题目内容
4．某化学反应的△H=-122kJ/mol，△S=+231J/（mol•K），下列说法正确的是（ ）| A． | 此反应在任何温度下都能自发进行 | |
| B． | 此反应仅在低温下自发进行 | |
| C． | 此反应仅在高温下自发进行 | |
| D． | 此反应在任何温度下都不能自发进行 |
分析 依据反应的焓变和熵变结合温度分析计算，△H-T△S＜0说明反应自发进行，△H-T△S＞0时反应不能自发进行．
解答 解：△H=-122kJ•mol-1，△S=+231J•mol-1•K-1，则：△H-T△S=-122kJ•mol-1-T0.231J•mol-1•K-1＜0，所以反应一定是自发进行的反应，所以在任何温度下都能自发进行，
故选：A．
点评 本题考查了反应自发进行的判断依据和计算应用，为高频考点，侧重考查学生的分析、计算能力，注意计算过程中焓变和熵变的正负号应用，题目较简单．
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15．按要求回答下列有关问题．
（1）据报道，科学家新研发出一种常温下催化合成NH3的方法：N2（g）+6H2O（l）═4NH3（g）+3O2（g）
已知如下信息：
①化合物的生成热可以表示其相对能量．化学上，规定标准状况下稳定单质的生成热为0．几种物质的生成热：NH3（g）为mkJ•mol-1，H2O（l）为nkJ•mol-1．
反应的△H=产物的生成热之和-反应物的生成热之和
②几种化学键的键能数据如下：
上述反应中，△H=4m-6nkJ•mol-1，H-N键的键能为$\frac{2a+12b-3c-4m+6n}{12}$kJ•mol-1．
（2）二氧化硫在一定条件下可以发生如下反应：SO2（g）+NO2（g）?SO3（g）+NO（g），△H=-42kJ•mol-1，在1L恒容密闭容器中充入SO2（g）和NO2（g），所得实验数据如下：
①实验甲中，若2min时测得放出的热量是4.2kJ，则0～2min时间内，用SO2（g）表示的平均反应速率v（SO2）=0.05mol•L-1•min-1；
②实验丙中，达到平衡时，NO2的转化率为$\frac{10a}{3}$×100%；
③由表中数据可推知，Tl＜T2（填“＞”“＜’’或“=”）；
（3）对反应N2O4（g）?2NO2（g）△H＞0 在温度为Tl、T2时平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图1所示，下列说法正确的是d．
a．A、C两点的反应速率：A＞C
b．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
c．由状态A到状态B，可以用加热的方法
d．A、C两点的化学平衡常数：A=C
（4）工业上，采用石墨、铁棒作为电极，电解除去废水中的CN-（N为-3价，下同），装置如图2所示，通电过程中，阳极区两种离子的放电产物会进一步发生反应，其方程式为：Cl2+CNO-+OH-→□+Cl-+CO32-+H2O（未配平）．最终阴、阳两极均有无色无味气体产生．
①铁电极应连接直流电源的负极（填写电极名称）．
②上述反应方程式配平后“□”内应填写N2；
③阳极上发生的电极反应为2Cl--2e-═Cl2↑和CN--2e-+2OH-=CNO-+H2O．
（1）据报道，科学家新研发出一种常温下催化合成NH3的方法：N2（g）+6H2O（l）═4NH3（g）+3O2（g）
已知如下信息：
①化合物的生成热可以表示其相对能量．化学上，规定标准状况下稳定单质的生成热为0．几种物质的生成热：NH3（g）为mkJ•mol-1，H2O（l）为nkJ•mol-1．
反应的△H=产物的生成热之和-反应物的生成热之和
②几种化学键的键能数据如下：
| 化学键 | N≡N | H-O | O-O | H-N |
| E/kJ•mol-1 | a | b | c | d |
（2）二氧化硫在一定条件下可以发生如下反应：SO2（g）+NO2（g）?SO3（g）+NO（g），△H=-42kJ•mol-1，在1L恒容密闭容器中充入SO2（g）和NO2（g），所得实验数据如下：
| 实验编号 | 温度 | 起始时物质的量/mol | 平衡时物质的量/mol | |
| N（SO2） | N（NO2） | N（NO） | ||
| 甲 | T1 | 0.80 | 0.20 | 0.18 |
| 乙 | T2 | 0.20 | 0.80 | 0.16 |
| 丙 | T3 | 0.20 | 0.30 | a |
②实验丙中，达到平衡时，NO2的转化率为$\frac{10a}{3}$×100%；
③由表中数据可推知，Tl＜T2（填“＞”“＜’’或“=”）；
（3）对反应N2O4（g）?2NO2（g）△H＞0 在温度为Tl、T2时平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图1所示，下列说法正确的是d．
a．A、C两点的反应速率：A＞C
b．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
c．由状态A到状态B，可以用加热的方法
d．A、C两点的化学平衡常数：A=C
（4）工业上，采用石墨、铁棒作为电极，电解除去废水中的CN-（N为-3价，下同），装置如图2所示，通电过程中，阳极区两种离子的放电产物会进一步发生反应，其方程式为：Cl2+CNO-+OH-→□+Cl-+CO32-+H2O（未配平）．最终阴、阳两极均有无色无味气体产生．
①铁电极应连接直流电源的负极（填写电极名称）．
②上述反应方程式配平后“□”内应填写N2；
③阳极上发生的电极反应为2Cl--2e-═Cl2↑和CN--2e-+2OH-=CNO-+H2O．
目前工业上可用CO2来生产燃料甲醇，有关反应为：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ•mol-1．现向体积为1L的密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，反应过程中测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间的变化如图所示．
16．在强酸性溶液中能大量共存的无色透明离子组是（ ）
| A． | Mg2+ Na+ Cl- SO42- | B． | K+ Na+ CO32- NO3- | ||
| C． | K+ Na+ Cl- Cu2+ | D． | Na+Ba2+OH- SO42- |
13．
氨的合成原理为：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）；△H=-92.4KJ•mol-1．现在500℃、20MPa时，将N2、H2置于一个容积为2L的密闭容器中发生反应，反应过程中各物质的物质的量变化如图．
回答下列问题：
（1）10min内以NH3表示的平均反应速率0.005mol/（L．min）；
（2）在10～20min内：NH3浓度变化的原因可能是A；
A．加了催化剂 B．缩小容器体积C．降低温度 D．增加NH3物质的量
（3）第1次平衡的时间范围为：20-25min，第1次平衡：平衡常数K1=$\frac{（\frac{0.3mol}{2L}）^{2}}{\frac{0.25mol}{2L}×（\frac{0.15mol}{2L}）^{3}}$（带数据的表达式），
（4）在反应进行至25min时：
①曲线发生变化的原因：分离出0.1molNH3
②达第二次平衡时，新平衡的平衡常数K2等于K1（填“大于”、“等于”、“小于”）；
（5）根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂（掺有少量Fe2O3的TiO2）表面与水发生下列反应：N2（g）+3H2O（1）?2NH3（g）+$\frac{3}{2}$O2（g）；△H=a kJ•mol-1
进一步研究NH3生成量与温度的关系，常压下达到平衡时测得部分实验数据如表：
此合成反应的a＞0；△S＞0，（填“＞”、“＜”或“=”）．
氨的合成原理为：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）；△H=-92.4KJ•mol-1．现在500℃、20MPa时，将N2、H2置于一个容积为2L的密闭容器中发生反应，反应过程中各物质的物质的量变化如图．回答下列问题：
（1）10min内以NH3表示的平均反应速率0.005mol/（L．min）；
（2）在10～20min内：NH3浓度变化的原因可能是A；
A．加了催化剂 B．缩小容器体积C．降低温度 D．增加NH3物质的量
（3）第1次平衡的时间范围为：20-25min，第1次平衡：平衡常数K1=$\frac{（\frac{0.3mol}{2L}）^{2}}{\frac{0.25mol}{2L}×（\frac{0.15mol}{2L}）^{3}}$（带数据的表达式），
（4）在反应进行至25min时：
①曲线发生变化的原因：分离出0.1molNH3
②达第二次平衡时，新平衡的平衡常数K2等于K1（填“大于”、“等于”、“小于”）；
（5）根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂（掺有少量Fe2O3的TiO2）表面与水发生下列反应：N2（g）+3H2O（1）?2NH3（g）+$\frac{3}{2}$O2（g）；△H=a kJ•mol-1
进一步研究NH3生成量与温度的关系，常压下达到平衡时测得部分实验数据如表：
| T/K | 303 | 313 | 323 |
| NH3生成量/（10-6mol） | 4.8 | 5.9 | 6.0 |
14．Ⅰ、在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生反应：Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）．已知该反应在不同温度下的平衡常数如表：
请回答下列问题：
该反应的平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{3}（C{O}_{2}）}{{c}^{3}（CO）}$，△H＜0（填“＞”、“＜”或“=”）．
Ⅱ、工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气：
CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=-41kJ/mol
某小组研究在相同温度下该反应过程中的能量变化．他们分别在体积均为V L的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其在相同温度下发生反应．相关数据如表：
（1）容器①中反应达平衡时，CO的转化率为80%．
（2）计算容器②中反应的平衡常数K=1．
| 温度/℃ | 1 000 | 1 150 | 1 300 |
| 平衡常数 | 64.0 | 50.7 | 42.9 |
该反应的平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{3}（C{O}_{2}）}{{c}^{3}（CO）}$，△H＜0（填“＞”、“＜”或“=”）．
Ⅱ、工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气：
CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=-41kJ/mol
某小组研究在相同温度下该反应过程中的能量变化．他们分别在体积均为V L的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其在相同温度下发生反应．相关数据如表：
| 容器编号 | 起始时各物质物质的量/mol | 达到平衡的时间/min | 达平衡时体系能量的变化/kJ | ||||
| CO | H2O | CO2 | H2 | ||||
| ① | 1 | 4 | 0 | 0 | t1 | 放出热量：32.8 kJ | |
| ② | 2 | 8 | 0 | 0 | t2 | 放出热量：Q | |
（2）计算容器②中反应的平衡常数K=1．