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2.3化學(xué)反應(yīng)的方向同步習(xí)題高二上學(xué)期化學(xué)人教版(2019)選擇性必修1一、單選題1.奧地利物理學(xué)家Boltzmann首次將熵與混亂度定量地聯(lián)系起來,即[k為Boltzmann常數(shù);為混亂度(即微觀狀態(tài)數(shù)),也粗略地看作空間排列的可能性數(shù)目]。在常溫常壓下,下列反應(yīng)是熵增反應(yīng)的是()A.B.C.D.2.已知凡氣體分子總數(shù)增多的反應(yīng)一定是熵增大的反應(yīng)。一定條件下,下列反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行的是()A.3O2(g)=2O3(g)△H>0B.2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H<0C.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0D.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H>03.某反應(yīng)2AB(g)C(g)+3D(g)在高溫時(shí)能自發(fā)進(jìn)行,其逆反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的ΔH、ΔS應(yīng)為()A.ΔH<0,ΔS>0 B.ΔH<0,ΔS<0C.ΔH>0,ΔS>0 D.ΔH>0,ΔS<04.下列說法中正確的是()A.非自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都不能實(shí)現(xiàn)B.自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大,非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減小C.凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的,吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的D.熵增加且放熱的反應(yīng)一定是自發(fā)反應(yīng)5.下列與化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向有關(guān)的敘述中不正確的是()A.體系的熵增越大,焓變?cè)叫?,化學(xué)反應(yīng)速率越快B.絕熱體系、孤立體系的化學(xué)反應(yīng)都是熵增的過程C.ΔH<0,該反應(yīng)在任何溫度下均可自發(fā)進(jìn)行D.能量越低,混亂度越大,體系越穩(wěn)定6.汽車尾氣凈化器中發(fā)生的反應(yīng)為2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g)。一定溫度下,在三個(gè)體積均為1.0L的恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),測(cè)得有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表:下列說法正確的是()容器溫度(℃)起始物質(zhì)的量(mol)平衡物質(zhì)的量(mol)NOCON2CO2N2CO2I4000.20.2000.12II4000.40.400III300000.10.20.075A.該反應(yīng)的△S<0、△H>0B.容器I中達(dá)到平衡所需時(shí)間2s,則v(N2)=0.06mol/(L·s)C.若起始時(shí)向I中充入NO、CO、N2、CO2各0.1mol,開始時(shí)v(正)>v(逆)D.達(dá)到平衡時(shí),體系中c(CO)關(guān)系:c(CO,容器Ⅱ)>2c(CO,容器Ⅰ)7.下列說法中,正確的是()A.水汽化的過程中,,B.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化都是以熱能形式表現(xiàn)出來的C.,則正丁烷比異丁烷穩(wěn)定D.等質(zhì)量的固態(tài)硫與氣態(tài)硫完全燃燒的反應(yīng)熱(△H),前者小于后者8.藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)—持續(xù)三年的大氣治理之戰(zhàn),其中低成本、高效率處理SO2、NO2等大氣污染物一直是化學(xué)研究的重點(diǎn)課題,研究它們的性質(zhì)、制備在工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)中有著重要意義。一種處理SO2、NO2的研究成果,其反應(yīng)原理為()SO2(g)+NO2(g)=SO3(g)+NO(g)ΔH1=-41.8kJ·mol-1,標(biāo)準(zhǔn)狀況下,SO2(g)+NO2(g)=SO3(s)+NO(g)ΔH2.下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是A.該反應(yīng)的ΔS>0B.ΔH2<-41.8kJ·mol-1C.SO2的生成速率和NO2的消耗速率相等說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,該反應(yīng)中每生成22.4LNO轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目約等于2×6.02×10239.下列說法錯(cuò)誤的是()A.焓變是一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行相關(guān)的因素,多數(shù)放熱反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行B.自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定能迅速進(jìn)行C.在同一條件下不同物質(zhì)有不同的熵值,其體系的混亂程度越大,熵值越大D.一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行,與焓變和熵變的共同影響有關(guān)10.下列對(duì)化學(xué)反應(yīng)的預(yù)測(cè)正確的是()選項(xiàng)化學(xué)反應(yīng)方程式已知條件預(yù)測(cè)AA(s)=B(g)+C(s)△H>0它一定是非自發(fā)反應(yīng)BA(g)+2B(g)=2C(g)+3D(g)能自發(fā)反應(yīng)△H一定小于0CM(s)+aN(g)=2Q(g)△H<0,自發(fā)反應(yīng)a可能等于1、2、3DM(s)+N(g)=2Q(s)常溫下,自發(fā)進(jìn)行△H>0A.A B.B C.C D.D11.下列說法中正確的是()A.只有放熱反應(yīng)才能自發(fā)進(jìn)行B.能夠自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定能迅速進(jìn)行C.冰在室溫下自動(dòng)熔化成水,這是熵增的過程D.能夠自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定是熵增的過程12.已知當(dāng)△H-T·△S<0時(shí)化學(xué)反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。下列化學(xué)反應(yīng)肯定能自發(fā)進(jìn)行的是()A.N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)B.2K(s)+2H2O(l)=2K+(aq)+2OH-(aq)+H2↑C.2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s)D.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)13.25℃和101kPa時(shí),反應(yīng)2A(g)=4B(g)+C(g)△H=+56.76kJ/mol,能夠自發(fā)進(jìn)行,其原因可能是()A.是熵減少的反應(yīng) B.是放熱反應(yīng)C.是吸熱反應(yīng) D.熵增大效應(yīng)大于能量效應(yīng)14.下列反應(yīng)在任何溫度下均能自發(fā)進(jìn)行的是()A.N2H4(l)+N2O4(l)=N2(g)+2H2O(l)△H=-546.45kJ?mol-1B.Mg2Ni(s)+2H2(g)=Mg2NiH4(s)△H=-64.4kJ?mol-1C.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)△H=+206.4kJ?mol-1D.2N2(g)+O2(g)=2N2O(g)△H=+163kJ?mol-115.下列說法正確的是()A.能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定能迅速發(fā)生B.反應(yīng)NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)ΔH=+185.57kJ·mol-1能自發(fā)進(jìn)行,是因?yàn)轶w系有自發(fā)地向混亂度增大的方向轉(zhuǎn)變的傾向C.因?yàn)殪首兒挽刈兌寂c反應(yīng)的自發(fā)性有關(guān),因此焓變或熵變均可以單獨(dú)作為判斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)D.在其他外界條件不變的情況下,使用催化劑,可以改變化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向16.下列說法錯(cuò)誤的是()A.焓變是影響反應(yīng)是否具有自發(fā)性的一個(gè)重要因素B.冰融化的過程中,熵值增加C.鐵生銹和氫燃燒均為自發(fā)放熱過程D.可以通過改變溫度或加催化劑的辦法使非自發(fā)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)樽园l(fā)反應(yīng)17.關(guān)于反應(yīng)CH3COOH(l)+C2H5OH(l)CH3COOC2H5(l)+H2O(l)ΔH<0,下列說法不正確的是()A.反應(yīng)體系中硫酸有催化作用B.因?yàn)榛瘜W(xué)方程式前后物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和相等,所以反應(yīng)的ΔS等于零C.因?yàn)榉磻?yīng)的ΔH接近于零,所以溫度變化對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率的影響小D.因?yàn)榉磻?yīng)前后都是液態(tài)物質(zhì),所以壓強(qiáng)變化對(duì)化學(xué)平衡的影響可忽略不計(jì)18.只改變一個(gè)條件,化學(xué)反應(yīng)aA(g)+B(g)cC(g)的變化圖像如下,其中表示平衡轉(zhuǎn)化率,下列說法正確的是()A.反應(yīng)Ⅰ中,若p1>p2,則此反應(yīng)的ΔS>0B.反應(yīng)Ⅱ中,T1溫度下B的轉(zhuǎn)化率高于T2溫度下B的轉(zhuǎn)化率C.反應(yīng)Ⅲ中,若T1>T2,則該反應(yīng)在一定條件下能自發(fā)進(jìn)行D.反應(yīng)Ⅳ中,該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)19.下列說法正確的是()A.熵增大的反應(yīng)一定是自發(fā)反應(yīng)B.焓增大的反應(yīng)一定是自發(fā)反應(yīng)C.熵、焓都為正值的反應(yīng)是自發(fā)反應(yīng)D.ΔH-TΔS<0的反應(yīng)一定是自發(fā)反應(yīng)20.750℃時(shí),NH3和O2發(fā)生以下兩個(gè)反應(yīng):①4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)△H1②4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)△H2下列說法正確的是()A.反應(yīng)①的平衡常數(shù)可表示為K1=B.反應(yīng)②的△S<0C.反應(yīng)①中每生成2molNO,轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為6.02×1024D.反應(yīng)②的△H2=2E(N≡N)+12E(H-O)-12E(N-H)-3E(O=O)二、綜合題21.金屬鈦(Ti)及其合金是高強(qiáng)度、低密度結(jié)構(gòu)材料,在航空航天、醫(yī)療器械等領(lǐng)域有著重要用途。目前生產(chǎn)鈦的方法之一是將TiO2轉(zhuǎn)化為TiCl4,再進(jìn)一步還原得到鈦。(1)TiO2轉(zhuǎn)化為TiCl4有直接氯化法(反應(yīng)a)和碳氯化法(反應(yīng)b)。a.TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g)ΔH1=172kJ·mol-1b.TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(g)+2CO(g)ΔH2已知:C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH3=-393.5kJ·mol-1,2CO(g)+O2(g)2CO2(g)ΔH4=-566.0kJ·mol-1①直接氯化反應(yīng)在(填“高溫”“低溫”)有利于自發(fā)進(jìn)行。②ΔH2=kJ·mol-1③碳氯化法中生成CO比生成CO2更有利于TiO2轉(zhuǎn)化為TiCl4,從熵變角度分析可能的原因是。④已知常壓下TCl4的沸點(diǎn)為136℃,從碳氯化反應(yīng)的混合體系中分離出TiCl4的措施是。(2)在1.0×105Pa,將TiO2、C、Cl2以物質(zhì)的量比1:2.2:2進(jìn)行反應(yīng)。體系中TiCl4、CO、CO2平衡組成比例(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))隨溫度變化的理論計(jì)算結(jié)果如圖所示。①已知在200℃平衡時(shí)TiO2幾乎完全轉(zhuǎn)化為TiCl4,但實(shí)際生產(chǎn)中反應(yīng)溫度卻遠(yuǎn)高于此溫度,其原因是。②圖中a曲線代表的物質(zhì)是,原因是。③反應(yīng)C(s)+CO2(g)2CO(g)的平衡常數(shù)Kp(1200℃)=Pa。22.25℃時(shí),在1L的密閉容器中充入NO2發(fā)生如下反應(yīng):2NO2(g)N2O4(g)△H=-57kJ·mol-1(N2O4在25℃時(shí)為無色氣體)。(1)該反應(yīng)的ΔS0(填“>”、“<”或“=”)。(2)當(dāng)開始充入0.03mol的NO2時(shí),25℃時(shí),實(shí)驗(yàn)測(cè)得NO2的平衡濃度為0.01mol·L-1,則NO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)是。25℃時(shí)上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=。(3)25℃時(shí),實(shí)驗(yàn)測(cè)得該反應(yīng)的活化能Ea=92.4kJ·mol-1。下列能量關(guān)系圖合理的是。(4)如把該密閉容器放入80℃的熱水中,則氣體的顏色(填“不變”、“加深”或“變淺”),NO2的轉(zhuǎn)化率(填“增大”、“不變”或“減小”)。23.“綠水青山就是金山銀山”,近年來,綠色發(fā)展、生態(tài)保護(hù)成為中國(guó)的新名片。(1)Ⅰ.已知25℃和101kPa下:①②③表示(l)燃燒熱的熱化學(xué)方程式為。(2)Ⅱ.和在一定條件下反應(yīng)可制得合成氣,反應(yīng)方程式:。該反應(yīng)在(填“高溫”或“低溫”)條件下能自發(fā)進(jìn)行。(3)下列能判斷達(dá)到平衡狀態(tài)的是____。A.一定溫度下,容積固定的容器中,密度保持不變B.容積固定的絕熱容器中,溫度保持不變C.一定溫度和容積固定的容器中,平均相對(duì)分子質(zhì)量不變D.和的物質(zhì)的量之比不再改變(4)一定條件下,在2L密閉容器中通入和各1mol,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得的物質(zhì)的量為1mol,則此條件下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)為。(5)Ⅲ.如圖所示組成閉合回路,其中甲裝置是新型電池,以—為原料,稀土金屬材料為電極,以熔融碳酸鹽為電解質(zhì);乙裝置中a、b為石墨,b極上有紅色物質(zhì)析出。裝置中氣體A為(填“”或“和”),a極上的電極反應(yīng)式為。24.(1)Ⅰ.利用測(cè)壓法在剛性反應(yīng)器中研究T℃時(shí):3NO2(g)3NO(g)+O3(g)ΔH=+317.3kJ·mol-1的分解反應(yīng),體系的總壓強(qiáng)p隨時(shí)間t的變化如下表所示:反應(yīng)時(shí)間/min051015202530壓強(qiáng)/MPa20.0021.3822.3023.0023.5824.0024.00該反應(yīng)達(dá)到平衡后的熵值較平衡前(填“增大”“減小”“不變”)。(2)若降低反應(yīng)溫度,則平衡后體系壓強(qiáng)p24.00MPa(填“大于”“等于”“小于”),原因是。15min時(shí),反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率α=%(3)Ⅱ.一定條件下,在體積為2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):2NO2(g)2NO(g)+O2(g)ΔH>0。投入2molNO2發(fā)生反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得:v正=k正c2(NO2),v逆=k逆c2(NO)·c(O2),k正、k逆為速率常數(shù),受溫度影響。在溫度為T℃時(shí)NO2的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖所示。①要提高NO2轉(zhuǎn)化率,可采取的措施是、。②前2min內(nèi),以NO2表示該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率為。③計(jì)算A點(diǎn)處v正/v逆=(保留一位小數(shù))。25.由于溫室效應(yīng)和資源短缺等問題,如何降低大氣中的CO2含量并加以開發(fā)利用,引起了各國(guó)的普遍重視。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),如下圖1表示該反應(yīng)進(jìn)行過程中能量(單位為kJ·mol-1)的變化。
(1)關(guān)于該反應(yīng)的下列說法中,正確的是____。(填字母)A.△H>0,△S>0 B.△H>0,△S<0C.△H<0,△S<0 D.△H<0,△S>0(2)容積一定,下列情況不能說明該反應(yīng)一定達(dá)到平衡的是____。A.混合氣體的平均平均相對(duì)分子質(zhì)量不變B.混合氣體的壓強(qiáng)不變C.單位時(shí)間內(nèi)生成3molH—H鍵,同時(shí)生成2molH—O鍵D.混合氣體中c(CO2):c(H2)="1":3(3)溫度降低,平衡常數(shù)K(填“增大”、“不變”或“減小”)。(4)為探究反應(yīng)原理,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):在體積為1L的恒容密閉容器中,充入1molCO2和3molH2,測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖2所示。
從反應(yīng)開始到平衡,用H2濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(H2)為mol·L-1·min-1,CO2和H2的轉(zhuǎn)化率比是:(5)下列措施中能使(4)題中n(CH3OH)/n(CO2)增大的有。(填字母)A.升高溫度B.加入催化劑C.將H2O(g)從體系中分離D.充入He(g),使體系總壓強(qiáng)增大E.再充入1molCO2和3molH2(6)若在另一個(gè)密閉容器中充入1molCO2和3molH2,保持壓強(qiáng)不變,并使初始體積與題中容器體積相等,且在相同的溫度下進(jìn)行反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí)該容器中的CO2的體積百分?jǐn)?shù)(4)題中的CO2的體積百分?jǐn)?shù)。(“>”或“<”或“=”,下同)
答案解析部分1.【答案】A【解析】【解答】A.反應(yīng)是固體生成氣體的反應(yīng),屬于熵增反應(yīng),故A選;B.是氣體分子數(shù)減少的反應(yīng),屬于熵減反應(yīng),故B不選;C.是氣體生成固體的反應(yīng),屬于熵減反應(yīng),故C不選;D.是氣體生成液體的反應(yīng),屬于熵減反應(yīng),故D不選;故答案為:A。
【分析】反應(yīng)后氣體分子數(shù)越大,混亂度越大,熵值越大。2.【答案】A【解析】【解答】利用ΔG=△H-TΔS進(jìn)行分析,凡ΔG<0的反應(yīng),能自發(fā)進(jìn)行。A.反應(yīng)3O2(g)=2O3(g),△H>0,ΔS<0,ΔG=△H-TΔS>0,該反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行,A符合題意;B.反應(yīng)2C(s)+O2(g)=2CO(g),ΔH<0,ΔS>0,該反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行,B不合題意;C.反應(yīng)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),ΔH<0,ΔS<0,該反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行,C不合題意;D.反應(yīng)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g),ΔH>0,ΔS>0,該反應(yīng)在高溫下能自發(fā)進(jìn)行,D不合題意;故答案為:A。
【分析】依據(jù)ΔG=ΔH-TΔS<0分析。3.【答案】C【解析】【解答】A、ΔH<0,ΔS>0,正向任何溫度下都自發(fā)進(jìn)行,選項(xiàng)A不符合題意;B、ΔH<0,ΔS<0,正向低溫下能進(jìn)行,選項(xiàng)B不符合題意;C、ΔH>0,ΔS>0,在高溫時(shí)能自發(fā)進(jìn)行,其逆反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行,選項(xiàng)C符合題意;D、ΔH>0,ΔS<0正向任何溫度都不能自發(fā)反應(yīng),選項(xiàng)D不符合題意;故答案為:C。
【分析】依據(jù)ΔG=ΔH-TΔS<0分析。4.【答案】D【解析】【解答】A、非自發(fā)反應(yīng)在一定條件下能實(shí)現(xiàn)自發(fā)進(jìn)行,如△H>0,△S>0的反應(yīng)高溫下可以自發(fā)進(jìn)行,低溫下反應(yīng)非自發(fā)進(jìn)行,故A不符合題意;B、自發(fā)反應(yīng)不一定是熵增大,如△H<0,△S<0低溫下反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,非自發(fā)反應(yīng)不一定是熵減小,也可以增大,如△H>0,△S>0低溫下是非自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng),故B不符合題意;C、凡是放熱反應(yīng)不一定是自發(fā)的,如△H<0,△S<0高溫下反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行,吸熱反應(yīng)不一定是非自發(fā)的,如△H>0,△S>0的反應(yīng)高溫下可以自發(fā)進(jìn)行,故C不符合題意;D、熵增加且放熱的反應(yīng),即△H<0,△S>0,可得△H-T△S<0,反應(yīng)一定是自發(fā)反應(yīng),故D符合題意;故答案為:D。
【分析】A.部分非自發(fā)反應(yīng)在一定的條件下也是可以發(fā)生的;
B.根據(jù)復(fù)合判據(jù)來判斷反應(yīng)是否可以自發(fā)進(jìn)行;
C.放熱反應(yīng)不一定是自發(fā)的,吸熱反應(yīng)也不一定是非自發(fā)的。5.【答案】A【解析】【解答】A、熵變和焓變與反應(yīng)速率無關(guān),故A錯(cuò)誤;
B、絕熱體系、孤立體系都朝著熵增的方向進(jìn)行,因此絕熱體系、孤立體系的化學(xué)反應(yīng)都是熵增的過程,故B正確;
C、的ΔH<0,ΔS>0,則任何溫度下均存在ΔH-TΔS<0,該反應(yīng)在任何溫度下均可自發(fā)進(jìn)行,故C正確;
D、能量越低,體系的混亂度越大,越穩(wěn)定,故D正確;
故答案為:A。
【分析】A、反應(yīng)速率與熵變和焓變無關(guān);
B、孤立體系是指與環(huán)境沒有物質(zhì)交換也沒有能量交換的體系;絕熱體系是指與環(huán)境沒有物質(zhì)交換也沒有熱量交換的體系;
C、根據(jù)ΔH-TΔS<0時(shí)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行分析;
D、能量越低越穩(wěn)定。6.【答案】C【解析】【解答】A.I中氮?dú)馄胶鈺r(shí)的物質(zhì)的量為0.06mol,與III中利用等效平衡比較,III中轉(zhuǎn)化率高,說明溫度低,平衡正方向移動(dòng),該反應(yīng)為放熱反應(yīng),該反應(yīng)的△H<0,故A不符合題意;B.容器I中達(dá)到平衡所需時(shí)間2s,則v(N2)=△c/t=(0.06mol/L)/2s=0.03mol/(L·s),故B不符合題意;C.2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)起始0.20.200轉(zhuǎn)化0.120.120.060.12平衡0.080.080.060.12根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式,K=[c(N2)c2(CO2)]/[c2(NO)c2(CO)]=21,若起始時(shí)向I中充入NO、CO、N2、CO2各0.1mol,此時(shí)的濃度商Qc=(0.10.12)/0.14=10<21,說明反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,v(正)>v(逆),故C符合題意;D.反應(yīng)II相當(dāng)于在I的基礎(chǔ)上再通入0.2molINO和0.2molCO,此時(shí)假如平衡不移動(dòng),c(CO,容器Ⅱ)=2c(CO,容器I),增大反應(yīng)物的濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),因此有c(CO,容器Ⅱ)>2c(CO,容器Ⅰ),故D不符合題意。故答案為:C。
【分析】A.溫度升高,反應(yīng)逆向移動(dòng),因此正反應(yīng)是吸熱反應(yīng);
B.反應(yīng)速率等于物質(zhì)的濃度變化值與時(shí)間的比值;
C.我們可以根據(jù)濃度商與平衡常數(shù)的大小關(guān)系,來確定平衡移動(dòng)的方向,如果濃度商大于平衡常數(shù),說明正反應(yīng)大于逆反應(yīng)速率,反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行;二者相等時(shí)說明反應(yīng)達(dá)到平衡;當(dāng)濃度商小于平衡常數(shù),說明逆反應(yīng)的速率大于正反應(yīng),這時(shí)反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行;
D.濃度對(duì)平衡反應(yīng)的影響是:增大反應(yīng)物的濃度,反應(yīng)會(huì)向正反應(yīng)方向移動(dòng)。7.【答案】A【解析】【解答】A.水變成蒸氣吸熱,,氣化后熵增加,則,A項(xiàng)符合題意;B.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化有的以熱能形式表現(xiàn)出來,有的以光能、電能等形式表現(xiàn)出來,B項(xiàng)不符合題意;C.,則異丁烷所具有的能量更低,所以異丁烷相對(duì)更穩(wěn)定,C項(xiàng)不符合題意;D.同種物質(zhì)不同狀態(tài)的能量,氣態(tài)大于固態(tài),因此等質(zhì)量時(shí),氣態(tài)硫完全燃燒放出的熱量更多,△H更小,D項(xiàng)不符合題意;故答案為:A。
【分析】A.液體變成氣體吸熱,氣化后熵增加;B.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化有的以熱能形式表現(xiàn)出來,有的以光能、電能等形式表現(xiàn)出來;C.能量越低,越穩(wěn)定;D.同種物質(zhì)不同狀態(tài)的能量,氣態(tài)大于固態(tài)。8.【答案】A【解析】【解答】A.由反應(yīng)可知,標(biāo)準(zhǔn)狀況下,反應(yīng)生成固體,氣體分子數(shù)減少,ΔS<0,故A符合題意;B.同種物質(zhì)的氣態(tài)能量高于固體,則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下該反應(yīng)放熱更多,則ΔH2<ΔH1,故B不符合題意;C.SO2的生成速率是逆反應(yīng)速率,NO2的消耗速率是正反應(yīng)速率,速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,說明反應(yīng)達(dá)到正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率,反應(yīng)達(dá)到平衡,故C不符合題意;D.由反應(yīng)可知每生成1molNO轉(zhuǎn)移2mol電子,標(biāo)況下22.4LNO為1mol,轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為2NA,故D不符合題意;故答案為:A。
【分析】A.根據(jù)起始狀態(tài)判斷熵變的正負(fù)
B.固體和氣體的轉(zhuǎn)換涉及到能量的轉(zhuǎn)化
C.根據(jù)正逆反應(yīng)速率判定平衡狀態(tài)
D.根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)和一氧化碳的關(guān)系即可計(jì)算9.【答案】B【解析】【解答】A、多數(shù)放熱反應(yīng)在一定溫度下,△G<O,反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,故A不符合題意;B、自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)的速率取決于物質(zhì)的性質(zhì)和外界條件,不一定能自發(fā)進(jìn)行,故B符合題意;C、△S與物質(zhì)的混亂度有關(guān),體系的混亂程度越大,熵值越大,故C不符合題意;D、△G=△H-T?△S,當(dāng)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行時(shí),△G<O,與焓變和熵變的共同影響有關(guān),故D不符合題意;故答案為:B?!痉治觥緼.反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行可用△G=△H-T△S判斷;
B.反應(yīng)的自發(fā)性和反應(yīng)速率無關(guān);
C.熵與體系的混亂度有關(guān);
D.根據(jù)△G=△H-T△S分析;10.【答案】C【解析】【解答】A.A(s)=B(g)+C(s),反應(yīng)氣體系數(shù)增大,為熵增大的反應(yīng),△S>0,△H>0,在高溫條件下能自發(fā)進(jìn)行,故A不符合題意;B.A(g)+2B(g)=2C(g)+3D(g)反應(yīng)為氣體系數(shù)增大的反應(yīng),△S>0,所以當(dāng)△H<0,一定滿足△H-T△S<0,反應(yīng)一定能夠自發(fā)進(jìn)行,當(dāng)△H>0時(shí),當(dāng)高溫時(shí),△H-T△S<0,成立,可以自發(fā)進(jìn)行,故B不符合題意;C.M(s)+aN(g)=2Q(g)△H<0,a為1,2,3時(shí),△H-T△S<0,能自發(fā)反應(yīng),故C符合題意;D.M(s)+N(g)=2Q(s)為氣體系數(shù)減小的反應(yīng),△S<0,當(dāng)△H>0時(shí),△H-T△S>0,一定不能自發(fā)進(jìn)行,故D不符合題意;故答案為:C。
【分析】若反應(yīng)前后,氣體分子數(shù)增多,則該反應(yīng)的ΔS>0,反之,ΔS<0,若ΔH-TΔS<0,反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。11.【答案】C【解析】【解答】A、能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)可以是放熱反應(yīng),也可以是吸熱反應(yīng);故A錯(cuò)誤;
B、自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)與反應(yīng)的快慢無關(guān);故B錯(cuò)誤;
C、冰是固態(tài),熔化后形成的水是液態(tài),其混亂程度變大,是熵增的過程;故C正確;
D、能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)不一定是熵增的過程,也可能是熵減的過程;故D錯(cuò)誤;
故答案為:C。
【分析】在給定的條件下,無需外界幫助,一經(jīng)引發(fā)即能自動(dòng)進(jìn)行的過程或反應(yīng),稱為自發(fā)反應(yīng)。12.【答案】B【解析】【解答】A.N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)為工業(yè)上合成氨的反應(yīng),是放熱反應(yīng),△H<0,反應(yīng)過程中混亂度減小,△S<0,根據(jù)△H-T△S<0,反應(yīng)在較低的溫度下才能自發(fā)進(jìn)行,故A不符合題意;B.2K(s)+2H2O(l)=2K+(aq)+2OH-(aq)+H2(g)↑,活潑金屬與水的反應(yīng)屬于放熱反應(yīng),△H<0,反應(yīng)過程中混亂度增大,△S>0,該反應(yīng)在任何情況下都可自發(fā)進(jìn)行,故B符合題意;C.2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s)是鎂的燃燒,屬于放熱反應(yīng),△H<0,混亂度減小,△S<0,較低的溫度下才能自發(fā)進(jìn)行,故C不符合題意;D.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)是分解反應(yīng),絕大多數(shù)分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng),△H>0,反應(yīng)過程中混亂度增大,△S>0,反應(yīng)在較高的溫度下才能自發(fā)進(jìn)行,故D不符合題意;故答案為:B。
【分析】一個(gè)放熱的熵增加的反應(yīng),肯定是一個(gè)自發(fā)的反應(yīng)即△H<0,△S>0,△G<0;一個(gè)吸熱的熵減少的反應(yīng),肯定是一個(gè)不自發(fā)的反應(yīng):△H>0,△S<0,△G>0;一個(gè)放熱的熵減少的反應(yīng),降低溫度,有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,△H<0,△S<0,要保證△G<0,T要降低;一個(gè)吸熱的熵增加的過程,升高溫度,有利于反應(yīng)自發(fā)發(fā)生。△H>0,△S>0,要保證△G<0,T要升高得足夠高。
13.【答案】D【解析】【解答】反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行取決于焓變和熵變的綜合判據(jù),在反應(yīng)2A(g)=4B(g)+C(g)△H=+56.76kJ/mol,可以知道該反應(yīng)吸熱,且熵值增大。根據(jù)△H-T△S判斷,反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,必須滿足△H-T△S<0才可,即熵增大效應(yīng)大于能量效應(yīng)。故答案為:D?!痉治觥扛鶕?jù)自由能判據(jù)可知△H-T△S<0時(shí)反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行,能自發(fā)進(jìn)行的放熱反應(yīng),熵變影響大于能量影響。14.【答案】A【解析】【解答】A.?S>0,?H<0,則任何溫度下,?G=?H-T?S<0,A符合題意;B.?S<0,?H<0,則低溫下,?G=?H-T?S<0,B不合題意;C.?S>0,?H>0,則高溫下,?G=?H-T?S<0,C不合題意;D.?S<0,?H>0,則任何溫度下,?G=?H-T?S>0,D不合題意。故答案為:A。
【分析】物質(zhì)的狀態(tài)由固態(tài)或液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài),或生成氣體越多,則混亂度越大,熵值越大,反之越??;反應(yīng)是否自發(fā)進(jìn)行,由熵變、焓變、溫度共同決定,?G=?H-T?S:
①當(dāng)?G=?H-T?S<0時(shí),反應(yīng)向正反應(yīng)方向自發(fā)進(jìn)行;
②當(dāng)?G=?H-T?S=0時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);
③當(dāng)?G=?H-T?S>0時(shí),反應(yīng)不能向正反應(yīng)方向自發(fā)進(jìn)行,據(jù)此分析解答。15.【答案】B【解析】【解答】A.反應(yīng)進(jìn)行的自發(fā)趨勢(shì)與反應(yīng)速率無關(guān),能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)速率不一定快,A不符合題意;B.△H-T△S<0的反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行,由△H>0、△S>0,能自發(fā)進(jìn)行,是因?yàn)轶w系有自發(fā)地向混亂度增大的方向轉(zhuǎn)變的傾向,B符合題意;C.焓變或熵變單獨(dú)作為判斷反應(yīng)的判據(jù)不全面,應(yīng)使用△H-T△S<0判斷反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,C不符合題意;D.催化劑對(duì)平衡移動(dòng)無影響,則催化劑不能改變化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向,D不符合題意;故答案為:B【分析】A.反應(yīng)進(jìn)行的自發(fā)趨勢(shì)與反應(yīng)速率無關(guān);
B.結(jié)合△H-T△S<0進(jìn)行分析;
C.判斷一個(gè)反應(yīng)是否能自發(fā)進(jìn)行,需綜合焓判據(jù)和熵判據(jù)分析;
D.催化劑可以改變反應(yīng)速率,但不改變反應(yīng)進(jìn)行的方向;16.【答案】D【解析】【解答】解:A、反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行與反應(yīng)的熵變和焓變都有關(guān)系,故A不符合題意;B、冰融化過程,分子混亂度增大,熵值增加,故B不符合題意;C、鐵生銹、氫氣燃燒均是常溫下自發(fā)的放熱反應(yīng),故C不符合題意;D、催化劑只改變反應(yīng)所需的活化能,不改變反應(yīng)熱,所以對(duì)△H﹣T△S的值無影響,則對(duì)反應(yīng)的自發(fā)性無影響,故D符合題意。故本題選D?!痉治觥緼.焓變即物體焓的變化量。焓是物體的一個(gè)熱力學(xué)能狀態(tài)函數(shù),即熱函:一個(gè)系統(tǒng)中的熱力作用,等于該系統(tǒng)內(nèi)能加上其體積與外界作用于該系統(tǒng)的壓強(qiáng)的乘積的總和;
B.冰融化由固體變?yōu)橐后w,混亂度增加了,所以熵值也增加了;
D.催化劑只能加快反應(yīng)的速度,而不能改變反應(yīng)的限度。17.【答案】B【解析】【解答】A.酯化反應(yīng)中濃硫酸的作用是催化和吸水,A不符合題意;
B.熵變反映反應(yīng)過程的混亂度,雖然反應(yīng)前后物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和相等,但乙醇、乙酸乙酯不能電離,乙酸的電離大于水的電離,則混亂度減小,△S<0,B符合題意;
C.ΔH<0為放熱反應(yīng),溫度降低利于平衡正向移動(dòng),平衡轉(zhuǎn)化率增大,若△H接近于0,則溫度變化對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率的影響不大,C不符合題意;
D.壓強(qiáng)對(duì)氣體參加的反應(yīng)有影響,由于該反應(yīng)前后都是液態(tài)物質(zhì),所以壓強(qiáng)變化對(duì)化學(xué)平衡的影響可忽略不計(jì),D不符合題意;
故答案為:B。
【分析】A.酯化反應(yīng)中濃硫酸的作用是催化和吸水。
B.熵變反映反應(yīng)過程的混亂度,混亂度減小,△S<0。
C.根據(jù)勒夏特列原理進(jìn)行分析。
D.壓強(qiáng)對(duì)氣體參加的反應(yīng)有影響。18.【答案】C【解析】【解答】A.若反應(yīng)Ⅰ中p1>p2,由圖可知,壓強(qiáng)越大,A的轉(zhuǎn)化率越大,說明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),則該反應(yīng)為氣體體積減小的熵減的反應(yīng),ΔS<0,故A不符合題意;B.由圖可知,反應(yīng)Ⅱ中T1>T2,升高溫度,B的轉(zhuǎn)化率減小,故B不符合題意;C.由圖可知,升高溫度,反應(yīng)Ⅲ中α(A)減小,壓強(qiáng)增大,則α(A)不變,則該反應(yīng)為熵變化較小的放熱反應(yīng),一定條件下能自發(fā)進(jìn)行,故C符合題意;D.由圖可知,升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則反應(yīng)Ⅳ正反應(yīng)為放熱反應(yīng),故D不符合題意;故答案為:C。
【分析】A.若p1>p2,溫度不變時(shí)增大壓強(qiáng)A的轉(zhuǎn)化率增大,平衡正向移動(dòng),則a+1>c;
B.根據(jù)“先拐先平數(shù)值大”知溫度:T1>T2,升高溫度,C的物質(zhì)的量減小,平衡逆向移動(dòng);
C.若T1>T2,溫度一定時(shí)增大壓強(qiáng)A的轉(zhuǎn)化率不變,則a+1=C,升高溫度A的轉(zhuǎn)化率減小,則△H<0;
D.達(dá)到平衡后升高溫度逆反應(yīng)速率等于正反應(yīng)速率,平衡逆向移動(dòng),則△H<0。19.【答案】D【解析】【解答】A.熵增大,焓變?cè)龃?,△H-T△S可能大于0,故A不符合題意;B.焓增大,若熵值減小,△H-T△S大于0,反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行,故B不符合題意;C.熵、焓都為正值,△H-T△S>0,反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行,故C不符合題意;D.△H-T△S<0的反應(yīng)一定是自發(fā)反應(yīng),故D符合題意;故答案為:D?!痉治觥快刈兣c焓變都是與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行相關(guān)的因素,但是都不是唯一因素,反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)為:△H-T△S<0。20.【答案】C【解析】【解答】A、根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的定義可知,K1=,故A錯(cuò)誤;
B、反應(yīng)②是氣體體積增大的反應(yīng),ΔS>0,故B錯(cuò)誤;
C、根據(jù)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)可知,每生成4molNO,電子轉(zhuǎn)移20mol,每生成2molNO,轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為6.02×1024,故C正確;
D、ΔH2=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能=12E(N-H)+3E(O=O)-2E(N≡N)-12E(H-O),故D錯(cuò)誤;
故答案為:C。
【分析】A、平衡常數(shù)是指各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積與各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積的比;
B、反應(yīng)②是氣體體積增大的反應(yīng);
C、每生成4molNO,電子轉(zhuǎn)移20mol;
D、ΔH2=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能。21.【答案】(1)高溫;-49;生成CO反應(yīng)的ΔS更大,更有利于反應(yīng)正向進(jìn)行;降溫冷凝(2)溫度較高時(shí),反應(yīng)速率加快,單位時(shí)間內(nèi)得到的產(chǎn)品更多;CO;CO2(g)+C(g)2CO(g)ΔH>0,溫度升高,平衡向正向移動(dòng),CO物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)逐漸升高;8×104【解析】【解答】(1)①直接氯化時(shí)ΔH1=172kJ·mol-1;所以反應(yīng)在高溫有利于自發(fā)進(jìn)行;故答案為:高溫。②已知:a.TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g)ΔH1=172kJ·mol-1;c.C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH3=-393.5kJ·mol-1;d.2CO(g)+O2(g)2CO2(g)ΔH4=-566.0kJ·mol-1;所以反應(yīng)b.TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(g)+2CO(g):b=a+2c-d,所以ΔH2=ΔH1+2ΔH3-ΔH4=-49kJ·mol-1;故答案為:-49。③生成CO反應(yīng)的中ΔS更大,所以碳氯化法中生成CO比生成CO2更有利于TiO2轉(zhuǎn)化為TiCl4,更有利于反應(yīng)正向進(jìn)行;故答案為:生成CO反應(yīng)的ΔS更大,更有利于反應(yīng)正向進(jìn)行。④常壓下TCl4的沸點(diǎn)為136℃,大于四氯化碳沸點(diǎn)可用降溫冷凝法將TCl4從碳氯化反應(yīng)的混合體系中分離;故答案為:降溫冷凝。(2)①雖然在200℃平衡時(shí)TiO2幾乎完全轉(zhuǎn)化為TiCl4,溫度較高時(shí),反應(yīng)速率加快,單位時(shí)間內(nèi)得到的產(chǎn)品更多,所以實(shí)際生產(chǎn)中反應(yīng)溫度卻遠(yuǎn)高于此溫度;故答案為:溫度較高時(shí),反應(yīng)速率加快,單位時(shí)間內(nèi)得到的產(chǎn)品更多。②曲線a代表的物質(zhì)的比例隨著溫度升高而增大,CO2(g)+C(g)2CO(g)ΔH>0,溫度升高,平衡向正向移動(dòng),CO物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)逐漸升高,所以曲線a代表的物質(zhì)為CO;故答案為:CO;CO2(g)+C(g)2CO(g)ΔH>0,溫度升高,平衡向正向移動(dòng),CO物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)逐漸升高。③;故答案為:8×104。
【分析】(1)①依據(jù)ΔG=ΔH-TΔS<0分析;②根據(jù)蓋斯定律計(jì)算;③依據(jù)熵增的原理分析;④利用已知信息分析;(2)①依據(jù)影響反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的因素分析;②依據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理分析;③利用三段式法計(jì)算。22.【答案】(1)<(2)66.7%;100(3)B(4)加深;減小【解析】【解答】(1)2NO2(g)?N2O4(g)△H=-57kJ?mol-1,依據(jù)反應(yīng)分析可知反應(yīng)后氣體體積減小,所以熵變小于0,△S<0;(2)在1L的密閉容器中充入NO2發(fā)生如下反應(yīng):2NO2(g)?N2O4(g)△H=-57kJ?mol-1,當(dāng)開始充入0.03mol的NO2時(shí),25℃時(shí),實(shí)驗(yàn)測(cè)得NO2的平衡濃度為0.01mol?L-1,依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算:二氧化氮起始濃度為0.03mol/L,2NO2(g)?N2O4(g)起始(mol/L)0.030轉(zhuǎn)化(mol/L)0.020.01平衡(mol/L)0.010.01NO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)=×100%=66.7%,平衡常數(shù)K===100L/mol;(3)依據(jù)反應(yīng)是放熱反應(yīng),二氧化氮能量高于四氧化二氮分析,結(jié)合圖象分析活化能數(shù)值大于反應(yīng)焓變判斷,B符合;A和C中二氧化氮能量低于四氧化二氮,不正確;D選項(xiàng)活化能數(shù)值小于反應(yīng)焓變,不正確;故答案為B;(4)2NO2(g)?N2O4(g)△H=-57kJ?mol-1,反應(yīng)是放熱反應(yīng),二氧化氮是紅棕色氣體,四氧化二氮是無色氣體,放在80℃的熱水中,平衡逆向進(jìn)行,氣體顏色加深,NO2的轉(zhuǎn)化率減小。
【分析】(1)熵變主要看氣體的物質(zhì)的量,氣體越多,混亂度越大
(2)轉(zhuǎn)化率=
(3)該反應(yīng)為放熱反應(yīng),且活化能>△H
(4)該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升溫,反應(yīng)逆向移動(dòng),顏色加深,轉(zhuǎn)化率減小23.【答案】(1)(2)高溫(3)B;C(4)1(5);2H2O-4e-=O2↑+4H+【解析】【解答】(1)根據(jù)蓋斯定律可知(①+②+4×③)表示CH3OH(l)燃燒熱的熱化學(xué)方程式:。
(2)該反應(yīng)前后氣體體積增大,即△S>0,由分析可知,若反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,則△G=△H-T△S<0,而△H>0,所以該反應(yīng)在高溫條件下能自發(fā)進(jìn)行。
(3)A.容積不變,即反應(yīng)前后氣體總體積不變,而反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量不變,根據(jù)m=ρV,則氣體密度也不變,無法判斷是否達(dá)到平衡,錯(cuò)誤;
B.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),容器溫度保持不變,說明反應(yīng)達(dá)到了平衡,正確。
C.該反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變,氣體物質(zhì)的量增大,根據(jù)m=nM可知,平均相對(duì)分子質(zhì)量不變,說明反應(yīng)達(dá)到了平衡,正確;
D.CO2與CH4的物質(zhì)的量之比不再改變,無法判斷是否達(dá)到平衡,錯(cuò)誤。
答案為:BC
(4)根據(jù)化學(xué)方程式,通入CO2與CH4各1mol,達(dá)到平衡時(shí),n(H2)=1mol,可推出△n(CO2)=△n(CH4)=0.5mol,則平衡時(shí),n(CO2)=n(CH4)=1mol-0.5mol=0.5mol,n(H2)=n(CO)=1mol,所以該反應(yīng)的平衡常數(shù)為=1。
(5)由分析可知,c是負(fù)極,失電子發(fā)生氧化反應(yīng),則A是CH4。a是陽極,其電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2↑+4H+。
【分析】(1)根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行分析。
(2)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是△G=△H-T△S<0。注意氣體體積增大的反應(yīng),其△S>0。
(3)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的主要標(biāo)志是v正=v逆,各物質(zhì)的含量保持不變。
(4)通入CO2與CH4各1mol,達(dá)到平衡時(shí),n(H2)=1mol,可推出△n(CO2)=△n(CH4)=0.5mol,則平衡時(shí),n(CO2)=n(CH4)=1mol-0.5mol=0.5mol,n(H2)=n(CO)=1mol。
(5)b極上有紅色物質(zhì)生成,說明Cu2+得電子生成Cu,則b是陰極,所以a是陽極,c是負(fù)極,d是正極。24.【答案】(1)增大(2)小于;體積不變時(shí),溫度降低,氣體分子間間隙減小,總壓降低;該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),降低溫度,平衡逆向移動(dòng),氣體分子數(shù)減少,壓強(qiáng)降低;45(3)升高溫度;將生成物之一及時(shí)分離;0.2mol·L-1·min-1;9.1【解析】【解答】Ⅰ.(1)熵值是反應(yīng)體系的混亂度,反應(yīng)3NO2(g)3NO(g)+O3(g)正方向是氣體總物質(zhì)的量增大的方向,則達(dá)到平衡后的熵值較平衡前增大;
(2)平衡時(shí)氣體的總壓強(qiáng)為24.00MPa,在恒容條件下,該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),降低溫度,平衡逆向移動(dòng),氣體分子數(shù)減少,壓強(qiáng)降低,另外溫度降低,氣體分子間隙也減小,容器內(nèi)的總壓強(qiáng)也減小,故降溫后平衡體系壓強(qiáng)p小于24.00MPa;在恒溫恒容條件下,氣體的壓強(qiáng)與氣體的總物質(zhì)的量成正比,設(shè)起始時(shí)氣體NO2的物質(zhì)的量為nmol,則15min時(shí),容器內(nèi)壓強(qiáng)為23MPa,氣體的總物質(zhì)的量為mol,則:3NO2(g)3NO(g)+O3(g)△n3311nmolmol-nmol故反應(yīng)物NO2的轉(zhuǎn)化率α=×100%=45%;Ⅱ.①對(duì)于反應(yīng)2NO2(g)2NO(g)+O2(g)ΔH>0,升高溫度、減小NO或O2的濃度以及增大容器的體積,均能使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),提高NO2的轉(zhuǎn)化率;②反應(yīng)進(jìn)行到2min時(shí)NO2的轉(zhuǎn)化率為0.4,則參加反應(yīng)的NO2的物質(zhì)的量為0.8mo
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