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文檔簡(jiǎn)介
專題06化學(xué)反應(yīng)的方向及調(diào)控
■考點(diǎn)清單01自發(fā)過程和自發(fā)反應(yīng)
i.自發(fā)過程
(1)含義:在一定條件下,不用借助外力,就能自發(fā)進(jìn)行的過程。
(2)特點(diǎn)
①能量角度:體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對(duì)外部做功或者放出熱量)
②混亂度角度:在密閉條件下,體系有從有序自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向
③具有方向性:即過程的某個(gè)方向在一定條件下自發(fā)進(jìn)行,而該過程逆方向在該條件下
肯定不能自發(fā)進(jìn)行
2.自發(fā)反應(yīng)
(1)定義:在給定條件下,可以直發(fā)地進(jìn)行到顯著程度的化學(xué)反應(yīng)。如:食品腐敗
(2)自發(fā)反應(yīng)的特征
①具有方向性,即反應(yīng)的某個(gè)方向在一定條件下是自發(fā)的,則其逆反應(yīng)在該條件下肯定
不自發(fā),如:食物在常溫下會(huì)腐敗,但是由腐敗的食物變?yōu)槭澄锸遣豢赡茏园l(fā)進(jìn)行的。
②體系趨向于從高能量狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍芰繝顟B(tài)。如:煤炭在一定條件下會(huì)自發(fā)燃燒成
低能量的二氧化碳。
③體系趨向于從有序體系轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序體系。如:老師離開教室后,學(xué)生在無約束的狀態(tài)
下會(huì)自發(fā)地由有序的狀態(tài)進(jìn)入混亂的狀態(tài)。
(3)應(yīng)用
①可被用來完成有用功。如:設(shè)計(jì)原電池
②非自發(fā)過程要想發(fā)生,必須對(duì)它做功。如:通電將水分解為H2和。2
【溫馨提醒】
①自發(fā)反應(yīng)也需要一定條件引發(fā)反應(yīng),一旦反應(yīng)后即可自發(fā)進(jìn)行。如:碳的燃燒需要點(diǎn)
燃。
②一般的,如果一個(gè)過程是自發(fā)的,則其逆過程就是非自發(fā)的。非自發(fā)過程要想發(fā)生,
則必須對(duì)它做功,如利用水泵可將水從低處抽向高出,通電可將水分解生成氫氣和氧氣。
③判斷某反應(yīng)是否自發(fā),只是判斷反應(yīng)的方向,與是否會(huì)發(fā)生、反應(yīng)的快慢、反應(yīng)的熱
效應(yīng)無關(guān)。
3.自發(fā)過程的判斷
(1)根據(jù)條件判斷:不是看是否需要條件,而是看是否需要持續(xù)施加外力(如加熱等)
(2)根據(jù)其逆向過程是否自發(fā)判斷:若逆向過程自發(fā),則正向過程一定不自發(fā);若逆向
過程不自發(fā),則正向過程一定自發(fā)。
自發(fā)過程自發(fā)反應(yīng)
在一定條件下,不用借助外力,就能自發(fā)在給定的條件下,可以自發(fā)進(jìn)行
含義
進(jìn)行的過程到顯著程度的化學(xué)反應(yīng)
具有方向性,即過程的某個(gè)方向在一定條件下自發(fā)進(jìn)行,而該過程逆方向在
特征
該條件下肯定不能自發(fā)進(jìn)行
舉例高山流水,自由落體,冰雪融化鋼鐵生銹
(1)可被用來完成有用功。如H2燃燒可設(shè)止-成原電池。
應(yīng)用
(2)非自發(fā)過程要想發(fā)生,必須對(duì)它做功。.如通電將水分解為H2和。2
■考點(diǎn)清單02嫡和病變
1.燧
(1)定義:■是衡量體系混亂度大小的物理量。
(2)符號(hào)和單位:S,常用單位:J/(mol.K)
2.■變
(1)定義:發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)物質(zhì)燧的變化稱為燧變,符號(hào)為AS
(2)計(jì)算公式:AS=生成物總嫡-反應(yīng)物總燧
3.影響牖大小的因素
(1)同一條件下,不同的物質(zhì)燧值丕回
(2)同一物質(zhì)的燧與其聚集狀態(tài)及外界條件有關(guān),對(duì)同一種物質(zhì)不同狀態(tài)時(shí)焙值大小為
S(g)>S(l)>S(s)
(3)不同物質(zhì)嫡值的關(guān)系:
I、物質(zhì)組成越復(fù)雜一燧值越大
II、對(duì)于原子種類相同的物質(zhì):分子中原子數(shù)越多一焙值越大
(4)物質(zhì)的量越大,分子數(shù)越多,?值越大
(5)反應(yīng)過程中氣體物質(zhì)的量增加的反應(yīng)是嫡增大
(6)固體的溶解過程、墨水?dāng)U散過程和氣體擴(kuò)散過程是崎增大
4.熠判據(jù)——自發(fā)反應(yīng)與埔變的關(guān)系
多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是燧增的反應(yīng)。贈(zèng)變是與反應(yīng)進(jìn)行方向有關(guān)的因素之一,但
不是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一因素。因此,只根據(jù)燧變來判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向是不全面
的。
考點(diǎn)清單03化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)
1.自由能變化:符號(hào)為以,單位為kJ.moir。
2.自由能變化與焰變、埔變的關(guān)系:NG=AH—TNS。AG不僅與焰變有關(guān),還與溫度
有關(guān)
3.反應(yīng)方向與自由能的關(guān)系:化學(xué)反應(yīng)總是向著自由能減小的方向進(jìn)行,直到體系達(dá)
到平衡。
(1)當(dāng)AG<0時(shí),反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行
(2)當(dāng)AG=0時(shí),反應(yīng)處于平衡狀態(tài)
(3)當(dāng)AG>0時(shí),反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行
4.綜合焰變和燧變判斷反應(yīng)是否自發(fā)的情況:
婚變燧變化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行
AH<0AS>0任何溫度都能自發(fā)進(jìn)行
AH>0AS<0不能自發(fā)進(jìn)行
AH<0AS<0較低溫度時(shí)自發(fā)進(jìn)行
AH>0AS>0高溫時(shí)自發(fā)進(jìn)行
小結(jié):“大大高溫,小小低溫”
【溫馨提醒】
(1)在討論過程的方向問題時(shí),我們指的是沒有外界干擾時(shí)體系的性質(zhì)。如果允許外界
對(duì)體系施加某種作用,就可能出現(xiàn)相反的結(jié)果。
(2)過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向,不能確定過程是否一定會(huì)發(fā)生和過程發(fā)生
的速率
(3)只適用于沒有發(fā)生的反應(yīng)
注:一般來說,如果一個(gè)過程是自發(fā)的,則其逆過程往往是非自發(fā)的
■考點(diǎn)清單04合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)
1.合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)
1
合成氨反應(yīng):N2(g)+3H2(g)#2NH3(g)-己知298K時(shí):AH=-92.4kJ-moF,AS=-
198.2J-moFk1
(1)自發(fā)性:常溫(298K)下,AH-TAS<0,能自發(fā)進(jìn)行。
(2)可逆性:反應(yīng)為可逆反應(yīng)。
(3)嫡變:AS<0,正反應(yīng)是氣體體積縮小的反應(yīng)。
(4)熔變:△“<(),是放熱反應(yīng)。
2.原理分析
根據(jù)合成氨反應(yīng)的特點(diǎn),利用我們學(xué)過的影響反應(yīng)速率的因素和勒夏特列原理分析應(yīng)如
何選擇反應(yīng)條件,以增大合成氨的反應(yīng)速率、提高平衡混合物中氨的含量,請(qǐng)?zhí)顚懴卤怼?/p>
條件提IWJ反應(yīng)速率提高平衡轉(zhuǎn)化率
壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)
溫度升高溫度降低溫度
催化劑使用無影響
濃度增大反應(yīng)物濃度增大反應(yīng)物濃度,降低生成物濃度
■考點(diǎn)清單05合成氨適宜條件的選擇
1.工業(yè)合成氨條件
⑴壓強(qiáng)
①原理分析:壓強(qiáng)越大越好。
②選用條件:目前,我國合成氨廠一般采用的壓強(qiáng)為10?30MPa。
③合成氨時(shí)不采用更高壓強(qiáng)的理由:壓強(qiáng)越大,對(duì)材料的強(qiáng)度和設(shè)備的制造要求也越高,
需要的動(dòng)力也越大,這將會(huì)大大增加生產(chǎn)投資,并可能降低綜合經(jīng)濟(jì)效益。
(2)溫度
①原理分析:低溫有利于提高原料的平衡轉(zhuǎn)化率。
②選用條件:目前,在實(shí)際生產(chǎn)中一般采用的溫度為400?500
③不采用低溫的理由:溫度降低會(huì)使化學(xué)反應(yīng)速率減小,達(dá)到平衡所需時(shí)間變長,這在
工業(yè)生產(chǎn)中是很不經(jīng)濟(jì)的。
合成氨反應(yīng)一般選擇400~500℃進(jìn)行的又一重要原因?yàn)殍F觸媒在500℃左右時(shí)的活性
最大。
(3)催化劑
①原理分析:在高溫、高壓下,N2和H2的反應(yīng)速率仍然很慢。
②選用條件:通常采用加入以鐵為主體的多成分催化劑,又稱鐵觸媒。
③選擇催化劑的理由:改變反應(yīng)歷程,降低反應(yīng)的活化能,使反應(yīng)物在較低溫度時(shí)能較
快地進(jìn)行反應(yīng)。
另外,為了防止混有的雜質(zhì)使催化劑“中毒”,原料氣必須經(jīng)過凈化。
(4)濃度
①原理分析:在500°C和30Mpa時(shí),平衡混合物中NH3的體積分?jǐn)?shù)及平衡時(shí)N?和
的轉(zhuǎn)化率仍較低。
②采取的措施:采取迅速冷卻的方法,使氣態(tài)氨變成液氨后及時(shí)從平衡混合物中分離出
去;應(yīng)將NH3分離后的原料氣循環(huán)使用,并及時(shí)補(bǔ)充N2和H2,使反應(yīng)物保持一定的濃度。
③采取該措施的理由:分離出NH3以促使平衡向生成NH3的方向移動(dòng),此外原料氣的
循環(huán)使用并及時(shí)補(bǔ)充原料氣,既提高了原料的利用率,又提高了反應(yīng)速率,有利于合成氨反
應(yīng)。
2.工業(yè)合成氨的適宜條件
外部條件工業(yè)合成氨的適宜條件
壓強(qiáng)10?30MPa
溫度400?500℃
催化劑使用鐵觸媒作催化劑
濃度氨及時(shí)從混合氣中分離出去,剩余氣體循環(huán)使用;及時(shí)補(bǔ)充N2和H2
3.合成氨的工藝流程
液態(tài)NH3NH3+N2+H2
4.流程分析
(1)原料氣干燥、凈化:除去原料氣中的水蒸氣及其他氣體雜質(zhì),防止與催化劑接觸時(shí),
導(dǎo)致催化劑“中毒”而降低或喪失催化活性
(2)壓縮機(jī)加壓:增大壓強(qiáng)
(3)熱交換:合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng),反應(yīng)體系溫度逐漸升高,為原料氣反應(yīng)提供熱量,
故熱交換可充分利用能源,提高經(jīng)濟(jì)效益。
(4)冷卻:生成物NH3的液化需較低溫度采取迅速冷卻的方法,可使氣態(tài)氨變成液氨后
及時(shí)從平衡混合物中分離出來,以促使平衡向生成NH3的方向移動(dòng)。
(5)循環(huán)使用原料氣:因合成氨反應(yīng)為可逆反應(yīng),平衡混合物中含有原料氣,將NH3分
離后的原料氣循環(huán)利用,并及時(shí)補(bǔ)充N2和H2,使反應(yīng)物保持一定的濃度,以利于合成氨反
應(yīng),提高經(jīng)濟(jì)效益。
■考點(diǎn)清單06工業(yè)生產(chǎn)中選擇適宜生產(chǎn)條件的思路
1.選擇化工生產(chǎn)適宜條件的分析角度
外界有利于加快有利于平衡正向移
綜合分析結(jié)果
條件速率的條件控制動(dòng)的條件控制
濃度增大反應(yīng)物的濃增大反應(yīng)物的濃度、不斷地補(bǔ)充反應(yīng)物、及時(shí)地分離出生
度減小生成物的濃度成物
催化劑加合適的催化劑不需要加合適的催化劑
兼顧速率和平衡,考慮催化劑的適宜
AH<0低溫
溫度
溫度高溫
在設(shè)備條件允許的前提下,盡量采取
AH>0高溫
高溫并考慮催化劑的活性
在設(shè)備條件允許的前提下,盡量采取
高壓(有氣體參Avg<0高壓
壓強(qiáng)高壓
加)
Avg>0低壓兼顧速率和平衡,選取適宜的壓強(qiáng)
2.選三屋工業(yè)合成適宜條4件的原則
⑴溫度
①所選溫度兼顧反應(yīng)速率快,產(chǎn)品含量高。
②盡可能選擇催化劑的最大溫度。
(2)壓強(qiáng)
①所選壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響變化幅度大。
②壓強(qiáng)不能無限大,防止增大設(shè)備成本和動(dòng)力成本。
(3)催化劑
①選用催化效率高的催化劑。
②催化劑對(duì)反應(yīng)有選擇性,同一反應(yīng)物選用不同的催化劑,產(chǎn)物可能不同。
A+B速幽工cA+BJ^LD
③某些物質(zhì)能夠使催化劑中毒,失去活性。
(4)濃度:原料盡可能循環(huán)利用
①適當(dāng)增大廉價(jià)物質(zhì)的濃度,提高難獲得原料的轉(zhuǎn)化率。
②必要時(shí)可以采用循坯反應(yīng),以增大原料利用率。
(5)反應(yīng)熱的綜合利用:一般采用熱交換器。
(6)反應(yīng)容器的選擇:恒壓容器有利于提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。
3.化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控
(1)含義:通過改變反應(yīng)條件使一個(gè)可能發(fā)生的反應(yīng)按照某一方向進(jìn)行。
(2)調(diào)控的目的:促進(jìn)有利的化學(xué)反應(yīng),抑制有害的化學(xué)反應(yīng)。
(3)考慮實(shí)際因素:結(jié)合設(shè)備條件、安全操作、經(jīng)濟(jì)成本等情況,綜合考慮影響化學(xué)反
應(yīng)速率和化學(xué)平衡的因素,尋找合適的生產(chǎn)條件;根據(jù)環(huán)境保護(hù)及社會(huì)效益等方面的規(guī)定和
要求做出分析,權(quán)衡利弊,才能實(shí)施生產(chǎn)。
(4)控制的措施與效果
①加快或減慢反應(yīng)速率(改變溫度、濃度、壓強(qiáng),使用催化劑等)。
②提高或降低反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率(控制溫度、濃度、壓強(qiáng)等)。
③減少甚至消除有害物質(zhì)的生成。
④控制副反應(yīng)的發(fā)生。
(5)化工生產(chǎn)中控制反應(yīng)條件的原則
在化工生產(chǎn)中,為了提高反應(yīng)進(jìn)行的程度而調(diào)控反應(yīng)條件時(shí),需要考慮控制反應(yīng)條件的
成本、安全操作、環(huán)境保護(hù)和實(shí)際可能性等。
(6)化工生產(chǎn)中調(diào)控反應(yīng)的一般思路
1.下列反應(yīng)屬于非自發(fā)反應(yīng)的是()
A.鈉與水反應(yīng)B.氫氣在氧氣中燃燒生成水
C.水分解變成氫氣和氧氣D,氨氣和氯化氫相遇變成氯化錢
【答案】C
2.合成氨解決了地球上因糧食不足而導(dǎo)致的饑餓和死亡問題,下列有關(guān)工業(yè)合成氨的
說法錯(cuò)誤的是()
A.反應(yīng)物是N2和H2B.過程屬于生物固氮
C.反應(yīng)屬于可逆反應(yīng)D.反應(yīng)條件是高溫、高壓、催化劑
【答案】B
【解析】A項(xiàng),工業(yè)合成氨的原料是N2和H2,故A正確;B項(xiàng),工業(yè)合成氨屬于人
工固氮,故B錯(cuò)誤;C項(xiàng),工業(yè)合成氨N2+3H2=^2NH3是一個(gè)可逆反應(yīng),故C正確;D
項(xiàng),為了有利于合成氨,選擇了500℃左右的高溫,20MPa-50MPa的高壓,同時(shí)使用鐵觸
媒做催化劑,故D正確;故選B。
3.下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的方向及判據(jù)的說法不正確的是()
A.反應(yīng)CaCC^s)=CaO(s)+CO2(g)能否自發(fā)進(jìn)行,主要由AS決定
B.焰變或嫡變均可以單獨(dú)作為反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù)
C.AHVO、AS〉。的反應(yīng)在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行
D.冰在室溫下自動(dòng)融化成水,是因?yàn)轶w系混亂度增加
【答案】B
【解析】A項(xiàng),氣體的混亂度大于固體,該反應(yīng)正反應(yīng)為燧增反應(yīng),由崎判據(jù)可知燧增
反應(yīng)有自發(fā)進(jìn)行的傾向,故A正確;B項(xiàng),焰變、燧變均與反應(yīng)自發(fā)性有關(guān),因此焰變或
燧變均不能單獨(dú)作為反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù),故B錯(cuò)誤;C項(xiàng),AHCO、A5>0,則
這樣的反應(yīng)在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行,故C正確;D項(xiàng),冰在室溫下自動(dòng)融化成水,是
因?yàn)轶w系混亂度增加,AS〉。,故D正確;故選B。
4.下列反應(yīng)AS〉。的是()
A.HCl(g)+NH3(g)=NH4Cl(s)B.2CO(g)=2C(s)+O2(g)
C.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)D.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)
【答案】D
【解析】A項(xiàng),該反應(yīng)為氣體系數(shù)之和減小的反應(yīng),AS<0,A不符合題意;B項(xiàng),該
反應(yīng)為氣體系數(shù)之和減小的反應(yīng),AS<0,B不符合題意;C項(xiàng),該反應(yīng)為氣體系數(shù)之和減
小的反應(yīng),AS<0,C不符合題意;D項(xiàng),該反應(yīng)為氣體系數(shù)之和增大的反應(yīng),AS>0,D
符合題意;故選D。
5.冰融化為水的過程的焰變和嫡變正確的是()
A.A//>0,AS<0B.AH<0,AS>0C.AH>0,AS>0D.AH<0,AS<0
【答案】C
【解析】冰融化為水是燧增過程,該過程吸熱,AH>Oo
6.以下判斷正確的是()
A.C(s)+CO2(g)=2CO(g)AH>0,該反應(yīng)常溫下不能自發(fā)
B.2Mg(s)+O2(g)=2MgCXs)4H<3該反應(yīng)高溫才能自發(fā)
C.自發(fā)反應(yīng)的燧一定增大,非自發(fā)反應(yīng)的燧一定減小
D.放熱反應(yīng)都可以自發(fā)進(jìn)行,而吸熱反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行
【答案】A
【解析】A項(xiàng),在高溫下△G=AH-TAS<0反應(yīng)能進(jìn)行,△”>(),該反應(yīng)常溫下不能自
發(fā),故A正確;B項(xiàng),△G=AF/-TAS<0反應(yīng)能進(jìn)行,由于△?<(),則該反應(yīng)在常溫就能自
發(fā)進(jìn)行,故B錯(cuò)誤;C項(xiàng),自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)皤值不一定增大,化學(xué)反應(yīng)的方向由焰變和燧
變共同決定,非自發(fā)反應(yīng)的燧不一定減小,故C錯(cuò)誤;D項(xiàng),不能根據(jù)焰變判斷反應(yīng)的自
發(fā)性,放熱反應(yīng)不一定都是自發(fā)進(jìn)行的,吸熱反應(yīng)也可能是自發(fā)進(jìn)行,如碳酸氫鏤的分解,
故D錯(cuò)誤;故選A。
7.某化學(xué)反應(yīng)A(s)=D(g)+E(g)AH-TAS=(-4500+llT)kJ-moE(其中AH為焰變,AS為
嫡變,T為熱力學(xué)溫度,單位為K),要防止反應(yīng)發(fā)生,溫度必須()
A.高于409KB.低于136K
C.高于136K而低于409KD.低于409K
【答案】A
【解析】要防止反應(yīng)發(fā)生,AH-TAS>0,則-4500+llT>0,解得T>409,答案選A。
8.下列變化過程的熔變(AH)和幅變(△5)均大于零的是()
A.H2O(g)^H2O(l)B.N2(g)+O2(g)=2NO(g)
C.2H2O2⑴=2氏0⑴+O2(g)D.Ag+(aq)+Cl-(aq)=AgCl(s)
【答案】B
【解析】燧就是混亂度,混亂度增加,則燧值增大,一般來說,燧值:氣體〉溶液〉液
體〉固體;氣體的系數(shù)越大,嫡值越大。A項(xiàng),H2O(g)TH2O⑴的過程放熱,混亂度降低,
所以焰變(AH)和焙變(AS)均小于零,A錯(cuò)誤;B項(xiàng),N2(g)+O2(g)=2NO(g)屬于吸熱反應(yīng),焰
變(AH)大于零,反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行,所以大于零,B正確;C項(xiàng),2H2O2(1)=2H2O(1)+O2(g)
為放熱反應(yīng),小于零,氣體系數(shù)變大,贈(zèng)變(AS)均大于零,C錯(cuò)誤;D項(xiàng),
Ag+(叫)+C1-(叫尸AgCl(s),由自由移動(dòng)的陰陽離子轉(zhuǎn)化成難溶的沉淀,燧變(AS)均小于零,D
錯(cuò)誤;故選B。
9.(2023?云南省保山市高二期末)下列對(duì)化學(xué)反應(yīng)預(yù)測(cè)正確的是()
選項(xiàng)化學(xué)方程式已知條件預(yù)測(cè)
AM(s)=X(g)+Y(s)△H>0它是非自發(fā)反應(yīng)
B4M(s)+N(g)+2W(l)=4Q(s)常溫下,自發(fā)進(jìn)行△H>0
C4X(g)+5Y(g)=4W(g)+6G(g)能自發(fā)進(jìn)行△H可能大于0
DW(s)+G(g)=2Q(g)△H>0任何溫度都能自發(fā)進(jìn)行
【答案】C
【解析】A項(xiàng),反應(yīng)氣體系數(shù)增大,為蠟增大的反應(yīng),AS>。,AH>0,在高溫條件下
能自發(fā)進(jìn)行,故A錯(cuò)誤;B項(xiàng),為氣體系數(shù)減小的反應(yīng),AS<0,當(dāng)AH〉。時(shí),AH-TAS〉
0,一定不能自發(fā)進(jìn)行,故B錯(cuò)誤;C項(xiàng),反應(yīng)為氣體系數(shù)增大的反應(yīng),AS〉。,所以當(dāng)AH
<0,一定滿足AH-TASVO,反應(yīng)一定能夠自發(fā)進(jìn)行,當(dāng)AH>。時(shí),當(dāng)高溫時(shí),AH-TASVO,
成立,可以自發(fā)進(jìn)行,故C正確;D項(xiàng),反應(yīng)為氣體系數(shù)增大的反應(yīng),AS〉。,由AH〉。,
則滿足AH-TASVO,反應(yīng)在高溫下自發(fā)進(jìn)行,故D錯(cuò)誤;故選C。
10.(2023?江蘇省鹽城市高二期中)下列說法正確的是()
A.自發(fā)反應(yīng)是指不需要條件就能發(fā)生的反應(yīng)
B.非自發(fā)過程在任何條件下都不可能變?yōu)樽园l(fā)過程
C.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
D.常溫下,反應(yīng)C(s)+CO2(g)Ki2CO(g)不能自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的△”>()
【答案】D
【解析】A項(xiàng),自發(fā)反應(yīng)是指在一定溫度和壓強(qiáng)下,不需要外界幫助即可發(fā)生的化學(xué)反
應(yīng),故A錯(cuò)誤;B項(xiàng),非自發(fā)過程在一定條件下可能變?yōu)樽园l(fā)過程,如碳酸鈣受熱分解的
反應(yīng)是嫡增的吸熱反應(yīng),屬于在高溫下進(jìn)行的非自發(fā)過程,故B錯(cuò)誤;C項(xiàng),使用催化劑
只能降低反應(yīng)的活化能,加快反應(yīng)速率,但不能改變化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向,故C錯(cuò)誤;D
項(xiàng),碳與二氧化碳生成一氧化碳的反應(yīng)是燃增的反應(yīng),由常溫下該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行可知,
反應(yīng)AH—7AS>0,則該反應(yīng)的熔變△”>(),故D正確;故選D。
11.(2023?云南省大理市高二期中)下列關(guān)于反應(yīng)自發(fā)性的說法正確的是()
A.AH<0,AS>0的反應(yīng),有利于自發(fā)進(jìn)行
B.化合反應(yīng)都是放熱反應(yīng),分解反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)
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.自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能自動(dòng)進(jìn)行,現(xiàn)象明顯
【答案】A
【解析】A項(xiàng),△>{<(),AS>0,所有溫度下AH-TASO,反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,選項(xiàng)A正確;
B項(xiàng),大多數(shù)化合反應(yīng)是放熱反應(yīng),如C+C02MM2co是吸熱反應(yīng),大多數(shù)分解反應(yīng)
是吸熱反應(yīng),尿素分解是放熱反應(yīng),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C項(xiàng),不能單獨(dú)用焰判據(jù)或蠟判據(jù)判斷
反應(yīng)的自發(fā)性,所以吸熱反應(yīng)不一定是非自發(fā)反應(yīng),燧增大的反應(yīng)不一定是自發(fā)反應(yīng),選項(xiàng)
C錯(cuò)誤;D項(xiàng),自發(fā)反應(yīng)是在一定條件下進(jìn)行的,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選A。
12.對(duì)于化學(xué)反應(yīng)方向的判斷,下列說法中正確的是()
A.溫度、壓強(qiáng)一定時(shí),放熱的燧減小的反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行
B.溫度、壓強(qiáng)一定時(shí),焰因素和崎因素共同決定一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的方向
C.反應(yīng)熔變是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一因素
D.固體的溶解過程與燧變無關(guān)
【答案】B
【解析】化學(xué)反應(yīng)的方向由熔變和燧變共同決定,不能僅用熔變或燧變判斷反應(yīng)的方向。
13.(2023?河南省新鄉(xiāng)市高二期末)李白有詩:“燕山雪花大如席,片片吹落軒轅臺(tái)?!?/p>
下列對(duì)水汽變成雪的過程中焰變和嫡變的判斷正確的是()
A.AH<0,AS>0B.AH<0,AS<0
C.AH>0,AS>0D.AH>0,AS<0
【答案】B
【解析】水汽變成雪的過程中放熱,AHVO,氣體變成固體,混亂度減小,△$<();故
選B。
14.(20223?浙江省杭州市高二學(xué)軍中學(xué)期中)已知可逆反應(yīng)A2(g)+B2(g)2AB(g)A
H<0AS<0,AG<0,下列說法不正確的是()
A.一般情況下,相同物質(zhì)的量的不同氣體。它們的蠟不一樣
B.該反應(yīng)的逆反應(yīng)AG>0,不能自發(fā)進(jìn)行
C.混合氣體相對(duì)分子質(zhì)量不變,不能作為判斷達(dá)到平衡的標(biāo)準(zhǔn)
D.增大壓強(qiáng),平衡可能會(huì)發(fā)生移動(dòng)
【答案】B
【解析】A項(xiàng),從反應(yīng)可知,反應(yīng)前后氣體的總物質(zhì)的量保持不變,但AS<0說明一般
情況下,相同物質(zhì)的量的不同氣體,它們的蠟不一樣,A正確;B項(xiàng),由題干信息可知,該
反應(yīng)的正反應(yīng)AGO,則逆反應(yīng)AG〉。,但由于該反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng),則逆反應(yīng)不也自發(fā)
進(jìn)行,B錯(cuò)誤;C項(xiàng),從反應(yīng)可知,反應(yīng)前后氣體的總物質(zhì)的量保持不變,混合氣體的質(zhì)量
一直保持不變,即混合氣體相對(duì)分子質(zhì)量始終保持不變,故混合氣體相對(duì)分子質(zhì)量不變,不
能作為判斷達(dá)到平衡的標(biāo)準(zhǔn),C正確;D項(xiàng),從反應(yīng)可知,反應(yīng)前后氣體的總物質(zhì)的量保持
不變,當(dāng)增大壓強(qiáng)到一定程度時(shí),A?、B2或AB可能變?yōu)橐后w,三者不是同時(shí)變?yōu)橐后w,
則平衡會(huì)發(fā)生移動(dòng),D正確;故選:Bo
15.已知反應(yīng)2c(s)+O2(g)===2CO(g)的AHO,AS>0?設(shè)AH和AS不隨溫度而變,
下列說法中正確的是()
A.低溫下才能自發(fā)進(jìn)行B.高溫下才能自發(fā)進(jìn)行
C.任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行D.任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行
【答案】C
【解析】反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)是AH-TASVO,依據(jù)焰變、嫡變和溫度分析判斷。
已知反應(yīng)2c(s)+O2(g)=2CO(g)的△}I<(),AS>0,所以AH-TAS<0,即反應(yīng)在任何溫
度下都是能自發(fā)進(jìn)行,故選C。
16.下列反應(yīng)在任何溫度下均能自發(fā)進(jìn)行的是()
1
A.2N2(g)+O2(g)=2N2O(g)NH=+163kJ-moP
,1
B.Ag(s)+^C12(g)=AgCl(s)AH=—127kJ-mol
1
C.HgO(s)=Hg(l)+1o2(g)AH=+91kJ-moF
1
D.H2O2(l)=^O2(g)+H2O(1)A//=-98kJmol
【答案】D
【解析】反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的前提條件是反應(yīng)的AH—TAS<0,溫度的變化可能使TAS
的符號(hào)發(fā)生變化。A項(xiàng),AH>0,AS<0,在任何溫度下,AH-TAS>0,即任何溫度下,反應(yīng)
都不能自發(fā)進(jìn)行;B項(xiàng),AH<0,A5<0,在較低溫度下,AH-TAS<0,即反應(yīng)溫度不能過高;
C項(xiàng),A">。,AS>0,若使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,即A〃一TAS<0,必須提高溫度,即反應(yīng)只有在較
高溫度時(shí)能自發(fā)進(jìn)行;D項(xiàng),NH<0,AS>0,在任何溫度下,kH—TNSe,即在任何溫度下
反應(yīng)均能自發(fā)進(jìn)行。
17.下列內(nèi)容與結(jié)論相對(duì)應(yīng)的是()
選項(xiàng)內(nèi)容結(jié)論
AH2(D(g)變成H2O(1)該過程的AS>0
B常溫下,硝酸鏤固體溶于水可自發(fā)進(jìn)行該過程的AS>0
C一個(gè)反應(yīng)的AH>0,AS>0反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行
H2(g)+F2(g)=2HF(g)的AH=-271kJ-moF1,反應(yīng)在任意溫度下都不
D
△S=+8J-moFk1能自發(fā)進(jìn)行
【答案】B
【解析】物質(zhì)由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài),體系混亂度減小,即AS<0,A項(xiàng)不符合題意;硝酸鏤
固體溶于水是吸熱過程,可自發(fā)進(jìn)行,說明AS>0,B項(xiàng)符合題意;A”,。,AS>0,根據(jù)復(fù)合
判據(jù)可知,高溫時(shí)XH—TXS<0,即高溫條件下,反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,C項(xiàng)不符合題意;由AHO,
△S>0知,△”一TAS<0,故該反應(yīng)在任意溫度下都能自發(fā)進(jìn)行,D項(xiàng)不符合題意。
18.將1H1O1N2和5mO1H2充入某密閉容器中,控制適當(dāng)條件使其充分反應(yīng)生成NH3。
下列關(guān)于合成氨反應(yīng)的說法正確的是()
A.該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B.溫度越高,壓強(qiáng)越大,氨的平衡產(chǎn)率越高
C.達(dá)到限度時(shí)正逆反應(yīng)速率相等D.該容器中最終得到2moiNH3
【答案】C
【解析】A項(xiàng),合成氨反應(yīng)為氮?dú)夂蜌錃庠诖呋瘎┳饔孟律砂睔?,反?yīng)為放熱反應(yīng),
A錯(cuò)誤;B項(xiàng),合成氨反應(yīng)為放熱、氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),低溫、高壓利于平衡正向移動(dòng)
提高氨的平衡產(chǎn)率,B錯(cuò)誤;C項(xiàng),達(dá)到限度時(shí),平衡不再移動(dòng),正逆反應(yīng)速率相等,C正
確;D項(xiàng),該反應(yīng)為可逆反應(yīng),反應(yīng)不能進(jìn)行完全,反應(yīng)后容器中最終得到NE的物質(zhì)的
量小于2mol,D錯(cuò)誤;故選C。
19.(2023?河南省鶴壁市高二期末)化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)具有積極意義,下列關(guān)
于調(diào)控措施的說法錯(cuò)誤的是()
A.硫酸工業(yè)中,為提高SCh的轉(zhuǎn)化率,通入的空氣越多越好
B.工業(yè)合成氨,從生產(chǎn)實(shí)際條件考慮,不盲目增大反應(yīng)壓強(qiáng)
C.工業(yè)合成氨,考慮催化劑的活性選擇400~500℃的反應(yīng)溫度
D.煉鐵高爐的進(jìn)風(fēng)口設(shè)置在下端有利于燃料充分利用
【答案】A
【解析】A項(xiàng),在實(shí)際生產(chǎn)中為了增大二氧化硫的轉(zhuǎn)化率通入稍過量的空氣,若空氣通
入量過多,不僅會(huì)增大能源消耗、還會(huì)增大動(dòng)力消耗、對(duì)設(shè)備的要求也高,A錯(cuò)誤;B項(xiàng),
工業(yè)合成氨,從生產(chǎn)實(shí)際條件考慮,不盲目增大反應(yīng)壓強(qiáng),若壓強(qiáng)過大,不僅會(huì)增大能源消
耗、還會(huì)增大動(dòng)力消耗、對(duì)設(shè)備的要求也高,B正確;C項(xiàng),工業(yè)合成氨,400~500℃時(shí)催
化劑的活性最大、有利于提高反應(yīng)速率、提高氨氣產(chǎn)量,故選擇400~500℃的反應(yīng)溫度,C
正確;D項(xiàng),煉鐵高爐的進(jìn)風(fēng)口設(shè)置在下端、固體從設(shè)備頂部加入,則有助于固體和氣體充
分接觸、有利于燃料充分利用,D正確;故選A。
20.某工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)生反應(yīng):2A(g)+B(g)=^M(g)AH<0o下列有關(guān)該工業(yè)生產(chǎn)的
說法正確的是()
A.工業(yè)上合成M時(shí),一定采用高壓條件,因?yàn)楦邏河欣贛的生成
B.若物質(zhì)B廉價(jià)易得,工業(yè)上一般采用加入過量的B以提高A和B的轉(zhuǎn)化率
C.工業(yè)上一般采用較高溫度合成M,因溫度越高,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越高
D.工業(yè)生產(chǎn)中常采用催化劑,因?yàn)樯a(chǎn)中使用催化劑可提高M(jìn)的日產(chǎn)量
【答案】D
【解析】加入過量B只能提高A的轉(zhuǎn)化率,B的轉(zhuǎn)化率降低;溫度升高,平衡逆向移
動(dòng),反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率降低;使用催化劑可降低反應(yīng)的活化能,提高反應(yīng)速率。
21.下列敘述中不能用勒夏特列原理來解釋的事實(shí)是()
A.N2(g)+3H2(g)2NH3(g),高壓有利于合成氨
B.實(shí)驗(yàn)室制取氯氣時(shí)用排飽和食鹽水除去氯氣中的氯化氫氣體
C.2so2(g)+O2(g)2SCh(g),加催化劑可以提高生產(chǎn)效率
D.2NO2(g)N2O4(g)A//<0,升高溫度顏色加深
【答案】C
【解析】A項(xiàng),N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反應(yīng)為氣體體積減小的可逆反應(yīng),加壓平
衡向右移動(dòng),有利于合成氨氣,能用勒夏特列原理來解釋,故A不選;B.存在CI2+H2O
H++C1-+HC1O平衡,飽和食鹽水中氯離子濃度較大,增大氯離子濃度,上述平衡向左移動(dòng),
有利于氯氣的溢出,降低了氯氣在水中的溶解度,氯化氫氣體和水互溶,實(shí)驗(yàn)室制取氯氣時(shí)
用排飽和食鹽水可以除去氯氣中的氯化氫氣體,能用勒夏特列原理來解釋,故B不選;C.催
化劑能夠加快反應(yīng)速率,但是平衡不移動(dòng),不能用勒夏特列原理來解釋,故C可選;D.2NO2(g)
二^N2O4(g)AH<0,該反應(yīng)放熱,升高溫度,平衡左移,二氧化氮的濃度增大,氣體的
顏色加深,能用勒夏特列原理來解釋,故D不選;故選C。
22.對(duì)于反應(yīng)2so2(g)+Ch(g)2SO3(g),下列說法正確的是()
A.反應(yīng)的AS>0
B.反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為K=泮粵等工
C.增大體系的壓強(qiáng)能提高SO2的反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率
D.使用催化劑能改變反應(yīng)路徑,提高反應(yīng)的活化能
【答案】C
【解析】A項(xiàng),該反應(yīng)為氣體系數(shù)之和減小的反應(yīng),AS<0,A錯(cuò)誤;B項(xiàng),根據(jù)平衡
常數(shù)的定義可知該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=J萼Z,B錯(cuò)誤;C項(xiàng),加壓后,增大各物
c(S02)-c(.O2)
質(zhì)的濃度,可以加快反應(yīng)速率,該反應(yīng)為氣體系數(shù)之和減小的反應(yīng),加壓使平衡正向移動(dòng),
提高S02的轉(zhuǎn)化率,C正確;D項(xiàng),催化劑一般通過降低反應(yīng)活化能加快反應(yīng)速率,D錯(cuò)誤;
故選Co
23.(2023?廣東省廣州市高二期末)1913年德國化學(xué)家哈伯發(fā)明了以低成本制造大量氨
的方法,從而大太滿足了當(dāng)時(shí)日益增長的人口對(duì)糧食的需求。下圖是合成氨生產(chǎn)流程示意圖,
下列說法不正確的是()
液態(tài)NH3NH3,N2>H2
A.“干燥凈化”可以防止催化劑中毒
B.“壓縮機(jī)加壓”既提高了原料的轉(zhuǎn)化率又加快了反應(yīng)速率
C.“冷卻”提高了原料的平衡轉(zhuǎn)化率和利用率
D.“鐵觸媒”在生產(chǎn)過程中需使用外加熱源持續(xù)加熱
【答案】D
【解析】A項(xiàng),合成氨反應(yīng)的原料中含有能使催化劑中毒的雜質(zhì),所以“干燥凈化”可以
防止催化劑中毒,故A正確;B項(xiàng),合成氨反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng),化學(xué)
反應(yīng)速率加快,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),原料的轉(zhuǎn)化率增大,所以“壓縮機(jī)加壓”既提高了原
料的轉(zhuǎn)化率又加快了反應(yīng)速率,故B正確;C項(xiàng),氨氣易液化,冷卻時(shí)氨氣轉(zhuǎn)化為液氨,
生成物的濃度減小,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),原料的轉(zhuǎn)化率增大,所以“冷卻”提高了原料的
平衡轉(zhuǎn)化率和利用率,故C正確;D項(xiàng),合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng),“鐵觸媒”在生產(chǎn)過程中可
以通過反應(yīng)放出的熱量和熱交換達(dá)到反應(yīng)所需的溫度,不需使用外加熱源持續(xù)加熱,故D
錯(cuò)誤;故選D。
24.硫酸是一種重要的化工產(chǎn)品,目前主要采用“接觸法”進(jìn)行生產(chǎn)。有關(guān)接觸氧化反應(yīng)
催化劑
2so2+O22sCh的說法中正確的是()
A.只要選擇適宜的條件,S02和就能全部轉(zhuǎn)化為S03
B.該反應(yīng)達(dá)到平衡后,反應(yīng)就完全停止了,即正、逆反應(yīng)速率均為零
C.在達(dá)到平衡的體系中,充入由18。原子組成的02后,S02中18。含量減少,S03中
180含量增多
D.在工業(yè)合成SO3時(shí),要同時(shí)考慮反應(yīng)速率和反應(yīng)能達(dá)到的限度兩方面的問題
【答案】D
【解析】該反應(yīng)為可逆反應(yīng),SO2和。2不能全部轉(zhuǎn)化為SO3,A錯(cuò);達(dá)到平衡后反應(yīng)
不停止,正、逆反應(yīng)速率相等,B錯(cuò);達(dá)到平衡后充入由180原子組成的02,平衡正向移
動(dòng),SO3中18。含量增多,因?yàn)榉磻?yīng)可逆,S02中隹0含量也增多,c錯(cuò)。故選D。
25.下述描述中,正確的是()
A.某化學(xué)反應(yīng)其:△H=-122kJ-mol-i,AS=231Jmol'.K1,則此反應(yīng)在任何溫度下
都能自發(fā)進(jìn)行
B.已知NaOH(aq)+HCl(叫尸NaCl(aq)+H2(XD;AH=-57.4kJ-mol1,則含20.0gNaOH
的稀溶液與稀醋酸完全中和,放出大于28.7kJ的熱量
C.已知:2co(g)+O2(g)=2CO2(g);AH=—566kJ-moH,可知一氧化碳的標(biāo)準(zhǔn)燃燒
熱為:一283kJ-moE
D.向盛有硫酸銅水溶液的試管里加入過量氨水,可以得到深藍(lán)色的透明溶液。向該溶
液加入乙醇后,得到深藍(lán)色的晶體是[CU(NH3)4]SC)4
【答案】A
【解析】A項(xiàng),△H=-122kJ?mol1,△S=231J?molI?K1,則:
AH-TAS=-122kJ?mol1-T0.231KJ?mol1?K-1<0,所以反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng),故A正確;
B項(xiàng),稀醋酸是弱電解質(zhì),在于氫氧化鈉反應(yīng)過程會(huì)持續(xù)電離,電離吸熱,導(dǎo)致測(cè)得的放出
的熱量減少,即小于28.7kJ,故B錯(cuò)誤;C項(xiàng),燃燒熱是Imol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧
化物時(shí)放出熱量,故根據(jù)題目提供方程式可知可知一氧化碳的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為:283kJ-moH,
故C錯(cuò)誤;D項(xiàng),得到的藍(lán)色晶體應(yīng)為深藍(lán)色晶體[CU(NH3)4]SCU?H2O,故D錯(cuò)誤;故選
A?
26.在容積為1L的密閉容器中,投入lmolN2和3moiH2分別在以下不同實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)
行反應(yīng)。下列分析正確的是()
容器編號(hào)實(shí)驗(yàn)條件平衡時(shí)反應(yīng)中的能量變化
I恒溫恒容放熱QikJ
11恒溫恒壓放熱Q2kJ
III恒容絕熱放熱Q3kJ
A.平衡常數(shù):II>IB.NH3體積分?jǐn)?shù):III>I
C.放出熱量:Q1>Q2D.N2轉(zhuǎn)化率:II>I
【答案】D
【解析】A項(xiàng),II與I的溫度相同,平衡常數(shù)相同,則平衡常數(shù):II=I,A不正確;
B項(xiàng),因?yàn)楹铣砂狈磻?yīng)為放熱反應(yīng),則達(dá)平衡時(shí)III的溫度比I高,III相當(dāng)于I加熱,平衡逆
向移動(dòng),則NH3體積分?jǐn)?shù):III<I,B不正確;C項(xiàng),對(duì)于合成氨反應(yīng),在恒容容器中,達(dá)
平衡時(shí),壓強(qiáng)減小,則II相當(dāng)于I加壓,平衡正向移動(dòng),所以放出熱量:QI<Q2,C不正確;
D項(xiàng),II相當(dāng)于I加壓,平衡正向移動(dòng),則N2轉(zhuǎn)化率:II>I,D正確;故選D。
27.(2023?浙江省杭州市高二期末)下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控措施說法不無聊的是()
A.硫酸工業(yè)中,為使黃鐵礦充分燃燒,可將礦石粉碎
B.硝酸工業(yè)中,氨的氧化使用催化劑是為了增大反應(yīng)速率,提高生產(chǎn)效率
C.合成氨工業(yè)中,為提高氮?dú)夂蜌錃獾睦寐?,采用循環(huán)操作
D.對(duì)于合成氨的反應(yīng),如果調(diào)控好反應(yīng)條件,可使一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率達(dá)到100%
【答案】D
【解析】A項(xiàng),硫酸工業(yè)中,將礦石粉碎可以增大反應(yīng)物的接觸面積,有利于黃鐵礦的
充分燃燒,故A正確;B項(xiàng),硝酸工業(yè)中,氨的氧化使用催化劑,可以降低反應(yīng)的活化能,
增大反應(yīng)速率,提高生產(chǎn)效率,故B正確;C項(xiàng),合成氨工業(yè)中,分離出液氨的混合氣體
中含有的氮?dú)夂蜌錃獠捎醚h(huán)操作,有利于提高氮?dú)夂蜌錃獾睦寐?,故C正確;D項(xiàng),
合成氨反應(yīng)為可逆反應(yīng),可逆反應(yīng)不可能完全反應(yīng),所以調(diào)控反應(yīng)條件不可能使反應(yīng)物的轉(zhuǎn)
化率達(dá)到100%,故D錯(cuò)誤;故選D。
28.(2023?湖北省高二考期末)在硫酸工業(yè)中,在催化劑條件下使SO2氧化為SO3:2sCh
1
(g)+O2(g)-2SO3(g)AH=-196.6kJ-molo下表列出了在不同溫度和壓強(qiáng)下,反應(yīng)達(dá)
到平衡時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率。下列說法正確的是()
溫度/C平衡時(shí)so2的轉(zhuǎn)化率/%
O.IMPa0.5MPaIMPa5MPalOMPa
45097.598.999.299.699.7
55085.692.994.997.798.3
A.該反應(yīng)在任何條件下均能自發(fā)進(jìn)行
B.實(shí)際生產(chǎn)中,最適宜的條件是溫度450℃、壓強(qiáng)lOMPa
C.使用催化劑可加快反應(yīng)速率,提高SO3的平衡產(chǎn)率
D.為提高SO?的轉(zhuǎn)化率,應(yīng)適當(dāng)充入過量的空氣
【答案】D
【解析】A項(xiàng),反應(yīng)2so2(g)+O2(g)2SO3(g)是氣體體積減
小的放熱反應(yīng),AS<0,AH<0,當(dāng)△H-TAS<0時(shí),反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,則溫度過高,該反應(yīng)
可能不能自發(fā)進(jìn)行,故A錯(cuò)誤;B項(xiàng),由表格可知,450℃、壓強(qiáng)lOMPa時(shí),二氧化硫的轉(zhuǎn)
化率較高,當(dāng)沒有測(cè)定其它條件時(shí)二氧化硫的轉(zhuǎn)化率,不能確定實(shí)際生產(chǎn)中,最適宜的條件
是溫度450℃、壓強(qiáng)lOMPa,故B錯(cuò)誤;C項(xiàng),使用催化劑可加快反應(yīng)速率,但平衡不移動(dòng),
不能提高SO3的平衡產(chǎn)率,故C錯(cuò)誤;D項(xiàng),充入過量的空氣,平衡正向移動(dòng),SO2的轉(zhuǎn)化
率增大,故D正確;故選D。
29.氮氧化物的有效去除和資源的充分利用是當(dāng)今社會(huì)的重要研究課題。
1
(1)已知:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)AHi=-907.0kJ.mol-
1
4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)AH2=-1269.0kJ-mol
若4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H0恒)的逆反應(yīng)活化能為E逆則其正反
應(yīng)活化能為kJ-mol1(用含E逆的代數(shù)式表示)。
⑵已知:①2NO(g)+2ICl(g)2NOC1(g)+I2(g)
②2NOCl(g)=2NO(g)+Cl2(g)
③I2(g)+C12(g)2ICl(g)
若向VL恒容密閉容器中加2moiNO和2moHCl發(fā)生上述反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí),容器中
NOCl(g)為amol,Cb(g)為bmol,此時(shí)b(g)的濃度為mobL」(用含a、b、V的代數(shù)
式表示,下同),反應(yīng)③的平衡常數(shù)為。
(3)某化工廠排出的尾氣(含CO、N2O)治理的方法為在密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):
CO(g)+N2O(g)CO2(g)+N2(g),CO、N2O在Pt2。+表面進(jìn)行反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無毒氣體,其相
對(duì)能量與反應(yīng)歷程的關(guān)系如下圖所示:
用方程式表示N2。在Pt2O表面上的反應(yīng)_______o
(4)已知4co(g)+2NCh(g)4CCh(g)+N2(g)AHi=-1200kJ?moll,該反應(yīng)在_____
(填“高溫”、“低溫”或“任何溫度”)下能自發(fā)進(jìn)行,為探究溫度及不同催化劑對(duì)該反應(yīng)的影響,
保持其它初始條件不變重復(fù)實(shí)驗(yàn),在相同時(shí)間內(nèi)測(cè)得N2產(chǎn)率與溫度的關(guān)系如圖所示。在催
化劑乙作用下,圖中M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速率(對(duì)應(yīng)溫度400℃)v正(填或"=")v
逆,溫度高于400℃,N2產(chǎn)率降低的原因可能是。
【答案】(1)E逆-1812
(2)(a+2b)/2V[2(2-2b-a)2]/[(a+2b)b]
++
(3)N2O+Pt2O=N2+Pt2O2
(4)低溫>溫度升高催化劑活性降低
【解析】⑴①4NH3(g)+5G>2(g)=4NO(g)+6H2O(g)AHi=-907.0kJ?moH;②4NH3(g)
1
+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)AH2=-1269.0kJ-mol;則(5x②-3x①)/2可得熱化學(xué)方程式4NH3(g)
+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)AH=
1
5x(-12690)+3x907.°kJ?moT】二4[2kJ-mol-,該反應(yīng)的逆反應(yīng)活化能為E逆
kbmol1,即E正-E逆=-1812,則正反應(yīng)的活化能為£正=(E逆-1812)kJ?moH;(2)①2NO(g)+2ICl(g)
二^2NOC1(g)+L(g)②2NOCl(g)2NO(g)+Ch(g);③b(g)+C12(g)21cl(g),向
VL恒容密閉容器中加2moiNO和2moiIC1發(fā)生上述反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí),假設(shè)反應(yīng)中一氧
化氮的消耗量為xmol,反應(yīng)中NOC1的消耗量為ymol,反應(yīng)中碘的消耗量為zmol,則有容
器中NOCI(g)為x-y=amol,CL(g)為0.5y-z=bmol,此時(shí)b(g)的物質(zhì)的量為(0.5x-z)mol,則
因有三1^+0.5y-z=0.5x-z則碘的物質(zhì)的量為(0.5a+b)moL物質(zhì)的量濃度為
(a+2b)/2Vmol/L;氯氣的濃度為b/Vmol/L,氯化碘的濃度為(2-a-2b)/Vmol/L,則反應(yīng)③的平
(2—CL—2Z7.2
(V
衡常數(shù)為=[2(2-2b-a)2]/[(a+2b)b]o(3)NO在Pt2。+表面上的反應(yīng)為
a+2b2
)x
2V
++
N2O+Pt2O=N2+Pt2O2;(4)已知4C0(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g)AHi=-1200kJ?moH,
該反應(yīng)為放熱的,焙減的反應(yīng),根據(jù)AG=AH-TAS<0能自發(fā)進(jìn)行分析,在低溫下能自發(fā)進(jìn)
行。在催化劑乙作用下,圖中M點(diǎn)氮?dú)獾漠a(chǎn)率較低,說明反應(yīng)速率較慢,還沒有到平衡,
即對(duì)應(yīng)的速率(對(duì)應(yīng)溫度400℃)v正〉v逆,溫度高于400℃,根據(jù)另一種催化劑催化下氮?dú)?/p>
的產(chǎn)率隨溫度的變化曲線可知,該反應(yīng)仍未達(dá)到平衡狀態(tài),
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