26、熱力學(xué)是專門研究能量相互轉(zhuǎn)變過(guò)程中所遵循的法則的一門科學(xué)。在熱力學(xué)研究中,為了明確研究的對(duì)象,人為地將所注意的一部分物質(zhì)或空間與其余的物質(zhì)或空間分開(kāi)。被劃分出來(lái)作為研究對(duì)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(xué)方程式中的H實(shí)際上是熱力學(xué)中的一個(gè)物理量,叫做焓,在化學(xué)上表示一個(gè)封閉體系中化學(xué)反應(yīng)的能量和對(duì)環(huán)境所作的功的和。一個(gè)體系的焓(H)的絕對(duì)值到目前為止還沒(méi)有辦法測(cè)得,但當(dāng)體系發(fā)生變化時(shí),我們可以測(cè)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(xué)反應(yīng)中的ΔH是以 的形式體現(xiàn)的。對(duì)于化學(xué)反應(yīng)A+B=C+D,若H(A)+H(B)>H(C)+H(D),則該反應(yīng)的ΔH 0。(填“大于”、“小于”),該反應(yīng)是 (填“放熱”、“吸熱”)反應(yīng);
(2)進(jìn)一步研究表明,化學(xué)反應(yīng)的焓變與反應(yīng)物和生成物的鍵能有關(guān)。所謂鍵能就是:在101.3kPa、298K時(shí),斷開(kāi)1mol氣態(tài)AB為氣態(tài)A、氣態(tài)B時(shí)過(guò)程的焓變,用ΔH298(AB)表示;斷開(kāi)化學(xué)鍵時(shí)ΔH>0[如H2(g)=2H(g); ΔH=436 kJ·mol-1],形成化學(xué)鍵時(shí):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(jié)大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)之后認(rèn)為,只要化學(xué)反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)確定,則化學(xué)反應(yīng)
的ΔH便是定值,與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。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(qǐng)寫出CO還原FeO的熱化學(xué)方程式: ;
25.將等物質(zhì)的量的A、B、C、D四種物質(zhì)混合,發(fā)生如下反應(yīng):aA+bBcC(s)+dD。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行一定時(shí)間后,測(cè)得A減少了nmol,B減少了 mol,C增加了 nmol,D增加了nmol,此時(shí)達(dá)到化學(xué)平衡。 (1)該化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)為:a=_____________,b=_____________,c=_____________,d=_____________。 (2)若只改變壓強(qiáng),反應(yīng)速率發(fā)生變化,但平衡不發(fā)生移動(dòng),該反應(yīng)中各物質(zhì)的聚集狀態(tài)為:A____________,B____________,D____________。 (3)若只升高溫度,反應(yīng)一段時(shí)間后,測(cè)知四種物質(zhì)的物質(zhì)的量又達(dá)到相等,則該反應(yīng)為_(kāi)_______________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。
24.在某一容積為2 L的密閉容器內(nèi),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(yīng):
H2(g)+I2(g)2HI(g);△H<0
反應(yīng)中各物質(zhì)的濃度隨時(shí)間變化情況如圖1:
(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為 ;
(2)根據(jù)圖1數(shù)據(jù),反應(yīng)開(kāi)始至達(dá)到平衡時(shí),平均速率(HI)為 ;
(3)反應(yīng)達(dá)到平衡后,第8分鐘時(shí):① 若升高溫度,化學(xué)平衡常數(shù)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(hào)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(hào)回答)
(4)反應(yīng)達(dá)到平衡后,第8分鐘時(shí),若反容器的容積擴(kuò)大一倍,請(qǐng)?jiān)趫D3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(yīng):
(1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=_____________________________________。
(2)降低溫度,該反應(yīng)K值____________,二氧化硫轉(zhuǎn)化率_____________,化學(xué)反應(yīng)速度____________(以上均填“增大”、“減小”或“不變”)。
(3)600℃時(shí),在一密閉容器中,將二氧化硫和氧氣混合,反應(yīng)過(guò)程中SO2、O2、SO3物質(zhì)的量變化如圖,反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的時(shí)間是________。
(4)據(jù)圖判斷,反應(yīng)進(jìn)行至20 min時(shí),曲線發(fā)生變化的原因是__________(用文字表達(dá))。 10 min到15 min的曲線變化的原因可能是_________(填寫編號(hào))。 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(zhì)的量
22.在密閉容器中加入2molA和1molB發(fā)生反應(yīng)2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g),達(dá)到平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)為ω。若保持容器體積和溫度不變,以下配比作為起始物質(zhì): ① 4mol A+2mol B ② 2mol A+1mol B+3mol C+1mol D 、 3mol C+1mol D ④ 1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol D 、 3mol A+1mol B (1)達(dá)平衡后,C的體積分?jǐn)?shù)仍為ω的是________________。 (2)達(dá)平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)大于ω的是________________。 (3)若發(fā)生的反應(yīng)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?jǐn)?shù)為ω的是________________。
(4)若起始時(shí)加入amol A、bmol B、cmol C、dmol D,要使平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)仍為ω,則a、b、c、d應(yīng)滿足的關(guān)系為_(kāi)_______________。
(5)若將題中“保持體積和溫度不變”改為“保持壓強(qiáng)和溫度不變”,則C的體積分?jǐn)?shù)為ω的是___________。
21.合成氨工業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展具有重要的意義。對(duì)于密閉容器中的反應(yīng): N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),673K,30MPa下n(NH3)和n(H2)隨時(shí)間變化的關(guān)系如下圖所示。下列敘述正確的是
A.點(diǎn)a的正反應(yīng)速率比點(diǎn)b的大 B.點(diǎn) c處反應(yīng)達(dá)到平衡
C.點(diǎn)d (t1時(shí)刻) 和點(diǎn) e (t2時(shí)刻) 處n(N2)不一樣
D.其他條件不變,773K下反應(yīng)至t1時(shí)刻,n(H2)比上圖中d點(diǎn)的值大
20. 已知反應(yīng)mX(g)+nY(g)qZ(g)的△H<0,m+n>q,在恒容密閉容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),下列說(shuō)法正確的是
A.通入稀有氣體使壓強(qiáng)增大,平衡將正向移動(dòng)
B.X的正反應(yīng)速率是Y的逆反應(yīng)速率的m/n倍
C.降低溫度,混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量變小
D.增加X(jué)的物質(zhì)的量,Y的轉(zhuǎn)化率降低
19. 某溫度下,體積一定的密閉容器中進(jìn)行如下可逆反應(yīng):
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(yīng)速率增大 B.當(dāng)容器中氣體壓強(qiáng)不變時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡
C.升高溫度,平衡逆向移動(dòng) D.平衡后加入X,上述反應(yīng)的ΔH增大
18. 反應(yīng) 2A(g) + B(g) 2C(g);△H > 0 。下列反應(yīng)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(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如下圖所示:
下列描述正確的是
A、反應(yīng)開(kāi)始到10s,用Z表示的反應(yīng)速率為0.158mol/(L·s)
B、反應(yīng)開(kāi)始到10s,X的物質(zhì)的量濃度減少了0.79mol/L
C、反應(yīng)開(kāi)始到10s時(shí),Y的轉(zhuǎn)化率為79.0%
D、反應(yīng)的化學(xué)方程式為:X(g)+ Y(g) Z(g)
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