26、熱力學是專門研究能量相互轉變過程中所遵循的法則的一門科學。在熱力學研究中,為了明確研究的對象,人為地將所注意的一部分物質或空間與其余的物質或空間分開。被劃分出來作為研究對象的這一部分稱之為體系;而體系以外的其他部分則稱之為環(huán)境。熱化學方程式中的H實際上是熱力學中的一個物理量,叫做焓,在化學上表示一個封閉體系中化學反應的能量和對環(huán)境所作的功的和。一個體系的焓(H)的絕對值到目前為止還沒有辦法測得,但當體系發(fā)生變化時,我們可以測得體系的焓的變化,即焓變,用“ΔH”表示,ΔH=H(終態(tài))-H(始態(tài))。
(1)化學反應中的ΔH是以 的形式體現的。對于化學反應A+B=C+D,若H(A)+H(B)>H(C)+H(D),則該反應的ΔH 0。(填“大于”、“小于”),該反應是 (填“放熱”、“吸熱”)反應;
(2)進一步研究表明,化學反應的焓變與反應物和生成物的鍵能有關。所謂鍵能就是:在101.3kPa、298K時,斷開1mol氣態(tài)AB為氣態(tài)A、氣態(tài)B時過程的焓變,用ΔH298(AB)表示;斷開化學鍵時ΔH>0[如H2(g)=2H(g); ΔH=436 kJ·mol-1],形成化學鍵時:ΔH<0[如2H(g)=H2(g);ΔH=--436kJ·mol-1]!
已知: H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g); ΔH=-185kJ·mol-1
ΔH298(H2)=436 kJ·mol-1 ,ΔH298(Cl2)=247 kJ·mol-1
則ΔH298(HCl)= 。
(3)Hess G.H在總結大量實驗事實之后認為,只要化學反應的始態(tài)和終態(tài)確定,則化學反應
的ΔH便是定值,與反應的途徑無關。這就是有名的“Hess定律”。
已知:Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g); ΔH=-25kJ·mol-1
3 Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g); ΔH=-47kJ·mol-1
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g); ΔH=19kJ·mol-1
請寫出CO還原FeO的熱化學方程式: ;
25.將等物質的量的A、B、C、D四種物質混合,發(fā)生如下反應:aA+bBcC(s)+dD。當反應進行一定時間后,測得A減少了nmol,B減少了 mol,C增加了 nmol,D增加了nmol,此時達到化學平衡。 (1)該化學方程式中各物質的化學計量數為:a=_____________,b=_____________,c=_____________,d=_____________。 (2)若只改變壓強,反應速率發(fā)生變化,但平衡不發(fā)生移動,該反應中各物質的聚集狀態(tài)為:A____________,B____________,D____________。 (3)若只升高溫度,反應一段時間后,測知四種物質的物質的量又達到相等,則該反應為________________(填“放熱”或“吸熱”)反應。
24.在某一容積為2 L的密閉容器內,加入0.8 mol的H2和0.6 mol的I2,在一定的條件下發(fā)生如下反應:
H2(g)+I2(g)2HI(g);△H<0
反應中各物質的濃度隨時間變化情況如圖1:
(1)該反應的化學平衡常數表達式為 ;
(2)根據圖1數據,反應開始至達到平衡時,平均速率(HI)為 ;
(3)反應達到平衡后,第8分鐘時:① 若升高溫度,化學平衡常數K(填寫增大、減小或不變)HI濃度的變化正確 ;(用圖2中a-c的編號回答)② 若加入I2,H2濃度的變化正確的是 。(用圖2中d-f的編號回答)
(4)反應達到平衡后,第8分鐘時,若反容器的容積擴大一倍,請在圖3中畫出8分鐘后HI濃度的變化情況。
23.在一定條件卞,二氧化硫和氧氣發(fā)生如下反應:
(1)寫出該反應的化學平衡常數表達式K=_____________________________________。
(2)降低溫度,該反應K值____________,二氧化硫轉化率_____________,化學反應速度____________(以上均填“增大”、“減小”或“不變”)!
(3)600℃時,在一密閉容器中,將二氧化硫和氧氣混合,反應過程中SO2、O2、SO3物質的量變化如圖,反應處于平衡狀態(tài)的時間是________。
(4)據圖判斷,反應進行至20 min時,曲線發(fā)生變化的原因是__________(用文字表達)。 10 min到15 min的曲線變化的原因可能是_________(填寫編號)。 a.加了催化劑 b.縮小容器體積 c.降低溫度 d.增加SO3的物質的量
22.在密閉容器中加入2molA和1molB發(fā)生反應2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g),達到平衡時C的體積分數為ω。若保持容器體積和溫度不變,以下配比作為起始物質: 、 4mol A+2mol B ② 2mol A+1mol B+3mol C+1mol D ③ 3mol C+1mol D ④ 1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol D 、 3mol A+1mol B (1)達平衡后,C的體積分數仍為ω的是________________。 (2)達平衡時C的體積分數大于ω的是________________。 (3)若發(fā)生的反應為2A(s)+B(g)=3C(g)+D(g),即A的狀態(tài),由氣態(tài)改為固態(tài),其他條件不變,則C的體積分數為ω的是________________。
(4)若起始時加入amol A、bmol B、cmol C、dmol D,要使平衡時C的體積分數仍為ω,則a、b、c、d應滿足的關系為________________。
(5)若將題中“保持體積和溫度不變”改為“保持壓強和溫度不變”,則C的體積分數為ω的是___________。
21.合成氨工業(yè)對國民經濟和社會發(fā)展具有重要的意義。對于密閉容器中的反應: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),673K,30MPa下n(NH3)和n(H2)隨時間變化的關系如下圖所示。下列敘述正確的是
A.點a的正反應速率比點b的大 B.點 c處反應達到平衡
C.點d (t1時刻) 和點 e (t2時刻) 處n(N2)不一樣
D.其他條件不變,773K下反應至t1時刻,n(H2)比上圖中d點的值大
20. 已知反應mX(g)+nY(g)qZ(g)的△H<0,m+n>q,在恒容密閉容器中反應達到平衡時,下列說法正確的是
A.通入稀有氣體使壓強增大,平衡將正向移動
B.X的正反應速率是Y的逆反應速率的m/n倍
C.降低溫度,混合氣體的平均相對分子質量變小
D.增加X的物質的量,Y的轉化率降低
19. 某溫度下,體積一定的密閉容器中進行如下可逆反應:
X(g)+Y(g)Z(g)+W(s);ΔH>0下列敘述正確的是
A.加入少量W,逆反應速率增大 B.當容器中氣體壓強不變時,反應達到平衡
C.升高溫度,平衡逆向移動 D.平衡后加入X,上述反應的ΔH增大
18. 反應 2A(g) + B(g) 2C(g);△H > 0 。下列反應有利于生成C的是:
A. 低溫、低壓 B. 低溫、高壓 C. 高溫、高壓 D. 高溫、低壓
17、一定溫度下,在2 L的密閉容器中,X、Y、Z三種氣體的物質的量隨時間變化的曲線如下圖所示:
下列描述正確的是
A、反應開始到10s,用Z表示的反應速率為0.158mol/(L·s)
B、反應開始到10s,X的物質的量濃度減少了0.79mol/L
C、反應開始到10s時,Y的轉化率為79.0%
D、反應的化學方程式為:X(g)+ Y(g) Z(g)
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