高中化学鲁科版选择性必修1第二章第一节化学反应的方向练习题-普通用卷

高中化学鲁科版选择性必修1第二章第一节化学反应的
方向练习题
一、单选题
1.下列关于判断过程的方向的说法正确的是()
A. 所有自发进行的化学反应都是放热反应
B. 高温高压下可以使石墨转化为金刚石是自发的化学反应
C. 由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程
D. 同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
2.已知：△G=△H−T△S，当△G<0，反应能自发进行，△G>0反应不能自发进
行。

生产合成气的反应：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)在高温时才能自发进行。

下列对该反应过程的△H、△S判断正确的是()
A. △H>0，△S<0
B. △H<0，△S<0
C. △H>0，△S>0
D. △H<0，△S>0
3.反应4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)=4Fe(OH)3(s)ΔH=−44
4.3kJ⋅mol−1在常
温常压下能自发进行，对反应的方向起决定作用的是()
A. 焓变
B. 温度
C. 压强
D. 熵变
4.下列说法不正确的是()
A. 恒温恒压下，△H<0且△S>0的反应一定不能自发进行
B. 1mol H2O在不同状态时的熵值：S[H2O(s)]<S[H2O(g)]
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. 反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H>0，能否自发进行与温度有关
5.下列说法错误的是()
A. ΔH<0，ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行
B. 一定温度下，反应MgCl2(l)Mg(l)+Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>0
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. NH4HCO3(g)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)ΔH=+185.57kJ·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
6.已知298K下反应2Al2O3(s)+3C(s)=4Al(s)+3CO2(g)△H=+2171kJ/mol，△
S=+635.5J/(mol⋅K)，则下列说法正确的是()
A. 由题给△H值可知，该反应是一个放热反应
B. △S>0表明该反应是一个熵增加的反应
C. 该反应在室温下可能自发
D. 不能确定该反应能否自发进行
7.对于化学反应能否自发进行，下列说法中错误的是()
A. 若ΔH<0，ΔS>0任何温度下反应都能自发进行
B. 凡是放热反应都是自发的，凡是吸热反应都是非自发的
C. 反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)ΔH>0能否自发进行与温度有关
D. 常温下，反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0
8.有关汽车尾气的消除主反应为2NO+2CO=N2+2CO2，在298K、101kPa时，△
H=−113.0kJ·mol−1，△S=−145.3J·mol−1·K−1，则下列结论正确的是()
A. 高温下能自发
B. 任何温度下能自发
C. 低温下能自发且速率较大
D. 低温下能自发但速率较小，需催化剂
9.反应A(g)+B(g)→AB(l)分两步进行：
①A+K→AK活化能为E a1(慢反应)；
②AK+B→AB+K活化能为E a2(快反应)。

下列说法正确的是()
A. 增大A的浓度，能显著增大总反应速率
B. AK为催化剂，K为中间产物
C. E a1<E a2
D. 若该反应在低温条件下能自发进行，则该反应的ΔH>0
10.下列关于焓判据和熵判据说法中，不正确的是()
A. 放热的自发过程可能是熵减小的过程，吸热的自发过程一定为熵增加的过程
B. 4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)ΔH=−444.3kJ·mol−1ΔS=
−280.1J·mol−1·K−1在常温常压下能自发进行
C. 在室温下碳酸钙的分解反应不能自发进行，但同样是这个吸热反应在较高温度
(1200K)下则能自发进行
D. 放热过程(ΔH<0)或熵增加(ΔS>0)的过程一定是自发的
二、填空题
11.请按要求回答下列各题。

(1)溶解少量蔗糖于水中，ΔS________(填“>”或“<”，下同)0。

(2)乙烯聚合成聚乙烯，ΔS________0。

(3)CaCO3(s)受热分解生成CaO(s)和CO2(g)，ΔS________。

(4)水蒸气凝结成水，ΔS________0。

(5)25℃和1.01×105Pa时，反应2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)ΔH=56.76kJ·
mol−1能自发进行的原因是________________。

12.已知：Ⅰ.CuSO4(s)+5H2O(l)=CuSO4·5H2O(s)ΔH1ΔS1
Ⅱ.CuSO4(s)=Cu2+(aq)+SO42−(aq)ΔH2ΔS2
Ⅲ.CuSO4⋅5H2O(s)=Cu2+(aq)+SO42−(aq)+5H2O(l)ΔH3ΔS3
回答下列问题：
(1)白色无水硫酸铜遇水迅速变蓝，则ΔH1________(填“>”、“<”或“=”，下
同)0，ΔS1________0。

(2)称取16g CuSO4(s)和25g CuSO4·5H2O(s)，将它们分别溶于等量的水中，发现
一种溶液温度升高，另一种溶液温度降低，则ΔS2________(填“>”、“<”或“=”，下同)0，ΔH2________0；若测得16g CuSO4(s)和25g CuSO4·5H2O(s)溶于水的反应热的差值是Q(Q>0)kJ，则ΔH1=________(用含Q的代数式表示)kJ·
mol−1。

13.甲醇水蒸气重整制氢(SRM)系统简单，产物中H2含量高、CO含量低(CO会损坏燃料
电池的交换膜)，是电动汽车氢氧燃料电池理想的氢源。

反应如下：
反应Ⅰ(主)：CH3OH(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+3H2(g)ΔH1=+49kJ⋅mol−1
反应Ⅱ(副)：H2(g)+CO2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41kJ⋅mol−1
温度高于300℃则会同时发生反应Ⅲ：CH3OH(g)⇌CO(g)+2H2(g)ΔH3
(1)计算反应Ⅲ的ΔH3=________。

(2)反应Ⅰ能够自发进行的原因是___________，升温有利于提高CH3OH转化率，但也存在一个明显的缺点是______________。

(3)图为某催化剂条件下，CH3OH转化率、CO生成率与温度的变化关系。

①随着温度的升高，CO的实际反应生成率没有不断接近平衡状态生成率的原因是______(填标号)。

A.反应Ⅱ逆向移动
B.部分CO转化为CH3OH
C.催化剂对反应Ⅱ的选择性低
D.催化剂对反应Ⅲ的选择性低
②随着温度的升高，CH3OH实际反应转化率不断接近平衡状态转化率的原因是
___________________________。

③写出一条能提高CH3OH转化率而降低CO生成率的措施
_________________________。

(4)250℃，一定压强和催化剂条件下，1.00molCH3OH和1.32molH2O充分反应(已知此条件下可忽略反应Ⅲ)，平衡时测得H2为2.70mol，CO有0.030mol，试求反应Ⅰ中CH3OH的转化率________，反应Ⅱ的平衡常数________。

(结果保留两位有效数字)
14.二氧化碳的捕集、存储和转化是当今化学研究的热点问题之一。

(1)用钌的配合物作催化剂，可直接光催化分解CO2，发生反应
，该反应的△H__________(填"" < ""
title="latexImg" />或，下同)0，△S___________0，在低温下，该反应
__________(填能或不能自发进行。

(2)在密闭容器中发生如下反应：C(s)+CO2(g)⇌2CO(g)，以下能够证明该反应达
到平衡状态的是______________________。

①相同时间内生成1mol CO2，同时消耗0.5mol CO；②温度一定时，在恒容容器中
压强不变；③相同时间，断裂1N A C=O键同时断裂1N A C≡O；④恒容容器内气体密度不变；⑤绝热容器内，体系温度不变；⑥反应到某时刻c(CO2)：c(CO)=1：2；⑦气体平均摩尔质量不变；
三、流程题
15.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：
(1)硅粉与HCl在300℃时反应生成1molSiHCl3气体和H2，放出225kJ热量，该反应
的热化学方程式为
______________________________________________________________。

SiHCl3的电子式为_______________。

(2)将SiCl4氢化为SiHCl3有三种方法，对应的反应依次为：
①SiCl 4(g)+H2(g)SiHCl3(g)+HCl(g)ΔH1˃0
②3SiCl 4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g)ΔH2<0
③2SiCl 4(g)+H2(g)+Si(s)+HCl(g)3SiHCl3(g)ΔH3
ΔH3=___________(用ΔH1，ΔH2表示)。

温度升高，反应③的平衡常数K________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

氢化过程中所需的高纯度H2，可用惰性电极电解KOH溶液制备，写出产生H2的电极反应方程式________________________________。

(3)已知体系自由能变ΔG=ΔH−TΔS，ΔG<0时反应自发进行。

三个氢化反应的ΔG
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ΔG小，主要原因是
____________________________________________。

(4)不同温度下反应②中SiCl4转化率如图2所示。

下列叙述正确的是________(填序
号)。

a.B点：v正>v逆
b.v正：A点˃E点
c.反应适宜温度：480～520℃
16.采用科学技术减少氮氧化物、SO2等物质的排放，可促进社会主义生态文明建没。

(1)采用“联合脱硫脱氮技术”处理烟气(含CO2、SO2、NO)可获得含CaCO3、
CaSO4.Ca(NO3)2的副产品，工业流程如图l所示。

①反应釜I采用“气一液逆流”接触吸收法(如图2)，其优点是______。

②反应釜Il中CaSO3转化为CaSO4的化学反应方程式为______。

(2)为研究“CO还原SO2”的新技术，在反应器中加入0.10mol SO2，改变加入CO
的物质的量，反应后体系中产物随CO的变化如图3所示。

其中产物Y的化学式是______。

(3)O2/CO2燃烧技术是指化石燃料在O2和CO2的混合气体中
燃烧，通过该燃烧技术可收集到高纯度的CO2。

①与在空气中燃烧相比。

利用O2/CO2燃烧技术时，烟气中NO x的排放量明显降低，
其主要原因是______
②利用太阳能可实现反应：2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)，该反应能自发进行的原因
是______。

③700℃时，以Ni−MgO--Al2O3作催化剂，向2L密闭容器中通入CO2和CH4各3mol，
发生反应：CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。

当反应达平衡时测得CO的体积分数为40%，则CO2的转化率为______。

④CO2在新型钴基电催化剂作用下，转化为清洁燃料一甲酸。

其工作原理如图4所
示，写出生成甲酸的电扳反应式：______。

四、实验题
17.Ⅰ.某化学自主实验小组通过实验探究NH3、NO2的性质。

探究Ⅰ：利用如图所示装
置探究NO2能否被NH3还原(K1、K2为止水夹，夹持固定装置略去)。

(1)A装置中制取NH3的化学方程式是___________________________________。

(2)甲、乙分别是________(填字母)。

a.浓硫酸、碱石灰
b.碱石灰、碱石灰
c.碱石灰、无水氯化钙
d.五氧化二磷、五氧化二磷
(3)若NO2能够被NH3还原，预期C装置中能观察到的现象是
_________________________。

(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是
_______________________________________。

Ⅱ.某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对某类反应[aA (g )+bB (g )⇌cC(g)]的化学平衡的影响，得到如下图象(图中p 表示压强，T 表示温度，n 表示物质的量，α表示转化率)。

(1)在反应Ⅰ中，若p 1>p 2，则该反应的正反应为_______________(填“放热”或“吸热”)反应，且为气体分子数__________(填“减小”或“增大”)的反应；若此反应能自发进行，则必须满足的条件是___________(填“低温”或“高温”)。

(2)在反应Ⅱ中，T 1_________(填“>”“<”或“=”)T 2，该反应的正反应为_______________(填“放热”或“吸热”)反应。

18. 以煤为原料，
经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业叫煤化工。

(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。

反应为：
C(s)+H 2O(g)⇌CO(g)+H 2(g)△H
已知该反应在常温下不能自发进行，则该反应△
H ______0(填“>”“<”或“=”)
(2)已知：BaSO 4
(s)+4C(s)− 高温 4CO(g)+BaS(s)△H 1=571.2kJ ⋅mol −1 ① BaSO 4
(s)+2C(s)− 高温 2CO(g)+BaS(s)△H 2=226.2kJ ⋅mol −1 ② 反应C(s)+CO 2(g)−
 高温
2CO(g)的△H =______kJ ⋅mol −1。

(3)利用合成气(主要成分为CO 、CO 2和H 2)在催化剂的作用下合成甲醇，主反应之一如下：
CO(g)+2H 2(g)⇌CH 3OH(g)△H
①已知反应中的相关的化学键键能(“C ⃗⃗⃗
̲
O ”表示CO 的化学键)数据见表： 化学键
H −H C −O CO H −O C −H E/( kJ.mol −1) 436 343 1076 465 413
由此计算△H=______kJ⋅mol−1 。

②甲醇可以用做燃料电池(反应原理如图所示)
则负极电极反应式为______。

若以该燃料电池作为电源，用石墨作电极电解500mL饱和食盐水，当两极共收集到1.2L(标准状况下，不考虑气体的溶解及反应)时，常温下所得溶液的pH=______。

(忽略溶液体积变化)
(4)工业生产中，反应CO(g)+H2O(g)⇌H2(g)+CO2(g)△H<0，使用铁镁催化剂
时一般采用400℃左右、n(H2O)/n(CO)=3～5，采用此温度及原料比的原因是
______。

19.以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固
体燃料以及各种化工产品的工业叫煤化工。

(1)将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气。

反应为C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)△H=
+131.3kJ⋅mol−1。

①该反应在常温下______(填“能”或“不能”)自发进行。

②一定温度下，在一个容积可变的密闭容器中，发生上述反应，下列能判断该反
应达到化学平衡状态的是______(填字母，下同)。

a.密闭容器的容积不再改变b。

c(CO)：c(H2)=1：1
c.形成 1mol H−H，同时形成2molH−O健d。

容器中的压强不变
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应
CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)，得到如下三组数据：
起始量mol平衡量/mol达到平衡所需时实验组温度/℃
间/min
H2O CO H2
165036 2.46
2900120.43
3900a b c t>3
①实验1中，从反应开始至平衡以CO2表示的平均反应速率为v(CO2)=______。

②该反应的正反应为______(填“吸热”或“放热”)反应，实验2条件下平衡常数
K=______(取小数点后两位)。

③若实验3达到平衡时与实验2平衡状态中各物质的质量分数相等，则a、b应满
足的关系是______(用含a、b的数学式表示)。

(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇，一定条件下发生反应：
CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)，如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ⋅mol−1)的变化。

在体积为1L的恒容密闭容器中，充入lmolCO2和3molH2，达到平衡后下列措施中不能使c(CH3OH)增大的是______。

a.降低温度
b.再充入1molCO2和3molH2
c.将H2O(g)从体系中分离出来
d.充入He(g)，使体系压强增大
20.汽车尾气是城市的主要空气污染物，研究控制汽车尾气成
为保护环境的首要任务。

(1)汽车内燃机工作时发生反应：N2(g)+O2(g)=2NO(g)，
是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。

T℃时，向5L密
闭容器中充入6.5molN2和7.5molO2，在5min时反应达到平衡状态，此时容器中NO 的物质的量是5mol。

①5min内该反应的平均速率υ(NO)=______；在T℃时，该反应的平衡常数
K=______。

②反应开始至达到平衡的过程中，容器中下列各项发生变化的是______(填序号)。

a.混合气体的密度
b.混合气体的压强
c.正反应速率
d.单位时间内，N2和NO的消耗量之比
(2)H2或CO可以催化还原NO以达到消除污染的目的。

已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ⋅mol−1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=−571.6kJ⋅mol−1则H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式是______。

(3)当质量一定时，增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。

如图表示在其
他条件不变时，反应：2NO(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+N2(g)中NO的浓度[c(NO)]随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线。

①该反应的△H______0(填“>”或“<”)。

②若催化剂的表面积S1>S2，在图中画出c(NO)在T1、S2条件下达到平衡过程中的
变化曲线。

答案和解析
1.【答案】C
【解答】
在给定的条件下，无须外界做功，一经引发即能自动进行的化学反应，为自发反应．从热力学上判断就是：△G=△H−T△S<0．
A.反应能否自发取决于焓变和熵变的复合判据，对于吸热反应，在一定温度下也能进行，故A错误；
B、C(石墨)=C(金刚石)；通常状况下△H>0，△S<0，反应是不自发的，而且将金刚石加热到1000℃可以变成石墨．故B错误；
C.△G=△H−T⋅△S<0时，反应能自发进行，适合于所有的过程，故C正确；
D.同一物质的固、液、气三种状态的熵值依次增大，故D错误；
故选C．
2.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查焓变与熵变，为高频考点，把握焓变、熵变的判断及判断反应进行方向的综合判据为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大。

【解答】
由反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)可知，反应中气体的体积增大，则△S>0，△G=△H−T△S，当△G<0反应可自发进行，该反应在高温度时才能自发进行，△H>0。

故选C。

3.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查化学反应的自发性，题目难度不大，注意反应能否自发进行取决于焓变和熵变，△H−T⋅△S<0说明反应能自发进行。

【解答】
反应4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)=4Fe(OH)3(s)△H=−444.3kJ/mol，△H<0，且△S<0，而反应能自发进行，说明△H−T⋅△S<0，焓变对反应的方向起决定性作用，故A正确。

【解析】
【分析】
本题考查反应热与焓变，为高频考点，把握熵与混合度的关系、反应进行方向的综合判据为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意焓变、熵变的应用，题目难度不大。

【解答】
A、恒温恒压下，△H<0且△S>0的反应，则△H−T△S<0，反应一定可以自发进行，故A错误；
B、物质的状态不同熵大小不同，气态时熵值最大，固态时熵值最小，1 mol H2O在不同状态时的熵值：S[H2O(s)]<S[H2O(g)]，故B正确；
C、反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行，△G=△H−T⋅△S<0，△S<0，则该反应的△H<0，故C正确；
D、CaCO3(s)⇌CaO(s)+CO2(g)△H>0、△S>0，由△H−T△S<0的反应可自发进行，可知能否自发进行与温度有关，故D正确；
故选：A。

5.【答案】A
【解析】
【分析】
本题主要考查的是自发反应的判断，为高频考点，理解熵变和焓变的正负符号判断、综合判据的应用为解答的关键，侧重分析与应用能力的综合考查，题目难度不大。

【解答】
A.当△H<0、△S>0时一定有△G=△H−T△S<0，故无论温度高低，反应都能自发进行，故A错误；
B.反应MgCl2(l)⇌Mg(l)+Cl2(g)为吸热反应，则△H>0，反应物无气体，生成物有气体，则△S>0，故B正确；
C.该反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)的△S<0，在室温下可自发进行，则△G=△H−T△S<0，则该反应的△H<0，故C正确；
D.该反应的△H>0，由于该反应是固体反应物生成气体，△S>0，则该反应在一定条件下能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向，故D正确。

【解析】
【分析】
本题考查焓变、熵变以及反应进行的方向，为高频考点，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大。

△H>0，△S>0表明该反应是一个熵增加的吸热反应，自发性的判断需经过计算求得答案，注意单位的统一。

【解答】
A.△H=+2171kJ/mol>0，表明该反应是一个吸热反应，故A错误；
B.△S=+635.5J/(mol⋅K)>0表明该反应是一个熵增加的反应，故B正确；
C.若使本反应自发进行，需使△H−T△S<0，即2171kJ/mol−0.6355kJ/(mol⋅K)⋅
T<0，T>3416K时反应才可以自发进行，所以在室温下不可能自发，故C错误；D.若使本反应自发进行，需使△H−T△S<0，即2171kJ/mol−0.6355kJ/(mol⋅K)⋅
T<0，T>3416K时反应才可以自发进行，故D错误。

故选B。

7.【答案】B
【解析】
【试题解析】
【分析】
本题考查反应热与焓变，为高频考点，把握熵与混合度的关系、反应进行方向的综合判据为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意焓变、熵变的应用，题目难度不大。

【解答】
A.若△H<0，△S>0，△H−T△S<0，任何温度下都能自发进行，故A正确；
B.△H−T△S<0反应自发进行，吸热、放热的反应均可能自发进行，如氯化铵与氢氧化钡为常温下自发进行的吸热反应，故B错误；
C.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H>0、△S>0，由△H−T△S<0的反应可自发进行，可知能否自发进行与温度有关，故C正确；
D.△H−T△S<0反应自发进行，该反应的△S>0，常温不能自发进行，可知△H−T△
S>0，则该反应的△H>0，故D正确。

故选B。

8.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查了化学反应自发进行的判断方法，注意利用焓变、熵变结合温度利用△H−T△S<0可以自发进行即可解答，题目较简单。

【解答】
2NO+2CO=N2+2CO2，在298K、101kPa时，△H=−113.0kJ·mol−1，△S=
−145.3J·mol−1·K−1，该反应的ΔH<0，ΔS<0，在298K时，ΔH−TΔS=−113.0kJ·mol−1−298K×(−145.3×10−3)kJ·mol−1·K−1=−69.7kJ·mol−1<0，低温下能自发但速率较小，需催化剂，故D正确。

故选D。

9.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查化学反应原理基础知识，包括浓度对反应速率的影响，催化剂、活化能的概念，以及反应进行方向的判据及其应用，题目较简单。

【解答】
A.增大反应物A的浓度，可增加单位体积内活化分子的数目，使有效碰撞的次数增多，反应速率增大，故A正确；
B.反应过程中K为催化剂，AK为中间产物，故B错误；
C.由于反应①是慢反应，反应②是快反应，则E a1>E a2，故C错误；
D.反应能否自发进行，主要由焓变和熵变共同决定，即只有当△G=△H−T·△S<0时反应才是自发进行的，若该反应在低温条件下能自发进行，则该反应的ΔH<0，故D 错误。

10.【答案】D
【解析】
【试题解析】
【分析】
本题考查了化学反应自发进行方向判断，灵活应用焓判据和熵判据是解题的关键，反应自发进行的综合判断依据是△H−T△S<0，根据判据综合分析判断，题目难度不大。

【解答】
11.【答案】(1)>
(2)<
(3)>
(4)<
(5)该反应是熵增反应，且常温下熵变ΔS对反应的方向起决定性作用
【解析】略
12.【答案】(1)<；<
(2)>；<；−10Q
【解析】
【分析】
本题考查反应热比较、熵变，难度不大，解题关键是理解熵变概念及盖斯定律。

【解答】
(1)△H1=△H2−△H3，其中△H2<0，反应Ⅲ过程温度降低，则△H3>0，所以△H1<0，为放热反应。

白色无水硫酸铜遇水迅速变蓝，即CuSO4(s)+5H2O(l)=CuSO4⋅5H2O(s)的过程为放热过程，则△H1<0；左侧为固体和液体，右侧为固体，混乱度减小，所以ΔS1<0。

(2)CuSO4溶于水，发生题中II反应，左侧为固体，右侧为液体，混乱度增大，则ΔS2>0，溶液温度升高，为放热反应，所以△H2<0；根据盖斯定律可知，反应Ⅰ可由反应Ⅱ−反应Ⅲ得到，故△H1=△H2−△H3，又知二者反应热的差值为QkJ，且16gCuSO4(s)和25gCuSO4·5H2O(s)的物质的量都为0.1mol，则△H1=△H2−△H3=10Q，故△H1=
−10QkJ·mol−1。

13.【答案】(1)+90kJ/mol
(2)反应Ⅰ为熵增加的反应；CO含量升高，破坏燃料电池的交换膜
(3)①C
②升温使反应速率加快
③其他条件不变，提高n(水)/n(甲醇)的比例
(4)91%；5.6×10−3
【解析】
【分析】
本题考查盖斯定律的应用、化学平衡的计算以及化学平衡移动原理应用，难度中等。

【解答】
(1)由盖斯定律反应Ⅰ+反应Ⅱ可得反应Ⅲ，则ΔH3=ΔH1+ΔH2=+49kJ/mol+
41kJ/mol=+90kJ/mol；
故答案为：+90kJ/mol；
(2)反应Ⅰ为熵增加的反应，则反应Ⅰ在一定条件下能够自发进行；升温有利于提高CH 3OH 转化率，使CO 含量升高，根据信息可知CO 含量升高，破坏燃料电池的交换膜； 故答案为：反应Ⅰ为熵增加的反应；CO 含量升高，破坏燃料电池的交换膜；
(3)①A.三个反应都为吸热反应，升高温度，平衡都正向移动，故A 错误；
B.升温不会促进CO 转化为CH 3OH ，故B 错误；
C.随着温度的升高，CO 的实际反应生成率没有不断接近平衡状态生成率的原因是催化剂对反应Ⅱ的选择性低，故C 正确；
D.由于温度没有高于300℃，所以不会发生反应Ⅲ，故D 错误。

故答案为：C ；
②升温使反应速率加快，则CH 3OH 实际反应转化率不断接近平衡状态转化率； 故答案为：升温使反应速率加快；
③其他条件不变，提高n(水)/n(甲醇)的比例是能提高CH 3OH 转化率，同时使反应Ⅱ逆向移动，而降低CO 生成率，
故答案为：其他条件不变，提高n(水)/n(甲醇)的比例；
(4)平衡时CO 有0.030mol ，根据H 2(g)+ CO 2(g)⇌CO(g)+H 2O(g)可知消耗的氢气和二氧化碳的物质的量均为0.030mol ，则：CH 3OH(g)+ H 2O(g)⇌ CO 2(g)+ 3H 2(g)生成氢气的物质的量为0.030mol +2.70mol =2.73mol ，则反应的CH 3OH 为
2.73mol 3=0.91mol ，所以反应Ⅰ中CH 3OH 的转化率为
0.91mol 1.00mol ×100％=91％；达到平衡时， CO 2的物质的量为2.73mol 3−0.030mol =0.88mol ，H 2O 的物质的量为1.32mol −0.91mol +0.03mol =
0.44mol ，设体积为V ，则反应Ⅱ的平衡常数为
0.44V ×0.030V 2.70V ×0.88V ≈5.6×10−3；
故答案为：91%；5.6×10−3。

14.【答案】(1)>；>；不能；
(2)②③④⑤⑦。

【分析】
本题主要考查的是反应自发性的判断和化学平衡，意在考查学生的分析能力，解题的关键是掌握复合判据的应用和理解化学平衡状态的特征。

【解答】
(1)该反应是吸热反应，△H>0，反应正向是气体体积增大的方向，△S>0，由△G=△H−T△S<0反应能自发进行可知，该反应在高温下能自发进行，低温下不能自发进行，
故答案为：>；>；不能；
(2)①相同时间内生成1mol CO2，同时消耗0.5mol CO，都代表是逆向反应，不能说明正逆反应速率相同，不能证明反应达到平衡；
②反应方程式两边的气体系数不同，温度一定时，在恒容容器中压强不变，说明反应达到平衡；
③相同时间，断裂1N A C=O键同时断裂1N A C≡O，代表正逆反应速率相同，说明反应达到平衡；
④恒容容器内，该反应正向是气体密度增大的方向，气体密度不变，说明反应达到平衡；
⑤该反应正向是吸热反应，绝热容器内，体系温度不变，说明反应达到平衡；
⑥反应到某时刻c(CO2)：c(CO)=1：2，不代表各物质浓度保持不变，不能说明反应达到平衡；
⑦该反应正向是气体的平均摩尔质量减小的方向，气体平均摩尔质量不变，说明反应达到平衡；
故答案为：②③④⑤⑦。

15.【答案】(1)①Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(g)+H2(g)ΔH=−225kJ·mol−1；
(2)ΔH2−ΔH1；减小；2H2O+2e−=2OH−+H2↑
(3)1000℃；ΔH2<ΔH1导致反应②的ΔG小
(4)a、c
【解析】
本题考查物质制备，涉及盖斯定律、热化学方程式书写、图象分析判断等知识点，明确化学反应原理及外界条件对化学平衡移动影响因素是解本题关键，题目难度不大。

【解答】
(1)硅粉与HCl在300℃时反应生成1molSiHCl3气体和H2，放出225kJ热量，根据反应热及反应物状态、反应条件书写该反应的热化学方程式为Si(s)+3HCl(g)
SiHCl3(g)+H2(g)ΔH=−225kJ·mol−1；SiHCl3中存在1个Si−H键、3个Si−Cl键，其电子式为，
故答案为：Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(g)+H2(g)ΔH=−225kJ·mol−1；
；
(2)已知①SiCl4(g)+H2(g)⇌SiHCl3(g)+HCl(g)△H1>0
②3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)⇌4SiHCl3(g)△H2<0
根据盖斯定律可知，②−①得③2SiCl4(g)+H2(g)+Si(s)+HCl(g)⇌3SiHCl3(g)△
H3=△H2−△H1<0；
升高温度平衡向吸热方向移动，该反应的正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，所以升高温度反应③的平衡常数K减小；
电解KOH溶液时，阳极上水或氢氧根离子失电子生成氧气，阴极上水或氢离子得电子生成氢气，电极反应式为2H2O+2e−=H2↑+2OH−，
故答案为：△H2−△H1；减小；2H2O+2e−=H2↑+2OH−；
(3)反应①SiCl4(g)+H2(g)⇌SiHCl3(g)+HCl(g)ΔH1˃0，根据图知，反应①能自发进行的最低温度是1000℃；①中△H1>0、②中△H2<0，且反应②△S<0，△H2<△H1导致反应②的△G小，
故答案为：1000℃；△H2<△H1导致反应②的△G小；
(4)根据图知，A到D点，随着温度升高，SiCl4转化率增大，说明平衡正向移动且没有达到平衡状态，D点后升高温度SiCl4转化率降低，说明升高温度平衡逆向移动，
a.B点平衡正向移动，所以v正>v逆，故a正确；
b.温度越高化学反应速率越快，温度A<E，所以反应速率A<E，故b错误；
c.根据图知，反应温度480～520°C时转化率较高，故c正确；
故答案为：ac。

16.【答案】使石灰乳与气体充分接触，提高气体的吸收率；CaSO3+2NO2+Ca(OH)2= CaSO4+Ca(NO2)2+H2O；S2；CO2替代空气中的氮气，减少了氮气与氧气的反应；△S> 0；66.7%；CO2+H2O+2e−=HCOOH+O2−
【解析】解：(1)①采用“气一液逆流”接触吸收法，使石灰乳与气体充分接触，提高气体的吸收率，
故答案为：使石灰乳与气体充分接触，提高气体的吸收率；
⑦CaSO3转化为CaSO4，NO2还原生成Ca(NO2)2，需要Ca(OH)2参与反应，化学反应方程式为：CaSO3+2NO2+Ca(OH)2=CaSO4+Ca(NO2)2+H2O，
故答案为：CaSO3+2NO2+Ca(OH)2=CaSO4+Ca(NO2)2+H2O；
(2)CO还原SO2生成硫单质S x，CO被氧化为CO2，由碳原子守恒可知CO与CO2的物质的量相等，图中X的物质的量与CO的相等，故X为CO2，加入0.2molCO时，生成Y为0.05mol，由电子转移守恒0.2mol×(4−2)=0.05mol×x×(4−0)，解得x=2，故Y 化学式为S2，
故答案为：S2；
(3)①CO2替代空气中的氮气，减少了氮气与氧气的反应，烟气中NO x的排放量明显降低，故答案为：CO2替代空气中的氮气，减少了氮气与氧气的反应；
②正反应为吸热反应，△H>0，由于△G=△H−T△S<0反应自发进行，该反应能自发进行，则△S>0，
故答案为：△S>0；
③设转化的CO2为xmol，则：
CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g)
起始量(mol)：3 3 0 0
转化量(mol)：x x 2x 2x
平衡量(mol)：3−x3−x2x 2x
=40%，解得x=2，故二氧化碳的转化率为(2mol÷3mol)×100%=66.7%，则2x
6+2x
故答案为：66.7%；
④在阴极CO2转化为甲酸，发生还原反应，需要水参与反应，同时生成氧离子，氧离子移向阳极，在阳极放电生成氧气，生成甲酸的电扳反应式：CO2+H2O+2e−=HCOOH+ O2−，
故答案为：CO2+H2O+2e−=HCOOH+O2−。

烟气含CO2、SO2、NO，在反应釜I中石灰乳吸收CO2、SO2生成CaCO3、CaSO3，NO与
氧气在预处理器中反应生成二氧化氮，反应釜I中石灰乳、CaSO3与NO2在反应釜II中反应生成CaSO4、Ca(NO2)2。

(1)①使石灰乳与气体充分接触；
⑦CaSO3转化为CaSO4，NO2还原生成Ca(NO2)2，需要Ca(OH)2参与反应；
(2)CO还原SO2生成硫单质S x，CO被氧化为CO2，由碳原子守恒可知CO与CO2的物质的量相等，图中X的物质的量与CO的相等，故X为CO2，加入0.2molCO时，生成Y为0.05mol，结合电子转移守恒确定；
(3)①CO2替代空气中的氮气，减少氮气与氧气的反应；
②正反应为吸热反应，△H>0，△G=△H−T△S<0反应自发进行；
③设转化的CO2为xmol，利用三段式表示出平衡时各组分物质的量，结合CO的体积分数列方程计算解答；
④在阴极CO2转化为甲酸，发生还原反应，需要水参与反应，同时生成氧离子，氧离子移向阳极，在阳极放电生成氧气。

本题考查物质制备工艺流程，涉及对操作与原理的分析评价、陌生方程式书写、氧化还原反应、化学反应进行方向、化学平衡有关计算、电解原理及电极反应式书写等，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础。

17.【答案】Ⅰ.(1)NH3·H2O+CaO=Ca(OH)2+NH3↑
(2)c
(3)红棕色气体变为无色
(4)缺少尾气吸收装置
Ⅱ.(1)放热；减小；低温
(2)<；放热
【解析】
【试题解析】
Ⅰ.【分析】
本题考查了探究二氧化氮性质的实验，根据元素的化合价来预测物质具有的性质，然后根据实验现象判断物质具有的性质，题目难度中等。

【解答】
(1)浓氨水能和生石灰反应生成氢氧化钙和氨气，其化学方程式为：NH3·H2O+CaO= Ca(OH)2+NH3↑；
(2)B装置是干燥氨气，应选用碱石灰，乙装置是干燥二氧化氮气体可选用无水氯化钙或。