2.1 化学反应的方向 同步练习
一、单选题
1．室温下，向圆底烧瓶中加入1molC2H5OH和含1molHBr的氢溴酸，溶液中发生反应；C2H5OH+HBr
C2H5Br+H2O，充分反应后达到平衡。已知常压下，C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4℃和78.5℃。下列有关叙述错误的是（ ）
A．加入NaOH，可增大乙醇的物质的量
B．增大HBr浓度，有利于生成C2H5Br
C．若反应物增大至2 mol，则两种反应物平衡转化率之比不变
D．若起始温度提高至60℃，可缩短反应达到平衡的时间
2．下列不属于可逆反应的是（ ）
A．Pb+PbO2+4H++2SO42﹣ 2PbSO4+2H2O
B．2SO2+O2 2SO3
C．Cl2+H2O HCl+HClO
D．2NO2 N2O4
3．在一定温度下，将2mol SO2和1mol O2充入一定容积的密闭容器中，在催化剂作用下发生如下反应：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）；△H=﹣197kJ mol﹣1，当达到化学平衡时，下列说法中正确的是（ ）
A．生成SO3 2 mol B．SO2和SO3共2 mol
C．放出197 kJ热量 D．含氧原子共8 mol
4．已知：X(g)+2Y(g) 3Z(g) △H=-akJ·mol-1(a>0)，下列说法错误的是（ ）
A．0.1molX和0.2molY充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3mol
B．达到化学平衡状态时，X、Y、Z的浓度不再发生变化
C．达到化学平衡状态时，反应放出的总热量可达akJ
D．升高反应温度，逆反应速率增大，正反应速率减小
5．已知“凡气体分子总数增大的反应一定是熵增加的反应”。下列反应一定能自发进行的是（ ）
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
6．一定温度下，将 2 mol SO2 和 1 mol O2 充入2L密闭容器中，在催化剂存在下进行下列反应： 2SO2+ O2 2SO3，下列说法中正确的是（ ）
A．达到反应限度时，生成2molSO3
B．达到反应限度时SO2的消耗速率必定等于O2的生成速率
C．达到反应限度时SO2、O2、SO3的分子数之比一定为2∶1∶2
D．SO2和SO3物质的量之和一定为 2mol
7．25℃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
8．下列说法错误的是 （ ）
A．焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素
B．冰融化的过程中，熵值增加
C．铁生锈和氢燃烧均为自发放热过程
D．可以通过改变温度或加催化剂的办法使非自发反应转变为自发反应
9．分析下列反应在任何温度下均能自发进行的是（ ）
A．2N2(g)＋O2(g)=2N2O(g) ΔH＝＋163 kJ·mol－1
B．Ag(s)＋Cl2(g)=AgCl(s) ΔH＝－127 kJ·mol－1
C．HgO(s)=Hg(l)＋O2(g) ΔH＝＋91 kJ·mol－1
D．H2O2(l)=O2(g)＋H2O(l) ΔH＝－98 kJ·mol－1
10．下列有关说法正确的是（ ）
A．Hg(l)＋H2SO4(aq)=HgSO4(aq)＋H2(g)常温下不能自发进行，说明ΔH<0
B．为处理锅炉水垢中的CaSO4，可先用饱和Na2CO3溶液浸泡，再加入盐酸溶解
C．锌与稀硫酸反应时加入少量硫酸铜，反应加快的原因是Cu2＋水解增大了H＋浓度
D．对于N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，当其他条件不变时，压缩气体体积使压强增大，正反应速率增大、逆反应速率减小，平衡正向移动
11．某反应：A=B+C在室温下不能自发进行，在高温下能自发进行，对该反应过程的焓变（△H）、熵变（△S）的判断正确的是（ ）
A．△H＜0、△S＞0 B．△H＞0、△S＜0
C．△H＞0、△S＞0 D．△H＜0、△S＜0
12．氢还原辉钼矿并用碳酸钠作固硫剂的原理为MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s) △H。平衡时的有关变化曲线如图。下列说法正确的是
A．该反应在低温下可以自发进行
B．粉碎矿物和增大压强都有利于辉钼矿的还原
C．图2中T1对应图1中的温度为1300℃
D．若图1中A点对应温度下体系压强为10MPa，则H2O(g)的分压为5MPa
13．下列过程是非自发过程的是
A．气体的扩散
B．室温下水结成冰
C．水由高处向低处流
D．有序排列的火柴散落成无序排列
14．下列有关说法中正确的是（ ）
A．在低温下能自发进行，则该反应的
B．室温下不能自发进行，说明该反应的
C．若，化学反应在任何温度下都不能自发进行
D．加入合适的催化剂能降低反应活化能，从而改变反应的焓变
15．下列反应在任何温度下都无法自发进行的是（ ）
A．
B．
C．
D．
16．水凝结成冰的过程中，下列分析错误的是
A．该过程属于物理变化
B．
C．等质量水和冰所具有的内能不同
D．该过程是熵减的过程
二、综合题
17．将煤炭转化为烯烃(乙烯、丙烯等)既可以减少CO2的排放，又可以制备重要的化工原料。该过程先转化为二甲醚CH3OCH3，再转化为烯烃。
（1）制备二甲醚的主要反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
①“反应Ⅰ”能自发进行的条件是 (填“高温”“低温”或“任意温度”)。
②某反应X的平衡常数表达式为，则反应X的热化学方程式为 。
（2）二甲醚制备烯烃的主要反应：
反应Ⅳ：
反应Ⅴ：
①该反应过程常用的催化剂有两种，ZSM-5以及SAPO-34，它们都是多孔笼状结构，ZSM-5笼状孔径约为0.55nm，SAPO-34约为0.4nm。相同条件下，催化剂SAPO-34反应(如图1)获得的产物中，n(C2H4)：n(C3H6)更大的原因是 。
②一定温度下，在体积为1L的密闭容器中投入2mol CH3OCH3发生“反应Ⅳ”和“反应Ⅴ”，初始总压为po，反应到达平衡时总压为1.2po，且n(C2H4)：n(C3H6)=1：1。则平衡时体系CH3OCH3转化率α(CH3OCH3)= 。“反应Ⅴ”的平衡常数Kp= 。
（3）用下图装置电解二氧化碳可制取甲醇，控制在一定温度左右，持续通入二氧化碳，电解过程中物质的量基本不变。a是电源的 极，阴极电极反应式为 。
18．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
19．化学反应方向的综合判据是判断反应能否白专进行的关键。由于反应的焓变、熵变随温度的变化较小，假设它们不随温度变化，根据下表数据。
化学反应 AH/kJ·mol—1
① -98 57.2
② 393.5 -2.86
③ -176 -285
（1）根据表中数据可知：反应①在 下(填“高温”、“低温”、“任何温度)正向能自发进行。
（2）有人提出采用适当的催化剂，用热分解法分解CO2，以减少CO2的排放，你认为是否可行？ (填“是”或“否”)。阐述判断的理由 。
（3）利用综合判据，计算反应③能正向自发进行的温度范围 。(写出过程)
20．氢气是一种理想的新能源，发展氢能汽车的关键是氢气的制备及储存技术。制备氢气通常有下列方法：①电解水制氢：2H2O2H2↑+O2↑；②高温使水分解制氢：2H2O2H2↑+O2↑；③太阳能催化分解水制氢：2H2O2H2↑+O2↑；④天然气氧：CH4+H2OCO+3H2。
（1）你认为最节能的方法是 (填序号)。
（2）反应①和氢气在氧气中燃烧生成水的反应是否互为可逆反应？ (选填“是”或“否”)。
（3）请依据表中常见物质的键能(在25℃，101kPa下)回答问题：
化学键 H—H H—O I—I H—I O=O
键能kJ·mol-1 435 460 150 300 500
①由氢气与氧气生成18g水放出的热量为 kJ。
②若将1molI2和1molH2置于密闭容器中，并在上述条件下反应，发现热量实测值(恢复到25℃，101kPa)远小于15kJ，你认为最可能的原因是 。
21．
（1）Ⅰ．利用测压法在刚性反应器中研究 T℃ 时:
3NO2(g) 3NO(g)＋O3(g) ΔH＝+317.3kJ·mol－1的分解反应，体系的总压强 p随时间 t 的变化如下表所示：
反应时间/min 0 5 10 15 20 25 30
压强/MPa 20.00 21.38 22.30 23.00 23.58 24.00 24.00
该反应达到平衡后的熵值较平衡前 （填“增大”“减小”“不变”）。
（2）若降低反应温度，则平衡后体系压强 p 24.00 MPa（填“大于”“等于”“小于”）,原因是 。15min 时，反应物的转化率 α= %
（3）Ⅱ．一定条件下，在体积为 2 L 的密闭容器中发生反应：2NO2(g) 2NO(g)+O2(g) ΔH>0。投入 2 mol NO2发生反应。实验测得：v正=k正c2(NO2)，v逆=k逆c2(NO)·c(O2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。在温度为 T℃ 时 NO2 的转化率随时间变化的结果如图所示。
①要提高 NO2转化率，可采取的措施是 、 。
②前2min内，以NO2表示该反应的化学反应速率为 。
③计算 A 点处v正/ v逆= （保留一位小数）。
答案解析部分
1．【答案】D
【解析】【解答】解：A．加入NaOH，中和HBr，平衡逆向移动，可增大乙醇的物质的量。选项A不符合题意。
B.增大HBr浓度，平衡正向移动，有利于生成C2H5Br。选B不符合题意。
C.若反应物增大至2 mol，实际上就是将反应的浓度都增大至原来的2倍，比例不变（两次实验反应物的比例都是1：1，等于方程式中的系数比），这里有一个可以直接使用的结论：只要反应物的投料比等于系数比，达平衡时反应物的转化率一定是相等的。所以两种反应物的转化率一定是1：1。选项C不符合题意。
D.若起始温度提高至60℃，考虑到HBr是挥发性酸，在此温度下会挥发出去，降低HBr的浓度减慢速率，增加了反应时间。选项D符合题意。
故答案为：D
【分析】该题考查可逆反应的平衡移动原理，应重点掌握①加入反应物（或加入物质能消耗生成物）有助于反应正向进行、加入生成物（或加入物质能消耗反应物）有助于反应逆向进行；②可逆反应中反应的浓度都增大至原来的n倍，比例不变等于系数比，平衡时反应物的转化率一定是不变的；③升高温度化学反应速率会加快，达到平衡的时间也相应会减少，（但要考虑反应物和生成物的挥发性）
2．【答案】A
【解析】【解答】解：A．Pb+PbO2+4H++2SO42﹣ 2PbSO4+2H2O，可充电电池的反应中向两个方向反应的条件不同，为不可逆反应，故A选；
B.2SO2+O2 2SO3，同一条件下，既能向生成物方向进行，同时又能向反应物方向进行，属于可逆反应，故B不选；
C．Cl2溶解于水，Cl2+H2O HClO+HCl，属于可逆反应，故C不选；
D.2NO2 N2O4，同一条件下，既能向生成物方向进行，同时又能向反应物方向进行属于可逆反应，故D不选；
故选：A．
【分析】可逆反应是指在同一条件下，既能向生成物方向进行，同时又能向反应物方向进行的反应．注意条件相同，同时向正逆两个方向进行．
3．【答案】B
【解析】【解答】解：A、可逆反应存在反应限度，反应物不可能完全转化为生成物，当正逆反应速率相等时，反应达到平衡状态，所以将2mol SO2和1mol O2充入一定容积的密闭容器中，SO2和 O2不可能完全转化为三氧化硫，故A错误．
B、在化学反应中各元素的原子遵循原子守恒，所以化学平衡时二氧化硫和三氧化硫中硫原子的物质的量等于反应初始时二氧化硫的质量，故B正确．
C、可逆反应存在反应限度，反应物不可能完全转化为生成物，当正逆反应速率相等时，反应达到平衡状态，所以将2mol SO2和1mol O2充入一定容积的密闭容器中，SO2和 O2不可能完全转化为三氧化硫，放出的能量小于197kJ，故C错误．
D、在化学反应中各元素的原子遵循原子守恒，平衡时含有的氧原子的物质的量等于初始时二氧化硫和氧气中氧原子的物质的量，为6mol，故D错误．
故选B．
【分析】A、可逆反应存在反应限度，反应物不可能完全转化为生成物，当正逆反应速率相等时，反应达到平衡状态．
B、在化学反应中各元素的原子遵循原子守恒．
C、可逆反应存在反应限度，反应物不可能完全转化为生成物，所以反应能量小于反应焓变．
D、在化学反应中各元素的原子遵循原子守恒．
4．【答案】D
【解析】【解答】A. 属于可逆反应，0.1molX和0.2molY充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3mol，A不符合题意；
B. 达到化学平衡状态时正逆反应速率相等，X、Y、Z的浓度不再发生变化，B不符合题意；
C. 虽然属于可逆反应，达到化学平衡状态时，如果消耗1molX，则反应放出的总热量等于a kJ，C不符合题意；
D. 升高反应温度，正、逆反应速率均增大，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A、可逆反应无法进行彻底；
B、反应达到平衡状态时，各物质的浓度保持不变；
C、反应达到平衡状态时，若有1molX发生反应，则放出的热量为akJ；
D、温度升高，反应速率加快；
5．【答案】A
【解析】【解答】A．该反应ΔH<0，ΔS>0，任何温度下都自发，故A符合题意；
B．该反应ΔH>0，ΔS<0，任何温度都不自发，故B不符合题意；
C．该反应ΔH<0，ΔS<0，低温自发，故C不符合题意；
D．该反应ΔH>0，ΔS>0，高温自发，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】根据ΔG=ΔH-TxΔS＜0，结合给出选项进行判断
6．【答案】D
【解析】【解答】A. 反应为可逆反应，2 mol SO2 和 1 mol O2反应时，达到反应限度时，生成的SO3的物质的量小于2 mol，A项不符合题意；
B. 平衡时不同物质的正逆反应速率之比等于化学计量数之比，则达到反应限度时SO2的消耗速率必定等于O2的生成速率的2倍，B项不符合题意；
C. 分子数的关系与起始量、转化率有关，则不能确定达到反应限度时SO2、O2、SO3的分子数之比，C项不符合题意；
D. 起始加入2molSO2，化学反应中S原子守恒，则最终SO2和SO3物质的量之和一定为2mol，D项符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.该反应为可逆反应， SO3小于2mol；
B.反应速率之比等于化学计量数之比；
C.分子数的关系与起始量、转化率有关；
D.根据硫原子守恒，SO2和SO3物质的量之和一定为2mol。
7．【答案】D
【解析】【解答】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。
8．【答案】D
【解析】【解答】解：A、反应能否自发进行与反应的熵变和焓变都有关系，故A不符合题意；
B、冰融化过程，分子混乱度增大，熵值增加，故B不符合题意；
C、铁生锈、氢气燃烧均是常温下自发的放热反应，故C不符合题意；
D、催化剂只改变反应所需的活化能，不改变反应热，所以对△H﹣T△S的值无影响，则对反应的自发性无影响，故D符合题意。
故本题选D。
【分析】A.焓变即物体焓的变化量。焓是物体的一个热力学能状态函数，即热函：一个系统中的热力作用，等于该系统内能加上其体积与外界作用于该系统的压强的乘积的总和；
B.冰融化由固体变为液体，混乱度增加了，所以熵值也增加了；
D.催化剂只能加快反应的速度，而不能改变反应的限度。
9．【答案】D
【解析】【解答】A．反应是吸热反应，△H＞0，△S＜0，任何温度下都不能自发进行，A不符合题意；
B．反应是放热反应，△H＜0，△S＜0，高温下不能自发进行，B不符合题意；
C．反应是吸热反应，△H＞0，△S＞0，低温下不能自发进行，C不符合题意；
D．反应是放热反应，△H＜0，△S＞0，任何温度下都能自发进行，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析。
10．【答案】B
【解析】【解答】A．Hg(l)＋H2SO4(aq)=HgSO4(aq)＋H2(g)常温下不能自发进行，是由于该反应是体系混乱程度增大的反应，则ΔH＞0，ΔG＞0，A选项不符合题意；
B．为处理锅炉水垢中的CaSO4，可先用饱和Na2CO3溶液浸泡，由于CaSO4的溶解度大于CaCO3，可以实现沉淀的转化，将CaSO4转化为CaCO3，CaCO3可与稀盐酸反应生成CO2而除去，B选项符合题意；
C．锌与稀硫酸反应时加入少量硫酸铜，锌置换出铜，锌、铜和稀硫酸构成原电池，加快反应速率，C选项不符合题意；
D．对于N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，当其他条件不变时，压缩气体体积使压强增大，正逆反应速率均增大，D选项不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、△G=△H-T△S＞0，已知△S＞0，故△H＞0
C、是由于形成了锌铜原电池
D、压强增大，正逆反应速率都增大
11．【答案】C
【解析】【解答】已知，室温时不能自发进行，则温度较低时，△G>0，高温时△G<0，可确定△S＞0，△H＞0，答案为C。
【分析】△G=△H-T△S，△G<0，可自发进行。
12．【答案】C
【解析】【解答】A．由方程式聚集状态知ΔS＞0，由图1可知正反应是吸热反应ΔH＞0，则根据ΔG=ΔH-TΔS＜0知，该反应为高温下的自发反应，故A不符合题意；
B．该反应是气体分子数增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向进行，不利于反应向右进行，故B不符合题意；
C．根据图像1，1300℃时该反应的平衡常数K==1，根据图2可知，T1℃是正逆化学平衡常数相等，即此时平衡常数为1，故C符合题意；
D．A点各组分的浓度之和为5mol/L，在同一容器中，压强之比等于物质的量之比，也等于浓度之比，所以A点对应温度下体系压强为10MPa时，H2O(g)的分压为4MPa，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.根据ΔH-TΔS＜0时反应自发进行分析；
B.增大压强，该反应的平衡逆向移动；
C.平衡常数只与温度有关，根据平衡常数确定温度；
D. A点各组分的浓度之和为2mol/L+2mol/L+1mol/L=5mol/L，其中H2O(g)的物质的量分数为40%。
13．【答案】B
【解析】【解答】A．气体扩散，分子自由移动，自发进行，A不符合题意；
B．水结成冰这个变化，虽然是放热的，但是同时也是熵减的，因此必须在某一温度（0℃）以下才能自发进行，要在室温下结成冰需借助外力，B符合题意；
C．水由高处向低处流势能减小，自发进行，C不符合题意；
D．有序排列的火柴散落成无序排列，体系混乱度增大，为自发过程，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析。
14．【答案】C
【解析】【解答】A．由气体的化学计量数可知， S<0，且 H-T S<0的反应自发进行，在低温下能够自发进行，则该反应的 H<0，故A不符合题意；
B．由气体的化学计量数可知， S>0，且 H-T S<0的反应自发进行，室温下不能自发进行，说明 H>0，故B不符合题意；
C． H-T S<0的反应自发进行，若，化学反应在任何温度下都不能自发进行，故C符合题意；
D．催化剂能降低反应活化能，不改变反应的始态和终态，不能改变反应的焓变，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】当ΔH-TΔS<0时，反应能自发进行，据此结合选项进行分析。
15．【答案】D
【解析】【解答】A．反应是熵增大的吸热反应，△H>0，△S>0，高温下能自发进行，故A不选；
B．反应是熵增大的吸热反应，△H>0，△S>0，高温下能自发进行，故B不选；
C．反应是熵增大的吸热反应，△H>0，△S>0，高温下能自发进行，故C不选；
D．反应是熵减小的吸热反应，△H>0，△S<0，任何温度下都无法自发进行，故D选；
故答案为：D。
【分析】
A.熵增反应，吸热，根据吉布斯自由能，高温下自发；
B.熵增吸热，高温下自发；
C.熵增吸热，高温自发；
D.熵减吸热，无法自发。
16．【答案】B
【解析】【解答】A．该过程水分子未发生变化，是物理变化，A不符合题意；
B．，液态转化为固态，是凝固的过程，放出热量，所以，B符合题意；
C．冰变为水的过程吸收热量，则等质量冰与等质量的水所具有的内能不同，C不符合题意；
D．水凝结成冰的过程，是液态转化为固态的过程，混乱度降低，为熵减的过程，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．没有新物质生成；
BC．同一物质由液态变为固态的过程需要放收热量；
D．相同物质的量的同种物质，S(g)> S(l)> S(s)。
17．【答案】（1）高温；△H=-878.3kJ mol-1
（2）SAPO-34孔径较小，体积较小的乙烯更易在其表面吸附、脱吸附；50%；1
（3）正；
【解析】【解答】（1）反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
① “反应Ⅰ”中，ΔS＞0，△H＞0，则能自发进行的条件是高温。
②某反应X的平衡常数表达式为，则反应X为，利用盖斯定律，将反应Ⅰ+Ⅱ×2+Ⅲ，得热化学方程式为△H=(+131.3 kJ mol-1)+(-547.4 kJ mol-1)×2+ (+85.2 kJ mol-1)=-878.3kJ mol-1。故答案为：高温；△H=-878.3kJ mol-1；
（2）①在CH3OH的转化反应中，生成物C2H4、C3H6由分子筛的孔隙流出，体积小的分子更容易从分子筛的孔隙中流出，则相同条件下，催化剂SAPO-34反应获得的产物中，n(C2H4)：n(C3H6)更大的原因是：SAPO-34孔径较小，体积较小的乙烯更易在其表面吸附、脱吸附。
②一定温度下，在体积为1L的密闭容器中投入2mol CH3OCH3发生“反应Ⅳ”和“反应Ⅴ”，初始总压为po，反应到达平衡时总压为1.2po，且n(C2H4)：n(C3H6)=1：1。设反应Ⅳ中生成C2H4的物质的量为x，反应Ⅴ中生成C3H6的物质的量为y，则可建立如下两个三段式：
则(x-y)：y=1：1、，从而求出x=0.4mol、y=0.2mol。平衡时体系CH3OCH3转化率α(CH3OCH3)==50%。“反应Ⅴ”的平衡常数Kp==1。故答案为：SAPO-34孔径较小，体积较小的乙烯更易在其表面吸附、脱吸附；50%；1；
（3）CO2中C显+4价，CH3OH中C显-2价，则CO2得电子，多晶铜为阴极，b是电源的负极，a是电源的正极；在阴极，CO2得电子产物与电解质反应，生成CH3OH等，电极反应式为。故答案为：正；。
【分析】（1）①反应自发进行的条件是△G=△H-T△S＜0。
②平衡常数是指平衡时生成物浓度（或压强）的幂之积与反应物浓度（或压强）的幂之积的比，结合盖斯定律进行分析。
（2）①体积小的分子更容易从分子筛的孔隙中流出。
②通过化学平衡三段式进行分析，平衡常数是指平衡时生成物的浓度（或压强）的幂之积与反应物浓度（或压强）的幂之积的比。
（3）该装置为电解池，根据CO2→CH3OH，碳元素化合价降低，所以CO2得电子发生还原反应，则多晶铜电极为阴极，b为负极，结合电荷守恒、原子守恒进行分析。
18．【答案】（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】【解答】（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；
19．【答案】（1）任何温度
（2）否；该反应为吸热、墒减的化学反应，在任何温度下都不能正向自发进行
（3），则，解得，即低于时反应③能正向自发进行
【解析】【解答】（1）对于反应①AH ＜0， ＞0，结合AH-T＜0反应才可自发进行，可知此反应在任何温度下均能发生；
（2） AH ＞0， ＜0，AH-T始终大于0，因此不能自发反应；
（3） AH =-176 kJ·mol—1 ，= -285，根据AH-T＜0，可自发反应，得到 ，；
【分析】根据自发反应发生的条件：AH-T＜0进行计算、判断。
20．【答案】（1）③
（2）否
（3）235；该反应为可逆反应，所给反应物不能完全反应
【解析】【解答】(1)由反应条件可知，反应③是将太阳能转化为化学能的反应，与其他反应需要通电和高温相比，反应③最节能，故答案为：③；
(2)氢气在氧气中燃烧生成水的反应不是可逆反应，故答案为：否；
(3)①由反应热等于反应物的键能之和与生成物的键能之和的差值可得，反应生成1mol水的反应热△H=(435+500×)kJ/mol-460kJ/mol×2=-235 kJ/mol，所以生成18g水放出的热量为235 kJ，故答案为：235；
②氢气与碘蒸气生成碘化氢的反应为可逆反应，可逆反应不可能完反应，所以1mol氢气与1mol碘蒸气反应时放出的热量远小于15kJ，故答案为：该反应为可逆反应，所给反应物不能完全反应。
【分析】（1）反应①②④是消耗电能或热能，而反应③是利用太阳能，不消耗电能或热能；
（2）氢气在氧气中燃烧生成水的反应不是可逆反应；
（3）①反应热=反应物的键能之和-生成物的键能之和；
②该反应为可逆反应，不能彻底进行。
21．【答案】（1）增大
（2）小于；体积不变时，温度降低，气体分子间间隙减小，总压降低；该反应是吸热反应，降低温度，平衡逆向移动，气体分子数减少，压强降低；45
（3）升高温度；将生成物之一及时分离；0.2mol·L-1·min-1；9.1
【解析】【解答】Ⅰ．（1）熵值是反应体系的混乱度，反应3NO2(g) 3NO(g)＋O3(g)正方向是气体总物质的量增大的方向，则达到平衡后的熵值较平衡前增大；
（2）平衡时气体的总压强为24.00MPa，在恒容条件下，该反应是吸热反应，降低温度，平衡逆向移动，气体分子数减少，压强降低，另外温度降低，气体分子间隙也减小，容器内的总压强也减小，故降温后平衡体系压强p小于24.00 MPa；在恒温恒容条件下，气体的压强与气体的总物质的量成正比，设起始时气体NO2的物质的量为nmol，则15min 时，容器内压强为23MPa，气体的总物质的量为 mol，则：
3NO2(g) 3NO(g)＋ O3(g) △n
3 3 1 1
nmol mol-nmol
故反应物NO2的转化率α= ×100%=45%；
Ⅱ．①对于反应2NO2(g) 2NO(g)+O2(g) ΔH>0，升高温度、减小NO或O2的浓度以及增大容器的体积，均能使平衡向正反应方向移动，提高NO2的转化率；②反应进行到2min时NO2的转化率为0.4，则参加反应的NO2的物质的量为0.8mol，前2min内，以NO2表示该反应的化学反应速率为 =0.2mol·L-1·min-1；③T℃ 时反应达到平衡时NO2的转化率为0.5，则：
2NO2(g) 2NO(g)+ O2(g)
起始（mol） 2 0 0
转化（mol） 1 1 0.5
平衡（mol） 1 1 0.5
平衡时v正=v逆，即k正c2(NO2) =k逆c2(NO)·c(O2)，故 = = =0.25；A点处NO2的转化率为0.3，则：
2NO2(g) NO(g)+ O2(g)
起始（mol） 2 0 0
转化（mol） 0.6 0.6 0.3
平衡（mol） 1.4 0.6 0.3
此时， = × =0.25× ≈9.1。
【分析】（1）该反应是气体体积增大的反应，熵增加；
（2）该反应是吸热反应，降低温度平衡向逆反应方向移动，压强减小；根据三段式计算反应物的转化率；
（3）该反应是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，以及减小生成物的浓度平衡向正反应方向移动；根据反应速率的定义计算二氧化氮的反应速率；根据A处的正逆反应速率之比计算其数值即可。
