作業29化學反應的方向與調控123456789A組基礎達標1.(2023·浙江紹興柯橋中學月考)反應進行的方向是化學反應原理的三個重要組成部分之一,下列說法中正確的是(

)A.ΔH>0,ΔS>0的反應一定可以自發進行B.根據反應的自發性可以預測該反應發生的快慢C.可逆反應正向進行時,正反應具有自發性,ΔH一定小于零D.常溫下,反應C(s)+CO2(g)2CO(g)不能自發進行,該反應的ΔH>0D123456789解析

ΔH-TΔS<0,反應自發進行,ΔH>0,ΔS>0的反應在低溫下ΔG可能大于0,反應非自發,A項錯誤;反應的自發性只能判斷反應的方向,不能確定反應的快慢,B項錯誤;可逆反應正向進行時,正反應具有自發性,ΔH不一定小于零,若ΔH>0,ΔS>0則高溫條件下正反應具有自發性,C項錯誤;ΔH-TΔS>0時,反應非自發進行,該反應ΔS>0,則ΔH>0,D項正確。1234567892.(2023·浙江文成中學月考)一定溫度下,在密閉容器中發生反應:BaSO4(s)+4H2(g)BaS(s)+4H2O(g)

ΔH>0。下列說法正確的是(

)A.在恒容條件下,向平衡體系中充入惰性氣體,平衡不移動B.在恒壓條件下,向平衡體系中加入H2,BaSO4的轉化率不變C.混合氣體的物質的量不再發生變化可說明反應達到平衡D.該反應在任何溫度下都能自發進行A123456789解析

在恒容條件下,向平衡體系中充入惰性氣體,反應體系中各物質的濃度不變,平衡不移動,A正確;在恒壓條件下,向平衡體系中加入H2,平衡正向移動,BaSO4的轉化率變大,B錯誤;該反應氣體總物質的量不變,故混合氣體的物質的量不變不能說明反應達到平衡,C錯誤;該反應為吸熱反應,不是在任何溫度下都能自發進行,D錯誤。1234567893.(2023·浙江杭師大附中月考)氫還原輝鉬礦并用碳酸鈉作固硫劑的原理為MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s)

ΔH。平衡時的有關變化曲線如圖。下列說法正確的是(

)圖1

平衡時氣體濃度與溫度關系

圖2

正、逆反應的平衡常數(K)與溫度(T)的關系

123456789A.該反應在低溫下可以自發進行B.粉碎礦物和增大壓強都有利于輝鉬礦的還原C.圖2中T1對應圖1中的溫度為1300℃D.若圖1中A點對應溫度下體系壓強為10MPa,則H2O(g)的分壓為5MPa答案

C123456789解析

由方程式聚集狀態知ΔS>0,由圖1可知正反應是吸熱反應ΔH>0,則根據ΔG=ΔH-TΔS<0知,該反應為高溫下的自發反應,故A錯誤;該反應是氣體分子數增大的反應,增大壓強平衡向逆反應方向進行,不利于反應向右進行,故B錯誤;根據圖1,1

300

℃時該反應的平衡常數K==1,根據圖2可知,T1

℃時正、逆反應化學平衡常數相等,即此時平衡常數為1,故C正確;A點各組分的濃度之和為5

mol·L-1,在同一容器中,壓強之比等于物質的量之比,也等于濃度之比,所以A點對應溫度下體系壓強為10

MPa時,H2O(g)的分壓為4MPa,故D錯誤。1234567894.(2023·浙江麗水、湖州、衢州高三聯考)在298K和100kPa壓力下,已知金剛石和石墨的熵、燃燒熱和密度分別為物質S/(J·K-1·mol-1)

ρ/(kg·m-3)C(金剛石)2.4-395.403513C(石墨)5.7-393.512260此條件下,對于反應C(石墨)===C(金剛石),下列說法正確的是(

)A.該反應的ΔH<0,ΔS<0B.由公式ΔG=ΔH-TΔS可知,該反應ΔG=985.29kJ·mol-1C.金剛石比石墨穩定D.超高壓條件下,石墨有可能變為金剛石D123456789解析

根據燃燒熱的定義可知:C(金剛石,s)+O2(g)===CO2(g)

ΔH=-395.40

kJ·mol-1,C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g)

ΔH=-393.51

kJ·mol-1,反應C(石墨)===C(金剛石)的ΔH=(-393.51

kJ·mol-1)-(-395.40

kJ·mol-1)=1.89

kJ·mol-1>0,ΔS=S(金剛石)-S(石墨)=2.4

J·K-1·mol-1-5.7

J·K-1·mol-1=-3.3

J·K-1·mol-1<0,A錯誤;由公式ΔG=ΔH-TΔS可知,該反應ΔG=1.89

kJ·mol-1-298

K×(-3.3

J·K-1·mol-1)=2.873

4

kJ·mol-1,B錯誤;由A選項可知,反應C(石墨)===C(金剛石)是吸熱反應,說明石墨比金剛石穩定,C錯誤;由于金剛石的密度比石墨大,故質量相同時,金剛石的體積小,則反應C(石墨)→C(金剛石)是體積減小的過程,故超高壓條件下,石墨有可能變為金剛石,D正確。1234567895.(2024·浙江寧波高三一模)25℃時,固體酸分子篩催化乙醇脫水,乙醇的分子間脫水和分子內脫水過程與相對能量變化如圖所示:123456789下列說法不正確的是(

)A.乙醇通過氫鍵吸附于固體酸分子篩表面并放出熱量B.生成產物2的決速步活化能為60.1kJ·mol-1C.生成產物1的熱化學方程式為CH3CH2OH(l)→CH2==CH2(g)+H2O(l)

ΔH=+13.8kJ·mol-1D.升高溫度、延長反應時間及選擇合適催化劑均可提高產物1的產率D123456789解析

根據反應進程能量示意圖可知,乙醇通過氫鍵吸附于固體酸分子篩表面并放出熱量,A正確;生成產物2的決速步對應活化能最大,對應數值:9.3

kJ·mol-1+50.8

kJ·mol-1=60.1

kJ·mol-1,B正確;根據過程能量示意圖可知,生成產物1的熱化學方程式為CH3CH2OH(l)→CH2==CH2(g)+H2O(l)

ΔH=+13.8

kJ·mol-1,C正確;反應存在限度,延長反應時間及選擇合適催化劑不能提高產率,D錯誤。123456789A.隨c(X)的減小,反應①②的速率均降低B.體系中當Y的濃度達到最大值后,v(X)+v(Y)=v(Z)C.欲提高Y的產率,需提高反應溫度且控制反應時間D.溫度低于T1時,總反應速率由反應②決定A123456789解析

由圖甲中的信息可知,隨c(X)的減小,c(Y)先增大后減小,c(Z)增大,因此,反應①的速率隨c(X)的減小而減小,而反應②的速率先增大后減小,A說法錯誤;根據體系中發生的反應可知,在Y的濃度達到最大值之前,單位時間內X的減少量等于Y和Z的增加量,因此,v(X)=v(Y)+v(Z),但在Y的濃度達到最大值之后,單位時間內Z的增加量等于Y和X的減少量,故v(X)+v(Y)=v(Z),B說法正確;升高溫度可以增大反應①的速率,但是反應①的速率常數隨溫度升高增大的幅度小于反應②的,且反應②的速率隨著Y濃度的增大而增大,因此,欲提高Y的產率,需提高反應溫度且控制反應時間,C說法正確;由圖乙信息可知,溫度低于T1時,k1>k2,反應②為慢反應,因此,總反應速率由反應②決定,D說法正確。1234567897.(2023·浙江紹興高三二模)為了研究溫度對苯催化加氫的影響,以檢驗新型鎳催化劑的性能,已知該反應ΔH>0。采用相同的微型反應裝置,壓強為0.78MPa,氫氣與苯的物質的量之比為6.5∶1。反應相同時間后取樣分離出氫氣后,分析成分得到的結果如下表:B組綜合提升溫度/℃8595100110~240280300340質量分數/%苯96.0591.5580.85123.3536.9072.37環己烷3.958.4519.159976.6563.1027.63123456789下列說法不正確的是(

)A.該催化劑最佳反應溫度范圍是110~240℃,因為催化劑的選擇性和活性都比較高B.280℃以上苯的轉化率下降,可能因為溫度上升,平衡逆向移動C.在280~340℃范圍內,適當延長反應時間可以提高苯的轉化率D.在85~100℃范圍內,溫度上升反應速率加快,因此苯的轉化率上升B123456789解析

根據表中數據可以看出,溫度范圍在110~240

℃時,苯的轉化率最高,高于280

℃以后轉化率降低,說明該催化劑最佳反應溫度范圍是110~240

℃,故A正確;該反應為吸熱反應,且對于吸熱反應而言,升高溫度平衡正向移動,從表中數據可知,280

℃以上苯的轉化率下降,可能因為溫度上升,催化劑活性降低,故B錯誤;110~240

℃時,苯的轉化率較高,在280~340

℃范圍內,催化劑活性降低,反應速率慢,適當延長反應時間,可以提高苯的轉化率,故C正確;從表中數據可知,在85~100

℃范圍內,溫度上升反應速率增大,因此苯的轉化率上升,故D正確。1234567898.(2023·浙江杭州長河高級中學月考)中國科學家首次用C60改性銅基催化劑,將草酸二甲酯加氫制乙二醇的反應條件從高壓降至常壓。草酸二甲酯加氫的主要反應有:其他條件相同時,相同時間內溫度對產物選擇性的影響結果如圖。

123456789ⅱ.450~500K,反應③的平衡常數遠大于反應①和反應②的平衡常數

123456789下列說法不正確的是(

)A.制乙二醇適宜的溫度范圍是470~480KB.實驗條件下反應③的活化能最高,升溫更有利于反應③C.減壓可提高乙二醇的平衡產率D.銅基催化劑用C60改性后反應速率增大,可以降低反應所需的壓強C解析

由圖可知,溫度為470~480

K時,生成乙二醇的選擇性最高,A正確;由圖可知,升高溫度有利于生成乙醇,實驗條件下反應③的活化能最高,所以升溫有利于反應③,B正確;反應②為氣體分子數減小的反應,則增大壓強可以提高乙二醇的平衡產率,C錯誤;銅基催化劑用C60改性后,將草酸二甲酯加氫制乙二醇的反應條件從高壓降至常壓,D正確。1234567899.(2023·浙江杭州五區縣七校聯考)硫酸是一種重要的基本化工產品。接SO3(g)

ΔH=-98kJ·mol-1。回答下列問題:(1)當SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物質的量分數分別為7.5%、10.5%和82%時,在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強下,SO2平衡轉化率α隨溫度的變化如圖所示。反應在5.0MPa,550℃時的α=

,判斷的依據是

。

影響α的因素有

。

0.975該反應氣體分子數減少,增大壓強,α提高溫度、壓強和反應物的起始濃度(組成)123456789(2)將組成(物質的量分數)為2m%SO2(g)、m%O2(g)和q%N2(g)的氣體通入反應器,在溫度T、壓強p條件下進行反應。平衡時,若SO2轉化率為α,則SO3壓強為

,

平衡常數Kp=

(以分壓表示,分壓=總壓×物質的量分數)。

(3)研究表明,SO2催化氧化的反應速率方程為v=k(-1)0.8(1-nα')。式中:k為反應速率常數,隨溫度T升高而增大;α為SO2平衡轉化率,α'為某