2026届高考化学一轮复习周测卷 第14周 化学反应方向 化学反应机理（含解析）

第14周 化学反应方向 化学反应机理
时间：35分钟 总分：50分
单项选择题（每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求）
1.下列说法正确的是(　　)
A．非自发反应一定不能实现
B．同种物质气态时熵值最小，固态时熵值最大
C．反应NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH<0
D．恒温恒压下，ΔH<0且ΔS>0的反应一定不能自发进行
2.下列说法正确的是 (　)
A.常温常压下,Na2CO3、CaCO3的溶解焓变相近:Na2CO3(s)2Na+(aq)+C(aq)　ΔS1;CaCO3(s)Ca2+(aq)+C(aq)　ΔS2,则ΔS1>ΔS2
B.NaCl(s)NaCl(l)　ΔS<0
C.常温常压下,3O2(g)2O3(g)　ΔS>0
D.常温常压下,2CO(g)2C(s)+O2(g)　ΔS>0
3.科学家结合实验与计算机模拟结果，研究出了均相催化的思维模型。总反应：A＋B―→AB(K为催化剂)，①A＋K―→AK　Ea1，②AK＋B―→AB＋K　Ea2。下列说法错误的是(　　)
A．第①步为决速步骤
B．升高温度，该反应的速率加快
C．该反应的ΔH＝－Ea kJ·mol－1
D．催化剂降低了活化能，加快了反应速率
4.恒容绝热的密闭容器中充入反应物，在一定条件下分别发生四个不同的反应，平衡常数与压强随反应进行变化情况合理，且在高温下能自发进行的是(　　)
5.在密闭容器中充入足量的FeO(s)和适量O2(g),在一定条件下发生反应6FeO(s)+O2(g) 2Fe3O4(s)　ΔH<0,达到平衡时,测得O2浓度为a mol·L-1;保持温度不变,缩小容积至原来的,重新达到平衡时,测得O2浓度为c mol·L-1。下列有关说法错误的是(　　)
A.上述反应为熵减反应,在较低温度下能自发进行
B.恒温恒容条件下平衡后,再充入O2,O2的平衡转化率减小
C.当FeO(s)或Fe3O4(s)的物质的量保持不变时达到平衡状态
D.温度不变,达到新平衡时,c=a
6.(2023·南昌模拟)二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的“清洁能源”，科学家研究在酸性条件下，用甲醇可合成二甲醚，反应历程中相对能量变化如图所示。
下列叙述错误的是(　　)
A．循环过程中，催化剂参与了中间反应
B．该历程中最小的能垒(基元反应活化能)为1.31 kJ·mol－1
C．制约总反应速率关键步骤的基元反应方程式为―→CH3OCH3＋H＋
D．总反应方程式为2CH3OHCH3OCH3＋H2O
7.下列说法不正确的是 (　)
A.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
B.反应NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)　ΔH=+185.57 kJ·mol-1能自发进行,原因是体系有自发向混乱度增加的方向进行的倾向
C.ΔH<0、ΔS>0的反应在任何温度下都能自发进行
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速率
二、非选择题（共26分）
8.（4分）已知在100 kPa、298.15 K时，石灰石发生分解反应：CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH＝＋178.3 kJ·mol－1　ΔS＝＋160.4 J·mol－1·K－1，则
(1)该反应 (填“能”或“不能”)正向自发进行。
(2)若温度能决定反应方向，则该反应正向自发进行的最低温度为____ ____。
9.（6分）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。
可知水煤气变换的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E正＝________eV，写出该步骤的化学方程式：__________________________________。
10.（16分）[2024·浙江东阳模拟] CO催化转化反应是一类广泛应用于工业生产和理论研究的重要反应。
(1)使用固体催化剂消除汽车尾气中的CO、NO等污染物,机理如下[其中Cat(s)表示催化剂,*表示吸附态]:
Ⅰ.NO+Cat(s)NO*
Ⅱ.CO+Cat(s)CO*
Ⅲ.NO*N*+O*
Ⅳ.CO*+O*CO2+Cat(s)
Ⅴ.N*+N*N2+Cat(s)
Ⅵ.NO*+N*N2O+Cat(s)
经测定汽车尾气中反应物及生成物浓度随温度变化关系如图甲:
①如图甲,温度为330 ℃时发生的反应中,限度最大的为　　　　(填“Ⅳ”“Ⅴ”或“Ⅵ”)。
②气体在Cat(s)表面反应,吸附和解吸同时影响总反应速率。恒温时,2NO+2CON2+2CO2的反应速率随压强的变化如图乙所示。试解释bc段变化趋势的原因: 　 。
③研究发现,Ca+能催化CO与N2O反应以消除两者的污染,第一步是Ca+先变成CaO+。请用两个方程式表示该催化反应历程,步骤Ⅰ:　　　　　　　　　　　;步骤Ⅱ:　 。
(2)向容器中充入0.2 mol H2和0.1 mol CO制备CH3OH:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)　ΔH<0,若容器恒定温度和压强,H2的平衡转化率(%)如图丙所示(虚线表示没有测定该条件下的数据)。
①图丙中若T1②T2 ℃下,该反应的压强平衡常数Kp为　　　　(MPa)-2[压强平衡常数可以用反应体系中气体物质的分压表示,p(H2)=p总×x(H2)]。
③恒温恒容下,向平衡后体系中再通入0.1 mol CO和0.2 mol H2,重新平衡时H2的转化率 (选填序号)。
A.增大 B.不变 C.减小 D.无法确定
第14周 参考答案
1.C　反应是否自发进行，由熵变、焓变、温度共同决定，非自发反应在改变条件时可以发生，选项A错误；熵是指体系的混乱度，同种物质熵值：气态>液态>固态，选项B错误；反应能自发进行说明：ΔH－TΔS＜0，由化学方程式NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)可知该反应的ΔS＜0，要使ΔH－TΔS＜0，必须满足ΔH＜0，选项C正确；恒温恒压下，ΔH＜0且ΔS＞0的反应的ΔH－TΔS＜0，反应一定可以自发进行，选项D错误。
2.A　 Na2CO3、CaCO3的溶解焓变相近,主要由熵变决定反应方向,Na2CO3比CaCO3易溶解,则ΔS1>ΔS2,故A正确;固体变为液体,混乱程度增大,则ΔS>0,故B错误;气体分子数减少,混乱度减小,则ΔS<0,故C、D错误。
3.C　第①步的正反应活化能Ea1>第②步正反应活化能Ea2，所以反应速率：①<②，而总反应速率取决于慢的反应，故决速步骤为①，A正确；温度升高，反应速率加快，B正确；Ea是该反应正反应的活化能，C错误；催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，D正确。
4.A 若为吸热反应，ΔH>0，随着反应进行，温度降低，K减小；p增大，说明气体物质的量增多，ΔS>0，因此高温下能自发进行，p减小，反应不能自发进行。若为放热反应，ΔH<0，随着反应进行，温度升高，K减小；p增大，任何条件都能自发进行，p减小，低温下能自发进行。
5.B 根据题给反应式可知:反应物只有O2是气体,产物是固体,该反应是熵减反应,正反应是放热反应,由ΔG=ΔH-TΔS可知,在较低温度下能自发进行,A正确;恒温条件下,化学平衡常数不变,再充入氧气,化学平衡向正反应方向移动,最终平衡时O2浓度不变,氧气的平衡转化率增大,B错误;当固体质量或物质的量保持不变时,说明正反应速率等于逆反应速率,C正确;假设化学平衡不移动,当缩小容积至原容器容积的时,则氧气浓度增至原来的4倍。实际上,缩小容积时化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动,导致氧气浓度减小。当第二次达到平衡时,因温度不变,平衡常数K不变,则根据平衡常数表达式可知:K=c(O2),所以平衡时氧气浓度不变,a=c,D正确。
6.B　整个过程中H＋是催化剂，先参与第一步反应，在最后一步反应生成，故A正确；由图可知该历程中最小的能垒(基元反应活化能)为131 kJ·mol－1，故B错误；决定总反应速率的是活化能或能垒最高的基元反应，由图可知，该基元反应为―→CH3OCH3＋H＋，故C正确；整个过程消耗甲醇，生成二甲醚和水，故总反应为2CH3OHCH3OCH3＋H2O，故D正确。
7.A　化学反应的焓变和熵变共同决定反应方向,A项错误;该反应的焓变大于0、熵变大于0,根据ΔG=ΔH-TΔS<0能自发进行可判断,自发进行的原因是体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向,B项正确;根据ΔG=ΔH-TΔS<0能自发进行可判断,ΔH<0、ΔS>0的反应在任何温度下都能自发进行,C项正确;在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂可以改变反应活化能从而改变化学反应速率,D项正确。
8.【答案】(1)不能　(2)1 111.6 K
【解析】(1)ΔG＝ΔH－TΔS＝＋178.3 kJ·mol－1－298.15 K×(＋160.4×10－3 kJ·mol－1·K－1) ≈130.5 kJ·mol－1＞0，所以该反应不能正向自发进行。
(2)根据ΔG＝ΔH－TΔS＜0时，反应可正向自发进行，则有T＞≈1 111.6 K。
9.【答案】小于　2.02　COOH*＋H*＋H2O*===COOH*＋2H*＋OH*(或H2O*===H*＋OH*)
【解析】观察始态物质的相对能量与终态物质的相对能量知，终态物质相对能量低于始态物质相对能量，说明该反应是放热反应，ΔH小于0。过渡态物质相对能量与始态物质相对能量相差越大，活化能越大，由题图知，最大活化能E正＝1.86 eV－(－0.16 eV)＝2.02 eV，该步起始物质为COOH*＋H*＋H2O*，产物为COOH*＋2H*＋OH*。
10.【答案】(1)①Ⅳ　②压强增大,吸附速率虽然增大,但不利于解吸,解吸速率减小更多,所以反应速率减小　③Ca++N2OCaO++N2　CO+CaO+CO2+Ca+
(2)①p3>p2>p1　该反应放热,升高温度,平衡逆向移动,H2转化率减小,但三个压强对应的H2的转化率相等,说明压强:p3>p2>p1　②306.25　③A
【解析】(1)①由图可知,330 ℃时,CO2浓度最大,CO2为反应Ⅳ的生成物,则限度最大的为反应Ⅳ。②压强增大,吸附速率虽然增大,但不利于解吸,解吸速率减小程度比吸附速率增大程度大,所以反应速率减小。③总反应为CO+N2OCO2+N2,第一步是Ca+先得到O原子变成CaO+,则第一步反应为Ca++N2OCaO++N2,用总反应减去第一步反应得第二步反应为CO+CaO+CO2+Ca+。(2)①该反应放热,升高温度,平衡逆向移动,H2转化率减小,增大压强,平衡正向移动,H2转化率增大,三个压强对应的H2的转化率相等,而T1p2>p1。②如图丙所示,T2 ℃下,总压强是0.4 MPa,H2的平衡转化率是80%,列出三段式:
　 　　　2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)
开始/mol　0.2　　　0.1　　　　　0
变化/mol　0.16　 　0.08　　　　0.08
平衡/mol　0.04　 　0.02　　　　0.08
平衡时三种气体的分压分别为p(H2)=p总×x(H2)=×0.4 MPa=×0.4 MPa,则p(CH3OH)=×0.4 MPa,p(CO)=×0.4 MPa,平衡常数Kp== (MPa)-2=306.25 (MPa)-2。③恒温恒容下,向容器中充入0.2 mol H2和0.1 mol CO达到平衡,再通入0.1 mol CO和0.2 mol H2,相当于加压,平衡正向移动,H2的转化率增大,则A正确。