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1 . 运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义,请完成下列探究。
生产氢气:将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气,其反应为 ,
(1)试判断该反应在常温下能否自发进行_________ 。(写出计算过程)
(2)写出该反应的平衡常数表达式___________ 。
生产氢气:将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气,其反应为 ,
(1)试判断该反应在常温下能否自发进行
(2)写出该反应的平衡常数表达式
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解题方法
2 . 汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车家装尾气净化装置,可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。
已知
(1)该反应在___________ (填“高温、低温或任何温度”)下能自发进行。
(2)对于该反应,改变某一反应条件(温度),下列图象正确的是___________(填标号)。
(3)某实验小组模拟上述净化过程,一定温度下,在的恒容密闭容器中,起始时按照甲、乙两种方式进行投料。甲:乙:,经过一段时间后达到平衡状态。
①的平衡体积分数:甲___________ 乙(填“>、=、<或不确定”,下同)。
②的平衡浓度:甲___________ 乙。
③甲中的转化率为,该反应的平衡常数为___________ 。
已知
(1)该反应在
(2)对于该反应,改变某一反应条件(温度),下列图象正确的是___________(填标号)。
A. | B. | C. | D. |
(3)某实验小组模拟上述净化过程,一定温度下,在的恒容密闭容器中,起始时按照甲、乙两种方式进行投料。甲:乙:,经过一段时间后达到平衡状态。
①的平衡体积分数:甲
②的平衡浓度:甲
③甲中的转化率为,该反应的平衡常数为
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3 . 工业上以CO2和NH3为原料合成尿素,在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:
反应Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)H2NCOONH4(s)(氨基甲酸铵) ΔH1=-272kJ·mol -1
反应Ⅱ:H2NCOONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH2=+138kJ·mol-1;
总反应Ⅲ:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) ∆H3
(1)反应Ⅰ的熵变ΔS___________ 填“”“”或“”。反应Ⅲ的H3=___________ ,反应Ⅲ自发进行的条件是___________ (填“低温”、“高温”、“任何温度”)。
(2)下列关于尿素合成的说法正确的是___________。
(3)1mol CO(NH2)2( )中含有___________ molπ键。NH离子的VSEPR模型是___________ ,空间构型是___________ 。
(4)对于尿素分子中N、O两种基态原子,下列说法正确的是___________。
反应Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)H2NCOONH4(s)(氨基甲酸铵) ΔH1=-272kJ·mol -1
反应Ⅱ:H2NCOONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH2=+138kJ·mol-1;
总反应Ⅲ:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) ∆H3
(1)反应Ⅰ的熵变ΔS
(2)下列关于尿素合成的说法正确的是___________。
A.及时分离出尿素可促使反应Ⅱ向正反应方向移动 |
B.从合成塔出来的混合气体分离出水蒸气后其余气体可以循环使用 |
C.保持容积不变,充入惰性气体增大压强,可提高总反应Ⅲ的反应速率 |
D.保持压强不变,降低氨碳比[n(NH3)/n(CO2)]可提高反应Ⅰ中NH3的平衡转化率 |
(4)对于尿素分子中N、O两种基态原子,下列说法正确的是___________。
A.N的半径较小 | B.N的未成对电子数较多 |
C.N的电负性较大 | D.N的第一电离能较高 |
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4 . 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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解题方法
5 . (g)(g)+H2(g)
已知键能数据如图表格:
(1)计算上述反应的焓变_____
(2)根据上述焓变的计算结果,结合该反应的熵变,以下判断正确的是_____。
已知键能数据如图表格:
化学键 | ||||
键能/ | 412 | 348 | 612 | 436 |
(2)根据上述焓变的计算结果,结合该反应的熵变,以下判断正确的是_____。
A.高温时反应可以自发进行 |
B.低温时反应可以自发进行 |
C.任何温度下反应都可以自发进行 |
D.任何温度下反应都不可以自发进行 |
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6 . 氯及其化合物在工业生产中具有很重要的作用。
(1)舍勒制氯气的方法至今仍是实验室制氯气的常用方法,其离子方程式为:_______ 。制得的中有大量的气体,通入饱和食盐水可除去,且溶液中有白色固体产生,这个固体是_______ (填化学式)。
(2)可用于生产一种化工产品。已知有关反应如下:
①
②
③
④_______ (用含和的式子表示)。已知,则反应①_______ (填字母)
A.一定自发 B.一定不自发 C.高温自发 D.低温自发
(3)还可在工业上用于生产亚硝酰氯:。时,在密闭容器中充入与,一段时间后反应达到平衡。
①该反应达到化学平衡的标志有_______ (填字母)。
A.单位时间内消耗的同时,生成
B.容器内总压强不再变化
C.混合气体的密度保持不变
D.混合气体的平均相对分子质量保持不变
E.NO与NOCl的体积分数相等
②已知上述反应中正、逆反应速率的表达式为、,、变化如图所示,则该反应_______ 0(填“>”、“<”)。时,平衡转化率为,则与的比值为_______ 。
③若在温度为,容积为的容器中,充入、、,则_______ (填“<”“>”或“=”)。
(4)氯气—铝电池是一种新型的燃料电池,若电解质溶液为溶液,电极分别用铝条和碳棒,负极反应为_______ 。
(1)舍勒制氯气的方法至今仍是实验室制氯气的常用方法,其离子方程式为:
(2)可用于生产一种化工产品。已知有关反应如下:
①
②
③
④
A.一定自发 B.一定不自发 C.高温自发 D.低温自发
(3)还可在工业上用于生产亚硝酰氯:。时,在密闭容器中充入与,一段时间后反应达到平衡。
①该反应达到化学平衡的标志有
A.单位时间内消耗的同时,生成
B.容器内总压强不再变化
C.混合气体的密度保持不变
D.混合气体的平均相对分子质量保持不变
E.NO与NOCl的体积分数相等
②已知上述反应中正、逆反应速率的表达式为、,、变化如图所示,则该反应
③若在温度为,容积为的容器中,充入、、,则
(4)氯气—铝电池是一种新型的燃料电池,若电解质溶液为溶液,电极分别用铝条和碳棒,负极反应为
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7 . 1913年,德国化学家哈伯实现了合成氨的工业化生产,被称作解救世界粮食危机的化学天才,现将1molN2和3molH2投入1L的密闭容器,在一定条件下,利用反应模拟哈伯合成氨的工业化生产:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H<0. 回答下列问题:
(1)合成氨反应平衡常数的表达式为_______ 。温度升高,K值_______ (填“增大”“减小”或“不变"):使用催化剂,K值_______ (填“增大“减小”或“不变”)。
(2)反应的S_______ 0(填“>”“<"或“=”)
(3)有利于提高平衡混合物中氨含量的条件有_______ (填序号)。
A.低温 B.高温 C.低压 D.高压 E.催化剂
(4)当反应达到平衡后,向体系中充入N2的,平衡_______ 移动(填“正向”“逆向”或“不”);给体系升温,_______ (填“增大”“减小”或不变”),_______ (填“增大”“减小”或“不变”),平衡_______ 移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
(1)合成氨反应平衡常数的表达式为
(2)反应的S
(3)有利于提高平衡混合物中氨含量的条件有
A.低温 B.高温 C.低压 D.高压 E.催化剂
(4)当反应达到平衡后,向体系中充入N2的,平衡
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8 . 某一化学反应 ,一定条件下反应过程中的能量变化如图所示。
请回答下列问题:
(1)Q_____ 0(填“>”“<”或“=”)。
(2)熵变_____ 0(填“>”“<”或“=”)。
(3)该反应_____ 自发进行;若改为其他不变,该反应_____ 自发进行。(填“能”、“不能”或“可能”)。
(4)反应物键能之和数值_____ 生成物键能之和(填“>”“<”或“=”)
(5)该反应_____ 氧化还原反应(填“是”“不是”或“可能是”)
请回答下列问题:
(1)Q
(2)熵变
(3)该反应
(4)反应物键能之和数值
(5)该反应
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9 . 当∆H_____ 0,∆S_____ 0时,反应在低温条件下才自发进行;
当∆H_____ 0,∆S_____ 0时,反应在高温条件下才能自发进行;
当∆H_____ 0,∆S_____ 0时,反应在任意温度下都能自发进行;
当∆H_____ 0,∆S_____ 0时,反应在任意温度下都不能自发进行。
当∆H
当∆H
当∆H
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10 . 焓变和熵变综合判据为∆G=_____ 。∆G_____ 0反应正向能自发进行;∆G_____ 0反应达到平衡状态;∆G_____ 0反应正向不能自发进行。
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