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高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三节 化学反应的方向课堂检测
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这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三节 化学反应的方向课堂检测，共10页。试卷主要包含了单选题，综合题等内容，欢迎下载使用。
高中化学人教版（2019）选择性必修1 第二章第三节 化学反应的方向
一、单选题
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△H <0
D. 恒温恒压下，△H <0且△S>0的反应一定不能自发进行
2.25℃和1.01×105Pa时，反应2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋56.76 kJ·mol－1 ， 自发进行的原因是（ ）
A. 吸热反应 B. 放热反应 C. 熵减少的反应 D. 熵增大效应大于热效应
3.下列反应中熵显著增加的是（ ）
A. 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) B. Cu(s)+Cl2(g)=CuCl2(s)
C. C(s)+O2(g)=CO2(g) D. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)
4.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ΔH、ΔS的说法中正确的是( )
A. ΔH<0 ΔS<0 B. ΔH＞0 ΔS<0 C. ΔH<0 ΔS＞0 D. ΔH＞0 ΔS＞0
5.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1 mol Si需消耗
D. 用E表示键能，该反应
6.对于温度与反应方向的关系，下列判断不正确的是（ ）
A. △H＜0 ，△S＞0，所有温度下反应自发进行 B. △H＞0 ，△S＞0，所有温度下反应自发进行
C. △H＜0 ，△S＜0，低温下反应自发进行 D. △H＞0 ，△S＜0，所有温度下反应不能自发进行
7.灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制造器皿。把白锡制成的器皿放在0℃ (T＝273K)和1.01×105Pa的室内保存，它能否变成灰锡(已知：该条件下白锡转化为灰锡的焓变和熵变分别是△H＝－2181 kJ·mol－1 ， △S＝－6.61J·mol－1·K－1；当△H－T△S<0时反应能自发进行)（ ）
A. 能 B. 不能 C. 不能确定 D. 升温后能
8.已知：在室温下有以下平衡：
编号
平衡方程式
平衡常数
①
HCN H++CN-
Ka= 1×10 -10
②
H2O H++OH-
Kw=1×10 -14
③
CN-+H2O HCN+OH-
K =？
则下列判断错误的是（ ）
A. ①的ΔS >0, ΔH>0
B. 用标准 NaOH 溶液滴定浓度约为 0.01mol•L－1HCN，可用甲基橙做指示剂
C. 0. 2mol•L－1 的 HCN 溶液中加入等体积的 0.1mol•L－1NaOH 溶液，则该溶液呈碱性
D. 0. 2mol•L－1 的HCN 溶液中加入等体积的 0.1mol•L－1NaOH 所得的混合溶液中： 2c(H+)+ c(HCN) = 2c(OH-)+c (CN- )
二、综合题
9.进入冬季北方开始供暖后，雾霾天气愈发严重，各地PM2.5、PM10经常“爆表”。引发雾霾天气的污染物中，最为常见的是机动车尾气中的氮氧化物和燃煤产生的烟气。
I、用NH3催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。反应原理为：NO(g)+NO2(g)+2NH3(g) 2N2(g)+3H2O(g)。
（1）该反应的△S________0(填“>”、“=”或“<”)。
（2）II、已知反应N2O4(g) 2NO2(g) △H，随温度升高，混合气体的颜色变深。将一定量N2O4气体充入绝热容器一段时间后，研究压缩和拉伸活塞过程中混合气体的气体的透光率(气体颜色越浅，透光率越大)随时间变化情况。
下列说法能说明透光率不再发生改变的有________。
a．气体颜色不再改变 b．△H不再改变
c．v正(N2O4)=2v逆(NO2) d．N2O4的转化率不再改变
（3）III、用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染。
已知：CH4(g)的标准燃烧热为－890kJ/mol，蒸发1mol H2O(l)需要吸收44kJ热量。
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=﹣1114 kJ/mol
2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H=﹣114 kJ/mol
写出CH4催化还原NO2(g)生成N2和H2O(g)的热化学方程式：________。
（4）在温度为T1℃和T2℃时，分别将0.5mol CH4和1.2mol NO2充入体积为1L的密闭容器中，测得NO2的物质的量随时间变化数据如下表：
时间/min
温度/℃
0
10
20
40
50
T1
1.2
0.9
0.7
0.4
0.4
T2
1.2
0.8
0.56
…
0.5
①温度为T1℃时，0~20min内，v(CH4)=________。
②温度为T2℃时，达平衡后，再向容器中加入0.5mol CH4和1.2mol NO2 ， 达新平衡时CH4的转化率将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
10.天然气是一种清洁的化石燃料，也是引起温室效应的一种物质。天然气的综合利用对节能减排、高效利用能源、减少二氧化碳排放有重大意义。作为化工原料，合成甲醇是天然气综合利用的重要途径。
CH4（g）+ CO2（g） 2CO（g）+ 2H2（g）△H=+247.3 kJ·mol-1 ①
CH4（g）+H2O（g） CO（g）+3H2（g） △H=+206.2 kJ·mol-1 ②
（1）Ⅰ、合成甲醇的主要反应为：2H2（g）+ CO（g） CH3OH（g） △H=-90.8 kJ·mol-1
该反应熵变△S________0（填“＞、＝或＜” )，该反应在________（填“高温”或“低温”）条件下能自发进行。
（2）生产过程中，合成气要循环，其目的是： 。
（3）T℃下此反应的平衡常数为160。某时刻测得各组分的浓度如下，比较此时正、逆反应速率的大小：v（正）________v（逆）（填“＞”“＜”或“＝”）
物质
H 2
CO
CH3OH
浓度/(mol·L—1)
0.20
0.10
0.40
（4）在恒温恒容条件下，充入一定量的H2和CO，发生反应上述反应，则该反应达到平衡状态的标志有（ ）
A.混合气体的密度保持不变
B.混合气体的总压强保持不变
C.甲醇的浓度保持不变
D.v正（H2）= v逆（CH3OH）
（5）在恒温恒容条件下，要提高反应2H2（g）+ CO（g） CH3OH（g）中CO的转化率，可以采取的措施是（ ）
A.升温
B.加入催化剂
C.增加CO的浓度
D.增加H2的浓度
E.充入惰性气体
F.分离出甲醇
（6）Ⅱ、合成甲醇的另一反应为：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) △H＝－akJ·mol－1（a＞0）。
在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中，通入2 molCO2和3mol H2 ， 发生的反应为：测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
下列措施中能使 增大的是______（填编号）。
A.升高温度
B.恒温恒容下充入He(g)
C.将H2O(g)从体系中分离
D.恒温恒容再充入2 mol CO2和3 mol H2
（7）经计算该温度下此反应的平衡常数K=0.20L2·mo l-2。若改变条件 （填选项），可使K＝1。
A.增大压强 B.增大反应物浓度 C.降低温度 D.升高温度 E.加入催化剂
（8）10min内，用H2表示的该反应的化学反应速率为=________mol-1·L-1·min-1
答案解析部分
一、单选题
1. C
解析：A.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下可以发生，A不符合题意；
B.熵是指体系的混乱度，同种物质气态熵大于液态大于固态，即同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小，B不符合题意；
C.反应能自发进行说明：△H-T△S＜0，由方程式NH3（g）+HCl（g）═NH4Cl（s）可知该反应的∆S＜0，要使：△H-T△S＜0，所以必须满足△H＜0，C符合题意
D.恒温恒压下，△H＜0且△S＞0的反应的△H-T△S＜0，反应一定可以自发进行，D不符合题意。
故答案为：C
分析：判断反应能否自发进行由该公式确定：△G=△H－T△S，△G为吉布斯自由能变，△H为焓变，△S为熵变，T为开氏温度。
在温度、压强一定的条件下，化学反应的判读依据为：
ΔH-TΔS<0 反应能自发进行；
ΔH-TΔS=0 反应达到平衡状态；
ΔH-TΔS>0 反应不能自发进行。
注意：（1）ΔH为负，ΔS为正时，任何温度反应都能自发进行；
（2）ΔH为正，ΔS为负时，任何温度反应都不能自发进行。
2. D
解析：该反应的ΔH>0，为吸热反应；该反应为气体分子数增大的反应，为熵增反应；该反应能自发进行，说明熵增效应大于热效应，D符合题意；
故答案为：D
分析：根据反应自发进行的条件进行分析，反应自发进行，则该反应为焓减、熵增反应。
3. A
解析：A.该反应中，反应后气体分子数增多，熵显著增加，A符合题意；
B.该反应中，反应后气体分子数减少，熵显著减小，B不符合题意；
C.该反应中，反应前后气体分子数不变，熵不变，C不符合题意；
D.该反应中，反应后气体分子数减少，熵显著减小，D不符合题意；
故答案为：A
分析：反应过程中熵显著增加，则反应后气体分子数增加，据此结合选项所给反应进行分析。
4. D
解析：反应物的总能量小于生成物总能量，该反应吸热；△H>0；SnO2（s）＋2C(s)=Sn(s)＋2CO(g)，反应由固体生成部分气体，混乱度增大，△S>0；
故答案为：D。
分析：熵变和焓变是判断反应进行方向的两个判据。
5. B
解析：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不符合题意；
B．根据化学平衡常数的定义，该反应的平衡常数K= ,B符合题意；
C.题中说的是高温，不是标准状况下，因此不能直接用22.4L·mol－1计算，C不符合题意；
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不符合题意；
故答案为：B
分析：A．气体增加，所以混乱度增加，熵增加；
B．注意固体不考虑浓度；
C.标况下才能用气体摩尔体积衡量；
D．△H=反应物键能总和－生成物键能总和。
6. B
解析：A.当ΔH<0，ΔS>0时，任意温度下都能满足ΔH-TΔS<0，反应自发进行，选项正确，A不符合题意；
B.当ΔH>0，ΔS>0时，只有高温下才能满足ΔH-TΔS<0，反应自发进行，选项错误，B符合题意；
C.当ΔH<0，ΔS<0时，低温下满足ΔH-TΔS<0，反应自发进行，选项正确，C不符合题意；
D.当ΔH>0，ΔS<0，任意温度下都不能满足ΔH-TΔS<0，反应不能自发进行，选项正确，D不符合题意；
故答案为：B
分析：若反应自发进行，则ΔH-TΔS<0，据此结合选项进行分析。
7. A
解析：该反应中ΔH-TΔS=(-2181×103J/mol)-273×(-6.61J/(mol·K)<0，所以反应可自发进行，A符合题意；
故答案为：A
分析：根据反应自发进行的条件“ΔH-TΔS<0”进行计算分析即可。
8. B
解析：A．弱电解质的电离过程是吸热过程，则HCN⇌H++CN-的ΔS>0、ΔH>0，A不符合题意；
B．用标准NaOH溶液滴定浓度约为0.01mol•L-1HCN，完全中和时生成NaCN，溶液显碱性，则应选择酚酞做指示剂，B符合题意；
C．0.2mol•L-1的HCN溶液中加入等体积的0.1mol•L-1NaOH溶液，溶液中溶质HCN和NaCN的物质的量相等，因CN-的水解常数Kh==10-4＞Ka，说明溶液中CN-的水解程度大于HCN的电离程度，即该溶液呈碱性，C不符合题意；
D．0.2mol•L-1的HCN溶液中加入等体积的0.1mol•L-1NaOH溶液，溶液中溶质HCN和NaCN的物质的量相等，溶液中的电荷守恒为c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CN-)，物料守恒式为2c(Na+)=c(HCN)+c(CN-)，则2c(H+)+c(HCN)=2c(OH-)+c(CN-)，D不符合题意。
故答案为：B
分析：A．电离过程是熵变增加的吸热过程；
B．NaCN强碱弱酸盐，溶液水解显碱性，则应选择酚酞做指示剂；
C．等浓度的HCN和NaCN混合溶液显碱性，说明溶液中CN-的水解程度大于HCN的电离程度；
D．根据溶液中的电荷守恒和物料守恒进行计算。
二、综合题
9. （1）>
（2）ad
（3）CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-844kJ/mol
（4）0.0125mol/(L•min)；减小
解析：（1）由于反应前后气体分子数增大，因此ΔS>0；
（2）a、气体颜色不再改变时，反应达到平衡状态，透光率不再改变，a符合题意；
b、ΔH是表示反应的热效应，只与物质具有能量的相对大小有关，ΔH不变，不能说明反应达到平衡状态，b不符合题意；
c、根据反应速率之比等于化学计量系数之比可得，当反应达到平衡状态时，2v正(N2O4)=v逆(NO2)，c不符合题意；
d、当N2O4的转化率不再改变时，说明反应达到平衡状态，此时透光率不再改变，d符合题意；
故答案为：ad
（3）CH4(g)燃烧热的热化学方程式为：CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH=-890KJ/mol，H2O(l)转化为H2O(g)的热化学方程式为：H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44Kj/mol；
CH4催化还原NO2反应的化学方程式为CH4(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)，根据盖斯定律可得，该反应的反应热， 因此该反应的热化学方程式为：CH4(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH=-844kJ/mol；
（4）①由表格数据可知，0~20min内，参与反应的n(NO2)=0.5mol，根据反应的化学方程式可知，参与反应的n(CH4)=0.25mol，则0~20min内，用CH4表示的反应速率；
②达到平衡后，再充入0.5molCH4和1.2molNO2 ， 由于温度和容器的体积均不变，因此反应体系的压强增大，平衡逆向移动，因此CH4的转化率减小；
分析：（1）根据反应前后气体分子数的变化确定ΔS的大小；
（2）透光率不再变化，则说明反应达到平衡状态，据此结合选项进行分析；
（3）根据题干信息确定反应物和生成，结合盖斯定律计算反应热，从而写出反应的热化学方程式；
（4）①根据公式， 结合表格数据计算反应速率；
②根据平衡移动进行分析；
10. （1）<；低温
（2）提高原料利用率
（3）＞
（4）B,C
（5）D,F
（6）C,D
（7）C
（8）0.075
解析：（1）该反应为气体分子数减小的反应，故ΔS<0；反应自发进行，则要求ΔH-TΔS＜0，由于该反应的ΔS<0，ΔH<0，故反应在低温条件下自发进行；
（2）合成气要循环，可增大原料的利用率；
（3）该时刻下， 故反应正向进行，因此正反应速率大于逆反应速率；
（4）A、反应在恒容条件下进行，故混合气体的体积不变，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，结合密度公式可知，混合气体的密度一直不变，因此密度保持不变不能判断反应达到平衡状态，A不符合题意；
B、该反应为气体体积减小的反应，故反应过程中混合气体的压强发生变化，当其不变时，可确定反应达到平衡状态，B符合题意；
C、甲醇的浓度在反应过程中发生变化，当其不变时，反应达到平衡状态，C符合题意；
D、反应速率之比等于化学计量系数之比，故反应达到平衡状态时，v正(H2)=2v逆(CH3OH)，D不符合题意；
故答案为：BC；
（5）A、该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率降低，A不符合题意；
B、加入催化剂，平衡不移动，B不符合题意；
C、增大CO的浓度，平衡正向移动，但CO的转化率降低，C不符合题意；
D、增大H2的浓度，平衡正向移动，CO的转化率增大，D符合题意；
E、恒容条件下，充入惰性气体，平衡不移动，CO的转化率不变，E不符合题意；
F、分离出甲醇，生成物的浓度减小，平衡正向移动，CO的转化率增大，F符合题意；
故答案为：DF；
（6）A、该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则反应体系中，n(CH3OH)减小、n(CO2)增大，故减小，A不符合题意；
B、恒容条件下充入He，平衡不发生移动，则反应体系中n(CH3OH)和n(CO2)均不变，故不变，B不符合题意；
C、将H2O从体系中分离，从生成物浓度减小，平衡正向移动，则反应体系中，n(CH3OH)增大，n(CO2)减小，故增大，C符合题意；
D、恒温恒容下在通入2mol CO2和3mol H2 ， 则平衡体系中增大，D符合题意；
故答案为：CD；
（7）要使平衡常数增大，则反应应正向移动；且由于平衡常数只与温度有关，且该反应为放热反应，故应降低温度，C符合题意；
故答案为：C
（8）， 故用H2表示的速率；
分析：（1）气体分子数减少，ΔS<0；根据复合判据分析；
（2）反应物循环利用，可增大反应物的利用率；
（3）根据Qc与K的大小关系确定反应进行的方向，从而确定正逆反应速率的大小；
（4）分析反应过程中各物理量是否发生变化，若发生变化，当其不变时，反应达到平衡状态；
（5）增大CO的转化率，则平衡正向移动，根据平衡移动影响因素进行分析；
（6）根据平衡移动确定反应体系中CH3OH、CO2的物质的量的变化，从而确定答案；
（7）平衡常数只与温度有关，结合温度对平衡移动的影响分析；
（8）根据速率公式计算CH3OH的反应速率，结合速率之比等于化学计量系数之比确定H2的反应速率；
高中化学人教版（2019）选择性必修1 第二章第三节 化学反应的方向
一、单选题
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△H <0
D. 恒温恒压下，△H <0且△S>0的反应一定不能自发进行
2.25℃和1.01×105Pa时，反应2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋56.76 kJ·mol－1 ， 自发进行的原因是（ ）
A. 吸热反应 B. 放热反应 C. 熵减少的反应 D. 熵增大效应大于热效应
3.下列反应中熵显著增加的是（ ）
A. 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) B. Cu(s)+Cl2(g)=CuCl2(s)
C. C(s)+O2(g)=CO2(g) D. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)
4.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ΔH、ΔS的说法中正确的是( )
A. ΔH<0 ΔS<0 B. ΔH＞0 ΔS<0 C. ΔH<0 ΔS＞0 D. ΔH＞0 ΔS＞0
5.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1 mol Si需消耗
D. 用E表示键能，该反应
6.对于温度与反应方向的关系，下列判断不正确的是（ ）
A. △H＜0 ，△S＞0，所有温度下反应自发进行 B. △H＞0 ，△S＞0，所有温度下反应自发进行
C. △H＜0 ，△S＜0，低温下反应自发进行 D. △H＞0 ，△S＜0，所有温度下反应不能自发进行
7.灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制造器皿。把白锡制成的器皿放在0℃ (T＝273K)和1.01×105Pa的室内保存，它能否变成灰锡(已知：该条件下白锡转化为灰锡的焓变和熵变分别是△H＝－2181 kJ·mol－1 ， △S＝－6.61J·mol－1·K－1；当△H－T△S<0时反应能自发进行)（ ）
A. 能 B. 不能 C. 不能确定 D. 升温后能
8.已知：在室温下有以下平衡：
编号
平衡方程式
平衡常数
①
HCN H++CN-
Ka= 1×10 -10
②
H2O H++OH-
Kw=1×10 -14
③
CN-+H2O HCN+OH-
K =？
则下列判断错误的是（ ）
A. ①的ΔS >0, ΔH>0
B. 用标准 NaOH 溶液滴定浓度约为 0.01mol•L－1HCN，可用甲基橙做指示剂
C. 0. 2mol•L－1 的 HCN 溶液中加入等体积的 0.1mol•L－1NaOH 溶液，则该溶液呈碱性
D. 0. 2mol•L－1 的HCN 溶液中加入等体积的 0.1mol•L－1NaOH 所得的混合溶液中： 2c(H+)+ c(HCN) = 2c(OH-)+c (CN- )
二、综合题
9.进入冬季北方开始供暖后，雾霾天气愈发严重，各地PM2.5、PM10经常“爆表”。引发雾霾天气的污染物中，最为常见的是机动车尾气中的氮氧化物和燃煤产生的烟气。
I、用NH3催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。反应原理为：NO(g)+NO2(g)+2NH3(g) 2N2(g)+3H2O(g)。
（1）该反应的△S________0(填“>”、“=”或“<”)。
（2）II、已知反应N2O4(g) 2NO2(g) △H，随温度升高，混合气体的颜色变深。将一定量N2O4气体充入绝热容器一段时间后，研究压缩和拉伸活塞过程中混合气体的气体的透光率(气体颜色越浅，透光率越大)随时间变化情况。
下列说法能说明透光率不再发生改变的有________。
a．气体颜色不再改变 b．△H不再改变
c．v正(N2O4)=2v逆(NO2) d．N2O4的转化率不再改变
（3）III、用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染。
已知：CH4(g)的标准燃烧热为－890kJ/mol，蒸发1mol H2O(l)需要吸收44kJ热量。
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=﹣1114 kJ/mol
2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H=﹣114 kJ/mol
写出CH4催化还原NO2(g)生成N2和H2O(g)的热化学方程式：________。
（4）在温度为T1℃和T2℃时，分别将0.5mol CH4和1.2mol NO2充入体积为1L的密闭容器中，测得NO2的物质的量随时间变化数据如下表：
时间/min
温度/℃
0
10
20
40
50
T1
1.2
0.9
0.7
0.4
0.4
T2
1.2
0.8
0.56
…
0.5
①温度为T1℃时，0~20min内，v(CH4)=________。
②温度为T2℃时，达平衡后，再向容器中加入0.5mol CH4和1.2mol NO2 ， 达新平衡时CH4的转化率将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
10.天然气是一种清洁的化石燃料，也是引起温室效应的一种物质。天然气的综合利用对节能减排、高效利用能源、减少二氧化碳排放有重大意义。作为化工原料，合成甲醇是天然气综合利用的重要途径。
CH4（g）+ CO2（g） 2CO（g）+ 2H2（g）△H=+247.3 kJ·mol-1 ①
CH4（g）+H2O（g） CO（g）+3H2（g） △H=+206.2 kJ·mol-1 ②
（1）Ⅰ、合成甲醇的主要反应为：2H2（g）+ CO（g） CH3OH（g） △H=-90.8 kJ·mol-1
该反应熵变△S________0（填“＞、＝或＜” )，该反应在________（填“高温”或“低温”）条件下能自发进行。
（2）生产过程中，合成气要循环，其目的是： 。
（3）T℃下此反应的平衡常数为160。某时刻测得各组分的浓度如下，比较此时正、逆反应速率的大小：v（正）________v（逆）（填“＞”“＜”或“＝”）
物质
H 2
CO
CH3OH
浓度/(mol·L—1)
0.20
0.10
0.40
（4）在恒温恒容条件下，充入一定量的H2和CO，发生反应上述反应，则该反应达到平衡状态的标志有（ ）
A.混合气体的密度保持不变
B.混合气体的总压强保持不变
C.甲醇的浓度保持不变
D.v正（H2）= v逆（CH3OH）
（5）在恒温恒容条件下，要提高反应2H2（g）+ CO（g） CH3OH（g）中CO的转化率，可以采取的措施是（ ）
A.升温
B.加入催化剂
C.增加CO的浓度
D.增加H2的浓度
E.充入惰性气体
F.分离出甲醇
（6）Ⅱ、合成甲醇的另一反应为：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) △H＝－akJ·mol－1（a＞0）。
在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中，通入2 molCO2和3mol H2 ， 发生的反应为：测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
下列措施中能使 增大的是______（填编号）。
A.升高温度
B.恒温恒容下充入He(g)
C.将H2O(g)从体系中分离
D.恒温恒容再充入2 mol CO2和3 mol H2
（7）经计算该温度下此反应的平衡常数K=0.20L2·mo l-2。若改变条件 （填选项），可使K＝1。
A.增大压强 B.增大反应物浓度 C.降低温度 D.升高温度 E.加入催化剂
（8）10min内，用H2表示的该反应的化学反应速率为=________mol-1·L-1·min-1
答案解析部分
一、单选题
1. C
解析：A.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下可以发生，A不符合题意；
B.熵是指体系的混乱度，同种物质气态熵大于液态大于固态，即同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小，B不符合题意；
C.反应能自发进行说明：△H-T△S＜0，由方程式NH3（g）+HCl（g）═NH4Cl（s）可知该反应的∆S＜0，要使：△H-T△S＜0，所以必须满足△H＜0，C符合题意
D.恒温恒压下，△H＜0且△S＞0的反应的△H-T△S＜0，反应一定可以自发进行，D不符合题意。
故答案为：C
分析：判断反应能否自发进行由该公式确定：△G=△H－T△S，△G为吉布斯自由能变，△H为焓变，△S为熵变，T为开氏温度。
在温度、压强一定的条件下，化学反应的判读依据为：
ΔH-TΔS<0 反应能自发进行；
ΔH-TΔS=0 反应达到平衡状态；
ΔH-TΔS>0 反应不能自发进行。
注意：（1）ΔH为负，ΔS为正时，任何温度反应都能自发进行；
（2）ΔH为正，ΔS为负时，任何温度反应都不能自发进行。
2. D
解析：该反应的ΔH>0，为吸热反应；该反应为气体分子数增大的反应，为熵增反应；该反应能自发进行，说明熵增效应大于热效应，D符合题意；
故答案为：D
分析：根据反应自发进行的条件进行分析，反应自发进行，则该反应为焓减、熵增反应。
3. A
解析：A.该反应中，反应后气体分子数增多，熵显著增加，A符合题意；
B.该反应中，反应后气体分子数减少，熵显著减小，B不符合题意；
C.该反应中，反应前后气体分子数不变，熵不变，C不符合题意；
D.该反应中，反应后气体分子数减少，熵显著减小，D不符合题意；
故答案为：A
分析：反应过程中熵显著增加，则反应后气体分子数增加，据此结合选项所给反应进行分析。
4. D
解析：反应物的总能量小于生成物总能量，该反应吸热；△H>0；SnO2（s）＋2C(s)=Sn(s)＋2CO(g)，反应由固体生成部分气体，混乱度增大，△S>0；
故答案为：D。
分析：熵变和焓变是判断反应进行方向的两个判据。
5. B
解析：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不符合题意；
B．根据化学平衡常数的定义，该反应的平衡常数K= ,B符合题意；
C.题中说的是高温，不是标准状况下，因此不能直接用22.4L·mol－1计算，C不符合题意；
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不符合题意；
故答案为：B
分析：A．气体增加，所以混乱度增加，熵增加；
B．注意固体不考虑浓度；
C.标况下才能用气体摩尔体积衡量；
D．△H=反应物键能总和－生成物键能总和。
6. B
解析：A.当ΔH<0，ΔS>0时，任意温度下都能满足ΔH-TΔS<0，反应自发进行，选项正确，A不符合题意；
B.当ΔH>0，ΔS>0时，只有高温下才能满足ΔH-TΔS<0，反应自发进行，选项错误，B符合题意；
C.当ΔH<0，ΔS<0时，低温下满足ΔH-TΔS<0，反应自发进行，选项正确，C不符合题意；
D.当ΔH>0，ΔS<0，任意温度下都不能满足ΔH-TΔS<0，反应不能自发进行，选项正确，D不符合题意；
故答案为：B
分析：若反应自发进行，则ΔH-TΔS<0，据此结合选项进行分析。
7. A
解析：该反应中ΔH-TΔS=(-2181×103J/mol)-273×(-6.61J/(mol·K)<0，所以反应可自发进行，A符合题意；
故答案为：A
分析：根据反应自发进行的条件“ΔH-TΔS<0”进行计算分析即可。
8. B
解析：A．弱电解质的电离过程是吸热过程，则HCN⇌H++CN-的ΔS>0、ΔH>0，A不符合题意；
B．用标准NaOH溶液滴定浓度约为0.01mol•L-1HCN，完全中和时生成NaCN，溶液显碱性，则应选择酚酞做指示剂，B符合题意；
C．0.2mol•L-1的HCN溶液中加入等体积的0.1mol•L-1NaOH溶液，溶液中溶质HCN和NaCN的物质的量相等，因CN-的水解常数Kh==10-4＞Ka，说明溶液中CN-的水解程度大于HCN的电离程度，即该溶液呈碱性，C不符合题意；
D．0.2mol•L-1的HCN溶液中加入等体积的0.1mol•L-1NaOH溶液，溶液中溶质HCN和NaCN的物质的量相等，溶液中的电荷守恒为c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CN-)，物料守恒式为2c(Na+)=c(HCN)+c(CN-)，则2c(H+)+c(HCN)=2c(OH-)+c(CN-)，D不符合题意。
故答案为：B
分析：A．电离过程是熵变增加的吸热过程；
B．NaCN强碱弱酸盐，溶液水解显碱性，则应选择酚酞做指示剂；
C．等浓度的HCN和NaCN混合溶液显碱性，说明溶液中CN-的水解程度大于HCN的电离程度；
D．根据溶液中的电荷守恒和物料守恒进行计算。
二、综合题
9. （1）>
（2）ad
（3）CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-844kJ/mol
（4）0.0125mol/(L•min)；减小
解析：（1）由于反应前后气体分子数增大，因此ΔS>0；
（2）a、气体颜色不再改变时，反应达到平衡状态，透光率不再改变，a符合题意；
b、ΔH是表示反应的热效应，只与物质具有能量的相对大小有关，ΔH不变，不能说明反应达到平衡状态，b不符合题意；
c、根据反应速率之比等于化学计量系数之比可得，当反应达到平衡状态时，2v正(N2O4)=v逆(NO2)，c不符合题意；
d、当N2O4的转化率不再改变时，说明反应达到平衡状态，此时透光率不再改变，d符合题意；
故答案为：ad
（3）CH4(g)燃烧热的热化学方程式为：CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH=-890KJ/mol，H2O(l)转化为H2O(g)的热化学方程式为：H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44Kj/mol；
CH4催化还原NO2反应的化学方程式为CH4(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)，根据盖斯定律可得，该反应的反应热， 因此该反应的热化学方程式为：CH4(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH=-844kJ/mol；
（4）①由表格数据可知，0~20min内，参与反应的n(NO2)=0.5mol，根据反应的化学方程式可知，参与反应的n(CH4)=0.25mol，则0~20min内，用CH4表示的反应速率；
②达到平衡后，再充入0.5molCH4和1.2molNO2 ， 由于温度和容器的体积均不变，因此反应体系的压强增大，平衡逆向移动，因此CH4的转化率减小；
分析：（1）根据反应前后气体分子数的变化确定ΔS的大小；
（2）透光率不再变化，则说明反应达到平衡状态，据此结合选项进行分析；
（3）根据题干信息确定反应物和生成，结合盖斯定律计算反应热，从而写出反应的热化学方程式；
（4）①根据公式， 结合表格数据计算反应速率；
②根据平衡移动进行分析；
10. （1）<；低温
（2）提高原料利用率
（3）＞
（4）B,C
（5）D,F
（6）C,D
（7）C
（8）0.075
解析：（1）该反应为气体分子数减小的反应，故ΔS<0；反应自发进行，则要求ΔH-TΔS＜0，由于该反应的ΔS<0，ΔH<0，故反应在低温条件下自发进行；
（2）合成气要循环，可增大原料的利用率；
（3）该时刻下， 故反应正向进行，因此正反应速率大于逆反应速率；
（4）A、反应在恒容条件下进行，故混合气体的体积不变，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，结合密度公式可知，混合气体的密度一直不变，因此密度保持不变不能判断反应达到平衡状态，A不符合题意；
B、该反应为气体体积减小的反应，故反应过程中混合气体的压强发生变化，当其不变时，可确定反应达到平衡状态，B符合题意；
C、甲醇的浓度在反应过程中发生变化，当其不变时，反应达到平衡状态，C符合题意；
D、反应速率之比等于化学计量系数之比，故反应达到平衡状态时，v正(H2)=2v逆(CH3OH)，D不符合题意；
故答案为：BC；
（5）A、该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率降低，A不符合题意；
B、加入催化剂，平衡不移动，B不符合题意；
C、增大CO的浓度，平衡正向移动，但CO的转化率降低，C不符合题意；
D、增大H2的浓度，平衡正向移动，CO的转化率增大，D符合题意；
E、恒容条件下，充入惰性气体，平衡不移动，CO的转化率不变，E不符合题意；
F、分离出甲醇，生成物的浓度减小，平衡正向移动，CO的转化率增大，F符合题意；
故答案为：DF；
（6）A、该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则反应体系中，n(CH3OH)减小、n(CO2)增大，故减小，A不符合题意；
B、恒容条件下充入He，平衡不发生移动，则反应体系中n(CH3OH)和n(CO2)均不变，故不变，B不符合题意；
C、将H2O从体系中分离，从生成物浓度减小，平衡正向移动，则反应体系中，n(CH3OH)增大，n(CO2)减小，故增大，C符合题意；
D、恒温恒容下在通入2mol CO2和3mol H2 ， 则平衡体系中增大，D符合题意；
故答案为：CD；
（7）要使平衡常数增大，则反应应正向移动；且由于平衡常数只与温度有关，且该反应为放热反应，故应降低温度，C符合题意；
故答案为：C
（8）， 故用H2表示的速率；
分析：（1）气体分子数减少，ΔS<0；根据复合判据分析；
（2）反应物循环利用，可增大反应物的利用率；
（3）根据Qc与K的大小关系确定反应进行的方向，从而确定正逆反应速率的大小；
（4）分析反应过程中各物理量是否发生变化，若发生变化，当其不变时，反应达到平衡状态；
（5）增大CO的转化率，则平衡正向移动，根据平衡移动影响因素进行分析；
（6）根据平衡移动确定反应体系中CH3OH、CO2的物质的量的变化，从而确定答案；
（7）平衡常数只与温度有关，结合温度对平衡移动的影响分析；
（8）根据速率公式计算CH3OH的反应速率，结合速率之比等于化学计量系数之比确定H2的反应速率；
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