2023年高考真题变式分类汇编：焓变和熵变
一、选择题
1．（2020·江苏）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
2．（2023·邯郸模拟）工业上用和合成甲醇涉及以下反应：
I．
II．
在催化剂作用下，将和的混合气体充入一恒容密闭容器中进行反应，达到平衡时，的转化率和容器中混合气体的平均相对分子质量随温度变化如图。下列判断合理的是
已知：平衡时甲醇的选择性为生成甲醇消耗的在总消耗量中占比。
A．，
B．250℃前以反应Ⅱ为主
C．，平衡时甲醇的选择性为60%
D．为同时提高的平衡转化率和平衡时甲醇的选择性，应选择的反应条件为高温、高压
3．（2023·张家口模拟）某催化固氮机理如图所示。下列说法正确的是
A．固氮过程是将气态含氮物质转化为固态含氮物质
B．整个过程中涉及到非极性键的断裂和形成
C．三步反应均为氧化还原反应
D．步骤Ⅲ可能为ΔH>0，ΔS<0的反应
4．（2023·沈阳模拟）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
5．（2023·南京模拟）反应2NO(g)+2CO(g)=2CO2(g)+N2(g) ΔH＜0可用于处理汽车尾气。下列说法正确的是
A．该反应在任何温度下都能自发进行
B．上述反应平衡常数K=
C．其他条件相同，增大体系压强，能提高NO的平衡转化率
D．其他条件相同，提高c(CO)，正反应速率加快，逆反应速率减慢
6．（2023高三下·抚顺模拟）化学热泵技术作为一种高效环保的节能新技术一直以来广受关注，氨基甲酸铵可应用于化学热泵循环。将一定量纯净的氨基甲酸铵（）粉末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：
。
实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：
温度（℃） 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0
平衡总压强（） 5.7 8.3 12.0 17.1 24.0
平衡气体总浓度（） 2.4 3.4 4.8 6.8 9.4
下列说法正确的是（ ）
A．该反应的，该反应在较低温度下能自发进行
B．25℃时平衡常数的值
C．当密闭容器中二氧化碳的体积分数不变时说明该反应达到化学平衡状态
D．再加入少量平衡正向移动
7．（2023·淮安模拟）H2S和CO2反应生成的羰基硫(COS)用于粮食熏蒸，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。CO2(g)+H2S(g) COS(g)+H2O(g) △H>0，下列说法正确的是
A．已知该反应在加热条件下能自发进行，则其△S>0
B．上述反应的平衡常数K=
C．上述反应中消耗1 mol H2S，生成22.4 L水蒸气
D．实际应用中，通过增加H2S的量来提高CO2转化率，能有效减少碳排放
8．（2023·淮北模拟）一定温度下，在密闭容器中发生反应：。下列说法正确的是
A．在恒容条件下，向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动
B．在恒压条件下，向平衡体系中加入，的转化率不变
C．混合气体的物质的量不再发生变化可说明反应达到平衡
D．该反应在任何温度下都能自发进行
9．（2022·余姚模拟）相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，不合理的是
A．31g白磷(s)＜ 31g红磷(s) B．1 molH2(g) ＜ 2 molH2(g)
C．1mol H2O(s)＜ 1molH2O(l) D．1molH2S(g) ＞ 1molH2O(g)
10．（2022·温州模拟）下列关于物质熵的大小比较合理的是（ ）
A．相同压强下，1molH2O(50℃)>1molH2O(80℃)
B．相同温度和压强下，1molCO2(g)<2molCO(g)
C．标准状况下，1molSO2<1molSO3
D．相同条件下，1mol单晶硅>1mol二氧化硅晶体
11．（2022·浙江模拟）相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较合理的是（ ）
A．
B．
C．1molP(s，白磷)＞1molP(s，红磷)
D．
12．（2022·诸暨模拟）假定与都是理想气体(气体本身不占体积，不考虑气体间相互作用，不考虑碰撞能量损失)，在如图所示的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．若、均为，则，混合过程自发进行
B．若、均为，则，混合过程不自发
C．若、分别为与，则，混合过程自发进行
D．若、分别为与，则，混合过程不自发
13．（2022·浙江模拟）下列说法正确的是( )
A．常温下，的熵小于
B．自发反应， ，则
C．可以把分解：，收集碳，实现变废为宝
D．溶于水，，
14．（2022·苏州模拟）SO2、NOx是重要化工原料，可用于硫酸、硝酸的生产。工业制硫酸时，接触室中主要反应为：2SO2(g)＋O2(g) =2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1，SO2、NOx也是大气主要污染物，NOx可与NH3混合，通过选择性催化剂高温脱除，SO2可通过碱液吸收去除。对于反应 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，下列说法正确的是（ ）
A．该反应ΔH＜0 ΔS＞0
B．2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所含键能总和比2 mol SO3(g)所含键能小
C．反应在高温、催化剂条件下进行可提高SO2的平衡转化率
D．该反应中每生成22.4 L SO3转移电子的数目约等于2×6.02×1023
15．（2022·江苏模拟）C、Si同处于IVA族，它们的单质或化合物有重要用途。实验室可用CO2回收废液中的苯酚，工业上用SiO2和焦炭高温下反应制得粗硅，再经如下2步反应制得精硅：Si(s)+3HCl(g)= SiHCl3(g)+H2(g) △H= -141.8 kJ·mol-1，SiHCl3(g)+ H2(g)= Si(s)+3HCl(g)，反应过程中可能会生成SiCl4。有关反应Si(s)+3HCl(g) SiHCl3(g)+H2(g)的说法正确的是（ ）
A．该反应的△H＜0，△S＞0
B．其他条件不变，增大压强SiHCl3平衡产率减小
C．实际工业生产选择高温，原因是高温时Si的平衡转化率比低温时大
D．如图所示，当 ＞3，SiHCl3平衡产率减小说明发生了副反应
16．（2022·南京模拟）以NaCl为原料，可制取Na、Na2O2、NaOH和Na2CO3等。Na2CO3，可用侯氏制碱法制取，主要涉及如下反应：
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1
NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O
对于反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，下列说法正确的是（ ）
A．该反应的ΔS>0
B．该反应的平衡常数可表示为
C．其他条件相同，增大 ，H2转化率减小
D．使用催化剂能降低该反应的焓变
17．（2022·惠州模拟）N2O和CO是环境污染性气体，可在Pt2O＋表面转化为无害气体，有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程分别如图甲、乙所示。下列说法错误的是（ ）
A．总反应为N2O(g)＋CO(g)=CO2(g)＋N2(g) ΔH=ΔH1＋ΔH2
B．为了实现转化，需不断向反应器中补充Pt2O＋和Pt2O
C．该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
D．总反应的ΔH=-226 kJ·mol-1
18．（2022·绍兴模拟）关于①氨气与氯化氢气体的反应、②碳酸氢钠的分解反应的熵变说法正确的是（ ）
A．均为熵增加反应 B．均为熵减小反应
C．反应①熵增加，反应②熵减小 D．反应①熵减小，反应②熵增加
19．（2022·温州模拟）相同的温度和压强下，有关下列两个反应的说法错误的是
反应 △H/kJ mol-1 △n △S/J K mol-1
MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g) 117.6 1 a
CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) 177.9 1 b
注：①其中△n表示反应方程式中气体系数差；
②△H-T△S＜0的反应方向自发
A．因为△n相同，所以a与b大小相近
B．热分解温度：MgCO3(s)＞CaCO3(s)
C．a-b=S[MgO(s)]+S[CaCO3(s)]-S[MgCO3(s)]-S[CaO(s)]
D．两个反应在不同温度下的△H和△S都大于零
20．（2021·台州模拟）下列说法正确的是（ ）
A．从(g)→(l)→(s)，熵依次增加
B．可逆反应都有一定的限度，限度越大反应物的转化率一定越高
C．可逆反应，若总键能：反应物>生成物，则升高温度不利于提高反应物的转化率
D．对于气体反应，其他条件不变，增大压强反应速率加快，与活化分子的百分含量无关
21．（2021·扬州模拟）Cl2可用于生产漂白粉等化工产品。Cl2的制备方法有：
方法ⅠNaClO+2HCl(浓)=NaCl+Cl2↑+H2O；
方法Ⅱ4HCl(g)+O2(g)=2H2O(g)+2Cl2(g)ΔH=akJ·mol 1
上述两种方法涉及的反应在一定条件下均能自发进行。一定条件下，在密闭容器中利用方法Ⅱ制备Cl2，下列有关说法正确的是（ ）
A．升高温度，可以提高HCl的平衡转化率
B．提高 ，该反应的平衡常数增大
C．若断开1molH-Cl键的同时有1molH-O键断开，则表明该反应达到平衡状态
D．该反应的平衡常数表达式K=
二、多选题
22．（2020·启东模拟）合成气的主要组分为CO和H2；以天然气为原料生产的合成气有多种方法，其中Sparg工艺的原理为CH4(g)＋CO2(g) 2CO(g)＋2H2(g)。在特定温度下，向甲、乙、丙三个密闭容器中充入相同量的CH4(g)和CO2(g)，改变容器体积，测得平衡时容器内气体的浓度如下表所示：
实验编号 容器温度/℃ 容器体积 物质浓度/(mol·L－1)
CH4 CO2 CO
甲 300 V1 0.02 0.02 0.10
乙 300 V2 x x 0.05
丙 350 V1 y y 0.12
下列说法正确的是( )
A．该反应在低温条件下不能自发进行
B．300 ℃时反应的平衡常数为25
C．V1∶V2＝3∶7
D．保持温度和容器体积不变，开始时向甲容器中充入0.28 mol CO和0.28 mol H2，CO转化率一定大于2/7
23．（2018·徐州模拟）下列说法正确的是（ ）
A．11.2 L Cl2与足量铁充分反应，转移电子数为6.02×1023
B．SiCl4(g) +2H2(g)＝Si(s)+4HCl(g)常温下不能自发进行，则该反应的ΔH＞0
C．向硫酸钡悬浊液中加入足量饱和Na2CO3溶液，振荡、过滤、洗涤，向沉淀中加入盐酸有气体产生，说明Ksp(BaSO4)＞Ksp(BaCO3)
D．25℃时Ka(HClO)＝3.0×10－8，Ka(HCN)＝4.9×10－10，若该温度下NaClO溶液与NaCN溶液的pH相同，则c(NaClO)＞c(NaCN)
24．（2018高二下·宿迁期末）下列叙述中正确的是（ ）
A．100℃时，纯水的pH约为6， 此时纯水呈酸性
B．4mol H2与1mol N2混合反应生成NH3，转移电子数目小于6×6.02×1023
C．反应Al2O3(s)+3 Cl2(g)+3C(s) = 2AlCl3(g)+3CO(g)室温下不能自发进行，则△H＞0
D．HCl和NaOH反应的中和热为－57.3kJ·mol-1，则H2SO4和Ba(OH)2反应的中和热为－114.6 kJ·mol-1
25．（2018高二下·南京期末）汽车尾气净化器中发生的反应为2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)。一定温度下，在三个体积均为1.0L恒容密闭容器中发生上述反应，测得有关实验数据如下：
容器 温度/（℃） 起始物质的量（mol) 平衡物质的量（mol)
NO CO N2 CO2 N2 CO2
I 400 0.2 0.2 0 0 0.12
II 400 0.4 0.4 0 0
III 300 0 0 0.1 0.2 0.075
下列说法正确的是（ ）
A．容器I中达到平衡所需时间2s，则v(N2)=0.06 mol L-1·s-1
B．该反应的ΔS<0、ΔH<0
C．达到平衡时，体系中c(CO)关系：c(CO，容器II)>2c(CO，容器I)
D．若起始时向I中充入NO、CO、N2、CO2各0.1mol，开始时V正>V逆
26．（2018高一下·钦州港期末）判断下列体系的熵变小于0的是（）
A．水蒸气冷凝成水 B．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)
C．乙烯聚合成聚乙烯 D．N2O4(g) 2NO2(g)
三、非选择题
27．（2023·绍兴模拟）二甲醚()是一种重要的化工原料，可以通过制备得到。制备方法和涉及反应如下：
方法a：“二步法”制二甲醚
I：
Ⅱ：
方法b：“一步法”制二甲醚
Ⅲ：
两种方法都伴随副反应：
Ⅳ：
请回答：
（1）反应I自发进行的条件是 ； 。
（2）在一定温度下，向的恒容密闭容器中通入和和利用方法a制备二甲醚。测得的平衡转化率为30%，为，为，反应I的平衡常数为 (用含a、b的式子表示，只需列出计算式)。
（3）恒压条件下，在密闭容器中利用方法b制备二甲醚。按照投料，的平衡转化率和、的选择性随温度变化如图1所示。
(的选择性，的选择性)
①下列说法正确的是
A．当反应达到平衡时，
B．曲线①表示二甲醚的选择性
C．温度越低越有利于工业生产二甲醚
D．工业上引入双功能催化剂是为了降低反应Ⅲ的
②在的范围内，的平衡转化率先降低后升高的原因： 。
（4）有学者研究反应Ⅱ机理，利用磷酸硅铝分子筛催化甲醇制二甲醚，其中简化的分子筛模型与反应过渡态结构模型如图所示，下列说法正确的是____。(已知：磷酸硅铝分子筛中有酸性位点可以将甲醇质子化，题中的分子筛用“”符号表示)
A．制得的磷酸硅铝分子筛的孔径越大催化效率越高
B．该反应机理：[]
C．改变分子筛组分比例适当提高其酸性，有利加快反应速率
D．温度越高，有利于水蒸气脱离分子筛，反应速率越快
28．（2023·山东模拟）环戊烯()无色液体，主要用作共聚单体、溶剂，也可用于有机合成。在催化剂作用下，可通过环戊二烯()选择性氧化制得，体系中同时存在如下反应：
反应I：(g)+H2(g)(g) △H1=-100.3kJ mol-1
(g)反应II：(g)+H2(g)(g) △H2=-109.4kJ mol-1
反应III：(g)+(g)2(g) △H3
已知：选择性=×100%
回答下列问题：
（1）反应III (“是”或者“不是”)自发反应。
（2）为研究上述反应的平衡关系，在T℃下，向某密闭容器中加入amol环戊二烯和4molH2，测得平衡时，容器中环戊二烯和环戊烷()的物质的量相等，环戊烯的选择性为80%，此时H2的转化率为 %，反应III以物质的量分数表示的平衡常数Kx3= 。
（3）为研究不同温度下催化剂的反应活性，保持其他条件不变，测得在相同时间内，上述反应的转化率和选择性与温度的关系如图所示。环戊二烯氢化制环戊烯的最佳温度为 ；30℃以上时，环戊烯的选择性降低的可能原因是 (填字母)。
A．催化剂活性降低 B．平衡常数变大 C．反应活化能减小
（4）实际生产中采用双环戊二烯()解聚成环戊二烯：(g)2(g) △H＞0。若将3mol双环戊二烯通入恒容密闭容器中，分别在T1和T2温度下进行反应。曲线A表示T2温度下n(双环戊二烯)的变化，曲线B表示T1温度下n(环戊二烯)的变化，T2温度下反应到a点恰好达到平衡。
①曲线B在T1温度下恰好达到平衡时的点的坐标为(m，n)，则m (填“＞”、“＜”或“=”)2，由图像计算n的取值范围是 。
②T2温度下，若某时刻容器内气体的压强为起始时的1.5倍，则此时v(正) (填“＞”、“＜”或“=”)v(逆)。
29．（2023·湖南模拟）油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题：
（1）已知下列反应的热化学方程式：
①
②
则反应③的 ；下列叙述能说明反应③达到平衡状态的是 (填标号)。
A．断裂2mol键的同时生成1mol键 B．恒容条件下，体系压强不再变化
C．恒容条件下，气体的密度不再变化 D．
（2）在不同温度、反应压强为100kPa，进料的摩尔分数(可看成体积分数)为0.1%~20%(其余为)的条件下，对于反应①，分解平衡转化率的结果如图1所示。则、和由大到小的顺序为 ；的摩尔分数越大，分解平衡转化率越小的原因是 。
（3）反应①和③的随温度的影响如图2所示，已知(R为常数，为温度，为平衡常数)，则在1000℃时，反应的自发趋势① ③(填“＞”、“＜”或“＝”)。在1000℃、100kPa反应条件下，将的混合气进行反应，达到平衡时约为1：4，微乎其微，其原因是 。
（4）在1000℃、100kPa反应条件下，将的混合气进行反应③，达到平衡时，分压与的分压相同。则反应③的 (不用写单位)。
30．（2022·惠州模拟）运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义，请完成下列探究。
（1）生成氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。 ΔH=+131.3kJ mol-1，ΔS=+133.7J mol-1 K-1，该反应在低温下 (“能”或“不能”)自发进行。
（2）已知在400℃时，的。相关化学键键能数据为
化学键 N≡N H-H N-H
键能 946 436 390.8
回答下列问题：①在400℃时，(g的K2= (填数值)，ΔH= 。
②400℃时，在1L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为4mol、2mol、4mol，则此时反应 (填“>”“<”“=”或“不能确定”)。
③若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，则合成氨反应的平衡 (填“向左”“向右”或“不”)移动；使用催化剂 (填“增大”“减小”或“不改变”)反应的ΔH。
（3）氮的固定一直是科学家研究的重要课题，合成氨则是人工固氮比较成熟的技术，其原理为，在不同温度、压强和相同催化剂条件下，初始时N2、H2分别为0.1mol、0.3mol时，平衡后混合物中氨的体积分数(φ)如图所示。
①其中，p1、p2和p3由大到小的顺序是
②若在250℃、p1为105Pa的条件下，反应达到平衡，此时B点N2的分压为 Pa(分压=总压×物质的量分数，保留一位小数)。
31．（2022·绍兴模拟）丙烷脱氢氧化是丙烷脱氢制丙烯技术的进一步发展，反应过程中伴有生成甲烷、乙烷等物质副反应，涉及反应如下：
主反应
Ⅰ：
副反应
Ⅱ：
Ⅲ：
Ⅳ：
（1）判断反应Ⅱ自发进行可用来表述，若，反应能自发进行。反应Ⅱ在1000K时能自发进行的理由 。(要列出计算过程)
（2）若仅考虑主反应Ⅰ，一定温度下，向恒压密闭容器中通入一定量丙烷，反应后测得的组分的平衡压强(即组分的物质的量分数×总压)为：、
①该温度下反应的平衡常数的数值为 。(单位用MPa，保留3位有效数字)
②平衡时丙烷的转化率为 。
（3）对于反应Ⅰ，某课题组研究设计一套丙烷连续催化脱氢装置如图。
①将1mol丙烷(温度为590℃)以恒定的流速依次逐个通过三个相同的装置，画出丙烯的产率随着时间的变化阶段二和阶段三的图像。(每个阶段反应均未达到平衡)
②为提高丙烯的产率，向a、b管中同时通入适量的，需要适量的理由是 。
（4）下列说法正确的是____。
A．对于主反应Ⅰ，其他条件不变，充入，该反应的平衡常数减小
B．若只考虑反应Ⅳ，恒温恒容下充入原料气体，若压强不变则该反应达到了平衡
C．副反应Ⅲ对应的是右图中反应(3)
D．主反应断裂C-H键，副反应Ⅱ、Ⅳ断裂C-C键，由图可知高温条件下断裂C-C键更容易，因此要选择合适的催化剂在合适的温度下低压合成比较有利主反应
32．（2022·丽水、湖州、衢州模拟）我国力争于2030年前做到CO2的排放不再增长。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：
Ⅰ．CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)
Ⅱ．CH4(g)C(s)+2H2(g)
Ⅲ．CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s)
（1）设Kpr为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。如气体B的相对分压等于其分压pB(pB＝xB×p总，xB为平衡系统中B的物质的量分数)除以p0(p0＝100kPa)。反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的lnKpr随的变化如图所示。
①反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，属放热反应的是 。
②图中A点对应温度下，原料组成为n(CO2)：n(CH4)＝1：1、初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时H2的分压为30kPa。CH4的平衡转化率为 。
（2）二氧化碳加氢制甲醇是研究的另一热点，其总反应可表示为：Ⅳ．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，
该反应一般认为通过如下步骤来实现：
Ⅴ．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H1＝+41kJ·mol 1
Ⅵ．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H2＝ 90kJ·mol 1
①反应Ⅴ的 S 。
A大于0 B．小于0 C．等于0 D．无法判断
②若反应Ⅴ为慢反应，请在图2中画出上述反应能量变化的示意图 。
③不同压强下按照n(CO2)：n(H2)＝1：3投料，实验测定CO2的平衡转化率随温度的变化关系如图3所示。T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是 。
33．（2022·吉林模拟）我国提出“碳达峰”与“碳中和”目标，更加凸显了利用CO2合成高价值化学品的重要性。
（1）Ⅰ．工业上利用CO2催化重整甲烷制取合成气，反应为CO2(g) + CH4(g) 2CO(g) + 2H2(g)
该反应的熵变△S 0(填“＞”、“＜”或“=”)；CO2的电子式为 。
（2）已知各物质的标准摩尔生成焓(指在标准状态即压力为100kPa，一定温度下，由元素最稳定的单质生成1摩尔纯化合物时的反应焓变)数据如下表：
物质 CO2(g) CH4(g) CO(g) H2(g)
标准摩尔生成焓/kJ·mol-1 -393.5 -74.8 -110.5 0
若该催化重整反应生成了2 mol CO，所需热量为 kJ，有利于提高CO2平衡转化率的条件是 (填标号)。
a．高温高压 b．高温低压 c．低温高压 d．低温低压
（3）在恒温(T)、恒压(p)条件下，向密闭容器中加入CO2和CH4各2 mol及催化剂进行催化重整反应，达到平衡时，CO2的转化率为50％。该温度下反应的平衡常数Kp= (用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数)。
（4）Ⅱ．工业上利用CO2超干重整CH4的转化如图所示：
CO2超干重整CH4总反应的化学方程式为 。
（5）关于CO2超干重整CH4反应，下列说法错误的是 (填序号)
a．在450℃下，向恒容容器中投料进行反应，混合气体总压强不变说明反应达到平衡状态
b．转化②实现了含碳物质与含氢物质的分离
c．转化③中Fe与CaCO3反应的物质的量之比为4∶3
34．（2022·南平模拟）基于载氮体的碳基化学链合成氨技术示意图如下。
（1）总反应 。
（2）有利于提高反应ⅰ平衡转化率的条件为____(填标号)。
A．高温高压 B．高温低压 C．低温高压 D．低温低压
（3）在温度t、100kPa条件下进行反应ⅰ，平衡时若氮气转化率为50%，则压强为 ，平衡常数 (以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
（4）60℃、100kPa条件下，反应ⅰ中溶液pH随时间变化如图，120min～180min持续收集到氨气，但溶液pH几乎不变的原因是 。
（5）为探究反应ⅱ中15min时反应速率突然加快的原因，我国科学家利用计算机模拟了反应ⅱ的反应路径。
①比较不同路径，路径1能垒较低的原因是 的键能大于 的键能。
②15min时反应速率突然加快的原因是 。
（6）相较于哈伯法合成氨，碳基化学链合成氨的优势有能够降低能耗、减少原料成本。 (写出一条即可)。
35．（2021高三上·浙江月考）请回答下列问题：
（1）写出N2H的电子式 。
（2）CH4、H2O、H2S沸点由低到高的顺序是 。
（3）判断2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)反应的自发性并说明理由 。
36．（2021·宁波模拟）目前研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳，其总反应可表示为：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49kJ mol-1。
（1）该反应能自发的条件是 。
（2）二氧化碳催化加氢制甲醇合成总反应在起始物=3时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为x(CH3OH)，在t=250℃时x(CH3OH)随压强(P)的变化及在P=5×103Pa时x(CH3OH)随温度(t)的变化，如图所示。
①图中对应等温过程的曲线是 (填“a”或“b”)，判断的理由是 。
②t=250℃时，当x(CH3OH)=0.10时，CO2的平衡转化率α= ，此条件下该反应的Kp= (只需用具体数据列出计算式)。（对于气相反应，用某组分B的平衡分压p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数，记作Kp，如p(B)=p x(B)，P为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数）
（3）在某催化剂作用下还原CO2制备甲醇，该反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注，如*CO2表示CO2吸附在催化剂表面)。
上述合成甲醇的反应速率较慢，该反应过程中决定反应速率的步骤是 。(用化学方程式表示)
（4）CO2也可用于制作Li—CO2电池，在Li—CO2电池中，Li为单质锂片。研究表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且CO2电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，写出步骤Ⅱ和Ⅳ的离子方程式。
Ⅰ.2CO2+2e-=C2O
Ⅱ. 。
Ⅲ.2CO+CO2=2CO+C
Ⅳ. 。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】键能、键长、键角及其应用；焓变和熵变；化学平衡常数
【解析】【解答】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。
2．【答案】C
【知识点】焓变和熵变；化学平衡中反应条件的控制
【解析】【解答】A．由图可知，温度越高，的转化率越小，平衡逆向移动，所以反应I为放热反应，反应II为吸热反应，A不符合题意；
B．由图可知，当温度高于250℃，的转化率随温度的升高而增大，则250℃以后以反应II为主，B不符合题意；
C．，转化率为 ，平均相对分子质量为20，混合气体总物质的量为： 则为，设甲醇为，为，，，，，计算，，甲醇的选择性为，C符合题意；
D．因为反应I为放热反应，升高温度，的平衡转化率降低，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．根据图像，利用化学平衡移动原理分析；
B．利用图像分析；
C．利用图像中的数据计算；
D．利用化学平衡移动原理分析。
3．【答案】B
【知识点】氮的固定；化学键；焓变和熵变
【解析】【解答】A．固氮过程是将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程，选项A不符合题意；
B．整个过程中涉及到非极性键的断裂(N)和形成(O)，选项B符合题意；
C．第Ⅱ步反应为非氧化还原反应，选项C不符合题意；
D．步骤Ⅲ为熵增过程，△S>0，选项D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．固氮过程是将游离态的氮转化为氮的化合物的过程；
B．同种原子之间的共价键为非极性键；不同种原子之间的共价键为极性键；
C．利用氧化还原反应中有元素化合价发生变化判断；
D．依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析。
4．【答案】C
【知识点】焓变和熵变；化学平衡的影响因素；化学平衡转化过程中的变化曲线
【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%。
5．【答案】C
【知识点】焓变和熵变；化学平衡常数；化学反应速率的影响因素；化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A．该反应的ΔH<0，ΔS<0，根据反应自发进行的条件(ΔH-TΔS)<0，该反应在低温下可自发进行，A不符合题意；
B．根据反应方程式可知，平衡常数K=，B不符合题意；
C．该反应正反应为气体体积减小的反应，增大压强化学平衡正向移动，可提高NO的转化率，C符合题意；
D．提高一氧化碳的浓度，随着反应进行，正逆反应速率均加快，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.反应自发进行的条件是ΔG=ΔH-TΔS<0
B.平衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比。
C.根据勒夏特列原理进行分析。
D.根据化学反应速率的影响因素进行分析。
6．【答案】B
【知识点】焓变和熵变；化学平衡常数；化学平衡移动原理；化学平衡状态的判断；化学平衡的计算
【解析】【解答】A.由表格数据可知，温度升高，平衡正向移动，因此该反应ΔH>O，A不符合题意；
B.25℃时平衡气体的总浓度为4.8×10－3mol·L－1，因此可得平衡感时c(NH3)=3.2×10－3mol·L－1，c(CO2)=1.6×10－3mol·L－1，所以该温度下反应的平衡常数K=c2(NH3)×c(CO2)=(3.2×10－3)2×1.6×10－3≈1.6×10－8，B符合题意；
C.反应过程中n(NH3)与n(CO2)之比为2：1，一直保持不变，不属于变量，因此不能说明反应达到平衡状态，C不符合题意；
D.NH2COONH4为固体，加入固体，不影响平衡移动，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】A、结合温度对平衡移动的影响分析反应的热效应；根据ΔH－TΔS＜0，反应自发进行分析；
B、根据25℃时平衡气体的总浓度，计算平衡时c(NH3)、c(CO2)，结合平衡常数的表达式进行计算；
C、反应过程中，CO2的体积分数保持不变，属于恒量；
D、加入固体，不影响平衡移动；
7．【答案】A
【知识点】焓变和熵变；化学平衡常数
【解析】【解答】A．已知该反应在加热条件下能自发进行所以 ，因为△H>0，所以△S>0，A符合题意；
B．由反应方程式，结合平衡常数含义可知，上述反应的平衡常数K= ，B不符合题意；
C．没有指明具体条件，不能确定气体的体积，C不符合题意；
D．减少碳排放是指减少二氧化碳的生成，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A．依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析；
B．化学平衡常数，指在一定温度下，可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值；
C．没指明标状况，不能计算；
D．依据平衡移动原理分析。
8．【答案】A
【知识点】焓变和熵变；化学平衡的影响因素；化学平衡移动原理；化学平衡状态的判断
【解析】【解答】A．在恒容条件下，向平衡体系中充入惰性气体，反应体系中各物质的浓度不变，平衡不移动，A符合题意；
B．在恒压条件下，向平衡体系中加入，平衡正向移动，的转化率变大，B不符合题意；
C．该反应气体总物质的量不变，故混合气体的物质的量不变不能说明反应到平衡，C不符合题意；
D．该反应为吸热的，不是在任何温度下都能自发进行，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.根据化学平衡的影响因素（温度、浓度、压强等）进行分析。
B.在恒压条件下，向平衡体系中加入，平衡正向移动。
C.不论什么情况下，该反应气体总物质的量不变。
D.反应自发进行的条件是。
9．【答案】A
【知识点】焓变和熵变
【解析】【解答】A．在隔绝空气条件下，白磷加热到260℃时会转化为红磷；红磷加热到416℃时就升华，其蒸气冷却后变成白磷，说明红磷能自发的转化成白磷，所以白磷的熵要大于红磷，故A符合题意；
B．气态分子数越多，熵值越大，故B不符合题意；
C．一般情况下，相同的物质的量的固体状态的熵值最小，液体其次，气体的熵值最大，故C不符合题意；
D．硫化氢和水蒸气的物质的量相同，而且都是气态，原子数相同，但硫化氢的摩尔质量大，所以硫化氢的熵值要大于水蒸气的，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A．在隔绝空气条件下，白磷加热到260℃时会转化为红磷；红磷加热到416℃时就升华，其蒸气冷却后变成白磷，说明红磷能自发的转化成白磷，所以白磷的熵要大于红磷；
B．气态分子数越多，熵值越大；
C．一般情况下，相同的物质的量的固体状态的熵值最小，液体其次，气体的熵值最大；
D．物质的量相同的气体，原子数相同，摩尔质量大的，熵值大。
10．【答案】B
【知识点】焓变和熵变
【解析】【解答】A．相同压强下，80℃下H2O分子运动速率较50℃大，混乱度比50℃大，熵较大，即相同压强下，1molH2O(50℃)的熵<1molH2O(80℃)的熵，A不符合题意；
B.2molCO(g)含有的分子数比1molCO2(g)多，相同温度和压强下，2molCO(g)的混乱度较大，故相同温度和压强下，1molCO2(g)的熵<2molCO(g)的熵，B符合题意；
C．标况下SO3是液体SO2是气体，1molSO2的熵大于1molSO3的熵，C不符合题意；
D．单晶硅由硅原子直接形成空间网状结构，二氧化硅由硅和氧形成空间网状结构，单晶硅中原子较二氧化硅中更有序，故相同条件下，1mol单晶硅的熵小于1mol二氧化硅晶体的熵，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、温度越高，分子间的距离越大，混乱程度越大；
B、分子越多，混乱程度越大；
C、标准状况下三氧化硫是液体，液体的混乱程度小于气体；
D、单晶硅中原子较二氧化硅中更有序，即单晶硅的混乱程度小于二氧化硅。
11．【答案】C
【知识点】焓变和熵变
【解析】【解答】A．当气体物质的量相等时，气体分子中含有的原子数越多，其熵值就越大，故熵值，A不符合题意；
B．等物质的量的物质，气态物质含有的熵值大于液体物质的熵值，则2 mol H2O(l)＜2 mol H2O(g)，B不符合题意；
C．由于红磷中P的排列比白磷中的P的排列更有序，1molP(s，白磷)＞1molP(s，红磷)，C符合题意；
D．当气体物质的量相等时，气体分子中含有的原子数越多，其熵值就越大，故熵值1 mol CH4(g)＜1 mol C2H6(g)，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.气体的物质的量相同时，原子越多的分子的熵越大；
B.相同物质的量的同种物质，液态的熵小于气态；
C.红磷中P的排列比白磷中的P的排列更有序；
D.气体的物质的量相同时，原子越多的分子的熵越大。
12．【答案】C
【知识点】焓变和熵变
【解析】【解答】A．若 X2 、Y2均为O2，混合前后气体浓度、分压、温度均相同，则 ΔS=0 ，混合过程自发进行，A不符合题意；
B．若 X2 、Y2均为O2，混合前后气体浓度、分压、温度均相同，则 ΔS=0 ，混合过程自发进行，B不符合题意；
C．若 X2 、 Y2 分别为 N2 与 O2 ，混合前后气体温度均相同，但浓度、分压均减小，则 ΔS>0 ，混合过程自发进行，C符合题意；
D．若 X2 、 Y2 分别为 N2 与 O2 ，混合前后气体温度均相同，但浓度、分压均减小，则 ΔS>0 ，混合过程自发进行，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、都是氧气，此时熵变为0；
B、都是氧气，此时熵变为0；
C、氧气和氮气混合，由于分压减小，熵变大于0；
D、氧气和氮气混合，由于分压减小，熵变大于0。
13．【答案】B
【知识点】焓变和熵变
【解析】【解答】A．常温下，SO2为气体，SO3为非气体，气体的混乱度大于非气体，则的熵大于，故A不符合题意；
B．已知该反应为自发反应，则，若，则一定有，故B符合题意；
C．该反应为气体分子数减小的吸热反应，，，在任何温度下，即在任何温度下都不能自发进行，故C不符合题意；
D．溶于水为吸热过程，混乱度增大，故，，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.常温下，SO2为气体，SO3为非气体；
B.根据时反应自发进行分析；
C.该反应为气体分子数减小的吸热反应，；
D.溶于水为吸热过程，混乱度增大。
14．【答案】B
【知识点】焓变和熵变；化学平衡的调控；氧化还原反应的电子转移数目计算；有关反应热的计算
【解析】【解答】A．该反应是气体计量系数减小的反应，故ΔS<0，A不符合题意；
B．由题给条件可知，该反应ΔH=反应物键能和-产物键能和＜0，B符合题意；
C．该反应为放热反应，故升温平衡逆向移动，平衡转化率减小，催化剂只能改变反应速率，不能使平衡移动，C不符合题意；
D．没有给出三氧化硫的状态，无法计算其物质的量，另外，标准三氧化硫为固态，也无法计算其物质的量，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.反应前后，气体计量系数减小，则ΔS<0。
B. ΔH=反应物总键能-生成物总键能，据此分析。
C.根据勒夏特列原理进行分析，注意催化剂对化学平衡无影响。
D.标准状况未知，无法计算。
15．【答案】D
【知识点】焓变和熵变；化学平衡的调控；化学平衡移动原理
【解析】【解答】A．该反应当中，反应前气体的计量系数和为3，反应后气体的计量系数和为2，故反应的△S<0，A不符合题意；
B．加压向气体计量系数减小的方向移动，对于该反应来说是正向移动，SiHCl3平衡产率增大，B不符合题意；
C．由题干信息可知，该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，即高温时Si的平衡转化率比低温时小，C不符合题意；
D．由图可知，当 ＞3，SiHCl3平衡产率减小，说明此时SiHCl3参与了其他的反应，导致平衡体系内SiHCl3浓度降低，产率降低，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.该反应是气体体积减小的反应，ΔS<0；
B.增大压强平衡正向移动；
C.该反应为放热反应，升温平衡逆向移动。
16．【答案】C
【知识点】催化剂；焓变和熵变；化学平衡常数
【解析】【解答】A．根据气体物质的化学计量数分析，该反应的ΔS<0，A项不符合题意；
B．该反应的平衡常数可表示为 ，B项不符合题意；
C．其他条件相同，增大 ，氮气的转化率提高，H2转化率减小，C项符合题意；
D．使用催化剂不能改变反应的焓变，可以影响活化能，D项不符合题意。
故答案为：C。
【分析】A.该反应是气体体积减小的反应，ΔS<0；
B.平衡常数等于生成物浓度的系数次幂的乘积比上反应物浓度的系数次幂的乘积；
C.增大一种反应物的浓度，另一种反应物的转化率变大，自身转化率变小；
D.催化剂不影响焓变。
17．【答案】B
【知识点】活化能及其对化学反应速率的影响；焓变和熵变
【解析】【解答】A．根据图甲，①
②
根据盖斯定律①+②得N2O(g)＋CO(g)=CO2(g)＋N2(g) ΔH=ΔH1＋ΔH2，故A不符合题意；
B．总反应为N2O(g)＋CO(g)=CO2(g)＋N2(g)，不需向反应器中补充Pt2O＋和Pt2O，故B符合题意；
C．该反应正反应的活化能为134 kJ·mol-1，逆反应的活化能为360kJ·mol-1，故C不符合题意；
D．根据图乙，总反应的ΔH=(134-360) kJ·mol-1=-226 kJ·mol-1，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】有分析可知， Pt2O＋充当催化剂，参与化学反应，但是反应前后质量不变
18．【答案】D
【知识点】焓变和熵变
【解析】【解答】A．①为熵减小的反应，A不符合题意；
B．②为熵增加的反应，B不符合题意；
C．反应①熵减小，反应②熵增加，C不符合题意；
D．反应①熵减小，反应②熵增加，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】熵即为混乱程度。
19．【答案】B
【知识点】焓变和熵变
【解析】【解答】A．由方程式可知，两个反应中气体化学计量数差相等，则反应的熵变a和b大小相近，故A不符合题意；
B．MgCO3和CaCO3均为离子晶体，镁离子和钙离子所带电荷相等，镁离子半径小于钙离子，MgO的晶格能大于CaO，镁离子更易与碳酸根离子中的氧离子结合，使碳酸根离子易分解为二氧化碳，则碳酸镁的分解温度小与碳酸钙，故B符合题意；
C．由方程式可知，两个反应中气体化学计量数差相等，则反应的熵变a和b的差值a-b=S[MgO(s)]+S[CaCO3(s)]-S[MgCO3(s)]-S[CaO(s)]，故C不符合题意；
D．由表格数据可知，两个反应都是气体体积增加的吸热反应，故两个反应在不同温度下的ΔH和ΔS都大于零，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．两个反应中气体化学计量数差相等；
B．离子所带电荷相等，离子半径越小，分解温度越小；
C．由方程式可知，两个反应中气体化学计量数差相等；
D．依据表格数据分析。
20．【答案】D
【知识点】化学反应速率；活化能及其对化学反应速率的影响；焓变和熵变
【解析】【解答】A．体系混乱度越大，熵值越大，从(g)→(l)→(s)，熵依次减小，故A不符合题意；
B．可逆反应都有一定的限度，限度越大反应物的转化率不一定越高，如在一定温度下，合成氨反应，增大氮气的浓度，平衡正向移动，平衡常数不变，氮气的转化率降低，故B不符合题意；
C．可逆反应，若总键能：反应物>生成物，说明反应吸热，则升高温度平衡正向移动，反应物的转化率增大，故C不符合题意；
D．其他条件不变，增大压强，单位体积内活化分子数增加，活化分子百分数不变，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.混乱度越大，熵越大
B.转化率与温度，压强多种因素有关
C.根据键能与焓变的关系即可判断
D.增大压强，速率加快，只是增加了单位体积内的活化分子个数
21．【答案】C
【知识点】焓变和熵变；化学平衡常数；化学平衡移动原理；化学平衡状态的判断
【解析】【解答】A．该反应一定条件下能自发，即可以满足ΔG=ΔH-TΔS＜0，反应为气体系数之和减小的反应，ΔS＜0，则只有ΔH＜0才可能满足ΔG＜0，所以该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，HCl的转化率减小，A不符合题意；
B．温度不变，平衡常数不变，B不符合题意；
C．若断开1molH-Cl键的同时有1molH-O键断开，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，C符合题意；
D．该反应中水为气态，平衡常数表达式为K= ，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.根据 反应在一定条件下均能自发进行，根据ΔG=ΔH-TΔS＜0即可判断
B.平衡常数只与温度有关
C.根据断键情况判断正逆反应速率相等达到平衡状态
D.根据平衡常数=生成物浓度的幂指数比上反应物的浓度的幂指数
22．【答案】A,C
【知识点】焓变和熵变；化学平衡常数；化学平衡的计算
【解析】【解答】A．从300℃和350℃时CO的物质的量浓度可以看出，升高温度，CO浓度增加，正反应为吸热反应，ΔH>0，反应过程中气体量增多，反应的熵增加，ΔS>0，ΔG=ΔH-TΔS，反应在高温条件下可以自发进行，A符合题意；
B．根据甲实验可以计算300℃时的平衡常数，K= = =0.25，B不符合题意；
C．根据该温度下的平衡常数可以计算出x的值，x=0.005，又因为反应开始时充入了相同物质的量的CH4和CO2气体，可列出等式(0.02+0.05)V1=(0.005+0.025)V2，可计算出V1∶V2＝3∶7，C符合题意；
D．保持温度和容器体积不变，充入CO和H2，根据该温度下的平衡常数，可求出平衡时c(CO)=0.23mol/L，此时的转化率为 < ，D不符合题意；
故答案为：AC。
【分析】A．对比甲、丙数据，可知升高温度，CO的浓度增大，说明平衡正向移动，则反应的△H＞0，如能自发进行，应满足△H-T △S＜0；
B．由表中甲组数据计算300℃时c（CH4）、c（CO2）、c（CO）、c（H2），可计算平衡常数；
C．结合平衡常数，将实验1和实验2中的平衡状态利用极值计算，此时两个虚拟容器中甲烷的物质的量相同，则物质的量浓度之比等于体积反比；
D．甲容器气体的物质的量未知，不能确定平衡移动的程度。
23．【答案】B,D
【知识点】焓变和熵变；弱电解质在水溶液中的电离平衡；难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】解：A.没有指明在标准状况下，无法计算，故A不符合题意；
B. SiCl4(g) +2H2(g)＝Si(s)+4HCl(g) 常温下不能自发进行，则△H-T△S>0，由于反应前后气体体积增大△S>0，则△H一定大于0，故B符合题意；
C.BaSO4饱和溶液中加入饱和Na2CO3溶液有白色沉淀，是因为碳酸根离子浓度和钡离子浓度乘积大于溶度积常数， Ksp(BaSO4)
故答案为：BD
【分析】A.气体的温度和压强不确定，不能计算其物质的量；
B.根据自由能判据进行分析；
C.浓度熵大于溶度积常数可以实现沉淀的转化，但溶度积常数不变；
D.根据越弱越水解，结合电离常数进行分析。
24．【答案】B,C
【知识点】中和热；焓变和熵变；水的电离；离子积常数
【解析】【解答】A.水的电离过程为H2O H++OH-，纯水中c（OH-）=c（H+），纯水永远显中性，A不符合题意；
B.氮气和氢气反应为可逆反应，4mol H2与1mol N2混合反应生成NH3，转移电子数小于6mol,转移电子数目小于6×6.02×1023，B符合题意；
C.反应Al2O3(s)+3 Cl2(g)+3C(s) = 2AlCl3(g)+3CO(g)的△S=0，该反应室温下不能自发进行，该反应为吸热反应，则△H＞0，C符合题意；
D.强酸和强碱的稀溶液中和生成1mol水时放出的热量是中和热，HCl和NaOH反应的中和热△H=-57.3 kJ mol-1，生成沉淀也要放热，D不符合题意；
故答案为：BC
【分析】A.纯水中c(H+)=c(OH-)，显中性；
B.H2与N2的反应为可逆反应；
C.若反应自发进行，则ΔH-TΔS<0，据此分析选项；
D.该反应中生成BaSO4沉淀也放出热量；
25．【答案】B,D
【知识点】焓变和熵变；化学平衡常数；化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A. 容器I中达到平衡所需时间2s,则v(N2)= =0.03 mol L-1·s-1,故A不符合题意；
B.该反应为气体体积减小的反应,则ΔS<0，I与III比较,III极限转化为反应物时,起始量相同,温度低时N2的平衡浓度大,可以知道降低温度平衡正向移动，正反应为放热反应，即ΔH<0，所以B选项是符合题意的；
C.I与II比较,温度相同、起始量为2倍关系,但II中压强大、平衡正向移动，则达到平衡时,体系中(CO)关系: c(CO，容器II)<2c(CO，容器I),故C不符合题意；
D.起始时向I中充入NO、CO、N2、CO2各0.1mol，QC= =10
故答案为：BD
【分析】根据等效平衡、温度和浓度对化学平衡的影响进行分析即可。
26．【答案】A,C
【知识点】焓变和熵变
【解析】【解答】A．同一物质的熵与其聚集状态有关：S(g)＞S(l)＞S(s)，所以水蒸气冷凝成水，熵值减小，故A符合题意；
B.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)反应过程中生成气体，熵值增加，故B不符合题意；
C.乙烯聚合成聚乙稀，有气体反应生成固体，熵值减小，故C符合题意；
D.N2O4(g)=2NO2(g)正反应为气体体积增大的反应，熵值增加，故D不符合题意；
故答案为：AC。
【分析】熵表示物质的混乱程度，反应前后气体的化学计量数之和变大，则熵增加，气体的化学计量数变小，则熵减少。
27．【答案】（1）低温；--122.4kJ/mol
（2）
（3）B；温度较低(200~280℃)时以反应Ⅲ为主，反应放热，升温平衡逆向移动，二氧化碳平衡转化率降低，温度较高(280~350℃)时以反应Ⅳ为主，反应吸热，升温平衡正向移动，二氧化碳平衡转化率升高
（4）B；C
【知识点】焓变和熵变；化学平衡常数；有关反应热的计算
【解析】【解答】（1）反应Ⅰ中ΔH<0，ΔS＜0，要使反应自发进行，即ΔH-TΔS＜0，此时要求反应温度应较低。故反应Ⅰ自发进行的条件为低温。根据盖斯定律可得，反应Ⅲ的反应热ΔH3=2ΔH1＋ΔH2=2×(－49.5kJ·mol－1)＋(－23.4kJ·mol－1)=122.4kJ·mol－1，所以ΔH3=－122.4kJ·mol－1。
（2）起始时c(CO2)=1mol·L－1，c(H2)=3mol·L－1，CO2的平衡转化率为30%，则参与反应的c(CO2)=1mol·L－1×30%=0.3mol·L－1，所以平衡时c(CO2)=1mol·L－1－0.3mol·L－1=0.7mol·L－1，c(CH3OCH3)=amol·L－1，c(CO)=bmol·L－1。
根据碳元素守恒可得，平衡时c(CH3OH)=(1－07－2a－b)mol·L－1=(0.3－2a－b)mol·L－1；
根据氧元素守恒可得，平衡时c(H2O)=[2－0.7×2－(0.3－2a－b)－a－b]mol·L－1=(0.3＋a)mol·L－1；
根据氢元素守恒可得，平衡时c(H2)=[6－(0.3－2a－b)×4－(0.3＋a)×2－6a]mol·L－1=(2.1＋2b)mol·L－1。
所以平衡时反应Ⅰ的平衡常数.
（3）①A、起始投入n(CO2)：n(H2)=1：3，与反应的化学计量数之比相等，若只发生反应Ⅲ，则平衡时n(CO2)：n(H2)=1：3，但由于副反应的存在，平衡时n(CO2)：n(H2)≠1：3，A不符合题意；
B、生成二甲醚的反应Ⅲ为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，二甲醚的选择性减小，因此曲线①表示二甲醚的选择性，B符合题意；
C、生成二甲醚的反应为放热反应，降低温度有利于平衡正向移动，但由于温度降低，反应速率减慢，生产效率降低，因此并不是温度越低越有利于工业生产，C不符合题意；
D、催化剂只能改变反应历程，从而改变反应速率，但不能改变反应热，D不符合题意；
故答案为：B
② 温度较低(200~280℃)时以反应Ⅲ为主，反应放热，升温平衡逆向移动，二氧化碳平衡转化率降低，温度较高(280~350℃)时以反应Ⅳ为主，反应吸热，升温平衡正向移动，二氧化碳平衡转化率升高。
（4）A、分子筛的孔径越大，则吸附甲醇的效率越低，使得催化效果越低，A不符合题意；
B、由图可知，该反应的反应机理为，B符合题意；
C、由于分子筛中酸性位点可将甲醇质子化，因此改变分子筛组分比例，适当提高其酸性，有利于加快反应速率，C符合题意；
D、温度越高，有利于水蒸气脱离的同时，也有利于甲醇脱离，不利于反应，D不符合题意；
故答案为：BC
【分析】（1）若反应ΔH-TΔS＜0，则该反应可自发进行，据此判断反应自发进行的条件。根据该死定律计算ΔH3。
（2）根据元素守恒计算平衡时体系中各物质的物质的量浓度，结合平衡常数的表达式计算反应Ⅰ的平衡常数。
（3）①A、反应过程中CO2、H2存在副反应，二者的比值无法判断平衡状态；
B、结合温度对平衡移动的影响分析；
C、温度越低，反应速率越慢，生产效率越低；
D、催化剂只能改变反应历程，无法改变反应热；
②结合温度对平衡移动的影响分析。
（4）A、分子筛的孔径越大，吸附效果越差；
B、结合图示确定其反应机理；
C、结合“酸性位点可将甲醇质子化”分析；
D、温度越高，吸附作用越弱；
28．【答案】（1）不是
（2）25a；16
（3）30℃；A
（4）＜；4.8＜n＜6；＞
【知识点】焓变和熵变；化学平衡的影响因素；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）反应Ⅲ=反应Ⅰ-反应Ⅱ，ΔH3=ΔH1-ΔH2=[-100.3-(-109.4)]kJ·mol-1=＋9.1kJ·mol-1，△H3大于零，熵变小于零，自由能大于零，非自发，故答案为：不是；
（2）设平衡时容器中的环戊二烯和环戊烷的物质的量为xmol，则反应中消耗的环戊二烯的物质的量为(a-x)mol，因为环戊烯的选择性为80%，所以环戊烯的物质的量为，根据碳原子守恒可得，解得，所以H2的转化率为；平衡时容器内环戊二烯和环戊烷的物质的量均为，环戊烯的物质的量为，则环戊二烯、环戊烷、环戍烯的物质的量分数分别为、、，则；故答案为：25a；16；
（3）根据图象可知，该体系温度为30℃左右时，环戊烯的选择性和环戊二烯的转化率都很高，因此最佳温度为30℃；
A．催化剂的活性在一定温度范围内最大，高于或低于这个温度范围，催化剂的活性降低，导致选择性降低，A正确；
B．催化剂对化学平衡移动无影响， B不正确；
C．使用催化剂，降低反应活化能，催化剂的活性降低，活化能应增大，C不正确；
故答案为：A
故答案为：30；A；
（4）①根据图象可知，相同时间段内，环戊二烯表示的反应速率大于双环戊二烯表示的反应速率，因此T1>T2，温度高，反应速率快，达到平衡时所用的时间短，即m＜2；在T2温度下，达到平衡，消耗双环戊二烯的物质的量为(3-0.6)mol=2.4mol，此时生成环戊二烯的物质的量为2.4×2mol=4.8mol，因为T1>T2，该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，则n>4.8mol，假设双环戊二烯全部反应，则生成环戊二烯的物质的量为6mol，但该反应为可逆反应，不能进行到底，因此n＜6mol，综上所述，得出n的范围为4.8＜n＜6；故答案为：＜，4.8＜n＜6；
②由①的分析可知，T2温度下，达到平衡时，生成环戊二烯的物质的量为4.8mol，容器内气体的总物质的量为0.6mol+4.8mol=5.4mol，相同条件下，压强之比等于气体物质的量的之比，则平衡时，容器内的气体压强为起始时容器内压强的1.8倍，该反应为气体体积增大的反应，由于1.8>1.5，当容器内气体的压强为起始时的1.5倍时，反应正向进行，即v(正)>v(逆)；故答案为：>。
【分析】（1）依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析；
（2）根据碳原子守恒，平衡转化率是指平衡时已转化了的某反应物的量与转化前该反应的量之比；化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时各种生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之积的比值；
（3）根据图象，依据影响化学平衡的因素分析；
（4）根据图象，依据影响反应速率和化学平衡的因素分析。
29．【答案】（1）+261；BD
（2）；恒压条件下，的摩尔分数增大，的分压增大，平衡正向移动，的转化率降低
（3）＜；在1000K，反应①，反应趋势小，反应③，反应趋势大，占主导
（4）
【知识点】焓变和熵变；化学平衡移动原理；化学平衡状态的判断；化学平衡的计算；有关反应热的计算
【解析】【解答】（1）反应③等于反应①减去反应②，；
A．都表示正反应同一个方向，故A不正确；
B．该反应是气体分子数可变的反应，恒容条件下压强不变即达到平衡，故B正确；
C．气体密度等于质量除以容器体积，恒容条件又都是气体参与反应，故密度始终保持不变，因此不能作为平衡的标志，故C不正确；
D．有，一个正反应，一个逆反应，速率之比等于计量系数之比，则达到平衡，故D正确；
故答案为：+261；BD。
（2）反应①是吸热反应，温度越高，平衡正向移动，则的转化率越大，故；恒压条件下，的摩尔分数增大，的分压增大，平衡正向移动，的转化率降低；故答案为：；恒压条件下，的摩尔分数增大，的分压增大，平衡正向移动，的转化率降低。
（3）在1000K，反应①，不易自发，反应③，容易自发，故反应自发趋势①＜③；根据图中曲线和可知越大，反应平衡常数越小，反应趋势越小，在1000K，反应①，反应趋势小，反应③，反应趋势大，占主导；故答案为：＜；在1000K，反应①，反应趋势小，反应③，反应趋势大，占主导。
（4）设，列三段式，达到平衡时，分压与的分压相同即有，求解，平衡后气体的总物质的量为，则；故答案为：。
【分析】（1）根据盖斯定律可知，反应③=反应①-反应②。
（2）升温利于平衡向吸热反应方向移动；恒压条件下，的摩尔分数增大，的分压增大，利于平衡正向移动。
（3）反应自发进行的条件是△G=△H-T△S<0。
（4）通过化学平衡三段式进行分析，注意平衡常数为平衡时生成物压强幂之积与反应物压强幂之积的比。
30．【答案】（1）不能
（2）2；；=；向右；不改变
（3）；
【知识点】反应热和焓变；焓变和熵变；化学平衡移动原理；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）因为该反应，高温下能自发进行，低温下不能自发进行；
（2）①相同温度下，正逆反应的平衡常数互为倒数，所以，反应物的总键能-生成物的总键能，；
②根据，反应达平衡状态，等于；
③恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，容器体积增大，相当于减小压强，合成氨反应的平衡正向移动，催化剂降低活化能，加快反应速率，但是不改变反应的焓变；
（3）①其他条件不变时，增大压强，平衡正向移动，氨的体积分数越大，所以；
②根据三段式：，，，，。
【分析】（1）依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析；
（2）①相同温度下，正逆反应的平衡常数互为倒数；反应物的总键能-生成物的总键能；
②通过计算比较Qc与K的大小判断；
③依据影响反应速率和化学平衡的因素分析；
（3）①根据影响化学平衡移动的因素分析；
②根据三段式法计算。
31．【答案】（1），，所以反应在1000K时能自发
（2）2.25；0.75
（3）；氧气能直接与氢气反应生成水，快速释放大量热，有利于加快反应速率，提高丙烯产率。但氧气过多易发生产物的深度氧化，副反应大幅增加，降低丙烯产率
（4）C；D
【知识点】焓变和熵变；化学平衡常数；化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】（1）根据题意，反应Ⅱ中，，，，所以反应在1000K时能自发，故填，，，所以反应在1000K时能自发；
（2）①根据反应，已知平衡时，，则，，，故填；
②平衡时总压为，设通入a mol丙烷，平衡时转化x mol，则平衡时、、，即有，，解得，转化率为75%，故填75%；
（3）①根据已知，丙烷经过三个装置，丙烯产率逐渐增加，越衡状态，速率变化越小，丙烯产率变化越小，其三个阶段的产率变化图像为：
，故填；
②反应中有氢气生成，氧气能直接与氢气反应生成水，快速释放大量热，有利于加快反应速率，提高丙烯产率。但氧气过多易发生产物的深度氧化，副反应大幅增加，降低丙烯产率，故填氧气能直接与氢气反应生成水，快速释放大量热，有利于加快反应速率，提高丙烯产率。但氧气过多易发生产物的深度氧化，副反应大幅增加，降低丙烯产率；
（4）A．平衡常数与温度有关，其他条件不变，平衡常数不变，故A不正确；
B．反应Ⅳ为分子数不变的反应，压强改变对平衡没有影响，故B不正确；
C．副反应Ⅲ和Ⅳ都是放热反应，升高温度平衡常数减小，反应Ⅲ放出热量更多，温度对其影响更大，对应图中反应(3)，故C正确；
D．图中反应(2)对应反应Ⅰ，反应(1)对应反应Ⅱ，温度高对其影响大，因此要选择合适的催化剂在合适的温度下低压合成比较有利主反应，故D正确；
故答案为：CD。
【分析】（1）依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析；
（2）利用三段式法计算；
（3）①根据建立平衡时速率和产率的变化分析；
②考虑对平衡、副反应等因素；
（4）依据化学平衡移动原理分析；
32．【答案】（1）Ⅲ；82%
（2）A；；T1温度时以反应V为主，反应V前后分子数目相等，压强改变对平衡没有影响
【知识点】焓变和熵变；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）①由题图可知温度越低，越大，反应Ⅰ、Ⅱ的越小，说明反应Ⅰ、Ⅱ随温度降低平衡逆向移动，故反应Ⅰ、Ⅱ为吸热反应，答案：Ⅲ；
②A点对应温度下反应Ⅱ的，则平衡体系中，即，，起始时，总压为100，则起始时，的平衡转化率为，答案：82%；
（2）①采用逆推法，吸热反应且能自发进行，只能 S大于0，答案：A；
②由题可知反应Ⅴ是吸热反应，反应Ⅵ是放热反应，整体是一个放热反应，可知图像为：，，答案：；
③T1温度时以反应V为主，反应V前后分子数目相等，压强改变对平衡没有影响。
【分析】（1）①依据图中曲线变化及化学平衡移动原理判断；
②利用三段式法计算；
（2）①采用逆推法，依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析；
②根据放热反应中反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量，吸热反应中反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量；
③依据影响化学平衡的因素分析。
33．【答案】（1）＞；
（2）247.3；b
（3） P2 或0.44 P2
（4）
（5）c
【知识点】焓变和熵变；化学平衡的影响因素；化学平衡的计算；电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】(1)该反应是气体分子数增大的反应，熵变△S＞0；CO2中C和O原子共用2对电子对，电子式为；
(2)根据题中标准生成焓定义可知△H=生成物的摩尔生成焓总量-反应物的摩尔生成焓的总量，△H=-110.5kJ mol-1×2+0kJ mol-1-(-74.8kJ mol-1)-(-393.5kJ mol-1)=+247.3kJ mol-1，生成2 mol CO所需热量为247.3kJ；有利于提高CO2平衡转化率的条件是外界条件对平衡移动的影响，反应吸热且正反应气体计量数增大，所以高温低压有利于提高CO2平衡转化率，
故答案为：b；
(3)列三段式：，在恒温(T)、恒压(p)条件下，该温度下反应的平衡常数；
(4)由图可知，CO2超干重整CH4的反应物是CO2、CH4，生成物是CO、H2O，总反应的化学方程式为；
(5)a．在450℃下，向恒容容器中投料进行反应，该反应前后气体分子数不相等，压强是一变量，则混合气体总压强不变说明反应达到平衡状态，a正确；
b．转化②含碳物质由气体转化为固态的CaCO3，与含氢物质转化为液态的H2O，实现了两者的分离，b正确；
c．转化③反应方程式为3Fe+ 4CaCO3=Fe3O4+4CaO+4CO，Fe与CaCO3反应的物质的量之比为3∶4，c不正确；
故答案为：c。
【分析】（1）该反应是气体分子数增大的反应，ΔS＞0； CO2的电子式为；
（2）ΔH=生成物的摩尔生成焓总量-反应物的摩尔生成焓的总量； 提高CO2平衡转化率应使平衡正向移动；
（3）列出反应的三段式，结合计算；
（4）CO2超干重整CH4的反应物是CO2、CH4，生成物是CO、H2O；
（5）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变；结合相关反应分析。
34．【答案】（1）+434
（2）B
（3）25kPa；16875
（4）当氨气在水中达到饱和时会逸出，可以持续收集到氨气，但由于溶液已饱和，所以溶液pH几乎不变
（5）H-O；H-Al；开始时AlN和水结合，当AlN结合一定量水并使水解离后，能显著降低反应的活化能，反应速率突然加快
（6）副产物CO是重要的化工原料
【知识点】焓变和熵变；化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】(1)将反应ⅰ和反应ⅱ相加，即可得到总反应3C(s)+N2(g)+3H2O(l)=3CO(g)+2NH3(g) ，其ΔH=+708.1kJ/mol-274.1kJ/mol=+437.0kJ/mol。
(2)反应ⅰ的正反应是吸热反应，升高温度有利于提高平衡转化率，该反应又是气体体积增大的反应，降低压强有利于平衡正向移动，所以高温低压有利于提高平衡转化率，
故答案为：B。
(3)在温度t、100kPa条件下进行反应ⅰ，设起始时氮气的物质的量为1mol，平衡时氮气转化率为50%，可列三段式：
所以平衡时氮气和CO的分压分别为，，则平衡常数 Kp==16875kPa2。
(4)反应ⅱ生成氨气，氨气溶于水形成氨水，溶液的pH增大，当氨气在水中达到饱和时逸出，可以持续收集到氨气，但由于溶液已饱和，所以溶液pH几乎不变。
(5)①路径1和路径2都断裂N-H键，但路径1形成的是O-H键，而路径2形成的是Al-H键，由于O-H键的键能大于Al-H的键能，所以O-H键更容易形成，所以能垒较低。
②开始时AlN和水结合，当AlN结合一定量水并使水解离后，能显著降低反应的活化能，所以反应在15min时反应速率然加快。
(6)相较于哈伯法合成氨，碳基化学链合成氨的优势有能够降低能耗、减少原料成本，副产物CO是重要的化工原料，从而达到无碳利用化石燃料的目的。
【分析】(1)依据盖斯定律解答；
(2)依据外界因素对平衡的影响进行条件的选择。
(3)利用三段式法计算。
(4)当氨气在水中达到饱和时逸出，溶液pH几乎不变。
(5)①化学键容易形成，所则能垒较低。
②活化能降低，反应速率然加快。
(6)副产物再利用。
35．【答案】（1）
（2）CH42S2O
（3）该反应在低温条件下自发，因为该反应的ΔH<0，ΔS<0
【知识点】氢键的存在对物质性质的影响；焓变和熵变；电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】（1）N2H5+中N、H分别满足8电子、2电子稳定结构，形成离子，其电子式为；
（2）H2O存在氢键，沸点大于H2S、CH4，H2S、CH4均为分子晶体，相对分子质量越大沸点越高，故沸点由低到高的顺序为CH42S2O；
（3）该反应在低温条件下自发，因为该反应的ΔH<0，ΔS<0，要满足ΔG=ΔH-TΔS<0，必须低温，反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)才能自发进行。
【分析】 (1)、N2H5+中N、H分别满足8电子、2电子稳定结构，形成离子；
(2)、分子晶体的相对分子质量越大沸点越高，H2O存在氢键，氢键的存在影相沸点；
(3)、依据吉布斯自由能分析判断。
36．【答案】（1）低温
（2）a；该反应前后气体系数减小，增大压强平衡向正反应方向移动，甲醇的物质的量分数增大；33.3%；
（3）*CO+*OH→*CO+H2O
（4）C2O=CO2+CO；CO+2Li+=LiCO3
【知识点】活化能及其对化学反应速率的影响；焓变和熵变；化学平衡中反应条件的控制；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）该反应ΔH＜0，为气体系数之和减小的反应，ΔS＜0，所以低温条件下满足ΔH-TΔS＜0，反应可以自发；
（2）①该反应为气体系数之和减小的反应，温度相同时，增大压强，平衡正向移动，甲醇的物质的量分数增大，所以曲线a对应等温过程的曲线；
②起始物=3，不妨设n(H2)=3mol，n(CO2)=1mol，平衡时CH3OH为xmol，列三段式有：
x(CH3OH)==0.10，解得x=mol，所以CO2的平衡转化率为×100%=33.3%；据图可知等温条件下，若平衡时x(CH3OH)=0.10，则p=9×103Pa，则平衡时CO2、H2、CH3OH、H2O的分压分别为0.2×9×103Pa、0.6×9×103Pa、0.1×9×103Pa、0.1×9×103Pa，则该条件下Kp==；
（3）反应速率最慢的一步决定整体反应速率，活化能越大反应速率越慢，据图可知反应*CO+*OH→*CO+H2O的活化能最大，反应速率最慢，为决速步骤；
（4）根据第Ⅲ步的反应可知，第Ⅱ步反应中C2O应转化为CO，离子方程式应为C2O=CO2+CO；根据题意，第Ⅳ步中碳酸根应结合锂离子得到碳酸锂，离子方程式为CO+2Li+=LiCO3。
【分析】（1）满足ΔH-TΔS＜0时，反应能自发进行；
（2）该反应是气体体积减小的反应，根据甲醇物质的量分数的变化情况进行判断；列出反应的三段式，根据平衡时甲醇的物质的量分数即可计算出平衡时各物质的物质的量，进而计算出二氧化碳的平衡转化率以及各物质的平衡分压，将各物质的平衡分压代入算式即可算出 Kp；
（3）反应速率取决于最慢的一步反应，活化能越大反应越慢；
（4）结合第 Ⅲ 的反应可知，第Ⅱ步反应中C2O转化为CO，第 Ⅳ 反应中碳酸根和锂离子反应得到碳酸锂。
2023年高考真题变式分类汇编：焓变和熵变
一、选择题
1．（2020·江苏）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
【答案】B
【知识点】键能、键长、键角及其应用；焓变和熵变；化学平衡常数
【解析】【解答】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。
2．（2023·邯郸模拟）工业上用和合成甲醇涉及以下反应：
I．
II．
在催化剂作用下，将和的混合气体充入一恒容密闭容器中进行反应，达到平衡时，的转化率和容器中混合气体的平均相对分子质量随温度变化如图。下列判断合理的是
已知：平衡时甲醇的选择性为生成甲醇消耗的在总消耗量中占比。
A．，
B．250℃前以反应Ⅱ为主
C．，平衡时甲醇的选择性为60%
D．为同时提高的平衡转化率和平衡时甲醇的选择性，应选择的反应条件为高温、高压
【答案】C
【知识点】焓变和熵变；化学平衡中反应条件的控制
【解析】【解答】A．由图可知，温度越高，的转化率越小，平衡逆向移动，所以反应I为放热反应，反应II为吸热反应，A不符合题意；
B．由图可知，当温度高于250℃，的转化率随温度的升高而增大，则250℃以后以反应II为主，B不符合题意；
C．，转化率为 ，平均相对分子质量为20，混合气体总物质的量为： 则为，设甲醇为，为，，，，，计算，，甲醇的选择性为，C符合题意；
D．因为反应I为放热反应，升高温度，的平衡转化率降低，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．根据图像，利用化学平衡移动原理分析；
B．利用图像分析；
C．利用图像中的数据计算；
D．利用化学平衡移动原理分析。
3．（2023·张家口模拟）某催化固氮机理如图所示。下列说法正确的是
A．固氮过程是将气态含氮物质转化为固态含氮物质
B．整个过程中涉及到非极性键的断裂和形成
C．三步反应均为氧化还原反应
D．步骤Ⅲ可能为ΔH>0，ΔS<0的反应
【答案】B
【知识点】氮的固定；化学键；焓变和熵变
【解析】【解答】A．固氮过程是将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程，选项A不符合题意；
B．整个过程中涉及到非极性键的断裂(N)和形成(O)，选项B符合题意；
C．第Ⅱ步反应为非氧化还原反应，选项C不符合题意；
D．步骤Ⅲ为熵增过程，△S>0，选项D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．固氮过程是将游离态的氮转化为氮的化合物的过程；
B．同种原子之间的共价键为非极性键；不同种原子之间的共价键为极性键；
C．利用氧化还原反应中有元素化合价发生变化判断；
D．依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析。
4．（2023·沈阳模拟）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
【答案】C
【知识点】焓变和熵变；化学平衡的影响因素；化学平衡转化过程中的变化曲线
【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%。
5．（2023·南京模拟）反应2NO(g)+2CO(g)=2CO2(g)+N2(g) ΔH＜0可用于处理汽车尾气。下列说法正确的是
A．该反应在任何温度下都能自发进行
B．上述反应平衡常数K=
C．其他条件相同，增大体系压强，能提高NO的平衡转化率
D．其他条件相同，提高c(CO)，正反应速率加快，逆反应速率减慢
【答案】C
【知识点】焓变和熵变；化学平衡常数；化学反应速率的影响因素；化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A．该反应的ΔH<0，ΔS<0，根据反应自发进行的条件(ΔH-TΔS)<0，该反应在低温下可自发进行，A不符合题意；
B．根据反应方程式可知，平衡常数K=，B不符合题意；
C．该反应正反应为气体体积减小的反应，增大压强化学平衡正向移动，可提高NO的转化率，C符合题意；
D．提高一氧化碳的浓度，随着反应进行，正逆反应速率均加快，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.反应自发进行的条件是ΔG=ΔH-TΔS<0
B.平衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比。
C.根据勒夏特列原理进行分析。
D.根据化学反应速率的影响因素进行分析。
6．（2023高三下·抚顺模拟）化学热泵技术作为一种高效环保的节能新技术一直以来广受关注，氨基甲酸铵可应用于化学热泵循环。将一定量纯净的氨基甲酸铵（）粉末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：
。
实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：
温度（℃） 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0
平衡总压强（） 5.7 8.3 12.0 17.1 24.0
平衡气体总浓度（） 2.4 3.4 4.8 6.8 9.4
下列说法正确的是（ ）
A．该反应的，该反应在较低温度下能自发进行
B．25℃时平衡常数的值
C．当密闭容器中二氧化碳的体积分数不变时说明该反应达到化学平衡状态
D．再加入少量平衡正向移动
【答案】B
【知识点】焓变和熵变；化学平衡常数；化学平衡移动原理；化学平衡状态的判断；化学平衡的计算
【解析】【解答】A.由表格数据可知，温度升高，平衡正向移动，因此该反应ΔH>O，A不符合题意；
B.25℃时平衡气体的总浓度为4.8×10－3mol·L－1，因此可得平衡感时c(NH3)=3.2×10－3mol·L－1，c(CO2)=1.6×10－3mol·L－1，所以该温度下反应的平衡常数K=c2(NH3)×c(CO2)=(3.2×10－3)2×1.6×10－3≈1.6×10－8，B符合题意；
C.反应过程中n(NH3)与n(CO2)之比为2：1，一直保持不变，不属于变量，因此不能说明反应达到平衡状态，C不符合题意；
D.NH2COONH4为固体，加入固体，不影响平衡移动，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】A、结合温度对平衡移动的影响分析反应的热效应；根据ΔH－TΔS＜0，反应自发进行分析；
B、根据25℃时平衡气体的总浓度，计算平衡时c(NH3)、c(CO2)，结合平衡常数的表达式进行计算；
C、反应过程中，CO2的体积分数保持不变，属于恒量；
D、加入固体，不影响平衡移动；
7．（2023·淮安模拟）H2S和CO2反应生成的羰基硫(COS)用于粮食熏蒸，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。CO2(g)+H2S(g) COS(g)+H2O(g) △H>0，下列说法正确的是
A．已知该反应在加热条件下能自发进行，则其△S>0
B．上述反应的平衡常数K=
C．上述反应中消耗1 mol H2S，生成22.4 L水蒸气
D．实际应用中，通过增加H2S的量来提高CO2转化率，能有效减少碳排放
【答案】A
【知识点】焓变和熵变；化学平衡常数
【解析】【解答】A．已知该反应在加热条件下能自发进行所以 ，因为△H>0，所以△S>0，A符合题意；
B．由反应方程式，结合平衡常数含义可知，上述反应的平衡常数K= ，B不符合题意；
C．没有指明具体条件，不能确定气体的体积，C不符合题意；
D．减少碳排放是指减少二氧化碳的生成，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A．依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析；
B．化学平衡常数，指在一定温度下，可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值；
C．没指明标状况，不能计算；
D．依据平衡移动原理分析。
8．（2023·淮北模拟）一定温度下，在密闭容器中发生反应：。下列说法正确的是
A．在恒容条件下，向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动
B．在恒压条件下，向平衡体系中加入，的转化率不变
C．混合气体的物质的量不再发生变化可说明反应达到平衡
D．该反应在任何温度下都能自发进行
【答案】A
【知识点】焓变和熵变；化学平衡的影响因素；化学平衡移动原理；化学平衡状态的判断
【解析】【解答】A．在恒容条件下，向平衡体系中充入惰性气体，反应体系中各物质的浓度不变，平衡不移动，A符合题意；
B．在恒压条件下，向平衡体系中加入，平衡正向移动，的转化率变大，B不符合题意；
C．该反应气体总物质的量不变，故混合气体的物质的量不变不能说明反应到平衡，C不符合题意；
D．该反应为吸热的，不是在任何温度下都能自发进行，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.根据化学平衡的影响因素（温度、浓度、压强等）进行分析。
B.在恒压条件下，向平衡体系中加入，平衡正向移动。
C.不论什么情况下，该反应气体总物质的量不变。
D.反应自发进行的条件是。
9．（2022·余姚模拟）相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，不合理的是
A．31g白磷(s)＜ 31g红磷(s) B．1 molH2(g) ＜ 2 molH2(g)
C．1mol H2O(s)＜ 1molH2O(l) D．1molH2S(g) ＞ 1molH2O(g)
【答案】A
【知识点】焓变和熵变
【解析】【解答】A．在隔绝空气条件下，白磷加热到260℃时会转化为红磷；红磷加热到416℃时就升华，其蒸气冷却后变成白磷，说明红磷能自发的转化成白磷，所以白磷的熵要大于红磷，故A符合题意；
B．气态分子数越多，熵值越大，故B不符合题意；
C．一般情况下，相同的物质的量的固体状态的熵值最小，液体其次，气体的熵值最大，故C不符合题意；
D．硫化氢和水蒸气的物质的量相同，而且都是气态，原子数相同，但硫化氢的摩尔质量大，所以硫化氢的熵值要大于水蒸气的，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A．在隔绝空气条件下，白磷加热到260℃时会转化为红磷；红磷加热到416℃时就升华，其蒸气冷却后变成白磷，说明红磷能自发的转化成白磷，所以白磷的熵要大于红磷；
B．气态分子数越多，熵值越大；
C．一般情况下，相同的物质的量的固体状态的熵值最小，液体其次，气体的熵值最大；
D．物质的量相同的气体，原子数相同，摩尔质量大的，熵值大。
10．（2022·温州模拟）下列关于物质熵的大小比较合理的是（ ）
A．相同压强下，1molH2O(50℃)>1molH2O(80℃)
B．相同温度和压强下，1molCO2(g)<2molCO(g)
C．标准状况下，1molSO2<1molSO3
D．相同条件下，1mol单晶硅>1mol二氧化硅晶体
【答案】B
【知识点】焓变和熵变
【解析】【解答】A．相同压强下，80℃下H2O分子运动速率较50℃大，混乱度比50℃大，熵较大，即相同压强下，1molH2O(50℃)的熵<1molH2O(80℃)的熵，A不符合题意；
B.2molCO(g)含有的分子数比1molCO2(g)多，相同温度和压强下，2molCO(g)的混乱度较大，故相同温度和压强下，1molCO2(g)的熵<2molCO(g)的熵，B符合题意；
C．标况下SO3是液体SO2是气体，1molSO2的熵大于1molSO3的熵，C不符合题意；
D．单晶硅由硅原子直接形成空间网状结构，二氧化硅由硅和氧形成空间网状结构，单晶硅中原子较二氧化硅中更有序，故相同条件下，1mol单晶硅的熵小于1mol二氧化硅晶体的熵，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、温度越高，分子间的距离越大，混乱程度越大；
B、分子越多，混乱程度越大；
C、标准状况下三氧化硫是液体，液体的混乱程度小于气体；
D、单晶硅中原子较二氧化硅中更有序，即单晶硅的混乱程度小于二氧化硅。
11．（2022·浙江模拟）相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较合理的是（ ）
A．
B．
C．1molP(s，白磷)＞1molP(s，红磷)
D．
【答案】C
【知识点】焓变和熵变
【解析】【解答】A．当气体物质的量相等时，气体分子中含有的原子数越多，其熵值就越大，故熵值，A不符合题意；
B．等物质的量的物质，气态物质含有的熵值大于液体物质的熵值，则2 mol H2O(l)＜2 mol H2O(g)，B不符合题意；
C．由于红磷中P的排列比白磷中的P的排列更有序，1molP(s，白磷)＞1molP(s，红磷)，C符合题意；
D．当气体物质的量相等时，气体分子中含有的原子数越多，其熵值就越大，故熵值1 mol CH4(g)＜1 mol C2H6(g)，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.气体的物质的量相同时，原子越多的分子的熵越大；
B.相同物质的量的同种物质，液态的熵小于气态；
C.红磷中P的排列比白磷中的P的排列更有序；
D.气体的物质的量相同时，原子越多的分子的熵越大。
12．（2022·诸暨模拟）假定与都是理想气体(气体本身不占体积，不考虑气体间相互作用，不考虑碰撞能量损失)，在如图所示的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．若、均为，则，混合过程自发进行
B．若、均为，则，混合过程不自发
C．若、分别为与，则，混合过程自发进行
D．若、分别为与，则，混合过程不自发
【答案】C
【知识点】焓变和熵变
【解析】【解答】A．若 X2 、Y2均为O2，混合前后气体浓度、分压、温度均相同，则 ΔS=0 ，混合过程自发进行，A不符合题意；
B．若 X2 、Y2均为O2，混合前后气体浓度、分压、温度均相同，则 ΔS=0 ，混合过程自发进行，B不符合题意；
C．若 X2 、 Y2 分别为 N2 与 O2 ，混合前后气体温度均相同，但浓度、分压均减小，则 ΔS>0 ，混合过程自发进行，C符合题意；
D．若 X2 、 Y2 分别为 N2 与 O2 ，混合前后气体温度均相同，但浓度、分压均减小，则 ΔS>0 ，混合过程自发进行，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、都是氧气，此时熵变为0；
B、都是氧气，此时熵变为0；
C、氧气和氮气混合，由于分压减小，熵变大于0；
D、氧气和氮气混合，由于分压减小，熵变大于0。
13．（2022·浙江模拟）下列说法正确的是( )
A．常温下，的熵小于
B．自发反应， ，则
C．可以把分解：，收集碳，实现变废为宝
D．溶于水，，
【答案】B
【知识点】焓变和熵变
【解析】【解答】A．常温下，SO2为气体，SO3为非气体，气体的混乱度大于非气体，则的熵大于，故A不符合题意；
B．已知该反应为自发反应，则，若，则一定有，故B符合题意；
C．该反应为气体分子数减小的吸热反应，，，在任何温度下，即在任何温度下都不能自发进行，故C不符合题意；
D．溶于水为吸热过程，混乱度增大，故，，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.常温下，SO2为气体，SO3为非气体；
B.根据时反应自发进行分析；
C.该反应为气体分子数减小的吸热反应，；
D.溶于水为吸热过程，混乱度增大。
14．（2022·苏州模拟）SO2、NOx是重要化工原料，可用于硫酸、硝酸的生产。工业制硫酸时，接触室中主要反应为：2SO2(g)＋O2(g) =2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1，SO2、NOx也是大气主要污染物，NOx可与NH3混合，通过选择性催化剂高温脱除，SO2可通过碱液吸收去除。对于反应 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，下列说法正确的是（ ）
A．该反应ΔH＜0 ΔS＞0
B．2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所含键能总和比2 mol SO3(g)所含键能小
C．反应在高温、催化剂条件下进行可提高SO2的平衡转化率
D．该反应中每生成22.4 L SO3转移电子的数目约等于2×6.02×1023
【答案】B
【知识点】焓变和熵变；化学平衡的调控；氧化还原反应的电子转移数目计算；有关反应热的计算
【解析】【解答】A．该反应是气体计量系数减小的反应，故ΔS<0，A不符合题意；
B．由题给条件可知，该反应ΔH=反应物键能和-产物键能和＜0，B符合题意；
C．该反应为放热反应，故升温平衡逆向移动，平衡转化率减小，催化剂只能改变反应速率，不能使平衡移动，C不符合题意；
D．没有给出三氧化硫的状态，无法计算其物质的量，另外，标准三氧化硫为固态，也无法计算其物质的量，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.反应前后，气体计量系数减小，则ΔS<0。
B. ΔH=反应物总键能-生成物总键能，据此分析。
C.根据勒夏特列原理进行分析，注意催化剂对化学平衡无影响。
D.标准状况未知，无法计算。
15．（2022·江苏模拟）C、Si同处于IVA族，它们的单质或化合物有重要用途。实验室可用CO2回收废液中的苯酚，工业上用SiO2和焦炭高温下反应制得粗硅，再经如下2步反应制得精硅：Si(s)+3HCl(g)= SiHCl3(g)+H2(g) △H= -141.8 kJ·mol-1，SiHCl3(g)+ H2(g)= Si(s)+3HCl(g)，反应过程中可能会生成SiCl4。有关反应Si(s)+3HCl(g) SiHCl3(g)+H2(g)的说法正确的是（ ）
A．该反应的△H＜0，△S＞0
B．其他条件不变，增大压强SiHCl3平衡产率减小
C．实际工业生产选择高温，原因是高温时Si的平衡转化率比低温时大
D．如图所示，当 ＞3，SiHCl3平衡产率减小说明发生了副反应
【答案】D
【知识点】焓变和熵变；化学平衡的调控；化学平衡移动原理
【解析】【解答】A．该反应当中，反应前气体的计量系数和为3，反应后气体的计量系数和为2，故反应的△S<0，A不符合题意；
B．加压向气体计量系数减小的方向移动，对于该反应来说是正向移动，SiHCl3平衡产率增大，B不符合题意；
C．由题干信息可知，该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，即高温时Si的平衡转化率比低温时小，C不符合题意；
D．由图可知，当 ＞3，SiHCl3平衡产率减小，说明此时SiHCl3参与了其他的反应，导致平衡体系内SiHCl3浓度降低，产率降低，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.该反应是气体体积减小的反应，ΔS<0；
B.增大压强平衡正向移动；
C.该反应为放热反应，升温平衡逆向移动。
16．（2022·南京模拟）以NaCl为原料，可制取Na、Na2O2、NaOH和Na2CO3等。Na2CO3，可用侯氏制碱法制取，主要涉及如下反应：
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1
NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O
对于反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，下列说法正确的是（ ）
A．该反应的ΔS>0
B．该反应的平衡常数可表示为
C．其他条件相同，增大 ，H2转化率减小
D．使用催化剂能降低该反应的焓变
【答案】C
【知识点】催化剂；焓变和熵变；化学平衡常数
【解析】【解答】A．根据气体物质的化学计量数分析，该反应的ΔS<0，A项不符合题意；
B．该反应的平衡常数可表示为 ，B项不符合题意；
C．其他条件相同，增大 ，氮气的转化率提高，H2转化率减小，C项符合题意；
D．使用催化剂不能改变反应的焓变，可以影响活化能，D项不符合题意。
故答案为：C。
【分析】A.该反应是气体体积减小的反应，ΔS<0；
B.平衡常数等于生成物浓度的系数次幂的乘积比上反应物浓度的系数次幂的乘积；
C.增大一种反应物的浓度，另一种反应物的转化率变大，自身转化率变小；
D.催化剂不影响焓变。
17．（2022·惠州模拟）N2O和CO是环境污染性气体，可在Pt2O＋表面转化为无害气体，有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程分别如图甲、乙所示。下列说法错误的是（ ）
A．总反应为N2O(g)＋CO(g)=CO2(g)＋N2(g) ΔH=ΔH1＋ΔH2
B．为了实现转化，需不断向反应器中补充Pt2O＋和Pt2O
C．该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
D．总反应的ΔH=-226 kJ·mol-1
【答案】B
【知识点】活化能及其对化学反应速率的影响；焓变和熵变
【解析】【解答】A．根据图甲，①
②
根据盖斯定律①+②得N2O(g)＋CO(g)=CO2(g)＋N2(g) ΔH=ΔH1＋ΔH2，故A不符合题意；
B．总反应为N2O(g)＋CO(g)=CO2(g)＋N2(g)，不需向反应器中补充Pt2O＋和Pt2O，故B符合题意；
C．该反应正反应的活化能为134 kJ·mol-1，逆反应的活化能为360kJ·mol-1，故C不符合题意；
D．根据图乙，总反应的ΔH=(134-360) kJ·mol-1=-226 kJ·mol-1，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】有分析可知， Pt2O＋充当催化剂，参与化学反应，但是反应前后质量不变
18．（2022·绍兴模拟）关于①氨气与氯化氢气体的反应、②碳酸氢钠的分解反应的熵变说法正确的是（ ）
A．均为熵增加反应 B．均为熵减小反应
C．反应①熵增加，反应②熵减小 D．反应①熵减小，反应②熵增加
【答案】D
【知识点】焓变和熵变
【解析】【解答】A．①为熵减小的反应，A不符合题意；
B．②为熵增加的反应，B不符合题意；
C．反应①熵减小，反应②熵增加，C不符合题意；
D．反应①熵减小，反应②熵增加，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】熵即为混乱程度。
19．（2022·温州模拟）相同的温度和压强下，有关下列两个反应的说法错误的是
反应 △H/kJ mol-1 △n △S/J K mol-1
MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g) 117.6 1 a
CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) 177.9 1 b
注：①其中△n表示反应方程式中气体系数差；
②△H-T△S＜0的反应方向自发
A．因为△n相同，所以a与b大小相近
B．热分解温度：MgCO3(s)＞CaCO3(s)
C．a-b=S[MgO(s)]+S[CaCO3(s)]-S[MgCO3(s)]-S[CaO(s)]
D．两个反应在不同温度下的△H和△S都大于零
【答案】B
【知识点】焓变和熵变
【解析】【解答】A．由方程式可知，两个反应中气体化学计量数差相等，则反应的熵变a和b大小相近，故A不符合题意；
B．MgCO3和CaCO3均为离子晶体，镁离子和钙离子所带电荷相等，镁离子半径小于钙离子，MgO的晶格能大于CaO，镁离子更易与碳酸根离子中的氧离子结合，使碳酸根离子易分解为二氧化碳，则碳酸镁的分解温度小与碳酸钙，故B符合题意；
C．由方程式可知，两个反应中气体化学计量数差相等，则反应的熵变a和b的差值a-b=S[MgO(s)]+S[CaCO3(s)]-S[MgCO3(s)]-S[CaO(s)]，故C不符合题意；
D．由表格数据可知，两个反应都是气体体积增加的吸热反应，故两个反应在不同温度下的ΔH和ΔS都大于零，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．两个反应中气体化学计量数差相等；
B．离子所带电荷相等，离子半径越小，分解温度越小；
C．由方程式可知，两个反应中气体化学计量数差相等；
D．依据表格数据分析。
20．（2021·台州模拟）下列说法正确的是（ ）
A．从(g)→(l)→(s)，熵依次增加
B．可逆反应都有一定的限度，限度越大反应物的转化率一定越高
C．可逆反应，若总键能：反应物>生成物，则升高温度不利于提高反应物的转化率
D．对于气体反应，其他条件不变，增大压强反应速率加快，与活化分子的百分含量无关
【答案】D
【知识点】化学反应速率；活化能及其对化学反应速率的影响；焓变和熵变
【解析】【解答】A．体系混乱度越大，熵值越大，从(g)→(l)→(s)，熵依次减小，故A不符合题意；
B．可逆反应都有一定的限度，限度越大反应物的转化率不一定越高，如在一定温度下，合成氨反应，增大氮气的浓度，平衡正向移动，平衡常数不变，氮气的转化率降低，故B不符合题意；
C．可逆反应，若总键能：反应物>生成物，说明反应吸热，则升高温度平衡正向移动，反应物的转化率增大，故C不符合题意；
D．其他条件不变，增大压强，单位体积内活化分子数增加，活化分子百分数不变，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.混乱度越大，熵越大
B.转化率与温度，压强多种因素有关
C.根据键能与焓变的关系即可判断
D.增大压强，速率加快，只是增加了单位体积内的活化分子个数
21．（2021·扬州模拟）Cl2可用于生产漂白粉等化工产品。Cl2的制备方法有：
方法ⅠNaClO+2HCl(浓)=NaCl+Cl2↑+H2O；
方法Ⅱ4HCl(g)+O2(g)=2H2O(g)+2Cl2(g)ΔH=akJ·mol 1
上述两种方法涉及的反应在一定条件下均能自发进行。一定条件下，在密闭容器中利用方法Ⅱ制备Cl2，下列有关说法正确的是（ ）
A．升高温度，可以提高HCl的平衡转化率
B．提高 ，该反应的平衡常数增大
C．若断开1molH-Cl键的同时有1molH-O键断开，则表明该反应达到平衡状态
D．该反应的平衡常数表达式K=
【答案】C
【知识点】焓变和熵变；化学平衡常数；化学平衡移动原理；化学平衡状态的判断
【解析】【解答】A．该反应一定条件下能自发，即可以满足ΔG=ΔH-TΔS＜0，反应为气体系数之和减小的反应，ΔS＜0，则只有ΔH＜0才可能满足ΔG＜0，所以该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，HCl的转化率减小，A不符合题意；
B．温度不变，平衡常数不变，B不符合题意；
C．若断开1molH-Cl键的同时有1molH-O键断开，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，C符合题意；
D．该反应中水为气态，平衡常数表达式为K= ，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.根据 反应在一定条件下均能自发进行，根据ΔG=ΔH-TΔS＜0即可判断
B.平衡常数只与温度有关
C.根据断键情况判断正逆反应速率相等达到平衡状态
D.根据平衡常数=生成物浓度的幂指数比上反应物的浓度的幂指数
二、多选题
22．（2020·启东模拟）合成气的主要组分为CO和H2；以天然气为原料生产的合成气有多种方法，其中Sparg工艺的原理为CH4(g)＋CO2(g) 2CO(g)＋2H2(g)。在特定温度下，向甲、乙、丙三个密闭容器中充入相同量的CH4(g)和CO2(g)，改变容器体积，测得平衡时容器内气体的浓度如下表所示：
实验编号 容器温度/℃ 容器体积 物质浓度/(mol·L－1)
CH4 CO2 CO
甲 300 V1 0.02 0.02 0.10
乙 300 V2 x x 0.05
丙 350 V1 y y 0.12
下列说法正确的是( )
A．该反应在低温条件下不能自发进行
B．300 ℃时反应的平衡常数为25
C．V1∶V2＝3∶7
D．保持温度和容器体积不变，开始时向甲容器中充入0.28 mol CO和0.28 mol H2，CO转化率一定大于2/7
【答案】A,C
【知识点】焓变和熵变；化学平衡常数；化学平衡的计算
【解析】【解答】A．从300℃和350℃时CO的物质的量浓度可以看出，升高温度，CO浓度增加，正反应为吸热反应，ΔH>0，反应过程中气体量增多，反应的熵增加，ΔS>0，ΔG=ΔH-TΔS，反应在高温条件下可以自发进行，A符合题意；
B．根据甲实验可以计算300℃时的平衡常数，K= = =0.25，B不符合题意；
C．根据该温度下的平衡常数可以计算出x的值，x=0.005，又因为反应开始时充入了相同物质的量的CH4和CO2气体，可列出等式(0.02+0.05)V1=(0.005+0.025)V2，可计算出V1∶V2＝3∶7，C符合题意；
D．保持温度和容器体积不变，充入CO和H2，根据该温度下的平衡常数，可求出平衡时c(CO)=0.23mol/L，此时的转化率为 < ，D不符合题意；
故答案为：AC。
【分析】A．对比甲、丙数据，可知升高温度，CO的浓度增大，说明平衡正向移动，则反应的△H＞0，如能自发进行，应满足△H-T △S＜0；
B．由表中甲组数据计算300℃时c（CH4）、c（CO2）、c（CO）、c（H2），可计算平衡常数；
C．结合平衡常数，将实验1和实验2中的平衡状态利用极值计算，此时两个虚拟容器中甲烷的物质的量相同，则物质的量浓度之比等于体积反比；
D．甲容器气体的物质的量未知，不能确定平衡移动的程度。
23．（2018·徐州模拟）下列说法正确的是（ ）
A．11.2 L Cl2与足量铁充分反应，转移电子数为6.02×1023
B．SiCl4(g) +2H2(g)＝Si(s)+4HCl(g)常温下不能自发进行，则该反应的ΔH＞0
C．向硫酸钡悬浊液中加入足量饱和Na2CO3溶液，振荡、过滤、洗涤，向沉淀中加入盐酸有气体产生，说明Ksp(BaSO4)＞Ksp(BaCO3)
D．25℃时Ka(HClO)＝3.0×10－8，Ka(HCN)＝4.9×10－10，若该温度下NaClO溶液与NaCN溶液的pH相同，则c(NaClO)＞c(NaCN)
【答案】B,D
【知识点】焓变和熵变；弱电解质在水溶液中的电离平衡；难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】解：A.没有指明在标准状况下，无法计算，故A不符合题意；
B. SiCl4(g) +2H2(g)＝Si(s)+4HCl(g) 常温下不能自发进行，则△H-T△S>0，由于反应前后气体体积增大△S>0，则△H一定大于0，故B符合题意；
C.BaSO4饱和溶液中加入饱和Na2CO3溶液有白色沉淀，是因为碳酸根离子浓度和钡离子浓度乘积大于溶度积常数， Ksp(BaSO4)
故答案为：BD
【分析】A.气体的温度和压强不确定，不能计算其物质的量；
B.根据自由能判据进行分析；
C.浓度熵大于溶度积常数可以实现沉淀的转化，但溶度积常数不变；
D.根据越弱越水解，结合电离常数进行分析。
24．（2018高二下·宿迁期末）下列叙述中正确的是（ ）
A．100℃时，纯水的pH约为6， 此时纯水呈酸性
B．4mol H2与1mol N2混合反应生成NH3，转移电子数目小于6×6.02×1023
C．反应Al2O3(s)+3 Cl2(g)+3C(s) = 2AlCl3(g)+3CO(g)室温下不能自发进行，则△H＞0
D．HCl和NaOH反应的中和热为－57.3kJ·mol-1，则H2SO4和Ba(OH)2反应的中和热为－114.6 kJ·mol-1
【答案】B,C
【知识点】中和热；焓变和熵变；水的电离；离子积常数
【解析】【解答】A.水的电离过程为H2O H++OH-，纯水中c（OH-）=c（H+），纯水永远显中性，A不符合题意；
B.氮气和氢气反应为可逆反应，4mol H2与1mol N2混合反应生成NH3，转移电子数小于6mol,转移电子数目小于6×6.02×1023，B符合题意；
C.反应Al2O3(s)+3 Cl2(g)+3C(s) = 2AlCl3(g)+3CO(g)的△S=0，该反应室温下不能自发进行，该反应为吸热反应，则△H＞0，C符合题意；
D.强酸和强碱的稀溶液中和生成1mol水时放出的热量是中和热，HCl和NaOH反应的中和热△H=-57.3 kJ mol-1，生成沉淀也要放热，D不符合题意；
故答案为：BC
【分析】A.纯水中c(H+)=c(OH-)，显中性；
B.H2与N2的反应为可逆反应；
C.若反应自发进行，则ΔH-TΔS<0，据此分析选项；
D.该反应中生成BaSO4沉淀也放出热量；
25．（2018高二下·南京期末）汽车尾气净化器中发生的反应为2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)。一定温度下，在三个体积均为1.0L恒容密闭容器中发生上述反应，测得有关实验数据如下：
容器 温度/（℃） 起始物质的量（mol) 平衡物质的量（mol)
NO CO N2 CO2 N2 CO2
I 400 0.2 0.2 0 0 0.12
II 400 0.4 0.4 0 0
III 300 0 0 0.1 0.2 0.075
下列说法正确的是（ ）
A．容器I中达到平衡所需时间2s，则v(N2)=0.06 mol L-1·s-1
B．该反应的ΔS<0、ΔH<0
C．达到平衡时，体系中c(CO)关系：c(CO，容器II)>2c(CO，容器I)
D．若起始时向I中充入NO、CO、N2、CO2各0.1mol，开始时V正>V逆
【答案】B,D
【知识点】焓变和熵变；化学平衡常数；化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A. 容器I中达到平衡所需时间2s,则v(N2)= =0.03 mol L-1·s-1,故A不符合题意；
B.该反应为气体体积减小的反应,则ΔS<0，I与III比较,III极限转化为反应物时,起始量相同,温度低时N2的平衡浓度大,可以知道降低温度平衡正向移动，正反应为放热反应，即ΔH<0，所以B选项是符合题意的；
C.I与II比较,温度相同、起始量为2倍关系,但II中压强大、平衡正向移动，则达到平衡时,体系中(CO)关系: c(CO，容器II)<2c(CO，容器I),故C不符合题意；
D.起始时向I中充入NO、CO、N2、CO2各0.1mol，QC= =10
故答案为：BD
【分析】根据等效平衡、温度和浓度对化学平衡的影响进行分析即可。
26．（2018高一下·钦州港期末）判断下列体系的熵变小于0的是（）
A．水蒸气冷凝成水 B．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)
C．乙烯聚合成聚乙烯 D．N2O4(g) 2NO2(g)
【答案】A,C
【知识点】焓变和熵变
【解析】【解答】A．同一物质的熵与其聚集状态有关：S(g)＞S(l)＞S(s)，所以水蒸气冷凝成水，熵值减小，故A符合题意；
B.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)反应过程中生成气体，熵值增加，故B不符合题意；
C.乙烯聚合成聚乙稀，有气体反应生成固体，熵值减小，故C符合题意；
D.N2O4(g)=2NO2(g)正反应为气体体积增大的反应，熵值增加，故D不符合题意；
故答案为：AC。
【分析】熵表示物质的混乱程度，反应前后气体的化学计量数之和变大，则熵增加，气体的化学计量数变小，则熵减少。
三、非选择题
27．（2023·绍兴模拟）二甲醚()是一种重要的化工原料，可以通过制备得到。制备方法和涉及反应如下：
方法a：“二步法”制二甲醚
I：
Ⅱ：
方法b：“一步法”制二甲醚
Ⅲ：
两种方法都伴随副反应：
Ⅳ：
请回答：
（1）反应I自发进行的条件是 ； 。
（2）在一定温度下，向的恒容密闭容器中通入和和利用方法a制备二甲醚。测得的平衡转化率为30%，为，为，反应I的平衡常数为 (用含a、b的式子表示，只需列出计算式)。
（3）恒压条件下，在密闭容器中利用方法b制备二甲醚。按照投料，的平衡转化率和、的选择性随温度变化如图1所示。
(的选择性，的选择性)
①下列说法正确的是
A．当反应达到平衡时，
B．曲线①表示二甲醚的选择性
C．温度越低越有利于工业生产二甲醚
D．工业上引入双功能催化剂是为了降低反应Ⅲ的
②在的范围内，的平衡转化率先降低后升高的原因： 。
（4）有学者研究反应Ⅱ机理，利用磷酸硅铝分子筛催化甲醇制二甲醚，其中简化的分子筛模型与反应过渡态结构模型如图所示，下列说法正确的是____。(已知：磷酸硅铝分子筛中有酸性位点可以将甲醇质子化，题中的分子筛用“”符号表示)
A．制得的磷酸硅铝分子筛的孔径越大催化效率越高
B．该反应机理：[]
C．改变分子筛组分比例适当提高其酸性，有利加快反应速率
D．温度越高，有利于水蒸气脱离分子筛，反应速率越快
【答案】（1）低温；--122.4kJ/mol
（2）
（3）B；温度较低(200~280℃)时以反应Ⅲ为主，反应放热，升温平衡逆向移动，二氧化碳平衡转化率降低，温度较高(280~350℃)时以反应Ⅳ为主，反应吸热，升温平衡正向移动，二氧化碳平衡转化率升高
（4）B；C
【知识点】焓变和熵变；化学平衡常数；有关反应热的计算
【解析】【解答】（1）反应Ⅰ中ΔH<0，ΔS＜0，要使反应自发进行，即ΔH-TΔS＜0，此时要求反应温度应较低。故反应Ⅰ自发进行的条件为低温。根据盖斯定律可得，反应Ⅲ的反应热ΔH3=2ΔH1＋ΔH2=2×(－49.5kJ·mol－1)＋(－23.4kJ·mol－1)=122.4kJ·mol－1，所以ΔH3=－122.4kJ·mol－1。
（2）起始时c(CO2)=1mol·L－1，c(H2)=3mol·L－1，CO2的平衡转化率为30%，则参与反应的c(CO2)=1mol·L－1×30%=0.3mol·L－1，所以平衡时c(CO2)=1mol·L－1－0.3mol·L－1=0.7mol·L－1，c(CH3OCH3)=amol·L－1，c(CO)=bmol·L－1。
根据碳元素守恒可得，平衡时c(CH3OH)=(1－07－2a－b)mol·L－1=(0.3－2a－b)mol·L－1；
根据氧元素守恒可得，平衡时c(H2O)=[2－0.7×2－(0.3－2a－b)－a－b]mol·L－1=(0.3＋a)mol·L－1；
根据氢元素守恒可得，平衡时c(H2)=[6－(0.3－2a－b)×4－(0.3＋a)×2－6a]mol·L－1=(2.1＋2b)mol·L－1。
所以平衡时反应Ⅰ的平衡常数.
（3）①A、起始投入n(CO2)：n(H2)=1：3，与反应的化学计量数之比相等，若只发生反应Ⅲ，则平衡时n(CO2)：n(H2)=1：3，但由于副反应的存在，平衡时n(CO2)：n(H2)≠1：3，A不符合题意；
B、生成二甲醚的反应Ⅲ为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，二甲醚的选择性减小，因此曲线①表示二甲醚的选择性，B符合题意；
C、生成二甲醚的反应为放热反应，降低温度有利于平衡正向移动，但由于温度降低，反应速率减慢，生产效率降低，因此并不是温度越低越有利于工业生产，C不符合题意；
D、催化剂只能改变反应历程，从而改变反应速率，但不能改变反应热，D不符合题意；
故答案为：B
② 温度较低(200~280℃)时以反应Ⅲ为主，反应放热，升温平衡逆向移动，二氧化碳平衡转化率降低，温度较高(280~350℃)时以反应Ⅳ为主，反应吸热，升温平衡正向移动，二氧化碳平衡转化率升高。
（4）A、分子筛的孔径越大，则吸附甲醇的效率越低，使得催化效果越低，A不符合题意；
B、由图可知，该反应的反应机理为，B符合题意；
C、由于分子筛中酸性位点可将甲醇质子化，因此改变分子筛组分比例，适当提高其酸性，有利于加快反应速率，C符合题意；
D、温度越高，有利于水蒸气脱离的同时，也有利于甲醇脱离，不利于反应，D不符合题意；
故答案为：BC
【分析】（1）若反应ΔH-TΔS＜0，则该反应可自发进行，据此判断反应自发进行的条件。根据该死定律计算ΔH3。
（2）根据元素守恒计算平衡时体系中各物质的物质的量浓度，结合平衡常数的表达式计算反应Ⅰ的平衡常数。
（3）①A、反应过程中CO2、H2存在副反应，二者的比值无法判断平衡状态；
B、结合温度对平衡移动的影响分析；
C、温度越低，反应速率越慢，生产效率越低；
D、催化剂只能改变反应历程，无法改变反应热；
②结合温度对平衡移动的影响分析。
（4）A、分子筛的孔径越大，吸附效果越差；
B、结合图示确定其反应机理；
C、结合“酸性位点可将甲醇质子化”分析；
D、温度越高，吸附作用越弱；
28．（2023·山东模拟）环戊烯()无色液体，主要用作共聚单体、溶剂，也可用于有机合成。在催化剂作用下，可通过环戊二烯()选择性氧化制得，体系中同时存在如下反应：
反应I：(g)+H2(g)(g) △H1=-100.3kJ mol-1
(g)反应II：(g)+H2(g)(g) △H2=-109.4kJ mol-1
反应III：(g)+(g)2(g) △H3
已知：选择性=×100%
回答下列问题：
（1）反应III (“是”或者“不是”)自发反应。
（2）为研究上述反应的平衡关系，在T℃下，向某密闭容器中加入amol环戊二烯和4molH2，测得平衡时，容器中环戊二烯和环戊烷()的物质的量相等，环戊烯的选择性为80%，此时H2的转化率为 %，反应III以物质的量分数表示的平衡常数Kx3= 。
（3）为研究不同温度下催化剂的反应活性，保持其他条件不变，测得在相同时间内，上述反应的转化率和选择性与温度的关系如图所示。环戊二烯氢化制环戊烯的最佳温度为 ；30℃以上时，环戊烯的选择性降低的可能原因是 (填字母)。
A．催化剂活性降低 B．平衡常数变大 C．反应活化能减小
（4）实际生产中采用双环戊二烯()解聚成环戊二烯：(g)2(g) △H＞0。若将3mol双环戊二烯通入恒容密闭容器中，分别在T1和T2温度下进行反应。曲线A表示T2温度下n(双环戊二烯)的变化，曲线B表示T1温度下n(环戊二烯)的变化，T2温度下反应到a点恰好达到平衡。
①曲线B在T1温度下恰好达到平衡时的点的坐标为(m，n)，则m (填“＞”、“＜”或“=”)2，由图像计算n的取值范围是 。
②T2温度下，若某时刻容器内气体的压强为起始时的1.5倍，则此时v(正) (填“＞”、“＜”或“=”)v(逆)。
【答案】（1）不是
（2）25a；16
（3）30℃；A
（4）＜；4.8＜n＜6；＞
【知识点】焓变和熵变；化学平衡的影响因素；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）反应Ⅲ=反应Ⅰ-反应Ⅱ，ΔH3=ΔH1-ΔH2=[-100.3-(-109.4)]kJ·mol-1=＋9.1kJ·mol-1，△H3大于零，熵变小于零，自由能大于零，非自发，故答案为：不是；
（2）设平衡时容器中的环戊二烯和环戊烷的物质的量为xmol，则反应中消耗的环戊二烯的物质的量为(a-x)mol，因为环戊烯的选择性为80%，所以环戊烯的物质的量为，根据碳原子守恒可得，解得，所以H2的转化率为；平衡时容器内环戊二烯和环戊烷的物质的量均为，环戊烯的物质的量为，则环戊二烯、环戊烷、环戍烯的物质的量分数分别为、、，则；故答案为：25a；16；
（3）根据图象可知，该体系温度为30℃左右时，环戊烯的选择性和环戊二烯的转化率都很高，因此最佳温度为30℃；
A．催化剂的活性在一定温度范围内最大，高于或低于这个温度范围，催化剂的活性降低，导致选择性降低，A正确；
B．催化剂对化学平衡移动无影响， B不正确；
C．使用催化剂，降低反应活化能，催化剂的活性降低，活化能应增大，C不正确；
故答案为：A
故答案为：30；A；
（4）①根据图象可知，相同时间段内，环戊二烯表示的反应速率大于双环戊二烯表示的反应速率，因此T1>T2，温度高，反应速率快，达到平衡时所用的时间短，即m＜2；在T2温度下，达到平衡，消耗双环戊二烯的物质的量为(3-0.6)mol=2.4mol，此时生成环戊二烯的物质的量为2.4×2mol=4.8mol，因为T1>T2，该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，则n>4.8mol，假设双环戊二烯全部反应，则生成环戊二烯的物质的量为6mol，但该反应为可逆反应，不能进行到底，因此n＜6mol，综上所述，得出n的范围为4.8＜n＜6；故答案为：＜，4.8＜n＜6；
②由①的分析可知，T2温度下，达到平衡时，生成环戊二烯的物质的量为4.8mol，容器内气体的总物质的量为0.6mol+4.8mol=5.4mol，相同条件下，压强之比等于气体物质的量的之比，则平衡时，容器内的气体压强为起始时容器内压强的1.8倍，该反应为气体体积增大的反应，由于1.8>1.5，当容器内气体的压强为起始时的1.5倍时，反应正向进行，即v(正)>v(逆)；故答案为：>。
【分析】（1）依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析；
（2）根据碳原子守恒，平衡转化率是指平衡时已转化了的某反应物的量与转化前该反应的量之比；化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时各种生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之积的比值；
（3）根据图象，依据影响化学平衡的因素分析；
（4）根据图象，依据影响反应速率和化学平衡的因素分析。
29．（2023·湖南模拟）油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题：
（1）已知下列反应的热化学方程式：
①
②
则反应③的 ；下列叙述能说明反应③达到平衡状态的是 (填标号)。
A．断裂2mol键的同时生成1mol键 B．恒容条件下，体系压强不再变化
C．恒容条件下，气体的密度不再变化 D．
（2）在不同温度、反应压强为100kPa，进料的摩尔分数(可看成体积分数)为0.1%~20%(其余为)的条件下，对于反应①，分解平衡转化率的结果如图1所示。则、和由大到小的顺序为 ；的摩尔分数越大，分解平衡转化率越小的原因是 。
（3）反应①和③的随温度的影响如图2所示，已知(R为常数，为温度，为平衡常数)，则在1000℃时，反应的自发趋势① ③(填“＞”、“＜”或“＝”)。在1000℃、100kPa反应条件下，将的混合气进行反应，达到平衡时约为1：4，微乎其微，其原因是 。
（4）在1000℃、100kPa反应条件下，将的混合气进行反应③，达到平衡时，分压与的分压相同。则反应③的 (不用写单位)。
【答案】（1）+261；BD
（2）；恒压条件下，的摩尔分数增大，的分压增大，平衡正向移动，的转化率降低
（3）＜；在1000K，反应①，反应趋势小，反应③，反应趋势大，占主导
（4）
【知识点】焓变和熵变；化学平衡移动原理；化学平衡状态的判断；化学平衡的计算；有关反应热的计算
【解析】【解答】（1）反应③等于反应①减去反应②，；
A．都表示正反应同一个方向，故A不正确；
B．该反应是气体分子数可变的反应，恒容条件下压强不变即达到平衡，故B正确；
C．气体密度等于质量除以容器体积，恒容条件又都是气体参与反应，故密度始终保持不变，因此不能作为平衡的标志，故C不正确；
D．有，一个正反应，一个逆反应，速率之比等于计量系数之比，则达到平衡，故D正确；
故答案为：+261；BD。
（2）反应①是吸热反应，温度越高，平衡正向移动，则的转化率越大，故；恒压条件下，的摩尔分数增大，的分压增大，平衡正向移动，的转化率降低；故答案为：；恒压条件下，的摩尔分数增大，的分压增大，平衡正向移动，的转化率降低。
（3）在1000K，反应①，不易自发，反应③，容易自发，故反应自发趋势①＜③；根据图中曲线和可知越大，反应平衡常数越小，反应趋势越小，在1000K，反应①，反应趋势小，反应③，反应趋势大，占主导；故答案为：＜；在1000K，反应①，反应趋势小，反应③，反应趋势大，占主导。
（4）设，列三段式，达到平衡时，分压与的分压相同即有，求解，平衡后气体的总物质的量为，则；故答案为：。
【分析】（1）根据盖斯定律可知，反应③=反应①-反应②。
（2）升温利于平衡向吸热反应方向移动；恒压条件下，的摩尔分数增大，的分压增大，利于平衡正向移动。
（3）反应自发进行的条件是△G=△H-T△S<0。
（4）通过化学平衡三段式进行分析，注意平衡常数为平衡时生成物压强幂之积与反应物压强幂之积的比。
30．（2022·惠州模拟）运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义，请完成下列探究。
（1）生成氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。 ΔH=+131.3kJ mol-1，ΔS=+133.7J mol-1 K-1，该反应在低温下 (“能”或“不能”)自发进行。
（2）已知在400℃时，的。相关化学键键能数据为
化学键 N≡N H-H N-H
键能 946 436 390.8
回答下列问题：①在400℃时，(g的K2= (填数值)，ΔH= 。
②400℃时，在1L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为4mol、2mol、4mol，则此时反应 (填“>”“<”“=”或“不能确定”)。
③若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，则合成氨反应的平衡 (填“向左”“向右”或“不”)移动；使用催化剂 (填“增大”“减小”或“不改变”)反应的ΔH。
（3）氮的固定一直是科学家研究的重要课题，合成氨则是人工固氮比较成熟的技术，其原理为，在不同温度、压强和相同催化剂条件下，初始时N2、H2分别为0.1mol、0.3mol时，平衡后混合物中氨的体积分数(φ)如图所示。
①其中，p1、p2和p3由大到小的顺序是
②若在250℃、p1为105Pa的条件下，反应达到平衡，此时B点N2的分压为 Pa(分压=总压×物质的量分数，保留一位小数)。
【答案】（1）不能
（2）2；；=；向右；不改变
（3）；
【知识点】反应热和焓变；焓变和熵变；化学平衡移动原理；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）因为该反应，高温下能自发进行，低温下不能自发进行；
（2）①相同温度下，正逆反应的平衡常数互为倒数，所以，反应物的总键能-生成物的总键能，；
②根据，反应达平衡状态，等于；
③恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，容器体积增大，相当于减小压强，合成氨反应的平衡正向移动，催化剂降低活化能，加快反应速率，但是不改变反应的焓变；
（3）①其他条件不变时，增大压强，平衡正向移动，氨的体积分数越大，所以；
②根据三段式：，，，，。
【分析】（1）依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析；
（2）①相同温度下，正逆反应的平衡常数互为倒数；反应物的总键能-生成物的总键能；
②通过计算比较Qc与K的大小判断；
③依据影响反应速率和化学平衡的因素分析；
（3）①根据影响化学平衡移动的因素分析；
②根据三段式法计算。
31．（2022·绍兴模拟）丙烷脱氢氧化是丙烷脱氢制丙烯技术的进一步发展，反应过程中伴有生成甲烷、乙烷等物质副反应，涉及反应如下：
主反应
Ⅰ：
副反应
Ⅱ：
Ⅲ：
Ⅳ：
（1）判断反应Ⅱ自发进行可用来表述，若，反应能自发进行。反应Ⅱ在1000K时能自发进行的理由 。(要列出计算过程)
（2）若仅考虑主反应Ⅰ，一定温度下，向恒压密闭容器中通入一定量丙烷，反应后测得的组分的平衡压强(即组分的物质的量分数×总压)为：、
①该温度下反应的平衡常数的数值为 。(单位用MPa，保留3位有效数字)
②平衡时丙烷的转化率为 。
（3）对于反应Ⅰ，某课题组研究设计一套丙烷连续催化脱氢装置如图。
①将1mol丙烷(温度为590℃)以恒定的流速依次逐个通过三个相同的装置，画出丙烯的产率随着时间的变化阶段二和阶段三的图像。(每个阶段反应均未达到平衡)
②为提高丙烯的产率，向a、b管中同时通入适量的，需要适量的理由是 。
（4）下列说法正确的是____。
A．对于主反应Ⅰ，其他条件不变，充入，该反应的平衡常数减小
B．若只考虑反应Ⅳ，恒温恒容下充入原料气体，若压强不变则该反应达到了平衡
C．副反应Ⅲ对应的是右图中反应(3)
D．主反应断裂C-H键，副反应Ⅱ、Ⅳ断裂C-C键，由图可知高温条件下断裂C-C键更容易，因此要选择合适的催化剂在合适的温度下低压合成比较有利主反应
【答案】（1），，所以反应在1000K时能自发
（2）2.25；0.75
（3）；氧气能直接与氢气反应生成水，快速释放大量热，有利于加快反应速率，提高丙烯产率。但氧气过多易发生产物的深度氧化，副反应大幅增加，降低丙烯产率
（4）C；D
【知识点】焓变和熵变；化学平衡常数；化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】（1）根据题意，反应Ⅱ中，，，，所以反应在1000K时能自发，故填，，，所以反应在1000K时能自发；
（2）①根据反应，已知平衡时，，则，，，故填；
②平衡时总压为，设通入a mol丙烷，平衡时转化x mol，则平衡时、、，即有，，解得，转化率为75%，故填75%；
（3）①根据已知，丙烷经过三个装置，丙烯产率逐渐增加，越衡状态，速率变化越小，丙烯产率变化越小，其三个阶段的产率变化图像为：
，故填；
②反应中有氢气生成，氧气能直接与氢气反应生成水，快速释放大量热，有利于加快反应速率，提高丙烯产率。但氧气过多易发生产物的深度氧化，副反应大幅增加，降低丙烯产率，故填氧气能直接与氢气反应生成水，快速释放大量热，有利于加快反应速率，提高丙烯产率。但氧气过多易发生产物的深度氧化，副反应大幅增加，降低丙烯产率；
（4）A．平衡常数与温度有关，其他条件不变，平衡常数不变，故A不正确；
B．反应Ⅳ为分子数不变的反应，压强改变对平衡没有影响，故B不正确；
C．副反应Ⅲ和Ⅳ都是放热反应，升高温度平衡常数减小，反应Ⅲ放出热量更多，温度对其影响更大，对应图中反应(3)，故C正确；
D．图中反应(2)对应反应Ⅰ，反应(1)对应反应Ⅱ，温度高对其影响大，因此要选择合适的催化剂在合适的温度下低压合成比较有利主反应，故D正确；
故答案为：CD。
【分析】（1）依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析；
（2）利用三段式法计算；
（3）①根据建立平衡时速率和产率的变化分析；
②考虑对平衡、副反应等因素；
（4）依据化学平衡移动原理分析；
32．（2022·丽水、湖州、衢州模拟）我国力争于2030年前做到CO2的排放不再增长。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：
Ⅰ．CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)
Ⅱ．CH4(g)C(s)+2H2(g)
Ⅲ．CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s)
（1）设Kpr为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。如气体B的相对分压等于其分压pB(pB＝xB×p总，xB为平衡系统中B的物质的量分数)除以p0(p0＝100kPa)。反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的lnKpr随的变化如图所示。
①反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，属放热反应的是 。
②图中A点对应温度下，原料组成为n(CO2)：n(CH4)＝1：1、初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时H2的分压为30kPa。CH4的平衡转化率为 。
（2）二氧化碳加氢制甲醇是研究的另一热点，其总反应可表示为：Ⅳ．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，
该反应一般认为通过如下步骤来实现：
Ⅴ．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H1＝+41kJ·mol 1
Ⅵ．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H2＝ 90kJ·mol 1
①反应Ⅴ的 S 。
A大于0 B．小于0 C．等于0 D．无法判断
②若反应Ⅴ为慢反应，请在图2中画出上述反应能量变化的示意图 。
③不同压强下按照n(CO2)：n(H2)＝1：3投料，实验测定CO2的平衡转化率随温度的变化关系如图3所示。T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是 。
【答案】（1）Ⅲ；82%
（2）A；；T1温度时以反应V为主，反应V前后分子数目相等，压强改变对平衡没有影响
【知识点】焓变和熵变；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）①由题图可知温度越低，越大，反应Ⅰ、Ⅱ的越小，说明反应Ⅰ、Ⅱ随温度降低平衡逆向移动，故反应Ⅰ、Ⅱ为吸热反应，答案：Ⅲ；
②A点对应温度下反应Ⅱ的，则平衡体系中，即，，起始时，总压为100，则起始时，的平衡转化率为，答案：82%；
（2）①采用逆推法，吸热反应且能自发进行，只能 S大于0，答案：A；
②由题可知反应Ⅴ是吸热反应，反应Ⅵ是放热反应，整体是一个放热反应，可知图像为：，，答案：；
③T1温度时以反应V为主，反应V前后分子数目相等，压强改变对平衡没有影响。
【分析】（1）①依据图中曲线变化及化学平衡移动原理判断；
②利用三段式法计算；
（2）①采用逆推法，依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析；
②根据放热反应中反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量，吸热反应中反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量；
③依据影响化学平衡的因素分析。
33．（2022·吉林模拟）我国提出“碳达峰”与“碳中和”目标，更加凸显了利用CO2合成高价值化学品的重要性。
（1）Ⅰ．工业上利用CO2催化重整甲烷制取合成气，反应为CO2(g) + CH4(g) 2CO(g) + 2H2(g)
该反应的熵变△S 0(填“＞”、“＜”或“=”)；CO2的电子式为 。
（2）已知各物质的标准摩尔生成焓(指在标准状态即压力为100kPa，一定温度下，由元素最稳定的单质生成1摩尔纯化合物时的反应焓变)数据如下表：
物质 CO2(g) CH4(g) CO(g) H2(g)
标准摩尔生成焓/kJ·mol-1 -393.5 -74.8 -110.5 0
若该催化重整反应生成了2 mol CO，所需热量为 kJ，有利于提高CO2平衡转化率的条件是 (填标号)。
a．高温高压 b．高温低压 c．低温高压 d．低温低压
（3）在恒温(T)、恒压(p)条件下，向密闭容器中加入CO2和CH4各2 mol及催化剂进行催化重整反应，达到平衡时，CO2的转化率为50％。该温度下反应的平衡常数Kp= (用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数)。
（4）Ⅱ．工业上利用CO2超干重整CH4的转化如图所示：
CO2超干重整CH4总反应的化学方程式为 。
（5）关于CO2超干重整CH4反应，下列说法错误的是 (填序号)
a．在450℃下，向恒容容器中投料进行反应，混合气体总压强不变说明反应达到平衡状态
b．转化②实现了含碳物质与含氢物质的分离
c．转化③中Fe与CaCO3反应的物质的量之比为4∶3
【答案】（1）＞；
（2）247.3；b
（3） P2 或0.44 P2
（4）
（5）c
【知识点】焓变和熵变；化学平衡的影响因素；化学平衡的计算；电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】(1)该反应是气体分子数增大的反应，熵变△S＞0；CO2中C和O原子共用2对电子对，电子式为；
(2)根据题中标准生成焓定义可知△H=生成物的摩尔生成焓总量-反应物的摩尔生成焓的总量，△H=-110.5kJ mol-1×2+0kJ mol-1-(-74.8kJ mol-1)-(-393.5kJ mol-1)=+247.3kJ mol-1，生成2 mol CO所需热量为247.3kJ；有利于提高CO2平衡转化率的条件是外界条件对平衡移动的影响，反应吸热且正反应气体计量数增大，所以高温低压有利于提高CO2平衡转化率，
故答案为：b；
(3)列三段式：，在恒温(T)、恒压(p)条件下，该温度下反应的平衡常数；
(4)由图可知，CO2超干重整CH4的反应物是CO2、CH4，生成物是CO、H2O，总反应的化学方程式为；
(5)a．在450℃下，向恒容容器中投料进行反应，该反应前后气体分子数不相等，压强是一变量，则混合气体总压强不变说明反应达到平衡状态，a正确；
b．转化②含碳物质由气体转化为固态的CaCO3，与含氢物质转化为液态的H2O，实现了两者的分离，b正确；
c．转化③反应方程式为3Fe+ 4CaCO3=Fe3O4+4CaO+4CO，Fe与CaCO3反应的物质的量之比为3∶4，c不正确；
故答案为：c。
【分析】（1）该反应是气体分子数增大的反应，ΔS＞0； CO2的电子式为；
（2）ΔH=生成物的摩尔生成焓总量-反应物的摩尔生成焓的总量； 提高CO2平衡转化率应使平衡正向移动；
（3）列出反应的三段式，结合计算；
（4）CO2超干重整CH4的反应物是CO2、CH4，生成物是CO、H2O；
（5）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变；结合相关反应分析。
34．（2022·南平模拟）基于载氮体的碳基化学链合成氨技术示意图如下。
（1）总反应 。
（2）有利于提高反应ⅰ平衡转化率的条件为____(填标号)。
A．高温高压 B．高温低压 C．低温高压 D．低温低压
（3）在温度t、100kPa条件下进行反应ⅰ，平衡时若氮气转化率为50%，则压强为 ，平衡常数 (以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
（4）60℃、100kPa条件下，反应ⅰ中溶液pH随时间变化如图，120min～180min持续收集到氨气，但溶液pH几乎不变的原因是 。
（5）为探究反应ⅱ中15min时反应速率突然加快的原因，我国科学家利用计算机模拟了反应ⅱ的反应路径。
①比较不同路径，路径1能垒较低的原因是 的键能大于 的键能。
②15min时反应速率突然加快的原因是 。
（6）相较于哈伯法合成氨，碳基化学链合成氨的优势有能够降低能耗、减少原料成本。 (写出一条即可)。
【答案】（1）+434
（2）B
（3）25kPa；16875
（4）当氨气在水中达到饱和时会逸出，可以持续收集到氨气，但由于溶液已饱和，所以溶液pH几乎不变
（5）H-O；H-Al；开始时AlN和水结合，当AlN结合一定量水并使水解离后，能显著降低反应的活化能，反应速率突然加快
（6）副产物CO是重要的化工原料
【知识点】焓变和熵变；化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】(1)将反应ⅰ和反应ⅱ相加，即可得到总反应3C(s)+N2(g)+3H2O(l)=3CO(g)+2NH3(g) ，其ΔH=+708.1kJ/mol-274.1kJ/mol=+437.0kJ/mol。
(2)反应ⅰ的正反应是吸热反应，升高温度有利于提高平衡转化率，该反应又是气体体积增大的反应，降低压强有利于平衡正向移动，所以高温低压有利于提高平衡转化率，
故答案为：B。
(3)在温度t、100kPa条件下进行反应ⅰ，设起始时氮气的物质的量为1mol，平衡时氮气转化率为50%，可列三段式：
所以平衡时氮气和CO的分压分别为，，则平衡常数 Kp==16875kPa2。
(4)反应ⅱ生成氨气，氨气溶于水形成氨水，溶液的pH增大，当氨气在水中达到饱和时逸出，可以持续收集到氨气，但由于溶液已饱和，所以溶液pH几乎不变。
(5)①路径1和路径2都断裂N-H键，但路径1形成的是O-H键，而路径2形成的是Al-H键，由于O-H键的键能大于Al-H的键能，所以O-H键更容易形成，所以能垒较低。
②开始时AlN和水结合，当AlN结合一定量水并使水解离后，能显著降低反应的活化能，所以反应在15min时反应速率然加快。
(6)相较于哈伯法合成氨，碳基化学链合成氨的优势有能够降低能耗、减少原料成本，副产物CO是重要的化工原料，从而达到无碳利用化石燃料的目的。
【分析】(1)依据盖斯定律解答；
(2)依据外界因素对平衡的影响进行条件的选择。
(3)利用三段式法计算。
(4)当氨气在水中达到饱和时逸出，溶液pH几乎不变。
(5)①化学键容易形成，所则能垒较低。
②活化能降低，反应速率然加快。
(6)副产物再利用。
35．（2021高三上·浙江月考）请回答下列问题：
（1）写出N2H的电子式 。
（2）CH4、H2O、H2S沸点由低到高的顺序是 。
（3）判断2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)反应的自发性并说明理由 。
【答案】（1）
（2）CH42S2O
（3）该反应在低温条件下自发，因为该反应的ΔH<0，ΔS<0
【知识点】氢键的存在对物质性质的影响；焓变和熵变；电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】（1）N2H5+中N、H分别满足8电子、2电子稳定结构，形成离子，其电子式为；
（2）H2O存在氢键，沸点大于H2S、CH4，H2S、CH4均为分子晶体，相对分子质量越大沸点越高，故沸点由低到高的顺序为CH42S2O；
（3）该反应在低温条件下自发，因为该反应的ΔH<0，ΔS<0，要满足ΔG=ΔH-TΔS<0，必须低温，反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)才能自发进行。
【分析】 (1)、N2H5+中N、H分别满足8电子、2电子稳定结构，形成离子；
(2)、分子晶体的相对分子质量越大沸点越高，H2O存在氢键，氢键的存在影相沸点；
(3)、依据吉布斯自由能分析判断。
36．（2021·宁波模拟）目前研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳，其总反应可表示为：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49kJ mol-1。
（1）该反应能自发的条件是 。
（2）二氧化碳催化加氢制甲醇合成总反应在起始物=3时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为x(CH3OH)，在t=250℃时x(CH3OH)随压强(P)的变化及在P=5×103Pa时x(CH3OH)随温度(t)的变化，如图所示。
①图中对应等温过程的曲线是 (填“a”或“b”)，判断的理由是 。
②t=250℃时，当x(CH3OH)=0.10时，CO2的平衡转化率α= ，此条件下该反应的Kp= (只需用具体数据列出计算式)。（对于气相反应，用某组分B的平衡分压p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数，记作Kp，如p(B)=p x(B)，P为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数）
（3）在某催化剂作用下还原CO2制备甲醇，该反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注，如*CO2表示CO2吸附在催化剂表面)。
上述合成甲醇的反应速率较慢，该反应过程中决定反应速率的步骤是 。(用化学方程式表示)
（4）CO2也可用于制作Li—CO2电池，在Li—CO2电池中，Li为单质锂片。研究表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且CO2电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，写出步骤Ⅱ和Ⅳ的离子方程式。
Ⅰ.2CO2+2e-=C2O
Ⅱ. 。
Ⅲ.2CO+CO2=2CO+C
Ⅳ. 。
【答案】（1）低温
（2）a；该反应前后气体系数减小，增大压强平衡向正反应方向移动，甲醇的物质的量分数增大；33.3%；
（3）*CO+*OH→*CO+H2O
（4）C2O=CO2+CO；CO+2Li+=LiCO3
【知识点】活化能及其对化学反应速率的影响；焓变和熵变；化学平衡中反应条件的控制；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）该反应ΔH＜0，为气体系数之和减小的反应，ΔS＜0，所以低温条件下满足ΔH-TΔS＜0，反应可以自发；
（2）①该反应为气体系数之和减小的反应，温度相同时，增大压强，平衡正向移动，甲醇的物质的量分数增大，所以曲线a对应等温过程的曲线；
②起始物=3，不妨设n(H2)=3mol，n(CO2)=1mol，平衡时CH3OH为xmol，列三段式有：
x(CH3OH)==0.10，解得x=mol，所以CO2的平衡转化率为×100%=33.3%；据图可知等温条件下，若平衡时x(CH3OH)=0.10，则p=9×103Pa，则平衡时CO2、H2、CH3OH、H2O的分压分别为0.2×9×103Pa、0.6×9×103Pa、0.1×9×103Pa、0.1×9×103Pa，则该条件下Kp==；
（3）反应速率最慢的一步决定整体反应速率，活化能越大反应速率越慢，据图可知反应*CO+*OH→*CO+H2O的活化能最大，反应速率最慢，为决速步骤；
（4）根据第Ⅲ步的反应可知，第Ⅱ步反应中C2O应转化为CO，离子方程式应为C2O=CO2+CO；根据题意，第Ⅳ步中碳酸根应结合锂离子得到碳酸锂，离子方程式为CO+2Li+=LiCO3。
【分析】（1）满足ΔH-TΔS＜0时，反应能自发进行；
（2）该反应是气体体积减小的反应，根据甲醇物质的量分数的变化情况进行判断；列出反应的三段式，根据平衡时甲醇的物质的量分数即可计算出平衡时各物质的物质的量，进而计算出二氧化碳的平衡转化率以及各物质的平衡分压，将各物质的平衡分压代入算式即可算出 Kp；
（3）反应速率取决于最慢的一步反应，活化能越大反应越慢；
（4）结合第 Ⅲ 的反应可知，第Ⅱ步反应中C2O转化为CO，第 Ⅳ 反应中碳酸根和锂离子反应得到碳酸锂。
