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1、选择题 下列说法正确的是(?)
A.某反应低温条件下能自发进行,那么高温条件也一定能自发进行
B.某反应高温条件下不能自发进行,那么低温条件也不能自发进行
C.反应方向是由焓变和熵变共同决定的,与反应温度无关
D.温度有可能对反应的方向起决定性的作用
参考答案:D
本题解析:反应能否自发,关键是使△H-T△S<0。当△H <0,△S>0,所有温度下反应自发进行,但△H <0,△S<0,只有在低温下反应自发进行,高温下不反应,△H >0,△S>0,只有在高温下反应自发进行,低温下不自发反应,而故A、B、C错误。当反应的焓变和熵变的作用相反且相差不大时,温度有可能对反应的方向起决定作用,故D正确。
本题难度:简单
2、选择题 一个可逆反应达到化学平衡后,改变下列条件一定能加快化学反应速率的是
A.增大反应体系的体积
B.升高温度
C.增大压强
D.增大反应物的量
参考答案:B
本题解析:略
本题难度:一般
3、填空题 煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程.
(1)将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气,反应为:C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ/mol
①该反应能否自发进行与______有关;
②在一定温度下,在一个容积不变的密闭容器中发生上述反应,下列能判断该反应已达化学平衡状态的是______;
A.容器中的压强不变?B.容器中气体的密度不变
C.c(CO)=c(H2)? ?D.1?molH-H键断裂的同时断裂2mol?H-O键
③在恒容密闭容器中加入1mol?C(s)和1mol?H2O(g),一定温度下充分反应达到平衡,吸收热量akJ,则a=______131.3(填“>”、“<”或“=”);若开始时加入的是2mol?C(s)和1mol?H2O(g),充分反应达到平衡,吸收热量为b?kJ,则b______a(填“>”、“<”或“=”).
(2)将一定的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min CO H2O H2 CO2 1 650 4 2 1.6 1.6 5 2 830 1 4 0.8 0.8 3 3 830 a b c d t
|
①实验1中的v(H2)表示的反应速率为______.
②830℃时,向容器中充入2mol?CO和10mol?H2O(g),反应达到平衡后,CO的转化率为______.
③若实验3要达到与实验2相似的平衡状态(即各物质的质量分数分别相等),且t<3min,则a、b应满足的关系是______(用含a、b的数学式表示)
参考答案:(1)①由热化学反应方程式可知,反应为焓增,熵增过程,即△H>0、△S>0,△G=△H-T△S<0反应自发进行,所以该反应自发进行,受温度影响.
故答案为:温度.
②A.反应前后气体的物质的量发生变化,随反应进行气体的物质的量增加,压强增大,容器中的压强不变,说明反应到达平衡,故A正确;
?B.容器的容积不变,随反应进行容器内气体的质量增加,所以随反应进行密度增大,容器中气体的密度不变,说明反应到达平衡,故B正确;
C.根据反应可知,自始至终c(CO)=c(H2),不能说明反应到达平衡,故C错误;
D.1?molH-H键断裂的同时断裂2mol?H-O键,断裂2mol?H-O键同时生成l?molH-H键,说明反应到达平衡,故D正确.
故选:ABD.
③C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ/mol,表示1molC(s)与1molH2O(g)反应生成1molCO(g)与1molH2(g)吸收的热量为131.3kJ.可逆反应存在反应限度,反应物不能完全转化,所以a<131.3kJ.
增大固体C的用量,水蒸气的物质的量未变,平衡不移动,不影响反应热,故a=b.
故答案为:<;=.
(2)①由表可知5min内,氢气的物质的量变化量为1.6mol,容器体积为2L,所以H2表示的反应速率v(H2)=1.6mol2L5min=0.16mol/(L?min).
故答案为:0.16mol/(L?min).
②由实验2可知,平衡时CO2、H2的物质的量分别为0.8mol、0.8mol.
对于反应?CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
开始(mol):1? 4? 0? 0
变化(mol):0.8? 0.8? 0.8? 0.8
平衡(mol):0.2? 3.2? 0.8? 0.8
所以算830℃平衡常数k=c(CO2)?c(H2)c(CO)?c(H2O)=0.8×0.80.2×3.2=1
令参加反应的CO的物质的量为nmol,则
对于反应?CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
开始(mol):2?10? 0? 0
变化(mol):n? ?n? n? ? n
平衡(mol):2-n? 10-n? n?n
所以n×n(2-n)×(10-n)=1,解得n=53
所以CO的转化率为53mol2mol×100%=83.33%.
故答案为:83.33%.
③反应前后气体体积不变,实验2相似的平衡状态(即各物质的质量分数分别相等),为等效平衡,满足CO(g)与H2O(g)的物质的量为1:4,即a:b=1:4,b=4a,由于到达平衡时间t<3min,所以速率较实验2快,故a>1(或使用催化剂).
故答案为:b=4a,a>1(或使用催化剂).
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 对于化学反应能否自发进行,下列说法中正确的是(?)
A.吸热的化学反应,常温下可能自发
B.熵增加的反应,常温下一定能自发
C.自发反应只有在恰当条件下才能实现
D.若ΔH>0,ΔS<0,任何条件下都不能自发进行
参考答案:AD
本题解析:反应是否能自发进行,决定于自由能的正负:ΔG=ΔH-TΔS
本题难度:简单
5、选择题 下列说法中正确的是
A.非自发反应在任何条件下都不能实现
B.自发反应一定是熵增大,非自发反应一定是熵减小或不变
C.凡是放热反应都是自发的,吸热反应都是非自发的
D.熵增加且放热的反应一定是自发反应