】【解答】A．物质的量相同时，气体的熵大于液体的熵，则物质的熵：1molCO2(l)<1molH2O(g)，故A不符合题意；
B．相同物质的量的同种物质，固态的熵小于液态，则物质的熵：1molCO2(s) <1molCO2(l)，故B不符合题意；
C．气体的物质的量越大，熵越大，则物质的熵：2molCO2(g)>1molCO2(g)，故C符合题意；
D．金刚石中C的排列比石墨中C的排列更有序，所以1mol C(s，金刚石)的熵小于1mol C(s，石墨)的熵，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.气态的熵比液态的熵大；
B.相同物质的量的同种物质，固态的熵小于液态；
D.金刚石中C的排列比石墨中C的排列更有序。
14．【答案】D
【解析】【解答】A．反应是熵增大的吸热反应，△H>0，△S>0，高温下能自发进行，故A不选；
B．反应是熵增大的吸热反应，△H>0，△S>0，高温下能自发进行，故B不选；
C．反应是熵增大的吸热反应，△H>0，△S>0，高温下能自发进行，故C不选；
D．反应是熵减小的吸热反应，△H>0，△S<0，任何温度下都无法自发进行，故D选；
故答案为：D。
【分析】
A.熵增反应，吸热，根据吉布斯自由能，高温下自发；
B.熵增吸热，高温下自发；
C.熵增吸热，高温自发；
D.熵减吸热，无法自发。
15．【答案】D
【解析】【解答】A. 反应是吸热反应△H>0，△S<0，任何温度下不能自发进行，故A不符合题意；
B. 反应是放热反应△H<0，△S<0，低温下不能自发进行，故B不符合题意；
C. 反应是吸热反应△H>0，△S>0，低温下不能自发进行，故C不符合题意；
D. 反应是放热反应△H<0，△S>0，任何温度下都能自发进行，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】自发进行的条件是△H-T△S<0，△S指的是体系的混乱程度，可以理解为气体越多越混乱△S>0
16．【答案】B
【解析】【解答】A．该反应的正反应是气体体积增大的反应，所以是熵增，，A不符合题意；
B．升高温度，正逆反应速率都增大，B符合题意；
C．恒温下，增大总压，平衡逆向移动；对于给定的反应，化学平衡常数仅与温度有关，温度不变，平衡常数就不变，C不符合题意；
D．碳粉为固体，加入碳粉，不影响平衡移动，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.该反应是气体体积增大的反应，；
C.平衡常数只与温度有关；
D.加入纯固体，不影响平衡移动。
17．【答案】A
【解析】【解答】解：反应4Fe（OH）2（s）+O2（g）+2H2O（l）=4Fe（OH）3（s）△H=﹣444.3kJ/mol，△H＜0，且△S＜0，
而反应能自发进行，说明△H﹣T △S＜0，焓变对反应的方向起决定性作用．
故选A．
【分析】反应放热，且熵值减小，根据△G=△H﹣T △S判断影响因素．
18．【答案】B
【解析】【解答】A．因为NO2是红棕色气体，N2O4是无色气体，故恒温恒容条件下，混合气体颜色不变时，该反应达到平衡状态，故A不符合题意；
B．由题可知，该反应v (N2O4)正：v (NO2)正=1：2恒成立，达到平衡时，2v (N2O4)正=v (NO2)正= v (NO2)逆，故B符合题意；
C．恒温恒容条件下，再充入N2O4，相当于增大压强，故达到新平衡时N2O4转化率将减小，故C不符合题意；
D．该反应气体体积增大， S＞0；能够自发进行说明 H-T S＜0，故 H＞0、 S＞0时，在较高温度下能自发进行，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．利用“变者不变即平衡”；
B．反应向同一方向进行，不能判断；
C．依据化学平衡移动原理分析；
D．依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析。
19．【答案】（1）减小；不变；NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g) ΔH＝－234kJ·mol－1
（2）低温；2NH3(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l)ΔH＝－87.0kJ·mol－1
【解析】【解答】（1）图中E1的能量表示该反应的活化能，加入催化剂，可以降低反应的活化能，故E1的值变小；而催化剂不改变平衡移动的方向，故反应放出的热量保持不变。该反应的反应热 H=E1-E2=(+134kJ·mol－1)-( +368kJ·mol－1)= －234kJ·mol－1，故该反应的热化学方程式为：NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g) ΔH＝－234kJ·mol－1。
（2）①a反应为放热反应， H＜O，且反应前后气体分子数减小，即 S＞0，根据 H-T S＜0，反应自发进行可知，该反应需在低温下，更有利与于其自发进行。
②CO2与NH3合成尿素和液态水的化学方程式为：2NH3(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l)，根据盖斯定律，可得该反应的反应热ΔH=ΔHa+ΔHb-ΔHc=(－159.5kJ·mol－1)+( ＋116.5kJ·mol－1)-( ＋44.0kJ·mol－1)= －87.0kJ·mol－1
故该反应的热化学方程式为：2NH3(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l) ΔH＝－87.0kJ·mol－1
【分析】（1）催化剂可以降低反应所需的活化能，但不改变反应热；根据公式 H=E1-E2计算反应热，再写出该反应的热化学方程式。
（2）①根据熵判据和焓判据分析分析反应的自发过程；
②根据盖斯定律计算反应热，从而写出该反应的热化学方程式；
20．【答案】（1）<；>
（2）>；<
（3）温度；低温；高温
（4）焓变；熵变
【解析】【解答】（1）根据＜0时，该反应在任何温度下均可自发反应： ΔH ＜0， ΔS ＞0；
（2）根据＞0时，该反应在任何温度下均可自发反应： ΔH ＞0， ΔS ＞＜0；
（3）根据， ΔH和ΔS的作用相反，且相差不大时 ，温度起决定作用；
①当ΔH<0，ΔS<0时， 根据＜0时，低温下可以自发进行；
②当ΔH>0，ΔS>0时， 根据＜0时，高温下可以自发进行；
（4） ①常温下的放热反应 ，根据，焓变起决定作用；
②常温下的吸热反应， 根据，熵变起决定作用；
【分析】（1）根据＜0判断；
（2）根据＞0判断；
（3）根据进行判断；
（4）根据根据进行判断。
21．【答案】（1）-93.6
（2）<；较低
（3）D
（4）a
（5）减小；升高温度时，反应①为放热反应，平衡向左移动，使得体系中CO的量增大，使CO得转化率降低；P3＞P2＞P1
（6）0.25；
【解析】【解答】（1）由CO(g)的燃烧热为-283.0kJ/mol，可得热化学方程式：
由H2(g)的燃烧热为-285.8kJ/mol，可得热化学方程式：
故反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的反应ΔH=ΔH1+2ΔH2-ΔH=(-283.0kJ/mol)+2×(-285.8kJ/mol)-(-761kJ/mol)=-93.6kJ/mol；
（2）反应前后气体分子数变少，故ΔS<0；反应自发进行，则ΔH-TΔS<0，由于该反应为放热反应，即ΔH<0，又ΔS<0，若反应能自发进行，则要求T较小，即反应在较低温度下自发进行；
（3）A、根据公式，由于反应物和生成物都是气体，根据质量守恒定律，混合气体的质量保持不变，反应装置为恒容，则混合气体的体积不变，故混合气体的密度一直不变，不能用于判断反应是否达到平衡，A不符合题意；
B、根据公式，由于反应前后气体分子数在变化，而混合气体的质量不变，故反应过程中，混合气体的平均相对分子质量一直变化，当其不变时，可判断反应达到平衡状态，B符合题意；
C、反应速率之比等于化学计量系数之比，因此生成CH3OH的速率与生成H2的速率相等时，正逆反应速率并不相等，C不符合题意；
D、反应过程中，CO的体积分数一直发生变化，当其不变时，反应达到平衡状态，D符合题意；
故答案为：BD
（4）由于该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，故图1中曲线a符合；
（5）由于反应为放热反应，故温度升高，平衡逆向移动，使得反应体系中n(CO)增多，CO的转化率降低；
由于反应前后气体分子数减小，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，结合图2可知，P1、P2、P3的大小关系为：P3>P2>P1；
（6）投料比n(H2)/n(CO)=2（总物质的量为3mol），则n(H2)=2mol，n(CO)=1mol；
由图2可知，在520K和P3下，CO的平衡转化率为80%，即参与反应的CO的物质的脸为1mol×80%=0.8mol
该温度下反应的平衡常数
当n=2，即 n(H2)/n(CO)=2时，体系中CH3OH的物质的量分数达到最大值，其物质的量分数为：，继续增大H2的物质的量，平衡体系中气体的总物质的量增大，CH3OH的物质的量分数减小，故可得图像如图3所示：
【分析】（1）由燃烧热确定反应的热化学方程式，再结合盖斯定律计算目标反应的反应热；
（2）S表示体系的混乱度，由气体分子数变化，确定反应的ΔS；根据自发反应的判断确定温度；
（3）分析选项中物理量在反应过程中是否发生变化，若有发生变化，则当其不变时即可判断达到平衡状态；反之则不能判断达到平衡状态；
（4）结合温度对平衡移动的影响分析；
（5）结合温度、压强对平衡移动的影响分析；
（6）由图2确定参与反应的CO的物质的量，根据三段式计算平衡时各物质的量，再结合平衡常数的表达式计算平衡常数；
当投料比n=2时，CH3OH的产率最高，由CO的平衡转化率可得出此时CH3OH的物质的量分数，据此作图；
22．【答案】（1）高温
（2）a
（3）c e f
（4）2N2H4(g)＋2NO2(g)=3N2(g)＋4H2O(g)；△H=-1136 kJ/mol
（5）Ⅰ；Ⅱ
【解析】【解答】(1) 要使,反应能自发进行，则体系的自由能△G=△H-T△S＜0，由于反应CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) △H= +206.4 kJ·mol-1的正反应△H＞0，△S＞0，所以反应自发进行的条件为高温；
(2)要加快化学反应速率，同时提高平衡体系中H2百分含量，就要使化学平衡正向移动。
a．升高温度，化学反应速率加快，化学平衡正向移动，可以提高平衡体系中H2百分含量，a正确；
b．增大水蒸气浓度，化学反应速率加快，化学平衡正向移动，产生更多的H2，H2产生量增大，但平衡移动的趋势是微弱的，气体总量的增加远大于H2量的增加，因此达到平衡时平衡体系中H2百分含量反而降低，b不正确；
c．加入催化剂化学反应速率加快，但平衡不发生移动，因此H2百分含量不变，c不正确；
d．降低压强，化学平衡正向移动，能使H2百分含量增加，但降低压强反应速率减慢，d不正确；
故答案为：a；
(3) a．在任何情况下都存在v消耗(CO)=v生成(H2O)，这表示反应逆向进行，不能据此确定反应为平衡状态，a不正确；
b．c(H2O)=c(CO)时反应可能处于平衡状态，也可能未达到平衡，这与反应开始时加入的物质的量的多少及反应条件有关，因此不能据此判断发生是否处于平衡状态，b不正确；
c．该反应是反应前后气体物质的量不等的反应，若混合气体的总物质的量不再改变，则反应达到了平衡状态，c正确；
d．反应混合物都是气体，气体的质量不变；反应在恒容密闭容器中进行，气体的体积不变，则在任何条件下混合气体的密度都不变，因此不能据此判断反应是否处于平衡状态，d不正确；
e．反应混合物都是气体，气体的质量不变；该反应是反应前后气体物质的量不等的反应，若混合气体平均相对分子质量不再改变，则混合气体的总物质的量不再改变，反应达到平衡状态，e正确；
f．反应混合物都是气体，气体总质量不变，若氢气的质量分数不再改变，说明氢气的质量不变，反应达到平衡状态，f正确；
故答案为：c e f；
(4)8 g气体肼的物质的量是n(N2H4)= =0.25 mol，0.25 mol气态N2H4完全燃烧产生N2和水蒸气放出热量是142 kJ，则2 mol肼燃烧放出热量是Q= =1136 kJ，故该反应的热化学方程式为：2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)；△H=-1136 kJ/mol；
(5)如果要研究催化剂对化学反应速率的影响，应其它外界条件相同(如温度、浓度相同)，只有其中一个加催化剂，另一个不加催化剂，采用控制变量方法研究，根据表格数据可知：应选用实验I和实验II。
【分析】(1) 依据△G=△H-T△S＜0分析；
(2) 对于此反应加快反应速率的措施有升高温度、增大压强、增大物质浓度、加入催化剂；提高平衡体系中H2百分含量的措施有升高温度、减小压强，增大水蒸气浓度有可能使H2百分含量增大，也可能减小，故对于此反应，一定可以提高平衡体系中H2百分含量，又能加快反应速率的措施是升高温度；
(3) 依据可逆反应达到平衡状态时的特征此进行分析；
(4) 根据8g肼燃烧放热142KJ，求出1mol肼燃烧放热多少，再书写热化学方程式，书写热化学方程式时，注意物质的状态、△H的值与化学计量数的对应；
(5) 研究催化剂对化学反应速率的影响只需在其它条件不变的情况下采取对比试验.
23．【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。
一、单选题
1．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
2．下列说法中，正确的是（ ）
A．水凝结成冰的过程中，△H＞0 △S＞0
B．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
C．反应NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)的ΔS ＜ 0
D．同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
3．关于下列过程熵变的判断错误的是（ ）
A．溶解少量食盐于水中，
B．纯碳和氧气反应生成
C．H2O(g)变成液态水，
D．CaCO3(s)加热分解为CaO和CO2(g)，
4．为了探究外界条件对反应aX(g)+bY(g) cZ(g)的影响，以X和Y物质的量比为a：b开始反应，通过实验得到不同条件下达到平衡时Z的物质的量分数，实验结果如图所示。以下判断正确的是（ ）
A．ΔH＞0，ΔS＞0 B．ΔH＞0，ΔS＜0
C．ΔH＜0，ΔS＞0 D．ΔH＜0，ΔS＜0
5．下列说法正确的是（ ）
A．放热或熵减小均有利于反应的正向自发进行
B．ΔH＞0，ΔS＜0的反应在任何温度下均能正向自发进行
C．2H2O2(aq)=2H2O(l)＋O2(g) ΔH＝-189.3 kJ· mol 1，任何温度下均可正向自发进行
D．向水中加入NH4NO3固体，溶液温度降低，可说明铵盐水解是吸热的
6．下列说法正确的是（ ）
A．从(g)→(l)→(s)，熵依次增加
B．可逆反应都有一定的限度，限度越大反应物的转化率一定越高
C．可逆反应，若总键能：反应物>生成物，则升高温度不利于提高反应物的转化率
D．对于气体反应，其他条件不变，增大压强反应速率加快，与活化分子的百分含量无关
7．反应CH3OH(l)＋NH3(g)=CH3NH2(g)＋H2O(g)在某温度自发向右进行，若反应的|ΔH|=17 kJ·mol-1，|ΔH-TΔS|=17 kJ·mol-1，则下列正确的是（ ）
A．ΔH>0，ΔH-TΔS<0 B．ΔH<0，ΔH-TΔS>0
C．ΔH>0，ΔH-TΔS>0 D．ΔH<0，ΔH-TΔS<0
8．硫代碳酸钠在农业上用作杀菌剂和杀线虫剂，在工业上用于处理废水中的重金属离子。其制备原理为：。下列说法错误的是
A．该制备反应属于熵增反应
B．与性质相似，不能被氧化
C．制备的反应属于非氧化还原反应
D．与盐酸反应，生成NaCl、和
9．下列有关化学反应与能量变化的叙述正确的是（ ）
A． 晶体与 晶体的反应，为放热反应
B．石墨转化为金刚石需要吸收热量，据此可判断金刚石比石墨稳定
C．放热反应不需要条件即可发生，而吸热反应必须加热才能实现
D．化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的
10．下列说法中正确的是（ ）
A．非自发反应在任何条件下都不能实现
B．自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变
C．凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的
D．熵增加且放热的反应一定是自发反应
11．下列有关说法中正确的是（ ）
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．若 ，化学反应在任何温度下都不能自发进行
C．常温下水结冰的过程不能自发进行的原因是反应过程熵值减小，改变条件也不能使反应自发进行
D． 在室温下能自发进行，则该反应的
12．下列叙述正确的是（ ）
A．CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-846kJ/mol，因此甲烷的燃烧热△H=-846kJ/mol
B．常温下，将pH=4的醋酸溶液加水稀释，溶液中所有离子的浓度均降低
C．4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)常温下能自发进行，该反应的△H<0
D．在一容积可变的密闭容器中反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达平衡后，保持温度不变，缩小体积，平衡正向移动，的值增大
13．相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是（ ）
A．1molCO2(l)>1molH2O(g) B．1molCO2(s)>1molCO2(l)
C．2molCO2(g)>1molCO2(g) D．1molC(金刚石)>1molC(石墨)
14．下列反应在任何温度下都无法自发进行的是（ ）
A．
B．
C．
D．
15．下列反应在任何温度下均能自发进行的是（ ）
A．2N2(g)+O2(g)=2N2O(g)△H>0
B．3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s) 4SiHCl3(g)△H<0
C．COCl2(g) CO(g)+Cl2(g)△H>0
D．2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)△H<0
16．制备水煤气的反应为，下列说法正确的是（ ）
A．该反应
B．升高温度，正反应速率增大
C．恒温下，增大总压，平衡逆移，平衡常数减小
D．恒温恒压下，加入碳粉，平衡右移
17．对于反应4Fe（OH）2（s）+O2（g）+2H2O（l）=4Fe（OH）3（s）△H=﹣444.3kJ/mol，在常温常压下能自发进行，对反应的方向起决定作用的是（ ）
A．焓变 B．温度 C．压强 D．熵变
18．2021年6月17日，搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭成功发射，并顺利完成与天和核心舱对接。火箭采用偏二甲肼(C2H8N2)/N2O4发动机，核心舱电源系统由锂离子蓄电池组以及三结砷化镓(GaAs)太阳电池翼组成。氮化硼(BN)陶瓷基复合材料应用于核心舱电推进系统，碳化硅(SiC)颗粒增强铝基复合材料应用于太阳电池翼伸展机构关键部件，表面处理后镁合金部件应用在核心舱医学样本分析与高微重力科学实验柜中。偏二甲肼(C2H8N2)/N2O4发动机中使用的N2O4存在着N2O4(g) 2NO2(g)平衡。下列说法错误的是（ ）
A．恒温恒容条件下，若混合气体的颜色保持不变，则该反应达到平衡状态
B．当v (N2O4)正=2 v (NO2)正时，该反应达到平衡状态
C．恒温恒容条件下，达平衡状态后，再充入一定量的N2O4，N2O4转化率将减小
D．该反应在一定条件下能自发进行的原因是 H＞0， S＞0
二、综合题
19．
（1）如图是1mol NO2(g)和1mol CO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图，已知E1＝+134kJ·mol－1、E2＝+368kJ·mol－1，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是 (填“增大”“减小”或“不变”，下同)，ΔH的变化是 。请写出NO2和CO反应的热化学方程式： 。
（2）以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。
已知：
a： 2NH3(g)＋CO2(g)=NH2CO2NH4(s) ΔH＝－159.5kJ·mol－1
b： NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH＝＋116.5kJ·mol－1
c： H2O(l)=H2O(g) ΔH＝＋44.0kJ·mol－1
①对于a反应来说， (填“高温”“低温”或“无影响”)更有利于该反应的自发。
②写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式： 。
20．相关规律
（1）ΔH 0，ΔS 0的反应，任何温度下都能自发进行。
（2）ΔH 0，ΔS 0的反应任何温度下都不能自发进行。
（3）ΔH和ΔS的作用相反，且相差不大时， 对反应的方向起决定性作用。
①当ΔH<0，ΔS<0时， 下反应能自发进行。
②当ΔH>0，ΔS>0时， 下反应能自发进行。
（4）当反应的焓变和熵变的影响相反时，且大小相差悬殊时，某一因素可能占主导地位。
①常温下的放热反应， 对反应方向起决定性作用。
②常温下的吸热反应， 对反应方向起决定性作用。
21．工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：
CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g) △H
（1）已知CO(g)、H2(g)的标准燃烧热分别为-283.0kJ mol-1，-285.8kJ mol-1
且CH3OH(g)+3/2O2(g) CO2(g)+2H2O(l) △H=－761 kJ mol-1；
则CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)的△H= 。
（2）反应的ΔS 0（填“＞”、“＜”或“＝”）。在 （填“较高”或“较低”）温度下该反应自发进行。
（3）若将等物质的量的CO和H2混合气体充入恒温恒容密闭容器中进行上述反应，下列事实能说明此反应已达到平衡状态的是 。
A．容器内气体密度保持不变
B．混合气体的平均相对分子质量不变
C．生成CH3OH的速率与生成H2的速率相等
D．CO的体积分数保持不变
（4）图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为 （用a或b表示）。
（5）投料比n(H2)/n(CO)=2时，体系中CO的平衡转化率(α)温度和压强的关系如图2所示。α(CO)值随温度升高而 （填“增大”或“减小”）其原因是 ；图2中的压强由大到小为 （用P1，P2，P3表示）。
（6）520K时， 投料比n(H2)/n(CO)=2（总物质的量为3mol），维持反应过程中压强p3不变，达到平衡时测得容器体积为0.1L，则平衡常数K= 。
若H2和CO的物质的量之比为n∶1（维持反应过程中压强p3不变），相应平衡体系中CH3OH的物质的量分数为x，请在图3中绘制x随n变化的示意图 。
22．CO、CH4
和 N2H4都可以作为燃料。回答下列问题：
（1）工业制氢气原理如下：CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) △H= +206.4 kJ·mol-1。该反应能自发进行的条件为： 。(选填“任何条件”、“低温”、“高温”、“任何条件均不能自发”)
（2）对于上述反应一定可以提高平衡体系中H2百分含量，又能加快反应速率的措施是 。
a．升高温度 b．增大水蒸气浓度 c．加入催化剂 d．降低压强
（3）恒温恒容条件下，以下能说明该反应达到平衡状态的是 。
a．v消耗(CO)=v生成(H2O) b．c(H2O)=c(CO)
c．混合气体的总物质的量不再改变
d．混合气体的密度不再改变
e．混合气体平均相对分子质量不再改变 f．氢气的质量分数不再改变
（4）肼(N2H4)和NO2是一种双组分火箭推进剂。两种物质混合发生反应生成N2和H2O(g)，已知8 g气体肼在上述反应中放出142 kJ热量，其热化学方程式为 。
（5）草酸与KMnO4在酸性条件下能够发生如下反应：MnO ＋H2C2O4＋H＋→Mn2＋＋CO2↑＋H2O(未配平)。用4 mL0.001 mol/L KMnO4溶液与2 mL 0.01 mol/L H2C2O4溶液，研究不同条件对化学反应速率的影响。改变的条件如下：
组别 10%硫酸体积/mL 温度/℃ 其他物质
Ⅰ 2 20 /
Ⅱ 2 20 10滴饱和MnSO4溶液
Ⅲ 2 30 /
Ⅳ 1 20 1 mL蒸馏水
如果研究催化剂对化学反应速率的影响，应选用实验 和 (用Ⅰ～Ⅳ表示)。
23．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 。
答案解析部分
1．【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。
2．【答案】B
【解析】【解答】A．水凝结成冰的过程中放出热量，△H<0，由液态变为固态，是熵减的过程，△S<0，故A不符合题意；
B．由化学计量数可知，△S＜0，低温下能自发进行，则△H-T△S＜0，该反应的△H＜0，故B符合题意；
C．NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)是熵增的反应，即△S＞0，故C不符合题意；
D．同一物质混乱度越高，熵值越大，则固、液、气三种状态的熵值依次增大，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.同一物质固态的能量小于液态，液态的熵大于固态；
B.根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行判断；
C.该反应ΔS>0；
D.同一物质的固态、液态、气态熵值依次增大。
3．【答案】C
【解析】【解答】A、B、D选项都是混乱度增大、熵值增大的过程，ΔS>0。
【分析】熵增大的判断方法是看混乱度，一般根据气体的多少进行判断，当气体增多时即是熵增的过程。
4．【答案】D
【解析】【解答】从图分析，压强越大，Z的体积分数越大，说明该反应正反应方向为气体体积减小的方向，即熵减。温度越高，Z的体积分数越小，说明该反应为放热反应，即焓变小于0。
故答案为：D。
【分析】在可逆反应中，增大压强，反应会向气体体积减小的方向进行；当正反应为吸热的反应时，升高温度，反应会向正反应方向进行。
5．【答案】C
【解析】【解答】A．ΔG=ΔH-TΔS，ΔG<0时，反应可自发进行，因此放热或熵增均有利于反应的正向自发进行，A不符合题意；
B．根据A选项的分析，ΔH＜0，ΔS＞0的反应在任何温度下均能正向自发进行，B不符合题意；
C．反应2H2O2(aq)==2H2O(l)＋O2(g)的ΔH＜0，反应物为溶液，产物中有气体，是熵增反应，故ΔG=ΔH-TΔS<0，任何温度下均可正向自发进行，C符合题意；
D．NH4NO3溶解是吸热过程，因此溶液温度降低不能说明铵盐水解是吸热的，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．反应有向能量降低、混乱程度增大方向进行的趋势；
B．反应自发进行的条件是△H T△S＜0，△H＜0、△S＞0的反应才能在任何温度下自发进行；
C．该反应△H＜0、△S＞0，在任何温度下都能自发进行；
D．NH4NO3固体溶于水吸热，不能说明水解也是吸热反应。
6．【答案】D
【解析】【解答】A．体系混乱度越大，熵值越大，从(g)→(l)→(s)，熵依次减小，故A不符合题意；
B．可逆反应都有一定的限度，限度越大反应物的转化率不一定越高，如在一定温度下，合成氨反应，增大氮气的浓度，平衡正向移动，平衡常数不变，氮气的转化率降低，故B不符合题意；
C．可逆反应，若总键能：反应物>生成物，说明反应吸热，则升高温度平衡正向移动，反应物的转化率增大，故C不符合题意；
D．其他条件不变，增大压强，单位体积内活化分子数增加，活化分子百分数不变，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.混乱度越大，熵越大
B.转化率与温度，压强多种因素有关
C.根据键能与焓变的关系即可判断
D.增大压强，速率加快，只是增加了单位体积内的活化分子个数
7．【答案】A
【解析】【解答】该反应在一定温度下能够自发的向右进行，这说明此温度下(ΔH-TΔS)<0，则(ΔH-TΔS)=- 17 kJ·mol-1，若ΔH=-17 kJ·mol-1，则TΔS=0，这显然不可能，所以ΔH=17 kJ·mol-1，大于0，综上所述ΔH>0，ΔH-TΔS<0，
故答案为A。
【分析】重点： 反应CH3OH(l)＋NH3(g)=CH3NH2(g)＋H2O(g) 的ΔS>0， 某温度自发向右进行 ，则ΔH-TΔS<0，再根据 |ΔH|=17 kJ·mol-1，|ΔH-TΔS|=17 kJ·mol-1 ，所以ΔH>0
8．【答案】B
【解析】【解答】A．根据方程式可判断反应前气体体积增加，所以该制备反应属于熵增反应，A不符合题意；
B．与性质相似，但由于硫元素是－2价，处于最低价态，因此能被氧化，B符合题意；
C．制备的反应中元素化合价均是不变的，所以属于非氧化还原反应，C不符合题意；
D．根据碳酸钠和盐酸的反应可知与盐酸反应，生成NaCl、和，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．相同条件下，相同物质的量气体，分子中原子越多，熵越大；
B．依据元素的价态分析；
C．利用氧化还原反应中有元素化合价发生变化判断。
D．根据碳酸钠和盐酸的反应分析。
9．【答案】D
【解析】【解答】A． 晶体与 晶体反应生成氯化钡、氨气和水，该反应是吸热反应，A不符合题意；
B．石墨转化为金刚石需要吸收热量，说明在相同条件下，石墨的能量较低，能量越低越稳定，故据此可判断石墨比金刚石稳定，B不符合题意；
C．有些放热反应需要加热或高温的条件才能引发，而有些吸热反应不用加热也能实现，一个反应是放热反应还是吸热反应，与反应条件无关，C不符合题意；
D．化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.此反应外在体现是温度降低，吸热反应
B.物质具有能量越低，越稳定
C.放热和吸热与反应物和生成物的能量有关
D.在化学反应中，破坏反应物中的化学要吸收能量，而形成生成物中的化学要放出能量
10．【答案】D
【解析】【解答】解：A、非自发反应在一定条件下能实现自发进行，如△H＞0，△S＞0的反应高温下可以自发进行，低温下反应非自发进行，故A错误；
B、自发反应不一定是熵增大，如△H＜0，△S＜0低温下反应自发进行，非自发反应不一定是熵减小或不变，也可以增大，如△H＞0，△S＞0低温下是非自发进行的反应，故B错误；
C、凡是放热反应不一定是自发的，如△H＜0，△S＜0高温下反应不能自发进行，吸热反应不一定是非自发的，如△H＞0，△S＞0的反应高温下可以自发进行，故C错误；
D、熵增加且放热的反应，△H＜0，△S＞0，得到△H﹣T△S＜0，反应一定是自发反应，故D正确；
故选D．
【分析】依据自发进行的反应依据是△H﹣T△S＜0分析判断，反应自发进行取决于焓变、熵变和温度因素的影响．
11．【答案】B
【解析】【解答】A.非自发进行的反应，通过改变条件也无法使其成为自发反应，A不符合题意；
B.若ΔH>0，ΔS<0，则任何温度下ΔH-TΔS>0，反应无法自发进行，B符合题意；
C.水结成冰的过程放出热量，ΔH<0，水解成冰时体系混乱度减小，ΔS<0，当T较小时，可满足ΔH-TΔS<0，反应可自发进行，C不符合题意；
D.该反应体系混乱度减小，ΔS<0，若反应在室温下可自发进行，则ΔH-TΔS<0，因此该反应ΔH<0，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】A、非自发进行的反应，则无法变为自发反应；
B、若反应自发进行，则ΔH-TΔS<0；
C、水结成冰的过程方程，结合ΔH-TΔS<0，反应自发进行分析；
D、该反应气体分子数减少，其ΔS<0，若反应自发进行，则ΔH-TΔS<0，据此分析ΔH；
12．【答案】C
【解析】【解答】A．通况下，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-846kJ/mol中水为气态，则甲烷的燃烧热△H不等于-846kJ/mol，A项不符合题意；
B．常温下，将pH=4的醋酸溶液加水稀释，氢离子浓度减小，则氢氧根的浓度变大，B项不符合题意；
C．该反应为气体减少的反应，所以ΔS<0，常温下可以自发，则该反应在常温下满足ΔH-TΔS<0，说明ΔH<0，C项符合题意；
D．反应达到平衡时即平衡常数，温度不变平衡常数不变，所以缩小体积，平衡正向移动，的值不变，D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．燃烧热是101kP时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定产物时的反应热；
B．考虑温度不变，水的离子积不变；
C．依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析；
D．温度不变平衡常数不变。
13．【答案】C
【解析】【解答】A．物质的量相同时，气体的熵大于液体的熵，则物质的熵：1molCO2(l)<1molH2O(g)，故A不符合题意；
B．相同物质的量的同种物质，固态的熵小于液态，则物质的熵：1molCO2(s) <1molCO2(l)，故B不符合题意；
C．气体的物质的量越大，熵越大，则物质的熵：2molCO2(g)>1molCO2(g)，故C符合题意；
D．金刚石中C的排列比石墨中C的排列更有序，所以1mol C(s，金刚石)的熵小于1mol C(s，石墨)的熵，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.气态的熵比液态的熵大；
B.相同物质的量的同种物质，固态的熵小于液态；
D.金刚石中C的排列比石墨中C的排列更有序。
14．【答案】D
【解析】【解答】A．反应是熵增大的吸热反应，△H>0，△S>0，高温下能自发进行，故A不选；
B．反应是熵增大的吸热反应，△H>0，△S>0，高温下能自发进行，故B不选；
C．反应是熵增大的吸热反应，△H>0，△S>0，高温下能自发进行，故C不选；
D．反应是熵减小的吸热反应，△H>0，△S<0，任何温度下都无法自发进行，故D选；
故答案为：D。
【分析】
A.熵增反应，吸热，根据吉布斯自由能，高温下自发；
B.熵增吸热，高温下自发；
C.熵增吸热，高温自发；
D.熵减吸热，无法自发。
15．【答案】D
【解析】【解答】A. 反应是吸热反应△H>0，△S<0，任何温度下不能自发进行，故A不符合题意；
B. 反应是放热反应△H<0，△S<0，低温下不能自发进行，故B不符合题意；
C. 反应是吸热反应△H>0，△S>0，低温下不能自发进行，故C不符合题意；
D. 反应是放热反应△H<0，△S>0，任何温度下都能自发进行，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】自发进行的条件是△H-T△S<0，△S指的是体系的混乱程度，可以理解为气体越多越混乱△S>0
16．【答案】B
【解析】【解答】A．该反应的正反应是气体体积增大的反应，所以是熵增，，A不符合题意；
B．升高温度，正逆反应速率都增大，B符合题意；
C．恒温下，增大总压，平衡逆向移动；对于给定的反应，化学平衡常数仅与温度有关，温度不变，平衡常数就不变，C不符合题意；
D．碳粉为固体，加入碳粉，不影响平衡移动，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.该反应是气体体积增大的反应，；
C.平衡常数只与温度有关；
D.加入纯固体，不影响平衡移动。
17．【答案】A
【解析】【解答】解：反应4Fe（OH）2（s）+O2（g）+2H2O（l）=4Fe（OH）3（s）△H=﹣444.3kJ/mol，△H＜0，且△S＜0，
而反应能自发进行，说明△H﹣T △S＜0，焓变对反应的方向起决定性作用．
故选A．
【分析】反应放热，且熵值减小，根据△G=△H﹣T △S判断影响因素．
18．【答案】B
【解析】【解答】A．因为NO2是红棕色气体，N2O4是无色气体，故恒温恒容条件下，混合气体颜色不变时，该反应达到平衡状态，故A不符合题意；
B．由题可知，该反应v (N2O4)正：v (NO2)正=1：2恒成立，达到平衡时，2v (N2O4)正=v (NO2)正= v (NO2)逆，故B符合题意；
C．恒温恒容条件下，再充入N2O4，相当于增大压强，故达到新平衡时N2O4转化率将减小，故C不符合题意；
D．该反应气体体积增大， S＞0；能够自发进行说明 H-T S＜0，故 H＞0、 S＞0时，在较高温度下能自发进行，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．利用“变者不变即平衡”；
B．反应向同一方向进行，不能判断；
C．依据化学平衡移动原理分析；
D．依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析。
19．【答案】（1）减小；不变；NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g) ΔH＝－234kJ·mol－1
（2）低温；2NH3(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l)ΔH＝－87.0kJ·mol－1
【解析】【解答】（1）图中E1的能量表示该反应的活化能，加入催化剂，可以降低反应的活化能，故E1的值变小；而催化剂不改变平衡移动的方向，故反应放出的热量保持不变。该反应的反应热 H=E1-E2=(+134kJ·mol－1)-( +368kJ·mol－1)= －234kJ·mol－1，故该反应的热化学方程式为：NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g) ΔH＝－234kJ·mol－1。
（2）①a反应为放热反应， H＜O，且反应前后气体分子数减小，即 S＞0，根据 H-T S＜0，反应自发进行可知，该反应需在低温下，更有利与于其自发进行。
②CO2与NH3合成尿素和液态水的化学方程式为：2NH3(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l)，根据盖斯定律，可得该反应的反应热ΔH=ΔHa+ΔHb-ΔHc=(－159.5kJ·mol－1)+( ＋116.5kJ·mol－1)-( ＋44.0kJ·mol－1)= －87.0kJ·mol－1
故该反应的热化学方程式为：2NH3(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l) ΔH＝－87.0kJ·mol－1
【分析】（1）催化剂可以降低反应所需的活化能，但不改变反应热；根据公式 H=E1-E2计算反应热，再写出该反应的热化学方程式。
（2）①根据熵判据和焓判据分析分析反应的自发过程；
②根据盖斯定律计算反应热，从而写出该反应的热化学方程式；
20．【答案】（1）<；>
（2）>；<
（3）温度；低温；高温
（4）焓变；熵变
【解析】【解答】（1）根据＜0时，该反应在任何温度下均可自发反应： ΔH ＜0， ΔS ＞0；
（2）根据＞0时，该反应在任何温度下均可自发反应： ΔH ＞0， ΔS ＞＜0；
（3）根据， ΔH和ΔS的作用相反，且相差不大时 ，温度起决定作用；
①当ΔH<0，ΔS<0时， 根据＜0时，低温下可以自发进行；
②当ΔH>0，ΔS>0时， 根据＜0时，高温下可以自发进行；
（4） ①常温下的放热反应 ，根据，焓变起决定作用；
②常温下的吸热反应， 根据，熵变起决定作用；
【分析】（1）根据＜0判断；
（2）根据＞0判断；
（3）根据进行判断；
（4）根据根据进行判断。
21．【答案】（1）-93.6
（2）<；较低
（3）D
（4）a
（5）减小；升高温度时，反应①为放热反应，平衡向左移动，使得体系中CO的量增大，使CO得转化率降低；P3＞P2＞P1
（6）0.25；
【解析】【解答】（1）由CO(g)的燃烧热为-283.0kJ/mol，可得热化学方程式：
由H2(g)的燃烧热为-285.8kJ/mol，可得热化学方程式：
故反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的反应ΔH=ΔH1+2ΔH2-ΔH=(-283.0kJ/mol)+2×(-285.8kJ/mol)-(-761kJ/mol)=-93.6kJ/mol；
（2）反应前后气体分子数变少，故ΔS<0；反应自发进行，则ΔH-TΔS<0，由于该反应为放热反应，即ΔH<0，又ΔS<0，若反应能自发进行，则要求T较小，即反应在较低温度下自发进行；
（3）A、根据公式，由于反应物和生成物都是气体，根据质量守恒定律，混合气体的质量保持不变，反应装置为恒容，则混合气体的体积不变，故混合气体的密度一直不变，不能用于判断反应是否达到平衡，A不符合题意；
B、根据公式，由于反应前后气体分子数在变化，而混合气体的质量不变，故反应过程中，混合气体的平均相对分子质量一直变化，当其不变时，可判断反应达到平衡状态，B符合题意；
C、反应速率之比等于化学计量系数之比，因此生成CH3OH的速率与生成H2的速率相等时，正逆反应速率并不相等，C不符合题意；
D、反应过程中，CO的体积分数一直发生变化，当其不变时，反应达到平衡状态，D符合题意；
故答案为：BD
（4）由于该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，故图1中曲线a符合；
（5）由于反应为放热反应，故温度升高，平衡逆向移动，使得反应体系中n(CO)增多，CO的转化率降低；
由于反应前后气体分子数减小，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，结合图2可知，P1、P2、P3的大小关系为：P3>P2>P1；
（6）投料比n(H2)/n(CO)=2（总物质的量为3mol），则n(H2)=2mol，n(CO)=1mol；
由图2可知，在520K和P3下，CO的平衡转化率为80%，即参与反应的CO的物质的脸为1mol×80%=0.8mol
该温度下反应的平衡常数
当n=2，即 n(H2)/n(CO)=2时，体系中CH3OH的物质的量分数达到最大值，其物质的量分数为：，继续增大H2的物质的量，平衡体系中气体的总物质的量增大，CH3OH的物质的量分数减小，故可得图像如图3所示：
【分析】（1）由燃烧热确定反应的热化学方程式，再结合盖斯定律计算目标反应的反应热；
（2）S表示体系的混乱度，由气体分子数变化，确定反应的ΔS；根据自发反应的判断确定温度；
（3）分析选项中物理量在反应过程中是否发生变化，若有发生变化，则当其不变时即可判断达到平衡状态；反之则不能判断达到平衡状态；
（4）结合温度对平衡移动的影响分析；
（5）结合温度、压强对平衡移动的影响分析；
（6）由图2确定参与反应的CO的物质的量，根据三段式计算平衡时各物质的量，再结合平衡常数的表达式计算平衡常数；
当投料比n=2时，CH3OH的产率最高，由CO的平衡转化率可得出此时CH3OH的物质的量分数，据此作图；
22．【答案】（1）高温
（2）a
（3）c e f
（4）2N2H4(g)＋2NO2(g)=3N2(g)＋4H2O(g)；△H=-1136 kJ/mol
（5）Ⅰ；Ⅱ
【解析】【解答】(1) 要使,反应能自发进行，则体系的自由能△G=△H-T△S＜0，由于反应CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) △H= +206.4 kJ·mol-1的正反应△H＞0，△S＞0，所以反应自发进行的条件为高温；
(2)要加快化学反应速率，同时提高平衡体系中H2百分含量，就要使化学平衡正向移动。
a．升高温度，化学反应速率加快，化学平衡正向移动，可以提高平衡体系中H2百分含量，a正确；
b．增大水蒸气浓度，化学反应速率加快，化学平衡正向移动，产生更多的H2，H2产生量增大，但平衡移动的趋势是微弱的，气体总量的增加远大于H2量的增加，因此达到平衡时平衡体系中H2百分含量反而降低，b不正确；
c．加入催化剂化学反应速率加快，但平衡不发生移动，因此H2百分含量不变，c不正确；
d．降低压强，化学平衡正向移动，能使H2百分含量增加，但降低压强反应速率减慢，d不正确；
故答案为：a；
(3) a．在任何情况下都存在v消耗(CO)=v生成(H2O)，这表示反应逆向进行，不能据此确定反应为平衡状态，a不正确；
b．c(H2O)=c(CO)时反应可能处于平衡状态，也可能未达到平衡，这与反应开始时加入的物质的量的多少及反应条件有关，因此不能据此判断发生是否处于平衡状态，b不正确；
c．该反应是反应前后气体物质的量不等的反应，若混合气体的总物质的量不再改变，则反应达到了平衡状态，c正确；
d．反应混合物都是气体，气体的质量不变；反应在恒容密闭容器中进行，气体的体积不变，则在任何条件下混合气体的密度都不变，因此不能据此判断反应是否处于平衡状态，d不正确；
e．反应混合物都是气体，气体的质量不变；该反应是反应前后气体物质的量不等的反应，若混合气体平均相对分子质量不再改变，则混合气体的总物质的量不再改变，反应达到平衡状态，e正确；
f．反应混合物都是气体，气体总质量不变，若氢气的质量分数不再改变，说明氢气的质量不变，反应达到平衡状态，f正确；
故答案为：c e f；
(4)8 g气体肼的物质的量是n(N2H4)= =0.25 mol，0.25 mol气态N2H4完全燃烧产生N2和水蒸气放出热量是142 kJ，则2 mol肼燃烧放出热量是Q= =1136 kJ，故该反应的热化学方程式为：2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)；△H=-1136 kJ/mol；
(5)如果要研究催化剂对化学反应速率的影响，应其它外界条件相同(如温度、浓度相同)，只有其中一个加催化剂，另一个不加催化剂，采用控制变量方法研究，根据表格数据可知：应选用实验I和实验II。
【分析】(1) 依据△G=△H-T△S＜0分析；
(2) 对于此反应加快反应速率的措施有升高温度、增大压强、增大物质浓度、加入催化剂；提高平衡体系中H2百分含量的措施有升高温度、减小压强，增大水蒸气浓度有可能使H2百分含量增大，也可能减小，故对于此反应，一定可以提高平衡体系中H2百分含量，又能加快反应速率的措施是升高温度；
(3) 依据可逆反应达到平衡状态时的特征此进行分析；
(4) 根据8g肼燃烧放热142KJ，求出1mol肼燃烧放热多少，再书写热化学方程式，书写热化学方程式时，注意物质的状态、△H的值与化学计量数的对应；
(5) 研究催化剂对化学反应速率的影响只需在其它条件不变的情况下采取对比试验.
23．【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。