人教版化学高二选修4第二章第四节化学反应进行的方向同步练习
文档属性
| 名称 | 人教版化学高二选修4第二章第四节化学反应进行的方向同步练习 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 201.0KB | ||
| 资源类型 | 素材 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2016-05-27 16:16:50 | ||
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文档简介
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人教版化学高二选修4第二章
第四节化学反应进行的方向同步练习
一、选择题
1．下列说法正确的是（ ）
A．在常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能自发进行
B．NH4HCO3（s）═NH3（g）+H2O（g）+CO2（g）△H=+185.57 kJ mol﹣1，能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据
D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向
答案：B
解析：解答：A、某些吸热反应也可以自发进行，依据△H﹣T△S＜0分析，△H＞0，△S＞0，常温下可以△H﹣T△S＜0，如氢氧化钡晶体和氯化铵反应，是吸热反应，常温下可以蒸发进行，故A错误；B、反应焓变大于0，熵变大于0，反应向熵变增大的方向进行，NH4HCO3（s）═NH3（g）+H2O（g）+CO2（g）△H=+185.57 kJ/mol，能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向，故B正确；C、依据反应自发进行的判断依据△H﹣T△S＜0分析，反应自发进行需要焓变、熵变和温度共同决定，故C错误；D、催化剂改变反应速率不改变化学平衡，使用催化剂不可以改变化学反应进行的方向，故D错误； 所以选B．
分析：本题考查了反应自发进行的分析判断，注意反应特征和焓变、熵变的分析判断，掌握基础是关键．
2．以下说法中正确的是（ ）
A．△H＜0的反应均是自发反应
B．自发进行的反应一定能迅速进行
C．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程
D．高锰酸钾受热分解是一个熵减小的过程
答案：C
解析：解答：A．△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A错误；B．△G＜0反应自发进行，能否发生还有反应速率问题，故B错误；C．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，是熵增的重要结果，故C正确；D．高锰酸钾分解生成气体，混乱度增加，熵值增大，故D错误；所以选C．
分析：本题考查化学反应进行方向的判断，注意对基础知识的理解掌握．
3．下列反应过程中，△H＞0且△S＞0的是（ ）
A．CaCO3（s）═CaO（s）+CO2（g）
B．NH3（g）+HCl（g）═NH4Cl（s）
C．4Al（s）+3O2（g）═2Al2O3（s）
D．H2SO4（aq）+Ba（OH）2（aq）═BaSO4（s）+2H2O（l）
答案：A
解析：解答：A．反应为吸热反应，且固体生成气体，则△H＞0，△S＞0，故A正确；B．反应为放热反应，气体生成固体，则△H＜0，△S＜0，故B错误；C．反应为放热反应，且气体生成固体，则△H＜0，△S＜0，故C错误；D．中和反应为放热反应，△H＜0，故D错误．所以选A．
分析：本题考查焓变与熵变，侧重于基础知识的考查，注意常见吸热反应和放热反应，把握物质的聚集状态与熵变的关系．
4．666℃和1.01×105 Pa时，反应“CaCO3（s）═CaO（s）+CO2（g）△H=+178.3kJ/mol”能自发进行的原因是（ ）
A．温度升高 B．该反应熵增
C．熵增效应大于能量效应 D．反应速率加快
答案：C
解析：解答：CaCO3（s）═CaO（s）+CO2（g）△H=+178.3kJ/mol，该反应为吸热反应△H＞0，反应能够自发进行，说明△H﹣T△S＜0，所以△S一定大于0，是熵值增大的反应，熵增效应大于能量效应反应自发进行，故选C．
分析：本题考查了熵变与焓变对反应自发进行方向的影响，明确△H﹣T△S＜0是反应自发进行的判断依据是解题关键．
5．25℃、101kPa下，反应2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）△H=+56.7kJ/mol能自发进行的原因是（ ）
A．是吸热反应 B．是放热反应
C．是熵减小的反应 D．熵增效应大于热效应
答案：D
解析：解答：2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）；△H=+56.7kJ/mol，是一个吸热反应，△H＞0，反应能够自发进行，必须满足△G=△H﹣T △S＜0，所以△S＞0，且熵增效应大于能量效应，所以选D．
分析：本题考查焓变和熵变与反应自发进行的关系，明确△H﹣T △S＜0是反应自发进行的判断依据是解题关键．
6．有关化学反应方向的判断，下列说法中正确的是（ ）
A．放热反应均是自发反应
B．物质的量增加的反应，△S为正值
C．如果△H和△S均为正值，当温度升高时，反应可能自发进行
D．△S为正值的反应均是自发反应
答案：C
解析：解答A、放热反应有利于反应的自发进行，但是有的放热反应在常温下不能自发进行，反应能否自发进行的判据：△H﹣T△S＜0，反应一定能自发进行，故A错误；B、只有气体的物质的量增加的反应，△S为正值，故B错误；C、如果△H和△S均为正值，当温度升高时，可满足△H﹣T △S＜0时，反应可自发进行，故C正确．D、△S为正值的反应不一定是自发反应，如水的分解，故D错误；故选C.
分析：本题考查反应热与焓变，注意把握化学反应进行的方向取决于焓变和熵变的综合判据，不能只根据一种物理量进行判断．
7．金属锡的冶炼常用焦炭作还原剂：SnO2（s）+2C（s）═Sn（s）+2CO（g），反应过程中能量的变化如图所示．下列有关该反应的△H、△S的说法中正确的是（ ）
A．△H＜0△S＜0 B．△H＞0△S＜0 C．△H＜0△S＞0 D．△H＞0△S＞0
答案：D
解析：解答：SnO2（s）+2C（s）═Sn（s）+2CO（g），该反应生成物气体系数大，混乱度大，所以是熵增加的反应，故：△S＞0；从图中可知，反应物能量低，生成物能量高，该反应是吸热反应，故：△H＞0；所以选D．
分析：本题考查了反应的焓变和熵变，平时训练时注意提高分析图象的能力的培养．
8．水凝结成冰的过程的焓变和熵变正确的是（ ）
A．△H＞0，△S＜0 B．△H＜0，△S＞0 C．△H＞0，△S＞0 D．△H＜0，△S＜0
答案： D
解析：解答：同种物质，液态的能量大于固态，则水凝结成冰的过程是放热过程，即△H＜0，液态时的熵大于固态时的熵，则水凝结成冰的过程是熵减小的过程，即△S＜0；故选D．
分析：本题考查了焓变和熵变，明确物质的状态与焓、熵大小关系是解题的关键．
9．已知C（s）+CO2（g）=2CO（g）在常温下为非自发反应（△G＞0），下列有关说法正确的是（ ）
A．该反应是焓减的反应 B．该反应是熵增的反应
C．降低温度可使该反应自发进行 D．无论反应温度是多少，该反应都不能自发进行
答案： B
解析：解答：已知C（s）+CO2（g）═2CO（g），气体体积增大是熵变增大的反应△S＞0；反应非自发进行的判断依据是△H﹣T△S＞0，则△H＞0，反应焓变大于0是吸热反应，A、上述分析可知反应是焓变增加的反应，故A错误；B、反应前后气体体积增大，熵增加的反应，故B正确；C、反应是吸热反应升高温度可以满足△H﹣T△S＜0，故C错误；D、上述分析可知，高温条件下可以满足△H﹣T△S＜0，故D错误；故选B．
分析：本题考查了反应焓变和熵变的分析判断，反应自发进行的判断依据和方法应用，掌握基础是关键．
10．已知；（NH4）2CO3（s）═NH4HCO3（s）+NH3（g）△H=+74.9kJ mol﹣1，下列说法中正确的是（ ）
A．该反应中熵变、焓变皆大于0
B．该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行
C．碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发进行
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：A
解析：解答：A、依据反应的特征分析（NH4）2CO3（（s）=NH4HCO3（s）+NH3（g）△H=+74.9kJ mol﹣1，反应是熵变增大的反应，△S＞0；反应是吸热反应焓变大于0，△H＞0；故A正确；
B、该反应是吸热反应，△H＞0，△S＞0；反应自发进行的判断依据是△H﹣T△S＜0，当高温下反应可以自发进行，故B错误；C、碳酸盐分解反应中熵增加，△S＞0，反应是吸热反应，△H＞0，反应自发进行的判断依据是△H﹣T△S＜0，反应自发进行，因此低温下碳酸盐分解是非自发进行的，故C错误；D、能自发进行的反应不一定是放热反应，不能自发进行的反应不一定是吸热反应，判断依据是△H﹣T△S＜0，故D错误；故选A．
分析：本题考查了反应自发进行的判断依据，理解自发进行的因素是由焓变和熵变温度共同决定．
11．下列说法正确的是（ ）
A．碳酸铵分解是吸热反应，根据焓判据判断能自发分解
B．多次洗牌以后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大，越混乱，熵值越大
C．水总是自发地由高处往低处流，这是一个自发反应
D．室温下水结成冰是自发过程
答案：B
解析：解答：A、焓判据：放热反应容易自发进行，碳酸铵分解是吸热反应，所以根据焓判据该反应是不自发的，故A错误；B、熵值是表示物质混乱度的量，多次洗牌以后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大，越混乱，熵值越大，故B正确；C、水总是自发地由高处往低处流，是一个自发过程，不是化学变化，所以不是一个自发反应，故C错误；D、室温下水不能结成冰，所以室温下水结成冰不是自发过程，故D错误；故选B．
分析：本题考查了自发过程和自发反应的判断，侧重于基础知识的考查．
12．下列说法正确的是（ ）
A．凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自发的
B．自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变
C．自发反应在恰当条件下才能实现
D．自发反应在任何条件下都能实现
答案：C
解析：解答：化学反应能否自发进行的判断依据为：△G=△H﹣T△S，当△G=△H﹣T△S＜0，反应能自发进行；当△G=△H﹣T△S=0，反应达到平衡状态；当△G=△H﹣T△S＞0，反应不能自发进行．自发反应判断依据不能判断该反应是吸热还是放热，也不能判断熵的变化，自发反应不是在任何条件下都能实现，必须在恰当条件下才能实现．所以选C.
分析：自发反应的判断依据为：△G=△H﹣T△S，当△G=△H﹣T△S＜0，反应能自发进行；当△G=△H﹣T△S=0，反应达到平衡状态；当△G=△H﹣T△S＞0，反应不能自发进行．焓变和熵变都不能独立地作为反应自发性的判据，自发反应的判断依据不能判断该反应是吸热还是放热，也不能判断熵的变化．
13．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△H、△S应为（ ）
A．△H＜0，△S＞0 B．△H＜0，△S＜0
C．△H＞0，△S＞0 D．△H＞0，△S＜0
答案：C
解析：解答：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，反应能自发进行，A、当△H＜0，△S＞0时，△G=△H﹣T △S＜0，在室温一定能自发进行，故A错误；B、△H＜0，△S＜0时，在低温下能自发进行，故B错误；C、△H＞0，△S＞0时，在室温下不能自发进行，在高温下能自发进行，故C正确；D、△H＞0，△S＜0时，任何温度下反应都不能自发进行，故D错误．故选C．
分析：本题考查反应能否自发进行的判断，，注意根据自由能判据的应用．
14．已知反应2CO（g）=2C（s）+O2（g）的△H为正值，△S为负值．设△H和△S不随温度改变，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．低温下不能自发进行，高温下能自发进行 D．任何温度下都不能自发进行
答案：D
解析：解答：反应CO（g）=C（s）+O2（g）的△H为正值，△S为负值，则△G=△H﹣T △S＞0，反应不能自发进行，故选D．
分析：本题考查反应能否自发进行的判断，注意根据△G=△H﹣T △S进行判断．
15．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，则该反应的正反应的△H、△S应为（ ）
A．△H＞0，△S＞0 B．△H＜0，△S＜0
C．△H＜0，△S＞0 D．△H＞0，△S＜0
答案：A
解析：解答：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，反应能自发进行，
A、△H＞0，△S＞0时，在室温下不能自发进行，在高温下能自发进行，故A正确；B、△H＜0，△S＜0时，在低温下能自发进行，故B错误；C、当△H＜0，△S＞0时，△G=△H﹣T △S＜0，在室温一定能自发进行，故C错误；D、△H＞0，△S＜0时，任何温度下反应都不能自发进行，故D错误．所以选A．
分析：本题考查反应能否自发进行的判断，注意根据自由能判据的应用．
16．当化学反应的△H＜0，△S＞0时，反应一定能自发进行．下列反应属于该情况的是（ ）
A．2H2+O2=2H2O B．CaCO3=CaO+CO2↑
C．Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ D．NH4HCO3+CH3COOH=CH3COONH4+CO2↑+H2O
答案：C
解析：解答：A．2H2+O2=2H2O属于放热反应△H＜0，气体体积减小△S＜0，故A错误；B．CaCO3=CaO+CO2↑属于吸热反应△H＞0，气体体积增大△S＞0，故B错误；C．Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑属于放热反应△H＜0，气体体积增大△S＞0，故C正确；D．NH4HCO3+CH3COOH=CH3COONH4+CO2↑+H2O是吸热反应△H＞0，气体体积增大△S＞0，故D错误．故选C．
分析：本题考查焓变与熵变，注意△H和△S的判断方法．
17．25℃时，KNO3在水中的饱和溶液物质的量浓度是6mol L﹣1，若将1mol固体KNO3置于1L水中，则KNO3变成盐溶液过程的△H﹣T△S的取值为（ ）
A．小于0 B．等于0 C．大于0 D．不能确定
答案：A
解析：解答：本题中KNO3在水中的饱和溶液物质的量浓度是6mol L﹣1，说明1L溶液中最多可以溶解6moLKNO3固体，所以将1mol固体KNO3置于1L水中，则完全溶解，该过程为自发过程，所以△H﹣T△S＜0，所以选A．
分析：本题考查反应能否自发进行的条件，△H﹣T△S的大小决定反应能否自发进行．
18．下列说法不正确的是（ ）
A．冰→水若自发进行，△H＜T△S B．水→冰若自发进行，△H＜0
C．冰 水的平衡状态△H=T△S D．水 冰的平衡状态，△H=0
答案：D
解析：解答：A、因为△H﹣T△S＜0自发进行，所以冰从固体变化为液体，若自发进行，△H＜T△S，故A正确；B、水变成冰，由液态变成固态，熵变减小，则△S＜0，又水→冰若自发进行，则△H＜T△S，所以△H＜0，故B正确；C、冰 水的平衡状态△G=△H﹣T△S=0，所以△H=T△S，故C正确；D、冰 水的平衡状态△G=△H﹣T△S=0，所以△H=T△S，故D错误；故选D.
分析：本题考查了变化过程中熵变化的分析判断以及反应自发性的判断等，判断时把握△G=△H﹣T△S＜0自发；
19．下列有关说法正确的是（ ）
A．SO2（g）+H2O（g）→H2SO3（1），该过程熵值增大
B．SO2（g）→S（s）+O2（g）△H＞0，△S＜0，该反应能自发进行
C．3S（s）+2H2O（1）=SO2（g）+2H2S（g），恒温恒压下能自发进行
D．若某反应的△H＜0，△S＞0，则该反应一定能自发进行
答案：D
解析：解答：A、SO2（g）+H2O（g）→H2SO3（1），反应后气体的物质的量减少，所以该过程熵值减小，故A错误；B、SO2（g）→S（s）+O2（g）△H＞0，△S＜0，△G=△H﹣T △S＞0，反应不能自发进行，故B错误；C、3S（s）+2H2O（1）=SO2（g）+2H2S（g），反应的焓变不知道，不能确定反应的自发性，故C错误；D、当△H＜0，△S＞0时，△G=△H﹣T △S＜0，则该反应一定能自发进行，故D正确；所以选D
分析：本题考查反应能否自发进行的判断，注意根据自由能判据的应用．
20．已知在等温等压条件下，化学反应方向的判据为：
△H﹣T△S＜0 反应能正向自发进行
△H﹣T△S=0 反应达到平衡状态
△H﹣T△S＞0 反应不能自发进行
设反应A═D+E，△H﹣T△S=（﹣4 500+11T ） J mol﹣1，要防止反应发生，温度必须（ ）
A．高于409 K B．低于136 K C．高于136 K而低于409 K D．低于409 K
答案：A
解析：解答：已知反应A═D+E，△H﹣T△S=（﹣4 500+11T ） J mol﹣1，（温度单位为K）．要防止A分解反应发生，需要△H﹣T△S=（﹣4 500+11T ） J mol﹣1≥0，计算得到：T≥409K所以选A．
分析：本题考查了反应自发进行的判断依据的计算应用，注意单位的统一．
二、非选择题
21．根据所学的知识和经验，判断下列变化在常温下的焓变、熵变及方向性，填表：
变化 △H △S 方向性
NH4Cl（s）═NH3（g）+HCl（g）
2H+（aq）+Zn（s）═Zn2+（aq）+H2（g）
（说明：△H、△S填“＞0”、“＜0”、“=”，方向性填“可以自发”、“不能自发”或“无法确定”）
答案：△H＞0|△S＞0|不能自发|△H＜0|△S＞0|自发
解析：解答：NH4Cl（s）═NH3（g）+HCl（g）是分解反应△H＞0，反应正方向为气体物质的量增大的反应，所以△S＞0，因此常温下△H﹣T △S＞0不能自发进行；2H+（aq）+Zn（s）═Zn2+（aq）+H2（g）是活泼金属与酸的反应△H＜0，反应正方向为气体物质的量增大的反应，所以△S＞0，因此因此常温下△H﹣T △S＜0能自发进行；所以
变化 △H △S 方向性
NH4Cl（s）═NH3（g）+HCl（g） △H＞0 △S＞0 不能自发
2H+（aq）+Zn（s）═Zn2+（aq）+H2（g） △H＜0 △S＞0 自发
，故答案为：
变化 △H △S 方向性
NH4Cl（s）═NH3（g）+HCl（g） △H＞0 △S＞0 不能自发
2H+（aq）+Zn（s）═Zn2+（aq）+H2（g） △H＜0 △S＞0 自发
分析：本题考查了反应自发进行的判据应用，反应自发进行只要满足△H﹣T △S＜0即可自发进行，要注意题干要求是常温下．
22．2009年12月7日～18日在丹麦首都哥本哈根召开了世界气候大会，商讨《京都议定书》一期承诺到期后的后续方案，即2012年至2020年的全球减排协议，大会倡导“节能减排”和“低碳经济”，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．过渡排放CO2会造成“温室效应”，科学家正在研究如何将CO2转化为可利用的资源．目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇．一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g），图1表示该反应过程中能量（单位为kJ mol﹣1）的变化：
（1）关于该反应的下列说法中，正确的是 （填字母）．
A．△H＞0，△S＞0 B．△H＞0，△S＜0
C．△H＜0，△S＜0 D．△H＜0，△S＞0
答案：C
（2）为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为l L的密闭容器中，充入l mol CO2和3mol H2，一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g），经测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图2所示．
①从反应开始到平衡，CO2的平均反应速率v（CO2）= ．
②该反应的平衡常数表达式K= ．
③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是 （填字母）．
A．升高温度 B．将CH3OH（g）及时液化抽出
C．选择高效催化剂 D．再充入l molCO2和3molH2
答案：0.075mol/（L min）||BD
（3）25℃，1.01×105Pa时，16g 液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出369.2kJ的热量，写出该反应的热化学方程式： ．
答案：CH3OH（l）（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣738.4kJ mol﹣1
线
解析：解答：依据反应和图象分析判断：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g），反应是熵减少的反应△S＜0；反应物能量高于生成物的能量，判断反应是放热反应，△H＜0，
故答案为：C；（2）在体积为l L的密闭容器中，充入l mol CO2和4mol H2，一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g），测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图2所示．二氧化碳是反应物随反应进行浓度减小，甲醇是生成物，随反应进行浓度增大；10nim内达到平衡，生成甲醇浓度为0.75mol/L，二氧化碳浓度变化了0.75mol/L；则①依据化学平衡列式计算为：
CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）
起始量（mol/L） 1 4 0 0
变化量（mol/L） 0.75 2.25 0.75 0.75
平衡量（mol/L） 0.25 1.75 0.75 0.75
CO2的平均反应速率v（CO2）==0.075mol L﹣1 min﹣1 ，故答案为：0.075 mol L﹣1 min﹣1；
②该反应的平衡常数表达式K=，故答案为；
③措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是：A、反应是放热反应，升温平衡逆向进行，故A错误；B、将CH3OH（g）及时液化抽出，减小生成物的量，平衡正向进行，故B正确；
C、选择高效催化剂只能改变速率，不改变化学平衡，故C错误；D、再充入l molCO2和4molH2，增大压强平衡正向进行，故D正确；故选BD；（3）25℃，1.01×105Pa时，16g 液态甲醇物质的量为0.5mol，完全燃烧，当恢复到原状态时，放出369.2kJ的热量，依据书写热化学方程式的方法写出该反应的热化学方程式为：CH3OH（l）+O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣738.4 kJ mol﹣1，故答案为：CH3OH（l）+O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣738.4kJ mol﹣1；
分析：本题考查了反应的焓变判断，热化学方程式的书写原则，化学平衡的影响因素判断平衡移动方向，化学平衡的计算的应用，图象分析是关键．综合性较大．
23．氨氧化法制硝酸的主要反应是：4NH3（g）+5O2（g） 4NO（g）+6H2O（g）
（1）①该反应的熵变△S 0（填“＞”、“＜”或“=”）．
②升高温度，反应的平衡常数K值减小，则该反应的焓变△H 0（填“＞”、“＜”或“=”）．
答案：＞|＜
（2）若其他条件不变，下列关系图错误的是 （选填序号）．
答案：C
（3）在容积固定的密闭容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度如下表：
时间/浓度/（mol L﹣1） c（NH3） c（O2） c（NO） c（H2O）
起始 4.0 5.5 0 0
第 2min 3.2 4.5 0.8 1.2
第 4min 2.0 3.0 2.0 3.0
第 6min 2.0 3.0 2.0 3.0
①反应在第2min到第4min时，反应速率υ（O2）= ；
②反应在第2min时改变了条件，改变的条件可能是 ．该条件下，反应的平衡常数K=
（只写计算结果，不标单位）．
答案：0.75 mol L﹣1 min﹣1|升高温度（或使用催化剂）|3
义
解析：解答：（1）①已知4NH3（g）+5O2（g） 4NO（g）+6H2O（g），反应后气体物质的量增大，所以熵增大，即△S＞0，故答案为：＞；②升高温度，反应的平衡常数K值减小，说明平衡逆移，升高温度平衡逆移，则正反应为放热反应，即△H＜0，故答案为：＜；（2）已知4NH3（g）+5O2（g） 4NO（g）+6H2O（g），△H＜0，即该反应为体积增大的放热反应；A、升高温度平衡逆移，所以温度越高NH3的含量越多，与图象相符，故正确；B、增大压强平衡逆移，所以压强越大NO越小，与图象相符，故正确；C、升高温度平衡逆移，所以温度越高H2O的含量越小，与图象不相符，故错误；D、加催化剂不改变平衡，所以O2的含量不变，反应速率增大，到达平衡的时间变小，与图象相符，故正确；故答案为：C；
（3）①第 2min 到第 4min 时△c（NH3）=3.2﹣2.0=1.2mol L﹣1，所以△c（O2）=×1.2mol L﹣1=1.5mol L﹣1，则v（O2）==0.75 mol L﹣1 min﹣1，故答案为：0.75 mol L﹣1 min﹣1；②由表中数据可知从0到2min时消耗了NH3为0.8 mol L﹣1；第 2min 到第 4min 时消耗NH3为1.2mol L﹣1，说明第 2min 以后反应速率加快，所以改变的条件为升高温度（或使用催化剂）；平衡时c（NH3）=2.0 mol L﹣1，c（O2）=3.0mol L﹣1，c（NO）=2.0mol L﹣1，c（H2O）=3.0mol L﹣1，则K=3，故答案为：升高温度（或使用催化剂）；3．
分析：本题考查了反应速率的计算、化学平衡的移动、平衡常数的计算等，综合性较强．
24．高炉炼铁中发生的基本反应之一：FeO（s）+CO（g） Fe（s）+CO2（g）不能自发进行，已知正反应吸热．
（l）关于化学反应方向的判据△H﹣T △S＜0，反应 （填能自发、不能自发）
答案：不能自发
（2）该反应中平衡常数的表达式 K═ 温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，平衡常数K值 ．（均填增大、减小或不变）
答案：|增大
（3）1100℃时测得高炉中 c（CO2）=0.025mol/L，c（CO）═0．lmol/L，已知1100℃时平衡常数K=0.263．在这种情况下该反应是否处于平衡状态 （填是或否），此时化学反应速率是v（正） v（逆）（填=、＞或＜）．
答案：否|＞
（4）反应达到平衡后，若保持容器体积不变时，再通入一定量的CO，则CO的转化率将 （填“增大”、“减小”、“不变”）．
答案：不变
解析：解答：（1）反应FeO（s）+CO（g） Fe（s）+CO2（g），△S=0，△H＞0，△H﹣T △S＞0，反应不能自发进行，故答案为：不能自发；（2）可逆反应FeO（s）+CO （g） Fe（s）+CO2（g）的平衡常数表达式k=；该反应正反应是吸热反应，温度升高平衡向正反应方向移动，CO2的物质的量增大、CO的物质的量减小，故到达新平衡是CO2与CO的体积之比增大，故答案为：；增大；（3）此时浓度商Qc==0.25，小于平衡常数2.63，故反应不是平衡状态，反应向正反应进行，v（正）＞v（逆）；故答案为：否；＞；（4）若保持容器体积不变时，再通入一定量的CO，相当于增大压强，化学平衡不移动，CO的转化率不变；故答案为：不变；
分析：本题考查化学平衡常数的书写与运用、化学平衡影响因素以及等效平衡的运用等，侧重对基础知识的巩固与运用．
25．根据你已有的知识和经验，分析下列过程的焓变、熵变，并判断反应的方向．
（1）H+（aq）+OH﹣（aq）=H2O （l）△S=+80.7J mol﹣1 K﹣1，△H 0，△S 0，该反应 （自发或非自发）
答案：＜|＞|自发
（2）TiO2（s）+2Cl2（g）=TiCl4（l）+O2（g）△H=+161.9kJ mol﹣1△S=﹣38.4J mol﹣1 K﹣1该反应 （自发或非自发）
答案：非自发
解析：解答：（1）酸碱中和反应为放热反应，所以△H＜0，△S为正值所以△S＞0，则△H﹣T△S一定小于0，所以该反应能自发进行；故答案为：＜；＞；自发；（2）TiO2（s）+2Cl2（g）=TiCl4（l）+O2（g）△H=+161.9kJ mol﹣1△S=﹣38.4J mol﹣1 K﹣1该反应△H＞0，△S＜0，则：△H﹣T△S一定大于0，所以反应不能自发进行；故答案为：非自发．
分析：本题考查了反应焓变、熵变与反应能否自发进行的关系，明确反应能否自发进行的判断依据是解题关键，注意单位统一．
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人教版化学高二选修4第二章
第四节化学反应进行的方向同步练习
一、选择题
1．下列说法正确的是（ ）
A．在常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能自发进行
B．NH4HCO3（s）═NH3（g）+H2O（g）+CO2（g）△H=+185.57 kJ mol﹣1，能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据
D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向
答案：B
解析：解答：A、某些吸热反应也可以自发进行，依据△H﹣T△S＜0分析，△H＞0，△S＞0，常温下可以△H﹣T△S＜0，如氢氧化钡晶体和氯化铵反应，是吸热反应，常温下可以蒸发进行，故A错误；B、反应焓变大于0，熵变大于0，反应向熵变增大的方向进行，NH4HCO3（s）═NH3（g）+H2O（g）+CO2（g）△H=+185.57 kJ/mol，能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向，故B正确；C、依据反应自发进行的判断依据△H﹣T△S＜0分析，反应自发进行需要焓变、熵变和温度共同决定，故C错误；D、催化剂改变反应速率不改变化学平衡，使用催化剂不可以改变化学反应进行的方向，故D错误； 所以选B．
分析：本题考查了反应自发进行的分析判断，注意反应特征和焓变、熵变的分析判断，掌握基础是关键．
2．以下说法中正确的是（ ）
A．△H＜0的反应均是自发反应
B．自发进行的反应一定能迅速进行
C．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程
D．高锰酸钾受热分解是一个熵减小的过程
答案：C
解析：解答：A．△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A错误；B．△G＜0反应自发进行，能否发生还有反应速率问题，故B错误；C．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，是熵增的重要结果，故C正确；D．高锰酸钾分解生成气体，混乱度增加，熵值增大，故D错误；所以选C．
分析：本题考查化学反应进行方向的判断，注意对基础知识的理解掌握．
3．下列反应过程中，△H＞0且△S＞0的是（ ）
A．CaCO3（s）═CaO（s）+CO2（g）
B．NH3（g）+HCl（g）═NH4Cl（s）
C．4Al（s）+3O2（g）═2Al2O3（s）
D．H2SO4（aq）+Ba（OH）2（aq）═BaSO4（s）+2H2O（l）
答案：A
解析：解答：A．反应为吸热反应，且固体生成气体，则△H＞0，△S＞0，故A正确；B．反应为放热反应，气体生成固体，则△H＜0，△S＜0，故B错误；C．反应为放热反应，且气体生成固体，则△H＜0，△S＜0，故C错误；D．中和反应为放热反应，△H＜0，故D错误．所以选A．
分析：本题考查焓变与熵变，侧重于基础知识的考查，注意常见吸热反应和放热反应，把握物质的聚集状态与熵变的关系．
4．666℃和1.01×105 Pa时，反应“CaCO3（s）═CaO（s）+CO2（g）△H=+178.3kJ/mol”能自发进行的原因是（ ）
A．温度升高 B．该反应熵增
C．熵增效应大于能量效应 D．反应速率加快
答案：C
解析：解答：CaCO3（s）═CaO（s）+CO2（g）△H=+178.3kJ/mol，该反应为吸热反应△H＞0，反应能够自发进行，说明△H﹣T△S＜0，所以△S一定大于0，是熵值增大的反应，熵增效应大于能量效应反应自发进行，故选C．
分析：本题考查了熵变与焓变对反应自发进行方向的影响，明确△H﹣T△S＜0是反应自发进行的判断依据是解题关键．
5．25℃、101kPa下，反应2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）△H=+56.7kJ/mol能自发进行的原因是（ ）
A．是吸热反应 B．是放热反应
C．是熵减小的反应 D．熵增效应大于热效应
答案：D
解析：解答：2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）；△H=+56.7kJ/mol，是一个吸热反应，△H＞0，反应能够自发进行，必须满足△G=△H﹣T △S＜0，所以△S＞0，且熵增效应大于能量效应，所以选D．
分析：本题考查焓变和熵变与反应自发进行的关系，明确△H﹣T △S＜0是反应自发进行的判断依据是解题关键．
6．有关化学反应方向的判断，下列说法中正确的是（ ）
A．放热反应均是自发反应
B．物质的量增加的反应，△S为正值
C．如果△H和△S均为正值，当温度升高时，反应可能自发进行
D．△S为正值的反应均是自发反应
答案：C
解析：解答A、放热反应有利于反应的自发进行，但是有的放热反应在常温下不能自发进行，反应能否自发进行的判据：△H﹣T△S＜0，反应一定能自发进行，故A错误；B、只有气体的物质的量增加的反应，△S为正值，故B错误；C、如果△H和△S均为正值，当温度升高时，可满足△H﹣T △S＜0时，反应可自发进行，故C正确．D、△S为正值的反应不一定是自发反应，如水的分解，故D错误；故选C.
分析：本题考查反应热与焓变，注意把握化学反应进行的方向取决于焓变和熵变的综合判据，不能只根据一种物理量进行判断．
7．金属锡的冶炼常用焦炭作还原剂：SnO2（s）+2C（s）═Sn（s）+2CO（g），反应过程中能量的变化如图所示．下列有关该反应的△H、△S的说法中正确的是（ ）
A．△H＜0△S＜0 B．△H＞0△S＜0 C．△H＜0△S＞0 D．△H＞0△S＞0
答案：D
解析：解答：SnO2（s）+2C（s）═Sn（s）+2CO（g），该反应生成物气体系数大，混乱度大，所以是熵增加的反应，故：△S＞0；从图中可知，反应物能量低，生成物能量高，该反应是吸热反应，故：△H＞0；所以选D．
分析：本题考查了反应的焓变和熵变，平时训练时注意提高分析图象的能力的培养．
8．水凝结成冰的过程的焓变和熵变正确的是（ ）
A．△H＞0，△S＜0 B．△H＜0，△S＞0 C．△H＞0，△S＞0 D．△H＜0，△S＜0
答案： D
解析：解答：同种物质，液态的能量大于固态，则水凝结成冰的过程是放热过程，即△H＜0，液态时的熵大于固态时的熵，则水凝结成冰的过程是熵减小的过程，即△S＜0；故选D．
分析：本题考查了焓变和熵变，明确物质的状态与焓、熵大小关系是解题的关键．
9．已知C（s）+CO2（g）=2CO（g）在常温下为非自发反应（△G＞0），下列有关说法正确的是（ ）
A．该反应是焓减的反应 B．该反应是熵增的反应
C．降低温度可使该反应自发进行 D．无论反应温度是多少，该反应都不能自发进行
答案： B
解析：解答：已知C（s）+CO2（g）═2CO（g），气体体积增大是熵变增大的反应△S＞0；反应非自发进行的判断依据是△H﹣T△S＞0，则△H＞0，反应焓变大于0是吸热反应，A、上述分析可知反应是焓变增加的反应，故A错误；B、反应前后气体体积增大，熵增加的反应，故B正确；C、反应是吸热反应升高温度可以满足△H﹣T△S＜0，故C错误；D、上述分析可知，高温条件下可以满足△H﹣T△S＜0，故D错误；故选B．
分析：本题考查了反应焓变和熵变的分析判断，反应自发进行的判断依据和方法应用，掌握基础是关键．
10．已知；（NH4）2CO3（s）═NH4HCO3（s）+NH3（g）△H=+74.9kJ mol﹣1，下列说法中正确的是（ ）
A．该反应中熵变、焓变皆大于0
B．该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行
C．碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发进行
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：A
解析：解答：A、依据反应的特征分析（NH4）2CO3（（s）=NH4HCO3（s）+NH3（g）△H=+74.9kJ mol﹣1，反应是熵变增大的反应，△S＞0；反应是吸热反应焓变大于0，△H＞0；故A正确；
B、该反应是吸热反应，△H＞0，△S＞0；反应自发进行的判断依据是△H﹣T△S＜0，当高温下反应可以自发进行，故B错误；C、碳酸盐分解反应中熵增加，△S＞0，反应是吸热反应，△H＞0，反应自发进行的判断依据是△H﹣T△S＜0，反应自发进行，因此低温下碳酸盐分解是非自发进行的，故C错误；D、能自发进行的反应不一定是放热反应，不能自发进行的反应不一定是吸热反应，判断依据是△H﹣T△S＜0，故D错误；故选A．
分析：本题考查了反应自发进行的判断依据，理解自发进行的因素是由焓变和熵变温度共同决定．
11．下列说法正确的是（ ）
A．碳酸铵分解是吸热反应，根据焓判据判断能自发分解
B．多次洗牌以后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大，越混乱，熵值越大
C．水总是自发地由高处往低处流，这是一个自发反应
D．室温下水结成冰是自发过程
答案：B
解析：解答：A、焓判据：放热反应容易自发进行，碳酸铵分解是吸热反应，所以根据焓判据该反应是不自发的，故A错误；B、熵值是表示物质混乱度的量，多次洗牌以后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大，越混乱，熵值越大，故B正确；C、水总是自发地由高处往低处流，是一个自发过程，不是化学变化，所以不是一个自发反应，故C错误；D、室温下水不能结成冰，所以室温下水结成冰不是自发过程，故D错误；故选B．
分析：本题考查了自发过程和自发反应的判断，侧重于基础知识的考查．
12．下列说法正确的是（ ）
A．凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自发的
B．自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变
C．自发反应在恰当条件下才能实现
D．自发反应在任何条件下都能实现
答案：C
解析：解答：化学反应能否自发进行的判断依据为：△G=△H﹣T△S，当△G=△H﹣T△S＜0，反应能自发进行；当△G=△H﹣T△S=0，反应达到平衡状态；当△G=△H﹣T△S＞0，反应不能自发进行．自发反应判断依据不能判断该反应是吸热还是放热，也不能判断熵的变化，自发反应不是在任何条件下都能实现，必须在恰当条件下才能实现．所以选C.
分析：自发反应的判断依据为：△G=△H﹣T△S，当△G=△H﹣T△S＜0，反应能自发进行；当△G=△H﹣T△S=0，反应达到平衡状态；当△G=△H﹣T△S＞0，反应不能自发进行．焓变和熵变都不能独立地作为反应自发性的判据，自发反应的判断依据不能判断该反应是吸热还是放热，也不能判断熵的变化．
13．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△H、△S应为（ ）
A．△H＜0，△S＞0 B．△H＜0，△S＜0
C．△H＞0，△S＞0 D．△H＞0，△S＜0
答案：C
解析：解答：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，反应能自发进行，A、当△H＜0，△S＞0时，△G=△H﹣T △S＜0，在室温一定能自发进行，故A错误；B、△H＜0，△S＜0时，在低温下能自发进行，故B错误；C、△H＞0，△S＞0时，在室温下不能自发进行，在高温下能自发进行，故C正确；D、△H＞0，△S＜0时，任何温度下反应都不能自发进行，故D错误．故选C．
分析：本题考查反应能否自发进行的判断，，注意根据自由能判据的应用．
14．已知反应2CO（g）=2C（s）+O2（g）的△H为正值，△S为负值．设△H和△S不随温度改变，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．低温下不能自发进行，高温下能自发进行 D．任何温度下都不能自发进行
答案：D
解析：解答：反应CO（g）=C（s）+O2（g）的△H为正值，△S为负值，则△G=△H﹣T △S＞0，反应不能自发进行，故选D．
分析：本题考查反应能否自发进行的判断，注意根据△G=△H﹣T △S进行判断．
15．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，则该反应的正反应的△H、△S应为（ ）
A．△H＞0，△S＞0 B．△H＜0，△S＜0
C．△H＜0，△S＞0 D．△H＞0，△S＜0
答案：A
解析：解答：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，反应能自发进行，
A、△H＞0，△S＞0时，在室温下不能自发进行，在高温下能自发进行，故A正确；B、△H＜0，△S＜0时，在低温下能自发进行，故B错误；C、当△H＜0，△S＞0时，△G=△H﹣T △S＜0，在室温一定能自发进行，故C错误；D、△H＞0，△S＜0时，任何温度下反应都不能自发进行，故D错误．所以选A．
分析：本题考查反应能否自发进行的判断，注意根据自由能判据的应用．
16．当化学反应的△H＜0，△S＞0时，反应一定能自发进行．下列反应属于该情况的是（ ）
A．2H2+O2=2H2O B．CaCO3=CaO+CO2↑
C．Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ D．NH4HCO3+CH3COOH=CH3COONH4+CO2↑+H2O
答案：C
解析：解答：A．2H2+O2=2H2O属于放热反应△H＜0，气体体积减小△S＜0，故A错误；B．CaCO3=CaO+CO2↑属于吸热反应△H＞0，气体体积增大△S＞0，故B错误；C．Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑属于放热反应△H＜0，气体体积增大△S＞0，故C正确；D．NH4HCO3+CH3COOH=CH3COONH4+CO2↑+H2O是吸热反应△H＞0，气体体积增大△S＞0，故D错误．故选C．
分析：本题考查焓变与熵变，注意△H和△S的判断方法．
17．25℃时，KNO3在水中的饱和溶液物质的量浓度是6mol L﹣1，若将1mol固体KNO3置于1L水中，则KNO3变成盐溶液过程的△H﹣T△S的取值为（ ）
A．小于0 B．等于0 C．大于0 D．不能确定
答案：A
解析：解答：本题中KNO3在水中的饱和溶液物质的量浓度是6mol L﹣1，说明1L溶液中最多可以溶解6moLKNO3固体，所以将1mol固体KNO3置于1L水中，则完全溶解，该过程为自发过程，所以△H﹣T△S＜0，所以选A．
分析：本题考查反应能否自发进行的条件，△H﹣T△S的大小决定反应能否自发进行．
18．下列说法不正确的是（ ）
A．冰→水若自发进行，△H＜T△S B．水→冰若自发进行，△H＜0
C．冰 水的平衡状态△H=T△S D．水 冰的平衡状态，△H=0
答案：D
解析：解答：A、因为△H﹣T△S＜0自发进行，所以冰从固体变化为液体，若自发进行，△H＜T△S，故A正确；B、水变成冰，由液态变成固态，熵变减小，则△S＜0，又水→冰若自发进行，则△H＜T△S，所以△H＜0，故B正确；C、冰 水的平衡状态△G=△H﹣T△S=0，所以△H=T△S，故C正确；D、冰 水的平衡状态△G=△H﹣T△S=0，所以△H=T△S，故D错误；故选D.
分析：本题考查了变化过程中熵变化的分析判断以及反应自发性的判断等，判断时把握△G=△H﹣T△S＜0自发；
19．下列有关说法正确的是（ ）
A．SO2（g）+H2O（g）→H2SO3（1），该过程熵值增大
B．SO2（g）→S（s）+O2（g）△H＞0，△S＜0，该反应能自发进行
C．3S（s）+2H2O（1）=SO2（g）+2H2S（g），恒温恒压下能自发进行
D．若某反应的△H＜0，△S＞0，则该反应一定能自发进行
答案：D
解析：解答：A、SO2（g）+H2O（g）→H2SO3（1），反应后气体的物质的量减少，所以该过程熵值减小，故A错误；B、SO2（g）→S（s）+O2（g）△H＞0，△S＜0，△G=△H﹣T △S＞0，反应不能自发进行，故B错误；C、3S（s）+2H2O（1）=SO2（g）+2H2S（g），反应的焓变不知道，不能确定反应的自发性，故C错误；D、当△H＜0，△S＞0时，△G=△H﹣T △S＜0，则该反应一定能自发进行，故D正确；所以选D
分析：本题考查反应能否自发进行的判断，注意根据自由能判据的应用．
20．已知在等温等压条件下，化学反应方向的判据为：
△H﹣T△S＜0 反应能正向自发进行
△H﹣T△S=0 反应达到平衡状态
△H﹣T△S＞0 反应不能自发进行
设反应A═D+E，△H﹣T△S=（﹣4 500+11T ） J mol﹣1，要防止反应发生，温度必须（ ）
A．高于409 K B．低于136 K C．高于136 K而低于409 K D．低于409 K
答案：A
解析：解答：已知反应A═D+E，△H﹣T△S=（﹣4 500+11T ） J mol﹣1，（温度单位为K）．要防止A分解反应发生，需要△H﹣T△S=（﹣4 500+11T ） J mol﹣1≥0，计算得到：T≥409K所以选A．
分析：本题考查了反应自发进行的判断依据的计算应用，注意单位的统一．
二、非选择题
21．根据所学的知识和经验，判断下列变化在常温下的焓变、熵变及方向性，填表：
变化 △H △S 方向性
NH4Cl（s）═NH3（g）+HCl（g）
2H+（aq）+Zn（s）═Zn2+（aq）+H2（g）
（说明：△H、△S填“＞0”、“＜0”、“=”，方向性填“可以自发”、“不能自发”或“无法确定”）
答案：△H＞0|△S＞0|不能自发|△H＜0|△S＞0|自发
解析：解答：NH4Cl（s）═NH3（g）+HCl（g）是分解反应△H＞0，反应正方向为气体物质的量增大的反应，所以△S＞0，因此常温下△H﹣T △S＞0不能自发进行；2H+（aq）+Zn（s）═Zn2+（aq）+H2（g）是活泼金属与酸的反应△H＜0，反应正方向为气体物质的量增大的反应，所以△S＞0，因此因此常温下△H﹣T △S＜0能自发进行；所以
变化 △H △S 方向性
NH4Cl（s）═NH3（g）+HCl（g） △H＞0 △S＞0 不能自发
2H+（aq）+Zn（s）═Zn2+（aq）+H2（g） △H＜0 △S＞0 自发
，故答案为：
变化 △H △S 方向性
NH4Cl（s）═NH3（g）+HCl（g） △H＞0 △S＞0 不能自发
2H+（aq）+Zn（s）═Zn2+（aq）+H2（g） △H＜0 △S＞0 自发
分析：本题考查了反应自发进行的判据应用，反应自发进行只要满足△H﹣T △S＜0即可自发进行，要注意题干要求是常温下．
22．2009年12月7日～18日在丹麦首都哥本哈根召开了世界气候大会，商讨《京都议定书》一期承诺到期后的后续方案，即2012年至2020年的全球减排协议，大会倡导“节能减排”和“低碳经济”，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．过渡排放CO2会造成“温室效应”，科学家正在研究如何将CO2转化为可利用的资源．目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇．一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g），图1表示该反应过程中能量（单位为kJ mol﹣1）的变化：
（1）关于该反应的下列说法中，正确的是 （填字母）．
A．△H＞0，△S＞0 B．△H＞0，△S＜0
C．△H＜0，△S＜0 D．△H＜0，△S＞0
答案：C
（2）为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为l L的密闭容器中，充入l mol CO2和3mol H2，一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g），经测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图2所示．
①从反应开始到平衡，CO2的平均反应速率v（CO2）= ．
②该反应的平衡常数表达式K= ．
③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是 （填字母）．
A．升高温度 B．将CH3OH（g）及时液化抽出
C．选择高效催化剂 D．再充入l molCO2和3molH2
答案：0.075mol/（L min）||BD
（3）25℃，1.01×105Pa时，16g 液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出369.2kJ的热量，写出该反应的热化学方程式： ．
答案：CH3OH（l）（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣738.4kJ mol﹣1
线
解析：解答：依据反应和图象分析判断：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g），反应是熵减少的反应△S＜0；反应物能量高于生成物的能量，判断反应是放热反应，△H＜0，
故答案为：C；（2）在体积为l L的密闭容器中，充入l mol CO2和4mol H2，一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g），测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图2所示．二氧化碳是反应物随反应进行浓度减小，甲醇是生成物，随反应进行浓度增大；10nim内达到平衡，生成甲醇浓度为0.75mol/L，二氧化碳浓度变化了0.75mol/L；则①依据化学平衡列式计算为：
CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）
起始量（mol/L） 1 4 0 0
变化量（mol/L） 0.75 2.25 0.75 0.75
平衡量（mol/L） 0.25 1.75 0.75 0.75
CO2的平均反应速率v（CO2）==0.075mol L﹣1 min﹣1 ，故答案为：0.075 mol L﹣1 min﹣1；
②该反应的平衡常数表达式K=，故答案为；
③措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是：A、反应是放热反应，升温平衡逆向进行，故A错误；B、将CH3OH（g）及时液化抽出，减小生成物的量，平衡正向进行，故B正确；
C、选择高效催化剂只能改变速率，不改变化学平衡，故C错误；D、再充入l molCO2和4molH2，增大压强平衡正向进行，故D正确；故选BD；（3）25℃，1.01×105Pa时，16g 液态甲醇物质的量为0.5mol，完全燃烧，当恢复到原状态时，放出369.2kJ的热量，依据书写热化学方程式的方法写出该反应的热化学方程式为：CH3OH（l）+O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣738.4 kJ mol﹣1，故答案为：CH3OH（l）+O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣738.4kJ mol﹣1；
分析：本题考查了反应的焓变判断，热化学方程式的书写原则，化学平衡的影响因素判断平衡移动方向，化学平衡的计算的应用，图象分析是关键．综合性较大．
23．氨氧化法制硝酸的主要反应是：4NH3（g）+5O2（g） 4NO（g）+6H2O（g）
（1）①该反应的熵变△S 0（填“＞”、“＜”或“=”）．
②升高温度，反应的平衡常数K值减小，则该反应的焓变△H 0（填“＞”、“＜”或“=”）．
答案：＞|＜
（2）若其他条件不变，下列关系图错误的是 （选填序号）．
答案：C
（3）在容积固定的密闭容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度如下表：
时间/浓度/（mol L﹣1） c（NH3） c（O2） c（NO） c（H2O）
起始 4.0 5.5 0 0
第 2min 3.2 4.5 0.8 1.2
第 4min 2.0 3.0 2.0 3.0
第 6min 2.0 3.0 2.0 3.0
①反应在第2min到第4min时，反应速率υ（O2）= ；
②反应在第2min时改变了条件，改变的条件可能是 ．该条件下，反应的平衡常数K=
（只写计算结果，不标单位）．
答案：0.75 mol L﹣1 min﹣1|升高温度（或使用催化剂）|3
义
解析：解答：（1）①已知4NH3（g）+5O2（g） 4NO（g）+6H2O（g），反应后气体物质的量增大，所以熵增大，即△S＞0，故答案为：＞；②升高温度，反应的平衡常数K值减小，说明平衡逆移，升高温度平衡逆移，则正反应为放热反应，即△H＜0，故答案为：＜；（2）已知4NH3（g）+5O2（g） 4NO（g）+6H2O（g），△H＜0，即该反应为体积增大的放热反应；A、升高温度平衡逆移，所以温度越高NH3的含量越多，与图象相符，故正确；B、增大压强平衡逆移，所以压强越大NO越小，与图象相符，故正确；C、升高温度平衡逆移，所以温度越高H2O的含量越小，与图象不相符，故错误；D、加催化剂不改变平衡，所以O2的含量不变，反应速率增大，到达平衡的时间变小，与图象相符，故正确；故答案为：C；
（3）①第 2min 到第 4min 时△c（NH3）=3.2﹣2.0=1.2mol L﹣1，所以△c（O2）=×1.2mol L﹣1=1.5mol L﹣1，则v（O2）==0.75 mol L﹣1 min﹣1，故答案为：0.75 mol L﹣1 min﹣1；②由表中数据可知从0到2min时消耗了NH3为0.8 mol L﹣1；第 2min 到第 4min 时消耗NH3为1.2mol L﹣1，说明第 2min 以后反应速率加快，所以改变的条件为升高温度（或使用催化剂）；平衡时c（NH3）=2.0 mol L﹣1，c（O2）=3.0mol L﹣1，c（NO）=2.0mol L﹣1，c（H2O）=3.0mol L﹣1，则K=3，故答案为：升高温度（或使用催化剂）；3．
分析：本题考查了反应速率的计算、化学平衡的移动、平衡常数的计算等，综合性较强．
24．高炉炼铁中发生的基本反应之一：FeO（s）+CO（g） Fe（s）+CO2（g）不能自发进行，已知正反应吸热．
（l）关于化学反应方向的判据△H﹣T △S＜0，反应 （填能自发、不能自发）
答案：不能自发
（2）该反应中平衡常数的表达式 K═ 温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，平衡常数K值 ．（均填增大、减小或不变）
答案：|增大
（3）1100℃时测得高炉中 c（CO2）=0.025mol/L，c（CO）═0．lmol/L，已知1100℃时平衡常数K=0.263．在这种情况下该反应是否处于平衡状态 （填是或否），此时化学反应速率是v（正） v（逆）（填=、＞或＜）．
答案：否|＞
（4）反应达到平衡后，若保持容器体积不变时，再通入一定量的CO，则CO的转化率将 （填“增大”、“减小”、“不变”）．
答案：不变
解析：解答：（1）反应FeO（s）+CO（g） Fe（s）+CO2（g），△S=0，△H＞0，△H﹣T △S＞0，反应不能自发进行，故答案为：不能自发；（2）可逆反应FeO（s）+CO （g） Fe（s）+CO2（g）的平衡常数表达式k=；该反应正反应是吸热反应，温度升高平衡向正反应方向移动，CO2的物质的量增大、CO的物质的量减小，故到达新平衡是CO2与CO的体积之比增大，故答案为：；增大；（3）此时浓度商Qc==0.25，小于平衡常数2.63，故反应不是平衡状态，反应向正反应进行，v（正）＞v（逆）；故答案为：否；＞；（4）若保持容器体积不变时，再通入一定量的CO，相当于增大压强，化学平衡不移动，CO的转化率不变；故答案为：不变；
分析：本题考查化学平衡常数的书写与运用、化学平衡影响因素以及等效平衡的运用等，侧重对基础知识的巩固与运用．
25．根据你已有的知识和经验，分析下列过程的焓变、熵变，并判断反应的方向．
（1）H+（aq）+OH﹣（aq）=H2O （l）△S=+80.7J mol﹣1 K﹣1，△H 0，△S 0，该反应 （自发或非自发）
答案：＜|＞|自发
（2）TiO2（s）+2Cl2（g）=TiCl4（l）+O2（g）△H=+161.9kJ mol﹣1△S=﹣38.4J mol﹣1 K﹣1该反应 （自发或非自发）
答案：非自发
解析：解答：（1）酸碱中和反应为放热反应，所以△H＜0，△S为正值所以△S＞0，则△H﹣T△S一定小于0，所以该反应能自发进行；故答案为：＜；＞；自发；（2）TiO2（s）+2Cl2（g）=TiCl4（l）+O2（g）△H=+161.9kJ mol﹣1△S=﹣38.4J mol﹣1 K﹣1该反应△H＞0，△S＜0，则：△H﹣T△S一定大于0，所以反应不能自发进行；故答案为：非自发．
分析：本题考查了反应焓变、熵变与反应能否自发进行的关系，明确反应能否自发进行的判断依据是解题关键，注意单位统一．
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