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4.如图为某可逆反应反应体系的能量随反应进程的变化曲线,有关说法正确的是(  )
A.该反应常温下一定可以自发进行
B.使用催化剂可以改变E1、E2、E3的大小,从而改变正逆反应速率
C.E2为该反应的焓变,且该反应的△H<0
D.该反应反应物能量大于生成物能量,故可设计成原电池

分析 A.该反应为放热反应,△G=△H-T•△S<0反应自发进行;
B.使用催化剂可以改变反应的活化能,不能改变焓变;
C.E2为该反应的焓变,△H=E1-E3<0;
D.自发的氧化还原反应可以设计成原电池.

解答 解:A.该反应为放热反应,△H<0,只有满足常温下△G=△H-T•△S<0,反应才能自发进行,故A错误;B.使用催化剂可以改变E1、E3的大小,不能改变E2的大小,故B错误;
C.E2为该反应的焓变,△H=E1-E3<0,故C正确;
D.该反应不一定是自发的氧化还原反应,因此不一定可设计成原电池,故D错误;
故选C.

点评 本题涉及化学反应自发性、物质的能量和反应的吸放热之间的关系、催化剂的特点、原电池原理等知识,属于综合知识的考查,难度中等.

练习册系列答案
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13.研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义.
(1)将CO2与焦炭作用生成CO,CO可用于炼铁等.
已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)═2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJ•mol-1
C(石墨)+CO2(g)═2CO(g)△H2=+172.5kJ•mol-1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5 kJ•mol-1
(2)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的热化学方程式为
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H
①该反应的平衡常数表达式为K=$\frac{c(C{H}_{3}OH)•c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2})•{c}^{3}({H}_{2})}$.
②取一定体积的CO2和H2的混合气体(物质的量之比为1:3),加入恒容密闭容器中,发生上述反应.反应过程中测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系如图(a)所示,则该反应的△H<0(填“>”“<”或“=”).

③在两种不同条件下发生反应,测得CH3OH的物质的量随时间的变化关系如图(b)所示,曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KI>K(填“>”“<”或“=”).
(3)以CO2为原料还可以合成多种物质.
①工业上尿素[CO(NH22]由CO2和NH3在一定条件下合成,其反应方程式为:
2NH3+CO2?CO(NH22+H2O 当氨碳比$\frac{n(NH3)}{n(CO2)}$=3,达平衡时CO2的转化率为60%,则NH3的平衡转化率为40%.
②用硫酸溶液作电解质进行电解,CO2在电极上可转化为甲烷,该电极反应的方程式为CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O.

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