2.3.2焓变与熵变 同步考点精练— 2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1
2026-07-31
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第三节 化学反应的方向 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 731 KB |
| 发布时间 | 2026-07-31 |
| 更新时间 | 2026-07-31 |
| 作者 | 15328767870@64358 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-31 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59031636.html |
| 价格 | 0.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1“焓变与熵变”同步精练,以“基础概念辨析-综合条件判断-实际情境应用”分层设计,通过梯度化题型巩固ΔH、ΔS、ΔG核心知识,培养科学思维与证据推理能力。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础层|单一概念(ΔH/ΔS判断、自发反应条件)|选择题为主,如第3题熵增过程辨析,强化化学观念|
|进阶层|综合条件分析(温度对ΔG影响、平衡与ΔH/ΔS关系)|结合图像分析,如第14题C的体积分数与T/p关系,提升科学思维|
|综合层|实际情境应用(工业反应、环境问题计算)|填空计算题,如23题甲烷裂解温度范围计算,体现科学探究与实践|
内容正文:
2.3.2焓变与熵变同步考点精练— 2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1
考点:焓变与熵变
1、自然界中时刻存在着氮的转化,分子在催化剂的作用下发生的一系列转化如图所示(已知反应1和反应2都是放热反应)。下列有关说法正确的是
A.反应1必须在高温条件下才能自发进行
B.在时,反应2一定不是自发反应
C.其他条件不变,使用催化剂不能改变两个反应进行的方向
D.根据焓变和熵变既可判断反应的进行方向,又可确定反应速率的快慢
2、自由能变()能综合判断化学反应的方向。的随温度T的变化如图所示,关于该反应的说法正确的是
A. B.在任何温度下均可自发进行
3、下列说法不正确的是
A.冰在室温下自动熔化成水,这是熵增的过程
B.当ΔH<0,ΔS>0时,反应能自发进行
C.2NO(g)+ 2CO(g) = N2(g)+ 2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的ΔH>0
D.反应NH3(g) + HCl(g) = NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的ΔH<0
4、与在固体催化剂表面合成的模拟示意图如图所示,图中1个分子或原子代表该分子或原子,已知。下列说法正确的是
分别代表、和
A.该反应在高温下可自发进行
B.实际生产采用高温和高压,目的是提高平衡产率
C.实际工业合成塔流出气体时尚未达到平衡状态,故使用固体催化剂能提高转化率
D.和断键生成和吸收的能量为
5、随着汽车使用量增大,尾气污染已经受到人们的普遍关注。研究表明,常温常压下:
,。
已知:,下列说法不正确的是
A.常温()下,该反应能自发进行
B.常温常压下将和混合后很难转化为和,是因为该反应的活化能高,反应速率太慢
C.升高温度、压缩容器体积,都可以使上述反应速率增大
D.增大反应物的浓度、使用催化剂,都能提高的平衡转化率
6、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5MPa
7、下列说法正确的是
A.反应2Mg(s)+CO2(g) = C(s)+2MgO(s)能自发进行,则该反应的 △H< 0
B.△H< 0、△S< 0的反应在高温条件下能自发进行
C.反应CaCO3(s) = CaO(s)+CO2(g)的△S< 0
D.同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
8、下列说法正确的是
A.液态水凝结成冰的过程,,
B.固体溶解于水过程一定是,的变化不确定
C.室温下不能自发进行,说明该反应的
D. 能自发反应,则a只可能等于1
9、反应,下列判断正确的是
A.在常温下能自发进行 B.在高温下能自发进行
C.在任何条件下都能自发进行 D.在任何条件下都不能自发进行
10、灰锡结构松散,不能用于制造器皿,而白锡结构坚固,可以制造器皿。现把白锡制成的器皿放在常温(25℃)、100 kPa的室内,它会不会变成灰锡而不能再继续使用(已知:在25℃、100 kPa压力下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为( kJ⋅mol, J⋅mol⋅K)
A.会变成灰锡 B.无法确定
C.只有继续降低温度才会变成灰锡 D.只有继续升高温度才会变成灰锡
11、下列说法中正确的是
A.能够自发进行的反应一定是熵增的过程 B.能够自发进行的反应一定是焓减的过程
C.的反应就在任何温度下都可自发进行 D.水凝结成冰的过程中,
12、分析下列反应,在任何温度下均能自发进行的是
A.
B.
C.
D.
13、化学反应的方向问题对于理论研究与生产实践都有重要的意义。下列说法错误的是
A.时,熵减小
B.恒温恒压下,且的反应一定能自发进行
C.在常温下能自发进行,则该反应的
D.反应 能自发进行,原因是熵增效应大于焓增效应
14、对于可逆反应,当其他条件不变时,C的体积分数[]在不同温度(T)和不同压强(p)下随时间(t)的变化关系如图所示。下列叙述正确的是
A.达到平衡后,若使用催化剂,C的体积分数不变
B.该反应的
C.化学方程式中一定有如下关系:
D.该反应在任何温度条件下,都不能自发进行
15、理论研究表明,在101 kPa和298 K下,异构化反应过程能量变化如图所示。下列说法错误的是
A.HCN比HNC稳定
B.该反应难自发进行
C.该异构化反应的 kJ⋅mol
D.使用合适的催化剂,可以改变反应的转化率
16、下列说法中,正确的是
A.的反应均是自发进行的反应
B.反应熵变是决定反应能否自发进行的唯一因素
C.使用催化剂,一定可以改变化学反应进行的方向
D.判断反应能否自发进行需要根据与综合考虑
17、针对反应,下列说法正确的是
A.低温下能自发进行 B.高温下能自发进行
C.任何温度下都不能自发进行 D.任何温度下都能自发进行
18、下列有关化学反应自发性的说法正确的是( )
A.放热反应一定是自发进行的反应
B.化学反应的熵变与反应的方向无关
C.反应:,常温下一定能自发进行的判据是ΔS<0、ΔH>0
D.只有不需要任何条件才能够自动进行的过程才是自发过程
19、下列关于反应自发性的说法中不正确的是( )
A.若某反应的ΔH <0,ΔS>0,该反应在任何温度下都能自发进行
B.水蒸气冷凝液化是一个熵减的过程
C.对于反应:,可以在室温下进行,故能推出该反应的ΔH <0
D.反应,常温下不能自发进行,说明该反应ΔH <0
20、下列关于反应自发性的说法正确的是( )
A.冰在室温下自动熔化成水时,ΔH<0,ΔS>0
B.根据反应的自发性可以预测该反应发生的快慢
C.反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的ΔH<0
D.能够自发进行的反应一定是熵增的过程
21、下列反应在任意温度下一定能自发进行的是( )
A.2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ B.NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) ΔH<0
C.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH>0 D.X2Y2(g)=X2(g)+Y2(g) ΔH<0
22、下列叙述不正确的是( )
A.混乱度减小的吸热反应一定不能自发进行
B.在温度、压强一定条件下,自发反应总是向ΔG=ΔH-TΔS<0的方向进行
C.碳酸氢钠加热可以分解,因为升高温度利于熵增的方向自发进行
D.水结冰的过程不能自发进行的原因是熵减的过程,改变条件也不可能自发进行
23、已知甲烷隔绝空气在不同温度下有可能发生如下两个裂解反应:①CH4(g)C(s)+2H2(g);②2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)某同学为了得到用天然气制取炭黑的允许温度范围和最佳温度,在图书馆中查到了如下热力学数据:
反应①的ΔH(298 K)=+74.848 kJ·mol-1,ΔS(298 K)=+80.674 J·mol-1·K-1。
反应②的ΔH(298 K)=+376.426 kJ·mol-1,ΔS(298 K)=+220.211 J·mol-1·K-1。
已知焓变和熵变随温度变化很小。请参考上述信息,回答下列问题:
(1)这两个反应在 (填“高温”或“低温”)下自发进行。
(2)反应①在常温下 (填“能”或“不能”)自发进行。
(3)制取炭黑的允许温度范围为 。
(4)为了提高甲烷的炭化程度,下面四个温度中最合适的是 (填字母)
A.905.2 K B.927 K C.1273 K D.2000 K
24、的重整利用是当下环境保护的研究热点,对减少温室气体的排放具有重大意义。合成甲醇涉及以下三个反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
(1) (填“>”“=”或“=”),反应Ⅲ在 (填“高温”“低温”或“任何温度”)可自发进行。
(2)在恒容密闭容器中发生上述反应,下列说法正确的是______(填标号)。
A.加入催化剂,降低了反应的,从而加快了反应速率
B.混合气体的平均相对分子质量保持不变时,说明反应体系已达到平衡
C.反应达平衡时,升高温度,的浓度增大
D.平衡时向容器中充入少量惰性气体,甲醇的产率不变
(3)在一定条件下,发生上述反应Ⅰ和Ⅱ,达平衡时的转化率随温度和压强的变化如图所示。温度一定时,压强大小关系是 (从大到小排序)。压强一定时,的平衡转化率先增大后减小的原因可能是 ;
(4)在保持压强为的密闭容器中,分别按投料比[]为和通入气体,发生反应Ⅰ和Ⅱ,的平衡转化率及的选择性S随温度的变化曲线如图所示。
已知:;。
①图中的 (填“X”或“Y”)代表。
②投料比为3∶1,温度为300℃时,的转化率为 。
25、CO2的捕集、利用与封存成为科学家研究的重要课题,已知CO2经催化加氢可以生成多种低碳有机物。
I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1= −49.5kJ·mol-1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2= +40.9kJ·mol-1
Ⅲ.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH3
回答下列问题:
(1)反应I在 (填“高温”“低温”或“任何温度”)条件下能够自发进行。
(2)反应Ⅲ的ΔH3为 。
(3)一定温度下,在一容积固定的密闭容器中进行反应I,测得CO2的物质的量浓度随反应时间的变化如图所示,则反应前5 min内,v(H2)= ;10 min时,改变的外界条件可能是 (填字母)。
A.减小氢气浓度 B.增大压强(缩小体积) C.将甲醇液化分离 D.升高温度
(4)已知一定温度下按照起始比=3,在一密闭容器中进行反应Ⅲ,保持总压为2.1MPa不变,达到平衡时CO的转化率为50%,则该条件下用平衡体系中各气体分压表示反应Ⅲ的平衡常数Kp= MPa-2(保留2位有效数字) (各气体分压=平衡体系中各气体的物质的量分数×总压)。
(5)C2H6(g)+2CO2(g)4CO(g)+3H2(g) ΔH= +430 kJ·mol-1,在四种不同条件容器中发生上述反应,若初始温度、容积、压强和反应物用量均相同,则CO2的平衡转化率最高的是___________(填字母)。
A.恒温恒容容器 B.恒容绝热容器
C.恒压绝热容器 D.恒温恒压容器
详解答案
1、C
A.合成氨的反应既是放热反应,也是熵减的反应,温度较低时,,故反应1在低温条件下能自发进行,A错误;
B.在700℃时,氨的催化氧化既是放热反应,又是熵增的反应,则反应2一定是自发反应,B错误;
C.使用催化剂可以改变化学反应速率,但不能改变化学反应进行的方向,C正确;
D.过程的自发性仅能用于判断过程的方向,不能确定反应速率的快慢,D错误;
故选C。
2、C
,反应能够自发进行,由图,低温不能自发、高温能够自发,则反应为吸热的熵增反应;
A.由分析,A错误;
B.,反应能够自发进行,由图,低温不能自发、高温能够自发,B错误;
C.反应为吸热反应,升高温度,平衡正向进行,K值增大,C正确;
D.升高温度,活化分子比例增大,增大,也增大,D错误;
故选C。
3、C
A.熵代表混乱度,液体混乱度>固体混乱度,则冰在室温下自动熔化成水,是熵增的过程,A正确;
B.当ΔH<0,ΔS>0时,ΔG=ΔH-TΔS<0,反应能自发进行,B正确;
C.该反应是气体体积减小的熵减反应,根据复合判据ΔG=ΔH-TΔS知,在常温下能自发进行,则该反应ΔH<0,C错误;
D.该反应是气体体积减小的熵减反应,根据复合判据ΔG=ΔH-TΔS<0,在常温下能自发进行,则该反应ΔH<0,D正确;
故选C。
4、C
A.该反应是熵减的放热反应,低温条件下反应ΔH—TΔS<0,能自发进行,故A错误;
B.该反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,生成物的产率降低,则实际生产采用高温是为了加快反应速率,故B错误;
C.反应未达平衡时,催化剂能加快反应速率,有利于提高反应物的转化率,故C正确;
D.由图可知,包含断键吸收的能量和吸附氢气和氮气的能量变化,所以1mol氮气和3mol氢气断键生成2mol氮原子和6mol氢原子吸收的能量小于,故D错误;
故选C。
5、D
A.通过ΔG公式计算,常温时,反应自发进行,A正确;
B.该反应的活化能较高,反应速率较慢,导致汽车尾气中含有较多的和,B正确;
C.温度升高和压缩体积均能提高反应速率,C正确;
D.催化剂不影响平衡,仅增大CO浓度可提高NO转化率,D错误;
故选D。
6、C
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错误;
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错误;
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正确;
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错误;
答案为C。
7、A
A.反应物中有气体,生成物中没有气体,则△S<0,若要使反应自发进行,△H-T△S<0,则△H必须小于0,A项正确;B.根据△H-T△S<0反应能自发进行,△H<0,△S< 0的反应在低温条件下能自发进行,B项错误;C.反应物没有气体,生成物有气体,则△H>0,C项错误;D.同一物质,熵值:气体>液体>固体,D项错误;答案选A。
8、D
A.同种物质,液态的能量大于固态,则水凝结成冰的过程是放热过程,即,液态时的熵大于固态时的熵,则水凝结成冰的过程是熵减小的过程,即,故A错误;B.当固体物质在水中溶解时,粒子从有序排列转变为自由运动,这一变化 增加了熵。然而,由于水分子在溶质粒子周围形成了更为有序的排列,这又导致了熵的减小。由于水分子的溶剂化作用非常显著,因此整个溶解过程可能是熵增加的,也可能是熵减小的,故固体溶解于水过程不一定是,如溶于水,由于溶剂水分子被有序地束缚在水合离子周围,导致体系的熵减小,即,固体溶于水可能是放热也可能是吸热,故、的变化均不确定,故B错误;C.的,室温下不能自发进行,说明该反应,则,故C错误;D.,满足了焓判据,题干没有限定是高温自发还是低温自发,则认定该反应能在任何温度下自发进行,则,则a只能等于1,故D正确;故答案选D。
9、B
当时,反应能自发进行,该反应的ΔH>0,ΔS>0,则在高温下反应能自发进行,故选B。
10、A
在等温、等压条件下,自发反应总是向着的方向进行,直至达到平衡状态。因此,在0 ℃、100 kPa条件下,白锡会不会变为灰锡的问题就转化为求算值的问题。,因此在该条件下白锡会变为灰锡,答案选A
11、C
A.ΔH-TΔS<0即可自发,例如氨气和氯化氢化合为氯化铵晶体的反应是熵减的放热反应,在室温下即可自发,A错误;
B.ΔH-TΔS<0即可自发,例如Ba(OH)2∙8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应,即∆H>0,在室温下即可自发,B错误;
C.ΔH<0,ΔS>0,则ΔH-TΔS<0,因此在任何温度下都可自发进行,C正确;
D.水凝结成冰的过程中,液体变为固体,ΔS<0,D错误;
故选C。
12、D
A.,ΔS<0,△H>0,在任何条件下都不能自发进行,A不符合题意;
B.,ΔS<0,△H<0,在低温下能自发进行,B不符合题意;
C.,ΔS>0,△H>0,在高温下能自发进行,C不符合题意;
D.,ΔS>0,△H<0,在任何条件下都能自发进行,D符合题意;
故选D。
13、C
A.转变为时,气体的物质的量减小﹐则熵减小,A正确;
B.恒温恒压下,且的反应在任何条件下均有,即且的反应一定能自发进行,B正确;
C.中,常温下能自发进行,由,可得该反应的,C错误;
D.反应 的,,反应能自发进行,应满足,因此该反应能自发进行的原因是熵增效应大于焓增效应,D正确;
故选C。
14、A
A.达到平衡后,若使用催化剂,平衡不移动,C的体积分数不变,故A正确;
B.根据“先拐先平,数值大”可知T2>T1,升高温度,C的体积分数减小,则升温平衡逆向移动,该反应的,故B错误;
C.根据“先拐先平,数值大”可知P2>P1,增大压强,C的体积分数减小,则加压平衡逆向移动,A是固体,所以化学方程式中一定有如下关系:,不一定有:,故C错误;
D.根据以上分析,正反应气体物质的量增多,正反应放热,可知该反应在任何温度条件下都能自发进行,故D错误;
选A。
15、D
A.能量越低越稳定,由图可知能量更低,比HNC稳定,故A正确;
B.该反应为吸热反应,,且,因此该反应难自发进行,故B正确;
C.该异构化反应的起始状态能量差值为59.3KJ·mol-1,故,故C正确;
D.使用催化剂,可以改变反应的活化能,但不能使平衡移动,不可以改变反应的转化率,故D错误;
故选D。
16、D
A. 若反应满足,则该反应能自发进行,的反应,若其,则反应不一定能自发进行,A错误;
B. 判断反应能否自发进行需要根据与综合考虑,反应熵变不是决定反应能否自发进行的唯一因素,B错误;
C. 催化剂只能改变反应的活化能,从而改变反应速率,使用催化剂,不能改变化学反应进行的方向,C错误;
D. 若反应满足,则该反应能自发进行,则判断反应能否自发进行需要根据与综合考虑,D正确;
故选D。
17、C
C燃烧生成CO为放热反应,则反应2CO(g)=2C(s)+O2(g) 为吸热反应,,且该反应为熵减反应,,则,即在任何温度下都不能自发进行,故选C
18、C
A项,放热反应容易自发进行,但不是所有的放热反应都能自发进行,故A错误;B项,反应能否自发进行,取决于=△H-T•△S的差值,当△H-T•△S<0时,反应能自发进行,可见熵变是影响化学反应方向的因素之一,故B错误;C项,该反应生成气体,反应放热,焓变小于0而熵变大于0的反应,△H-T△S<0,则反应常温下可自发进行,故C正确;D项,反应自发进行的判断依据是△H-T△S<0;自发进行的反应也需要一定条件才可以发生,故D错误;故选C。
19、D
A项,ΔH <0且ΔS>0时,ΔG=ΔH-TΔS在任何温度下均小于0,反应自发进行,A正确;B项,水蒸气冷凝为液态水,气体→液体,混乱度降低,熵减,B正确;C项,反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)生成固体,ΔS<0,室温下自发(ΔG<0),需ΔH足够负以抵消-TΔS的正值,故ΔH <0,C正确;D项,反应MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g)生成气体,ΔS>0。常温下不自发(ΔG >0),需ΔH>TΔS。因ΔS>0且常温温度低,ΔH应为正值,D错误;故选D。
20、C
A项,冰在室温下自动熔化成水的过程要吸收热量,即ΔH>0,且冰在室温下自动熔化成水的过程混乱度增加,是熵增的过程,即ΔS>0,A错误;B项,反应的自发性用来判断反应能否自发进行,与反应速率(快慢)无关,B错误;C项,该反应是气体分子数减少的反应,混乱度减小,即ΔS<0,该反应在室温下可自发进行,即ΔG=ΔH-TΔS<0,则该反应ΔH<0,C正确;D项,当ΔG=ΔH-TΔS<0时反应能够自发进行,即在低温下ΔH<0、ΔS<0时反应也能自发进行,则能够自发进行的反应也可能是熵减的过程,不一定是熵增的过程,D错误;故选C。
21、D
A项,需通电才能进行,为非自发反应;B项,ΔH<0、ΔS<0,在低温下ΔH-TΔS<0,反应能自发进行;C项,ΔH>0,ΔS>0,在高温下ΔH-TΔS<0,反应能自发进行;D项,ΔH<0,ΔS>0,在任何温度下ΔH-TΔS<0,反应一定能自发进行。
22、D
混乱度减小的吸热反应是ΔS<0、ΔH>0的反应,该反应的ΔH-TΔS>0,一定不能自发进行,故A正确;自发反应有向ΔG<0的方向进行的趋势,即温度、压强一定时,ΔG=ΔH-TΔS<0的反应可自发进行,故B正确;碳酸氢钠加热可以分解,即升高温度反应能自发进行,由于该反应生成的气体增多,ΔS>0,所以升高温度利于熵增的方向自发进行,故C正确;水结冰的过程是熵减的放热过程,通常情况下不能自发进行,但降温时该过程能自发进行,故D错误。
23、(1)高温 (2)不能 (3)927.8~1790.4 K (4)C
(1)该反应是吸热的熵增反应,在高温下自发进行。(2)ΔH-TΔS=74.848 kJ·mol-1-80.674×10-3 kJ·mol-1·K-1×298 K=50.807 kJ·mol-1>0,所以该反应在常温下不能自发进行。(3)甲烷裂解为炭黑和氢气时,ΔH-TΔS=74.848 kJ·mol-1-80.674×10-3 kJ·mol-1·K-1×T<0,解得T>927.8 K;裂解为乙炔时,ΔH-TΔS=376.426 kJ·mol-1-220.211×10-3 kJ·mol-1·K-1×T<0,解得T>1709.4 K,即温度高于1709.4 K时自发裂解为乙炔和氢气,所以要制取炭黑,必须控制温度在927.8~1790.4 K。(4)要提高甲烷的炭化程度,应在927.8~1790.4 K的范围内尽可能提高温度
24、
(1) > 低温
(2)BD
(3) TK之前以反应Ⅱ为主,反应吸热平衡正向移动,转化率随着温度升高而增大,TK之后以反应Ⅰ为主,反应放热平衡逆向移动,转化率随着温度升高而降低
(4) Y 5%
(1)由盖斯定律可知,反应②+反应③可得反应①,则,反应③是气体体积减小的反应,,时反应能够自发进行,则反应③在低温可自发进行。
(2)A.加入催化剂,不改变反应的,加入催化剂会降低反应的活化能,从而加快了反应速率,故A错误;B.根据质量守恒,气体的总质量不变,有两个反应的化学计量数和均不一致,故总物质的量平衡前要变化,,故混合气体的平均相对分子质量保持不变时,说明反应体系已达到平衡,故B正确;C.反应③和反应①均为放热反应,反应达平衡时,升高温度,反应③和反应①平衡逆向移动,浓度减小,故C错误;D.在恒容密闭容器,平衡时向容器中充入惰性气体,各反应物和生成物的浓度不变,平衡不移动,甲醇的产率不变,故D正确;故答案为:BD。
(3)反应Ⅰ是气体体积减小的反应,反应Ⅱ是气体体积不变的反应,温度一定时,增大压强,反应Ⅰ平衡正向移动,反应Ⅱ平衡不移动,的平衡转化率增大,则压强大小关系是。反应Ⅱ是吸热反应,反应Ⅰ是放热反应,压强一定时,的平衡转化率先增大后减小的原因可能是:TK之前以反应Ⅱ为主,转化率随着温度升高而增大,TK之后以反应Ⅰ为主,转化率随着温度升高而降低。
(4)①因为反应Ⅰ是放热反应,反应Ⅱ是吸热反应,温度升高,反应Ⅰ平衡逆向移动,反应Ⅱ平衡正向移动,降低,X代表,故Y代表
②投料比为时相当于投料比为时增加了,减少了,故投料比为时,更大,因此曲线c代表的是投料比为4:1的,曲线d代表的是投料比的。故由图像可知投料比为3∶1,温度为300℃时,的转化率为5%。
25、
(1)低温
(2)−90.4 kJ·mol -1
(3) 0.24 mol·L -1 ·min -1 C
(4)0.51
(5)D
(1)反应I.CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.5kJ·mol-1,ΔH<0,ΔS<0,故反应低温自发进行;
(2)I.CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.5kJ·mol-1
II.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH=+40.9kJ·mol-1
利用盖斯定律,将反应I-反应II,即得反应III.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH3=(-49.5-40.9)kJ·mol-1=-90.4kJ·mol-1;
(3)一定温度下,在一体积固定的密闭容器中进行反应I,从图中可以看出,反应进行的前5分钟内,CO的浓度变化量为0.4mol/L,则H2的浓度变化量为1.2mol/L,所以H2的反应速率v(H2)==0.24mol·L-1·min-1;
10min时,c(CO2)不变,之后减小,又平衡正向移动,则改变的外界条件可能是将甲醇液化分离或增大氢气的浓度,不可能是增大压强(缩小体积)和升高温度,综上选C;
(4)根据题意可得
则该条件下用平衡体系中各气体分压表示的平衡常数Kp=;
(5)于反应C2H6(g)+2CO2(g)4CO(g)+3H2(g)ΔH=+430KJ/mol,在四种不同的容器中发生上述反应,初始温度、压强和反应物用量均相同。
因为正反应为吸热反应,绝热时混合气的温度不断降低,平衡逆向移动,所以恒温时反应正向进行,CO2的转化率高;
因为正反应是分子数增大的反应,减压有利于平衡正向移动,恒容时混合气的压强大于恒压时混合气的压强,所以恒压有利于提高CO2的转化率;
综合以上分析,恒温恒压有利于提高CO2的转化率,则CO2的转化率最高的是D
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