2.1 化学反应的方向 课后练习
一、单选题
1．在平衡体系 2NO＋O2 2NO2中通入18O组成的氧气，重新达到平衡后则18O（ ）
A．只存在于O2中 B．只存在于NO2中
C．只存在于O2和NO2中 D．存在于NO、O2、NO2中
2．下列说法中错误的是（ ）
A．体系有序性越高，熵值就越低
B．自发过程将导致体系的熵增大
C．吸热反应不可以自发进行
D．同种物质气态时熵值最大
3．下列反应或过程没有自发性的是（ ）
A．高温下，煅烧石灰石 B．常温下，水分解成氢气与氧气
C．双氧水在催化作用下分解 D．常温下，冰融化为水
4．在刚刚过去的炎热的夏天，湖泊水位大幅下降，这其中有水分蒸发的原因。在水蒸发形成水蒸气的过程中，其焓变和熵变的大小正确的是（ ）
A． B．
C． D．
5．已知： ，下列说法正确的是（ ）
A．在相同条件下，1 mol A2(g)与1 mol B2(g)的能量总和小于2 mol AB气体的能量
B．1 mol A2与1 mol B2反应生成2 mol液态AB时△H＞-46.6 kJ/mol
C．在密闭容器中，投入1 mol A2(g)与1 mol B2(g)进行反应，当反应不再进行时，放出热量一定为46.6 kJ
D．该逆反应过程的活化能Ea一定大于46.6 kJ/mol
6．一定条件下，在体积一定的密闭容器中加入1 mol N2和3 mol H2发生反应：
N2+ 3H2 2NH3（正反应是放热反应）。下列有关说法正确的是（ ）
A．降低温度可以加快反应速率
B．达到化学反应限度时，生成2mol NH3
C．向容器中再加入N2可以加快反应速率
D．1mol N2和3mol H2的总能量低于2mol NH3的总能量
7．工业炼铁是在高炉中进行的，高炉炼铁的主要反应是：①；②。该炼铁工艺中，对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需。其主要原因是（ ）
A．过量 B．与铁矿石接触不充分
C．炼铁高炉的高度不够 D．上述反应有一定的限度
8．下列有关叙述正确的是（ ）
A．标准状况下，SO2(g) +NO2(g) SO3(1)+NO(g)，该反应的 ΔS＜0
B．2CO(g)=2C(s) + O2(g) ΔH＞0， 高温下可以自发
C．C(s，金刚石)=C(s，石墨) ΔH= -1.9 kJ·mol-1，金刚石比石墨更稳定
D．选择高效催化剂可以降低反应的焓变，提高化学反应速率
9．在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中，发生反应X(g)＋Y(g) 2Z(g) △H < 0，一段时间后达到平衡，反应过程中测定的数据如下表：
t/min 2 4 7 9
n(Y)/mol 0.12 0.11 0.10 0.10
下列说法正确的是（ ）
A．反应前2min的平均速率ν(Z)=2.0×10－3mol·L－1·min-1
B．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前ν(逆)> ν(正)
C．该温度下此反应的平衡常数K=1.44
D．其他条件不变，再充入0.2molZ，平衡时X的体积分数增大
10．反应“P4(s)＋3NaOH(aq)＋3H2O(l)＝3NaH2PO2(aq)＋PH3(g) ΔH＞0”制得的NaH2PO2可用于化学镀镍。下列说法正确的是（ ）
A．P4分子中P原子均满足8电子稳定结构
B．反应中NaOH作还原剂
C．该反应能自发进行，则ΔS<0
D．反应中生成1 mol NaH2PO2，转移电子数目为3×6.02×1023
11．已知反应：CO(g)＋3H2(g) CH4(g)＋H2O(g)。起始以物质的量之比为1∶1充入反应物，不同压强条件下，H2的平衡转化率随温度的变化情况如图所示(M、N点标记为▲)。下列有关说法正确的是（ ）
A．上述反应的ΔH<0
B．N点时的反应速率一定比M点的快
C．降低温度，H2的转化率可达到100%
D．工业上用此法制取甲烷应采用更高的压强
12．下列说法正确的是（ ）
A．向 的液体平衡体系中加入少量KCl固体，由于生成物浓度增加，平衡逆向移动，所以液体血红色变浅
B． H>0、 或 H<0、 S<0的化学反应都可能自发进行
C．以铜为电极，电解KI溶液 含有少量淀粉 ，阳极附近溶液呈现蓝色
D．向稀 中滴加 溶液，反应的离子方程式为
13．下列反应在任何温度下均能自发进行的是（ )
A．2H2O2（l）= O2（g）+ 2H2O（l）△H= -196 kJ mol-1
B．2N2（g）+ O2（g）= 2N2O（g）△H=+163 kJ mol-1
C．2Ag（s）+ Cl2（g）= 2AgCl（s）△H=- 254 kJ mol-1
D．2HgO（s）= 2Hg（l）+ O2（g）△H= +182kJ mol-1
14．硫酸是一种重要的化工产品，目前的重要生产方法是“接触法”，反应原理为：2SO2+O22SO3，已知该反应为放热反应。则下列说法正确的是（ ）
A．只要选择适宜的条件，SO2和O2就能全部转化为SO3
B．达到平衡后，反应就停止了，故此时正、逆反应速率相等且均为零
C．由反应可知，2mol SO2的能量大于2mol SO3的能量
D．工业在利用上述反应生产三氧化硫时，要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题
15．由下列实验操作及现象能得出相应结论的是（ ）
选项 实验操作 现象 结论
A 把水滴入盛有少量的试管中，立即把带火星的木条放在试管口 木条复燃 水中的氧元素被氧化
B 将6mL溶液和10mLKI溶液混合，充分反应后分成两等份，向其中一份中加入2滴KSCN溶液，另一份中加入2滴淀粉溶液 加KSCN溶液后溶液显红色；加淀粉溶液后溶液显蓝色 和KI的反应是可逆反应
C 用玻璃棒蘸取某无色溶液在火焰上灼烧 火焰出现黄色 溶液中含钠元素
D 将通入盛有酚酞的NaOH溶液中 溶液红色褪去 具有漂白性
A．A B．B C．C D．D
16．在密闭容器中加入和进行反应：，下列说法正确的是（ ）
A．降低温度能加快反应速率
B．充分反应后，可以生成
C．达到平衡时：v(正)=v(逆)=0
D．体积不变，充入，能加快反应速率
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．已知在 100kPa、298.15K 时石灰石分解反应：CaCO3（s）═CaO（s）+CO2（g）△H=+178.3kJ mol﹣1△S=160.4J mol﹣1 K﹣1，则：
（1）该反应 （填“能”或“不能”）自发进行；
（2）据本题反应数据分析，温度 （填“能”或“否”）成为反应方向的决定因素；
（3）若温度能决定反应方向，则该反应自发进行的最低温度为 ．
（4）反应 CH3OH（l）+NH3（g）=CH3NH2（g）+H2O（g）在高温下自发向右进行，若反应|△H|=17KJ mol﹣1，|△H﹣T△S|=17KJ mol﹣1，则下列判断正确的是
A﹒△H＞0△H﹣T△S＜0B﹒△H＜0△H﹣T△S＞0
C﹒△H＞0△H﹣T△S＞0D﹒△H＜0△H﹣T△S＜0．
19．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)。
20．我国明确提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标，“碳中和”对我国意味着：一是能源转型首当其冲：二是通过工艺改造、节能等措施减少二氧化碳的排放在能源的产生、转换、消费过程。
I.减少二氧化碳排放的方法之一是将CO2催化还原，比如：
反应1：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-53.7kJ mol-1
反应2：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
都是目前处理CO2的重要方法。回答下列问题：
（1）反应1在 的条件下能自发发生，该反应的活化能Ea(正) Ea(逆)(填“大于”或“小于”)。
（2）已知：①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ mol-1和-285.8kJ mol-1
②H2O(l)=H2O(g) △H3=44.0kJ mol-1，则△H2= kJ mol-1。
（3）恒温恒容的密闭容器中，投入物质的量之比为1∶3的CO2和H2，发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-53.7kJ mol-1达到平衡，下列有关叙述正确的是____。
A．升高温度，逆反应速率增加，平衡常数减小
B．再加入一定量的CO2和H2，CO2和H2的转化率不可能同时都增大
C．加入合适的催化剂可以提高CO2的平衡转化率
D．其他条件不变，改为恒温恒压，可以提高平衡时CH3OH的百分含量
（4）一定条件下，在1L密闭容器中加入2molCO2和2molH2只发生反应2：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，如图是随着反应的进行，CO2的浓度随时间改变的变化图。若在t1时刻再加入1molCO2，t2时刻到达新的平衡。请你画出t1～t3内时刻CO2的物质的量浓度随时间改变的变化图 。
（5）II.减少二氧化碳排放的方法之二是使用合适催化剂可由CO2和CH4可转化为CH3COOH，但反应中催化剂活性会因积碳反应CH4(g)=C(s)+2H2(g)而降低，同时存在的消碳反应CO2(s)+C(s)=2CO(g)则使积碳量减少。在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程：v=k p(CH4) [p(CO2)]-0.5 (k为速率常数)。在p(CH4)一定时，pa(CO2)＞pb(CO2)＞pc(CO2)，如图可以表示不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势的是____(填序号)。
A． B．
C． D．
（6）III.减少二氧化碳排放的方法之三是使用电化学方法转化CO2，研究证明：CO2也可在熔融碳酸钠中通过电解生成CO，收集CO进行其他有机类合成。则生成CO的反应发生在 极，该电极反应式是 。
21．二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于解决能源短缺问题，涉及的反应如下：
（1）I．主反应CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g) ΔH1
Ⅱ．副反应CO2(g)+ H2(g) =CO(g)+ H2O(g) ΔH2= + 41 kJ/mol
回答下列问题：
已知：
①H2(g)+O2(g) = H2O(g) ΔH = -242 kJ/mol
②CH3OH(g) +O2(g) = CO2(g) + 2H2O(g) ΔH = -677 kJ/mol
则ΔH1 = kJ/mol， 该反应在 (填“低温”或“高温”)易自发进行。
（2）关于二氧化碳催化加氢制甲醇的反应体系，下列说法正确的有____。
A．平衡时，3 v(H2)正= v(CO2)逆
B．平衡后，增大压强有利于提高CH3OH的产率
C．平衡后，移去部分H2O(g)， 反应I、Ⅱ的平衡常数均增大
D．选择理想的催化剂，可提高CH3OH在最终产物中的比率
（3）初始进料比n(CO2)： n(H2)=1：3时，在不同温度下达到平衡，体系中CH3OH、CO的选择性和CO2的平衡转化率[ α(CO2)]与温度的关系如图所示：
已知： CH3OH的选择性=
①用各物质的平衡分压p(B)表示反应I的平衡常数表达式Kp= ；
②该反应体系中的催化剂活性受温度影响变化不大。图中表示CH3OH选择性变化的曲线是 (填 “a”或“b”)，其原因是 。
③当T= 250℃时，H2的平衡转化率α(H2)= 。
（4）我国科学家研究Li-CO2电池取得重大科研成果。该电池放电时，CO2在正极放电的反应机理如下：
(i) 2CO2+2e →
(ii)→ + CO2
(iii) + →2 +C
电池的正极反应式为 。
答案解析部分
1．【答案】D
【解析】【解答】向平衡体系2NO+O2 2NO2中通入由18O组成的氧气，由于该反应为可逆反应，随着反应的进行，18O会进入NO、NO2中，所以反应体系中，NO、O2、NO2中都会含有18O，故D符合题意，
故答案为：D。
【分析】该反应是可逆反应达，到平衡状态时示踪原子会存在于各种含氧物质中。
2．【答案】C
【解析】【解答】
A．体系有序性越高，即体系的混乱程度越小，熵值就越低，不符合题意；
B.自发过程将导致体系的熵增大，即熵增原理，不符合题意；
C.吸热反应△H＞0，若△S＞0，反应在高温下△H-T△S＜0，反应能自发进行，符合题意；
D.同种物质熵值：气态＞液态＞固态，所以同种物质气态时熵值最大，不符合题意；
故答案为：C。
【分析】熵是表征物质混乱程度的量。
3．【答案】B
【解析】【解答】A．煅烧石灰水的反应是一个熵增焓增的反应，高温下可自发进行，A不符合题意；
B．水分解成氢气与氧气的反应不能自发进行，在外接电源的作用下电解，B项符合题意；
C．双氧水在催化作用下自发分解，C不符合题意；
D．常温下，冰融化为水为自发过程，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行分析。
4．【答案】B
【解析】【解答】在水蒸发形成水蒸气的过程，是吸热且混乱度增加的过程，则其焓变和熵变均大于0，B符合题意；
故答案为：B。
【分析】同一物质由液态变为气态的过程需要吸收热量，体系的熵增加。
5．【答案】D
【解析】【解答】A．该反应的正反应是放热反应，说明在相同条件下，1 mol A2(g)与1 mol B2(g)的能量总和大于2 mol AB气体的能量，A不符合题意；
B．物质含有的能量：气态＞液态，当反应物的能量相同时，生成物含有的能量越低，反应放出热量就越多，则该反应的反应热就越小，所以1 mol A2与1 mol B2反应生成2 mol液态AB时△H＜-46.6 kJ/mol，B不符合题意；
C．该反应为可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，故在密闭容器中，投入1 mol A2(g)与1 mol B2(g)进行反应，当反应不再进行时，放出热量小于46.6 kJ，C不符合题意；
D．该反应的反应热为-46.6 kJ/mol表示正反应的活化能比逆反应小46.6 kJ/mol。由于断键吸收热量，形成化学键会释放热量，所以正反应、逆反应的活化能都大于0，则逆反应过程的活化能Ea一定大于46.6 kJ/mol，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A、反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放热，反之反应吸热；
B、气体转化为液体需要进一步放出热量；
C、可逆反应无法完全转化；
D、逆反应的活化能可以看成是生成物的键能。
6．【答案】C
【解析】【解答】A、降温化学反应速率减慢，故A不符合题意；
B、合成氨是可逆反应，可逆反应的反应物不能完全转化为生成物，所以1mol N2和3mol H2发生反应生成的氨气少于2mol，故B不符合题意；
C、增大反应物浓度，反应速率加快，在体积一定的密闭容器中再加入 N2，反应速率加快，故C符合题意；
D、反应放热，说明1mol N2和3mol H2的总能量高于2mol NH3的总能量，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】增大反应物浓度、升高温度可增大化学反应速率。
7．【答案】D
【解析】【解答】由分析可知，该炼铁工艺中，对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需，主要原因是反应①②有一定的限度，不能进行彻底，加入过量焦炭可促使反应正向移动，故选D；
故答案为：D。
【分析】焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需，是因为反应①②有一定的限度，不能进行彻底。
8．【答案】A
【解析】【解答】A．标准状况下，SO2(g) +NO2(g) SO3(1)+NO(g)，该反应为熵减的反应，故ΔS＜0，选项A符合题意；
B．反应2CO(g)=2C(s) + O2(g) ΔS<0，ΔH＞0，ΔG=ΔH-TΔS>0，故任何条件下该反应均不能以自发进行，选项B不符合题意；
C．C(s，金刚石)=C(s，石墨) ΔH= -1.9 kJ·mol-1，金刚石比石墨的能量高，能量低的更稳定，故石墨稳定，选项C不符合题意；
D．选择高效催化剂可以降低反应的活化能，提高化学反应速率，但不能改变焓变，选项D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】B.根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行分析；
C.物质的能量越低越稳定；
D.催化剂不影响反应的焓变。
9．【答案】C
【解析】【解答】A、v(Y)=(0.16－0.12)mol÷10L÷2min=0.002mol·L－1min-1，则v(Z)= 0.004mol·L－1min-1，A项不符合题意；
B、降温，平衡正向移动，则达新平衡前，v（正）>v（逆），B项不符合题意；
C、
X(g)＋ Y(g) 2Z(g) △H < 0
起始 0.16 0.16 0
转化 0.06 0.06 0.12
平衡 0.10 0.10 0.12
K= =1.44，C项符合题意；
D、由于该反应是气体体积不变的反应，则达平衡时与原平衡等效，平衡时X的体积分数不变，D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】本题是关于化学反应速率与化学平衡的综合应用题，重点考察反应速率，平衡移动平衡常数以及等效平衡的相关应用。再原平衡体系中加入0.2摩尔的Z，等效为再次加入0.1摩尔X和0.1摩尔Y，此时体系中的物料与原体系呈现一定比例关系，而恒容条件下物料成比例等效为压强成比例。对于反应前后气体的量不再改变的反应，压强变化并不影响平衡。
10．【答案】A
【解析】【解答】A. P原子最外层有5个电子，与其他3个P原子形成共价键，含有1个孤电子对，P4分子中P原子均满足8电子稳定结构，故A符合题意；
B. 反应中NaOH中没有元素的化合价发生变化，既不是氧化剂，也不是还原剂，故B不符合题意；
C. 反应能自发进行，须△G=△H-T△S＜0，因为ΔH＞0，则ΔS＞0，故C不符合题意；
D. 反应中P元素由0价升高为+1价，由0价降低为-3价，因此生成1 mol NaH2PO2，转移1mol电子，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.根据P原子核外最外层电子数和形成的共价键数进行判断；
B.该反应中化合价发生变化的元素只有P；
C.根据△G=△H-T△S进行判断；
D.根据元素化合价变化计算电子转移数值。
11．【答案】A
【解析】【解答】A.由图可知，温度升高，H2的平衡转化率降低，说明升高温度，平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，因此正反应为放热反应，ΔH<0，A符合题意；
B.M、N两点所处的压强相同，但N点的温度小于M点的温度，温度越高，反应速率越快，因此N点的反应速率比M点慢，B不符合题意；
C.由于该反应为可逆反应，反应物无法完全反应，因此H2的转化率不可能达到100%，C不符合题意；
D.增大压强，平衡正向移动，但压强越大，对设备要求越高，且由图像可知，在常压下，H2的平衡转化率已接近100%，故不需要采用更高的压强，D不符合题意；
故答案为：A
【分析】A.结合温度对平衡移动的影响分析反应的热效应；
B.结合温度对反应速率的影响分析；
C.结合可逆反应的特征进行分析；
D.结合图像压强对转化率的影响分析；
12．【答案】B
【解析】【解答】A．该离子反应为： ，加入少量KCl固体，不会引起平衡移动，故A不符合题意；
B． 自发，当 >0、 >0高温下自发，当 <0、 <0时低温自发，故B符合题意；
C．当铜为电极时，属于活性阳极，阳极是铜失电子而不是碘离子失电子，故C不符合题意；
D．向稀 中滴加 溶液是氧化还原反应，离子方程式为： ，故D不符合题意；
故答案为B。
【分析】A.写出离子方程式，即可判断加入的氯化钾对平衡不会产生影响
B.即可判断
C.铜为电极，铜失去电子，变为铜离子，不是碘离子失去电子
D.亚硫酸钠具有还原性，而硝酸具有氧化性，不是发生复分解反应，发生的是氧化还原反应
13．【答案】A
【解析】【解答】A、2H2O2（l）= O2（g）+ 2H2O （l），△H＜0、△S＞0，任何温度下△G=△H-T△S＜0能自发进行，A符合题意；
B、2N2（g）+ O2（g）= 2N2O（g），△H＞0、△S＜0，任何温度下△G=△H-T△S>0不能自发进行，B不符合题意；
C、2Ag（s）+ Cl2（g）= 2AgCl（s），△H＜0、△S＜0，温度较低时△G＜0，故低温能自发进行，C不符合题意；
D、2HgO（s）=2Hg（l）+ O2（g），△H＞0、△S＞0，温度较高时△G＜0，故高温能自发进行，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据△G=△H-T△S正负进行判断即可。
14．【答案】D
【解析】【解答】A．因为为可逆反应，所以尽管选择适宜的条件，SO2和O2也不能全部转化为SO3，故A不符合题意；
B．达到平衡后，反应没有停止了，只是正、逆反应速率相等但并不为零，故B不符合题意；
C．因为为放热反应，由反应可知，2mol SO2和1mol O2的总能量大于2mol SO3的总能量，故C不符合题意；
D．工业在利用上述反应生产三氧化硫时，为了提高产率和效率，要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题，故D符合题意；
故答案：D。
【分析】A．可逆反应进行不到底；
B．化学平衡是动态的；
C．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；
D．工业生产为了提高产率和效率，要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题。
15．【答案】B
【解析】【解答】A．与水反应为，发生歧化反应，H2O中无化合价变化，故A不符合题意；
B．根据反应2Fe3++2I-=2Fe2++I2和实验现象说明Fe3+有剩余，有I2生成，说明和KI的反应是可逆反应，故B符合题意；
C．玻璃棒中本身含有Na元素，无法证明溶液中含钠元素，故C不符合题意；
D．通入NaOH溶液，中和NaOH，继续通入溶液由碱性转化为酸性，最终溶液褪色，不能说明具有漂白性，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.过氧化钠与水的反应中，过氧化钠既是氧化剂也是还原剂，水中的元素化合价没有发生变化；
C.玻璃棒本身含有钠元素；
D. 将SO2通入盛有酚酞的NaOH溶液中，SO2能与NaOH反应而使溶液的红色褪去。
16．【答案】D
【解析】【解答】A．降低温度能减慢反应速率，A不符合题意；
B．由于是可逆反应，反应不能进行到底，充分反应后，生成氨气的物质的量小于0.2mol，B不符合题意；
C．化学平衡是动态平衡，达到平衡时：v(正)=v(逆) ≠0，C不符合题意；
D．体积不变，充入，反应物浓度增大，能加快反应速率，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】易错分析：对于可逆反应，不可能进行彻底，达到平衡时，正逆反应速率相等，但是反应没有停止，达到一种动态平衡。
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）不能
（2）能
（3）1112K
（4）A
【解析】【解答】解：（1）该反应的△G=△H﹣T △S=178.3KJ mol﹣1﹣298.15K×0.1604KJ mol﹣1=130.5KJ mol﹣1．△G＞0，所以不能自发，故答案为：不能；（2）该反应的△G=△H﹣T △S=178.3KJ mol﹣1﹣298.15K×0.1604KJ mol﹣1=130.5KJ mol﹣1．△G＞0，所以在100Kpa、298.15K 时，石灰石分解反应为非自发反应，但在高温的条件下能自发行进，故答案为：能；（3）要想反应能自发进行则需△G=△H﹣T △S＜0，178.3KJ mol﹣1﹣T×160.4KJ mol﹣1=0，解得：T=1112K，故答案为：1112K；（4）该反应在一定温度下能够自发的向右进行，这说明△H﹣T△S一定是小于0，根据方程式可知该反应的△S＞0，所以如果△H＜0，则该反应在任何温度下都是自发进行的，而该反应在一定温度下能够自发的向右进行，因此该反应的反应热△H＞0，故选A．
【分析】（1）（2）该反应的△G=△H﹣T △S=178.3KJ mol﹣1﹣298.15K×0.1604KJ mol﹣1=130.5KJ mol﹣1．△G＞0；（3）化学反应能否自发进行，取决于焓变和熵变的综合判据，当△G=△H﹣T △S＜0时，依据题干给出焓变及熵变计算△H﹣T △S数值，据此判断反应能自发进行；（4）反应能自发进行，应满则△G=△H﹣T △S＜0，以此解答该题．
19．【答案】（1）不是
（2）25a；16
（3）30℃；A
（4）＜；4.8＜n＜6；＞
【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。
20．【答案】（1）低温；小于
（2）+41.2
（3）A；D
（4）
（5）A
（6）阴；2CO2+2e-=CO+CO
【解析】【解答】有两个或以上的气体反应物参与平衡时，增加其中一个气体反应物浓度，另一个反应物的转化率一定增加，两个同时增加时，与反应是分子数增大还是分子数减小有关。
(1)该反应为分子数减少的反应：，且为放热反应：，根据判据：时反应自发进行，可知该反应在低温下可自发进行；由，所以，故填低温、小于；
(2) CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ mol-1和-285.8kJ mol-1，可得；；根据盖斯定律，==+41.2Kj/mol，故填+41.2
(3)A．该反应为放热反应，升高温度，反应速率增加，平衡左移，平衡常数只与温度有关，即平衡常数减小，故A正确；
B．再加入一定量的CO2和H2，体系内压强增大，两者可能都增加，故B不正确；
C．催化剂只能加快反应速率，对平衡移动不影响，故C不正确；
D．该反应为分子数减小的反应，恒温恒容下平衡时压强降低，改为恒温恒压相当于增大压强，平衡右移，可以提高甲醇的百分含量，故D正确；
故答案为：AD；
(4)增大反应物的浓度平衡向右移动，反应速率加快，二氧化碳转化率降低，根据题意可得： ，故填 ；
(5)根据速率方程：v=k p(CH4) [p(CO2)]-0.5 (k为速率常数)，当p(CH4)一定时，积碳速率与p(CO2)成反比，即二氧化碳压强越大，祭坛量越少，且为指数变化关系，所以在以下四幅图中，只有A满足，
故答案为：A；
(6)从CO2参与反应生成CO，碳的化合价降低，得电子，所以生成CO的一极为阴极，电极反应式为：，故填阴、。
【分析】（1）根据时反应自发进行分析；，则；
（2）根据盖斯定律计算；
（3）A.平衡常数只与温度有关；
B.再加入一定量的CO2和H2，体系内压强增大；
C.催化剂不影响平衡转化率；
D.该反应为分子数减小的反应，恒温恒容下平衡时压强降低，改为恒温恒压相当于增大压强，平衡右移；
（4）增大反应物的浓度平衡向右移动，反应速率加快，二氧化碳转化率降低；
（5）当p(CH4)一定时，积碳速率与p(CO2)成反比；
（6）电解池阴极发生还原反应。
21．【答案】（1）-49；低温
（2）B；D
（3）；a；反应I是放热反应，温度升高，反应逆向移动，甲醇的选择性降低。(反应Ⅱ是吸热反应，温度升高，反应正向移动，一氧化碳的选择性升高，则甲醇的选择性降低)；0.2
（4）3CO2+4e- = 2 +C
【解析】【解答】（1）由盖斯定律可得，目标反应的反应热ΔH1=－(－677kJ·mol－1)＋3×(－242kJ·mol－1)=－49kJ·mol－1，所以ΔH1=－49kJ·mol－1。
反应自发进行，则ΔH－TΔS＜0，由该反应的气体分子数减小，即ΔS＜0，且ΔH＜0，所以要满足ΔH－TΔS＜0，则反应需在低温条件下进行。因此该反应在低温易自发进行。
（2）A、当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，用不同物质表示的反应速率，其速率之比等于化学计量数之比，所以，所以v正(H2)=3v逆(CO2)，A不符合题意。
B、平衡后，增大压强，平衡向着气体分子数减小的方向移动，因此平衡正向移动，CH3OH的产率增加，B符合题意。
C、平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，C不符合题意。
D、催化剂具有选择性，选择理想的催化剂，可减少副反应的发生，从而提高CH3OH在最终产物中的比率，D符合题意。
故答案为：BD
（3）①用各物质的平衡分压表示反应的平衡常数。
②反应Ⅰ为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CH3OH的平衡转化率降低，因此曲线a表示的是CH3OH的选择性变化。反应Ⅱ为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CO的平衡产率增大，所以曲边b表示的是CO的选择性。
③令初始进料时n(CO2)=1mol，则n(H2)=3mol。由图可知，当T=250℃时，CO2的平衡转化率为30%，CH3OH、CO的选择性都为50%。所以参与反应的n(CO2)=1mol×30%=0.3mol，反应生成n(CH3OH)=n(CO)=0.15mol。此时反应Ⅰ中消耗n(H2)=0.15mol×3=0.45mol，反应Ⅱ中消耗n(H2)=0.15mol。所以整个反应过程中共消耗n(H2)=0.45mol＋0.15mol=0.6mol，因此H2的平衡转化率为。
（4）由反应机理可得，CO2在正极发生得电子的还原反应，生成CO32－和C，因此电池的正极反应式为：3CO2＋4e－=2CO32－＋C。
【分析】（1）根据盖斯定律计算目标反应的反应热。根据ΔH-TΔS＜0分析反应温度。
（2）A、结合反应速率之比等于化学计量数之比分析。
B、增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动。
C、平衡常数只与温度有关，与浓度无关。
D、催化剂具有选择性，选择理想的催化剂，可减小副反应的发生。
（3）①根据平衡常数的表达式列式。
②结合温度对平衡移动的影响分析。
③根据三段式进行计算。
（4）由反应机理可得，CO2在正极发生得电子的还原反应，生成CO32－和C，据此写出其电极反应式。
