1、1下列反应在任何温度下均能自发进行的是()A2N2(g)O2(g)=2N2O(g)H163 kJmol1BAg(s)Cl2(g)=AgCl(s)H127 kJmol1CHgO(s)=Hg(l)O2(g)H91 kJmol1DH2O2(l)=O2(g)H2O(l)H98 kJmol1解析：选D。对于A项，H0，S0，即任何温度下，反应都不能自发进行；对于B项，H0，S0，在较低温度下，HTS0，S0，若使反应自发进行，即HTS0，必须提高温度，即反应只有在较高温度时能自发进行；对于D项，H0，在任何温度下，HTSv逆D80 达到平衡时，测得n(CO)0.3 mol，则Ni(CO4)的平衡浓度为2
2、 molL1解析：选C。温度升高，平衡常数减小，说明平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，A正确；Ni(CO)4(g)Ni(s)4CO(g)为题给反应的逆反应，温度相同时，两个反应的平衡常数互为倒数关系，B正确；C项中该时刻Qc8K，反应逆向进行，v逆v正，C错误；D项中CO的平衡浓度为1 molL1，由K2可计算出Ni(CO)4的平衡浓度为2 molL1，D正确。10科学家一直致力研究常温、常压下人工固氮的新方法。曾有实验报道：在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应，生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系，部分实验数据见下
3、表(反应时间3 h)：T/K303313323353NH3生成量/(106 mol)4.85.96.02.0相应的热化学方程式如下：N2(g)3H2O(l)=2NH3(g)O2(g)H765.2 kJmol1回答下列问题：(1)请在坐标图中画出上述反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图，并进行必要标注。(2)工业合成氨的反应为N2(g)3H2(g)2NH3(g)。设在容积为2.0 L的密闭容器中充入0.60 mol N2(g)和1.60 mol H2(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中气体总物质的量之比)为。列式计算：该
4、条件下N2的平衡转化率；该条件下反应2NH3(g)N2(g)3H2(g)的平衡常数。答案：(1)(2)设反应过程中消耗x mol N2(g)，N2(g)3H2(g)2NH3(g)起始物质的量/mol 0.60 1.60 0平衡物质的量/mol 0.60x 1.603x 2x平衡时反应体系总物质的量(0.60x)(1.603x)2x mol(2.202x) mol，NH3(g)的物质的量分数，解得x0.40，N2的平衡转化率为100%67%。反应2NH3(g)N2(g)3H2(g)的平衡常数等于反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)平衡常数的倒数。设反应2NH3(g)N2(g)3H2(g)的平
5、衡常数为K，平衡时，c(NH3)20.40 mol/2.0 L0.40 molL1 ，c(N2)(0.600.40) mol/2.0 L0.10 molL1，c(H2)(1.6030.40) mol/2.0 L0.20 molL1，K，代入数据得K5.0103。11甲醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便，是一种重要的化工原料，有着重要的用途和应用前景。(1)若在恒温恒容的容器内进行反应CO(g)2H2(g)CH3OH(g)，则可用来判断该反应达到平衡状态的标志有_(填字母)。ACO百分含量保持不变B容器中H2浓度与CO浓度相等C容器中混合气体的密度保持不变DCO的生成速率与CH3OH的生成速率相
6、等(2)工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种：甲醇蒸汽重整法。该法中的一个主要反应为CH3OH (g)CO(g)2H2(g)，此反应能自发进行的原因是_。 甲醇部分氧化法。在一定温度下以Ag/CeO2ZnO为催化剂时原料气比例与反应的选择性(选择性越大，表示生成的该物质越多)关系如图所示。则当n(O2)/n(CH3OH)0.25时，CH3OH与O2发生的主要反应方程式为_；在制备H2时最好控制n(O2)/n(CH3OH)_。解析：(1)浓度成比例不能说明反应达到平衡，B错误。气体总质量一定，容器体积一定，密度始终不变，C错误。(2)无法判断该反应的焓变化，但反应是一个熵增的反应，若是放热反应
7、一定能自发，若是吸热反应，一定条件下能自发。n(O2)/n(CH3OH)0.25时，主要生成甲醛。制备H2则要求H2的选择性好，由图可知在n(O2)/n(CH3OH)0.5时，H2的选择性接近100%。答案：(1)AD(2)该反应是一个熵增的反应(S0)2CH3OHO22HCHO2H2O0.512(1)反应Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)H1，平衡常数为K1；反应Fe(s)H2O(g)FeO(s)H2(g)H2，平衡常数为K2。在不同温度时K1、K2的值如下表：温度/700900K11.472.15K22.381.67反应CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H，平衡常数为K
8、，则H_(用H1和H2表示)，K_(用K1和K2表示)，且由上述计算可知，反应CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)是_反应(填“吸热”或“放热”)。(2)一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，发生反应Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)H0，CO2的浓度与时间的关系如图所示：该条件下反应的平衡常数为_；若铁粉足量，CO2的起始浓度为2 molL1，则平衡时CO2的浓度为_molL1。下列措施中能使平衡时增大的是_(填序号)。A升高温度B增大压强C再充入一定量的CO2D再加入一定量铁粉解析：(1)目标反应可由上述两个反应相减得到，HH1H2，K，随温度升
9、高，K1增大，K2减小，所以增大，平衡正向移动，正反应为吸热反应。(2)由图及反应方程式可知，平衡时c(CO2)0.5 molL1，c(CO)1 molL1，则K2；CO2的起始浓度为2 molL1时，设平衡时c(CO)a molL1，则平衡时c(CO2)(2a) molL1，则K2，解得a4/3，故平衡时c(CO2)2/3 molL1。升高温度，平衡正向移动，A正确。增大压强，平衡不移动，B错误。充入一定量的CO2，最终得到的是等效平衡，C错误。铁粉的量不影响平衡的移动，D错误。答案：(1)H1H2吸热(2)2.00.67(或2/3)A13甲醇汽油是由10%25%的甲醇与其他化工原料、添加剂
10、合成的新型车用燃料，可达到国际汽油的性能和指标。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上合成甲醇一般采用下列反应：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H。下表是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)：温度/250310350K2.0410.2500.012(1)由表中数据判断H_0(填“”“”或“”)。(2)某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中，充分反应达到平衡后，测得c(CO)0.5 molL1，则此时的温度为_。(3)在容积固定的密闭容器中发生上述反应，各物质的浓度如下表：浓度/molL1时间/minc(CO)c(H2)c(CH3OH)00.
11、81.6020.6x0.240.30.60.560.30.60.5反应从2 min到4 min之间，H2的反应速率为_。反应达到平衡时CO的转化率为_。反应在第2 min时改变了反应条件，改变的条件可能是_(填序号)。a使用催化剂b降低温度c增加H2的浓度解析：(1)温度升高平衡常数减小，平衡左移，则正反应放热。(2)根据已知数据计算出此时的平衡常数K0.250，对照表格数据可判断温度为310 。(3)虽然x的值未知，但可通过氢气的反应速率是甲醇的二倍来计算；第4 min达到平衡时CO的转化率为100%62.5%；最终氢气的转化率也是62.5%，说明第2 min时没有增加氢气的浓度。随着反应进行反应物的浓度减小，反应速率应该减小，而表格中第2 min后的反应速率反而加快，说明第2 min时加入了催化剂。答案：(1)(2)310(3)0.3 molL1min162.5%a
