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高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三节 化学反应的方向课后作业题
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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 化学反应的方向课后作业题，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，原理综合题等内容，欢迎下载使用。
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．25℃，KNO3的饱和水溶液物质的量浓度是6ml·L-1。若将1ml固体KNO3置于1L水中，则KNO3变成盐溶液过程为
A．自发B．不自发C．可逆D．不能确定
2．在298K时，NaCl在水中的溶解度为26g。如将1ml NaCl溶解在1L水中，此溶解过程中体系的ΔH-TΔS和熵如何变化
A．ΔH-TΔS>0，ΔS>0B．ΔH-TΔS<0，ΔS>0
C．ΔH-TΔS>0，ΔS<0D．ΔH-TΔS<0，ΔS<0
3．下列对化学反应预测正确的是
A．AB．BC．CD．D
4．已知“凡气体分子总数增加的反应都是熵增大的反应”。下列反应在任何温度下都不自发进行的是
A．2O3(g)=3O2(g) △H＜0
B．2CO(g)=2C(s)+O2(g) △H>0
C．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g ) △H＜0
D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) △H>0
5．下列说法不正确的是
A．与的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行
B．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应
C．碳酸铵［］在室温下就能自发地分解产生氨气是因为外界给予了能量
D．是一个熵减小的反应
6．下列说法正确的是
A．恒温恒压下，且的反应一定不能自发进行
B．非自发的反应一定可以通过改变条件使其成为自发反应
C．相同物质的量的同种物质气态时熵值最小，固态时熵值最大
D．反应在室温下可自发进行，则该反应的
7．反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l)的能量变化示意图如图所示，已知H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0kJ·ml-1，下列说法正确的是
A．使用催化剂后，反应能量变化曲线可能为①
B．温度升高，该反应的平衡常数减小
C．该反应的△S>0
D．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)是放热反应
8．在一定条件下，工业上可采用下列反应合成甲酸： ，下列有关说法正确的是
A．升高温度，正逆反应速率都加快
B．恒温条件下，增大压强，化学平衡常数增大
C．恒温恒压下，使用合适的催化剂，平衡产率会提高
D．该反应能自发进行，与温度高低无关
9．在某密闭容器中发生可逆反应：A(g)+B(g)⇌xC(g)。当其他条件不变时，C的体积分数与温度和压强的关系如图所示，下列说法不正确的是
A．P10D．T1>T2
10．下列过程是吸热，同时体系的混乱度增大的是
A．Fe(s)→ Fe(g)
B．C(g)＋ O2(g)= CO2(g)
C．CaO(s)＋CO2(g)=CaCO3(s)
D．NaOH(s)= Na＋(aq)＋OH-(aq)
11．下列说法正确的是
A．可逆反应FeCl3+ 3KSCNFe(SCN)3 +3KCl达到平衡后，加入KCl固体，逆反应速率加快
B．中和同pH、同体积的NaOH溶液和氨水，消耗盐酸中HCl的物质的量相同
C．由Sn(s，灰)=Sn(s，白) △H =+2.1 kJ·ml-1可知，灰锡比白锡稳定
D．反应2C(s) +O2(g)=2CO(g) △H＜0，高温下才能自发进行
12．“冰，水为之，而寒于水”关于水凝结成冰的过程的描述正确的是
A．△H>0，△S>0B．△H>0，△S<0
C．△H<0，△S>0D．△H<0，△S<0
13．下列说法正确的是
A．放热反应均是自发反应
B．2CO(g)=2C(s)+O2(g)已知△H>0，△S<0则一定不能自发进行
C．物质的量增加的反应，△S为正值
D．H2、I2、HI平衡混合气加压后颜色变深，能用勒夏特列原理解释
14．反应N2O4(g)2NO2(g) ΔH=+57kJ·ml-1，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A．A、B两点可知，T2＜T1
B．从A点变到C点，平衡逆移，气体的颜色：A深，C浅
C．该反应ΔH>0，ΔS>0，高温下可以自发进行，室温下不能自发进行
D．B、C两点气体的平均相对分子质量：
二、多选题
15．关于反应A(g)+B(g)C(g) ΔH＜0，下列说法中，正确的是
A．一定是自发反应
B．温度升高，化学反应速率加快
C．反应物浓度增大，平衡向正反应方向移动
D．催化剂不参与化学反应
三、计算题
16．(1)已知在、时，反应，，若该反应的和不随温度变化而变化，则保持该反应能自发进行的温度应低于_______(结果保留整数)。
(2)已知：，则水的沸点是_______(结果保留1位小数)。
(3)已知在时，由石墨转化为金刚石的反应的，，石墨的熵S石，则金刚石的熵S金=________，这两种碳的同素异形体中更有序的是________。
四、原理综合题
17．Ⅰ.利用甲烷催化还原NOx消除氮氧化物的污染
①CH4(g)＋4NO2(g) 4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－574 kJ·ml－1
②CH4(g)＋4NO(g) 2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－1 160 kJ·ml－1
③CH4(g)＋2NO2(g) N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH3＝－867 kJ·ml－1
（1）如果三个反应的平衡常数依次为K1、K2、K3，则K3＝________(用K1、K2表示)。
（2）在2L恒容密闭容器中充入1 ml CH4和2 ml NO2进行反应③，CH4的平衡转化率α(CH4)与温度和压强的关系如图所示。
①若容器中的压强为p2，y点：v正________(填“大于”“等于”或“小于”)v逆。
②x点对应温度下反应的平衡常数K＝________。
Ⅱ.甲烷蒸气转化法制H2的主要反应为：CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)
（3）在恒容密闭容器中充入2 ml CH4和H2O(g)的混合气体，且CH4和H2O(g)的物质的量之比为x，相同温度下达到平衡时测得H2的体积分数φ(H2)与x的关系如图所示。
则CH4的转化率：a点________(填“>”“＝”或“<”，下同)b点，CH4(g)的浓度：a点________b点，氢气的产率：a点________b点。
18．多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。
回答下列问题：
Ⅰ．硅粉与在300℃时反应生成气体和，放出热量，该反应的热化学方程式为________________________。的电子式为__________________。
Ⅱ．将氢化为有三种方法，对应的反应依次为：
①
②
③
（1）氢化过程中所需的高纯度可用惰性电极电解溶液制备，写出产生的电极名称______（填“阳极”或“阴极”），该电极反应方程式为________________________。
（2）已知体系自由能变，时反应自发进行。三个氢化反应的与温度的关系如图1所示，可知：反应①能自发进行的最低温度是____________；相同温度下，反应②比反应①的小，主要原因是________________________。
（3）不同温度下反应②中转化率如图2所示。下列叙述正确的是______（填序号）。
a．B点： b．：A点点 c．反应适宜温度：℃
（4）反应③的______（用，表示）。温度升高，反应③的平衡常数______（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（5）由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质除、和外，还有______（填分子式）。
19．CO、CO2是含碳元素的常见气体，也是参与碳循环的重要物质。研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。
（1）CO可用于炼铁，已知：
Fe2O3(s) + 3C(s)＝2Fe(s) + 3CO(g) ΔH1＝+489.0 kJ·ml－1；
C(s) +CO2(g)＝2CO(g) ΔH2＝+172.5 kJ·ml－1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为______________________________。
（2）甲醇是重要的化工原料，利用煤化工中生产的CO和H2可制取甲醇，发生的反应为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。实验室中，在1L恒容的密闭容器中进行模拟合成实验。将1 ml CO和2 ml H2通入容器中，分别恒温在300℃和500℃反应，每隔一段时间测得容器内CH3OH的浓度如下表所示：
①300℃和500℃对应的平衡常数大小关系为K300℃_________K500℃（填“>”、“=”或“<”）。
②下列关于该反应的说法正确的是______________（填选项字母,下同）
A．该反应在任何温度下都能自发进行
B．升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向逆反应方向移动
C．温度一定时，压强不再随时间变化可以说明反应达到了平衡状态
D．使用高效催化剂，ΔH会增大
③300 ℃时，前10 min内，该反应的平均反应速率为v(H2)＝___ml/(L·min)。
④下列措施能够增大此反应中CO的转化率的是_________。
A．充入CO气体 B．升高温度
C．使用优质催化剂 D．往容器中再充入1 ml CO和2 ml H2
⑤500 ℃时，保持反应体系的温度不变，60min时再向容器中充入CH3OH气体和H2各0.4ml，反应将向___（填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不”）进行。再次达到平衡时的平衡常数为____________L2/ml2。
（3）以TiO2／Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系见下图。当乙酸的生成速率主要取决于温度时，其影响范围是__________________。
20．中共十九大报告指出，加快水污染防治、实施流域环境和近岸海域综合治理、环境污染的治理是化学工作者研究的重要课题，也是践行“绿水青山就是金山银山”的重要举措。在适当的条件下，将CO2转化为甲醇、甲醚等有机物，既可降低CO2造成的温室效应对环境的影响，还可得到重要的有机产物。
（1）已知T K时，某恒容密闭容器中存在如下反应：2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH<0，测得容器中不同时刻时各物质的浓度(ml/L)如下表所示：
①若T K时，化学平衡常数K=15，则10 s 时v(正)_______v(逆)（填“>”“<”或“=”），此时CO2的转化率为________。
②既能提高反应速率，又能提高H2转化率的方法是___________（填序号）。
A．加入过量CO2气体 B．升高温度 C．适当压缩容器体积 D．将CH3OCH3(g) 分离出去
（2）一定条件下，向某恒容密闭容器中充入x ml CO2和y ml H2，发生的反应为CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=−50 kJ·ml−1。
①下图1中能表示该反应的平衡常数K与温度T之间的变化关系曲线为______（填“a”或“b”），其判断依据是__________________________________。
②若x=2、y=3，测得在相同时间内不同温度下H2的转化率如图2所示，则在该时间段内，恰好达到化学平衡时，容器内的压强与反应开始时的压强之比为____________。
选项
化学反应方程式
已知条件
预测
A
它一定是非自发反应
B
，自发反应
x可以等于3
C
能自发反应
一定小于0
D
常温下，自发进行
10min
20min
30min
40min
50min
60min
300 ℃
0.40
0.60
0.75
0.84
0.90
0.90
500 ℃
0.60
0.75
0.78
0.80
0.80
0.80
c(CO2)
c(H2)
c(CH3OCH3)
c(H2O)
开始时
a
b
0
0
10 s时
3
0.5
c
1.5
参考答案：
1．A
【详解】1ml KNO3溶于1L水中，所得溶液为不饱和溶液，所以该过程是自发的，故A正确；
故选A。
2．B
【详解】NaCl(s)溶解于水中是自发进行的过程，故ΔH-TΔS<0；NaCl(s)=NaCl(aq)，体系的混乱度增大，ΔS>0。
故选B。
3．B
【详解】A．由方程式可知，该反应为熵增的吸热反应，高温条件下，反应△H—T△S小于0，能自发进行，故A错误；
A．若x等于3，该反应为熵减的放热反应，任何条件下反应△H—T△S均小于0，能自发进行，故B正确；
C．由方程式可知，该反应为熵增的反应，反应能自发进行，说明反应△H—T△S小于0，则反应的焓变可以大于0，也可以小于0，故C错误；
D．由方程式可知，该反应为熵减的反应，反应能自发进行，说明反应△H—T△S小于0，则反应的焓变大于0，故D错误；
故选B。
4．B
【详解】A．该反应ΔH<0，ΔS>0，任何温度下都能自发进行，选项A不符合；
B．该反应ΔH>0，ΔS<0，任何温度都不能自发进行，选项B符合；
C．该反应ΔH<0，ΔS<0，低温条件下能自发进行，选项C不符合；
D．该反应ΔH>0，ΔS>0，高温条件下能自发进行，选项D不符合；
答案选B。
5．C
【详解】A．与水反应生成，，此反应为放热反应，则，故，该反应能自发进行，A项正确；
B．吸热反应，能自发进行必须满足，所以，B项正确；
C．碳酸铵在室温下自发分解产生氨气，是因为该反应的，C项错误；
D．反应后气体分子数减小，该反应是一个熵减小的反应，D项正确；
答案选C。
6．D
【详解】A．恒温恒压下，且的反应在任何条件下均有，则且的反应一定能自发进行，A项错误；
B．非自发的反应，改变条件，不会改变结果，则通过改变条件不能使其成为自发反应，B项错误；
C．同一种物质的熵：气态>液态>固态，即相同物质的量的同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小，C项错误；
D．反应的，在室温下可自发进行，则，即该反应的，D项正确；
答案选D。
7．B
【详解】A．催化剂不影响物质的能量，只能改变反应的活化能，故A错误；
B．从图中可以看出，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应的正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，故B正确；
C．该反应的反应物的总物质的量大于生成物的总物质的量，所以该反应的△S＜0，故C错误；
D．从图中可以看出，反应CO2(g)+H2(g) ⇌ CO(g)+H2O(l)的 △H=-3.0kJ·ml-1，H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0kJ·ml-1，将两反应相减，得反应CO2(g)+H2(g) ⇌ CO(g)+H2O(g)，△H=-3.0kJ·ml-1-(-44kJ·ml-1)=+41.0kJ·ml-1，故D错误；
故选B。
8．A
【详解】A．升高温度，活化分子百分数增多，反应速率加快，A正确；
B．化学平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，B错误；
C．催化剂只能改变反应速率，不能使平衡发生移动，平衡产率不变，C错误；
D．该反应ΔS<0，ΔH<0，根据吉布斯自由能ΔG=ΔH－TΔS可知，该反应在低温下可以自发进行，D错误；
故选A。
9．C
【分析】该图象分析，要注意选择曲线所对应条件，选择T1对应两条曲线，比较P的相对大小关系，选择P2对应两条曲线，比较T的相对大小关系；
【详解】A．观察T1对应两条曲线，P2对应曲线从坐标系原点出发上升更陡，相同时间内生成更多产物，反应速率更大，说明反应条件更高，所以P2>P1，描述正确，不符题意；
B．观察T1对应两条曲线，P2对应曲线从坐标系原点出发上升更陡，所以P2>P1，压强越大，达到平衡时生成的C越多，说明增压使平衡向正反应方向移动，说明化学方程式中C的系数x<2，所以x=1，正反应方向气体分子数量减小，熵值减小，描述正确，不符题意；
C．观察P2对应两条曲线，T1对应曲线从坐标系原点出发上升更陡，说明T1>T2，而温度高，平衡时生成C更少，所以该反应正反应方向是放热反应，△H<0，描述错误，符合题意；
D．观察P2对应两条曲线，T1对应曲线从坐标系原点出发上升更陡，说明T1>T2，描述正确，不符题意；
综上，本题选C。
10．A
【详解】A．同种物质的熵值气体＞液体＞固体，Fe（s）→Fe（g），物质由固体到气体变化，需要吸收热量，体现混乱度增大，属于熵增大的过程，A项正确；
B．C(g)＋ O2(g)= CO2(g)，该反应为化合反应，形成化学键的过程要放出热量，反应前后气体的体积减小，为熵减小的过程，体系混乱程度减小，B项错误；
C．CaO(s)＋CO2(g)=CaCO3(s)，该反应为化合反应，是一个放热反应，C项错误；
D．氢氧化钠固体溶解属于放热过程，第一步电离过程为吸热过程，第二步形成水合离子的过程为放热，由于第二步放出的热量更多，所以氢氧化钠溶于水的过程为放热过程，形成离子的过程混乱度增大，属于熵增大的过程，D项错误；
故答案选：A。
11．C
【详解】A．可逆反应FeCl3+3KSCNFe(SCN)3 +3KCl，实质为：Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，因此加入KCl固体，不会影响反应速率，A错误；
B．中和相同pH、相同体积的NaOH溶液和氨水，消耗HCl物质的量与碱的物质的量成正比，由于氨水中，NH3·H2O为弱碱，因此等体积等pH值的NaOH溶液和氨水，碱的物质的量：NaOH小于氨水，则氨水消耗的HCl的物质的量多，B错误；
C．由Sn(s，灰)=Sn(s，白) △H =+2.1 kJ·ml-1可知，该反应为吸热反应，则灰锡的能量比白锡低，能量越高越不稳定，故灰锡比白锡稳定，C正确；
D．反应2C(s) +O2(g)=2CO(g)的△H＜0，气体分子数增多，则△S＞0，因此常温下，△G=△H-T△S＜0，反应也能自发进行，D错误；
答案选C。
12．D
【详解】水凝结成冰的过程为放热的气体分子数减小的过程，焓变小于零、熵变小于零；
故选D。
13．B
【详解】A．△G=△H-T△S<0的反应可自发进行，放热反应不一定为自发进行的反应，与焓变和熵变有关，A错误；
B．△G=△H-T△S<0的反应可自发进行，当△H>0，△S<0时，△G>0，反应一定不能自发进行，B正确；
C．对于有气体参加的反应，气体体积增大的反应，△S为正值，不能简单分析物质的量增加，需排除固体和液体的化学计量数，C错误；
D．H2、I2、HI平衡混合气加压后颜色变深，与浓度增大有关，平衡不移动，则不能用勒夏特列原理解释，D错误；
答案选B。
14．D
【详解】A．反应N2O4(g)2NO2(g) ΔH=+57kJ·ml-1，则升温时平衡右移、NO2(g)的体积分数增大，则A、B两点可知，T2＞T1，A错误；
B．增压N2O4(g)2NO2(g)平衡左移、NO2(g)的体积分数减小，但N2O4(g)和NO2(g)的浓度都增大，故从A点变到C点，平衡逆移，气体的颜色：A浅，C深，B错误；
C． 该反应ΔH＞0，ΔS＞0，高温下可以自发进行，但只要ΔH-TΔS＜0即可自发，C错误；
D． B、C两点气体NO2(g)的体积分数相等、N2O4(g)的体积分数也相等，则混合气体的平均相对分子质量：，D正确；
答案选D。
15．BC
【详解】A．该反应气体系数之和减小，所以ΔS＜0，该反应ΔH＜0，所以当温度较低时满足ΔG=ΔH-TΔS＜0，反应自发，而不是一定自发，A错误；
B．温度升高，活化分子增多，反应速率加快，B正确；
C．根据平衡移动原理可知，反应物浓度增大，平衡向正反应方向移动，C正确；
D．催化剂通过改变反应途径降低反应的活化能，所以会参与化学反应，D错误；
综上所述答案为BC。
16． 金刚石
【详解】(1)在、时，题给反应的，，则有。要使反应能自发进行，需使，即，则，因此保持该反应能自发进行的温度应低于。
(2)在水沸腾时，，则。
(3)石墨转化为金刚石的反应为，，即，解得S金=。体系的熵值越小越有序，通过上述计算知，S金＜S石，则金刚石比石墨更有序。
17． 大于 0.25 > ＝ ＝
【分析】Ⅰ.（1）分别写出K1、K2、K3的表达式，可以求出K3与K1、K2的关系；
（2）①y点在p2对应曲线下方，要达到平衡状态，需使甲烷的转化率增大，反应正向进行；
②结合题图1，根据三段式可以求出该温度下反应的平衡常数K；
Ⅱ.（3）x越大，加入的甲烷的量越多，因此甲烷的转化率越低；结合题给图象根据三段式进行分析判断；
【详解】Ⅰ.（1）K1=[c2（H2O）c（CO2）c4（NO）]/[c（CH4）c4（NO2）]，K2=[c2（H2O）c（CO2）c2（N2）]/[c（CH4）c4（NO）]，K3=[c2（H2O）c（CO2）c（N2）]/[c（CH4）c2（NO2）]；所以K32= K1 ∙K2，所以K3＝；
答案是：；
（2）①y点在p2对应曲线下方，要达到平衡状态，需使甲烷的转化率增大，则y点：v正大于v逆；
答案是：大于；
②由题图1可知，x点甲烷的平衡转化率是50%，则有：
CH4(g)＋2NO2(g) N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)
起始/(ml·L－1)0.5 1 0 0 0
转化/(ml·L－1)0.25 0.5 0.25 0.25 0.5
平衡/(ml·L－1)0.25 0.5 0.25 0.25 0.5
因此该温度下反应的平衡常数K＝＝0.25；
答案是：0.25；
Ⅱ.（3）x越大，加入的甲烷的量越多，因此甲烷的转化率越低，故a点甲烷的转化率大于b点甲烷的转化率；当CH4和H2O(g)的物质的量之比的比值为9/11时，则起始时，甲烷的物质的量为0.9 ml，H2O(g)的物质的量为1.1 ml，反应达到平衡时，设CH4转化了n ml，则有：
CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)
起始/(ml) 0.9 1.1 0 0
转化/(ml) n n n 3n
平衡/(ml) 0.9－n 1.1－n n 3n
此时氢气的体积分数为3n/(2＋2n)，当CH4和H2O(g)的物质的量之比的比值为11/9时，起始时，甲烷的物质的量为1.1 ml，H2O(g)的物质的量为0.9 ml，反应达到平衡时，设CH4转化了y ml，则有：
CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)
起始/(ml) 1.1 0.9 0 0
转化/(ml) y y y 3y
平衡/(ml) 1.1－y 0.9－y y 3y
此时氢气的体积分数为3y/(2＋2y)，由题图2可知，a点和b点的氢气的体积分数相等，故n＝y，a点甲烷的浓度等于b点水蒸气的浓度；两点的氢气产率相等；
故答案是：>； ＝；＝。
18． 阴极 或 1000℃ 导致反应②的小 a、c 减小 、
【分析】I.书写热化学方程式时一定要标注出各物质的状态，要将热化学方程式中焓变的数值与化学计量数对应。本题的反应温度需要标注为条件；
II.（1）惰性电极电解KOH溶液，实质是电解水，产生氢气的必为阴极，发生还原反应。
（2）“看图说话”，将反应①的纵、横坐标对应起来看，即可顺利找到最低温度。影响自由能变的因素主要是焓变和熵变，分析发现熵变对反应②反而不利，说明焓变影响大，为主要影响因素；
（3）据图判断化学平衡的建立和移动是分析的关键。注意时间是一个不变的量。
（4）此问是盖斯定律的简单应用，对热化学方程式直接进行加减即可。
【详解】I.参加反应的物质是固态的Si、气态的HCl，生成的是气态的SiHCl3和氢气，反应条件是300℃，配平后发现SiHCl3的化学计量数恰好是1，由此可顺利写出该条件下的热化学方程式：Si(s)+3HCl(g) SiHCl3(g)+H2(g) ∆H=-225kJ·ml-1；SiHCl3中硅与1个H、3个Cl分别形成共价单键，由此可写出其电子式为：，注意别漏标3个氯原子的孤电子对；
II.（1）电解KOH溶液，阳极发生氧化反应而产生O2、阴极发生还原反应才产生H2；阴极的电极反应式可以直接写成2H++2e-=H2↑，或写成由水得电子也可以：2H2O+2e-=H2↑+2OH-；
（2）由题目所给的图1可以看出，反应①（最上面那条线）当∆G=0时，对应的横坐标温度是1000℃；从反应前后气体分子数的变化来看，反应①的熵变化不大，而反应②中熵是减小的，可见熵变对反应②的自发更不利，而结果反应②的∆G更负，说明显然是焓变产生了较大的影响，即∆H2<∆H1导致反应②的∆G小（两个反应对应的∆H，一个为正值，一个为负值，大小比较很明显）；
（3）图2给的是不同温度下的转化率，注意依据控制变量法思想，此时所用的时间一定是相同的，所以图示中A、B、C点反应均正向进行，D点刚好达到平衡，D点到E点才涉及平衡的移动。在到达平衡状态以前，正反应速率大于逆反应速率，a项正确，B点反应正向进行，正反应速率大于逆反应速率；b点错误，温度越高，反应速率越快，所以E点的正（或逆）反应速率均大于A点；c项正确，C到D点，SiHCl3的转化率较高，选择此温度范围比较合适，在实际工业生产中还要综合考虑催化剂的活性温度。
（4）将反应①反向，并与反应②直接相加可得反应③，所以∆H3=∆H2-∆H1，因∆H2<0、∆H1>0，所以∆H3必小于0，即反应③正反应为放热反应，而放热反应的化学平衡常数随着温度的升高而减小；
（5）反应①生成的HCl可用于流程中粗硅提纯的第1步，三个可逆反应中剩余的H2也可循环使用。
【点睛】①对于反应的吉布斯自由能大小比较及变化的分析，要紧紧抓住焓判据和熵判据进行分析。②判断图2中时间是一个不变的量，是看清此图的关键。明白了自变量只有温度，因变量是SiCl4的转化率，才能落实好平衡的相关知识的应用，如平衡的建立，平衡的移动以及平衡常数随温度变化的规律等。
19． Fe2O3(s)+ 3CO(g)＝2Fe(s)+ 3CO2(g) △H ＝－28.5kJ·ml—1 ＞ C 0.08 D 正反应方向 25 300℃～400℃
【分析】根据盖斯定律计算热化学方程式中的反应热。根据外界条件对反应速率和平衡的影响分析一氧化碳的转化率的变化。根据某时刻的浓度商和平衡常数的比较分析该时刻的进行方向。
【详解】(1) ① Fe2O3(s) + 3C(s)＝2Fe(s) + 3CO(g) ΔH1＝+489.0 kJ·ml－1；②C(s) +CO2(g)＝2CO(g) ΔH2＝+172.5 kJ·ml－1，根据盖斯定律分析，有①-②×3得热化学方程式为： Fe2O3(s)+ 3CO(g)＝2Fe(s)+ 3CO2(g) △H ＝+489.0kJ/ml-172.5kJ/ml×3=－28.5kJ·ml—1 。
(2) ①从表中数据分析，温度升高，甲醇平衡物质的量浓度减小，说明升温平衡逆向移动，则平衡常数变小 ；
②A．该反应为放热反应，熵减，所以该反应在低温下能自发进行，故错误；B．升高温度，正反应速率和逆反应速率都增大，平衡向逆反应方向移动，故错误；C．温度一定时，压强不再随时间变化说明气体总物质的量不变，可以说明反应达到了平衡状态，故正确；D．使用高效催化剂，不影响反应热，故ΔH不会改变，故错误。故选C；
③300 ℃时，前10 min内，该反应的平均反应速率为v(CH3OH)＝0.40ml/L/10min=0.04 ml/(L·min)，根据化学计量数计算v(H2)=0.08 ml/(L·min)。
④A. 充入CO气体，平衡正向移动，但一氧化氮的转化率不能提高，故错误；B. 升高温度，平衡逆向移动，一氧化碳的转化率不能提高，故错误；C. 使用优质催化剂不影响平衡，故错误；D. 往容器中再充入1 ml CO和2 ml H2，相当于加压，平衡正向移动，提高一氧化碳的转化率，故正确。故选D。
⑤500 ℃时，
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
起始浓度 1 2 0
改变浓度 0.8 1.6 0.8
平衡浓度 0.2 0.4 0.8
平衡常数= ，保持反应体系的温度不变，60min时再向容器中充入CH3OH气体和H2各0.4ml，Qc=(3)从图分析，在 300℃～400℃，温度升高，乙酸的生成速率加快，但催化剂的催化效率降低，说明此阶段中乙酸的生成速率主要取决于温度，故答案为300℃～400℃。
【点睛】根据某时刻的浓度商与平衡常数的大小分析反应进行的方向，若浓度商小于平衡常数，则反应正向进行，若等于平衡常数，则反应处于平衡状态，若大于平衡常数，则反应逆向进行。
20． > 25% AC a 该反应是放热反应，升高温度平衡向左移动，平衡常数变小 17︰25
【详解】(1)①根据方程式中计量数之比可知，生成的乙醇与水的物质的量之比为1：3，则c=0.5；c(CO2)= ，则a=4。故可得：
若T K时，化学平衡常数K=15，则10s时，反应仍在向右进行，则v(正) >v(逆)；此时CO2的转化率为：；
②A．加入过量CO2气体，反应物浓度增大，平衡向正向移动，则反应速率增大，氢气的转化率增大，故A选项正确；
B．该反应为放热反应，升高温度平衡向逆向移动，则氢气的转化率降低，故B选项错误；
C．该反应为气体体积缩小的反应，适当压缩容器体积，则压强增大，平衡向气体体积缩小的正反应方向移动，则反应速率和氢气的转化率增大，故C选项正确；
D．将CH3OCH3(g) 分离出去，生成物的浓度降低，反应速率减小，平衡正向移动，氢气的转化率增大， 故D选项错误；故答案选AC；
故正确答案：>；25%；AC。
(2)①该反应是放热反应，升高温度平衡向逆向移动，不利于反应向右进行，会使平衡常数减小，则曲线a符合此特点；
②由图知，当温度在T2时，H2的转化率最高。温度越高反应速率越大，在相同时间内达到平衡状态前，H2的转化率越高，但达到平衡状さ后継卖升温，则反应会向逆反应方向移动，导致H2的转化率降低，由图知b点为平衡态；
反应初始量（ml） 2 3 0 0
变化量（ml） 0.8 3×80% 0.8 0.8
平衡态（ml） 1.2 0.6 0.8 0.8
同温同体积时，压强比等于物质的量之比，故b点时对应的压强与反应开始时的压强之比＝(1.2+0.6+0.8+0.8):(2+3)＝34：5＝17：25。
故正确答案：a；该反应是放热反应，升高温度平衡向左移动，平衡常数变小；17︰25。
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．25℃，KNO3的饱和水溶液物质的量浓度是6ml·L-1。若将1ml固体KNO3置于1L水中，则KNO3变成盐溶液过程为
A．自发B．不自发C．可逆D．不能确定
2．在298K时，NaCl在水中的溶解度为26g。如将1ml NaCl溶解在1L水中，此溶解过程中体系的ΔH-TΔS和熵如何变化
A．ΔH-TΔS>0，ΔS>0B．ΔH-TΔS<0，ΔS>0
C．ΔH-TΔS>0，ΔS<0D．ΔH-TΔS<0，ΔS<0
3．下列对化学反应预测正确的是
A．AB．BC．CD．D
4．已知“凡气体分子总数增加的反应都是熵增大的反应”。下列反应在任何温度下都不自发进行的是
A．2O3(g)=3O2(g) △H＜0
B．2CO(g)=2C(s)+O2(g) △H>0
C．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g ) △H＜0
D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) △H>0
5．下列说法不正确的是
A．与的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行
B．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应
C．碳酸铵［］在室温下就能自发地分解产生氨气是因为外界给予了能量
D．是一个熵减小的反应
6．下列说法正确的是
A．恒温恒压下，且的反应一定不能自发进行
B．非自发的反应一定可以通过改变条件使其成为自发反应
C．相同物质的量的同种物质气态时熵值最小，固态时熵值最大
D．反应在室温下可自发进行，则该反应的
7．反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l)的能量变化示意图如图所示，已知H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0kJ·ml-1，下列说法正确的是
A．使用催化剂后，反应能量变化曲线可能为①
B．温度升高，该反应的平衡常数减小
C．该反应的△S>0
D．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)是放热反应
8．在一定条件下，工业上可采用下列反应合成甲酸： ，下列有关说法正确的是
A．升高温度，正逆反应速率都加快
B．恒温条件下，增大压强，化学平衡常数增大
C．恒温恒压下，使用合适的催化剂，平衡产率会提高
D．该反应能自发进行，与温度高低无关
9．在某密闭容器中发生可逆反应：A(g)+B(g)⇌xC(g)。当其他条件不变时，C的体积分数与温度和压强的关系如图所示，下列说法不正确的是
A．P1
10．下列过程是吸热，同时体系的混乱度增大的是
A．Fe(s)→ Fe(g)
B．C(g)＋ O2(g)= CO2(g)
C．CaO(s)＋CO2(g)=CaCO3(s)
D．NaOH(s)= Na＋(aq)＋OH-(aq)
11．下列说法正确的是
A．可逆反应FeCl3+ 3KSCNFe(SCN)3 +3KCl达到平衡后，加入KCl固体，逆反应速率加快
B．中和同pH、同体积的NaOH溶液和氨水，消耗盐酸中HCl的物质的量相同
C．由Sn(s，灰)=Sn(s，白) △H =+2.1 kJ·ml-1可知，灰锡比白锡稳定
D．反应2C(s) +O2(g)=2CO(g) △H＜0，高温下才能自发进行
12．“冰，水为之，而寒于水”关于水凝结成冰的过程的描述正确的是
A．△H>0，△S>0B．△H>0，△S<0
C．△H<0，△S>0D．△H<0，△S<0
13．下列说法正确的是
A．放热反应均是自发反应
B．2CO(g)=2C(s)+O2(g)已知△H>0，△S<0则一定不能自发进行
C．物质的量增加的反应，△S为正值
D．H2、I2、HI平衡混合气加压后颜色变深，能用勒夏特列原理解释
14．反应N2O4(g)2NO2(g) ΔH=+57kJ·ml-1，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A．A、B两点可知，T2＜T1
B．从A点变到C点，平衡逆移，气体的颜色：A深，C浅
C．该反应ΔH>0，ΔS>0，高温下可以自发进行，室温下不能自发进行
D．B、C两点气体的平均相对分子质量：
二、多选题
15．关于反应A(g)+B(g)C(g) ΔH＜0，下列说法中，正确的是
A．一定是自发反应
B．温度升高，化学反应速率加快
C．反应物浓度增大，平衡向正反应方向移动
D．催化剂不参与化学反应
三、计算题
16．(1)已知在、时，反应，，若该反应的和不随温度变化而变化，则保持该反应能自发进行的温度应低于_______(结果保留整数)。
(2)已知：，则水的沸点是_______(结果保留1位小数)。
(3)已知在时，由石墨转化为金刚石的反应的，，石墨的熵S石，则金刚石的熵S金=________，这两种碳的同素异形体中更有序的是________。
四、原理综合题
17．Ⅰ.利用甲烷催化还原NOx消除氮氧化物的污染
①CH4(g)＋4NO2(g) 4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－574 kJ·ml－1
②CH4(g)＋4NO(g) 2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－1 160 kJ·ml－1
③CH4(g)＋2NO2(g) N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH3＝－867 kJ·ml－1
（1）如果三个反应的平衡常数依次为K1、K2、K3，则K3＝________(用K1、K2表示)。
（2）在2L恒容密闭容器中充入1 ml CH4和2 ml NO2进行反应③，CH4的平衡转化率α(CH4)与温度和压强的关系如图所示。
①若容器中的压强为p2，y点：v正________(填“大于”“等于”或“小于”)v逆。
②x点对应温度下反应的平衡常数K＝________。
Ⅱ.甲烷蒸气转化法制H2的主要反应为：CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)
（3）在恒容密闭容器中充入2 ml CH4和H2O(g)的混合气体，且CH4和H2O(g)的物质的量之比为x，相同温度下达到平衡时测得H2的体积分数φ(H2)与x的关系如图所示。
则CH4的转化率：a点________(填“>”“＝”或“<”，下同)b点，CH4(g)的浓度：a点________b点，氢气的产率：a点________b点。
18．多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。
回答下列问题：
Ⅰ．硅粉与在300℃时反应生成气体和，放出热量，该反应的热化学方程式为________________________。的电子式为__________________。
Ⅱ．将氢化为有三种方法，对应的反应依次为：
①
②
③
（1）氢化过程中所需的高纯度可用惰性电极电解溶液制备，写出产生的电极名称______（填“阳极”或“阴极”），该电极反应方程式为________________________。
（2）已知体系自由能变，时反应自发进行。三个氢化反应的与温度的关系如图1所示，可知：反应①能自发进行的最低温度是____________；相同温度下，反应②比反应①的小，主要原因是________________________。
（3）不同温度下反应②中转化率如图2所示。下列叙述正确的是______（填序号）。
a．B点： b．：A点点 c．反应适宜温度：℃
（4）反应③的______（用，表示）。温度升高，反应③的平衡常数______（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（5）由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质除、和外，还有______（填分子式）。
19．CO、CO2是含碳元素的常见气体，也是参与碳循环的重要物质。研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。
（1）CO可用于炼铁，已知：
Fe2O3(s) + 3C(s)＝2Fe(s) + 3CO(g) ΔH1＝+489.0 kJ·ml－1；
C(s) +CO2(g)＝2CO(g) ΔH2＝+172.5 kJ·ml－1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为______________________________。
（2）甲醇是重要的化工原料，利用煤化工中生产的CO和H2可制取甲醇，发生的反应为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。实验室中，在1L恒容的密闭容器中进行模拟合成实验。将1 ml CO和2 ml H2通入容器中，分别恒温在300℃和500℃反应，每隔一段时间测得容器内CH3OH的浓度如下表所示：
①300℃和500℃对应的平衡常数大小关系为K300℃_________K500℃（填“>”、“=”或“<”）。
②下列关于该反应的说法正确的是______________（填选项字母,下同）
A．该反应在任何温度下都能自发进行
B．升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向逆反应方向移动
C．温度一定时，压强不再随时间变化可以说明反应达到了平衡状态
D．使用高效催化剂，ΔH会增大
③300 ℃时，前10 min内，该反应的平均反应速率为v(H2)＝___ml/(L·min)。
④下列措施能够增大此反应中CO的转化率的是_________。
A．充入CO气体 B．升高温度
C．使用优质催化剂 D．往容器中再充入1 ml CO和2 ml H2
⑤500 ℃时，保持反应体系的温度不变，60min时再向容器中充入CH3OH气体和H2各0.4ml，反应将向___（填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不”）进行。再次达到平衡时的平衡常数为____________L2/ml2。
（3）以TiO2／Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系见下图。当乙酸的生成速率主要取决于温度时，其影响范围是__________________。
20．中共十九大报告指出，加快水污染防治、实施流域环境和近岸海域综合治理、环境污染的治理是化学工作者研究的重要课题，也是践行“绿水青山就是金山银山”的重要举措。在适当的条件下，将CO2转化为甲醇、甲醚等有机物，既可降低CO2造成的温室效应对环境的影响，还可得到重要的有机产物。
（1）已知T K时，某恒容密闭容器中存在如下反应：2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH<0，测得容器中不同时刻时各物质的浓度(ml/L)如下表所示：
①若T K时，化学平衡常数K=15，则10 s 时v(正)_______v(逆)（填“>”“<”或“=”），此时CO2的转化率为________。
②既能提高反应速率，又能提高H2转化率的方法是___________（填序号）。
A．加入过量CO2气体 B．升高温度 C．适当压缩容器体积 D．将CH3OCH3(g) 分离出去
（2）一定条件下，向某恒容密闭容器中充入x ml CO2和y ml H2，发生的反应为CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=−50 kJ·ml−1。
①下图1中能表示该反应的平衡常数K与温度T之间的变化关系曲线为______（填“a”或“b”），其判断依据是__________________________________。
②若x=2、y=3，测得在相同时间内不同温度下H2的转化率如图2所示，则在该时间段内，恰好达到化学平衡时，容器内的压强与反应开始时的压强之比为____________。
选项
化学反应方程式
已知条件
预测
A
它一定是非自发反应
B
，自发反应
x可以等于3
C
能自发反应
一定小于0
D
常温下，自发进行
10min
20min
30min
40min
50min
60min
300 ℃
0.40
0.60
0.75
0.84
0.90
0.90
500 ℃
0.60
0.75
0.78
0.80
0.80
0.80
c(CO2)
c(H2)
c(CH3OCH3)
c(H2O)
开始时
a
b
0
0
10 s时
3
0.5
c
1.5
参考答案：
1．A
【详解】1ml KNO3溶于1L水中，所得溶液为不饱和溶液，所以该过程是自发的，故A正确；
故选A。
2．B
【详解】NaCl(s)溶解于水中是自发进行的过程，故ΔH-TΔS<0；NaCl(s)=NaCl(aq)，体系的混乱度增大，ΔS>0。
故选B。
3．B
【详解】A．由方程式可知，该反应为熵增的吸热反应，高温条件下，反应△H—T△S小于0，能自发进行，故A错误；
A．若x等于3，该反应为熵减的放热反应，任何条件下反应△H—T△S均小于0，能自发进行，故B正确；
C．由方程式可知，该反应为熵增的反应，反应能自发进行，说明反应△H—T△S小于0，则反应的焓变可以大于0，也可以小于0，故C错误；
D．由方程式可知，该反应为熵减的反应，反应能自发进行，说明反应△H—T△S小于0，则反应的焓变大于0，故D错误；
故选B。
4．B
【详解】A．该反应ΔH<0，ΔS>0，任何温度下都能自发进行，选项A不符合；
B．该反应ΔH>0，ΔS<0，任何温度都不能自发进行，选项B符合；
C．该反应ΔH<0，ΔS<0，低温条件下能自发进行，选项C不符合；
D．该反应ΔH>0，ΔS>0，高温条件下能自发进行，选项D不符合；
答案选B。
5．C
【详解】A．与水反应生成，，此反应为放热反应，则，故，该反应能自发进行，A项正确；
B．吸热反应，能自发进行必须满足，所以，B项正确；
C．碳酸铵在室温下自发分解产生氨气，是因为该反应的，C项错误；
D．反应后气体分子数减小，该反应是一个熵减小的反应，D项正确；
答案选C。
6．D
【详解】A．恒温恒压下，且的反应在任何条件下均有，则且的反应一定能自发进行，A项错误；
B．非自发的反应，改变条件，不会改变结果，则通过改变条件不能使其成为自发反应，B项错误；
C．同一种物质的熵：气态>液态>固态，即相同物质的量的同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小，C项错误；
D．反应的，在室温下可自发进行，则，即该反应的，D项正确；
答案选D。
7．B
【详解】A．催化剂不影响物质的能量，只能改变反应的活化能，故A错误；
B．从图中可以看出，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应的正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，故B正确；
C．该反应的反应物的总物质的量大于生成物的总物质的量，所以该反应的△S＜0，故C错误；
D．从图中可以看出，反应CO2(g)+H2(g) ⇌ CO(g)+H2O(l)的 △H=-3.0kJ·ml-1，H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0kJ·ml-1，将两反应相减，得反应CO2(g)+H2(g) ⇌ CO(g)+H2O(g)，△H=-3.0kJ·ml-1-(-44kJ·ml-1)=+41.0kJ·ml-1，故D错误；
故选B。
8．A
【详解】A．升高温度，活化分子百分数增多，反应速率加快，A正确；
B．化学平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，B错误；
C．催化剂只能改变反应速率，不能使平衡发生移动，平衡产率不变，C错误；
D．该反应ΔS<0，ΔH<0，根据吉布斯自由能ΔG=ΔH－TΔS可知，该反应在低温下可以自发进行，D错误；
故选A。
9．C
【分析】该图象分析，要注意选择曲线所对应条件，选择T1对应两条曲线，比较P的相对大小关系，选择P2对应两条曲线，比较T的相对大小关系；
【详解】A．观察T1对应两条曲线，P2对应曲线从坐标系原点出发上升更陡，相同时间内生成更多产物，反应速率更大，说明反应条件更高，所以P2>P1，描述正确，不符题意；
B．观察T1对应两条曲线，P2对应曲线从坐标系原点出发上升更陡，所以P2>P1，压强越大，达到平衡时生成的C越多，说明增压使平衡向正反应方向移动，说明化学方程式中C的系数x<2，所以x=1，正反应方向气体分子数量减小，熵值减小，描述正确，不符题意；
C．观察P2对应两条曲线，T1对应曲线从坐标系原点出发上升更陡，说明T1>T2，而温度高，平衡时生成C更少，所以该反应正反应方向是放热反应，△H<0，描述错误，符合题意；
D．观察P2对应两条曲线，T1对应曲线从坐标系原点出发上升更陡，说明T1>T2，描述正确，不符题意；
综上，本题选C。
10．A
【详解】A．同种物质的熵值气体＞液体＞固体，Fe（s）→Fe（g），物质由固体到气体变化，需要吸收热量，体现混乱度增大，属于熵增大的过程，A项正确；
B．C(g)＋ O2(g)= CO2(g)，该反应为化合反应，形成化学键的过程要放出热量，反应前后气体的体积减小，为熵减小的过程，体系混乱程度减小，B项错误；
C．CaO(s)＋CO2(g)=CaCO3(s)，该反应为化合反应，是一个放热反应，C项错误；
D．氢氧化钠固体溶解属于放热过程，第一步电离过程为吸热过程，第二步形成水合离子的过程为放热，由于第二步放出的热量更多，所以氢氧化钠溶于水的过程为放热过程，形成离子的过程混乱度增大，属于熵增大的过程，D项错误；
故答案选：A。
11．C
【详解】A．可逆反应FeCl3+3KSCNFe(SCN)3 +3KCl，实质为：Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，因此加入KCl固体，不会影响反应速率，A错误；
B．中和相同pH、相同体积的NaOH溶液和氨水，消耗HCl物质的量与碱的物质的量成正比，由于氨水中，NH3·H2O为弱碱，因此等体积等pH值的NaOH溶液和氨水，碱的物质的量：NaOH小于氨水，则氨水消耗的HCl的物质的量多，B错误；
C．由Sn(s，灰)=Sn(s，白) △H =+2.1 kJ·ml-1可知，该反应为吸热反应，则灰锡的能量比白锡低，能量越高越不稳定，故灰锡比白锡稳定，C正确；
D．反应2C(s) +O2(g)=2CO(g)的△H＜0，气体分子数增多，则△S＞0，因此常温下，△G=△H-T△S＜0，反应也能自发进行，D错误；
答案选C。
12．D
【详解】水凝结成冰的过程为放热的气体分子数减小的过程，焓变小于零、熵变小于零；
故选D。
13．B
【详解】A．△G=△H-T△S<0的反应可自发进行，放热反应不一定为自发进行的反应，与焓变和熵变有关，A错误；
B．△G=△H-T△S<0的反应可自发进行，当△H>0，△S<0时，△G>0，反应一定不能自发进行，B正确；
C．对于有气体参加的反应，气体体积增大的反应，△S为正值，不能简单分析物质的量增加，需排除固体和液体的化学计量数，C错误；
D．H2、I2、HI平衡混合气加压后颜色变深，与浓度增大有关，平衡不移动，则不能用勒夏特列原理解释，D错误；
答案选B。
14．D
【详解】A．反应N2O4(g)2NO2(g) ΔH=+57kJ·ml-1，则升温时平衡右移、NO2(g)的体积分数增大，则A、B两点可知，T2＞T1，A错误；
B．增压N2O4(g)2NO2(g)平衡左移、NO2(g)的体积分数减小，但N2O4(g)和NO2(g)的浓度都增大，故从A点变到C点，平衡逆移，气体的颜色：A浅，C深，B错误；
C． 该反应ΔH＞0，ΔS＞0，高温下可以自发进行，但只要ΔH-TΔS＜0即可自发，C错误；
D． B、C两点气体NO2(g)的体积分数相等、N2O4(g)的体积分数也相等，则混合气体的平均相对分子质量：，D正确；
答案选D。
15．BC
【详解】A．该反应气体系数之和减小，所以ΔS＜0，该反应ΔH＜0，所以当温度较低时满足ΔG=ΔH-TΔS＜0，反应自发，而不是一定自发，A错误；
B．温度升高，活化分子增多，反应速率加快，B正确；
C．根据平衡移动原理可知，反应物浓度增大，平衡向正反应方向移动，C正确；
D．催化剂通过改变反应途径降低反应的活化能，所以会参与化学反应，D错误；
综上所述答案为BC。
16． 金刚石
【详解】(1)在、时，题给反应的，，则有。要使反应能自发进行，需使，即，则，因此保持该反应能自发进行的温度应低于。
(2)在水沸腾时，，则。
(3)石墨转化为金刚石的反应为，，即，解得S金=。体系的熵值越小越有序，通过上述计算知，S金＜S石，则金刚石比石墨更有序。
17． 大于 0.25 > ＝ ＝
【分析】Ⅰ.（1）分别写出K1、K2、K3的表达式，可以求出K3与K1、K2的关系；
（2）①y点在p2对应曲线下方，要达到平衡状态，需使甲烷的转化率增大，反应正向进行；
②结合题图1，根据三段式可以求出该温度下反应的平衡常数K；
Ⅱ.（3）x越大，加入的甲烷的量越多，因此甲烷的转化率越低；结合题给图象根据三段式进行分析判断；
【详解】Ⅰ.（1）K1=[c2（H2O）c（CO2）c4（NO）]/[c（CH4）c4（NO2）]，K2=[c2（H2O）c（CO2）c2（N2）]/[c（CH4）c4（NO）]，K3=[c2（H2O）c（CO2）c（N2）]/[c（CH4）c2（NO2）]；所以K32= K1 ∙K2，所以K3＝；
答案是：；
（2）①y点在p2对应曲线下方，要达到平衡状态，需使甲烷的转化率增大，则y点：v正大于v逆；
答案是：大于；
②由题图1可知，x点甲烷的平衡转化率是50%，则有：
CH4(g)＋2NO2(g) N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)
起始/(ml·L－1)0.5 1 0 0 0
转化/(ml·L－1)0.25 0.5 0.25 0.25 0.5
平衡/(ml·L－1)0.25 0.5 0.25 0.25 0.5
因此该温度下反应的平衡常数K＝＝0.25；
答案是：0.25；
Ⅱ.（3）x越大，加入的甲烷的量越多，因此甲烷的转化率越低，故a点甲烷的转化率大于b点甲烷的转化率；当CH4和H2O(g)的物质的量之比的比值为9/11时，则起始时，甲烷的物质的量为0.9 ml，H2O(g)的物质的量为1.1 ml，反应达到平衡时，设CH4转化了n ml，则有：
CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)
起始/(ml) 0.9 1.1 0 0
转化/(ml) n n n 3n
平衡/(ml) 0.9－n 1.1－n n 3n
此时氢气的体积分数为3n/(2＋2n)，当CH4和H2O(g)的物质的量之比的比值为11/9时，起始时，甲烷的物质的量为1.1 ml，H2O(g)的物质的量为0.9 ml，反应达到平衡时，设CH4转化了y ml，则有：
CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)
起始/(ml) 1.1 0.9 0 0
转化/(ml) y y y 3y
平衡/(ml) 1.1－y 0.9－y y 3y
此时氢气的体积分数为3y/(2＋2y)，由题图2可知，a点和b点的氢气的体积分数相等，故n＝y，a点甲烷的浓度等于b点水蒸气的浓度；两点的氢气产率相等；
故答案是：>； ＝；＝。
18． 阴极 或 1000℃ 导致反应②的小 a、c 减小 、
【分析】I.书写热化学方程式时一定要标注出各物质的状态，要将热化学方程式中焓变的数值与化学计量数对应。本题的反应温度需要标注为条件；
II.（1）惰性电极电解KOH溶液，实质是电解水，产生氢气的必为阴极，发生还原反应。
（2）“看图说话”，将反应①的纵、横坐标对应起来看，即可顺利找到最低温度。影响自由能变的因素主要是焓变和熵变，分析发现熵变对反应②反而不利，说明焓变影响大，为主要影响因素；
（3）据图判断化学平衡的建立和移动是分析的关键。注意时间是一个不变的量。
（4）此问是盖斯定律的简单应用，对热化学方程式直接进行加减即可。
【详解】I.参加反应的物质是固态的Si、气态的HCl，生成的是气态的SiHCl3和氢气，反应条件是300℃，配平后发现SiHCl3的化学计量数恰好是1，由此可顺利写出该条件下的热化学方程式：Si(s)+3HCl(g) SiHCl3(g)+H2(g) ∆H=-225kJ·ml-1；SiHCl3中硅与1个H、3个Cl分别形成共价单键，由此可写出其电子式为：，注意别漏标3个氯原子的孤电子对；
II.（1）电解KOH溶液，阳极发生氧化反应而产生O2、阴极发生还原反应才产生H2；阴极的电极反应式可以直接写成2H++2e-=H2↑，或写成由水得电子也可以：2H2O+2e-=H2↑+2OH-；
（2）由题目所给的图1可以看出，反应①（最上面那条线）当∆G=0时，对应的横坐标温度是1000℃；从反应前后气体分子数的变化来看，反应①的熵变化不大，而反应②中熵是减小的，可见熵变对反应②的自发更不利，而结果反应②的∆G更负，说明显然是焓变产生了较大的影响，即∆H2<∆H1导致反应②的∆G小（两个反应对应的∆H，一个为正值，一个为负值，大小比较很明显）；
（3）图2给的是不同温度下的转化率，注意依据控制变量法思想，此时所用的时间一定是相同的，所以图示中A、B、C点反应均正向进行，D点刚好达到平衡，D点到E点才涉及平衡的移动。在到达平衡状态以前，正反应速率大于逆反应速率，a项正确，B点反应正向进行，正反应速率大于逆反应速率；b点错误，温度越高，反应速率越快，所以E点的正（或逆）反应速率均大于A点；c项正确，C到D点，SiHCl3的转化率较高，选择此温度范围比较合适，在实际工业生产中还要综合考虑催化剂的活性温度。
（4）将反应①反向，并与反应②直接相加可得反应③，所以∆H3=∆H2-∆H1，因∆H2<0、∆H1>0，所以∆H3必小于0，即反应③正反应为放热反应，而放热反应的化学平衡常数随着温度的升高而减小；
（5）反应①生成的HCl可用于流程中粗硅提纯的第1步，三个可逆反应中剩余的H2也可循环使用。
【点睛】①对于反应的吉布斯自由能大小比较及变化的分析，要紧紧抓住焓判据和熵判据进行分析。②判断图2中时间是一个不变的量，是看清此图的关键。明白了自变量只有温度，因变量是SiCl4的转化率，才能落实好平衡的相关知识的应用，如平衡的建立，平衡的移动以及平衡常数随温度变化的规律等。
19． Fe2O3(s)+ 3CO(g)＝2Fe(s)+ 3CO2(g) △H ＝－28.5kJ·ml—1 ＞ C 0.08 D 正反应方向 25 300℃～400℃
【分析】根据盖斯定律计算热化学方程式中的反应热。根据外界条件对反应速率和平衡的影响分析一氧化碳的转化率的变化。根据某时刻的浓度商和平衡常数的比较分析该时刻的进行方向。
【详解】(1) ① Fe2O3(s) + 3C(s)＝2Fe(s) + 3CO(g) ΔH1＝+489.0 kJ·ml－1；②C(s) +CO2(g)＝2CO(g) ΔH2＝+172.5 kJ·ml－1，根据盖斯定律分析，有①-②×3得热化学方程式为： Fe2O3(s)+ 3CO(g)＝2Fe(s)+ 3CO2(g) △H ＝+489.0kJ/ml-172.5kJ/ml×3=－28.5kJ·ml—1 。
(2) ①从表中数据分析，温度升高，甲醇平衡物质的量浓度减小，说明升温平衡逆向移动，则平衡常数变小 ；
②A．该反应为放热反应，熵减，所以该反应在低温下能自发进行，故错误；B．升高温度，正反应速率和逆反应速率都增大，平衡向逆反应方向移动，故错误；C．温度一定时，压强不再随时间变化说明气体总物质的量不变，可以说明反应达到了平衡状态，故正确；D．使用高效催化剂，不影响反应热，故ΔH不会改变，故错误。故选C；
③300 ℃时，前10 min内，该反应的平均反应速率为v(CH3OH)＝0.40ml/L/10min=0.04 ml/(L·min)，根据化学计量数计算v(H2)=0.08 ml/(L·min)。
④A. 充入CO气体，平衡正向移动，但一氧化氮的转化率不能提高，故错误；B. 升高温度，平衡逆向移动，一氧化碳的转化率不能提高，故错误；C. 使用优质催化剂不影响平衡，故错误；D. 往容器中再充入1 ml CO和2 ml H2，相当于加压，平衡正向移动，提高一氧化碳的转化率，故正确。故选D。
⑤500 ℃时，
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
起始浓度 1 2 0
改变浓度 0.8 1.6 0.8
平衡浓度 0.2 0.4 0.8
平衡常数= ，保持反应体系的温度不变，60min时再向容器中充入CH3OH气体和H2各0.4ml，Qc=
【点睛】根据某时刻的浓度商与平衡常数的大小分析反应进行的方向，若浓度商小于平衡常数，则反应正向进行，若等于平衡常数，则反应处于平衡状态，若大于平衡常数，则反应逆向进行。
20． > 25% AC a 该反应是放热反应，升高温度平衡向左移动，平衡常数变小 17︰25
【详解】(1)①根据方程式中计量数之比可知，生成的乙醇与水的物质的量之比为1：3，则c=0.5；c(CO2)= ，则a=4。故可得：
若T K时，化学平衡常数K=15，则10s时，反应仍在向右进行，则v(正) >v(逆)；此时CO2的转化率为：；
②A．加入过量CO2气体，反应物浓度增大，平衡向正向移动，则反应速率增大，氢气的转化率增大，故A选项正确；
B．该反应为放热反应，升高温度平衡向逆向移动，则氢气的转化率降低，故B选项错误；
C．该反应为气体体积缩小的反应，适当压缩容器体积，则压强增大，平衡向气体体积缩小的正反应方向移动，则反应速率和氢气的转化率增大，故C选项正确；
D．将CH3OCH3(g) 分离出去，生成物的浓度降低，反应速率减小，平衡正向移动，氢气的转化率增大， 故D选项错误；故答案选AC；
故正确答案：>；25%；AC。
(2)①该反应是放热反应，升高温度平衡向逆向移动，不利于反应向右进行，会使平衡常数减小，则曲线a符合此特点；
②由图知，当温度在T2时，H2的转化率最高。温度越高反应速率越大，在相同时间内达到平衡状态前，H2的转化率越高，但达到平衡状さ后継卖升温，则反应会向逆反应方向移动，导致H2的转化率降低，由图知b点为平衡态；
反应初始量（ml） 2 3 0 0
变化量（ml） 0.8 3×80% 0.8 0.8
平衡态（ml） 1.2 0.6 0.8 0.8
同温同体积时，压强比等于物质的量之比，故b点时对应的压强与反应开始时的压强之比＝(1.2+0.6+0.8+0.8):(2+3)＝34：5＝17：25。
故正确答案：a；该反应是放热反应，升高温度平衡向左移动，平衡常数变小；17︰25。
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