焓变和熵变知识点题库

化学用语是学习化学的重要工具，下列化学用语中，正确的是（）

A . 已知：2H₂(g)＋O₂(g) ＝ 2H₂O(g)　ΔH＝－483.6 kJ/mol，氢气的燃烧热为241.8 kJ/mol B . 在AgCl悬浊液中加入KI溶液充分振荡：Ag⁺ + I^- = AgI↓ C . 某反应⊿H＜0，ΔS>0，则该反应在任意条件下均可自发进行。 D . 用稀HNO₃溶解FeS固体：FeS+2H⁺=Fe²⁺+H₂S

有关化学反应的方向和速率的研究可以指导化工生产．下列说法正确的是（）

A . N₂+3H₂ $\text{[math]}$ 2NH₃△H＜0，在任何温度下均为自发反应 B . 向新制氯水中加入少量小苏打固体可提高其漂白能力 C . 1L密闭容器中发生反应4NH₃+5O₂⇌4NO+6H₂O，充少量 N₂可加快反应速率 D . 湿法炼铜的反应为Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，反应中的Fe可以用Na代替

下列说法正确的是（）

A . 物质发生化学反应时必然伴随着能量变化 B . 金属铜导电，故金属铜是电解质 C . 自发反应都是熵增大的反应 D . 增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使反应速率增大

下列对化学反应预测正确的是（）

选项	化学反应方程式	已知条件	预测
A	M（s）═X（g）+Y（s）	△H＞0	它是非自发反应
B	W（s）+xG（g）═20Q（g）	△H＜0，自发反应	x可能等于1、2、3
C	4X（g）+5Y（g）═4W（g）+6G（g）	能自发反应	△H一定小于0
D	4M（s）+N（g）+2W（l）═4Q（s）	常温下，自发进行	△H＞0

A . A B . B C . C D . D

用CO通过下列方法可以合成甲醇。

①CO₂(g)＋2H₂O(l) === CH₃OH(g)＋ $\text{[math]}$ O₂(g)　ΔH₁＝+764.5 kJ·mol^－¹

②CO(g)＋ $\text{[math]}$ O₂(g)===CO₂(g)　ΔH₂＝－283.0 kJ·mol^－¹

③H₂(g)＋ $\text{[math]}$ O₂(g)===H₂O(l)　ΔH₃＝－285.8 kJ·mol^－¹

下列有关说法正确的是（）

A . 反应①使用催化剂可以提高甲醇产率 B . 反应②在任何条件下均能自发进行 C . 反应③在100℃时ΔH＜－285.8 kJ·mol^－¹ D . 反应CO(g)＋2H₂(g)

CH₃OH(g)的ΔH＝－90.1 kJ·mol^－¹

下列说法正确的是（）

A . 焓变和熵变均可以单独作为反应自发性的判据 B . 反应NH₄HCO₃(s)=NH₃(g)+ H₂O(g)+CO₂(g) ΔH=+185.57 kJ·mol^-1能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向 C . 在常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能自发进行 D . 在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向

甲醇水蒸气重整制氢（SRM）是用于驱动电动汽车的质子交换膜燃料电池的理想氢源，当前研究主要集中在提高催化剂活性和降低尾气中CO含量，以免使燃料电池Pt电极中毒。重整过程发生的反应如下：

反应I CH₃OH(g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)+3H₂(g) ΔH₁

反应ⅡCH₃OH(g) $\text{[math]}$ CO(g)+2H₂(g) ΔH₂

反应ⅢCO(g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)+H₂(g) ΔH₃

其对应的平衡常数分别为K₁、K₂、K₃ ，其中K₂、K₃随温度变化如下表所示：

	125℃	225℃	325℃
K₂	0.5535	185.8	9939.5
K₃	1577	137.5	28.14

请回答：

（1）反应Ⅱ能够自发进行的条件（填“低温”、“高温”或“任何温度”），ΔH₁ΔH₃（填“>”、“<”或“=”）。
（2）相同条件下，甲醇水蒸气重整制氢较甲醇直接分解制氢（反应Ⅱ）的先进之处在于。
（3）在常压、CaO催化下，CH₃OH和H₂O混和气体（体积比1∶1.2，总物质的量2.2mol）进行反应，t_l时刻测得CH₃OH转化率及CO、CO₂选择性随温度变化情况分别如图所示（CO、CO₂的选择性：转化的CH₃OH中生成CO、CO₂的百分比）。
注：曲线a表示CH₃OH的转化率，曲线b表示CO的选择性，曲线c表示CO₂的选择性
①下列说法不正确的是。
A．反应适宜温度为300℃
B．工业生产通常在负压条件下进行甲醇水蒸气重整
C．已知CaO催化剂具有更高催化活性，可提高甲醇平衡转化率
D．添加CaO的复合催化剂可提高氢气产率
②260℃时H₂物质的量随时间的变化曲线如图所示。画出300℃时至t₁时刻H₂物质的量随时间的变化曲线。
（4）副产物CO₂可以在酸性水溶液中电解生成甲酸，生成甲酸的电极反应式是：
。

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

氨是化学实验室及化工生产中的重要物质，应用广泛。

（1）已知25℃时：N₂(g)＋O₂(g) $\text{[math]}$ 2NO(g) ΔH=+183kJ/mol
2H₂(g)＋O₂(g)＝2H₂O(l) ΔH=－571.6kJ/mol

4NH₃(g)＋5O₂(g)＝4NO(g)＋6H₂O(l) ΔH=－1164.4kJ/mol

则N₂(g)＋3H₂(g) $\text{[math]}$ 2NH₃(g) ΔH=kJ/mol
（2）在恒温恒容密闭容器中进行合成氨反应，起始投料时各物质浓度如下表：

N₂

H₂

NH₃

投料Ⅰ

1.0mol/L

3.0mol/L

0

投料Ⅱ

0.5mol/L

1.5mol/L

1.0mol/L

①按投料Ⅰ进行反应，测得达到化学平衡状态时H₂的转化率为40%，则该温度下合成氨反应的平衡常数表达式为。

②按投料Ⅱ进行反应，起始时反应进行的方向为（填“正向”或“逆向”）。

③若升高温度，则合成氨反应的化学平衡常数（填“变大”、“变小”或“不变”）。

④L（L₁、L₂）、X可分别代表压强或温度。下图表示L一定时，合成氨反应中H₂(g)的平衡转化率随X的变化关系。

ⅰ.X代表的物理量是。

ⅱ.判断L₁、L₂的大小关系，并简述理由。
（3）电化学气敏传感器可用于监测环境中NH₃的含量，其工作原理示意图如下：

①电极b上发生的是反应（填“氧化”或“还原”）。

②写出电极a的电极反应式。

（1） Ⅰ.为了探究一种固体化合物甲（仅含3种元素）的组成和性质，设计并完成如下实验：(气体体积已经换算成标准状况下的体积）

请回答：

写出化合物甲的化学式。
（2）写出形成溶液C的化学方程式：。
（3）写出气体A通入溶液D中，发生反应的离子反应方程式。
（4） Ⅱ.近年来化学家又研究开发出了用 H₂和CH₃COOH 为原料合成乙醇（反应Ⅰ），同时会发生副反应Ⅱ。
反应Ⅰ.CH₃COOH(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃CH₂OH(g) +H₂O(g) △H₁

反应Ⅱ. CH₃COOH(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+CH₄(g)+H₂O(g) △H₂＞0

已知：乙醇选择性是转化的乙酸中生成乙醇的百分比。请回答：

反应Ⅰ一定条件下能自发进行，则△H₁ 0。（填“＞”或“＜”）

（5）某实验中控制 CH₃COOH 和 H₂ 初始投料比为 1∶1.5，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据：

温度（K）	催化剂	乙酸的转化率（%）	乙醇选择性（%）
573	甲	40	50
573	乙	30	60
673	甲	55	35
673	乙	40	50

①有利于提高CH₃COOH转化为CH₃ CH₂OH平衡转化率的措施有。

A 使用催化剂甲 B 使用催化剂乙

C 降低反应温度 D 投料比不变，增加反应物的浓度

E 增大CH₃COOH和H₂的初始投料比

②673K甲催化剂作用下反应Ⅰ已达平衡状态，测得乙酸的转化率为50%，乙醇的选择性40%，若此时容器体积为 1.0L，CH₃COOH 初始加入量为2.0mol，则反应Ⅰ的平衡常数 K= 。

③表中实验数据表明，在相同温度下不同的催化剂对CH₃COOH转化成CH₃CH₂OH的选择性有显著的影响，其原因是。

（6）在图中分别画出I在催化剂甲和催化剂乙两种情况下“反应过程-能量”示意图。

氨催化氧化法制硝酸的原理为4NH₃(g)+5O₂(g) $\text{[math]}$ 4NO(g)+6H₂O(g)。在浓氨水中通入空气，将赤热铂丝插入氨水中引发反应后铂丝保持红热状态至反应停止。下列说法正确的是（）

A . 上述反应在较高温度下才能自发进行 B . 该反应的正反应活化能小于逆反应活化能 C . 该反应中，断裂化学键的总键能大于形成化学键的总键能 D . 若NH₃和O₂的混合气发生上述反应，气体通入足量水中，剩余气体一定是O₂

（1）化学反应 2NO(g)＋2CO(g)=N₂(g)＋2CO₂(g)在 298 K、100 kPa 下：ΔH＝－113.0 kJ/mol，ΔS＝－0.1kJ/(mol·K)，反应在常温下 (填“能”或“不能”)自发进行。
（2）在密闭容器中，控制不同温度进行 2SO₃(g) $\text{[math]}$ 2SO₂(g)＋O₂(g)实验。已知 SO₃起始浓度均为c mol/L，测定 SO₃的转化率。图中曲线Ⅰ为 SO₃的平衡转化率与温度的关系，曲线Ⅱ表示不同温度下，反应经过相同时间尚未达到化学平衡时 SO₃ 的转化率。

①比较图中X 点与 Y 点、X 点与 Z 点的平衡常数大小：K(X)K(Y)，K(X)K(Z)(填“>”“<”或“＝”)。

②Y 点的反应速率：υ正 υ逆(填“>”“<”或“＝”)。

③随温度升高，曲线Ⅱ逼近曲线Ⅰ的原因是。

④下列措施在其他条件不变时，能提高 SO₃ 转化率的是。

A．使用合适的催化剂

B．升高温度

C．增大压强

D．降低温度 E．减小压强 F．SO₃ 的起始浓度增加至 2c mol/L

二氧化碳催化加氢合成乙烯在环境保护、资源利用、战略需求等方面具有重要意义。 CO₂和H₂在铁系催化剂作用下发生化学反应：

I.2CO₂(g)+6H₂(g) $\text{[math]}$ C₂H₄(g)+4H₂O(g)ΔH₁

II.CO₂(g) + H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g) + H₂O(g)ΔH₂>0

请回答下列问题：

（1）反应I能自发进行，则 ΔH₁ 0(填“<”或“>”或“=”)；该反应自发进行的条件是。(填“低温”、“高温”或“任意温度”)
（2）一定条件下的密闭容器中，反应I达到平衡，要提高CO₂的转化率。可以采取的措施是(填字母)。
A 减小压强 B 增大H₂的浓度 C 加入适当催化剂 D 分离出H₂O(g)
（3）在1 L密闭容器中通入1 mol CO₂和 3 mol H₂ ，在铁系催化剂作用下进行反应，CO₂的平衡转化率随温度和压强的变化如图1所示，点M(350，70)，此时乙烯的选择性为 $\text{[math]}$ (选择性：转化的CO₂中生成C₂H₄和CO的百分比)。计算该温度时：反应II的平衡常数K_c=。
（4）在密闭容器中通入1 mol CO₂和 3 mol H₂ ，在铁系催化剂作用下进行反应，CO₂的平衡转化率随温度和压强的变化如图1所示。温度大于800℃时，随着压强的增大，CO₂的平衡转化率减小，请解释原因。

已知分解1molH₂O₂放出热最98kJ，在含少量I^-的溶液中，H₂O₂分解的机理为：

反应Ⅰ：H₂O₂(aq)+I^-(aq)→H₂O(l)+IO^-(aq) 慢反应 ΔH₁

反应Ⅱ：H₂O₂(aq)+IO^-(aq)→H₂O(l)+O₂(g)+I^-(aq) 快反应 ΔH₂

下列有关该反应的说法正确的是（）

A . H₂O₂分解产生O₂的速率反应Ⅱ决定 B . I^-和IO^-在反应过程中充当催化剂 C . ΔH₁+ΔH₂=−196 kJ·mol⁻¹ D . 反应Ⅰ活化能E_a1与反应Ⅱ活化能E_a2数值上相差98kJ/mol

将一定量的氨基甲酸铵置于2L恒容真空密闭容器中，在一定温度下达到分解平衡：NH₂COONH₄(s)⇌2NH₃(g)+CO₂(g)。不同温度下的平衡数据如下表：

温度(℃)	15	20	25	30	35
平衡时气体总浓度(×10^-3mol·L^－1)	2.40	3.40	4.80	6.80	9.40

下列说法正确的是（）

A . 该反应在低温条件下自发 B . 氨气的体积分数不变，可以判断反应达到了平衡状态 C . 其他条件不变时将容器体积变为1L，NH₃平衡浓度不变 D . 若25℃时达到平衡所需时间为2min，则0～2min用CO₂表示的平均反应速率为4×10^－4mol·L^-1·min^-1

乙苯催化脱氢生产苯乙烯的反应如下：

$\text{[math]}$ +H₂

（1）该反应在条件下能自发进行(填“高温”、“低温”或“任何温度”)。

（2） t℃下，将1.00mol乙苯加入体积为1L的密闭容器中，发生上述反应。反应时间与容器内气体总物质的量、总压强的数据如下表所示。

时间/min	0	10	20	30	40
总物质的量/mol	1.00	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
总压强/100kPa	1.00	1.25	1.35	1.40	1.40

①t℃时反应的平衡平衡常数K=(保留2位有效数字)。

②下列说法正确的是。

A．当容器中苯乙烯和氢气物质的量浓度之比保持不变时，反应达到平衡状态

B．若投入乙苯为2mol，其他条件不变，平衡时总压强小于280kPa

C．若改用催化效果更好的催化剂，达到平衡所需时间小于30min，平衡常数增大

D．若采用选择性膜技术分离出苯乙烯，可提高乙苯的平衡转化率

（3）若在密闭容器中、适当温度、压强、催化剂条件下充入乙苯发生上述反应，在t₁时达到平衡，请在图1中作出容器内气体平均相对分子质量随时间变化的曲线。
（4）实际生产时反应在常压下进行，且向乙苯蒸气中掺入水蒸气。测得温度和投料比 $\text{[math]}$ 对乙苯平衡转化率的影响如图2所示。

①图中A、B、C三点对应平衡常数K(A)、K(B)、K(C)的大小顺序为。

②图中投料比M(A)、M(B)、M(C)的大小顺序为。

已知在100℃、 $\text{[math]}$ Pa下，1mol氢气在氧气中燃烧生成气态水的能量变化如图所示，下列有关说法不正确的是（）

A . 1mol $\text{[math]}$ （g）分解为2mol H与1mol O时吸收930kJ热量 B . 热化学方程式为： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ C . 甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙>甲>丙 D . 乙→丙的过程中若生成液态水，释放的能量将小于930kJ

在 2020 年中央经济工作会议上，我国明确提出“碳达峰”与“碳中和”目标，因此利用煤炭或CO ₂ 合成其它高价值化学品的工业生产显得更加重要。

（1）工业上以煤和水为原料通过一系列转化可获得清洁能源氢气。
已知：① C(s) + O₂(g) = CO ₂ (g) △H ₁ = -393.5kJ·mol ⁻¹

② $\text{[math]}$ ΔH₂=-571kJ mol⁻¹

③H₂O(l) = H₂O(g) △H₁ = +44kJ·mol⁻¹

则碳与水蒸气反应 C(s) +2H₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)+2H₂(g)的 ΔH = 。
（2）工业上也可以仅利用上述反应得到的 CO₂ 和H₂ 进一步合成甲醇：
CO₂(g) + 3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g) + H₂O(g) △H<0

①在某 1L 恒温恒容密闭容器中充入 1mol CO₂和 3molH₂发生反应，测得 CO₂(g)和 CH₃OH (g)浓度随时间变化如下图 1 所示。则平衡时H₂ (g)的转化率为，该温度下的平衡常数表达式为 K=。

②该反应在催化剂 Cu—ZnO—ZrO ₂ 表面进行，主反应历程如图 2 所示(催化剂表面吸附的物种用*标注)，下列说法不正确的是。

A．该反应的原子利用率为 100%

B．催化剂可以降低反应活化能

C．反应②中，断裂和形成的共价键至少有 2种

D．使用催化剂可以提高反应的转化率
（3）将合成的甲醇进行水蒸气重整是电动汽车氢氧燃料电池理想的氢源。该制氢(SRM)系统简单，产物中2H 含量高、CO 含量低(CO会损坏燃料电池的交换膜)，反应如下：
反应Ⅰ(主)：CH₃OH(g) + H₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g) +3H₂(g) △H ₁ >0

反应Ⅱ(副)：CO₂(g) + H ₂ (g) $\text{[math]}$ CO(g) + H₂O(g) △H ₂ >0

温度高于 300℃会同时发生反应Ⅲ：CH₃OH(g) $\text{[math]}$ CO(g) + 2H ₂ (g)

①反应 1能够自发进行的条件是。

②升温有利于提高 CH ₃ OH 转化率，但也存在一个明显的缺点是。

③写出一条能提高 CH₃OH 转化率而降低 CO生成率的措施。

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 . 标准状况下，1molSO₂<1molSO₃ C . 相同温度和压强下，1molH₂<2molHe D . 相同温度和压强下，1mol正丁烷＞1mol异丁烷

下列对化学反应的预测正确的是（）

选项	化学反应方程式	已知条件	预测
A	A(s)=B(g)+C(s)	△H>0	它一定是非自发反应
B	A(g)+2B(g)=2C(g)+3D(g)	能自发反应	△H一定小于0
C	M(s)+aN(g)=2Q(g)	△H<0，自发反应	a可能等于1、2、3
D	M(s)+N(g)=2Q(s)	常温下，自发进行	△H>0

A . A B . B C . C D . D

	N₂	H₂	NH₃
投料Ⅰ	1.0mol/L	3.0mol/L	0
投料Ⅱ	0.5mol/L	1.5mol/L	1.0mol/L

焓变和熵变 知识点题库

焓变和熵变知识点题库