人教版高中化学选修4 2.4《化学反应进行的方向》同步练习（原卷版+解析版）

选修4第二章第四节化学反应进行的方向同步练习
第I卷（选择题）
一、单选题
1．对于可逆反应3H2(g) + N2(g)=2NH3(g)，下列措施能使反应物中活化分子百分数、化学反应速率和化学平衡常数都变化的是
A．增大压强 B．充入更多N2 C．使用高效催化剂 D．降低温度
【答案】D
【解析】
A、增大压强，活化分子百分数不变，故A错误；
B、多充N2，活化分子百分数、平衡常数不变，故B错误；
C、使用催化剂，平衡常数不变，故C错误；
D、降低温度，反应物中活化分子百分数、化学反应速率都减小，且化学平衡常数发生变化，故D正确；
故选D。
2．已知反应2NO(g)＋2CO(g)⇌ N2(g)＋2CO2(g) △H<0，该反应自发进行的条件是
A．低温自发 B．高温自发 C．任意温度下都能自发进行 D．一定非自发
【答案】A
【解析】
该反应为气体减少的反应，所以△S＜0，当△H-T△S＜时反应可以自发进行，由于△H＜0，△S＜0，所以只有当在T较小即低温条件下才能保证△H-T△S＜0，故答案为A。
3．下列说法正确的是(　　)
A．反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的△H＜0，△S＞0
B．在稀溶液中，H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l) 中和热△H＝-57.3 kJ•mol-1
C．燃烧热就是物质燃烧时所放出的热量
D．升高温度或加入催化剂，可以改变化学反应的反应热
【答案】B
【解析】
A. 该反应气体体积减小，△S＜0，能够自发进行说明△H-T△S＜0，△H＜0，A错误；
B. 中和热为：在稀溶液中，强酸与强碱反应生成1mol水放出的热量，即H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l)中和热△H＝-57.3 kJ•mol-1，B正确；
C. 燃烧热的条件是在25℃、1.01×105Pa下，必须是1mol物质完全燃烧并且生成的物质为最稳定的氧化物，可燃物的计量系数必须是1，C错误；
D. 升高温度，可以改变化学反应的反应热，加入催化剂改变反应速率，不能改变化学平衡，不可以改变化学反应的反应热，D错误。
答案选B。
4．下列关于冰融化为水的过程判断正确的是( )
A．ΔH＞0，ΔS＜0 B．ΔH＜0，ΔS＞0 C．ΔH＞0，ΔS＞0 D．ΔH＜0，ΔS＜0
【答案】C
【解析】
冰融化为水的过程要吸收热量，所以ΔH＞0；固体变为液体，是熵增的变化过程，体系的混乱程度增大，所以ΔS＞0，故合理选项是C。
5．对于反应4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)ΔH＝－444.3kJ/mol，且熵减小，在常温常压下该反应能自发进行，对反应的方向起决定作用的是
A．焓变 B．温度 C．压强 D．熵变
【答案】A
【解析】
反应4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)ΔH＝－444.3kJ/mol，从反应可以看出△H<0，△S<0，而反应能自发进行，说明△H- T△S<0，焓变对反应的方向起决定性作用；
故选A。
6．研究化学反应的热效应有利于更好的利用化学能。下列说法正确的是（ ）
A．放热反应任何条件下一定能自发进行
B．升高温度可以增加分子的活化能
C．生成物总能量高于反应物总能量的反应为放热反应
D．生成物的键能总和大于反应物的键能总和的反应为放热反应
【答案】D
【解析】
A．有些放热反应需要在加热条件下才能进行，如铝热反应，故A错误；
B．升高温度，可使更多分子转化为活化分子，不能说增加分子的活化能，故B错误；
C．生成物总能量高于反应物总能量的反应，反应过程中吸收能量，为吸热反应，故C错误；
D．生成物的键能总和大于反应物的键能总和，说明释放能量大于吸收能量，该反应为放热反应，故D正确；
故答案为D。
7．下列说法不正确的是（ ）
A．体系有序性越高，熵值就越低 B．自发过程可以导致体系的熵增大
C．吸热反应不可以自发进行 D．同种物质气态时熵值最大
【答案】C
【解析】
A．体系有序性越高，即体系的混乱程度越小，熵值就越低，正确；
B．自发过程将导致体系的熵增大，即熵增原理，正确；
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，错误；
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，正确；
答案选C。
8．判断过程的自发性的作用是
A．判断过程的方向 B．确定过程是否一定会发生 C．判断过程发生的速率 D．判断过程的热效应
【答案】A
【解析】
化学反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能确定反应是否一定会发生和过程发生的速率，也无法判断反应过程的热效应，故选：A。
9．下列说法正确的是（ ）
A．凡是放热反应都是自发的，凡是吸热反应都是非自发的
B．自发反应一定是放热反应，非自发反应一定是吸热反应
C．自发反应在恰当条件下才能实现
D．自发反应在任何条件下都能实现
【答案】C
【解析】
放热反应、吸热反应是根据反应物的总能量与生成物的总能量大小来进行定义的；而自发反应是根据吉布斯自由能 来定义的。
A．放热反应、吸热反应与自发反应、非自发反应无必然联系，放热反应是反应物的总能量高于生成物的总能量，故A错误；
B．放热反应、吸热反应与自发反应、非自发反应无必然联系，故放热反应、吸热反应与自发反应、非自发反应无必然联系，故B错误；
C．在适当的条件下，自发反应可实现，故C正确；
D．在适当的条件下，自发反应可实现，二者无绝对关系，故D错误；
答案选C。
10．下列反应中，△S<0的是
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【解析】
A. ，气体物质的量增多，是△S >0，故A不符合题意；
B. ，气体物质的量不变，△S = 0，故B不符合题意；
C. ，气体物质的量减少，是△S < 0，故C符合题意；
D. ，气体物质的量增多，是△S >0，故D不符合题意。
综上所述，答案为C。
11．关于反应2CH3OH(g)+3O2(g) 2CO2(g)+4H2O(1) △H<0，下列说法正确的是
A．v(CH3OH) : v (O2)=2:3，说明反应达到平衡状态
B．该反应的 △S<0，所以任何条件下均不能自发进行
C．该反应可设计成原电池，负极产物一定是 CO2
D．标准状况下生成11.2 L CO2，转移电子的物质的量为3mo1
【答案】D
【解析】
A．可逆反应达到平衡时正逆反应速率相等，但选项中未指明是正反应还是逆反应，故A错误；
B．该反应前后气体的物质的量减小，所以△S<0，且该反应△H<0，所以当处于低温状态时△H-T△S可能小于0，反应可以自发进行，故B错误；
C．若原电池以碱溶液为电解质，则负极产物为碳酸根，故C错误；
D．标准状况下生成11.2 L CO2，即生成0.5molCO2，则消耗0.15molO2，该反应中O2为唯一氧化剂，O元素化合价由0价变为-2价，所以转移3mol电子，故D正确；
综上所述答案为D。
12．25℃、101kPa下，反应2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)，△H=+56.7kJ/mol 能自发进行的原因是
A．反应吸热 B．熵增效应大于能量效应 C．熵减小 D．反应放热
【答案】B
【解析】
△G=△H-T△S，该反应能自发进行，△G<0，由于△H>0，所以△S>0，可知B正确；答案选B。
13．下列叙述中正确的是（ ）
A．化学反应过程中，旧化学键断裂释放能量，新化学键形成吸收能量
B．常温下，强酸、强碱之间发生反应，每生成1mol水时所释放的能量大小均相等
C．放热反应在任何条件下都能自发进行
D．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同
【答案】D
【解析】
A．化学反应过程中，旧化学键断裂吸收能量，新化学键形成释放能量，A不正确；
B．常温下，强酸、强碱之间发生反应，每生成1mol水时所释放的能量大小不一定相等，若为浓溶液，或有沉淀生成，还有其它形式的能量转化，B不正确；
C．放热反应常常也需要提供条件才能自发进行，C不正确；
D．ΔH与反应的始态和终态有关，与反应条件无关，所以同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同，D正确；
故选D。
14．下列过程一定不能自发进行的是( )
A．2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＞0
B．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)　ΔH＜0
C．(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)＋NH3(g)　ΔH＞0
D．2CO(g)=2C(s)＋O2(g)　ΔH＞0
【答案】D
【解析】
依据吉布斯自由能方程ΔG=ΔH-TΔS，只要ΔG<0，反应就可能自发进行。
A. 2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)　 ΔS>0，ΔH＞0，则高温时，ΔG<0，A能自发进行；
B. 2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)　 ΔS<0，ΔH<0，则低温时，ΔG<0，B能自发进行；
C. (NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)＋NH3(g)　 ΔS>0，ΔH＞0，则高温时，ΔG<0，C能自发进行；
D. 2CO(g)=2C(s)＋O2(g)　 ΔS<0，ΔH＞0，ΔG>0，D一定不能自发进行。
故选D。
15．下列反应常温时能自发进行，既能用焓判据又能用熵判据解释的是（ ）
A．HCl+NH3=NH4Cl
B．2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
C．2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)
D．Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O
【答案】B
【解析】
A．该反应的△S＜0，不能用熵判据判断，A错误；
B．该反应的△S＞0，△H＜0，既能用焓判据又能用熵判据解释，B正确；
C．该反应为分解反应，△H＞0，不能用焓判据解释，C错误；
D．该反应是吸热反应，△H＞0，不能用焓判据解释，D错误；
故选B。
16．恒容密闭容器中发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H= Q kJ•mol﹣1

在其他条件不变的情况下，研究温度对反应的影响，实验结果如图所示，下列说法正确的是
A．反应的平衡常数
B．Q>0
C．高温有利于该反应的自发进行
D．A点混合气体的平均摩尔质量大于B点
【答案】D
【解析】
A.该反应的平衡常数， A不符合题意；
B.由分析可知，该反应为放热反应，因此Q<0，B不符合题意；
C.若反应自发进行，则ΔH-TΔS<0，由于该反应ΔH<0，ΔS<0，若为高温条件，则ΔH-TΔS可能大于0，不利于反应自发进行，C不符合题意；
D.该反应中反应物和生成物都是气体，因此反应前后混合气体的质量不变，A点时反应正向进行的程度较大，则混合气体的物质的量较小，根据公式可知，混合气体的平均摩尔质量较大，D符合题意；
故答案为：D
17．反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH=－41.2kJ·mol-1，在800℃时的化学平衡常数K＝1.0。某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见下表：
CO
H2O
CO2
H2
0.5 mol
8.5 mol
2.0 mol
2.0 mol
此时反应中正、逆反应速率的关系式是
A．v(正)＞v(逆) B．v(正)＜v(逆) C．v(正)＝v(逆) D．无法判断
【答案】A
【解析】
Qc=(2.0*2.0)/(0.5*8.5)<1=K,平衡会向正反应方向移动，即v(正)＞v(逆) ，选A 。
18．CO2催化加氢合成CH4的过程中主要发生下列反应：
①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-802.0kJ·mol-1
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ·mol-1
③2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH3=-566.0kJ·mol-1
下列有关说法正确的是（ ）
A．CH4的燃烧热为802.0kJ·mol-1
B．反应②能自发进行的原因是ΔS＜0
C．使用催化剂是为了提高CO2加氢时原料的平衡转化率
D．反应CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)的ΔH=-165.2kJ·mol-1
【答案】D
【解析】
A. 燃烧热是指在25℃、101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，水应该为液态，而上述热化学方程式中生成的水为气态，所以焓变不等于燃烧热，故A错误；
B. 反应②中ΔH2>0，ΔH2-TΔS＜0时，反应能自发，则能自发进行的原因是ΔS>0，故B错误；
C. 使用催化剂只改变反应速率，对平衡移动不影响，故不能提高平衡转化率，故C错误；
D. 根据盖斯定律知，②×4-①+③×2得到CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)则ΔH=-165.2kJ·mol-1，故D正确；
故选D。
19．从下列事实所得出的解释或结论正确的是（ ）
选项
实验事实
解释或结论
A
在室温下能自发进行反应：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)ΔH>0
这是一个熵减的反应
B
压缩针筒内的NO2和N2O4混合气体，颜色先变深后变浅
增大压强，平衡向生成N2O4的方向移动，新平衡比旧平衡压强小
C
锌与稀硫酸反应过程中，一开始反应速率逐渐增大
该反应是放热反应
D
已建立平衡的某可逆反应，当改变条件使化学平衡向正反应方向移动
反应物的浓度一定降低
【答案】C
【解析】
A．反应能自发进行，则△H-T△S＜0，△H＞0时，该反应(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)是一个气体体积增加的反应，这是一个熵增加的反应，故A错误；
B．压缩针筒内的NO2和N2O4混合气体，颜色先变深后变浅，但颜色比原来深，压强也是先变大后减小，但比原来大，故B错误；
C．活泼金属与酸反应放热，开始时反应速率变快，故C正确；
D．减小气体体积时，即使反应正向移动，反应物的浓度也比原来大，故D错误；
答案选C。
20．已知：，为正四面体结构，其中P-P键的键能为，的键能为，下列说法正确的是（ ）
A．该反应在任何温度下都能自发
B．和具有的总能量比具有的能量低
C．的电子式为：
D．键的键能为
【答案】D
【解析】
A．反应P4(s)+6Cl2(g)=4PCl3(g)△H1= -1266kJ·mol-1的△H＜0、△S＜0，由△G=△H-T△S可知，反应在高温度下反应不能自发进行，故A错误；
B．此反应是放热反应，则反应物的总能量大于生成物的总能量，即1molP4(s)和6molCl2(g)具有的总能量比4molPCl3(g)具有的能量高，故B错误；
C．PCl3是共价化合物，电子式中未参加成键的电子也要标出，则PCl3的电子式为，故C错误；
D．已知P4(s)+6Cl2(g)=4PCl3(g)△H1= -1266kJ·mol-1=反应物的键能和-生成物的键能和，设P-Cl键的键能为xkJ·mol-1，则(198kJ·mol-1)×6+(243kJ·mol-1)×6 - x×12=-1266kJ·mol-1，解得：x=326，故D正确；
故答案为D。
第II卷（非选择题）
二、填空题
21．据报道，我国在南海北部神狐海域进行的可燃冰（甲烷的水合物)试采获得成功。甲烷是一种重要的化工原料。
甲烷重整是提高甲烷利用率的重要方式，除部分氧化外还有以下二种：
水蒸气重整：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1=+205.9kJ·mol－1①
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2=－41.2kJ·mol－1②
二氧化碳重整：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH3③
则反应①自发进行的条件是___，ΔH3=___kJ·mol-1。
【答案】高温 +247.1
【解析】
根据△H-T△S判断反应的自发性；根据盖斯定律，将①-②得到反应③的热化学方程式。
水蒸气重整：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1=+205.9kJ·mol－1，△H＞0，△S＞0，满足△H-T△S＜0，则需要高温；水蒸气重整：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1=+205.9kJ·mol－1 ①，CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2=－41.2kJ·mol－1②，根据盖斯定律，将①-②得到反应③的热化学方程式：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H3=（+205.9kJ·mol－1）-（-41.2kJ·mol－1）=+247.1kJ·mol－1，故答案为：高温；+247.1。
三、计算题
22．（1）磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素，主要以难溶于水的磷酸盐如Ca3（PO4）2等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。
白磷（P4）可由Ca3（PO4）2、焦炭和SiO2在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下：
2Ca3（PO4）2（s）+10C（s）═6CaO（s）+P4（s）+10CO（g）△H1＝+3359.26 kJ•mol﹣1
CaO（s）+SiO2（s）═CaSiO3（s）△H2＝﹣89.61 kJ•mol﹣1
写出白磷（P4）由Ca3（PO4）2、焦炭和SiO2在一定条件下反应的热化学方程式为：_____。
（2）电子工业中清洗硅片上的SiO2（s）的反应为SiO2（s）+4HF（g）═SiF4（g）+2H2O（g）△H（298.15 K）＝﹣94.0 kJ•mol﹣1△S（298.15 K）＝﹣75.8 J•mol﹣1•K﹣1，设△H和△S不随温度而变化，此反应自发进行的温度是_____
【答案】2Ca3（PO4）2（s）+6SiO2（s）+10C（s）═6CaSiO3（s）+P4（s）+10CO（g）△H＝+2821.6kJ•mol﹣1 T＜1240K。
【解析】
（1）Ca3（PO4）2、焦炭和SiO2在一定条件下反应生成白磷（P4）的化学方程式为2Ca3（PO4）2（s）+6SiO2（s）+10C（s）═6CaSiO3（s）+P4（s）+10CO（g），
①2Ca3（PO4）2（s）+10C（s）═6CaO（s）+P4（s）+10CO（g）△H1＝+3359.26 kJ•mol﹣1
②CaO（s）+SiO2（s）═CaSiO3（s）△H2＝﹣89.61 kJ•mol﹣1
根据盖斯定律①+②×6计算2Ca3（PO4）2（s）+6SiO2（s）+10C（s）═6CaSiO3（s）+P4（s）+10CO（g）的焓变△H＝+3359.26 kJ/mol+（﹣89.61 kJ•mol）×6＝+2821.6kJ/mol，
故答案为：2Ca3（PO4）2（s）+6SiO2（s）+10C（s）═6CaSiO3（s）+P4（s）+10CO（g）△H＝+2821.6kJ•mol﹣1
（2）反应自发进行的条件是△H﹣T△S＜0，△S＜0，则反应自发进行时T1240K，
故答案为：T＜1240K。
四、综合题
23．“低碳循环”引起各国的高度重视，已知煤、甲烷等可以与水蒸气反应生成以CO和H2为主的合成气，合成气有广泛应用．试回答下列问题：
(1)高炉炼铁是CO气体的重要用途之一，其基本反应为：FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) △H＞0。已知在1100°C时，该反应的化学平衡常数K=0.263。
①温度升高，平衡移动后达到新平衡，此时平衡常数值____(填“增大”“减小”“不变”)；
②1100°C时测得高炉中，c(CO2)=0.025mol·L﹣1，c(CO)=0.1mol·L﹣1，则在这种情况下，该反应这一时刻向_______进行(填“左”或“右”)。
(2)目前工业上也可用CO2来生产燃料甲醇CH3OH，有关反应为：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，△H=﹣49.0KJmol﹣1，某温度下，向体积为1L恒容密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示．

①反应开始至平衡，氢气的平均反应速率v(H2)=______，CO2的转化率为_____；该温度下上述反应的平衡常数K=_____(分数表示)；
②反应达到平衡后，下列能使的值增大的措施是______(填符号)。
a．升高温度 b．再充入H2 c．再充入CO2 d．将H2O(g)从体系中分离 e．充入He(g)
③有人提出，可以设计反应2CO(g)=2C(s)+O2(g) (△H＞0)来消除CO的污染，请你判断上述反应是否能自发进行并说明理由________。
【答案】增大 右 0.225 mol·（L·min）-1 75% L2/mol2 bd 不能，因为该反应的△H＞0，△S 【解析】
（1）①由于该反应的正反应是吸热反应，所以温度升高，化学平衡正向移动，达到新的平衡时平衡常数K值增大；②1 100 ℃时测得高炉中，c(CO2)=0.025 mol·L-1，c(CO)=0.1 mol·L-1，则浓度熵Q= c(CO2)÷c(CO)=0.025 mol·L-1÷0.1 mol·L-1=0.25<0.263=K，所以在这种情况下，该反应向正反应方向移动；故答案为：增大；右；
（2）①根据图像可知：从反应开始到衡，V(CO2)=0.75mol/L÷10min=0.075mol/(L·min)，V(H2)=3V(CO2)= 0.225mol/(L·min)；CO2的转化率为 ×100%＝75%；平衡时氢气、二氧化碳、甲醇和水蒸气的物质的量浓度分别是0.75mol/L、0.25mol/L、0.75mol/L、0.75mol/L，所以该温度下上述反应的平衡常数K＝；故答案为：0.225 mol·（L·min）-1；；75%；L2/mol2；
②a．升高温度，平衡逆向移动，减小，a错误；b．再充入H2使平衡正向移动， 增大，b正确；c．再充入CO2 平衡正向移动，但是Δc(CO2) 大于Δc(CH3OH)， 比值减小，c错误；d．将H2O（g）从体系中分离，平衡正向移动，比值增大，d正确；E．充入He（g），平衡不移动，比值不改变，e错误，答案选bd。
③由于该反应的△H＞0，△S＜O，△H-T△S＞0，所以不能自发进行。故答案为：不能，因为该反应的△H＞0，△S 24．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）生产氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g) ΔH＝＋131.3kJ·mol－1，ΔS＝＋133.7J·mol－1·K－1，
①该反应在低温下___________(填“能”或“不能”)自发进行。
②写出该反应的平衡常数表达式_________________。
（2）已知在400℃时，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的K＝0.5。
①在400℃时，2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的K′＝________(填数值)。
②400℃时，在0.5L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2mol、1mol、2mol，则此时反应v(N2)正________v(N2)逆(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________移动(填“向左”、“向左”或“不”)；反应的ΔH__________(填“增大”、“减小”或“不改变”)。
（3）水煤气转化反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在一定温度下达到化学平衡。现将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应，得到如下两组教据：
实验编号
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所需时间/min
CO
H2O
H2
CO
1
650
4
2
1.6
2.4
5
2
900
2
1
0.4
1.6
3
① 实验l中以CO2表示的反应速率为v(CO2)=____________；
② 实验1的平衡常数K1__________实验2的平衡常数K2(填“大于””小于，“等于”“不能确定”)。
③ 该反应正方向为_____________(填“吸”或‘放”)热反应；
【答案】不能 K= 2 = 向左 不改变 0.16mol/(L·min) 大于 放
【解析】
（1）①根据反应能否自发进行的判据：△H-T△S＜0，反应自发进行，代入数据来计算；②k=；

（2）①互为逆反应的化学反应平衡常数互为倒数；
②根据浓度熵和平衡常数之间的关系来判断反应的状态；
③恒压条件下向平衡体系中通入氩气，体积增大，平衡向逆方向移动；催化剂对反应热不影响；
（3）①已知平衡时c（H2）=1.6mol，所以c（CO2）=1.6mol，根据公式求出v（CO2）=；
②先求出实验1、实验2中CO的转化率，然后根据则温度升高，判定平衡移动的方向，说明该反应的吸放热情况，以此判定平衡常数的大小；
③第二组温度比第一组高，反应物物质的量比第一组减半，但是平衡时H2的物质的量比第一组的一半少，表明该反应为放热反应。

（1）①△H-T△S=131.3KJ/mol-T×133.7×0.001KJ/(K•mol)，在低温下，该值一定是大于0的，所以不能在低温下自发进行，故答案为：不能；
②该反应的平衡常数表达式K=，故答案为：K=；
（2）①反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)和反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)是互为可逆反应，平衡常数互为倒数，故此反应的平衡常数是2，故答案为：2；
②一段时间后，当N2、H2、NH3的物质的量分别为4mol/L、2mol/L、4mol/L时，Qc==0.5=K1，所以该状态是平衡状态，正逆反应速率相等，故答案为：=；
③恒压条件下向平衡体系中通入氩气，体积增大，平衡向逆方向移动；加入催化剂，只改变反应的活化能，但反应热不变；故答案为：向左；不改变；
（3）①已知平衡时c(H2)=1.6mol，所以c(CO2)=1.6mol，v(CO2)==0.16mol/(L•min)，故答案为：0.16mol/(L•min)；
②实验1中CO的转化率为×100%=40%，实验2中CO的转化率为×100%=20%，则实验1的转化率大于实验2，则说明温度升高平衡向逆反应方向移动，正反应放热，温度升高平衡向逆反应方向移动，平衡常数K减小，故答案为：大于；
③根据②的分析，该反应正反应放热，故答案为：放。
25．2015年巴黎气候变化大会的主题之一是节能减排，开发新能源以及提高能源的利用率再次受到国际社会的高度关注。
（1）近年我国努力调整能源结构，开发新能源。下列物质中，属于可再生能源的是________（填字母）。
A、氢能 B、天然气 C、石油
（2）工业制氢有多种渠道：
①其中一个重要反应是：CO(g) + H2O(g)=CO2(g) + H2(g) ΔH。
已知： C(s，石墨) + O2(g)=CO2(g) ΔH1＝－394 kJ/mol
2C(s，石墨) + O2(g)=2CO(g) ΔH2＝－222 kJ/mol
H2(g)+ O2(g)=H2O(g) ΔH3＝－242 kJ/mol
则ΔH＝_____kJ/mol。
②一种“金属（M）氧化物循环制氢”的原理如图所示。写出该流程制氢的总反应式：________ 。

③氢气可用于制备 H2O2 。已知： H2(g)+A(l)=B(l) ΔH1 、O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l) ΔH2，这两个反应均为自发反应，则 H2(g)+O2(g)=H2O2(l) 的 ΔH____0 ( 填 “ ＞ ” 、 “ ＜ ” 或 “＝”)。
【答案】A -41 2H2O==2H2 ↑+O2↑ ＜
【解析】
（1）天然气和石油都是化石燃料，属于不可再生能源，氢能属于可再生能源。答案为：A；
（2）①其中一个重要反应是：CO(g) + H2O(g)=CO2(g) + H2(g) ΔH。
已知： C(s，石墨) + O2(g)=CO2(g) ΔH1＝－394 kJ/mol ①
2C(s，石墨) + O2(g)=2CO(g) ΔH2＝－222 kJ/mol ②
H2(g)+ O2(g)=H2O(g) ΔH3＝－242 kJ/mol ③
将[①×2-②-③×2]÷2得CO(g) + H2O(g)=CO2(g) + H2(g) ΔH=-41 kJ/mol。答案为：-41；
②利用“金属（M）氧化物循环制氢”的原理写出两个过程的化学方程式分别为：xM+yH2O=MxOy+yH2、2MxOy=2xM+yO2，前一反应乘以“2”,然后与后一反应加和、化简，即得该流程制氢的总反应式2H2O==2H2 ↑+O2↑。答案为：2H2O==2H2 ↑+O2↑；
③H2(g)+A(l)=B(l) ΔH1 、O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l) ΔH2，这两个反应均为自发反应，ΔG<0，由于ΔS<0，利用∆G=∆H-T∆S，可推出H2(g)+O2(g)=H2O2(l) 的 ΔH<0。答案为：<。