專題04 化學(xué)反應(yīng)的方向和調(diào)控(考點(diǎn)清單)(講+練)-2024-2025學(xué)年高二化學(xué)上學(xué)期期中考點(diǎn)大串講(人教版2019選擇性必修1)_第1頁(yè)
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專題04化學(xué)反應(yīng)的方向和調(diào)控考點(diǎn)01化學(xué)反應(yīng)的方向考點(diǎn)02化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控▉考點(diǎn)01化學(xué)反應(yīng)的方向1.自發(fā)反應(yīng)在一定條件下無(wú)需外界幫助就能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)稱為自發(fā)反應(yīng)。自發(fā)過(guò)程和自發(fā)反應(yīng)的區(qū)別自發(fā)過(guò)程自發(fā)反應(yīng)含義在一定條件下,不用借助外力,就能自發(fā)進(jìn)行的過(guò)程在給定的條件下,可以自發(fā)進(jìn)行到顯著程度的化學(xué)反應(yīng)特征具有方向性,即過(guò)程的某個(gè)方向在一定條件下自發(fā)進(jìn)行,而該過(guò)程逆方向在該條件下肯定不能自發(fā)進(jìn)行舉例高山流水,自由落體,冰雪融化鋼鐵生銹應(yīng)用(1)可被用來(lái)完成有用功。如H2燃燒可設(shè)計(jì)成原電池。(2)非自發(fā)過(guò)程要想發(fā)生,必須對(duì)它做功。如通電將水分解為H2和O2【易錯(cuò)警示】(1)不能認(rèn)為自發(fā)反應(yīng)都是不需要任何條件就能發(fā)生的,自發(fā)反應(yīng)的“一定的條件”,可以是一定的溫度和壓強(qiáng),可以是“點(diǎn)燃、光照、加熱、高溫”等給反應(yīng)物提供能量的條件,“外界幫助”指通電、放電等,如氫氣的燃燒是自發(fā)的通過(guò)需點(diǎn)燃才能發(fā)生;也不能認(rèn)為非自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都是不能發(fā)生的,如NaCl在通電條件可分解生成Na和Cl2。(2)不能認(rèn)為自發(fā)反應(yīng)應(yīng)用普通,非自發(fā)反應(yīng)沒(méi)有應(yīng)用價(jià)值。將電能、熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的許多非自發(fā)反應(yīng)是制備物質(zhì)的重要反應(yīng),如電解法去冶煉鈉、鎂、鋁和制取氯氣等。(3)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行與反應(yīng)速率無(wú)關(guān)。2.熵和熵變的含義熵定義度量體系混亂程度的物理量(體系的有序性越高,混亂度越低,熵值越小)符號(hào)S熵變定義物質(zhì)發(fā)生變化時(shí),體系的熵的變化符號(hào)ΔS意義混亂度增加的過(guò)程或反應(yīng)為熵增,ΔS>0;混亂度減小的過(guò)程或反應(yīng)為熵減,ΔS<0(產(chǎn)生氣體的反應(yīng)和氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng),熵變?yōu)檎郸>0,是熵增反應(yīng));化學(xué)反應(yīng)的ΔS越大,越有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行3.自由能與化學(xué)反應(yīng)的方向(1)自由能變化符號(hào)為ΔG,單位為kJ·mol-1。(2)自由能變化與焓變、熵變的關(guān)系ΔG=ΔH-TΔS。ΔG不僅與焓變、熵變有關(guān),還與溫度有關(guān)。(3)反應(yīng)方向與自由能的關(guān)系ΔHΔSΔH-TΔS反應(yīng)情況<0>0永遠(yuǎn)是負(fù)值在任何溫度下過(guò)程均自發(fā)進(jìn)行>0<0永遠(yuǎn)是正值在任何溫度下過(guò)程均非自發(fā)進(jìn)行>0>0低溫為正低溫時(shí)非自發(fā)高溫為負(fù)高溫時(shí)自發(fā)<0<0低溫為負(fù)低溫時(shí)自發(fā)高溫為正高溫時(shí)非自發(fā)4.判斷化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)(1)復(fù)合判據(jù):ΔG=ΔH-TΔSΔG<0時(shí),反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行;ΔG=0時(shí),反應(yīng)處于平衡狀態(tài);ΔG>0時(shí),反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。(2)溫度對(duì)反應(yīng)方向的影響▉考點(diǎn)02化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控1.合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)合成氨反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已知298K時(shí):ΔH=-92.4kJ·mol-1,ΔS=-198.2J·mol-1·K-1自發(fā)性常溫(298K)下,ΔH-TΔS<0,能自發(fā)進(jìn)行可逆性反應(yīng)為可逆反應(yīng)焓變?chǔ)<0,是放熱反應(yīng)體積變化(熵變)ΔS<0,正反應(yīng)是氣體體積縮小的反應(yīng)2.濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑對(duì)反應(yīng)速率和氨的含量的影響根據(jù)合成氨反應(yīng)的特點(diǎn),利用我們學(xué)過(guò)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?xiě)下表。對(duì)合成氨反應(yīng)的影響影響因素濃度溫度壓強(qiáng)催化劑增大合成氨的反應(yīng)速率反應(yīng)速率增大反應(yīng)物濃度升高溫度增大壓強(qiáng)使用提高平衡混合物中中氨的含量增大反應(yīng)物濃度,降低生成物濃度降低溫度增大壓強(qiáng)無(wú)影響3.?dāng)?shù)據(jù)分析在不同溫度和壓強(qiáng)下(初始時(shí)N2和H2的體積比為1∶3),平衡混合物中氨的含量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,提高反應(yīng)速率的條件是升高溫度、增大壓;提高平衡混合物中氨的含量的條件是降低溫度、增大壓強(qiáng)。二者在溫度這一措施上是不一致的。4.工業(yè)合成氨的適宜條件壓強(qiáng)原理分析①增大壓強(qiáng)既可以增大反應(yīng)速率,又能使平衡正向向移動(dòng),壓強(qiáng)越大越好②壓強(qiáng)越大,對(duì)設(shè)備的要求越高,壓縮H2和N2所需的動(dòng)力越大,會(huì)增加生產(chǎn)投資,并可能降低綜合經(jīng)濟(jì)效益選用條件目前,我國(guó)合成氨廠一般采用的壓強(qiáng)為10~30MPa溫度原理分析①降低溫度有利于提高平衡混合物中氨的含量②溫度越低,反應(yīng)速率越小,達(dá)到平衡所需時(shí)間越長(zhǎng),故溫度不宜過(guò)低③催化劑的活性在一定溫度下下最大選用條件目前,在實(shí)際生產(chǎn)中一般采用的溫度為400~500℃(此溫度下催化劑的活性最大)催化劑原理分析即使在高溫、高壓下,N2和H2的反應(yīng)速率仍然很慢。使用催化劑在較低溫度時(shí)能較快進(jìn)行反應(yīng)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(為了防止混有的雜質(zhì)使催化劑“中毒”,原料氣必須經(jīng)過(guò)凈化)濃度原理分析在500℃和30MPa時(shí),平衡混合物中NH3的體積分?jǐn)?shù)及平衡時(shí)N2和H2的轉(zhuǎn)化率仍較低采取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(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))5.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H26.合成氨的工藝流程7.工業(yè)生產(chǎn)中適宜生產(chǎn)條件的選擇思路(1)分析反應(yīng)特點(diǎn)。主要分析反應(yīng)的方向性、可逆性、反應(yīng)熱和熵變等。(2)原理分析。根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn),利用影響反應(yīng)速率的因素和勒夏特列原理分析增大反應(yīng)速率、提高原料轉(zhuǎn)化率的反應(yīng)條件。(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析反應(yīng)條件,確定適宜條件的范圍及催化劑的篩選。(4)根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況、經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)保要求等最終確定適宜的條件。影響因素有利于加快反應(yīng)速率的控制有利于平衡移動(dòng)條件的控制綜合分析結(jié)果濃度增大反應(yīng)物濃度增大反應(yīng)物濃度、減小生成物濃度不斷補(bǔ)充反應(yīng)物、及時(shí)分離出生成物壓強(qiáng)高壓(有氣體參加)ΔV<0高壓設(shè)備條件允許的前提下,盡量采取高壓ΔV>0低壓兼顧速率和平衡、選取適宜的壓強(qiáng)溫度高溫ΔH<0低溫兼顧速率和平衡、考慮催化劑的適宜溫度ΔH>0高溫在設(shè)備條件允許的前提下,盡量采取高溫并選取合適催化劑催化劑加合適的催化劑無(wú)影響加合適的催化劑,考慮催化劑活性與溫度關(guān)系【歸納總結(jié)】(1)化工生產(chǎn)適宜條件選擇的一般原則條件原則從化學(xué)反應(yīng)速率分析既不能過(guò)快,又不能太慢從化學(xué)平衡移動(dòng)分析既要注意外界條件對(duì)速率和平衡影響的一致性,又要注意對(duì)二者影響的矛盾性從原料的利用率分析增加易得廉價(jià)原料,提高難得高價(jià)原料的利用率,從而降低生產(chǎn)成本從實(shí)際生產(chǎn)能力分析如設(shè)備承受高溫、高壓能力等從催化劑的使用活性分析注意催化劑的活性受溫度的限制(2)控制反應(yīng)條件的基本措施控制化學(xué)反應(yīng)速率的措施通過(guò)改變反應(yīng)體系的溫度、溶液的濃度、氣體的壓強(qiáng)(或濃度)、固體的表面積以及使用催化劑等途徑調(diào)控反應(yīng)速率提高轉(zhuǎn)化率的措施通過(guò)改變可逆反應(yīng)體系的溫度、溶液的濃度、氣體的壓強(qiáng)(或濃度)等改變可逆反應(yīng)的限度,從而提高轉(zhuǎn)化率(3)催化劑的活性與“中毒”催化劑的催化能力一般稱為催化活性。催化劑因吸附或沉積少量的雜質(zhì)(毒物)而使活性明顯下降甚至喪失的現(xiàn)象,稱為催化劑“中毒”。為了防止催化劑“中毒”,合成氨的原料氣、硫酸工業(yè)中從沸騰爐排出來(lái)的爐氣都必須經(jīng)過(guò)凈化。1.下列說(shuō)法正確的是A.吸熱反應(yīng)不可以自發(fā)進(jìn)行B.同種物質(zhì)固態(tài)時(shí),熵值最大C.能夠自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定是熵增的過(guò)程D.鐵在潮濕的空氣中生銹的過(guò)程是自發(fā)的【答案】D【解析】A.吸熱反應(yīng)有時(shí)也可以自發(fā)進(jìn)行,如NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O的反應(yīng)是吸熱反應(yīng),在常溫下能夠自發(fā)進(jìn)行,A錯(cuò)誤;B.同種物質(zhì)的熵值大?。簹鈶B(tài)>液態(tài)>固態(tài),因此同種物質(zhì)固態(tài)時(shí),熵值最小,氣態(tài)時(shí)熵值最大,B錯(cuò)誤;C.反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是△H-T△S<0,反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行與焓變、熵變和反應(yīng)溫度有關(guān),能夠自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)不一定是熵增的過(guò)程,只有滿足△H-T△S<0的過(guò)程才是自發(fā)的,C錯(cuò)誤;D.鐵在潮濕空氣中生銹,發(fā)生的是鋼鐵的吸氧腐蝕,是自發(fā)進(jìn)行的放熱反應(yīng),D正確;故合理選項(xiàng)是D。2.以下說(shuō)法中正確的是A.所有?H<0的反應(yīng)均是自發(fā)反應(yīng)B.高錳酸鉀加熱分解是一個(gè)熵減小的過(guò)程C.冰在室溫下自動(dòng)熔化成水,是熵增的過(guò)程D.自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定能迅速進(jìn)行【答案】C【解析】A.高溫條件下熵減的放熱反應(yīng)的?H—T?S>0,反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行,故A錯(cuò)誤;B.高錳酸鉀受熱分解生成氧氣的反應(yīng)是一個(gè)熵增的反應(yīng),故B錯(cuò)誤;C.冰在室溫下自動(dòng)熔化成水是一個(gè)混亂度增大的熵增的過(guò)程,故C正確;D.反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行與反應(yīng)速率無(wú)關(guān),則自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)不一定能迅速進(jìn)行,如氫氣和氧氣在常溫下化合成水是一個(gè)自發(fā)反應(yīng),但是反應(yīng)速率非常慢,實(shí)際上是不能發(fā)生的,故D錯(cuò)誤;故選C。3.關(guān)于化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向敘述正確的是A.,時(shí),反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,如金屬鈉和水的反應(yīng)B.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C.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D.過(guò)程的自發(fā)性不僅能用于判斷過(guò)程的方向,還能確定過(guò)程是否一定能迅速發(fā)生【答案】A【解析】A.金屬鈉和水的反應(yīng)放熱、熵增大,,,,所以反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,故A正確;B.熵變、焓變共同決定反應(yīng)方向,放熱反應(yīng)不一定都能自發(fā)進(jìn)行,吸熱反應(yīng)不一定不能自發(fā)進(jìn)行,故B錯(cuò)誤;C.熵變、焓變共同決定反應(yīng)方向,自發(fā)反應(yīng)不一定熵增大,非自發(fā)反應(yīng)不一定熵減小,故C錯(cuò)誤;D.過(guò)程的自發(fā)性能用于判斷過(guò)程的方向,但自發(fā)反應(yīng)過(guò)程不一定能迅速發(fā)生,故D錯(cuò)誤;選A。4.下列與熵有關(guān)的敘述中不正確的是A.粒子無(wú)規(guī)則排列程度越大,體系的熵越大B.自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)都是熵增的過(guò)程C.絕熱狀態(tài)下體系會(huì)自發(fā)趨向混亂度增大方向進(jìn)行D.【答案】B【解析】A.熵是衡量體系混亂度的物理量,粒子無(wú)規(guī)則排列程度越大,混亂度越大,熵越大,A正確;B.反應(yīng)傾向于向熵增方向進(jìn)行,只要滿足吉布斯自由能小于零,如放熱反應(yīng),熵減也可能滿足吉布斯自由能小于零,反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,B錯(cuò)誤;C.反應(yīng)傾向于向熵增方向進(jìn)行,故絕熱狀態(tài)下體系會(huì)自發(fā)趨向混亂度增大方向進(jìn)行,C正確;D.相同狀況下的不同分子原子數(shù)越多越亂,乙烷中原子數(shù)多,混亂度大,熵大,D正確;故選B。5.下列反應(yīng)在任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行的是A. B.C. D.【答案】D【解析】ΔH-TΔS<0,可發(fā)生自發(fā)反應(yīng),據(jù)此分析解題。A.2O3(g)=3O2(g)ΔH<0,ΔS>0,任何溫度下均有ΔH-TΔS<0,任何溫度下均能自發(fā)進(jìn)行,A正確;B.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)ΔH>0,ΔS>0,較高溫度時(shí),ΔH-TΔS<0,即高溫時(shí)能自發(fā)進(jìn)行,B正確;C.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH<0,ΔS<0,較低溫度時(shí),ΔH-TΔS<0,即較低溫度時(shí)能自發(fā)進(jìn)行,C正確;D.2CO(g)=2C(s)+O2(g)ΔH>0,ΔS<0,任何溫度下均有ΔH-TΔS>0,即任何溫度下均不能自發(fā)進(jìn)行,D錯(cuò)誤;答案選D。6.下列說(shuō)法正確的是A.放熱反應(yīng)均是自發(fā)反應(yīng)B.2CO(g)=2C(s)+O2(g)已知△H>0,△S<0則一定不能自發(fā)進(jìn)行C.物質(zhì)的量增加的反應(yīng),△S為正值D.H2、I2、HI平衡混合氣加壓后顏色變深,能用勒夏特列原理解釋【答案】B【解析】A.△G=△H-T△S<0的反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行,放熱反應(yīng)不一定為自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng),與焓變和熵變有關(guān),A錯(cuò)誤;B.△G=△H-T△S<0的反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行,當(dāng)△H>0,△S<0時(shí),△G>0,反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行,B正確;C.對(duì)于有氣體參加的反應(yīng),氣體體積增大的反應(yīng),△S為正值,不能簡(jiǎn)單分析物質(zhì)的量增加,需排除固體和液體的化學(xué)計(jì)量數(shù),C錯(cuò)誤;D.H2、I2、HI平衡混合氣加壓后顏色變深,與濃度增大有關(guān),平衡不移動(dòng),則不能用勒夏特列原理解釋,D錯(cuò)誤;答案選B。7.合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),NH3的體積分?jǐn)?shù)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。根據(jù)此圖分析合成氨工業(yè)最有前途的研究方向是()A.提高分離技術(shù)B.研制耐高壓的合成塔C.研制低溫催化劑D.探索不用N2和H2合成氨的新途徑【答案】C【解析】由題圖可知,NH3的體積分?jǐn)?shù)隨著溫度的升高而顯著下降,故要提高NH3的體積分?jǐn)?shù),必須降低溫度,但目前所用催化劑鐵觸媒的活性最高時(shí)的溫度為500℃,故最有前途的研究方向?yàn)檠兄频蜏卮呋瘎?.據(jù)報(bào)道,在300℃、70MPa下由二氧化碳和氫氣合成乙醇已成為現(xiàn)實(shí),其反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)。下列敘述正確的是A.相同條件下,2mol氫原子所具有的能量大于1mol氫分子所具有的能量B.當(dāng)v(CO2)=2v(CH3CH2OH)時(shí),反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)C.移去水蒸氣,可增大正反應(yīng)速率D.恒壓,充入惰性氣體,化學(xué)反應(yīng)速率增大【答案】A【解析】A.氫原子結(jié)合生成氫氣分子,氫原子之間形成化學(xué)鍵釋放能量,則2mol氫原子所具有的能量高于1mol氫分子所具有的能量,A正確;B.未指出反應(yīng)速率的正、逆,因此不能判斷反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài),B錯(cuò)誤;C.移去水蒸氣的瞬間,正反應(yīng)速率不變,逆反應(yīng)速率減小,由于正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,化學(xué)平衡正向移動(dòng),反應(yīng)物濃度減小,正反應(yīng)速率減小,C錯(cuò)誤;D.恒壓,充入惰性氣體,則容器體積增大,反應(yīng)體系中各氣體物質(zhì)的濃度減小,反應(yīng)速率減慢,D錯(cuò)誤;答案選A。9.合成氨反應(yīng)為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

△H=-92.4kJ·mol-1。下列說(shuō)法正確的是A.合成氨反應(yīng)在任何溫度下都能自發(fā)B.1molN2與過(guò)量H2充分反應(yīng)放熱92.4kJC.合成氨實(shí)際生產(chǎn)中選擇高壓和低溫D.將氨液化分離,可促進(jìn)平衡正移及循環(huán)利用氮?dú)夂蜌錃狻敬鸢浮緿【解析】A.合成氨時(shí)放熱且熵減的反應(yīng),根據(jù)?G=?H-T?S<0能自發(fā)可知,該反應(yīng)低溫下能自發(fā),A錯(cuò)誤;B.該反應(yīng)為可逆反應(yīng),不能完全進(jìn)行,因此1molN2與過(guò)量H2充分反應(yīng)放熱小于92.4kJ,B錯(cuò)誤;C.為了加快反應(yīng)速率,實(shí)際生產(chǎn)中選擇高壓(10-20MPa)和高溫(400℃-500℃),C錯(cuò)誤;D.氨氣易液化,液化分離后生成物減少,平衡正向移動(dòng),沒(méi)有液化的H2和N2可以繼續(xù)放入反應(yīng)器中反應(yīng),循環(huán)利用,D正確;故選D。10.一定條件下,關(guān)于工業(yè)合成氨的反應(yīng),圖甲表示該反應(yīng)過(guò)程中的能量變化,圖乙表示1L密閉容器中n(N2)隨時(shí)間的變化曲線,圖丙表示在其他條件不變的情況下,改變起始時(shí)n(H2)對(duì)該平衡的影響。下列說(shuō)法正確的是A.甲:升高溫度,該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大B.乙:從11min起其他條件不變,壓縮容器的體積,則n(N2)的變化曲線為dC.乙:10min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v(H2)=0.03mol·L-1·min-1D.丙:溫度T1<T2,a、b、c三點(diǎn)所處的平衡狀態(tài)中,b點(diǎn)N2的轉(zhuǎn)化率最高【答案】B【解析】A.由圖象甲分析,反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度化學(xué)平衡逆向移動(dòng),則升高溫度,該反應(yīng)的平衡常數(shù)減小,故A錯(cuò)誤;B.其他條件不變,壓縮容器的體積,氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量不變,平衡正移,氮?dú)馊缓笾饾u減少,由圖可知,n(N2)的變化曲線為d,故B正確;C.由圖乙信息,10min內(nèi)氮?dú)鉁p少了0.3mol,則氮?dú)獾乃俾实臑?,氫氣的速率?.03mol?L-l?min-l×3=0.09mol?L-l?min-l,故C錯(cuò)誤;D.由圖丙可知,氫氣的起始物質(zhì)的量相同時(shí),溫度T1平衡后,氨氣的含量更高,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),降低溫度平衡向正反應(yīng)移動(dòng),故溫度T1<T2,a、b、c都處于平衡狀態(tài),達(dá)平衡后,增大氫氣用量,氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率增大,故a、b、c三點(diǎn)中,c的氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率最高,故D錯(cuò)誤;故選:B。11.節(jié)能減排是指節(jié)約物質(zhì)資源和能量資源,減少?gòu)U棄物和環(huán)境有害物的排放。(1)實(shí)現(xiàn)“節(jié)能減排”和“低碳經(jīng)濟(jì)”的項(xiàng)重要課題就是如何將轉(zhuǎn)化為可利用的資源。目前工業(yè)上有一種方法是用來(lái)生產(chǎn)燃料甲醇,一定條件下發(fā)生反應(yīng):,如圖所示為該反應(yīng)過(guò)程中的能量變化:下列關(guān)于該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是_____________(填序號(hào))。A.,

B.,C.,

D.,(2)將煤加工成水煤氣可降低污染并提高燃料的利用率。將水蒸氣通過(guò)紅熱的炭即產(chǎn)生水煤氣,反應(yīng)方程式為,該反應(yīng)的,。該反應(yīng)在常溫下_____________(填“能”或“不能”)自發(fā)進(jìn)行?!敬鸢浮?/p>

C

不能【解析】(1)由圖象可知,反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,反應(yīng)放熱,;該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),則,故答案為C;(2)由,所以該反應(yīng)在常溫下不能自發(fā)進(jìn)行。12.某研究性學(xué)習(xí)小組研究了汽車尾氣中的NO與CO的反應(yīng)和某工業(yè)廢氣中的NO2與SO2的反應(yīng)?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)一定溫度下,向某容積為1L的密閉容器中通入amolNO、bmolCO,控制一定的條件使其發(fā)生反應(yīng):2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g)ΔH<0。測(cè)得NO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、投料比X(X=eq\f(a,b))的關(guān)系如圖甲所示。則T1________(填“>”或“<”)T2;若X1=0.8、a=2,反應(yīng)開(kāi)始至達(dá)到平衡(對(duì)應(yīng)A點(diǎn))所用的時(shí)間是2min,則反應(yīng)發(fā)生的2min內(nèi)N2的平均反應(yīng)速率v(N2)=________,A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)K=________(保留3位有效數(shù)字)。(2)在固定體積的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g)ΔH=-41.8kJ·mol-1使用某種催化劑,改變eq\f(n0NO2,n0SO2)的值進(jìn)行多組實(shí)驗(yàn)(各組實(shí)驗(yàn)的溫度可能相同,也可能不同),測(cè)定NO2的平衡轉(zhuǎn)化率。部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖乙所示。①如果要將圖乙中C點(diǎn)的平衡狀態(tài)改變?yōu)锽點(diǎn)的平衡狀態(tài),應(yīng)采取的措施是______________。②若A點(diǎn)對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,SO2的起始濃度為c0mol·L-1,經(jīng)過(guò)tmin達(dá)到平衡狀態(tài),該時(shí)段NO2的平均反應(yīng)速率v(NO2)=________mol·L-1·min-1。③若圖乙中C、D兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)溫度分別為TC和TD,通過(guò)計(jì)算判斷TC________(填“>”“=”或“<”)TD?!敬鸢浮浚?)>0.4mol·L-1·min-115.8(2)①降低溫度②eq\f(c0,5t)③=【解析】(1)正反應(yīng)是放熱反應(yīng),其他條件不變,溫度升高平衡逆向移動(dòng),NO的平衡轉(zhuǎn)化率降低,結(jié)合題圖甲可知T1>T2。X1=0.8、a=2,根據(jù)X=eq\f(a,b),得b=2.5。2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)起始/mol·L-122.500轉(zhuǎn)化/mol·L-12×80%1.60.81.6平衡/mol·L-10.40.90.81.6v(N2)=eq\f(0.8mol·L-1,2min)=0.4mol·L-1·min-1。K=eq\f(0.8×1.62,0.42×0.92)≈15.8。(2)①如果將圖乙中C點(diǎn)的平衡狀態(tài)改變?yōu)锽點(diǎn)的平衡狀態(tài),NO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大,可以通過(guò)降低溫度使平衡正向移動(dòng),從而使NO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大。②A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的NO2的平衡轉(zhuǎn)化率為50%,eq\f(n0NO2,n0SO2)=0.4,SO2的起始濃度為c0mol·L-1,則NO2的起始濃度為0.4c0mol·L-1,轉(zhuǎn)化的二氧化氮濃度為0.4c0mol·L-1×50%=0.2c0mol·L-1,該時(shí)段NO2的平均反應(yīng)速率v(NO2)=eq\f(0.2c0mol·L-1,tmin)=eq\f(c0,5t)mol·L-1·min-1。③C點(diǎn)時(shí)eq\f(n0NO2,n0SO2)=1.0,設(shè)SO2的起始濃度為c1mol·L-1,則NO2的起始濃度c(NO2)=c1mol·L-1,C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的二氧化氮的平衡轉(zhuǎn)化率為50%,則平衡時(shí)c(NO2)=c(SO2)=c(SO3)=c(NO)=0.5c1mol·L-1,平衡常數(shù)KC=eq\f(cSO3·cNO,cSO2·cNO2)=1;同理,D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的二氧化氮的平衡轉(zhuǎn)化率為40%,eq\f(n0NO2,n0SO2)=1.5,設(shè)SO2的起始濃度為c2mol·L-1,則NO2的起始濃度c(NO2)=1.5c2mol·L-1,則平衡時(shí)c(NO2)=0.9c2mol·L-1,c(SO2)=0.4c2mol·L-1,c(SO3)=c(NO)=0.6c2mol·L-1,平衡常數(shù)KD=1,平衡常數(shù)相同說(shuō)明反應(yīng)溫度相同,即TC=TD。13.氮是地球上含量豐富的一種元素,氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用,合成氨工業(yè)在國(guó)民生產(chǎn)中有重要意義。以下是關(guān)于合成氨的有關(guān)問(wèn)題,請(qǐng)回答:(1)在容積為2L的恒溫密閉容器中加入0.1mol的N2和0.3mol的H2在一定條件下發(fā)生反應(yīng):N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)ΔH<0,在5分鐘時(shí)反應(yīng)恰好達(dá)到平衡,此時(shí)測(cè)得NH3的物質(zhì)的量為0.1mol。這段時(shí)間內(nèi)用H2表示的反應(yīng)速率為v(H2)=____。(2)平衡后,若要再提高反應(yīng)速率,且增大NH3的產(chǎn)率,可以采取的措施有____。(答一條即可)(3)下列各項(xiàng)能作為判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是____(填序號(hào)字母)。A.容器內(nèi)N2、H2、NH3的物質(zhì)的量濃度之比為1:3:2B.v(H2)正=3v(N2)逆C.混合氣體的密度保持不變D.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變(4)已知合成氨反應(yīng)N2+3H2?2NH3在400℃時(shí)的平衡常數(shù)K=0.5(mol/L)-2。在400℃時(shí),測(cè)得某時(shí)刻c(N2)=2mol/L、c(H2)=2mol/L、c(NH3)=3mol/L,此時(shí)刻該反應(yīng)的v正____v逆(填“>”“=”或“<”)。(5)如圖表示

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