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2024-2025年高中化学选择性必修1化学反应原理第二章化学反应速率与化学平衡第三节化学反应的方向课时练习
1．下列关于化学反应方向的叙述不正确的是( )
A．化学反应的方向受焓变、熵变、温度影响
B．将氯化铵晶体与氢氧化钡晶体置于小烧杯中混合，产生刺激性气体，说明该反应低温自发，高温非自发
C．常温下很容易发生反应4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)=4Fe(OH)3(s)，说明该反应ΔH< 0
D．NaHCO3(s) + HCl(aq) = NaCl(aq) + CO2(g) + H2O(l) ΔH = +31.4 kJ·mol-1，反应能自发进行的原因是体系有自发地向熵增方向转变的倾向
【答案】B
【详解】A．根据判据ΔH-TΔS可知，反应焓变ΔH、熵变ΔS、温度都可以影响反应方向，A正确；
B．氯化铵晶体与氢氧化钡晶体产生刺激性气体，属于熵增、焓增的反应，高温有利于反应自发进行性，B错误；
C．4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)=4Fe(OH)3(s)，△S<0，若常温下很容易发生，反应为放热反应，ΔH< 0，C正确；
D．NaHCO3(s) + HCl(aq) = NaCl(aq) + CO2(g) + H2O(l) ΔH > 0，若反应能自发进行，则△S>0，与反应方程式一致，体系有自发地向熵增方向转变的倾向，D正确；
故选B。
2．铬及其化合物在催化方面具有重要应用。Cr2O3在丙烷脱氢：C3H8(g)=3C(石墨，s)+4H2(g)过程中起到催化作用，其中的部分反应历程如图所示。下列说法错误的是( )
A．Cr2O3在丙烷脱氢的反应过程中可能作氧化剂和氧化产物
B．该反应的焓变为E1-E2+ΔH2+E3-E4
C．C3H8(g)=3C(石墨，s)+4H2(g)，该反应在高温条件下能自发进行
D．该反应可实现将化学能转化为热能
【答案】D
【详解】A．Cr2O3在丙烷脱氢过程中起到催化作用，可能是Cr2O3先做氧化剂，将丙烷或氢气氧化，然后再被生成的某物质氧化为Cr2O3，所以Cr2O3在丙烷脱氢的反应过程中可能作氧化剂和氧化产物，故A正确；
B．该反应的焓变为各步反应焓变的和，所以该反应的焓变为E1-E2+△H2+E3-E4，故B正确；
C．该反应为分解反应，△H>0，且该反应为气体分子数增大的反应，所以△S>0，根据△G=△H-△TS，当△G<0时反应可自发进行，所以该反应在高温条件下能自发进行，故C正确；
D．该反应为吸热反应，该反应不能实现将化学能转化为热能，故D错误；
故选D。
3．下列关于化学反应方向和调控的说法正确的是( )
A．的反应均是自发进行的反应
B．能自发进行，则其可能大于0
C．根据平衡移动原理，合成氨时压强越大越好
D．根据平衡移动原理，合成氨应该采用高温以提高平衡转化率
【答案】B
【详解】A．的反应也有可能是非自发进行的反应，与反应的熵变和温度有关，A错误；
B．，该反应，若反应能自发进行，则其可能大于0，B正确；
C．合成氨生产中还要考虑设备成本，压强越大对设备成本要求越高，C错误；
D．合成氨是放热反应，温度升高平衡转化率降低，生产中采用高温是为了加快反应速率，提高生成效率，D错误；
故选B。
4．分别在催化剂a和b的催化下发生反应，反应历程如图所示。下列说法正确的是( )
A．在催化剂a或b的作用下，第Ⅱ步反应均为决速步骤
B．反应达到平衡时，升高温度，P的平衡浓度增大
C．低温条件有利于该反应自发进行
D．其他条件相同时，与催化剂a相比，催化剂b能使反应更快达到平衡
【答案】C
【详解】A．活化能大的为决速步骤，如图可知，在催化剂a的作用下，第Ⅲ步反应均为决速步骤，在催化剂b的作用下，第Ⅰ步反应均为决速步骤，A错误；
B．由图可知，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，P的平衡浓度减小，B错误；
C．该反应△H＜0，△S＜0，故低温条件有利于该反应自发进行，C正确；
D．其他条件相同时，催化剂a的决速步骤活化能较低，催化剂a能使反应更快达到平衡，D错误；
故选C。
恒容密闭容器中发生反应 。下列说法正确的是( )
A．室温下能自发进行，表明该反应的
B．保持温度一定，充入氩气使反应速率加快
C．加入合适的催化剂，既能改变反应历程又能降低活化能
D．其他条件一定，再通入适量，和的转化率都将增大
【答案】C
【详解】A．根据，反应自发进行，该反应后气体数减少，当焓变小于0，该反应低温下自发，故A错误；
B．通入氩气，容积不变，反应物浓度不变，反应速率不变，故B错误；
C．加入催化剂，通过降低活化能提高反应速率，活化能降低，反应历程发生变化，，故C正确；
D．通入NO，平衡正向进行，CO转化率增大，但NO转化率减小，故D错误；
故选C。
6．2022年6月5日，我国长征二号运载火箭搭载神舟十四号载人飞船顺利升空，其动力燃料是偏二甲肼，火箭发射时只要将其和四氧化二氮在发动机燃烧室混合即可，核心反应为：。对于该反应下列说法不正确的是( )
A．用表示键能之和，该反应(反应物)(生成物)
B．由该热化学反应方程式可知，偏二甲肼的燃烧热为
C．该反应物的总能量大于生成物总能量
D．该反应的，，反应在任意条件下均能自发进行
【答案】B
【详解】A．反应的焓变等于反应物总键能减去生成物总键能，E总(反应物)- E总(生成物)，故A正确；
B．燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，此反应生成水蒸气，不是稳定氧化物，故B错误；
C．该反应是燃烧反应，是放热反应，，则反应物的总能量大于生成物总能量，故C正确；
D．燃烧是放热反应，，从反应物气体物质系数之和3增加到生成物气体物质系数之和9，熵变增加，，根据，则反应在任意条件下均能自发进行，故D正确；
故选B。
7．已知 ，下列说法中正确的是( )
A．该反应任何温度下都不能自发进行
B．该反应能自发进行，由于该反应是一个熵增加的反应
C．其他条件不变，使用催化剂可以改变化学反应进行的方向
D．能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是吸热反应
【答案】B
【详解】A．反应自发进行的条件是ΔH-TΔS＜0，由于该反应的ΔH＞0且ΔS＞0，所以该反应在高温下能自发进行，故A错误；
B．反应 ，一定条件下该反应能自发进行，则ΔH-TΔS＜0，即＞0，故B正确；
C．在其他条件不变的情况下，催化剂只改变反应速率，不改变平衡移动，所以不可以改变化学反应进行的方向，故C错误；
D．常温下，有些吸热反应也能自发进行，如氢氧化钡晶体与氯化铵的反应，某些高温下不能自发进行的反应可能是放热反应，故D错误；
故选B。
8．Si是良好的半导体材料，在科技材料、电子产品等诸多领域都有重要的应用，制备高纯硅时发生主要反应有SiO2(s )+ 2C(s) = Si(s) +2CO(g) ΔH >0 ，关于该反应的自发进行描述正确的是( )
A．高温自发 B．低温自发 C．任意温度自发 D．任意温度都不自发
【答案】A
【详解】该反应为吸热反应，且为混乱度增大的反应，根据ΔG=ΔH-TΔS<0可知，该反应高温时可以自发进行；
故选A。
9．反应可用于纯硅的制备。下列有关该反应的说法正确的是( )
A．该反应、
B．该反应的平衡常数
C．高温下反应每生成需消耗
D．用E表示键能，该反应
【答案】B
【详解】A．SiCl4、H2、HCl为气体，且反应前气体系数之和小于反应后气体系数之和，因此该反应为熵增，即△S>0，A错误；
B．根据化学平衡常数的定义，该反应的平衡常数正确，B正确；
C．题中说的是高温，不是标准状况下，因此不能直接计算，C错误；
D．△H=反应物键能总和-生成物键能总和，即△H=4E(Si-Cl)＋2E(H-H)-4E(H-Cl) -2E(Si-Si)，D错误；
故选B。
10．可在催化剂或作用下产生·OH，·OH能将烟气中的NO、氧化。·OH产生机理如下：
反应Ⅰ：(慢反应)；
反应Ⅱ：(快反应)。
对于脱除反应：，下列有关说法不正确的是( )
A．此反应的，
B．加入催化剂，此反应的不变
C．向固定容积的反应体系中充入氦气，反应速率加快
D．与作催化剂相比，相同条件下作催化剂时脱除率可能更高
【答案】C
【详解】A．熵减，该反应能自发进行，时自发，则该反应的△H<0，A正确；
B．加入催化剂降低化学反应活化能，不改变反应的，B正确；
C．固定容积的反应体系中充入He，各组分的浓度没有改变，反应速率不受影响，C错误；
D．中既有+2价的铁，又有+3价的铁，因此的催化效率比更高，相同条件下作催化剂时脱除率可能更高，D正确；
故选C。
11．治理NO的一种方法是先将NO氧化成后，再将通入还原性碱溶液中电解转化成，其中氧化的反应原理为 。下列说法正确的是( )
A．已知该反应在较低温度下能自发进行，说明
B．加入催化剂，可降低反应的活化能和焓变，从而加快反应的速率
C．有效碰撞理论中，活化能指活化分子平均能量与非活化分子平均能量的差值
D．在一定温度下，向恒容密闭容器中充入物质的量之比为的NO和，达到平衡时NO转化率为a，再充入一定量物质的量之比为的NO和，NO转化率不变
【答案】D
【详解】A．该反应的 H<0，依据△G=△H -T△S<0可知，该反应在较低温度下自发进行，则△S<0，A错误；
B．催化剂降低反应的活化能，加快化学反应速率，不改变化学反应的焓变，B错误；
C．活化能是活化分子的平均能量与反应物分子的平均能量之间的差值，C错误；
D．该反应是反应前后气体分子数不变的反应，恒温恒容容器中反应达到平衡状态，同等倍数的增大反应物的浓度，当再次达到平衡时，NO转化率不变，D正确；
答案选D。
12．一定条件下，将和按物质的量之比2∶1充入反应容器，发生反应：。其他条件相同时，分别测得的平衡转化率在不同压强(、)下随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A．该反应能自发进行的原因是
B．升高温度，该反应增大，减小
C．，且该反应的正反应是放热反应
D．400℃、条件下，的平衡转化率为20%
【答案】C
【详解】A．由化学方程式可知，该反应为熵减的反应，则ΔS﹤0，故A项错误；
B．升高温度，正、逆反应速率均增大，故B项错误；
C．该反应为气体分子数减小的反应，压强越大，NO转化率越高，则p1
D．400℃、p1条件下，NO平衡转化率为40%，NO(g)和O2(g)的投料比等于其化学计量数之比，则NO平衡转化率等于O2的平衡转化率为40%，故D项错误；
答案选C。
13．乙烯(C2H4)与水加成制备乙醇的能量变化过程如图所示。下列说法不正确的是( )
A．该过程涉及三步反应
B．
C．硫酸是该反应的催化剂，可以改变反应活化能与反应历程
D．和的总能量高于(1)的总能量
【答案】A
【分析】由图可知乙烯与水加成制备乙醇的过程为：①C2H4(g)+H2SO4(l)=C2H5OSO3H(l) ΔH=(E1-E2)kJ·mol-1；②C2H5OSO3H(l)+H2O(l)=C2H5OH(1)+H2SO4(l) ΔH=(E3-E4)kJ·mol-1。
【详解】A．根据分析，该过程涉及两步反应，A错误；
B．结合分析可知①+②得，B正确；
C．H2SO4在两步反应中出现，在总反应中未出现，是该合成过程的催化剂，可以改变反应活化能与反应历程，C正确；
D．由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，为放热反应，D正确；
答案选A。
14．下列示意图表示正确的是( )
A．图①表示碳的燃烧热
B．图②表示在恒温恒容的密闭容器中，按不同投料比充入和进行反应，由图可知
C．已知稳定性顺序：BD．由图④可知：该反应在低温下可自发进行
【答案】C
【详解】A．碳的燃烧热指1molC完全燃烧生成气态二氧化碳放出的热量，图①的产物为CO，故A错误；
B．图③表示在恒温恒容的密闭容器中，按不同投料比充入CO(g)和H2(g)进行反应，a点CO和H2转化率相同，当按照化学计量数之比投入时，两者转化率相同，即a=2，故B错误；
C．物质的总能量越低越稳定，稳定性顺序BA>C，可知A→B为吸热反应，B→C为放热反应，反应过程中的能量变化曲线如③图，故C正确；
D．由图④可知，该反应随温度升高，Z的体积分数增大，说明反应温度升高，平衡向正反应方向移动，为吸热反应，；随压强增大，Z的体积分数减小，说明反应压强升高，平衡向逆反应方向移动，为分子数增大的反应，，由时反应自发进行，可知反应在高温时可自发进行，故D错误；
故答案选C。
15．化学与生产、生活密切相关，下列说法正确的是( )
A．冰在室温下自动融化成水，这是熵增的过程
B．燃煤时，将块状煤碾碎的目的是减少二氧化碳的生成
C．一氧化碳燃烧时，能量的转化形式主要由热能转化为化学能
D．天气炎热时，将煮好的熟食放入冰箱，是为了防止食盐晶体的析出
【答案】A
【详解】A．冰在室温下自动融化成水，由固态转化为液态，混乱度增大，这是熵增的过程，A正确；
B．燃煤时，将块状煤碾碎的目的是增大煤与空气的接触面积，加快反应速率，提高煤的利用率，不能减少二氧化碳的生成，B不正确；
C．一氧化碳燃烧时，通过发生化学反应放出热量，能量的转化形式主要由化学能转化为热能，C不正确；
D．天气炎热时，将煮好的熟食放入冰箱，是为了降低温度，从而减缓食物变质的速率，D不正确；
故选A。
T℃时，恒容密闭容器中发生反应PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g) △H＜0，下列说法正确的是( )
A．该反应的△S＜0，在高温下才能自发进行
B．反应物断键所需总能量大于生成物成键所放出总能量
C．增大反应物浓度能增加单位体积内的有效碰撞次数
D．平衡后，向该容器中充入氦气，平衡向正反应方向移动
【答案】C
【详解】A．根据题意和方程式分析，反应的、，按照吉布斯自由能分析：为自发反应，若要自发反应，则温度为低温，故A错误；
B．该反应，为放热反应，反应物断键所吸收的总能量小于生成物成键所放出的总能量，故B错误；
C．增大反应物浓度，增加了单位体积的活化分子数，从而增加单位体积内的有效碰撞次数，故C正确；
D．恒容密闭容器充入氦气，各物质的浓度均不变，则平衡不移动，故D错误；
故选C。
17．下列有关反应 的说法正确的是( )
A．该反应在任何温度下都能自发进行
B．若反应在恒容容器中进行，混合气体的密度始终不变
C．平衡时与的转化率一定相等
D．消耗，反应转移电子
【答案】B
【详解】A．由方程式可知，该反应是一个气体体积减小的放热反应，反应，，根据，该反应在低温条件下能自发进行，A错误；
B．混合气体质量不变，容器体积不变，因此混合气体密度始终不变，B正确；
C．与的起始浓度未知，转化率无法比较，C错误；
D．未指定标准状况，无法计算的物质的量和反应转移电子的物质的量，D错误；
故选B。
18．将0.20mol NO和0.20mol CO混合气体充入容积为1.0L的恒容密闭容器中，分别在和温度下发生反应：。反应过程中容器内的物质的量随时间变化关系如图所示，下列说法正确的是( )
A．的
B．温度时，前12分钟的平均反应速率
C．温度时，该反应的平衡常数
D．温度时，若起始向容器中通入0.10mol NO、0.30mol CO、0.10mol和0.10mol，反应向正方向进行
【答案】D
【详解】A．由图可得，时反应先达到平衡，＜，时容器内的物质的量更大，则反应为放热反应，，A错误；
B．温度时，前12分钟的平均反应速率，则的平均反应速率，B错误；
C．温度时，达平衡时，，,，该反应的平衡常数，C错误；
D．温度时，若起始向容器中通入0.10mol NO、0.30mol CO、0.10mol和0.10mol，此时浓度商，则反应向正方向进行，D正确；
故选D。
19．已知：无CO时反应、有CO时反应。在容积为的容器中，相同时间下测得转化为的转化率随温度变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A．反应的
B．有CO时，该反应在低温条件下自发进行
C．Y点再通入CO、各，此时v(CO，正)D．达平衡后，其他条件不变改变物料使，CO转化率下降
【答案】C
【详解】A．从曲线I可知，无CO时，NO的转化率达峰值后继续升温，NO的转化率下降，即反应的平衡随温度升高，向逆反应方向移动，所以，故A正确；
B．从曲线Ⅱ可知，有CO时NO的转化率达峰值后继续升温，NO的转化率下降，即反应的平衡随温度升高，向逆反应方向移动，所以，又，由知该反应在低温条件下自发进行，故B正确；
C．Y点时NO的转化率为80%，，设起始时n(NO)=xmol，三段式，，再通入CO、N2各0.01mol，，所以反应正向进行，此时v(CO，正)＞v(CO，逆)，故C错误；
D．达平衡后，其他条件不变，改变物料使，增大了CO的浓度，平衡正向移动，但CO转化率下降，故D正确；
故答案为：C。
20．向体积均为的甲、乙两个恒容密闭容器中分别充入和，发生反应：。分别在绝热、恒温条件下进行，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A．正反应在较低温度下能自发进行
B．乙在恒温条件下进行，
C．a点的正反应速率大于c点的正反应速率
D．甲条件下平衡常数K小于20.25
【答案】D
【详解】A．由图可知，正反应是放热反应，ΔH<0，气体分子数减小，ΔS<0，ΔG=ΔH-TΔS，ΔG<0反应自发，故该在较低温度下能自发进行，A项正确；
B．曲线甲恒容密闭容器中压强增大，说明甲在绝热过程进行，乙在恒温过程进行，B项正确；
C．平衡时，，a的反应物浓度大于c的反应物浓度，即a的正反应速率大于c的正反应速率，C项正确；
D．在恒温恒容条件下，气体压强之比等于总物质的量之比，根据三段式，
，解得，b点浓度商，a、b点总压强相等，容器体积相等，a点温度较高，故a点气体的物质的量小于b点，正反应是气体分子数减小的反应，说明a点的转化率大于b点，即a点平衡常数K大于b点Q，D项错误；
本题选D。
21．一碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物为原料生产化工产品的方法。合成气(和的混合气体)是一碳化学的重要原料，焦炭与水蒸气在恒容密闭容器中会发生如下三个反应：
I：
II：
III：
(1)当反应I达到平衡后，下列措施可提高正反应速率的是_______(填标号)。
A．加入焦炭 B．通入CO C．升高温度 D．分离出氢气
(2)若在恒温恒容容器中仅发生反应II，则下列能说明反应达到平衡状态的是_______。
A．容器内气体的压强不变
B．容器内气体的总质量不变
C．容器内气体的平均相对分子质量不变
D．单位时间内，每有2 mol 键断裂，同时有1 mol 键断裂
(3)向容积为的密闭容器中加入活性炭(足量)和，发生反应，和的物质的量变化如下表所示。
条件 保持温度为/℃
时间 0 5min 10min 15min 20min 25min 30min
物质的量 2.0 1.4 1.0 0.70 0.50 0.40 0.40
物质的量 0 0.3 0.50 0.65 0.75 0.80 0.80
①内，以表示的该反应速率 ，最终达平衡时的转化率 ，该温度℃下的平衡常数 。
②保持温度℃不变，向该密闭容器中加入该四种反应混合物各，该时刻，正、逆反应速率的大小关系为： (填“>”“<”或“=”)。
(4)已知4CO(g) +2NO2(g)4CO2(g)+N2 (g) ΔH1 = -1200kJ mol-1 ，该反应在 (填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
【答案】(1)BC
(2)D
(3) 0.03mol/(L min) 80% 4 ＞
(4)低温
【详解】（1）A．焦炭是固体，加入焦炭，反应速率几乎不变，故不选A；.
B．通入CO，生成物浓度增大，平衡逆向移动，逆反应速率先增大后减小，正反应速率增大，故选B；
C．升高温度，反应速率加快，故选C；
D．分离出氢气，生成物浓度减小，平衡正向移动，逆反应速率先减小后增大，正反应速率减小，故不选D；
选BC。
（2）A．反应前后气体系数和相同，压强是恒量，容器内气体的压强不变，反应不一定平衡，故不选A；
B．根据质量守恒定律，气体总质量是恒量，容器内气体的总质量不变，反应不一定平衡，故不选B；
C．气体总质量不变、气体总物质的量不变，平均相对分子质量是恒量，容器内气体的平均相对分子质量不变，反应不一定平衡，故不选C；
D．单位时间内，每有2mol 键断裂，同时有1mol 键断裂，正、逆反应速率相等，反应一定达到平衡状态，故选D；
选D。
（3）①0～5min内，Δn(NO)=2.0mol-1.4mol=0.6mol，则Δn(CO2)=0.5×0.6mol=0.3mol，浓度变化量是0.15mol/L，则v(CO2)=0.15mol/L÷5min=0.03mol/(L min)；根据表格数据，25min时，反应已达到平衡，列化学平衡三段式（单位是mol），则
最终达平衡时NO的转化率a=×100%=80%，K==4；
②保持温度T℃不变，向该2L密闭容器中加入该四种反应混合物各2mol，浓度均是1mol/L，Qc=＝1＜4，所以反应正向进行，v正(NO)＞v逆(NO)。
（4）已知4CO(g) +2NO2(g)4CO2(g)+N2 (g) ΔH1 = -1200kJ mol-1，该反应为放热的，熵减的反应，根据ΔG=ΔH-TΔS＜0能自发进行分析，在低温下能自发进行。
22．利用甲烷制取氢气等气体是科学家研究的热点课题。
(1)一定条件下，分解反应的部分反应历程如下图所示。
①该历程图表示 步反应，其中正反应活化能最大步骤的反应方程式为 。
②分解反应 。
A．高温下能自发进行 B．低温下能自发进行
C．任何温度都能自发进行 D．任何温度都不能自发进行
(2)科学家提出以吸附性活性炭为催化剂，利用与制备“合成气”(、)。其反应历程分两步，反应历程的能量变化如下图：
反应Ⅰ： (慢反应)
反应Ⅱ： (快反应)
①加入活性炭C(ads)使该反应的活化能 (填“升高”“降低”或“不变”)。
②与制备“合成气”的反应为 反应(填“放热”或“吸热”)，其热化学方程式为 (用表示)，能量变化图中： (填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1) 4 [或] A
(2) 降低 吸热 <
【详解】（1）①由图可知，该反应经历了4步反应，其中活化能最大的反应为： [或]；
②分解反应为，，，所以在高温下可以自发进行，故选A；
（2）①吸附性活性炭为催化剂，使该反应的活化能降低；
②根据如图所示信息，反应物的总能量低于生成物的总能量，与制备“合成气”的反应为吸热反应，其热化学方程式为，因为反应I为慢反应，反应II为快反应，所以反应I的活化能大于反应II的活化能，所以，所以。
23．某温度时，在2L的密闭容器中，X、Y、Z(均为气体)的物质的量随时间的变化曲线如图所示。请回答下列问题：
(1)由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程式为 。
(2)下列措施能加快反应速率的是 (填标号，下同)。
A．恒压时充入He B．恒容时充入He C． 恒容时充入X D．及时分离出Z E. 升高温度 F. 选择高效的催化剂
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是 o
A．
B．
C． 容器内压强保持不变
D．容器内混合气体的密度保持不变
E.X、Y、Z的浓度相等
(4)反应从开始至2 min， 用X的浓度变化表示的平均反应速率
(5)将amolX与bmolY的混合气体通入2L的密闭容器中并发生上述反应，反应到某时刻时各物质的物质的量恰好满足： 则原混合气体中 。
【答案】(1)
(2)CEF
(3)C
(4)
(5)5: 3
【详解】（1）由于X、Y的量在减小、Z的量在增大，说明X、Y为反应物，Z为生成物，三段式如下：各物质转化量之比等于系数之比，所以a:b:c=1:3:2则该反应化学方程式为。
（2）A项恒压时充入He，则体积扩大，则反应物的浓度减小，反应速率减小； B项恒容时充入He，体系中物质的浓度不变，化学反应速率不变；C项恒容时充入X，X的浓度增大，化学反应速率加快；D项及时分离出z，生成物浓度减小，化学反应速率减慢；E项升高温度，化学反应速率加快；F项选择高效的催化剂，化学反应速率加快；故选CEF。
（3）A．无法判断V正与V逆的关系，A错误；
B．，则时说明V正=V逆，才能说明该反应已达到平衡状态，B错误；
C．由恒温恒容及pV=nRT可知压强与混合气体的总物质的量成正比，由于左右气体系数之和不相等，因此混合气体的总物质的量是变量，则压强是变量，容器内压强保持不变说明该反应已达到平衡状态，C正确；
D．由恒容及可知，混合气体密度与混合气体质量成正比，由于纯气体体系混合气体质量之和是定值，所以混合气体密度是定值，不能作为判断平衡的依据，D错误；
E．X、Y、Z的浓度相等不能作为判断平衡的依据，E错误；
故选C。
（4）反应从开始至2 min， 用X的浓度变化表示的平均反应速率 ＝。
（5）将amolX与bmolY的混合气体通入2L的密闭容器中并发生上述反应，反应到某时刻时各物质的物质的量恰好满足，由三段式可知：， 则==，即b=、a=，原混合气体中 5:3。
24．利用催化加氢合成二甲醚，其过程中同时发生以下两个主要反应：
反应I：
反应Ⅱ：
请回答：
(1)反应I的平衡常数表达式为 ；反应Ⅱ发生自发反应的条件是 。
(2)在一定温度和恒容条件下，可以作为判断上述两个反应均达到平衡状态的依据是__________。
A．体系内的压强保持不变 B．两个反应的平衡常数不变
C． D．反应体系中各物质的浓度不变
(3)在恒压、和的起始量一定的条件下，平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如下图。（选择性的通俗理解：当两个反应同时发生时，选择更有利于哪个反应进行）
①对于反应I，图中A点时， （填“>”、“=”或“<”）
②可能有利于提高平衡产率的措施有 。
A．缩小容器的体积 B．升高反应的温度
C．选择更合适于反应Ⅱ的催化剂 D．适当调整和起始量的比例
③图中温度高于300℃，平衡转化率随温度升高而上升的原因是 。
【答案】(1) 低温自发
(2)AD
(3) < AD 反应I的，反应Ⅱ的，温度升高使转化为CO的平衡转化率上升，使转化为的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度
【详解】（1）反应I的平衡常数表达式为；反应Ⅱ为放热反应，且熵减，由可知，发生自发反应的条件是低温；
（2）A．反应I为气体体积不变的反应，反应Ⅱ为气体体积减小的反应，所以体系内的压强保持不变，说明上述两个反应均达到平衡状态，故A正确；
B．温度一定，两个反应的平衡常数任意时刻都不变，故B错误；
C．反应I中H2和CO化学计量数相同，但反应Ⅱ只涉及H2没有CO，所以不能说明两个反应均达到平衡状态，故C错误；
D．反应达到平衡状态时，反应体系中各物质的浓度不变，故D正确；
故答案为：AD；
（3）图中a点在平衡线上方，所以；
A．反应Ⅱ为气体体积减小的反应，所以缩小容器的体积，平衡正向移动，CH3OCH3平衡产率提高，故A正确；
B．反应Ⅱ为放热反应，升高反应的温度平衡左移，CH3OCH3平衡产率降低，故B错误；
C．催化剂只能改变反应速率，不能使平衡移动，不能改变CH3OCH3平衡产率，故C错误；
D．适当调整CO2和H2起始量的比例, 能增大CH3OCH3平衡产率，故D正确；
故答案为：AD；
根据反应的化学方程式可知，反应I为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，CO2的平衡转化率增大；反应II为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，CO2的平衡转化率减小。由图可知反应I中CO2平衡转化率的上升幅度超过了反应II中CO2的平衡转化率的下降幅度，因此温度超过300℃时，CO2的平衡转化率上升。
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2024-2025年高中化学选择性必修1化学反应原理第二章化学反应速率与化学平衡第三节化学反应的方向课时练习
1．下列关于化学反应方向的叙述不正确的是( )
A．化学反应的方向受焓变、熵变、温度影响
B．将氯化铵晶体与氢氧化钡晶体置于小烧杯中混合，产生刺激性气体，说明该反应低温自发，高温非自发
C．常温下很容易发生反应4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)=4Fe(OH)3(s)，说明该反应ΔH< 0
D．NaHCO3(s) + HCl(aq) = NaCl(aq) + CO2(g) + H2O(l) ΔH = +31.4 kJ·mol-1，反应能自发进行的原因是体系有自发地向熵增方向转变的倾向
2．铬及其化合物在催化方面具有重要应用。Cr2O3在丙烷脱氢：C3H8(g)=3C(石墨，s)+4H2(g)过程中起到催化作用，其中的部分反应历程如图所示。下列说法错误的是( )
A．Cr2O3在丙烷脱氢的反应过程中可能作氧化剂和氧化产物
B．该反应的焓变为E1-E2+ΔH2+E3-E4
C．C3H8(g)=3C(石墨，s)+4H2(g)，该反应在高温条件下能自发进行
D．该反应可实现将化学能转化为热能
3．下列关于化学反应方向和调控的说法正确的是( )
A．的反应均是自发进行的反应
B．能自发进行，则其可能大于0
C．根据平衡移动原理，合成氨时压强越大越好
D．根据平衡移动原理，合成氨应该采用高温以提高平衡转化率
4．分别在催化剂a和b的催化下发生反应，反应历程如图所示。下列说法正确的是( )
A．在催化剂a或b的作用下，第Ⅱ步反应均为决速步骤
B．反应达到平衡时，升高温度，P的平衡浓度增大
C．低温条件有利于该反应自发进行
D．其他条件相同时，与催化剂a相比，催化剂b能使反应更快达到平衡
恒容密闭容器中发生反应 。下列说法正确的是( )
A．室温下能自发进行，表明该反应的
B．保持温度一定，充入氩气使反应速率加快
C．加入合适的催化剂，既能改变反应历程又能降低活化能
D．其他条件一定，再通入适量，和的转化率都将增大
6．2022年6月5日，我国长征二号运载火箭搭载神舟十四号载人飞船顺利升空，其动力燃料是偏二甲肼，火箭发射时只要将其和四氧化二氮在发动机燃烧室混合即可，核心反应为：。对于该反应下列说法不正确的是( )
A．用表示键能之和，该反应(反应物)(生成物)
B．由该热化学反应方程式可知，偏二甲肼的燃烧热为
C．该反应物的总能量大于生成物总能量
D．该反应的，，反应在任意条件下均能自发进行
7．已知 ，下列说法中正确的是( )
A．该反应任何温度下都不能自发进行
B．该反应能自发进行，由于该反应是一个熵增加的反应
C．其他条件不变，使用催化剂可以改变化学反应进行的方向
D．能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是吸热反应
8．Si是良好的半导体材料，在科技材料、电子产品等诸多领域都有重要的应用，制备高纯硅时发生主要反应有SiO2(s )+ 2C(s) = Si(s) +2CO(g) ΔH >0 ，关于该反应的自发进行描述正确的是( )
A．高温自发 B．低温自发 C．任意温度自发 D．任意温度都不自发
9．反应可用于纯硅的制备。下列有关该反应的说法正确的是( )
A．该反应、
B．该反应的平衡常数
C．高温下反应每生成需消耗
D．用E表示键能，该反应
10．可在催化剂或作用下产生·OH，·OH能将烟气中的NO、氧化。·OH产生机理如下：
反应Ⅰ：(慢反应)；
反应Ⅱ：(快反应)。
对于脱除反应：，下列有关说法不正确的是( )
A．此反应的，
B．加入催化剂，此反应的不变
C．向固定容积的反应体系中充入氦气，反应速率加快
D．与作催化剂相比，相同条件下作催化剂时脱除率可能更高
11．治理NO的一种方法是先将NO氧化成后，再将通入还原性碱溶液中电解转化成，其中氧化的反应原理为 。下列说法正确的是( )
A．已知该反应在较低温度下能自发进行，说明
B．加入催化剂，可降低反应的活化能和焓变，从而加快反应的速率
C．有效碰撞理论中，活化能指活化分子平均能量与非活化分子平均能量的差值
D．在一定温度下，向恒容密闭容器中充入物质的量之比为的NO和，达到平衡时NO转化率为a，再充入一定量物质的量之比为的NO和，NO转化率不变
12．一定条件下，将和按物质的量之比2∶1充入反应容器，发生反应：。其他条件相同时，分别测得的平衡转化率在不同压强(、)下随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A．该反应能自发进行的原因是
B．升高温度，该反应增大，减小
C．，且该反应的正反应是放热反应
D．400℃、条件下，的平衡转化率为20%
13．乙烯(C2H4)与水加成制备乙醇的能量变化过程如图所示。下列说法不正确的是( )
A．该过程涉及三步反应
B．
C．硫酸是该反应的催化剂，可以改变反应活化能与反应历程
D．和的总能量高于(1)的总能量
14．下列示意图表示正确的是( )
A．图①表示碳的燃烧热
B．图②表示在恒温恒容的密闭容器中，按不同投料比充入和进行反应，由图可知
C．已知稳定性顺序：BD．由图④可知：该反应在低温下可自发进行
15．化学与生产、生活密切相关，下列说法正确的是( )
A．冰在室温下自动融化成水，这是熵增的过程
B．燃煤时，将块状煤碾碎的目的是减少二氧化碳的生成
C．一氧化碳燃烧时，能量的转化形式主要由热能转化为化学能
D．天气炎热时，将煮好的熟食放入冰箱，是为了防止食盐晶体的析出
T℃时，恒容密闭容器中发生反应PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g) △H＜0，下列说法正确的是( )
A．该反应的△S＜0，在高温下才能自发进行
B．反应物断键所需总能量大于生成物成键所放出总能量
C．增大反应物浓度能增加单位体积内的有效碰撞次数
D．平衡后，向该容器中充入氦气，平衡向正反应方向移动
17．下列有关反应 的说法正确的是( )
A．该反应在任何温度下都能自发进行
B．若反应在恒容容器中进行，混合气体的密度始终不变
C．平衡时与的转化率一定相等
D．消耗，反应转移电子
18．将0.20mol NO和0.20mol CO混合气体充入容积为1.0L的恒容密闭容器中，分别在和温度下发生反应：。反应过程中容器内的物质的量随时间变化关系如图所示，下列说法正确的是( )
A．的
B．温度时，前12分钟的平均反应速率
C．温度时，该反应的平衡常数
D．温度时，若起始向容器中通入0.10mol NO、0.30mol CO、0.10mol和0.10mol，反应向正方向进行
19．已知：无CO时反应、有CO时反应。在容积为的容器中，相同时间下测得转化为的转化率随温度变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A．反应的
B．有CO时，该反应在低温条件下自发进行
C．Y点再通入CO、各，此时v(CO，正)D．达平衡后，其他条件不变改变物料使，CO转化率下降
20．向体积均为的甲、乙两个恒容密闭容器中分别充入和，发生反应：。分别在绝热、恒温条件下进行，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A．正反应在较低温度下能自发进行
B．乙在恒温条件下进行，
C．a点的正反应速率大于c点的正反应速率
D．甲条件下平衡常数K小于20.25
21．一碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物为原料生产化工产品的方法。合成气(和的混合气体)是一碳化学的重要原料，焦炭与水蒸气在恒容密闭容器中会发生如下三个反应：
I：
II：
III：
(1)当反应I达到平衡后，下列措施可提高正反应速率的是_______(填标号)。
A．加入焦炭 B．通入CO C．升高温度 D．分离出氢气
(2)若在恒温恒容容器中仅发生反应II，则下列能说明反应达到平衡状态的是_______。
A．容器内气体的压强不变
B．容器内气体的总质量不变
C．容器内气体的平均相对分子质量不变
D．单位时间内，每有2 mol 键断裂，同时有1 mol 键断裂
(3)向容积为的密闭容器中加入活性炭(足量)和，发生反应，和的物质的量变化如下表所示。
条件 保持温度为/℃
时间 0 5min 10min 15min 20min 25min 30min
物质的量 2.0 1.4 1.0 0.70 0.50 0.40 0.40
物质的量 0 0.3 0.50 0.65 0.75 0.80 0.80
①内，以表示的该反应速率 ，最终达平衡时的转化率 ，该温度℃下的平衡常数 。
②保持温度℃不变，向该密闭容器中加入该四种反应混合物各，该时刻，正、逆反应速率的大小关系为： (填“>”“<”或“=”)。
(4)已知4CO(g) +2NO2(g)4CO2(g)+N2 (g) ΔH1 = -1200kJ mol-1 ，该反应在 (填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
22．利用甲烷制取氢气等气体是科学家研究的热点课题。
(1)一定条件下，分解反应的部分反应历程如下图所示。
①该历程图表示 步反应，其中正反应活化能最大步骤的反应方程式为 。
②分解反应 。
A．高温下能自发进行 B．低温下能自发进行
C．任何温度都能自发进行 D．任何温度都不能自发进行
(2)科学家提出以吸附性活性炭为催化剂，利用与制备“合成气”(、)。其反应历程分两步，反应历程的能量变化如下图：
反应Ⅰ： (慢反应)
反应Ⅱ： (快反应)
①加入活性炭C(ads)使该反应的活化能 (填“升高”“降低”或“不变”)。
②与制备“合成气”的反应为 反应(填“放热”或“吸热”)，其热化学方程式为 (用表示)，能量变化图中： (填“>”、“<”或“=”)。
23．某温度时，在2L的密闭容器中，X、Y、Z(均为气体)的物质的量随时间的变化曲线如图所示。请回答下列问题：
(1)由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程式为 。
(2)下列措施能加快反应速率的是 (填标号，下同)。
A．恒压时充入He B．恒容时充入He C． 恒容时充入X D．及时分离出Z E. 升高温度 F. 选择高效的催化剂
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是 o
A．
B．
C． 容器内压强保持不变
D．容器内混合气体的密度保持不变
E.X、Y、Z的浓度相等
(4)反应从开始至2 min， 用X的浓度变化表示的平均反应速率
(5)将amolX与bmolY的混合气体通入2L的密闭容器中并发生上述反应，反应到某时刻时各物质的物质的量恰好满足： 则原混合气体中 。
24．利用催化加氢合成二甲醚，其过程中同时发生以下两个主要反应：
反应I：
反应Ⅱ：
请回答：
(1)反应I的平衡常数表达式为 ；反应Ⅱ发生自发反应的条件是 。
(2)在一定温度和恒容条件下，可以作为判断上述两个反应均达到平衡状态的依据是__________。
A．体系内的压强保持不变 B．两个反应的平衡常数不变
C． D．反应体系中各物质的浓度不变
(3)在恒压、和的起始量一定的条件下，平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如下图。（选择性的通俗理解：当两个反应同时发生时，选择更有利于哪个反应进行）
①对于反应I，图中A点时， （填“>”、“=”或“<”）
②可能有利于提高平衡产率的措施有 。
A．缩小容器的体积 B．升高反应的温度
C．选择更合适于反应Ⅱ的催化剂 D．适当调整和起始量的比例
③图中温度高于300℃，平衡转化率随温度升高而上升的原因是 。
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