资源简介

2.1 化学反应的方向 同步测试题
一、单选题
1．下列说法中，正确的是（　　）
A．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程
B．能够自发进行的反应一定是放热反应
C．ΔH＜0的反应均是自发进行的反应
D．能够自发进行的反应一定是熵增的反应
2．下列几个过程中，属于熵减的变化是（　　）
A．干冰的升华 B．NaCl溶于水
C．NH3(g)+HCl(g) = NH4Cl(s) D．2Na+2H2O(l) = 2NaOH+H2↑
3．灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制造器皿。现把白锡制成的器皿放在0 ℃、100 kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能再继续使用(已知：在0℃、100 kPa条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为ΔH=-2.18k J·mol-1，ΔS=-6.61 J·mol-1·K-1)（　　）
A．会变成灰锡 B．不会变成灰锡
C．不能确定 D．升高温度才会变成灰锡
4．某反应：A=B+C在室温下能自发进行，但在高温下不能自发进行，对该反应过程△H、△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
5．在溶液中滴加5~6滴溶液充分反应后，再进行下列实验，其中可以证明溶液和溶液的反应有一定限度的是（　　）
A．取反应后的溶液少许，再滴加溶液，观察是否有沉淀产生
B．加入振荡后静置，取出下层液体，观察下层液体颜色
C．加入振荡后静置，取出上层液体，滴加溶液观察是否变红
D．加入振荡后静置，取出上层液体，滴加溶液观察是否有白色沉淀
6．化学反应中，有时存在“一种物质过量，另一种物质仍不能完全反应”的情况。下列反应中不属于这种情况的是（　　）
A．常温下，过量的Fe与浓硝酸反应
B．过量的Cu与浓硫酸反应
C．过量的Zn与浓硫酸反应
D．过量的H2与N2在催化剂存在下反应
7．在298K和100kPa压力下，已知金刚石和石墨的熵、燃烧热和密度分别为：
物质 S/(J·K 1·mol 1) H/(kJ·mol 1) ρ/(kg·m 3)
C(金刚石) 2.4 395.40 3513
C(石墨) 5.7 393.51 2260
此条件下，对于反应C(石墨)→C(金刚石)，下列说法正确的是
A．该反应的 H＜0， S＜0
B．由公式 G＝ H T S可知，该反应 G＝985.29kJ·mol 1
C．金刚石比石墨稳定
D．超高压条件下，石墨有可能变为金刚石
8．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)
9．下列关于化学反应方向的说法正确的是（　　）
A．凡是放热反应都是自发反应
B．凡是熵增大的反应都是自发反应
C．凡是吸热反应都不是自发反应
D．反应是否自发，需要综合考虑反应焓变和熵变
10．下列反应中熵显著增加的是（　　）
A．2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) B．Cu(s)+Cl2(g)=CuCl2(s)
C．C(s)+O2(g)=CO2(g) D．2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)
11．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
12．下列反应不属于可逆反应的是（　　）
A． 与
B． 与
C． 与
D． 与
13．一定温度和压强下，当△H－T△S＜0时，反应能自发进行。下列反应△H＞0，△S＞0的是（　　）
A．HCl(g)+NH3(g)=NH4Cl(s)
B．高温下能自发进行的反应：2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)
C．2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)
D．任何温度下均能自发进行的反应：COCl2(g)=CO(g)+Cl2(g)
14．下图在密闭容器中进行合成氨反应： 一定温度和压强下， 和 随时间变化的关系如下图所示。下列叙述正确的是 （　　）
A．点a的正反应速率比点b的大
B．点c处反应达到平衡
C．点d( 时刻)和点e( 时刻)处 不一样
D．e点反应停止
15．一定温度下，将 2 mol SO2 和 1 mol O2 充入一定容密闭容器中，在催化剂存在下进行下列反应： 2SO2（g）+ O2（g） 2SO3（g）；△H= －197 kJ/ mol，下列说法中正确的是（　　）
A．达到反应限度时，生成 SO3 为2 mol
B．达到反应限度时，反应放出 197 kJ 的热量
C．达到反应限度时SO2、O2、SO3的分子数之比一定为2∶1∶2
D．达到反应限度时SO2的消耗速率必定等于SO3的消耗速率
16．某化学反应其△H=﹣122kJ mol﹣1，△S=231J mol﹣1 K﹣1，则此反应在下列哪种情况下可自发进行（　　）
A．在任何温度下都能自发进行 B．在任何温度下都不能自发进行
C．仅在高温下自发进行 D．仅在低温下自发进行
二、综合题
17．
（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）。
18．氨气可作为脱硝剂，在恒温恒容密闭容器中充入一定量的NO和，在一定条件下发生反应：6NO(g)+4NH3(g) 5N2(g)+6H2O(g)。
（1）能说明该反应已达到平衡状态的标志是　 　(填字母)。
a.反应速率
b.容器内压强不再随时间而发生变化
c.容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化
d.容器内n(NO)∶n(NH3)∶n(N2)∶n(H2O)=6∶4∶5∶6
e.有12 molN-H键断裂的同时生成5 molN≡N键
f.混合气体的总质量不随时间的变化而变化
（2）某次实验中测得容器内NO及的物质的量随时间变化如图所示，图中b点对应的速率关系是v(正)　 　v(逆)(填“>”“<”或“=”)，d点对应的速率关系是v(正)　 　v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
（3）已知拆开1 mol 键、1 mol 键、1 mol 键需要的能量依次为436 kJ、946 kJ、391 kJ，在该温度下，取1 mol 和3 mol 放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量总小于92 kJ，其原因是　 　。
（4）一定条件下，在2 L密闭容器内，反应2NO2(g) N2O4(g)，n(NO2)随时间变化如下表：
时间/s 0 1 2 3 4 5
n(NO2)/mol 0.040 0.020 0.010 0.005 0.005 0.005
①用N2O4表示0~2 s内该反应的平均速率　 　，在第5 s时，NO2的转化率为　 　。(转化率是指某一反应物转化的百分率。)
②根据上表可以看出，随着反应的进行，反应速率逐渐减小，其原因是　 　。
19．
（1）如图是1mol NO2(g)和1mol CO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图，已知E1＝+134kJ·mol－1、E2＝+368kJ·mol－1，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是　 　(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，ΔH的变化是　 　。请写出NO2和CO反应的热化学方程式：　 　。
（2）以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。
已知：
a： 2NH3(g)＋CO2(g)=NH2CO2NH4(s) ΔH＝－159.5kJ·mol－1
b： NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH＝＋116.5kJ·mol－1
c： H2O(l)=H2O(g) ΔH＝＋44.0kJ·mol－1
①对于a反应来说，　 　(填“高温”“低温”或“无影响”)更有利于该反应的自发。
②写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式：　 　。
20．某反应在体积为5L的恒容密闭容器中进行，各相关物质的物质的量随时间的变化情况如图所示(已知A、B、C均为气体)。
（1）结合图像信息，判断该反应可能是　 　(填选项序号)。
①；②；③
（2）试计算：
①反应从开始至2分钟时，以B的浓度变化表示的该反应的平均反应速率　 　；
②反应达到限度后A物质的转化率　 　。
21． 在一定温度下，向体积为1L的密闭容器中通入1molX气体和0.5molY气体，各物质的物质的量随时间变化如图所示：
（1）该反应是　 　(填“可逆反应”或“非可逆反应”)，化学反应方程式为　 　。
（2）在2min内X平均反应速率　 　。
（3）若在2min末时，放出18.16kJ热量，则该反应的热化学方程式为　 　。
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【解答】A．同种物质的熵值，液体大于固体，故冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程，A说法符合题意；
B．能够自发进行的反应中， G＜0， G=ΔH-TΔS，不一定是放热反应，B说法不符合题意；
C． G＜0的反应能够自发进行，ΔH＜0的反应不一定是自发进行的反应，C说法不符合题意；
D．能够自发进行的反应一定是 G＜0，不一定为熵增的反应，D说法不符合题意；
故答案为：A。
【分析】易错分析：B.大多数自发进行的反应是放热反应，但是有些吸热反应也可以自发进行。
D.判断一个反能否自发进行要结合熵判据和涵判据，单一判断都是不准确的。
2．【答案】C
【解析】【解答】熵减即混乱程度减少，气体转化为液体、液体转化为固体、体转化为固体、气体化学计量数减少，均属于熵减的过程；
A、干冰升华为固体转化为气体，熵增加，A错误；
B、氯化钠溶于水，属于固体转化为溶液的过程，熵增加，B错误；
C、气体转化为固体，熵减少，C正确；
D、固体、液体转化为溶液、气体，熵增加，D错误；
故答案为：C
【分析】熵减即混乱程度减少，气体转化为液体、液体转化为固体、体转化为固体、气体化学计量数减少，均属于熵减的过程。
3．【答案】A
【解析】【解答】在等温、等压条件下，自发反应总是向着ΔH－TΔS<0的方向进行，直至达到平衡状态。因此，在0 ℃、100 kPa条件下，白锡会不会变为灰锡的问题就转化为求算ΔH－TΔS值的问题。ΔH－TΔS＝－2 180 J·mol-1－273 K×(-6.61 J·mol-1·K-1)＝－375.47 J·mol-1<0，因此在该条件下白锡会变为灰锡。
故答案为：A。
【分析】结合熵判据和涵判据，利用ΔH－TΔS，小于0，可以进行。
4．【答案】A
【解析】【解答】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，反应能自发进行，
当△H＜0，△S＞0时，△G=△H-T △S＜0，在室温一定能自发进行，
而△H＞0，△S＜0时不能自发进行，
△H＞0，△S＞0时，在室温下不能自发进行，在高温下能自发进行；
故答案为：A。
【分析】本题考查反应能否自发进行的判断，题目难度不大，注意根据自由能判据的应用，当△G=△H-T △S＜0时，反应能自发进行。
5．【答案】C
【解析】【解答】A．FeCl3的量少，I-有剩余，Ag+跟剩余的I-反应生成AgI沉淀，跟反应是否可逆无关，A不符合题意；
B．无论该反应是否可逆，溶液中一定有碘单质，下层一定会呈紫红色，B不符合题意；
C．由分析可知，加KSCN溶液，如果溶液变红，证明溶液中还有Fe3+，该反应为可逆反应，若溶液不变红，证明溶液中Fe3+已经全部转换为Fe2+，该反应不可逆，C符合题意；
D．上层清液一定含Cl-，一定会产生白色AgCl，与本反应是否可逆无关，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.KI过量，加入硝酸银，银离子直接结合碘离子生成AgI；
B.氯化铁和KI反应一定有单质碘生成；
C.若存在Fe3+，说明Fe3+未完全反应，该反应为可逆反应；
D.上层清液一定含Cl-，一定会产生白色AgCl。
6．【答案】C
【解析】【解答】A、常温下，Fe和浓硝酸在常温下发生钝化反应，浓硝酸有剩余，选项A不符合题意；
B. 随反应进行，浓硫酸变为稀硫酸，而Cu与稀硫酸不反应，故Cu过量不能使硫酸完全反应，选项B不符合题意；
C、Zn与浓硫酸反应得到二氧化硫，与稀硫酸反应得到氢气，Zn过量可以是硫酸完全反应，选项C符合题意；
D、氢气与氮气反应生成氨气为可逆反应，反应存在限度，氢气、氮气不能完全反应，选项D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】A.常温下铁与浓硝酸发生钝化；
B.铜与稀硫酸不反应；
D.可逆反应不能进行到底。
7．【答案】D
【解析】【解答】A．根据燃烧热的定义可知：C(金刚石，s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-395.40kJ·mol 1，C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.51kJ·mol 1，反应C(石墨)→C(金刚石)的ΔH=(-393.51kJ·mol 1)-(-395.40kJ·mol 1)=1.89kJ·mol 1＞0，ΔS=S(金刚石)-S(石墨)=2.4J·K 1·mol 1-5.7J·K 1·mol 1=-3.3J·K 1·mol 1＜0，A不符合题意；
B．由公式 G= H T S可知，该反应 G=1.89kJ·mol 1-298K×(-3.3J·K 1·mol 1)=2.8734kJ·mol 1，B不符合题意；
C．由A选项可知，反应C(石墨)→C(金刚石)是吸热反应，说明质量相同时，石墨的能量较低，则石墨比金刚石稳定，C不符合题意；
D．由于金刚石的密度比石墨大，故质量相同时，金刚石的体积小，则反应C(石墨)→C(金刚石)是体积减小的过程，由影响相变速率的因素可知，随着体积差的增大，增大压强，成核速率加快，有利于相变向密度大的多面体方向转变；故超高压条件下，石墨有可能变为金刚石，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．根据燃烧热的定义；
B．利用公式 G= H T S计算；
C．由A选项可知，能量越低，越稳定；
D．依据影响相变速率的因素可知，随着体积差的增大，增大压强，成核速率加快，有利于相变向密度大的多面体方向转变分析。
8．【答案】A
【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。
9．【答案】D
【解析】【解答】A．若放热反应为熵减反应，当温度较高时，反应不一定能自发进行，A不符合题意；
B．若熵增反应为吸热反应，在低温时反应难以自发进行，B不符合题意；
C．若吸热反应的熵值增大，则在高温时可能自发进行，C不符合题意；
D．反应是否能自发进行，需要从焓判据和熵判据进行综合分析，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】放出热量的反应有利于反应的自发进行，熵增加的反应有利于反应的自发进行，但是化学反应能否自发进行要结合焓变熵变的复合判据来判断：△H-T△S<0的反应能自发进行，△H-T△S>0的反应不能自发进行，据此分析判断。
10．【答案】A
【解析】【解答】A.该反应中，反应后气体分子数增多，熵显著增加，A符合题意；
B.该反应中，反应后气体分子数减少，熵显著减小，B不符合题意；
C.该反应中，反应前后气体分子数不变，熵不变，C不符合题意；
D.该反应中，反应后气体分子数减少，熵显著减小，D不符合题意；
故答案为：A
【分析】反应过程中熵显著增加，则反应后气体分子数增加，据此结合选项所给反应进行分析。
11．【答案】C
【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。
12．【答案】D
【解析】【解答】可逆反应是指同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应的方向进行的反应，所以A、B、C均属于可逆反应，而D中两个反应条件不同，不是可逆反应；
故答案为D。
【分析】可逆反应是指同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应的方向进行的反应。
13．【答案】B
【解析】【解答】A．HCl(g)+NH3(g)=NH4Cl(s)，该反应是化合反应，气体物质的量减小的反应，即△H＜0，△S＜0，故A不符合题意；
B.2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)是熵增反应即△S＞0，该反应在高温下能自发进行的反应，则△H－T△S＜0，说明△H＞0，故B符合题意；
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)是放热的、熵减的反应即△H＜0，△S＜0，故C不符合题意；
D．任何温度下均能自发进行的反应：COCl2(g)=CO(g)+Cl2(g)，则△H＜0，△S＞0，故D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据象限图，第一象限是高温下能自发进行即△H＞0，△S＞0，第二象限是任意条件下自发进行即△H＜0，△S＞0，第三象限是低温下能自发进行即△H＜0，△S＜0，第四象限任意条件下都不能自发进行即△H＜0，△S＜0。
14．【答案】A
【解析】【解答】A．随着反应进行，反应物的浓度减小，则正反应速率逐渐减小，可知点a的正反应速率比点b的大，故A符合题意；
B．点c处氨气和氢气的物质的量相等，但随着时间的变化，二者的物质的量发生变化，说明点没有达到平衡状态，故B不符合题意；
C．平衡状态时各物质的物质的量不变，d、e处氨气、氢气的物质的量不变，说明达到平衡状态，则点d( 时刻)和点e( 时刻)处 一样，故C不符合题意；
D．可逆反应达到平衡状态时，反应处于动态平衡，各物质的物质的量不再发生改变，e点为平衡状态，因此反应未停止，故D不符合题意；
综上所述，叙述正确的是A项，
故答案为A。
【分析】 反应中，随着反应的进行，反应物的物质的量逐渐减少，生成物的物质的量逐渐增多，当达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应物的生成物的物质的量不再改变，曲线为水平直线，以此解答该题。
15．【答案】D
【解析】【解答】A、此反应是可逆反应不能进行到底，因此达到限度生成SO3的物质的量小于2mol，故A不符合题意；
B、此反应属于可逆反应，不能完全进行，放出的热量小于197kJ，故B不符合题意；
C、不清楚转化率，因此达到限度时，SO2、O2、SO3的分子数之比可能为2：1：2，故C不符合题意；
D、达到限度，根据化学平衡状态的定义，SO2的消耗速率等于SO3的消耗速率，故D符合题意。
【分析】根据反应的可逆性和化学平衡状态的标志进行分析即可。
16．【答案】A
【解析】【解答】解：反应自发进行需要满足，△H﹣T△S＜0：依据题干条件计算判断，
△H﹣T△S=﹣122kJ mol﹣1﹣T×231×10﹣3KJ mol﹣1 K﹣1＜0，所以反应一定是自发进行的反应；
A、在任何温度下都能自发进行，故A正确；
B、在任何温度下都能自发进行，故B错误；
C、在任何温度下都能自发进行，故C错误；
D、在任何温度下都能自发进行，故D错误；
故选A．
【分析】依据反应的焓变和熵变结合温度分析计算，△H﹣T△S＜0说明反应自发进行；
17．【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。
18．【答案】（1）bc
（2）>；=
（3）该反应是可逆反应，反应不完全
（4）0.00375mol L-1 s-1；87.5%；随着反应的进行，二氧化氮的物质的量浓度减小，反应速率减小
【解析】【解答】 (1)a.v(NH3)=v(N2)，不能判断已达到平衡状态 ，a不符合题意；
b.反应前后气体体积增大，压强不随时间的变化而变化，能判断反应达平衡状态，b符合题意；
c.N2物质的量分数不再随时间而发生变化，浓度不再改变，能判断达到平衡状态，c符合题意；
d.容器内n(NO)∶n(NH3)∶n(N2)∶n(H2O)=6∶4∶5∶6，不能判断达到平衡状态，d不符合题意；
e.12molN-H键断裂的同时一定会生成5molN≡N键，都表示正反应速率，不能判断达到平衡状态，e不符合题意；
f.混合气体总质量始终不变，不能判断达到平衡状态，f不符合题意；
选bc；
(2)b点没达到平衡，反应正向进行，图中b点对应的速率关系是v(正)>v(逆)；d点达到平衡状态，ν(正)=ν(逆)；
(3)生成1molNH3反应热为：△H=946 kJ/mol+3×436 kJ/mol-6×391 kJ/mol=92 kJ/mol，氮气和氢气合成氨气的反应是可逆反应，反应不完全，放出的热量一定小于92.4kJ；
(4)①用NO2表示0～2s内该反应的平均速率是0.03/2/2=0.0075mol L-1 s-1；用N2O4表示0～2s内该反应的平均速率是1/2×0.0075mol L-1 s-1=0.00375mol L-1 s-1，在第5s时，NO2的转化率为0.04-0.005/0.04x100%=87.5%；
②根据上表可以看出，随着反应进行，反应速率逐渐减小，其原因随着反应的进行，二氧化氮的物质的量浓度减小，反应速率减小。
【分析】 (1)a.v(NH3)=v(N2)，不能判断已达到平衡状态 ；
b.反应前后气体体积增大，压强不随时间的变化而变化，能判断反应达平衡状态；
c.N2物质的量分数不再随时间而发生变化，浓度不再改变，能判断达到平衡状态；
d.物质的量之比，不能判断达到平衡状态；
e.都表示正反应速率，不能判断达到平衡状态；
f.混合气体总质量始终不变，不能判断达到平衡状态；
(2)达到平衡状态，ν(正)=ν(逆)；
(3)反应热的计算；
(4)①平均速率的计算，转化率的计算；
②随着反应的进行，浓度减小，反应速率减小。
19．【答案】（1）减小；不变；NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g) ΔH＝－234kJ·mol－1
（2）低温；2NH3(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l)ΔH＝－87.0kJ·mol－1
【解析】【解答】（1）图中E1的能量表示该反应的活化能，加入催化剂，可以降低反应的活化能，故E1的值变小；而催化剂不改变平衡移动的方向，故反应放出的热量保持不变。该反应的反应热 H=E1-E2=(+134kJ·mol－1)-( +368kJ·mol－1)= －234kJ·mol－1，故该反应的热化学方程式为：NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g) ΔH＝－234kJ·mol－1。
（2）①a反应为放热反应， H＜O，且反应前后气体分子数减小，即 S＞0，根据 H-T S＜0，反应自发进行可知，该反应需在低温下，更有利与于其自发进行。
②CO2与NH3合成尿素和液态水的化学方程式为：2NH3(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l)，根据盖斯定律，可得该反应的反应热ΔH=ΔHa+ΔHb-ΔHc=(－159.5kJ·mol－1)+( ＋116.5kJ·mol－1)-( ＋44.0kJ·mol－1)= －87.0kJ·mol－1
故该反应的热化学方程式为：2NH3(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l) ΔH＝－87.0kJ·mol－1
【分析】（1）催化剂可以降低反应所需的活化能，但不改变反应热；根据公式 H=E1-E2计算反应热，再写出该反应的热化学方程式。
（2）①根据熵判据和焓判据分析分析反应的自发过程；
②根据盖斯定律计算反应热，从而写出该反应的热化学方程式；
20．【答案】（1）②
（2）0.1mol/(L·min)；40%
【解析】【解答】 (1) 由图像可得，AB是反应物，C为生成物，2分钟内A的物质的量变化量为 2mol ，B的物质的量变化量 1mol ，C的物质的量变化量为2mol
故答案为： 第1空、② 。
(2) B的物质量变化量为 1mol， 平均反应速率V(B)等于1mol /5L/2min，等于0.1 mol/(L·min) ，A的物质量变化量为 2mol ，A的转化率为2/5x100%，等于40%。
故答案为：第1空、0.1mol/(L·min)
第2空、40%
【分析】反应物物质的量在减少，生成物物质的量在增加，再根据公式可求出。
21．【答案】（1）可逆反应；2X+Y Z
（2）
（3）
【解析】【解答】（1）由反应过程图可知，当反应进行到2min后，反应物X和Y都有剩余，因此该反应为可逆反应。反应过程中参与反应的n(X)=0.4mol、n(Y)=0.2mol，反应生成n(Z)=0.2mol，因此其物质的量之比为2：1：1，故该反应的化学方程式为：2X+Y Z。
（2）在2min内X的变化浓度，因此2min内用X表示的反应速率。
（3）在2min末时，参与反应的n(X)=0.4mol，反应放出的热量为18.16kJ，因此当有2molX参与反应时，放出的热量为，因此反应的热化学方程式为：2X(g)+Y(g) Z(g) ΔH=-90.8kJ/mol。
【分析】（1）反应过程中，生成物都有剩余，因此为可逆反应。根据反应过程中各物质的物质的量变化确定反应的化学方程式。
（2）根据图像确定2min内X的变化浓度，结合速率公式计算反应速率。
（3）根据2min内时参与反应的n(X)以及反应过程中放出的热量，计算2molX参与反应时放出的热量，从而得出反应的热化学方程式。

展开更多......

收起↑