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高中化学第四节 化学反应进行的方向精品课后测评
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这是一份高中化学第四节 化学反应进行的方向精品课后测评，文件包含24化学反应进行的方向原卷版docx、24化学反应进行的方向解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共14页， 欢迎下载使用。
一、选择题（共10小题，每小题只有一个正确答案）
1．碳酸铵(NH4)2CO3在室温下就能自发的分解产生氨气，对其说法正确的是
A．碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大
B．碳酸铵分解是因为外界给予了能量
C．碳酸铵分解是吸热反应，根据能量判据不能自发分解
D．碳酸盐都不稳定，都能自发分解
【答案】A
【解析】碳铵自发分解，是因为体系由于氨气和二氧化碳气体的生成而使熵增大，A项正确；碳酸铵在室温下就能自发地分解，不需要外界给予了能量，B项错误；有些吸热反应也可自发，而焓变不是自发反应的唯一因素，根据焓判据，吸收能量的反应是非自发的，所以不能用焓判据判断，C项错误；碳酸盐有部分比较稳定，不能自发分解，如碳酸钙，D项错误。答案选A。
【点睛】对熵增和焓减要理解，物质三态，由固态—液态---气态是一个熵增加的过程，分子数增多也是熵增加的过程。正确理解熵判据和焓判据。
2．拿破仑在俄国时，当时法国士兵军服的纽扣都是用金属锡做的。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。试分析现把白锡制成的器皿放在0℃、100kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能再继续使用？已知：在0℃、100kPa条件下白锡转化为灰锡反应的焓变和熵变分别为ΔH=-2.1809kJ·ml-1，ΔS=-6.6J·ml-1·K-1。
A．会变B．不会变C．不能确定D．升高温度才会变
【答案】A
【解析】在等温、等压条件下，自发反应总是向着ΔH－TΔS<0的方向进行，直至达到平衡状态。因此，在0 ℃、100 kPa条件下，白锡会不会变为灰锡的问题就转化为求算ΔH－TΔS值的问题。ΔH－TΔS＝－2 180 J·ml-1－273 K×(-6.61 J·ml-1·K-1)＝－375.47 J·ml-1<0，因此在该条件下白锡会变为灰锡。答案选A。
3．下列反应一定属于非自发进行的是
A．N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+67.7kJ/ml
B．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) △H=+1921.8kJ/ml
C．C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) △H=-2804kJ/ml
D．2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566kJ/ml
【答案】A
【解析】根据复合判据，当时，反应可以自发进行。反应特征分析，反应的△H> 0，△S<0，则△H-T△S>0，反应一定非自发进行，A项正确；反应△H>0，△S>0，高温下可能△H-T△S<0，B项错误；反应的△H <0，△S=0，则△H-T△S<0，反应一定自发进行，C项错误；反应△H<0，△S<0，则△H-T△S>0，低温下反应可能自发进行，故D项错误。答案选A。
4．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．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
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
【答案】C
【解析】放热反应不一定是自发的，如△H＜0，△S＜0的反应在高温下是非自发进行的反应，吸热反应不一定是非自发的，△H＞0，△S＞0高温下是自发进行的反应，A项错误；同一种物质的熵变：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，B项错误；反应 的△S＜0，室温下可自发进行，则△H−T△S＜0，即△H＜T△S＜0，C项正确；恒温恒压下，ΔH＜0且ΔS＞0的反应在任何条件下均有△H−T△S＜0，即ΔH＜0且ΔS＞0的反应一定能自发进行，D项错误。答案选C。
5．工业上用和合成： 。反应的平衡常数如下表：
下列说法错误的是A．
B．该反应的
C．时，某时刻容器中含、和，此时
D．时，向密闭容器中投入和，平衡时转化率为50%
【答案】C
【解析】由表格中数据可知，温度越高，K越小，则升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，故，A项正确；该反应为气体分子数减小的反应，，B项正确；时，某时刻容器中含 、和 ，此时Q=＞平衡常数=1，，C项错误；时，列三段式： 平衡常数K=，解得x=0.5，平衡时转化率为50%，D项正确。答案选C。
6．一定温度下，在某恒容密闭容器中加入C(s)、H2O(g) ，发生反应C(s) + H2O(g)CO(g) +H2(g) ΔH>0，在建立平衡的过程中，下列变化错误的是
A．正反应速率和逆反应速率均减小
B．反应热ΔH不会随着反应的进行而发生变化
C．混合气体的熵增大
D．混合气体的密度增大
【答案】A
【解析】在建立平衡的过程中，正反应速率减小，逆反应速率增大，A项错误；反应热ΔH仅与反应的起始状态和反应的最终状态有关，不会随着反应的进行而发生变化，B项正确；随着反应的进行，生成更多的气体，故混合气体的熵增大，C项正确；随着反应的进行，混合气体的质量增大，在恒容的条件下，混合气体的密度增大，D项正确。答案选A。
7．已知化学反应的能量变化如图所示，下列叙述正确的是
A．该反应可以自发进行B．
C．使用催化剂可以减小a、b的差值D．和完全分解为气态原子需放出能量
【答案】B
【解析】根据化学反应的能量变化图可知，反应为吸热反应。上述反应的＞0，＜0，根据复核判据可知，＞0，不能自发进行，A项错误；上述反应为吸热反应，根据能量变化图可知，，B项正确；使用催化剂不能改变反应热的大小，而，所以不能改变a、b的差值，C项错误；和完全分解为气态原子需吸收能量，而不是放出能量，D项错误。答案选B。
8．反应在某温度下才能自发进行，若反应的，该温度下，则下列选项正确的是
A．，该温度下B．，该温度下
C．，该温度下D．，该温度下
【答案】A
【解析】该反应在某温度下能够自发进行，说明该温度下，，A项正确；根据化学方程式可知该反应的，如果，任何温度下，则该反应在任何温度下都是自发进行的，B项错误；，而该反应在某温度下才能自发进行，则温度下，C项错误；根据化学方程式可知该反应的，如果，任何温度下，则该反应在任何温度下都是自发进行的，D项错误。答案选A。
9．实现“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将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），下图表示该反应过程中能量（单位为kJ·ml－1）的变化，关于该反应的下列说法中，正确的是
A．高温下自发进行B．任何温度都不自发进行
C．低温下自发进行D．任何温度都能自发进行
【答案】C
【解析】由图可知：反应物总能量高于生成物总能量，正反应为放热反应，正反应为气体物质的量减小的反应，则为熵减的反应，即△H＜0，△S＜0，当△H -T△S＜0时，反应能自发进行，T较小时，才能保证△H -T△S＜0，即该反应在低温下自发进行。答案选C。
10．研究化学反应进行的方向对于反应设计等具有重要意义，下列说法正确的是
A．△H <0、△S >0的反应在温度低时不能自发进行
B．在其他外界条件不变的情况下，汽车排气管中使用催化剂，可以改变产生尾气的反应方向
C．反应 CaCO3(s) = CaO(s)+CO2(g)在室温下不能自发进行，说明该反应的△H <0
D．一定温度下，反应 MgCl2(l) =Mg(l)+Cl2(g)的 △H >0、△S >0
【答案】D
【解析】根据△G=△H-T△S，对于△H <0、△S >0的反应在温度低时，△G＜0，反应能够自发进行，A项错误；催化剂只能改变反应速率，但不改变反应的方向，B项错误；反应 CaCO3(s) = CaO(s)+CO2(g)中有气体生成，△S >0，室温下不能自发进行，则△G=△H-T△S＞0，说明该反应的△H＞0，C项错误；反应 MgCl2(l) =Mg(l)+Cl2(g)中有气体生成，△S >0，一般来说，分解反应是吸热反应，故△H＞0，D项正确。答案选D。
二、非选择题（共3小题）
11．将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)，实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：
(1)可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是____________(填字母序号)。
A．(NH3)＝2(CO2) B．密闭容器中总压强不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变D．密闭容器气体的平均摩尔质量不变
(2)根据表中数据，列式计算25.0℃时的分解平衡常数____________。
(3)取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积，平衡时氨气的浓度____________(填“增加”、“减小”或“不变”)。
(4)氨基甲酸铵分解反应的焓变△H____________0，熵变△S____________0(填“>”、“＝”或“<”)该反应在____________条件下有利于其自发进行。
【答案】(1)BC
(2)K＝c2(NH3)·c(CO2)＝(eq \f(2,3)4.8×10-3)2(eq \f(1,3)4.8×10-3)＝1.6×10-8
(3)不变
(4)＞ ＞ 高温
【解析】(1)未说反应速率的正逆，不能说明反应达到平衡状态，A项错误；随着反应的进行，体系压强逐渐增大，当容器内压强不变时，说明达平衡状态，B项正确；随着反应的进行，混合气体的总质量增大，而容器的体积不变，密闭容器中混合气体的密度增大，当密度不变时，说明达平衡状态，C项正确；反应物是固体，反应产生的气体NH3、CO2的物质的量的比不变，因此混合气体的平均摩尔质量始终保持不变，因此密闭容器中混合气体的平均摩尔质量不变不能作为判断平衡的标志，D项错误。答案选BC。
(2)根据表格和化学方程式可知，25.0℃时NH3的物质的量浓度为eq \f(2,3)4.8×10-3ml/L，CO2的物质的量浓度为eq \f(1,3)4.8×10-3ml/L，所以K＝c2(NH3)·c(CO2)＝(eq \f(2,3)4.8×10-3)2×(eq \f(1,3).4.8×10-3)＝1.6×10-8；
(3)温度不变，化学平衡常数不变， K＝c2(NH3)·c(CO2)，且eq \f(c(NH3),c(CO2))＝eq \f(2,1)保持不变，所以平衡时氨气的浓度不变；
(4)根据表中数据可知，随着温度的升高，平衡气体总浓度增大，这说明升高温度平衡向生成氨气和CO2的方向进行，即正反应是吸热反应，因此该分解反应的焓变ΔH>0；正反应为气体物质的量增大的反应，因此ΔS>0；△G=△H-T△S，要使△G<0，则温度要高，所以该反应在高温条件下有利于其自发进行。
【点睛】本题考查化学平衡状态的判断、温度、压强对化学平衡移动的影响的知识。
12．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)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，化学方程式为2NO＋2CO2CO2＋N2。反应在常温下能够自发进行，则反应的ΔH________(填“＞”“＜”或“＝”)0。
(3)已知在100 kPa、298 K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。
(4)已知CaSO4(s)＋CO(g) CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g),ΔH＝＋218 kJ·ml－1，该反应能够自发进行的反应条件是________。
(5)某吸热反应能自发进行，则该反应的ΔS________(填“＞”或“＜”)0。
【答案】(1)＞ ＞ 不能 (2)＜ (2)①不能 ②能 (4)高温 (5)＞
【解析】根据复合判据ΔG＝ΔH－ΔS∙T，ΔG＜0时自发进行，进行判断。
【详解】(1)由于CO燃烧生成CO2为放热反应，则二氧化碳分解生成CO和氧气为吸热反应，ΔH>0，根据反应式可知，化学反应后气体的化学计量数之和增加，ΔS>0，故低温下ΔG=ΔH-ΔS∙T>0，反应不能自发进行；
(2)根据ΔG＝ΔH－ΔS∙T，ΔG<0时自发进行，通过反应式可知ΔS<0，常温下能够自发进行，则ΔH<0；
(3) ①根据ΔG＝ΔH－ΔS∙T，ΔG<0时自发进行，已知ΔH>0，ΔS>0，则常温下不能自发进行；
②T=ΔH/ΔS，则升高温度可自发进行，温度能成为反应方向的因素；
(4) 根据ΔG＝ΔH－ΔS∙T，已知该反应ΔS>0，ΔH>0，则高温时自发进行；
(5)已知某吸热反应能自发进行，即ΔG<0，ΔH>0，则ΔS>0。
13．（1）磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素，主要以难溶于水的磷酸盐如Ca3（PO4）2等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。
白磷（P4）可由Ca3（PO4）2、焦炭和SiO2在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下：
2Ca3（PO4）2（s）+10C（s）═6CaO（s）+P4（s）+10CO（g）△H1＝+3359.26 kJ•ml﹣1
CaO（s）+SiO2（s）═CaSiO3（s）△H2＝﹣89.61 kJ•ml﹣1
写出白磷（P4）由Ca3（PO4）2、焦炭和SiO2在一定条件下反应的热化学方程式为：_____。
（2）电子工业中清洗硅片上的SiO2（s）的反应为SiO2（s）+4HF（g）═SiF4（g）+2H2O（g）△H（298.15 K）＝﹣94.0 kJ•ml﹣1△S（298.15 K）＝﹣75.8 J•ml﹣1•K﹣1，设△H和△S不随温度而变化，此反应自发进行的温度是_____
【答案】（1）2Ca3(PO4)2(s)＋6SiO2(s)＋10C(s)═6CaSiO3(s)＋P4(s)＋10CO(g)△H＝+2821.6kJ•ml﹣1
（2）T＜1240K。
【解析】（1）根据盖斯定律①+②×6计算；
（2）反应自发进行的条件是△H﹣T△S=0计算临界温度。
【详解】（1）Ca3（PO4）2、焦炭和SiO2在一定条件下反应生成白磷（P4）的化学方程式为2Ca3（PO4）2（s）+6SiO2（s）+10C（s）═6CaSiO3（s）+P4（s）+10CO（g），
①2Ca3（PO4）2（s）+10C（s）═6CaO（s）+P4（s）+10CO（g）△H1＝+3359.26 kJ•ml﹣1
②CaO（s）+SiO2（s）═CaSiO3（s）△H2＝﹣89.61 kJ•ml﹣1
根据盖斯定律①+②×6计算2Ca3（PO4）2（s）+6SiO2（s）+10C（s）═6CaSiO3（s）+P4（s）+10CO（g）的焓变△H＝+3359.26 kJ/ml+（﹣89.61 kJ•ml）×6＝+2821.6kJ/ml，答案为：2Ca3（PO4）2（s）+6SiO2（s）+10C（s）═6CaSiO3（s）+P4（s）+10CO（g）△H＝+2821.6kJ•ml﹣1
（2）反应自发进行的条件是△H﹣T△S＜0，△S＜0，则反应自发进行时T＜eq \f(∆H,∆S)＝1240K。
温度/℃
100
200
300
平衡常数
100
13
1
温度(℃)
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
平衡总压强(kPa)
5.7
8.3
12.0
17.1
24.0
平衡气体总浓度(×10-3ml/L)
2.4
3.4
4.8
6.8
9.4
一、选择题（共10小题，每小题只有一个正确答案）
1．碳酸铵(NH4)2CO3在室温下就能自发的分解产生氨气，对其说法正确的是
A．碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大
B．碳酸铵分解是因为外界给予了能量
C．碳酸铵分解是吸热反应，根据能量判据不能自发分解
D．碳酸盐都不稳定，都能自发分解
【答案】A
【解析】碳铵自发分解，是因为体系由于氨气和二氧化碳气体的生成而使熵增大，A项正确；碳酸铵在室温下就能自发地分解，不需要外界给予了能量，B项错误；有些吸热反应也可自发，而焓变不是自发反应的唯一因素，根据焓判据，吸收能量的反应是非自发的，所以不能用焓判据判断，C项错误；碳酸盐有部分比较稳定，不能自发分解，如碳酸钙，D项错误。答案选A。
【点睛】对熵增和焓减要理解，物质三态，由固态—液态---气态是一个熵增加的过程，分子数增多也是熵增加的过程。正确理解熵判据和焓判据。
2．拿破仑在俄国时，当时法国士兵军服的纽扣都是用金属锡做的。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。试分析现把白锡制成的器皿放在0℃、100kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能再继续使用？已知：在0℃、100kPa条件下白锡转化为灰锡反应的焓变和熵变分别为ΔH=-2.1809kJ·ml-1，ΔS=-6.6J·ml-1·K-1。
A．会变B．不会变C．不能确定D．升高温度才会变
【答案】A
【解析】在等温、等压条件下，自发反应总是向着ΔH－TΔS<0的方向进行，直至达到平衡状态。因此，在0 ℃、100 kPa条件下，白锡会不会变为灰锡的问题就转化为求算ΔH－TΔS值的问题。ΔH－TΔS＝－2 180 J·ml-1－273 K×(-6.61 J·ml-1·K-1)＝－375.47 J·ml-1<0，因此在该条件下白锡会变为灰锡。答案选A。
3．下列反应一定属于非自发进行的是
A．N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+67.7kJ/ml
B．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) △H=+1921.8kJ/ml
C．C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) △H=-2804kJ/ml
D．2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566kJ/ml
【答案】A
【解析】根据复合判据，当时，反应可以自发进行。反应特征分析，反应的△H> 0，△S<0，则△H-T△S>0，反应一定非自发进行，A项正确；反应△H>0，△S>0，高温下可能△H-T△S<0，B项错误；反应的△H <0，△S=0，则△H-T△S<0，反应一定自发进行，C项错误；反应△H<0，△S<0，则△H-T△S>0，低温下反应可能自发进行，故D项错误。答案选A。
4．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．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
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
【答案】C
【解析】放热反应不一定是自发的，如△H＜0，△S＜0的反应在高温下是非自发进行的反应，吸热反应不一定是非自发的，△H＞0，△S＞0高温下是自发进行的反应，A项错误；同一种物质的熵变：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，B项错误；反应 的△S＜0，室温下可自发进行，则△H−T△S＜0，即△H＜T△S＜0，C项正确；恒温恒压下，ΔH＜0且ΔS＞0的反应在任何条件下均有△H−T△S＜0，即ΔH＜0且ΔS＞0的反应一定能自发进行，D项错误。答案选C。
5．工业上用和合成： 。反应的平衡常数如下表：
下列说法错误的是A．
B．该反应的
C．时，某时刻容器中含、和，此时
D．时，向密闭容器中投入和，平衡时转化率为50%
【答案】C
【解析】由表格中数据可知，温度越高，K越小，则升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，故，A项正确；该反应为气体分子数减小的反应，，B项正确；时，某时刻容器中含 、和 ，此时Q=＞平衡常数=1，，C项错误；时，列三段式： 平衡常数K=，解得x=0.5，平衡时转化率为50%，D项正确。答案选C。
6．一定温度下，在某恒容密闭容器中加入C(s)、H2O(g) ，发生反应C(s) + H2O(g)CO(g) +H2(g) ΔH>0，在建立平衡的过程中，下列变化错误的是
A．正反应速率和逆反应速率均减小
B．反应热ΔH不会随着反应的进行而发生变化
C．混合气体的熵增大
D．混合气体的密度增大
【答案】A
【解析】在建立平衡的过程中，正反应速率减小，逆反应速率增大，A项错误；反应热ΔH仅与反应的起始状态和反应的最终状态有关，不会随着反应的进行而发生变化，B项正确；随着反应的进行，生成更多的气体，故混合气体的熵增大，C项正确；随着反应的进行，混合气体的质量增大，在恒容的条件下，混合气体的密度增大，D项正确。答案选A。
7．已知化学反应的能量变化如图所示，下列叙述正确的是
A．该反应可以自发进行B．
C．使用催化剂可以减小a、b的差值D．和完全分解为气态原子需放出能量
【答案】B
【解析】根据化学反应的能量变化图可知，反应为吸热反应。上述反应的＞0，＜0，根据复核判据可知，＞0，不能自发进行，A项错误；上述反应为吸热反应，根据能量变化图可知，，B项正确；使用催化剂不能改变反应热的大小，而，所以不能改变a、b的差值，C项错误；和完全分解为气态原子需吸收能量，而不是放出能量，D项错误。答案选B。
8．反应在某温度下才能自发进行，若反应的，该温度下，则下列选项正确的是
A．，该温度下B．，该温度下
C．，该温度下D．，该温度下
【答案】A
【解析】该反应在某温度下能够自发进行，说明该温度下，，A项正确；根据化学方程式可知该反应的，如果，任何温度下，则该反应在任何温度下都是自发进行的，B项错误；，而该反应在某温度下才能自发进行，则温度下，C项错误；根据化学方程式可知该反应的，如果，任何温度下，则该反应在任何温度下都是自发进行的，D项错误。答案选A。
9．实现“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将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），下图表示该反应过程中能量（单位为kJ·ml－1）的变化，关于该反应的下列说法中，正确的是
A．高温下自发进行B．任何温度都不自发进行
C．低温下自发进行D．任何温度都能自发进行
【答案】C
【解析】由图可知：反应物总能量高于生成物总能量，正反应为放热反应，正反应为气体物质的量减小的反应，则为熵减的反应，即△H＜0，△S＜0，当△H -T△S＜0时，反应能自发进行，T较小时，才能保证△H -T△S＜0，即该反应在低温下自发进行。答案选C。
10．研究化学反应进行的方向对于反应设计等具有重要意义，下列说法正确的是
A．△H <0、△S >0的反应在温度低时不能自发进行
B．在其他外界条件不变的情况下，汽车排气管中使用催化剂，可以改变产生尾气的反应方向
C．反应 CaCO3(s) = CaO(s)+CO2(g)在室温下不能自发进行，说明该反应的△H <0
D．一定温度下，反应 MgCl2(l) =Mg(l)+Cl2(g)的 △H >0、△S >0
【答案】D
【解析】根据△G=△H-T△S，对于△H <0、△S >0的反应在温度低时，△G＜0，反应能够自发进行，A项错误；催化剂只能改变反应速率，但不改变反应的方向，B项错误；反应 CaCO3(s) = CaO(s)+CO2(g)中有气体生成，△S >0，室温下不能自发进行，则△G=△H-T△S＞0，说明该反应的△H＞0，C项错误；反应 MgCl2(l) =Mg(l)+Cl2(g)中有气体生成，△S >0，一般来说，分解反应是吸热反应，故△H＞0，D项正确。答案选D。
二、非选择题（共3小题）
11．将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)，实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：
(1)可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是____________(填字母序号)。
A．(NH3)＝2(CO2) B．密闭容器中总压强不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变D．密闭容器气体的平均摩尔质量不变
(2)根据表中数据，列式计算25.0℃时的分解平衡常数____________。
(3)取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积，平衡时氨气的浓度____________(填“增加”、“减小”或“不变”)。
(4)氨基甲酸铵分解反应的焓变△H____________0，熵变△S____________0(填“>”、“＝”或“<”)该反应在____________条件下有利于其自发进行。
【答案】(1)BC
(2)K＝c2(NH3)·c(CO2)＝(eq \f(2,3)4.8×10-3)2(eq \f(1,3)4.8×10-3)＝1.6×10-8
(3)不变
(4)＞ ＞ 高温
【解析】(1)未说反应速率的正逆，不能说明反应达到平衡状态，A项错误；随着反应的进行，体系压强逐渐增大，当容器内压强不变时，说明达平衡状态，B项正确；随着反应的进行，混合气体的总质量增大，而容器的体积不变，密闭容器中混合气体的密度增大，当密度不变时，说明达平衡状态，C项正确；反应物是固体，反应产生的气体NH3、CO2的物质的量的比不变，因此混合气体的平均摩尔质量始终保持不变，因此密闭容器中混合气体的平均摩尔质量不变不能作为判断平衡的标志，D项错误。答案选BC。
(2)根据表格和化学方程式可知，25.0℃时NH3的物质的量浓度为eq \f(2,3)4.8×10-3ml/L，CO2的物质的量浓度为eq \f(1,3)4.8×10-3ml/L，所以K＝c2(NH3)·c(CO2)＝(eq \f(2,3)4.8×10-3)2×(eq \f(1,3).4.8×10-3)＝1.6×10-8；
(3)温度不变，化学平衡常数不变， K＝c2(NH3)·c(CO2)，且eq \f(c(NH3),c(CO2))＝eq \f(2,1)保持不变，所以平衡时氨气的浓度不变；
(4)根据表中数据可知，随着温度的升高，平衡气体总浓度增大，这说明升高温度平衡向生成氨气和CO2的方向进行，即正反应是吸热反应，因此该分解反应的焓变ΔH>0；正反应为气体物质的量增大的反应，因此ΔS>0；△G=△H-T△S，要使△G<0，则温度要高，所以该反应在高温条件下有利于其自发进行。
【点睛】本题考查化学平衡状态的判断、温度、压强对化学平衡移动的影响的知识。
12．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)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，化学方程式为2NO＋2CO2CO2＋N2。反应在常温下能够自发进行，则反应的ΔH________(填“＞”“＜”或“＝”)0。
(3)已知在100 kPa、298 K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。
(4)已知CaSO4(s)＋CO(g) CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g),ΔH＝＋218 kJ·ml－1，该反应能够自发进行的反应条件是________。
(5)某吸热反应能自发进行，则该反应的ΔS________(填“＞”或“＜”)0。
【答案】(1)＞ ＞ 不能 (2)＜ (2)①不能 ②能 (4)高温 (5)＞
【解析】根据复合判据ΔG＝ΔH－ΔS∙T，ΔG＜0时自发进行，进行判断。
【详解】(1)由于CO燃烧生成CO2为放热反应，则二氧化碳分解生成CO和氧气为吸热反应，ΔH>0，根据反应式可知，化学反应后气体的化学计量数之和增加，ΔS>0，故低温下ΔG=ΔH-ΔS∙T>0，反应不能自发进行；
(2)根据ΔG＝ΔH－ΔS∙T，ΔG<0时自发进行，通过反应式可知ΔS<0，常温下能够自发进行，则ΔH<0；
(3) ①根据ΔG＝ΔH－ΔS∙T，ΔG<0时自发进行，已知ΔH>0，ΔS>0，则常温下不能自发进行；
②T=ΔH/ΔS，则升高温度可自发进行，温度能成为反应方向的因素；
(4) 根据ΔG＝ΔH－ΔS∙T，已知该反应ΔS>0，ΔH>0，则高温时自发进行；
(5)已知某吸热反应能自发进行，即ΔG<0，ΔH>0，则ΔS>0。
13．（1）磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素，主要以难溶于水的磷酸盐如Ca3（PO4）2等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。
白磷（P4）可由Ca3（PO4）2、焦炭和SiO2在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下：
2Ca3（PO4）2（s）+10C（s）═6CaO（s）+P4（s）+10CO（g）△H1＝+3359.26 kJ•ml﹣1
CaO（s）+SiO2（s）═CaSiO3（s）△H2＝﹣89.61 kJ•ml﹣1
写出白磷（P4）由Ca3（PO4）2、焦炭和SiO2在一定条件下反应的热化学方程式为：_____。
（2）电子工业中清洗硅片上的SiO2（s）的反应为SiO2（s）+4HF（g）═SiF4（g）+2H2O（g）△H（298.15 K）＝﹣94.0 kJ•ml﹣1△S（298.15 K）＝﹣75.8 J•ml﹣1•K﹣1，设△H和△S不随温度而变化，此反应自发进行的温度是_____
【答案】（1）2Ca3(PO4)2(s)＋6SiO2(s)＋10C(s)═6CaSiO3(s)＋P4(s)＋10CO(g)△H＝+2821.6kJ•ml﹣1
（2）T＜1240K。
【解析】（1）根据盖斯定律①+②×6计算；
（2）反应自发进行的条件是△H﹣T△S=0计算临界温度。
【详解】（1）Ca3（PO4）2、焦炭和SiO2在一定条件下反应生成白磷（P4）的化学方程式为2Ca3（PO4）2（s）+6SiO2（s）+10C（s）═6CaSiO3（s）+P4（s）+10CO（g），
①2Ca3（PO4）2（s）+10C（s）═6CaO（s）+P4（s）+10CO（g）△H1＝+3359.26 kJ•ml﹣1
②CaO（s）+SiO2（s）═CaSiO3（s）△H2＝﹣89.61 kJ•ml﹣1
根据盖斯定律①+②×6计算2Ca3（PO4）2（s）+6SiO2（s）+10C（s）═6CaSiO3（s）+P4（s）+10CO（g）的焓变△H＝+3359.26 kJ/ml+（﹣89.61 kJ•ml）×6＝+2821.6kJ/ml，答案为：2Ca3（PO4）2（s）+6SiO2（s）+10C（s）═6CaSiO3（s）+P4（s）+10CO（g）△H＝+2821.6kJ•ml﹣1
（2）反应自发进行的条件是△H﹣T△S＜0，△S＜0，则反应自发进行时T＜eq \f(∆H,∆S)＝1240K。
温度/℃
100
200
300
平衡常数
100
13
1
温度(℃)
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
平衡总压强(kPa)
5.7
8.3
12.0
17.1
24.0
平衡气体总浓度(×10-3ml/L)
2.4
3.4
4.8
6.8
9.4
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