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文档简介
2.3化学反应的方向综合复习题高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1一、单选题1.下列反应的焓变和熵变与冰融化为水的变化一致的是()A.B.2NaHCC.D.2.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.冶铁时将铁矿石粉碎是为了改变化学反应速率C.平衡常数随压强的改变而改变D.使用催化剂能加快反应速率,原因是提高了分子的能量,使有效碰撞频率增大3.下列反应可以自发进行但不能利用熵判据解释的是()A.NaHCO3(s)+HCl(aq)=NaCl(aq)+CO2(g)+H2O(l)B.Zn(s)+H2SO4(aq)=ZnSO4(aq)+H2(g)C.4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)=4Fe(OH)3(s)D.2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)4.已知反应的势能曲线示意图如下(…表示吸附作用,A表示催化剂,表示过渡态分子):下列有关说法正确的是A.过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中都有生成B.若在任意温度下均能自发进行,则反应为吸热反应C.该反应中只有两种物质能够吸附分子D.过程Ⅲ中最大势能垒(活化能)为5.下列有关说法正确的是A.SO2(g)+H2O(g)=H2SO3(l),该过程熵值增大B.SO2(g)=S(s)+O2(g)ΔS<0,该反应一定能自发进行C.SO2(g)+2H2S(g)=3S(s)+2H2O(l),该过程熵值增大D.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH<0ΔS<0,此反应低温自发6.下列反应在任何温度下均能自发进行的是A.2N2(g)+O2(g)=2N2O(g)ΔH=163kJ·mol-1B.Ag(s)+Cl2(g)=AgCl(s)ΔH=-127kJ·mol-1C.HgO(s)=Hg(l)+O2(g)ΔH=91kJ·mol-1D.H2O2(l)=O2(g)+H2O(l)ΔH=-98kJ·mol-17.对于化学反应方向,下列说法错误的是()A.非自发的反应不能通过改变条件使其成为自发反应B.一定温度下,反应的,C.自发进行的化学反应的方向,应由焓判据和熵判据的复合判据来判断D.常温下反应能自发进行,则该反应的8.下列说法正确的是()A.在常温下,放热反应都能自发进行,吸热反应都不能自发进行B.NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)此反应的发生是熵增的过程C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据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9.下列反应不可能自发进行的是()A.△H<0B.△H>0C.△H<0D.△H>010.对于反应,下列说法正确的是A.上述反应B.及时液化分离出氨气,正反应速率增大C.增大压强,活化分子百分数增多,反应速率加快D.若反应放出92.4kJ热量,则过程中有被氧化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.制备光电子功能材料ZnS可通过自发反应△H>0。下列说法正确的是A.该反应的ΔS<0B.其他条件相同,缩小容器体积,达到新平衡时减小C.其他条件相同,升高体系温度,的平衡转化率增大D.其他条件相同,使用催化剂加快正反应速率,减慢逆反应速率13.催化氧化法将转化为的反应为.下列关于催化氧化法制的说法中错误的是()A.该反应的B.该反应的平衡常数C.使用合适的催化剂可提高化学反应速率,但不影响的平衡转化率D.该反应在高温下可自发进行14.250℃,101kPa时,2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)△H=+56.76kJ/mol,该反应能自发进行,其自发进行的主要原因是()A.是吸热反应 B.是放热反应C.是熵减反应 D.熵增效应大于能量效应15.氢还原辉钼矿并用碳酸钠作固硫剂的原理为MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s)△H。平衡时的有关变化曲线如图。下列说法正确的是A.该反应在低温下可以自发进行B.粉碎矿物和增大压强都有利于辉钼矿的还原C.图2中T1对应图1中的温度为1300℃D.若图1中A点对应温度下体系压强为10MPa,则H2O(g)的分压为5MPa16.已知在100℃、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(g)分解为2molH与1molO时吸收930kJ热量B.热化学方程式为: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930kJ17.下列关于化学反应方向及其判据的说法正确的是()A.能自发进行的反应一定能迅速发生B.放热反应都可以自发进行,而吸热反应不能自发进行C.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D.1mol在不同状态时的熵值:18.苯和可经两步发生反应①或反应②,其主要反应历程和能量的关系如图所示,下列说法正确的是()A.对比历程图,苯更易发生取代反应,最主要的原因是反应②的速率更快B.反应过程中碳原子的杂化方式发生了改变C.加入可以降低反应②的活化能和焓变,提高反应速率D.经两步发生反应①的总焓变19.下列说法正确的是()A.凡是放热反应都是自发的,吸热反应都是非自发的B.自发反应一定是熵增大,非自发反应一定是熵减少或不变C.自发反应在任何条件下都能实现D.自发反应在恰当条件下才能实现20.硫酸工业中利用了反应,下列说法正确的是A.该反应的B.催化生成时采用常压,因为高压会使平衡逆向移动C.加入催化剂可以提高该反应的平衡转化率D.为提高的平衡转化率,可以适当提高的浓度二、综合题21.由于温室效应和资源短缺等问题,如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用,引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),如下图1表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。
(1)关于该反应的下列说法中,正确的是____。(填字母)A.△H>0,△S>0 B.△H>0,△S<0C.△H<0,△S<0 D.△H<0,△S>0(2)容积一定,下列情况不能说明该反应一定达到平衡的是____。A.混合气体的平均平均相对分子质量不变B.混合气体的压强不变C.单位时间内生成3molH—H键,同时生成2molH—O键D.混合气体中c(CO2):c(H2)="1":3(3)温度降低,平衡常数K(填“增大”、“不变”或“减小”)。(4)为探究反应原理,现进行如下实验:在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图2所示。
从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示的平均反应速率v(H2)为mol·L-1·min-1,CO2和H2的转化率比是:(5)下列措施中能使(4)题中n(CH3OH)/n(CO2)增大的有。(填字母)A.升高温度B.加入催化剂C.将H2O(g)从体系中分离D.充入He(g),使体系总压强增大E.再充入1molCO2和3molH2(6)若在另一个密闭容器中充入1molCO2和3molH2,保持压强不变,并使初始体积与题中容器体积相等,且在相同的温度下进行反应,达到平衡时该容器中的CO2的体积百分数(4)题中的CO2的体积百分数。(“>”或“<”或“=”,下同)22.氮的氧化物是大气污染物之一,用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物,可防止空气污染。回答下列问题:(1)汽车尾气中常含有碳烟、CO、NO等有害物质,尾气中含有碳烟的主要原因为。(2)已知在298K和101kPa条件下,有如下反应:反应①:C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393.5kJ·mol-1反应②:N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH2=+180.5kJ·mol-1若反应CO2(g)+N2(g)⇌C(s)+NO(g)的活化能为akJ·mol-1,则反应C(s)+2NO(g)⇌CO2(g)+N2(g)的活化能为kJ·mol-1。(3)在常压下,已知反应2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)ΔH(298K)=-113.0kJ·mol-1,ΔS(298K)=-145.3J/(mol·K),据此可判断该反应在常温下(填“能”或“不能”)自发进行。(4)向容积为2L的真空密闭容器中加入活性炭(足量)和NO,发生反应C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g),NO和N2的物质的量变化如表所示,在T1℃、T2℃分别到达平衡时容器的总压强分别为p1kPa、p2kPa。物质的量/molT1℃T2℃05min10min15min20min25min30minNO2.01.160.800.800.500.400.40N200.420.600.600.750.800.80①0~10min内,以NO表示的该反应速率v(NO)=kPa·min-1。②第15min后,温度调整到T2,数据变化如表所示,则p1p2(填“>”、“<”或“=”)。③若30min时,保持T2不变,向该容器中再加入该四种反应混合物各2mol,再次达平衡时NO的体积百分含量为。(5)为探究温度及不同催化剂对反应2NO(g)+2CO(g)+⇌N2(g)+2CO2(g)的影响,分别在不同温度、不同催化剂下,保持其它初始条件不变重复实验,在相同时间内测得NO转化率与温度的关系如图所示:①在催化剂乙作用下,图中M点对应的速率(对应温度400℃)v正v逆(填“>”、“<”或“=”),其理由为。②温度高于400℃,NO转化率降低的原因可能是。23.烟气(主要污染物SO2、NO、NO2)的大量排放造成严重的大气污染,国内较新研究成果是采用以尿素为还原剂的脱硫脱硝一体化技术。(1)脱硫总反应:2SO2(g)+2CO(NH2)2(aq)+4H2O(l)+O2(g)=2(NH4)SO4(aq)+2CO2(g),已知该反应能自发进行,则条件是(填“高温”、“低温”或“任何温度”)。(2)电解稀硫酸制备O3(原理如图),则产生O3的电极反应式为。(3)室温下,往恒容的反应器中加入固定物质的量的SO2和NO,通入O3充分混合。反应相同时间后,各组分的物质的量随n(O3):n(NO)的变化如图。臭氧量对反应SO2(g)+O2(g)=SO3(g)+O2(g)的影响不大,试用过渡态理论解释可能原因。(4)通过控制变量法研究脱除效率的影响因素得到数据如图所示,下列说法正确的是_______。A.烟气在尿素溶液中的反应:v(脱硫)<v(脱硝)B.尿素溶液pH的变化对脱硝效率的影响大于对脱硫效率的影响C.强酸性条件下不利于尿素对氮氧化物的脱除D.pH=7的尿素溶液脱硫效果最佳(5)尿素的制备:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)∆H<0。一定条件下,往10L恒容密闭容器中充入2molNH3和1molCO2。①该反应10min后达到平衡,测得容器中气体密度为4.8g/L,平衡常数K=。②如图是该条件下,系统中尿素的物质的量随反应时间的变化趋势,当反应时间达到3min时,迅速将体系升温,请在图中画出3-10min内容器中尿素的物质的量的变化趋势曲线。24.回答下列问题:(1)I.,反应过程的能量变化如图所示:已知2mol和反应生成为1mol的,请回答下列问题.该反应通常用作催化剂,加会使图中B点(填“升高”或“降低”).(2)图中.(3)如果反应速率为,则.(4)II.已知下列热化学方程式:①②③④回答下列问题:上述反应中属于熵减反应的是;(写序号)(5)燃烧20g生成液态水,放出的热量为;(6)写出CO燃烧的热化学方程式;(7)写出制水煤气的热化学方程式.25.丙烷脱氢氧化是丙烷脱氢制丙烯技术的进一步发展,反应过程中伴有生成甲烷、乙烷等物质副反应,涉及反应如下:主反应Ⅰ:副反应Ⅱ:Ⅲ:Ⅳ:(1)判断反应Ⅱ自发进行可用来表述,若,反应能自发进行。反应Ⅱ在1000K时能自发进行的理由。(要列出计算过程)(2)若仅考虑主反应Ⅰ,一定温度下,向恒压密闭容器中通入一定量丙烷,反应后测得的组分的平衡压强(即组分的物质的量分数×总压)为:、①该温度下反应的平衡常数的数值为。(单位用MPa,保留3位有效数字)②平衡时丙烷的转化率为。(3)对于反应Ⅰ,某课题组研究设计一套丙烷连续催化脱氢装置如图。①将1mol丙烷(温度为590℃)以恒定的流速依次逐个通过三个相同的装置,画出丙烯的产率随着时间的变化阶段二和阶段三的图像。(每个阶段反应均未达到平衡)②为提高丙烯的产率,向a、b管中同时通入适量的,需要适量的理由是。(4)下列说法正确的是____。A.对于主反应Ⅰ,其他条件不变,充入,该反应的平衡常数减小B.若只考虑反应Ⅳ,恒温恒容下充入原料气体,若压强不变则该反应达到了平衡C.副反应Ⅲ对应的是右图中反应(3)D.主反应断裂C-H键,副反应Ⅱ、Ⅳ断裂C-C键,由图可知高温条件下断裂C-C键更容易,因此要选择合适的催化剂在合适的温度下低压合成比较有利主反应
答案解析部分1.【答案】B【解析】【解答】A.钠与水反应生成NaOH和H2(g),是放热反应,该反应,,A不符合题意;B.碳酸氢钠分解生成了气体CO2(g),是吸热反应,该反应,,B符合题意;C.氢氧化亚铁氧化为氢氧化铁,是放热反应,该反应,,C不符合题意;D.氮气与氢气化合成氨气,气体分子数减少,该反应,,D不符合题意;故答案为:B。
【分析】依据冰融化为水为熵增、焓增的反应判断。2.【答案】B3.【答案】C【解析】【解答】A、NaHCO3(s)+HCl(aq)=NaCl(aq)+CO2(g)+H2O(l)的ΔS>0,能利用熵判据解释,故A不符合题意;
B、Zn(s)+H2SO4(aq)=ZnSO4(aq)+H2(g)的ΔS>0,能利用熵判据解释,故B不符合题意;
C、4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)=4Fe(OH)3(s)的ΔS<0,不能利用熵判据解释,故C符合题意;
D、2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)的ΔS>0,能利用熵判据解释,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】ΔH-TΔS<0时反应自发进行,且一般情况下,熵变大于零的反应可自发进行。4.【答案】A5.【答案】D6.【答案】D7.【答案】A【解析】【解答】A.△G=△H-T△S,某反应的△G>0则其非自发。如果通过改变T使该反应在新温度下的△G<0,则其可变为自发反应,故非自发的反应可能通过改变条件使其成为自发反应,A错误,符合题意;
B.Na和氯气反应放热(燃烧),故其逆反应吸热,即△H>0。反应后气体分子数增多,故熵增,即△S>0。B正确,不符合题意;
C.自发进行的化学反应的方向,应由△G=△H-T△S与0的大小判断。△G>0,反应逆向进行,△G=0,反应达到平衡,△G<0,反应正向进行。C正确,不符合题意;
D.常温下反应能自发进行,则其△G=△H-T△S<0。由于反应后气体分子数减小,故其△S<0,则其-T△S>0,故其△H必定小于0,D正确,不符合题意;
故答案为:A。
【分析】改变温度,使△G>0的反应变为△G<0的反应,则可使非自发反应变成自发反应。8.【答案】B【解析】【解答】A.常温下,某些吸热反应也可以自发进行,依据△G=△H-T△S分析,△G<0时可自发进行,当△H>0,△S>0时,只要熵增较大,常温下可以有△G<0,如氢氧化钡晶体和氯化铵反应,是吸热反应,常温下可以自发进行,A不符合题意;B.反应NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)中,反应前为固体,反应后为三种气体,气体的熵比固体大,故反应是熵增反应,B符合题意;C.依据反应自发进行的判断依据△G=△H-T△S分析,△G<0时可自发进行,△G>0时不可自发进行,因此反应能否自发进行需要焓变、熵变和温度共同决定,C不符合题意;D.催化剂改变反应速率不改变化学平衡,使用催化剂不可以改变化学反应进行的方向,D不符合题意;故答案为:B。
【分析】A.某些吸热反应也可以自发进行,依据△G=△H-T△S<0分析判断;
B.反应前为固体,反应后为三种气体,气体的熵比固体大,反应向熵变增大的方向进行;
C.依据反应自发进行的判断依据△G=△H-T△S<0分析;
D.催化剂改变反应速率不改变化学平衡.9.【答案】D【解析】【解答】A.反应的△H<0、ΔS<0,低温时能自发进行,A不符合题意;B.反应的△H>0、ΔS>0,高温时能自发进行,B不符合题意;C.反应的△H<0、ΔS>0,在任何条件下都能自发进行,C不符合题意;D.反应的△H>0、ΔS<0,在任何条件下都不能自发进行,D符合题意;故答案为:D。
【分析】反应自发进行的判断依据是△H-T△S<0,反应自发进行,△H-T△S>0,反应非自发进行,据此判断。
10.【答案】D【解析】【解答】A.上述反应中4摩尔气体生成2摩尔气体,所以是,A不符合题意;B.及时液化分离出氨气,正反应速率不变,逆反应速率减小,B不符合题意;C.增大压强,单位体积内活化分子数增多,反应速率加快,C不符合题意;D.若反应放出92.4kJ热量,则过程中有被氧化,D符合题意;故答案为:D。【分析】A.该反应是气体体积减小的反应,ΔS<0;
B.分离出液氨,正反应速率不变,逆反应速率减小;
C.增大压强,单位体积内活化分子数增多。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】C13.【答案】D【解析】【解答】A.根据方程式可知,该反应前后气体分子数减小,则△S<0,A不符合题意;
B.由分析可知,该反应的平衡常数,B不符合题意;
C.催化剂能提高反应速率,但不影响平衡移动,C不符合题意;
D.根据题干信息可知,该反应的△S<0,△H<0,则在高温条件下,△G=△H-T·△S<0,反应能自发进行,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.气体体积减小的反应,混乱度降低,熵变为负值。
B.反应平衡常数:平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比。
C.催化剂能改变反应速率,不影响平衡移动。
D.反应自发进行的条件是△G=△H-T·△S<0。14.【答案】D【解析】【解答】反应能自发进行,应有△G=△H﹣T•△S<0,因△H>0,则△H<T•△S,说明熵增效应大于能量效应,故合理选项是D;
故答案为:D。
【分析】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。15.【答案】C【解析】【解答】A.由方程式聚集状态知ΔS>0,由图1可知正反应是吸热反应ΔH>0,则根据ΔG=ΔH-TΔS<0知,该反应为高温下的自发反应,故A不符合题意;B.该反应是气体分子数增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向进行,不利于反应向右进行,故B不符合题意;C.根据图像1,1300℃时该反应的平衡常数K==1,根据图2可知,T1℃是正逆化学平衡常数相等,即此时平衡常数为1,故C符合题意;D.A点各组分的浓度之和为5mol/L,在同一容器中,压强之比等于物质的量之比,也等于浓度之比,所以A点对应温度下体系压强为10MPa时,H2O(g)的分压为4MPa,故D不符合题意;故答案为:C。
【分析】A.根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行分析;
B.增大压强,该反应的平衡逆向移动;
C.平衡常数只与温度有关,根据平衡常数确定温度;
D.A点各组分的浓度之和为2mol/L+2mol/L+1mol/L=5mol/L,其中H2O(g)的物质的量分数为40%。16.【答案】D【解析】【解答】A.由已知的能量变化图可知,1molH2O(g)分解为2molH与1molO时吸收930kJ热量,A不符合题意;B.由已知的能量变化图可知,H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H=反应物断键吸收的能量-生成物成键释放的能量=(436+249-930)kJ/mol=-245kJ/mol,则热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=245kJ/mol×2=-490kJ/mol,B不符合题意;C.甲吸收能量生成乙,乙释放能量生成丙,乙的能量最高,甲生成丙为放热反应,则甲的能量高于丙,则甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙甲>丙,C不符合题意;D.乙→丙的过程中生成气态水时,释放930kJ的能量,若生成液态水,气态水转变为液态水会继续释放能量,则释放的能量将大于930kJ,D符合题意;故答案为:D
【分析】根据图像中能量变化的数据分析。17.【答案】D【解析】【解答】A.能自发进行的反应∆G=∆H-T∆S<0,与反应速率无关,A不符合题意;B.能自发进行的反应∆G=∆H-T∆S<0,放热反应∆H<0,若温度较高且∆S<0,∆G可以大于0,反应不能自发进行,吸热反应∆H>0,若温度较高且∆S>0,∆G可以小于0,反应可以自发进行,B不符合题意;C.催化剂可以改变反应的活化能,从而改变反应速率,但不能改变化学反应进行的方向,C不符合题意;D.物质聚集状态不同,熵值不同,一般来说同种物质的熵值气态>液态>固态,因此1molH2O在固态的熵值<气态的熵值,D符合题意;故答案为:D。
【分析】A.反应的自发与反应速率无关;
B.反应自发进行的判据为∆G=∆H-T∆S<0,不能只看热效应;
C.催化剂不能改变化学反应进行的方向;
D.一般来说同种物质的熵值气态>液态>固态。18.【答案】B【解析】【解答】A.对比历程图,苯更易发生取代反应,最主要的原因是反应②的活化能较低,故A不符合题意;
B.反应前碳原子的杂化方式为,反应①产物图中加点碳原子杂化方式为,故B符合题意;
C.催化剂不能改变反应的焓变,只能降低反应的活化能,故C不符合题意;
D.反应①的总焓变,故D不符合题意;
故答案为:B
【分析】活化能低的反应更容易进行。苯环上碳原子的杂化方式为,饱和碳原子的杂化方式为。催化剂不能改变反应的焓变,只能降低反应的活化能。反应的焓变为反应物的活化能与生成物的活化能之差。19.【答案】D【解析】【解答】反应能否自发进行取决于△H-T△S是否小于0,如果△H<O,△S<0,即放热的、熵减小的反应,当高温非常高时,△H-T△S可能大于0,不能自发进行,故只有D符合题意,A、B、C不符合题意。故答案为:D。
【分析】反应能否自发进行取决于△H-T△S的值。20.【答案】D21.【答案】(1)C(2)D(3)增大(4)0.225;1:1(5)CE(6)<【解析】【解答】(1)由图1可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应为放热反应,△H<0,由方程式可知,该反应正反应是气体的物质的量减小的反应,正反应为熵减过程,△S<0,选C。(2)A.混合气体的平均平均相对分子质量=m/n,该反应为物质的量减小的可逆反应,平均相对分子质量不变时,说明反应处于平衡状态,不选;B.混合气体的压强随反应的进行而减小,当压强不变时,说明反应处于平衡状态,不选,C.单位时间内生成3molH—H键,表示V(逆)同时生成2molH—O键,表示V(正),且速率之比等于化学计量数之比,不选;D.混合气体中c(CO2):c(H2)=1:3,浓度之比与平衡状态无关,所以选D;(3)该反应正反应是放热反应,降低温度平衡向正反应移动,平衡常数增大;(4)由图2可知,10min达平衡时甲醇的浓度变化量为0.75mol/L,所以v(CH3OH)=0.75、10=0.075mol/(L•min),速率之比等于化学计量数之比,所以v(H2)=3v(CH3OH)=3×0.075mol/(L•min)=0.225mol/(L•min);按系数比加入各反应物,各反应物的转化率相同,所以CO2和氢气的转化率之比为1:1;(5)A.升高温度,平衡向逆反应移动,n(CH3OH)/n(CO2)减小,不正确;B.加入催化剂,平衡不移动,n(CH3OH)/n(CO2)不变,B不正确;C.将H2O(g)从体系中分离,平衡向正反应移动,n(CH3OH)/n(CO2)增大,C正确;D.充入He(g),反应混合物的浓度不变,变化不移动,n(CH3OH)/n(CO2)不变,不正确;E.再充入1molCO2和3molH2,相当于增大压强,平衡正向移动,n(CH3OH)/n(CO2)增大,选CE;(6)(4)中是在恒容条件下建立平衡,该反应是气体分子数减少的可逆反应,随着反应的进行,气体分子数减少,压强降低,(6)中各物质的起始加入量与(4)相同,最初体积也相同,在等压条件下建立平衡,平衡后压强不变,将(4)建立的平衡增大压强可得(6)的平衡,而增大压强,平衡正向移动,CO2的百分含量减小,所以达到平衡时该容器中的CO2的体积百分数小于(4)题中的CO2的体积百分数。
【分析】(1)结合公式△G=△H-T△S<0判断;
(2)化学平衡判断:1、同种物质正逆反应速率相等,2、不同物质速率满足:同侧异,异侧同,成比例,3、各组分的浓度、物质的量、质量、质量分数不变,4、左右两边化学计量数不相等,总物质的量、总压强(恒容)、总体积(恒压)不变,5、平均相对分子质量、平均密度根据公式计算,6、体系温度、颜色不变;
(3)放热反应,温度和平衡常数为反比,吸热反应,温度和平衡常数为正比;
(4)化学反应速率,结合公式化学反应速率之比等于化学计量数之比判断;
(5)甲醇物质的量增大,二氧化碳物质的量减小,即使平衡朝正向移动,或者增大氢气的浓度;
(6)恒容条件下,增大压强,平衡朝气体系数缩小的方向移动;恒压条件下,等效平衡,体积分数不变。22.【答案】(1)燃料燃烧不充分(2)2a-574(3)能(4)0.06p1;>;20%(5)>;相同温度下,曲线乙的转化率低于曲线甲的转化率,说明M点不是平衡点,反应仍向正反应进行;温度升高催化剂活性降低【解析】【解答】(1)尾气中含有碳烟的主要原因为燃料燃烧不充分。(2)若反应CO2(g)+N2(g)⇌C(s)+NO(g)的活化能为akJ·mol-1,则反应C(s)+2NO(g)⇌CO2(g)+N2(g)的逆反应活化能为2akJ·mol-1,根据盖斯定律:①-②可得C(s)+2NO(g)⇌CO2(g)+N2(g)ΔH=-574kJ·mol-1,故反应C(s)+2NO(g)⇌CO2(g)+N2(g)的活化能为(2a-574)kJ·mol-1。(3)满足自发进行的条件是:ΔH-TΔS=-113.0kJ·mol-1-T(-145.310-3)kJmol-1·K-1<0,则T<777.7K,故该反应在常温下能自发进行。(4)①该反应反应前后气体总物质的量不变,故0~10min内,容器的总压强保持不变,平衡是NO(g)的分压为,以NO表示的该反应速率v(NO)=。②第15min后,温度调整到T2,从表格查得NO的物质的量减少,N2的增加,平衡正向移动,由于正反应为放热反应,改变条件为降温,气体的总的物质的量不变,温度越低,压强越小,则p1>p2。③若30min时,保持T2不变,向该容器中再加入该四种反应混合物各2mol,该反应前后气体分子数不变,加入反应混合物前后构成等效平衡,达平衡时NO的体积百分含量为。(5)①在催化剂乙作用下,相同温度下,曲线乙的转化率低于曲线甲的转化率,说明M点不是平衡点,反应仍向正反应进行,则v正>v逆。②温度升高催化剂活性降低,催化效率降低,则在相同时间内测得NO转化率降低。【分析】燃料燃烧不充分生成碳烟,燃料燃烧产生NO等有害物质,若∆H-T∆S<0则反应能自发进行;由表格数据可知,T1℃时10min后反应达到平衡,T2℃时25min后反应达到平衡,密闭容器中压强的大小由气体分子数和分子间隔决定;由(5)题图可知,随温度升高相同时间内NO的转化率先升高后降低。23.【答案】(1)低温(2)3H2O-6e-=O3+6H+(3)该反应的活化能高,反应速率慢(4)B;C(5)100;【解析】【解答】(1)脱硫总反应:SO2(g)+CO(NH2)2(aq)+2H2O(l)+O2(g)=(NH2)SO4(aq)+CO2(g),△S<0,反应△H已知该反应能自发进行,△H-T△S<0,△H<0,且低温下反应自发进行,故答案为:低温;(2)由图可知,B极生成O2、O3,生O3的电极反应式为:3H2O-6e-=O3+6H+,故答案为:3H2O-6e-=O3+6H+;(3)增加n(O3),O3氧化SO2的反应几乎不受影响,说明浓度对反应速率影响较小,可能是反应活化能较大其反应速率较慢,故答案为:该反应的活化能高,反应速率慢;(4)A.图中变化曲线可知,烟气在尿素溶液中的反应:v(脱硫)>v(脱硝),故A不正确;B.芳香族图象中随pH变化的脱除率可知,尿素溶液pH的变化对脱硝效率的影响大于对脱硫效率的影响,故B正确;C.脱出氮氧化物的pH在7以上,强酸性条件下不利于尿素对氮氧化物的脱除,故C正确;D.pH=7的尿素溶液脱氮效果最佳,脱硫效果不随pH变化,故D不正确;故答案为:BC;(5)①尿素的制备:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H<0,一定条件下,往10L恒容密闭容器中充入2molNH3和1molCO2,该反应10min后达到平衡,测得容器中气体密度为4.8g/L,结合三行计算列式计算,设消耗二氧化碳物质的量为x,测得容器中气体密度为4.8g/L,,解得x=0.5mol,平衡常数,故答案为:100;②上述计算分析可知,达到平衡时尿素的物质的量小于0.5mol,反应达到平衡状态的时间在10min之前,图中画出3~10min内容器中尿素的物质的量的变化趋势曲线,故答案为:。
【分析】(1)根据判断即可
(2)臭氧中的氧来自于水,水中的氧元素失去电子变成臭氧
(3)臭氧的含量的高低对反应速率影响不大,说明此反应中的分子还未达到反应所需要的的最低能量
(4)A.通过作图可以直接看出脱硫率和脱氮率的关系
B.根据有变动图像可以看出pH对脱氮率的影响大
C.从图中可以看出反应的pH都是接近中性或者是偏碱性
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