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1 . 光催化是新发展的一个催化技术,TiO2是目前研究成功的应用广泛的光催化剂,它是由金红石矿(主要成分为TiO2)先制备为TiCl4,再转化为纯TiO2。
请根据表中数据作答:
(1)计算反应:TiO2(s) + 2Cl2(g)= TiCl4(g) + O2(g) 298K的ΔrΗΘm和ΔrSΘm,该反应能否正向进行___________ ?
(2)计算反应2C(s) + O2(g) = 2CO(g) 298K的ΔrΗΘm和ΔrSΘm,并判据反应在298K进行的方向___________ 。
(3)为得到纯的TiCl4,有人设计如下方案:TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s) = TiCl4(g ) + 2CO(g)。计算该反应298K的ΔrΗΘm和ΔrSΘm,并判据反应进行的方向___________ 。
物种 | TiO2(s) | TiCl4(g) | Cl2(g) | O2(g) | C(s) | CO(g) |
ΔrΗΘm /kJ∙molˉ1 | –944.7 | –763.2 | 0 | 0 | 0 | –110.5 |
SΘm/J∙molˉ1∙Kˉ1 | 55.02 | 354.9 | 223.1 | 205.1 | 5.74 | 197.7 |
(1)计算反应:TiO2(s) + 2Cl2(g)= TiCl4(g) + O2(g) 298K的ΔrΗΘm和ΔrSΘm,该反应能否正向进行
(2)计算反应2C(s) + O2(g) = 2CO(g) 298K的ΔrΗΘm和ΔrSΘm,并判据反应在298K进行的方向
(3)为得到纯的TiCl4,有人设计如下方案:TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s) = TiCl4(g ) + 2CO(g)。计算该反应298K的ΔrΗΘm和ΔrSΘm,并判据反应进行的方向
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2 . 臭氧能氧化,故常被用来治理电镀工业中的含氰废水,其化学反应原理为。下列说法错误的是
A.和是同素异形体 | B.该反应中只有氮元素被氧化 |
C.该反应是熵增的过程 | D.反应中所涉及的三种气体分子均为非极性分子 |
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3 . 在温度T时,某反应的,,则该反应的应该
A.,随温度升高而增大 | B.,随温度升高而减小 |
C.,随温度升高而增大 | D.,随温度升高而减小 |
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4 . 金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途,目前生产钛的方法之一是将金红石()转化为,再进一步还原得到钛。
直接氯化:
反应Ⅰ:
碳氯化:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
(1)直接氯化可以在___________ 下自发进行。
(2)反应Ⅳ的为___________
(3)科学家对以上反应做过热重分析,温度为1223K、氯气分压的条件下,得到固体相对质量变化与时间的关系如下图所示:
①用纯碳实验时,质量稍微有所增长,生成了含___________ 键的物质。
②用纯实验时,所发生的化学方程式为___________ ;该反应的活化能___________ (填“高”或“低”)。
③按照混合,实验发现1.1min内质量迅速减少,经光谱分析证明有光气()生成,固体中含有C和,则x=___________ 。
④1.1min之后,光气()继续反应,有理论认为机理如下:
决速步骤的反应方程式为___________ ,1.1min之后发生的总反应方程式为___________ 。
(4)按照混合,平衡状态下不同物质的组成比与温度的关系如下图所示:
①曲线Q是___________ (填化学式)的变化图像。
②M点所发生的化学方程式是___________ 。
直接氯化:
反应Ⅰ:
碳氯化:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
(1)直接氯化可以在
(2)反应Ⅳ的为
(3)科学家对以上反应做过热重分析,温度为1223K、氯气分压的条件下,得到固体相对质量变化与时间的关系如下图所示:
①用纯碳实验时,质量稍微有所增长,生成了含
②用纯实验时,所发生的化学方程式为
③按照混合,实验发现1.1min内质量迅速减少,经光谱分析证明有光气()生成,固体中含有C和,则x=
④1.1min之后,光气()继续反应,有理论认为机理如下:
决速步骤的反应方程式为
(4)按照混合,平衡状态下不同物质的组成比与温度的关系如下图所示:
①曲线Q是
②M点所发生的化学方程式是
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5 . 化学反应的方向:对于可逆反应而言,有正向进行和逆向进行两个方向。一般地,判断反应方向有“焓判据”和“熵判据”两种判断方法。在此之前我们要先了解“熵”的概念。熵()的定义式为,其中为体系混乱度,为玻尔兹曼常数,熵单位为J·K-1·mol-1;越大系统混乱度越大,规定(开氏温标下,0K=-273.15℃即绝对零度,开氏温标每增加1K,摄氏温标增加1℃):
即在绝对零度下任何完美的纯净的晶体的熵值为0,对于同一种物质,其熵值:气态>液态>固态。
•焓判据:放热反应体系能量降低,因此具有自发进行(指没有任何外力做功的情况下能够“自己”进行)的倾向。
•熵判据:反应体系具有自发向熵增的方向进行的倾向。
但是仅凭焓判据和熵判据都存在特例,无法概况全部化学反应,因此1876年美国化学家吉布斯引入了一个新的热力学函数——吉布斯自由能(),其物理意义是一个化学反应可被利用来做有用功的能力,根据吉布斯-亥姆霍兹方程式:
因此有在压强与温度恒定时,若则正反应自发,若 则逆反应自发,若 反应达到化学平衡。根据材料,许多放热化学反应能够自发进行,使得人们总结出焓判据的原因在于
即在绝对零度下任何完美的纯净的晶体的熵值为0,对于同一种物质,其熵值:气态>液态>固态。
•焓判据:放热反应体系能量降低,因此具有自发进行(指没有任何外力做功的情况下能够“自己”进行)的倾向。
•熵判据:反应体系具有自发向熵增的方向进行的倾向。
但是仅凭焓判据和熵判据都存在特例,无法概况全部化学反应,因此1876年美国化学家吉布斯引入了一个新的热力学函数——吉布斯自由能(),其物理意义是一个化学反应可被利用来做有用功的能力,根据吉布斯-亥姆霍兹方程式:
因此有在压强与温度恒定时,若则正反应自发,若 则逆反应自发,若 反应达到化学平衡。根据材料,许多放热化学反应能够自发进行,使得人们总结出焓判据的原因在于
A.其反应熵变很小 |
B.其反应需要的温度较高 |
C.反应活化能较低 |
D.反应的体积功大(,其中为其体积功) |
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6 . 化学反应的方向:对于可逆反应而言,有正向进行和逆向进行两个方向。一般地,判断反应方向有“焓判据”和“熵判据”两种判断方法。在此之前我们要先了解“熵”的概念。熵()的定义式为,其中为体系混乱度,为玻尔兹曼常数,熵单位为J·K-1·mol-1;越大系统混乱度越大,规定(开氏温标下,0K=-273.15℃即绝对零度,开氏温标每增加1K,摄氏温标增加1℃):
即在绝对零度下任何完美的纯净的晶体的熵值为0,对于同一种物质,其熵值:气态>液态>固态。
•焓判据:放热反应体系能量降低,因此具有自发进行(指没有任何外力做功的情况下能够“自己”进行)的倾向。
•熵判据:反应体系具有自发向熵增的方向进行的倾向。
但是仅凭焓判据和熵判据都存在特例,无法概况全部化学反应,因此1876年美国化学家吉布斯引入了一个新的热力学函数——吉布斯自由能(),其物理意义是一个化学反应可被利用来做有用功的能力,根据吉布斯-亥姆霍兹方程式:
因此有在压强与温度恒定时,若则正反应自发,若 则逆反应自发,若 反应达到化学平衡。对于一个均为正的反应,下列可以使其正向进行的是
即在绝对零度下任何完美的纯净的晶体的熵值为0,对于同一种物质,其熵值:气态>液态>固态。
•焓判据:放热反应体系能量降低,因此具有自发进行(指没有任何外力做功的情况下能够“自己”进行)的倾向。
•熵判据:反应体系具有自发向熵增的方向进行的倾向。
但是仅凭焓判据和熵判据都存在特例,无法概况全部化学反应,因此1876年美国化学家吉布斯引入了一个新的热力学函数——吉布斯自由能(),其物理意义是一个化学反应可被利用来做有用功的能力,根据吉布斯-亥姆霍兹方程式:
因此有在压强与温度恒定时,若则正反应自发,若 则逆反应自发,若 反应达到化学平衡。对于一个均为正的反应,下列可以使其正向进行的是
A.置于低温条件下 |
B.置于高温条件下 |
C.加入合适的催化剂 |
D.将产物及时分离 |
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7 . 化学反应的方向:对于可逆反应而言,有正向进行和逆向进行两个方向。一般地,判断反应方向有“焓判据”和“熵判据”两种判断方法。在此之前我们要先了解“熵”的概念。熵()的定义式为,其中为体系混乱度,为玻尔兹曼常数,熵单位为J·K-1·mol-1;越大系统混乱度越大,规定(开氏温标下,0K=-273.15℃即绝对零度,开氏温标每增加1K,摄氏温标增加1℃):
即在绝对零度下任何完美的纯净的晶体的熵值为0,对于同一种物质,其熵值:气态>液态>固态。
•焓判据:放热反应体系能量降低,因此具有自发进行(指没有任何外力做功的情况下能够“自己”进行)的倾向。
•熵判据:反应体系具有自发向熵增的方向进行的倾向。
但是仅凭焓判据和熵判据都存在特例,无法概况全部化学反应,因此1876年美国化学家吉布斯引入了一个新的热力学函数——吉布斯自由能(),其物理意义是一个化学反应可被利用来做有用功的能力,根据吉布斯-亥姆霍兹方程式:
因此有在压强与温度恒定时,若则正反应自发,若 则逆反应自发,若 反应达到化学平衡。以下化学反应不适用焓判据的是
即在绝对零度下任何完美的纯净的晶体的熵值为0,对于同一种物质,其熵值:气态>液态>固态。
•焓判据:放热反应体系能量降低,因此具有自发进行(指没有任何外力做功的情况下能够“自己”进行)的倾向。
•熵判据:反应体系具有自发向熵增的方向进行的倾向。
但是仅凭焓判据和熵判据都存在特例,无法概况全部化学反应,因此1876年美国化学家吉布斯引入了一个新的热力学函数——吉布斯自由能(),其物理意义是一个化学反应可被利用来做有用功的能力,根据吉布斯-亥姆霍兹方程式:
因此有在压强与温度恒定时,若则正反应自发,若 则逆反应自发,若 反应达到化学平衡。以下化学反应不适用焓判据的是
A.氢气的氧化反应 |
B.铜锌原电池反应 |
C.氢氧化钡与铵盐反应 |
D.醋酸的电离反应 |
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8 . 下列说法错误的是
A.D2、H2、HD燃烧均生成水 |
B.一次性打火机中的可燃性液体是苯 |
C.硝酸铵溶于水可自发进行,该过程ΔH>0,ΔS>0 |
D.BaCl2溶液能用来鉴别同浓度的纯碱稀溶液与小苏打稀溶液 |
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9 . 下列说法正确的是
A.标准状况下,11.2L的完全溶于水,转移的电子数约为 |
B.在一定条件下能自发进行,该反应的 |
C.25℃,向的溶液中加水,会增大 |
D.常温下,用饱和溶液处理,可将转化为,因为该温度下, |
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10 . 设丙烷和氢气都是理想气体。由石墨和氢气合成丙烷的反应如下:3C(石墨)+4H2C3H8(g),丙烷在298K时的生成焓和熵值分别为-103.85kJ·mol-1和270.02J·K-1·mol-1,石墨和氢气的熵值分别为5.74J·K-1·mol-1和130.68J·K-1·mol-1。
(1)在298K时,该反应能否自发进行____ ?求298K时上述反应的平衡常数____ ;
(2)若在298K及101.325kPa下反应,计算平衡时气相混合物中丙烷的摩尔分数_______ ;
(3)若希望丙烷在平衡时气相混合物中的摩尔分数达到0.95,298K时需要加多大的压力____ ?
(4)对有些反应,如水煤气变换反应CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2O(g),加压并不能提高产率,但为什么在实际生产过程中需要加压_______ ?
(1)在298K时,该反应能否自发进行
(2)若在298K及101.325kPa下反应,计算平衡时气相混合物中丙烷的摩尔分数
(3)若希望丙烷在平衡时气相混合物中的摩尔分数达到0.95,298K时需要加多大的压力
(4)对有些反应,如水煤气变换反应CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2O(g),加压并不能提高产率,但为什么在实际生产过程中需要加压
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