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高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二章 化学反应速率与化学平衡第三节 化学反应的方向当堂达标检测题
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这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二章 化学反应速率与化学平衡第三节 化学反应的方向当堂达标检测题，共17页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题等内容，欢迎下载使用。
2.3化学反应的方向课堂同步练-人教版高中化学选择性必修1
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列说法正确的是
A．凡是放热反应都是自发反应上 B．自发反应都是熵增大的反应
C．吸热反应可能是自发反应 D．凡是需要加热才能发生的反应都是非自发进行的
2．等温等压过程在低温下不能自发进行，而在高温下可自发进行的条件是
A．△H<0，△S<0 B．△H>0，△S<0 C．△H<0，△S>0 D．△H>0，△S>0
3．汽车尾气治理的办法之一是在汽车排气管上安装催化转化器，使尾气中的有害物质转化成无害物质，其反应原理是。下列说法错误的是
A．该反应是熵减小的反应 B．该反应需使用催化剂，因此属于非自发反应
C．使用催化剂可以加快反应速率 D．该反应是放热反应
4．下列不属于自发进行的变化是 ( )
A．红墨水加到清水使整杯水变红 B．冰在室温下融化成水
C．NaHCO3 转化为 Na2CO3 D．铁器在潮湿的空气中生锈
5．下列说法正确的是
A．在常温下能自发进行，则该反应的
B．反应在室温下可自发进行，则该反应的
C．的反应，不需要任何条件就可自发进行
D．常温下，反应不能自发进行，则该反应的
6．下列说法不正确的是
A．ΔH＜0、ΔS＞0的反应在任何温度下都能自发进行
B．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．0.1mol·L-1盐酸和0.1mol·L-1HNO3分别与大小相同的大理石反应的速率相同
7．下列说法错误的是
A．D2、H2、HD燃烧均生成水
B．一次性打火机中的可燃性液体是苯
C．硝酸铵溶于水可自发进行，该过程ΔH>0，ΔS>0
D．BaCl2溶液能用来鉴别同浓度的纯碱稀溶液与小苏打稀溶液
8．在恒容密闭容器中进行反应 ，下列说法错误的是
A．正反应是熵减小的反应
B．升高温度，平衡向右移动
C．增大N(g)的浓度，M(g)的平衡转化率增大
D．加入催化剂，反应速率增大，平衡状态不变
9．下列说法正确的是
A．反应C(s)+ H2O(g)H2(g) + CO(g)的 △S<0
B．反应C(s)+ H2O(g) H2(g) + CO(g)，在恒温恒压下，加入催化剂，平衡常数增大
C．对于反应2NO2(g) N2O4(g) △H<0，断裂2moNO2中的共价键所需能量小于断裂1molN2O4中的共价键所需能量
D．对于反应2NO2(g)N2O4(g) △H<0 ，恒温时，缩小容积，气体颜色变深，是平衡正向移动导致的
10．甲烷与氯气光照条件下取代反应的部分反应历程和能量变化如下：
(i)Cl2(g)→2Cl•(g) ΔH1=+242.7kJ•mol-1
(ii)CH4(g)+Cl•(g)→CH3•(g)+HCl(g) ΔH2=+7.5kJ•mol-1
(iii)CH3•(g)+Cl2(g)→CH3Cl(g)+Cl•(g) ΔH3=-112.9kJ•mol-1
下列说法不正确的是
A．CH4(g)+Cl2(g)→CH3Cl(g)+HCl(g) ΔH=-105.4kJ•mol-1
B．CH4(g)+Cl2(g)→CH3Cl(g)+HCl(g)反应在光照下进行，反应不自发
C．C—Cl键能比Cl—Cl键能大112.9kJ•mol-1
D．若是甲烷与Br2发生反应，ΔH2>7.5kJ•mol-1
二、填空题
11．以下化学反应，反应物能否自发转变为生成物？请判断并写出你的判断依据。(反应均在298K、100kPa下进行)
(1)； (填“可以”“不可以”或“无法判断”)。理由是 。
(2)； (填“可以”“不可以”或“无法判断”)。理由是 。
12．在其他条件不变时，改变某一条件对aA(g)＋bB(g)cC(g)化学平衡的影响，得到如图所示图象(α表示平衡转化率)，回答下列问题：
（1）在反应Ⅰ中，若p1>p2，则此正反应为 (填“吸热”或“放热”)反应，也是一个气体分子数 (填“减小”或“增大”)的反应，由此判断，此反应自发进行必须满足的条件是 。
（2）在反应Ⅱ中，T1 T2(填“>”“<”或“＝”)，该正反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
（3）在反应Ⅲ中，若T1>T2，则该正反应能否自发进行？ 。
13．在恒压密闭容器中，充入一定量的H2和CO2发生如下可逆反应： ∆H＜0，实验测得在不同温度下，反应体系中CO2的平衡转化率与压强的关系曲线如图所示。
该反应的∆S 0(填“”或“”)，该反应在 (填“低温”或“高温”)条件下可自发进行。
14．回答下列问题。
(1)用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解CO2，发生反应：2CO2(g)=2CO(g)＋O2(g)，该反应的ΔH (填“>”“<”或“=”)0，ΔS (填“>”“<”或“=”)0，在低温下，该反应 (填“能”或“不能”)自发进行。
(2)已知在100kPa、298K时石灰石分解反应CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)的ΔH>0，ΔS>0，则：
①该反应常温下 (填“能”或“不能”)自发进行。
②据本题反应数据分析，温度 (填“能”或“不能”)成为反应方向的决定因素。
(3)已知下列数据：CaO(s)＋SO3(g)=CaSO4(s) ΔH=－401.9 kJ·mol－1
CaSO4(s)
CaO(s)
SO3(g)
S/J·mol－1·K－1
107.0
39.75
256.65
用CaO(s)吸收高炉废气中的SO3气体 (填“能”或“不能”)防止SO3污染环境。
15．合成氨工业的核心反应是N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)；反应过程中能量变化如图所示，回答下列问题。
(1)该反应的ΔH= kJ/mol。
(2)在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)在500℃、2×107Pa和催化剂条件下，向一密闭容器中充入0.5mol N2和1.5mol H2，充分反应后，放出的热量 46.2 kJ (填“＜”、“＞”或“＝”) 。
(4)关于该反应的下列说法中，正确的是 (填字母)。
A．ΔH＞0，ΔS＞0 B．ΔH＞0，ΔS＜0
C．ΔH＜0，ΔS＞0 D．ΔH＜0，ΔS＜0
(5)已知298K时白磷、红磷完全燃烧的热化学方程式分别为：P4(s，白磷)＋5O2 (g)= P4O10 (s) ΔH1＝－2983.2 kJ/mol 4P(s，红磷)＋ 5O2 (g) = P4O10 (s) ΔH2＝－2954kJ/mol，则该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式： 。
16．恒温时，将2molA和2molB气体投入固定容积为2L密闭容器中发生反应：2A(g)＋B(g)xC(g)＋D(s)，10s时，测得A的物质的量为1.7mol，C的反应速率为0.0225mol·L—1·s—1；40s时反应恰好处于平衡状态，此时B的转化率为20%。请填写下列空白：
（1）x=
（2）从反应开始到10s，B的平均反应速率为
（3）从反应开始到40s达平衡状态，A的平均反应速率为
（4）平衡时容器中B的体积分数为
（5）下列各项能表示该反应达到平衡状态是
A．消耗A的物质的量与生成D的物质的量之比为2∶1
B．容器中A、B的物质的量n(A)∶n(B)=2∶1
C．气体的平均相对分子质量不再变化
D．压强不再变化
E．气体密度不再变化
17．在下列变化中，体系的熵将发生怎样的变化？
(1)冰融化
(2)水蒸气冷凝
(3)蔗糖溶解在水中
(4)
18．节能减排是指节约物质资源和能量资源，减少废弃物和环境有害物的排放。
(1)实现“节能减排”和“低碳经济”的项重要课题就是如何将转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用来生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：，如图所示为该反应过程中的能量变化：
下列关于该反应的说法正确的是 (填序号)。
A．， B．，
C．， D．，
(2)将煤加工成水煤气可降低污染并提高燃料的利用率。将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气，反应方程式为，该反应的，。该反应在常温下 (填“能”或“不能”)自发进行。
19．回答下列问题：
（1）汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：2CO(g)==2C(s)＋O2(g)。已知该反应的ΔH>0，简述该设想能否实现的依据： 。
（2）下列反应中，在高温下不能自发进行的是 (填字母)。
a．CO(g)==C(s)＋O2(g)
b．2N2O5(g)==4NO2(g)＋O2(g)
c．(NH4)2CO3(s)==NH4HCO3(s)＋NH3(g)
d．MgCO3(s)===MgO(s)＋CO2(g)
（3）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。生产氢气：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＝＋131.3kJ·mol－1，ΔS＝＋133.7J·mol－1·K－1，该反应在低温下 (填“能”或“不能”)自发进行。
20．焓变与反应的自发性的关系
(1)焓判据：
放热反应(ΔH 0)在反应过程中体系能量 ，因此具有自发进行的倾向。
(2)自发反应与焓变的关系
多数自发进行的化学反应是 反应，但也有很多 反应能自发进行，因此，反应焓变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。
三、实验题
21．超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式如下：2NO+2CO 2CO2+N2，为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表：
时间／s
0
1
2
3
4
5
c(NO)/ mol·L-1
1.00×10-3
4.50×10-4
2.50×10-4
1.50×10-4
1.00×10-4
1.00×10-4
c(CO)/ mol·L-1
3.60×10-3
3.05×10-3
2.85×10-3
2.75×10-3
2.70×10-3
2.70×10-3
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响)：
（1）在上述条件下反应能够自发进行，则反应的△H 0(填写“＞”、“＜”、“=”)。
（2）前2s内的平均反应速率v(N2)= 。
（3）假设在密闭容器中发生上述反应，投入相等的反应物，反应刚开始时下列措施能提高NO反应速率的是 。
A．选用更有效的催化剂 B．升高反应体系的温度
C．降低反应体系的温度 D．缩小容器的体积
（4）研究表明：在使用等质量催化剂时，催化剂比表面积会影响化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中，请在下表中填入剩余的实验条件数据。
实验
编号
T/℃
NO初始浓度
mol·L-1
CO初始浓度
mol·L-1
催化剂的比表面积
m2·g-1
达到平衡的时间
分钟
Ⅰ
280
l.20×10-3
5.80×10-3
82
200
Ⅱ
l.20×10-3
124
120
Ⅲ
350
5.80×10-3
124
5
通过这3组实验，可以得出的温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律是 .
参考答案：
1．C
【详解】A．反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的，若，，反应能否自发，和温度有关，与反应是否放热无关，A项错误；
B．自发反应不一定是熵增大的反应，比如氨气和氯化氢反应生成氯化铵能自发进行，该反应是熵减反应，B项错误；
C．吸热反应可能会自发进行，氯化铵与氯氧化钡晶体为吸热反应，常温下就能进行，C项正确；
D．燃料的燃烧需要点燃，是自发进行的反应，需要加热才能发生的反应不一定都是非自发进行的，D项错误；
故答案为：C。
2．D
【详解】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；当△H＜0，△S＞0时，△G=△H-T△S＜0，在室温一定能自发进行；而△H＞0，△S＜0时不能自发进行；△H＞0，△S＞0时，在室温下不能自发进行，在高温下能自发进行；答案选D。
3．B
【详解】A．该反应是气体体积减小的反应，故熵减小，A项正确；
B．只使用催化剂便可使尾气发生转化，故此反应能自发进行，催化剂只是加快反应速率，B项错误；
C．催化剂可以降低反应活化能，活化分子百分数增大，反应速率增大，C项正确；
D．该反应的熵减小，而该反应能自发进行，因此该反应为放热反应，D项正确；
故选B。
4．C
【详解】A．红墨水浓度大于水，微粒向浓度低的方向分散是自发进行的物理变化，故A不符合题意；
B．冰的熔点为0℃，水常温是液体，冰在室温下融化成水，是自发进行的物理变化，故B不符合题意；
C．NaHCO3 转化为 Na2CO3是需要一定条件或试剂实现转化，变化过程不是自发进行的变化，故C符合题意；
D．铁在潮湿的空气中生锈是发生了电化腐蚀，发生了吸氧腐蚀，是自发进行的变化，故D不符合题意；
答案选C。
5．B
【详解】A.该反应为气体体积减小的反应，，要使反应自发进行，必有，故A错误；
B.该反应，在室温下反应自发进行，必有，故B正确；
C.的反应，不代表不需要任何条件就可自发进行，很多自发反应还需要引发条件如：点燃、加热等，故C错误；
D.反应的，常温不能自发进行，反应自发进行，则该反应的，故D错误。
故选B。
【点睛】自由能变△G的的判断方法 △G＝△H－T△S。△G＜0，反应正向自发进行。 △G＝0，反应处在平衡状态。 △G＞0，反应逆向自发进行。
6．C
【详解】A．ΔH＜0、ΔS＞0的反应，则ΔG=ΔH－TΔS＜0，因此在任何温度下都能自发进行，故A正确；
B．气体的混乱度大于固体的混乱度，NH4HCO3(s)=NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g) ΔH=＋185.57 kJ·mol-1能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向，故B正确；
C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变不能单独作为反应自发性的判据，常用ΔG=ΔH－TΔS来判断，故C错误；
D．0.1mol·L-1盐酸和0.1mol·L-1HNO3分别与大小相同的大理石反应，由于氢离子浓度相等，因此两者的速率相同，故D正确。
综上所述，答案为C。
7．B
【详解】A．D2、H2、HD都为氢气分子，都能在氧气中燃烧生成水，A正确；
B．一次性打火机内充装的是液态丁烷，B错误；
C．硝酸铵溶于水的过程为吸热过程，ΔH>0，硝酸铵在溶液中电离出自由移动的离子的过程是熵变增大的过程，ΔS>0，常温下ΔH-ΔS<0，则硝酸铵溶于水可自发进行，C正确；
D．碳酸钠溶液能与氯化钡溶液反应生成碳酸钡白色沉淀，碳酸氢钠溶液不能与氯化钡溶液反应，则氯化钡溶液能用来鉴别同浓度的碳酸钠稀溶液和碳酸氢钠稀溶液，D正确；
故选B。
8．B
【详解】A．该反应的反应物和生成物都是气体，反应物的总的物质的量大于生成物的总物质的量，所以正反应是熵减小的反应，故A正确；
B．该反应的正反应是放热反应，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即向左移动，故B错误；
C．增大N的浓度，平衡正向移动，可以使M的转化率增大，故C正确；
D．催化剂只能加快速率，不能使平衡发生移动，故D正确；
故选B。
9．C
【详解】A．该反应是气体体积增大的反应，反应的熵变ΔS＞0，故A错误；
B．化学平衡常数是温度函数，温度不变，平衡常数不变，则恒温恒压下，加入催化剂，化学平衡常数不变，故B错误；
C．该反应是反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，则完全断裂2mol二氧化氮分子中的共价键所吸收的热量小于完全断裂1mol 四氧化二氮分子中的共价键所吸收的热量，故C正确；
D．该反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，气体颜色变浅，则气体体积压缩，颜色变深是因为体积减小，二氧化氮浓度变大引起的，故D错误；
故选C。
10．B
【详解】A．根据盖斯定律反应(ii)+(iii)可得CH4(g)+Cl2(g)→CH3Cl(g)+HCl(g)ΔH=-105.4kJ•mol-1，A正确；
B．该反应ΔH＜0，某温度条件下一定可以满足ΔG=ΔH-TΔS＜0，可以自发，B错误；
C．反应(iii)中断裂Cl-Cl键，形成C-Cl，ΔH=-112.9kJ•mol-1，即放出112.9kJ•mol-1能量，所以C—Cl键能比Cl—Cl键能大112.9kJ•mol-1，C正确；
D．溴原子半径大于Cl，所以C-Br键与Br-H键的键能之和小于C-Cl键和Cl-H，则甲烷与Br2反应时过程ii中成键释放的能量较小，而断键过程均是断裂C-H键，所以甲烷与Br2反应时过程ii中吸收的能量更多，ΔH2>7.5kJ•mol-1，D正确；
综上所述答案为B。
11．(1) 可以 根据反应可以自发进行可知，能自发进行
(2) 无法判断 反应为放热的熵减反应，根据反应可以自发进行可知，反应能在低温下自发进行，在高温下不能自发进行，故无法判断
【详解】（1）反应为放热的熵增反应，根据反应可以自发进行可知，能自发进行；
（2）反应为放热的熵减反应，根据反应可以自发进行可知，反应能在低温下自发进行，在高温下不能自发进行，故无法判断；
12． 放热 减小 低温 ＜ 放热 能自发进行
【分析】（1）反应Ⅰ中恒压下温度升高，α（A）减小，即升高温度平衡向左移动，△H＜0；恒定温度时压强越大，α（A）越大，说明此a+b＞c，即为熵减反应，△S＜0；放热、熵减反应只能在低温下自发进行；
（2）“先拐先平数值大”T2温度下反应先达到平衡状态，说明T2＞T1，温度越高，平衡时C的物质的量越小，即升高温度平衡向左移动，则正反应为放热反应；
（3）恒温下压强变化对α（A）没有影响，说明a+b=c，△S≈0，若T1＞T2，恒压下温度越高α（A）越大，说明升高温度平衡向右移动，正反应为吸热反应，△H＞0，则△H-T△S＞0，反应不能自发进行。
【详解】（1）反应Ⅰ中恒压下温度升高，α（A）减小，即升高温度平衡向左移动，则正反应为放热反应，△H＜0；由p1＞p2知恒定温度时压强越大，α（A）越大，即增大压强平衡向右移动，说明此反应为气体分子数减少的反应（a+b＞c），即为熵减反应，△S＜0，放热、熵减反应只能在低温下自发进行。
故答案为放热；减小；低温。
（2）反应Ⅱ中T2温度下反应先达到平衡状态，说明T2＞T1；温度越高，平衡时C的物质的量越小，即升高温度平衡向左移动，则正反应为放热反应，△H＜0。
故答案为＜；放热；
（3）反应Ⅲ中在恒温下压强变化对α（A）没有影响，说明压强变化不能影响平衡，此反应为气体分子数不变的反应（a+b=c），反应过程中熵变很小，△S≈0，若T1＞T2，恒压下温度越高A的体积分数越大，说明升高温度平衡向左移动，正反应为放热反应，△H＜0，则△H-T△S＜0，反应能自发进行。
故答案为能自发进行。
【点睛】化学平衡图象题的解题常用方法为（1）“先拐先平”：在含量—时间曲线中，先出现拐点的则先达到平衡，说明该曲线表示的温度较高或压强较大。（2）“定一议二”：图象中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系。
13． ＜ 低温
【详解】根据热化学方程式 ∆H＜0可知，正反应是气体体积减小的放热反应，因此该反应的；由于时反应自发进行，所以该反应在低温条件下可自发进行。
14．(1) > > 不能
(2) 不能 能
(3)能
【详解】（1）该反应为吸热反应，化学反应后气体的化学计量数之和增加，所以ΔH>0，ΔS>0，低温时ΔG=ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行。
（2）①常温下石灰石不分解，反应不能自发进行；
②该反应的ΔH>0，ΔS>0，属于熵增加的吸热反应，故在高温下该反应能够自发进行。
（3）根据已知数据求得ΔS=107.0 J·mol－1·K－1－39.75 J·mol－1·K－1－256.65 J·mol－1·K－1=－189.4 J·mol－1·K－1，ΔH－TΔS=－401.9 kJ·mol－1－298 K×(－189.4×10－3kJ·mol－1·K－1)≈－345.46 kJ·mol－1，所以该反应能自发进行，因此用CaO(s)吸收高炉废气中的SO3气体以防止SO3污染环境是可行的。
15． -92.4 减小 < D P4(s，白磷)= 4P(s，红磷) ΔH=－29.2kJ/mol
【分析】(1)从图中采集数据，可得出该反应的ΔH。
(2)催化剂可降低反应的活化能，使反应速率增大。
(3)合成氨反应为可逆反应，反应物不可能全部转化为生成物，由此可求出向一密闭容器中充入0.5mol N2和1.5mol H2，放出的热量。
(4)该反应为放热的、体积缩小的可逆反应，由此可确定ΔH＜0，ΔS＜0。
(5)P4(s，白磷)＋5O2 (g)= P4O10 (s) ΔH1＝－2983.2 kJ/mol ①
4P(s，红磷)＋ 5O2 (g) = P4O10 (s) ΔH2＝－2954kJ/mol ②
利用盖斯定律，将①-②，即得该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式。
【详解】(1)从图中采集数据，可得出该反应的ΔH= -92.4kJ/mol。答案为：-92.4；
(2)催化剂可降低反应的活化能，使反应速率增大，E1减小。答案为：减小；
(3)合成氨反应为可逆反应，反应物不可能全部转化为生成物，则0.5mol N2和1.5mol H2放出的热量<46.2 kJ。答案为：<；
(4)该反应为放热的、体积缩小的可逆反应，由此可确定ΔH＜0，ΔS＜0，故选D。答案为：D；
(5)P4(s，白磷)＋5O2 (g)= P4O10 (s) ΔH1＝－2983.2 kJ/mol ①
4P(s，红磷)＋ 5O2 (g) = P4O10 (s) ΔH2＝－2954kJ/mol ②
利用盖斯定律，将①-②，即得该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式P4(s，白磷)= 4P(s，红磷) ΔH=－29.2kJ/mol。答案为：P4(s，白磷)= 4P(s，红磷) ΔH=－29.2kJ/mol。
【点睛】在热化学方程式中，虽然反应物与生成物间为“”，但仍表示反应物完全转化为生成物时所放出的热量。
16． 3 0.0075mol·L −1·s −1 0.01mol·L −1·s −1 40% CE
【分析】⑴先计算A和C的改变量，再根据改变量之比等于计量系数之比建立关系。
⑵根据速率之比等于计量系数之比建立关系。
⑶计算B的改变量，根据改变量之比等于计量系数之比算A的改变量，再计算A的平均反应速率。
⑷根据⑶得到平衡时n(B)，由于反应是等体积反应，根据体积分数计算。
⑸A．消耗A，正向反应，生成D，正向反应，同一个方向，不能说明达到平衡；B．容器中物质的物质的量之比不能说明达到平衡；C．气体的平均相对分子质量等于气体质量除以气体的物质的量，正向反应，气体质量减少，气体物质的量不变，气体的平均相对分子质量减少，当气体的平均相对分子质量不再变化说明达到平衡；D．反应是等体积反应，压强始终不变，因此压强不再变化不能说明达到平衡；E．气体密度等于气体质量除以容器体积，正向反应，气体质量减少，容器体积不变，气体密度减少，当气体密度不再变化说明达到平衡。
【详解】⑴10s时，测得A的物质的量为1.7mol，Δn(A)=2mol−1.7mol =0.3mol，C的反应速率为0.0225mol·L −1·s −1；Δn(C)=υ(C)∙V∙t=0.0225mol·L −1·s −1×2L×10s=0.45mol，根据改变量之比等于计量系数之比，得到0.3mol ：0.45mol = 2：x，则x=3；故答案为：3。
⑵从反应开始到10s，根据速率之比等于计量系数之比，υ(C)：υ(B)=3:1=0.0225mol·L −1·s −1：υ(B)，解得υ(B)=0.0075 mol·L −1·s −1；故答案为：0.0075 mol·L −1·s −1。
⑶40s时反应恰好处于平衡状态，此时B的转化率为20%，Δn(B)= 2mol×20%=0.4mol，根据改变量之比等于计量系数之比，Δn(A)：Δn(B) =Δn(A)：0.4mol=2:1，Δn(A)= 0.8mol，从反应开始到40s达平衡状态，A的平均反应速率为；故答案为：0.01mol·L −1·s −1。
⑷根据⑶得到平衡时n(B)=2mol−0.4mol=1.6mol，由于反应是等体积反应，因此总气体物质的量为4mol，因此平衡时容器中B的体积分数为；故答案为：40%。
⑸A．消耗A，正向反应，生成D，正向反应，同一个方向，不能说明达到平衡，故A不符合题意；B．容器中物质的物质的量之比不能说明达到平衡，故B不符合题意；C．气体的平均相对分子质量等于气体质量除以气体的物质的量，正向反应，气体质量减少，气体物质的量不变，气体的平均相对分子质量减少，当气体的平均相对分子质量不再变化说明达到平衡，故C符合题意；D．反应是等体积反应，压强始终不变，因此压强不再变化不能说明达到平衡，故D不符合题意；E．气体密度等于气体质量除以容器体积，正向反应，气体质量减少，容器体积不变，气体密度减少，当气体密度不再变化说明达到平衡，故E符合题意；综上所述，答案为CE。
17．(1)熵增
(2)熵减
(3)熵增
(4)熵减
【解析】(1)
冰吸收能量融化，水分子所含能量增加，运动速度加快，体系混乱程度增大，属于熵增过程，故此处填熵增；
(2)
水蒸气冷凝，放出能量，水分子所含能量减小，运动速度变慢。体系混乱程度减小，属于熵减过程，故此处填熵减；
(3)
蔗糖溶解在水中，所得溶液混乱程度增大，属于熵增过程，故此处填熵增；
(4)
HCl、NH3反应生成固体NH4Cl，气体减少，体系混乱程度减小，属于熵减过程，故此处填熵减。
18． C 不能
【详解】(1)由图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，反应放热，；该反应为反应前后气体分子数减小的反应，则，故答案为C；
(2)由，所以该反应在常温下不能自发进行。
19． 该反应是ΔH>0、ΔS<0的反应，任何温度下均不能自发进行 a 不能
【分析】(1)反应自发进行的判断依据是△H-T△S＜0，反应自发进行，△H-T△S＞0，反应非自发进行；
(2)题中反应的焓变都大于零，反应如能在高温下自发进行，需满足△G=△H-T•△S＜0，则熵变应大于零，否则不能自发进行；
(3)根据反应能否自发进行的判据：△H-T△S＜0，反应自发进行，代入数据来计算。
【详解】(1)2CO(g)==2C(s)+O2(g)△H＞0 熵减小△S＜0，则△H-T△S＞0，不能自发进行；
(2)a．反应的△H＞0，△S＜0，在高温下△G=△H-T•△S＞0，不能自发进行；而b、c、d均为分解反应，多数为吸热反应，△H＞0，△S＞0，在高温下能满足△G=△H-T•△S＜0，能自发进行，故答案为a；
(3)△H-T△S=131.3kJ/mol-T×133.7×0.001kJ/(K•mol)，在低温下，该值一定是大于0的，所以不能在低温下自发进行。
【点睛】一个化学反应能否自发进行，既与反应的焓变有关，又与反应的熵变有关．一般来说体系能量减小和混乱度增加都能促使反应自发进行，焓变和熵变共同制约着化学反应进行的方向，但焓和熵都不是唯一因素，我们不能单纯地根据焓变或熵变来判断某个反应是否自发进行．在等温、等压条件下，化学反应的方向是由反应的焓变和熵变共同决定的．化学反应自发进行的最终判据是吉布斯自由能变，自由能一般用△G来表示．且△G=△H-T△S：①当△G=△H-T△S＜0时，反应向正反应方向能自发进行；②当△G=△H-T△S=0时，反应达到平衡状态；③当△G=△H-T△S＞0时，反应不能向正反应方向自发进行。
20．(1) < 降低
(2) 放热 吸热
【详解】（1）焓判据：放热反应，ΔH<0，在反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向。
（2）多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有很多吸热反应能自发进行，因此，反应焓变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。
21． ＜ 1.88×10-4 mol·L－1·s－1 ABD 在其他条件相同时，温度越高，催化剂比表面积越大，化学反应速率越快。
【分析】（1）发生反应2NO+2CO⇌2CO2+N2，该反应为气体减少，△S＜0非自发，由△G=△H-T△S可知，该反应一定为放热才有可能自发；（2）根据v=计算v（NO），再利用速率之比等于化学计量数之比计算v（N2）；（3）达到平衡时提高NO转化率，应使平衡向正反应移动，根据平衡移动原理结合选项解答，注意不能只增大NO的浓度；（4）Ⅰ、Ⅱ研究的是催化剂的比表面积对速率的影响，因此可确定Ⅱ中温度为280℃，Ⅱ、Ⅲ的催化剂比表面积相同，研究的是温度对速率的影响，Ⅰ、Ⅲ催化剂的比表面积不同，温度不同，研究温度、催化剂的比表面积对反应速率的影响。
【详解】（1）发生反应2NO+2CO⇌2CO2+N2，该反应为气体减少，△S＜0非自发，由△G=△H-T△S可知，该反应一定为放热才有可能自发，即△H＜0；（2）v（NO）==3.75×10-4mol/（L•s），速率之比等于化学计量数之比，所以v（N2）=v（NO）=×3.75×10-4mol/（L•s）=1.88×10-4mol/（L•s）；（3）A、催化剂不影响平衡的移动，选项A错误，B、该反应放热，升高温度平衡向逆反应移动，NO的转化率降低，选项B错误，C、该反应放热，降温平衡正向移动，NO转化率增大，选项C正确，D、缩小体积，增大压强，平衡向体积减小的方向运动，即正向移动，NO转化率增大，选项D正确，答案选CD；（4）Ⅰ、Ⅱ研究的是催化剂的比表面积对速率的影响，Ⅱ、Ⅲ的催化剂比表面积相同，研究的是温度对速率的影响，Ⅰ、Ⅲ催化剂的比表面积不同，温度不同，研究温度、催化剂的比表面积对反应速率的影响，Ⅱ与Ⅰ温度相同，平衡不移动，平衡浓度相同，但Ⅱ催化剂比表面积增大，达平衡时间短，Ⅲ与Ⅱ的催化剂比表面积相同，Ⅲ温度高，温度升高，不仅达平衡时间缩短，平衡向左移动，使NO的平衡浓度也增大，故通过这3组实验，可以得出的温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律是：在其他条件相同时，温度越高，催化剂比表面积越大，化学反应速率越快。
【点睛】本题考查化学平衡的计算、平衡移动影响因素、影响速率因素探究实验，题目计算量大、阅读量大，是对学生心理素质的考验，难度较大，注意三段式解题法的理解运用，全面掌握基础知识。
2.3化学反应的方向课堂同步练-人教版高中化学选择性必修1
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列说法正确的是
A．凡是放热反应都是自发反应上 B．自发反应都是熵增大的反应
C．吸热反应可能是自发反应 D．凡是需要加热才能发生的反应都是非自发进行的
2．等温等压过程在低温下不能自发进行，而在高温下可自发进行的条件是
A．△H<0，△S<0 B．△H>0，△S<0 C．△H<0，△S>0 D．△H>0，△S>0
3．汽车尾气治理的办法之一是在汽车排气管上安装催化转化器，使尾气中的有害物质转化成无害物质，其反应原理是。下列说法错误的是
A．该反应是熵减小的反应 B．该反应需使用催化剂，因此属于非自发反应
C．使用催化剂可以加快反应速率 D．该反应是放热反应
4．下列不属于自发进行的变化是 ( )
A．红墨水加到清水使整杯水变红 B．冰在室温下融化成水
C．NaHCO3 转化为 Na2CO3 D．铁器在潮湿的空气中生锈
5．下列说法正确的是
A．在常温下能自发进行，则该反应的
B．反应在室温下可自发进行，则该反应的
C．的反应，不需要任何条件就可自发进行
D．常温下，反应不能自发进行，则该反应的
6．下列说法不正确的是
A．ΔH＜0、ΔS＞0的反应在任何温度下都能自发进行
B．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．0.1mol·L-1盐酸和0.1mol·L-1HNO3分别与大小相同的大理石反应的速率相同
7．下列说法错误的是
A．D2、H2、HD燃烧均生成水
B．一次性打火机中的可燃性液体是苯
C．硝酸铵溶于水可自发进行，该过程ΔH>0，ΔS>0
D．BaCl2溶液能用来鉴别同浓度的纯碱稀溶液与小苏打稀溶液
8．在恒容密闭容器中进行反应 ，下列说法错误的是
A．正反应是熵减小的反应
B．升高温度，平衡向右移动
C．增大N(g)的浓度，M(g)的平衡转化率增大
D．加入催化剂，反应速率增大，平衡状态不变
9．下列说法正确的是
A．反应C(s)+ H2O(g)H2(g) + CO(g)的 △S<0
B．反应C(s)+ H2O(g) H2(g) + CO(g)，在恒温恒压下，加入催化剂，平衡常数增大
C．对于反应2NO2(g) N2O4(g) △H<0，断裂2moNO2中的共价键所需能量小于断裂1molN2O4中的共价键所需能量
D．对于反应2NO2(g)N2O4(g) △H<0 ，恒温时，缩小容积，气体颜色变深，是平衡正向移动导致的
10．甲烷与氯气光照条件下取代反应的部分反应历程和能量变化如下：
(i)Cl2(g)→2Cl•(g) ΔH1=+242.7kJ•mol-1
(ii)CH4(g)+Cl•(g)→CH3•(g)+HCl(g) ΔH2=+7.5kJ•mol-1
(iii)CH3•(g)+Cl2(g)→CH3Cl(g)+Cl•(g) ΔH3=-112.9kJ•mol-1
下列说法不正确的是
A．CH4(g)+Cl2(g)→CH3Cl(g)+HCl(g) ΔH=-105.4kJ•mol-1
B．CH4(g)+Cl2(g)→CH3Cl(g)+HCl(g)反应在光照下进行，反应不自发
C．C—Cl键能比Cl—Cl键能大112.9kJ•mol-1
D．若是甲烷与Br2发生反应，ΔH2>7.5kJ•mol-1
二、填空题
11．以下化学反应，反应物能否自发转变为生成物？请判断并写出你的判断依据。(反应均在298K、100kPa下进行)
(1)； (填“可以”“不可以”或“无法判断”)。理由是 。
(2)； (填“可以”“不可以”或“无法判断”)。理由是 。
12．在其他条件不变时，改变某一条件对aA(g)＋bB(g)cC(g)化学平衡的影响，得到如图所示图象(α表示平衡转化率)，回答下列问题：
（1）在反应Ⅰ中，若p1>p2，则此正反应为 (填“吸热”或“放热”)反应，也是一个气体分子数 (填“减小”或“增大”)的反应，由此判断，此反应自发进行必须满足的条件是 。
（2）在反应Ⅱ中，T1 T2(填“>”“<”或“＝”)，该正反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
（3）在反应Ⅲ中，若T1>T2，则该正反应能否自发进行？ 。
13．在恒压密闭容器中，充入一定量的H2和CO2发生如下可逆反应： ∆H＜0，实验测得在不同温度下，反应体系中CO2的平衡转化率与压强的关系曲线如图所示。
该反应的∆S 0(填“”或“”)，该反应在 (填“低温”或“高温”)条件下可自发进行。
14．回答下列问题。
(1)用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解CO2，发生反应：2CO2(g)=2CO(g)＋O2(g)，该反应的ΔH (填“>”“<”或“=”)0，ΔS (填“>”“<”或“=”)0，在低温下，该反应 (填“能”或“不能”)自发进行。
(2)已知在100kPa、298K时石灰石分解反应CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)的ΔH>0，ΔS>0，则：
①该反应常温下 (填“能”或“不能”)自发进行。
②据本题反应数据分析，温度 (填“能”或“不能”)成为反应方向的决定因素。
(3)已知下列数据：CaO(s)＋SO3(g)=CaSO4(s) ΔH=－401.9 kJ·mol－1
CaSO4(s)
CaO(s)
SO3(g)
S/J·mol－1·K－1
107.0
39.75
256.65
用CaO(s)吸收高炉废气中的SO3气体 (填“能”或“不能”)防止SO3污染环境。
15．合成氨工业的核心反应是N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)；反应过程中能量变化如图所示，回答下列问题。
(1)该反应的ΔH= kJ/mol。
(2)在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)在500℃、2×107Pa和催化剂条件下，向一密闭容器中充入0.5mol N2和1.5mol H2，充分反应后，放出的热量 46.2 kJ (填“＜”、“＞”或“＝”) 。
(4)关于该反应的下列说法中，正确的是 (填字母)。
A．ΔH＞0，ΔS＞0 B．ΔH＞0，ΔS＜0
C．ΔH＜0，ΔS＞0 D．ΔH＜0，ΔS＜0
(5)已知298K时白磷、红磷完全燃烧的热化学方程式分别为：P4(s，白磷)＋5O2 (g)= P4O10 (s) ΔH1＝－2983.2 kJ/mol 4P(s，红磷)＋ 5O2 (g) = P4O10 (s) ΔH2＝－2954kJ/mol，则该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式： 。
16．恒温时，将2molA和2molB气体投入固定容积为2L密闭容器中发生反应：2A(g)＋B(g)xC(g)＋D(s)，10s时，测得A的物质的量为1.7mol，C的反应速率为0.0225mol·L—1·s—1；40s时反应恰好处于平衡状态，此时B的转化率为20%。请填写下列空白：
（1）x=
（2）从反应开始到10s，B的平均反应速率为
（3）从反应开始到40s达平衡状态，A的平均反应速率为
（4）平衡时容器中B的体积分数为
（5）下列各项能表示该反应达到平衡状态是
A．消耗A的物质的量与生成D的物质的量之比为2∶1
B．容器中A、B的物质的量n(A)∶n(B)=2∶1
C．气体的平均相对分子质量不再变化
D．压强不再变化
E．气体密度不再变化
17．在下列变化中，体系的熵将发生怎样的变化？
(1)冰融化
(2)水蒸气冷凝
(3)蔗糖溶解在水中
(4)
18．节能减排是指节约物质资源和能量资源，减少废弃物和环境有害物的排放。
(1)实现“节能减排”和“低碳经济”的项重要课题就是如何将转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用来生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：，如图所示为该反应过程中的能量变化：
下列关于该反应的说法正确的是 (填序号)。
A．， B．，
C．， D．，
(2)将煤加工成水煤气可降低污染并提高燃料的利用率。将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气，反应方程式为，该反应的，。该反应在常温下 (填“能”或“不能”)自发进行。
19．回答下列问题：
（1）汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：2CO(g)==2C(s)＋O2(g)。已知该反应的ΔH>0，简述该设想能否实现的依据： 。
（2）下列反应中，在高温下不能自发进行的是 (填字母)。
a．CO(g)==C(s)＋O2(g)
b．2N2O5(g)==4NO2(g)＋O2(g)
c．(NH4)2CO3(s)==NH4HCO3(s)＋NH3(g)
d．MgCO3(s)===MgO(s)＋CO2(g)
（3）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。生产氢气：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＝＋131.3kJ·mol－1，ΔS＝＋133.7J·mol－1·K－1，该反应在低温下 (填“能”或“不能”)自发进行。
20．焓变与反应的自发性的关系
(1)焓判据：
放热反应(ΔH 0)在反应过程中体系能量 ，因此具有自发进行的倾向。
(2)自发反应与焓变的关系
多数自发进行的化学反应是 反应，但也有很多 反应能自发进行，因此，反应焓变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。
三、实验题
21．超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式如下：2NO+2CO 2CO2+N2，为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表：
时间／s
0
1
2
3
4
5
c(NO)/ mol·L-1
1.00×10-3
4.50×10-4
2.50×10-4
1.50×10-4
1.00×10-4
1.00×10-4
c(CO)/ mol·L-1
3.60×10-3
3.05×10-3
2.85×10-3
2.75×10-3
2.70×10-3
2.70×10-3
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响)：
（1）在上述条件下反应能够自发进行，则反应的△H 0(填写“＞”、“＜”、“=”)。
（2）前2s内的平均反应速率v(N2)= 。
（3）假设在密闭容器中发生上述反应，投入相等的反应物，反应刚开始时下列措施能提高NO反应速率的是 。
A．选用更有效的催化剂 B．升高反应体系的温度
C．降低反应体系的温度 D．缩小容器的体积
（4）研究表明：在使用等质量催化剂时，催化剂比表面积会影响化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中，请在下表中填入剩余的实验条件数据。
实验
编号
T/℃
NO初始浓度
mol·L-1
CO初始浓度
mol·L-1
催化剂的比表面积
m2·g-1
达到平衡的时间
分钟
Ⅰ
280
l.20×10-3
5.80×10-3
82
200
Ⅱ
l.20×10-3
124
120
Ⅲ
350
5.80×10-3
124
5
通过这3组实验，可以得出的温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律是 .
参考答案：
1．C
【详解】A．反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的，若，，反应能否自发，和温度有关，与反应是否放热无关，A项错误；
B．自发反应不一定是熵增大的反应，比如氨气和氯化氢反应生成氯化铵能自发进行，该反应是熵减反应，B项错误；
C．吸热反应可能会自发进行，氯化铵与氯氧化钡晶体为吸热反应，常温下就能进行，C项正确；
D．燃料的燃烧需要点燃，是自发进行的反应，需要加热才能发生的反应不一定都是非自发进行的，D项错误；
故答案为：C。
2．D
【详解】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；当△H＜0，△S＞0时，△G=△H-T△S＜0，在室温一定能自发进行；而△H＞0，△S＜0时不能自发进行；△H＞0，△S＞0时，在室温下不能自发进行，在高温下能自发进行；答案选D。
3．B
【详解】A．该反应是气体体积减小的反应，故熵减小，A项正确；
B．只使用催化剂便可使尾气发生转化，故此反应能自发进行，催化剂只是加快反应速率，B项错误；
C．催化剂可以降低反应活化能，活化分子百分数增大，反应速率增大，C项正确；
D．该反应的熵减小，而该反应能自发进行，因此该反应为放热反应，D项正确；
故选B。
4．C
【详解】A．红墨水浓度大于水，微粒向浓度低的方向分散是自发进行的物理变化，故A不符合题意；
B．冰的熔点为0℃，水常温是液体，冰在室温下融化成水，是自发进行的物理变化，故B不符合题意；
C．NaHCO3 转化为 Na2CO3是需要一定条件或试剂实现转化，变化过程不是自发进行的变化，故C符合题意；
D．铁在潮湿的空气中生锈是发生了电化腐蚀，发生了吸氧腐蚀，是自发进行的变化，故D不符合题意；
答案选C。
5．B
【详解】A.该反应为气体体积减小的反应，，要使反应自发进行，必有，故A错误；
B.该反应，在室温下反应自发进行，必有，故B正确；
C.的反应，不代表不需要任何条件就可自发进行，很多自发反应还需要引发条件如：点燃、加热等，故C错误；
D.反应的，常温不能自发进行，反应自发进行，则该反应的，故D错误。
故选B。
【点睛】自由能变△G的的判断方法 △G＝△H－T△S。△G＜0，反应正向自发进行。 △G＝0，反应处在平衡状态。 △G＞0，反应逆向自发进行。
6．C
【详解】A．ΔH＜0、ΔS＞0的反应，则ΔG=ΔH－TΔS＜0，因此在任何温度下都能自发进行，故A正确；
B．气体的混乱度大于固体的混乱度，NH4HCO3(s)=NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g) ΔH=＋185.57 kJ·mol-1能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向，故B正确；
C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变不能单独作为反应自发性的判据，常用ΔG=ΔH－TΔS来判断，故C错误；
D．0.1mol·L-1盐酸和0.1mol·L-1HNO3分别与大小相同的大理石反应，由于氢离子浓度相等，因此两者的速率相同，故D正确。
综上所述，答案为C。
7．B
【详解】A．D2、H2、HD都为氢气分子，都能在氧气中燃烧生成水，A正确；
B．一次性打火机内充装的是液态丁烷，B错误；
C．硝酸铵溶于水的过程为吸热过程，ΔH>0，硝酸铵在溶液中电离出自由移动的离子的过程是熵变增大的过程，ΔS>0，常温下ΔH-ΔS<0，则硝酸铵溶于水可自发进行，C正确；
D．碳酸钠溶液能与氯化钡溶液反应生成碳酸钡白色沉淀，碳酸氢钠溶液不能与氯化钡溶液反应，则氯化钡溶液能用来鉴别同浓度的碳酸钠稀溶液和碳酸氢钠稀溶液，D正确；
故选B。
8．B
【详解】A．该反应的反应物和生成物都是气体，反应物的总的物质的量大于生成物的总物质的量，所以正反应是熵减小的反应，故A正确；
B．该反应的正反应是放热反应，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即向左移动，故B错误；
C．增大N的浓度，平衡正向移动，可以使M的转化率增大，故C正确；
D．催化剂只能加快速率，不能使平衡发生移动，故D正确；
故选B。
9．C
【详解】A．该反应是气体体积增大的反应，反应的熵变ΔS＞0，故A错误；
B．化学平衡常数是温度函数，温度不变，平衡常数不变，则恒温恒压下，加入催化剂，化学平衡常数不变，故B错误；
C．该反应是反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，则完全断裂2mol二氧化氮分子中的共价键所吸收的热量小于完全断裂1mol 四氧化二氮分子中的共价键所吸收的热量，故C正确；
D．该反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，气体颜色变浅，则气体体积压缩，颜色变深是因为体积减小，二氧化氮浓度变大引起的，故D错误；
故选C。
10．B
【详解】A．根据盖斯定律反应(ii)+(iii)可得CH4(g)+Cl2(g)→CH3Cl(g)+HCl(g)ΔH=-105.4kJ•mol-1，A正确；
B．该反应ΔH＜0，某温度条件下一定可以满足ΔG=ΔH-TΔS＜0，可以自发，B错误；
C．反应(iii)中断裂Cl-Cl键，形成C-Cl，ΔH=-112.9kJ•mol-1，即放出112.9kJ•mol-1能量，所以C—Cl键能比Cl—Cl键能大112.9kJ•mol-1，C正确；
D．溴原子半径大于Cl，所以C-Br键与Br-H键的键能之和小于C-Cl键和Cl-H，则甲烷与Br2反应时过程ii中成键释放的能量较小，而断键过程均是断裂C-H键，所以甲烷与Br2反应时过程ii中吸收的能量更多，ΔH2>7.5kJ•mol-1，D正确；
综上所述答案为B。
11．(1) 可以 根据反应可以自发进行可知，能自发进行
(2) 无法判断 反应为放热的熵减反应，根据反应可以自发进行可知，反应能在低温下自发进行，在高温下不能自发进行，故无法判断
【详解】（1）反应为放热的熵增反应，根据反应可以自发进行可知，能自发进行；
（2）反应为放热的熵减反应，根据反应可以自发进行可知，反应能在低温下自发进行，在高温下不能自发进行，故无法判断；
12． 放热 减小 低温 ＜ 放热 能自发进行
【分析】（1）反应Ⅰ中恒压下温度升高，α（A）减小，即升高温度平衡向左移动，△H＜0；恒定温度时压强越大，α（A）越大，说明此a+b＞c，即为熵减反应，△S＜0；放热、熵减反应只能在低温下自发进行；
（2）“先拐先平数值大”T2温度下反应先达到平衡状态，说明T2＞T1，温度越高，平衡时C的物质的量越小，即升高温度平衡向左移动，则正反应为放热反应；
（3）恒温下压强变化对α（A）没有影响，说明a+b=c，△S≈0，若T1＞T2，恒压下温度越高α（A）越大，说明升高温度平衡向右移动，正反应为吸热反应，△H＞0，则△H-T△S＞0，反应不能自发进行。
【详解】（1）反应Ⅰ中恒压下温度升高，α（A）减小，即升高温度平衡向左移动，则正反应为放热反应，△H＜0；由p1＞p2知恒定温度时压强越大，α（A）越大，即增大压强平衡向右移动，说明此反应为气体分子数减少的反应（a+b＞c），即为熵减反应，△S＜0，放热、熵减反应只能在低温下自发进行。
故答案为放热；减小；低温。
（2）反应Ⅱ中T2温度下反应先达到平衡状态，说明T2＞T1；温度越高，平衡时C的物质的量越小，即升高温度平衡向左移动，则正反应为放热反应，△H＜0。
故答案为＜；放热；
（3）反应Ⅲ中在恒温下压强变化对α（A）没有影响，说明压强变化不能影响平衡，此反应为气体分子数不变的反应（a+b=c），反应过程中熵变很小，△S≈0，若T1＞T2，恒压下温度越高A的体积分数越大，说明升高温度平衡向左移动，正反应为放热反应，△H＜0，则△H-T△S＜0，反应能自发进行。
故答案为能自发进行。
【点睛】化学平衡图象题的解题常用方法为（1）“先拐先平”：在含量—时间曲线中，先出现拐点的则先达到平衡，说明该曲线表示的温度较高或压强较大。（2）“定一议二”：图象中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系。
13． ＜ 低温
【详解】根据热化学方程式 ∆H＜0可知，正反应是气体体积减小的放热反应，因此该反应的；由于时反应自发进行，所以该反应在低温条件下可自发进行。
14．(1) > > 不能
(2) 不能 能
(3)能
【详解】（1）该反应为吸热反应，化学反应后气体的化学计量数之和增加，所以ΔH>0，ΔS>0，低温时ΔG=ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行。
（2）①常温下石灰石不分解，反应不能自发进行；
②该反应的ΔH>0，ΔS>0，属于熵增加的吸热反应，故在高温下该反应能够自发进行。
（3）根据已知数据求得ΔS=107.0 J·mol－1·K－1－39.75 J·mol－1·K－1－256.65 J·mol－1·K－1=－189.4 J·mol－1·K－1，ΔH－TΔS=－401.9 kJ·mol－1－298 K×(－189.4×10－3kJ·mol－1·K－1)≈－345.46 kJ·mol－1，所以该反应能自发进行，因此用CaO(s)吸收高炉废气中的SO3气体以防止SO3污染环境是可行的。
15． -92.4 减小 < D P4(s，白磷)= 4P(s，红磷) ΔH=－29.2kJ/mol
【分析】(1)从图中采集数据，可得出该反应的ΔH。
(2)催化剂可降低反应的活化能，使反应速率增大。
(3)合成氨反应为可逆反应，反应物不可能全部转化为生成物，由此可求出向一密闭容器中充入0.5mol N2和1.5mol H2，放出的热量。
(4)该反应为放热的、体积缩小的可逆反应，由此可确定ΔH＜0，ΔS＜0。
(5)P4(s，白磷)＋5O2 (g)= P4O10 (s) ΔH1＝－2983.2 kJ/mol ①
4P(s，红磷)＋ 5O2 (g) = P4O10 (s) ΔH2＝－2954kJ/mol ②
利用盖斯定律，将①-②，即得该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式。
【详解】(1)从图中采集数据，可得出该反应的ΔH= -92.4kJ/mol。答案为：-92.4；
(2)催化剂可降低反应的活化能，使反应速率增大，E1减小。答案为：减小；
(3)合成氨反应为可逆反应，反应物不可能全部转化为生成物，则0.5mol N2和1.5mol H2放出的热量<46.2 kJ。答案为：<；
(4)该反应为放热的、体积缩小的可逆反应，由此可确定ΔH＜0，ΔS＜0，故选D。答案为：D；
(5)P4(s，白磷)＋5O2 (g)= P4O10 (s) ΔH1＝－2983.2 kJ/mol ①
4P(s，红磷)＋ 5O2 (g) = P4O10 (s) ΔH2＝－2954kJ/mol ②
利用盖斯定律，将①-②，即得该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式P4(s，白磷)= 4P(s，红磷) ΔH=－29.2kJ/mol。答案为：P4(s，白磷)= 4P(s，红磷) ΔH=－29.2kJ/mol。
【点睛】在热化学方程式中，虽然反应物与生成物间为“”，但仍表示反应物完全转化为生成物时所放出的热量。
16． 3 0.0075mol·L −1·s −1 0.01mol·L −1·s −1 40% CE
【分析】⑴先计算A和C的改变量，再根据改变量之比等于计量系数之比建立关系。
⑵根据速率之比等于计量系数之比建立关系。
⑶计算B的改变量，根据改变量之比等于计量系数之比算A的改变量，再计算A的平均反应速率。
⑷根据⑶得到平衡时n(B)，由于反应是等体积反应，根据体积分数计算。
⑸A．消耗A，正向反应，生成D，正向反应，同一个方向，不能说明达到平衡；B．容器中物质的物质的量之比不能说明达到平衡；C．气体的平均相对分子质量等于气体质量除以气体的物质的量，正向反应，气体质量减少，气体物质的量不变，气体的平均相对分子质量减少，当气体的平均相对分子质量不再变化说明达到平衡；D．反应是等体积反应，压强始终不变，因此压强不再变化不能说明达到平衡；E．气体密度等于气体质量除以容器体积，正向反应，气体质量减少，容器体积不变，气体密度减少，当气体密度不再变化说明达到平衡。
【详解】⑴10s时，测得A的物质的量为1.7mol，Δn(A)=2mol−1.7mol =0.3mol，C的反应速率为0.0225mol·L −1·s −1；Δn(C)=υ(C)∙V∙t=0.0225mol·L −1·s −1×2L×10s=0.45mol，根据改变量之比等于计量系数之比，得到0.3mol ：0.45mol = 2：x，则x=3；故答案为：3。
⑵从反应开始到10s，根据速率之比等于计量系数之比，υ(C)：υ(B)=3:1=0.0225mol·L −1·s −1：υ(B)，解得υ(B)=0.0075 mol·L −1·s −1；故答案为：0.0075 mol·L −1·s −1。
⑶40s时反应恰好处于平衡状态，此时B的转化率为20%，Δn(B)= 2mol×20%=0.4mol，根据改变量之比等于计量系数之比，Δn(A)：Δn(B) =Δn(A)：0.4mol=2:1，Δn(A)= 0.8mol，从反应开始到40s达平衡状态，A的平均反应速率为；故答案为：0.01mol·L −1·s −1。
⑷根据⑶得到平衡时n(B)=2mol−0.4mol=1.6mol，由于反应是等体积反应，因此总气体物质的量为4mol，因此平衡时容器中B的体积分数为；故答案为：40%。
⑸A．消耗A，正向反应，生成D，正向反应，同一个方向，不能说明达到平衡，故A不符合题意；B．容器中物质的物质的量之比不能说明达到平衡，故B不符合题意；C．气体的平均相对分子质量等于气体质量除以气体的物质的量，正向反应，气体质量减少，气体物质的量不变，气体的平均相对分子质量减少，当气体的平均相对分子质量不再变化说明达到平衡，故C符合题意；D．反应是等体积反应，压强始终不变，因此压强不再变化不能说明达到平衡，故D不符合题意；E．气体密度等于气体质量除以容器体积，正向反应，气体质量减少，容器体积不变，气体密度减少，当气体密度不再变化说明达到平衡，故E符合题意；综上所述，答案为CE。
17．(1)熵增
(2)熵减
(3)熵增
(4)熵减
【解析】(1)
冰吸收能量融化，水分子所含能量增加，运动速度加快，体系混乱程度增大，属于熵增过程，故此处填熵增；
(2)
水蒸气冷凝，放出能量，水分子所含能量减小，运动速度变慢。体系混乱程度减小，属于熵减过程，故此处填熵减；
(3)
蔗糖溶解在水中，所得溶液混乱程度增大，属于熵增过程，故此处填熵增；
(4)
HCl、NH3反应生成固体NH4Cl，气体减少，体系混乱程度减小，属于熵减过程，故此处填熵减。
18． C 不能
【详解】(1)由图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，反应放热，；该反应为反应前后气体分子数减小的反应，则，故答案为C；
(2)由，所以该反应在常温下不能自发进行。
19． 该反应是ΔH>0、ΔS<0的反应，任何温度下均不能自发进行 a 不能
【分析】(1)反应自发进行的判断依据是△H-T△S＜0，反应自发进行，△H-T△S＞0，反应非自发进行；
(2)题中反应的焓变都大于零，反应如能在高温下自发进行，需满足△G=△H-T•△S＜0，则熵变应大于零，否则不能自发进行；
(3)根据反应能否自发进行的判据：△H-T△S＜0，反应自发进行，代入数据来计算。
【详解】(1)2CO(g)==2C(s)+O2(g)△H＞0 熵减小△S＜0，则△H-T△S＞0，不能自发进行；
(2)a．反应的△H＞0，△S＜0，在高温下△G=△H-T•△S＞0，不能自发进行；而b、c、d均为分解反应，多数为吸热反应，△H＞0，△S＞0，在高温下能满足△G=△H-T•△S＜0，能自发进行，故答案为a；
(3)△H-T△S=131.3kJ/mol-T×133.7×0.001kJ/(K•mol)，在低温下，该值一定是大于0的，所以不能在低温下自发进行。
【点睛】一个化学反应能否自发进行，既与反应的焓变有关，又与反应的熵变有关．一般来说体系能量减小和混乱度增加都能促使反应自发进行，焓变和熵变共同制约着化学反应进行的方向，但焓和熵都不是唯一因素，我们不能单纯地根据焓变或熵变来判断某个反应是否自发进行．在等温、等压条件下，化学反应的方向是由反应的焓变和熵变共同决定的．化学反应自发进行的最终判据是吉布斯自由能变，自由能一般用△G来表示．且△G=△H-T△S：①当△G=△H-T△S＜0时，反应向正反应方向能自发进行；②当△G=△H-T△S=0时，反应达到平衡状态；③当△G=△H-T△S＞0时，反应不能向正反应方向自发进行。
20．(1) < 降低
(2) 放热 吸热
【详解】（1）焓判据：放热反应，ΔH<0，在反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向。
（2）多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有很多吸热反应能自发进行，因此，反应焓变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。
21． ＜ 1.88×10-4 mol·L－1·s－1 ABD 在其他条件相同时，温度越高，催化剂比表面积越大，化学反应速率越快。
【分析】（1）发生反应2NO+2CO⇌2CO2+N2，该反应为气体减少，△S＜0非自发，由△G=△H-T△S可知，该反应一定为放热才有可能自发；（2）根据v=计算v（NO），再利用速率之比等于化学计量数之比计算v（N2）；（3）达到平衡时提高NO转化率，应使平衡向正反应移动，根据平衡移动原理结合选项解答，注意不能只增大NO的浓度；（4）Ⅰ、Ⅱ研究的是催化剂的比表面积对速率的影响，因此可确定Ⅱ中温度为280℃，Ⅱ、Ⅲ的催化剂比表面积相同，研究的是温度对速率的影响，Ⅰ、Ⅲ催化剂的比表面积不同，温度不同，研究温度、催化剂的比表面积对反应速率的影响。
【详解】（1）发生反应2NO+2CO⇌2CO2+N2，该反应为气体减少，△S＜0非自发，由△G=△H-T△S可知，该反应一定为放热才有可能自发，即△H＜0；（2）v（NO）==3.75×10-4mol/（L•s），速率之比等于化学计量数之比，所以v（N2）=v（NO）=×3.75×10-4mol/（L•s）=1.88×10-4mol/（L•s）；（3）A、催化剂不影响平衡的移动，选项A错误，B、该反应放热，升高温度平衡向逆反应移动，NO的转化率降低，选项B错误，C、该反应放热，降温平衡正向移动，NO转化率增大，选项C正确，D、缩小体积，增大压强，平衡向体积减小的方向运动，即正向移动，NO转化率增大，选项D正确，答案选CD；（4）Ⅰ、Ⅱ研究的是催化剂的比表面积对速率的影响，Ⅱ、Ⅲ的催化剂比表面积相同，研究的是温度对速率的影响，Ⅰ、Ⅲ催化剂的比表面积不同，温度不同，研究温度、催化剂的比表面积对反应速率的影响，Ⅱ与Ⅰ温度相同，平衡不移动，平衡浓度相同，但Ⅱ催化剂比表面积增大，达平衡时间短，Ⅲ与Ⅱ的催化剂比表面积相同，Ⅲ温度高，温度升高，不仅达平衡时间缩短，平衡向左移动，使NO的平衡浓度也增大，故通过这3组实验，可以得出的温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律是：在其他条件相同时，温度越高，催化剂比表面积越大，化学反应速率越快。
【点睛】本题考查化学平衡的计算、平衡移动影响因素、影响速率因素探究实验，题目计算量大、阅读量大，是对学生心理素质的考验，难度较大，注意三段式解题法的理解运用，全面掌握基础知识。
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