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2.3化学反应的方向（分层作业）
1．已知凡气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应。一定条件下，下列反应不能自发进行的是
A．2O(g)=3O(g) ΔH<0 B．2CO(g)=2C(s)+O (g) ΔH>0
3 2 2
C．N(g)+3H(g)⇌2NH (g) ΔH<0 D．CaCO (s)=CaO(s)+CO (g) ΔH>0
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2．氢气可用于制备HO 已知：①H(g)＋A(l)=B(l) ΔH；②O(g)＋B(l)=A(l)＋HO(l) ΔH，其中A、B均为
2 2. 2 1 2 2 2 2
有机物，两个反应均为自发反应，则反应H(g)＋O(g)=HO(l)的ΔH
2 2 2 2
A．大于0 B．小于0
C．等于0 D．无法判断
3．下列变化的熵变大于零的是
A．2HO(l)=2H O(l)＋O(g)
2 2 2 2
B．CO(g)→CO (s)
2 2
C．NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋HO(l)
2
D．NH (g)＋HCl(g)=NH Cl(s)
3 4
4．下列关于自发反应的叙述中，正确的是
A．自发反应的逆过程在相同条件下也必定是自发的
B．铁在潮湿的空气中生锈属于非自发反应
C．自发过程可以是物理过程，不一定是自发反应，而自发反应一定是自发过程
D．自发反应与外界条件无关
5．我国科学家在碳资源化利用方面取得突破性进展，如合成 的反应为
，其能量变化示意图如下。下列有关该反应的叙述错误的是
A．该反应在任何温度下都能自发进行
B．该反应的自发性与焓变和熵变都有关
C．该反应的焓变和熵变与物质的聚集状态都有关
D．使用催化剂能加快反应速率，但焓变不会变化6．下列说法正确的是。
A．常温常压下， 、 的溶解焓变相近， ；
，则
B．
C．非自发进行的反应一定不可能发生
D．需要加热才能进行的过程肯定不是自发过程
7．已知甲烷隔绝空气在不同温度下有可能发生如下两个反应：①CH(g)=C(s)＋2H(g)，②2CH(g)=C H(g)＋
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3H(g)。某同学为了得到用天然气制取炭黑的允许温度范围和最佳温度，在图书馆查到了如下热力学数据：
2
①的ΔH(298 K)=74.848 kJ·mol-1，ΔS(298 K)=80.674 J·mol-1·K-1
②的ΔH(298 K)=376.426 kJ·mol-1，ΔS(298 K)=220.211 J·mol-1·K-1
已知焓变和熵变随温度变化很小。请帮助这位同学考虑如下问题：
(1)判断②反应是高温自发还是低温自发： (填“高温”或“低温”)。
(2)通过计算判断①反应在常温下能否自发进行： 。
(3)求算制取炭黑的允许温度范围： 。
(4)为了提高甲烷的碳化程度，你认为下面四个温度中最合适的是___________(填字母)。
A．905.2 K B．927 K
C．1 273 K D．2 000 K
8．已知甲烷隔绝空气在不同温度下有可能发生如下两个裂解反应：①CH(g)→C(s)+2H (g)；
4 2
②2CH(g)→C H(g)+3H(g)某同学为了得到用天然气制取炭黑的允许温度范围和最佳温度，在图书馆中查到了
4 2 2 2
如下热力学数据：
反应①的ΔH(298K)=+74.848kJ·mol-1，ΔS(298K)=+80.674J·mol-1·K-1。
反应②的ΔH(298K)=+376.426kJ·mol-1，ΔS(298K)=+220.211J·mol-1·K-1。
已知焓变和熵变随温度变化很小。请参考上述信息，回答下列问题：
(1)这两个反应在 (填“高温”或“低温”)下自发进行。
(2)反应①在常温下 (填“能”或“不能”)自发进行。
(3)制取炭黑的允许温度范围为 。
(4)为了提高甲烷的炭化程度，下面四个温度中最合适的是___________(填字母)
A．905.2K B．927K C．1273K D．2000K
9．回答下列问题。
(1)用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解CO，发生反应：2CO(g)=2CO(g)＋O(g)，该反应的
2 2 2
ΔH (填“>”“<”或“=”)0，ΔS (填“>”“<”或“=”)0，在低温下，该反应 (填“能”或“不能”)自发进行。
(2)已知在100kPa、298K时石灰石分解反应CaCO (s)=CaO(s)＋CO(g)的ΔH>0，ΔS>0，则：
3 2
①该反应常温下 (填“能”或“不能”)自发进行。
②据本题反应数据分析，温度 (填“能”或“不能”)成为反应方向的决定因素。
(3)已知下列数据：CaO(s)＋SO (g)=CaSO (s) ΔH=－401.9 kJ·mol－1
3 4
CaSO(s) CaO(s) SO (g)
4 3
S/J·mol－1·K－
107.0 39.75 256.65
1
用CaO(s)吸收高炉废气中的SO 气体 (填“能”或“不能”)防止SO 污染环境。
3 3
10．在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应 的影响，各物质浓度c随反应时间t的变化的部分曲线如图，
下列说法正确的是
A．对于不能自发发生的反应，可寻找高效催化剂使其发生
B．与催化剂Ⅰ相比，Ⅱ使反应活化能更低
C．a曲线表示使用催化剂Ⅰ时X的浓度随t的变化
D．使用催化剂时，能提高产物的产率
11．下列关于化学反应方向的叙述不正确的是
A．化学反应的方向受焓变、熵变、温度影响
B．将氯化铵晶体与氢氧化钡晶体置于小烧杯中混合，产生刺激性气体，说明该反应低温自发，高温非自发
C．常温下很容易发生反应4Fe(OH) (s)+O(g)+2HO(l)=4Fe(OH) (s)，说明该反应ΔH< 0
2 2 2 3
D．NaHCO (s) + HCl(aq) = NaCl(aq) + CO (g) + HO(l) ΔH = +31.4 kJ·mol-1，反应能自发进行的原因是体系
3 2 2
有自发地向熵增方向转变的倾向
12．下列关于反应2SO (g)+O(g) 2SO (g)说法正确的是
2 2 3
A．该反应的△S>0
B．将部分SO 分离出来，v(正)将增大
3
C．使用适当催化剂能降低反应的活化能D．反应平衡常数可表示为
13．我国向国际社会承诺2030年“碳达峰”，2060年实现“碳中和”。研发CO 资源化利用技术，降低空气
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中CO 含量成为世界各国研究热点。
2
(1)CO 与CH 是典型的温室气体，CH-CO 重整制合成气提供了一条规模化综合利用碳源、氢源并转化温室气
2 4 4 2
体的技术路线。
CO(g)＋CH(g)=2CO(g)＋2H(g) ΔH=＋247kJ·mol-1
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①该反应△S 0。(填“>”或“<”)
②有传闻CH-CO 重整制合成气可以在任何条件下自发进行，你认为此传闻是否正确？ 。(填“正确”或
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“错误”，并写出原因)
③若让此反应能自发进行，你认为应选择 。(填“高温”或“低温”)
(2)乙醇作为清洁燃料已被在添加汽油中使用，下面是二甲醚催化制备乙醇的主要反应：
反应Ⅰ：CO(g)+CHOCH (g)=CH COOCH (g)
3 3 3 3
反应Ⅱ：CHCOOCH (g)+2H(g)=CH CHOH(g)+CH OH(g)
3 3 2 3 2 3
固定CO、CHOCH 、H 的起始原料比为1：1：2、体系压强不变的条件下发生反应Ⅰ、Ⅱ，平衡时部分物质的
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物质的量分数随温度变化如题所示。回答下列问题：
①反应Ⅱ为 反应。(填“吸热”或“放热”)
②曲线C 表示CHOH的物质的量分数。(填“可以”或“不可以”)
3
③由500K上升至600K，温度对反应Ⅰ的影响 对反应Ⅱ的影响。(填“大于”“等于”或“小于”)
14．NOx、CO 都是常见的空气污染物，研究它们的处理方法对环境保护有重要的意义。
(1)用催化剂将NO和CO转化为N 和CO 是处理尾气的重要方式之一。在298K，101kPa时，相关反应如下：
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I：2NO(g)+2CO(g) 2CO(g)+N(g) △H = -751 kJ·mol-1，△S=-197.5J·mol -1K-1
2 2 1Ⅱ：4NO(g) NO(g)+O (g)
2 2
Ⅲ：2CO(g)+O(g) 2CO(g)
2 2
请回答：
①反应I在298K时能否自发进行 (填“能”或者“否”)。
②目前汽车排气管内部装有三元催化器，尾气中反应物或生成物浓度随温度变化如图2、图3 所示。
请选择使用三元催化剂的最佳温度 ，并说明理由 。
③为探究温度对催化剂催化效果的影响，将固定比例 NO、CO 混合气体，以一定流速通过三元催化剂排气管，
相同时间内测量尾气中 NO 的含量，得到脱氮率随温度变化如图所示，已知图中 BC 段为平衡状态，且平衡
脱氮率为 m－n×10 -4T2，100℃≤T≤1000℃，m、n 为常数。下列说法不正确的是 。
A．平衡脱氮率 m－n×10 -4T2表达式中：m=0.69，n=2.5×10-3
B．CD 段处于平衡状态，因反应 I 正向放热，升温平衡逆向移动，故脱氮率降低
C．D 点平衡脱氮率为 44%
D．BA 段因温度下降，催化剂活性降低，故平衡脱氮率下降
(2)工业上也可用 CH 在催化剂作用下还原 NO 消除污染，其反应为CH(g)+4NO(g) 2N(g)+CO (g)+2HO(g)
4 4 2 2 2
△H＜0。相同时间测得 NO 的转化率随反应温度变化的情况如图所示。请在图中画出其他条件不变，增大压
强(催化剂未失活)情况下，NO 的转化率随温度变化的图像 。(3)一种焦炭催化 CO 还原 NO 反应的历程如下，请补充完整相关基元反应(“*”表示吸附态)：
A．NO NO*
B．2NO* ON-NO*
C．
D．ON-NO-CO* ON-N*+CO
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