高中化学选择性必修一课时作业8

课时作业8化学反应的方向1．25℃、1.01×105Pa时，反应2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋56.7kJ·mol－1自发进行的原因是()A．是吸热反应B．是放热反应C．是熵减小的反应D．熵增大效应大于能量效应2．已知在等温等压条件下，化学反应方向的判据为ΔH－TΔS<0反应能自发进行ΔH－TΔS＝0反应达到平衡状态ΔH－TΔS>0反应不能自发进行设反应A=D＋EΔH－TΔS＝(－4500＋11T)J·mol－1，要防止反应发生，温度必须()A．高于409KB．低于136KC．高于136K而低于409KD．低于409K3．灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制造器血。现把白锡制造的器皿放在0℃、100kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能继续使用(已知在0℃、100kPa条件下白锡转化为灰锡的反应，焓变和熵变分别为ΔH＝－2180.9J·mol－1，ΔS＝－6.61J·mol－1·K－1，当ΔH－TΔS<0时能自发反应)()A．会变B．不会变C．不能确定D．升高温度才会变4．在一定条件下，对于反应mA(g)＋nB(g)cC(g)＋d(D)(g)，C物质的浓度(C%)与温度、压强的关系如图所示，下列判断正确的是()A．ΔH<0ΔS>0B．ΔH>0ΔS<0C．ΔH>0ΔS>0D．ΔH<0ΔS<05．图甲中的两个集气瓶中分别盛有H2、Cl2，当抽出两集气瓶之间的玻璃片一段时间后，如图乙所示，可以观察到两个集气瓶中的颜色相同。下列判断正确的是()A．甲中两个集气瓶中气体的混乱度比乙中的大B．两个集气瓶中的气体扩散后变为有序排列C．反应H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)可自发进行D．反应H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)属于熵增反应6．图甲所示的A、B两容器中分别充满两种互不反应的气体。若将中间活塞打开(如图乙所示)，两种气体分子都逐渐扩散到两个容器中。此过程为不伴随能量变化的自发过程。下列说法不正确的是()A．此过程是由混乱程度小向混乱程度大的方向变化的过程，即熵增大的过程B．此过程为自发过程，且没有热量的吸收或放出C．此过程从有序到无序，混乱度增大D．此过程的逆过程也是自发进行的7．(多选)已知：298K、101kPa时，反应①：4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s)ΔH1＝－1648kJ/mol反应②：C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2＝－393kJ/mol反应③：2Fe(s)＋2C(s)＋3O2(g)=2FeCO3(s)ΔH3＝－1480kJ/mol反应④：2FeCO3(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=2CO2(g)＋Fe2O3(s)ΔH4下列说法不正确的是()A．反应①②③④在热力学上自发进行的趋势都很大B．反应①和③在较低温度下能自发进行，反应④是熵增反应C．自发反应代表反应一定能发生，可以判断反应进行的方向，但不能确定反应速率D．反应①表示铁在氧气中燃烧的热化学方程式8．可逆反应A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g)进行过程中的能量变化如图所示。下列叙述正确的是()A．该反应的焓变ΔH>0，熵变ΔS<0B．升高温度，平衡常数增大C．由ΔG＝ΔH－TΔS可知，该反应能自发进行D．升高温度，平衡向正反应方向移动9．已知一个可逆反应，若正反应为自发过程，则其逆反应为非自发过程，反之，亦然。(1)已知2CO(g)CO2(g)＋C(s)ΔH<0，T＝980K时ΔH－TΔS＝0。当体系温度低于980K时，估计ΔH－TΔS________(填“>”“<”或“＝”)0。(2)电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应为SiO2(s)＋4HF(g)=SiF4(g)＋2H2O(g)ΔH(298.15K)＝－94.0kJ/molΔS(298.15K)＝－75.8J/(mol·K)，设ΔH和ΔS不随温度而变化，则此反应自发进行的温度范围是________。10．判断下列各变化过程是熵增加还是熵减小，在横线上填选项字母。(1)NH4NO3爆炸2NH4NO3(s)=2N2(g)＋4H2O(g)＋O2(g)________。(2)水煤气转化CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)________。(3)臭氧的生成3O2(g)=2O3(g)________。A．熵增大B．熵减小C．不变D．熵变很小11．有A、B、C、D四个反应：反应ABCDΔH/kJ·mol－1＋10.5＋1.80－126－11.7ΔS/J·mol－1·K－1＋30.0－113.0＋84.0－105.0则在任何温度下都能自发进行的反应是__________；任何温度下都不能自发进行的反应是____________；在温度高于________℃时可自发进行的反应是________；在温度低于________℃时可自发进行的反应是________。12．节能减排是指节约物质资源和能量资源，减少废弃物和环境有害物(包括三废和噪声等)排放。(1)实验“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，如图表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol－1)的变化：关于该反应的下列说法中，正确的是________(填字母)。A．ΔH>0，ΔS>0B．ΔH>0，ΔS<0C．ΔH<0，ΔS<0D．ΔH<0，ΔS>0(2)将煤加工成水煤气可降低污染并能提高燃料的利用率。将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气，化学方程式为C(s)＋H2O(g)=H2(g)＋CO(g)ΔH＝＋131.3kJ·mol－l，ΔS＝＋133.7J·mol－1·K－1。该反应在常温下能否自发进行？________(填“能”或“不能”)。13．已知在不同温度下，甲烷隔绝空气有可能发生如下两个裂解反应：①CH4(g)→C(s)＋2H2(g)，②2CH4(g)→C2H2(g)＋3H2(g)。某同学为了得到用天然气制取炭黑的允许温度范围和最佳温度，查阅资料，得到如下热力学数据：反应①的ΔH(298K)＝＋74.848kJ/mol，ΔS(298K)＝＋80.674J/(mol·K)反应②的ΔH(298K)＝＋376.426kJ/mol，ΔS(298K)＝＋220.211J/(mol·K)已知上述反应的焓变和熵变随温度变化很小。请帮助这位同学回答下列问题：(1)反应①在________(填“高温”或“低温”)下能自发进行。(2)反应①能否自发进行是由________(填“焓变”或“熵变”)决定的。(3)制取炭黑的允许温度范围：________________________________________________________________________。(4)为了提高甲烷的炭化程度，下列温度最合适的是________(填标号)。A．905.2KB．927KC．1273KD．2000K课时作业8化学反应的方向1．解析：该反应是吸热反应，根据焓判据是不能自发进行的，说明该反应之所以能够自发进行是由于熵增效应，并且熵增效应大于能量效应。答案：D2．解析：要防止反应发生需满足ΔH－TΔS>0的条件，解不等式得T>409K，故A正确。答案：A3．解析：在等温、等压条件下，自发反应总是向着ΔH－TΔS<0的方向进行，直至达到平衡态。因此，在0℃、100kPa条件下，白锡会不会变为灰锡就转化为求算反应白锡→灰锡的ΔH－TΔS的问题。ΔH－TΔS＝－2180.9J·mol－1－273K×(－6.61J·mol－1·K－1)＝－376.37J·mol－l<0，因此在该条件下白锡会变为灰锡。答案：A4．解析：当T不变时，压强越大，C%越低，说明加压平衡左移，则m＋n<c＋d，所以ΔS>0；压强一定时，温度越高，C%越低，说明升温，平衡左移，逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，ΔH<0。答案：A5．解析：气体扩散过程中，混乱度增大，此过程自发地从有序向无序方向进行，A、B项错误；根据题给信息可知，反应H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)可自发进行，其反应前后气体的分子数不变，不属于熵增反应，C项正确，D项错误。答案：C6．解析：由“两种气体分子都逐渐扩散到两个容器中”可知，此过程为混乱度增大，由有序到无序的过程，属于熵增大的过程，A、C项正确；由“此过程为不伴随能量变化的自发过程”可知，此过程中没有热量的吸收或放出，B项正确；此过程是自发进行的，则它的逆过程是非自发的，D项错误。答案：D7．解析：根据盖斯定律，可得ΔH4＝ΔH1×eq\f(1,2)＋ΔH2×2－ΔH3＝－1648kJ/mol×eq\f(1,2)＋(－393kJ/mol)×2－(－1480kJ/mol)＝－130kJ/mol，故反应①②③④都是放热反应且放出的热量较多，在热力学上自发进行的趋势都很大，A项正确；反应①和③都是放热的熵减反应，根据ΔH－TΔS<0可知，反应①和③在较低温度下能自发进行，反应④是气体分子数增大的反应，即熵增反应，B项正确；化学反应的自发性只能判断反应进行的方向，不能确定反应一定会发生，也不能确定反应速率，C项错误；铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，而不是氧化铁，D项错误。答案：CD8．解析：由题图可知，生成物的总能量低于反应物的总能量，该反应的ΔH<0，由化学方程式可知，ΔS>0，A项错误；ΔH<0，则升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，B、D项错误；ΔH<0，ΔS>0，则ΔG<0，反应能自发进行，C项正确。答案：C9．解析：(1)因为2CO(g)CO2(g)＋C(s)为放热反应，ΔH<0，且该反应ΔS<0，则当T<980K时，ΔH－TΔS<0。(2)由题给信息，要使反应能自发进行，须有ΔH－TΔS<0，即－94.0kJ/mol－T×[－75.8J/(mol·K)]×10－3kJ/J<0，则T<eq\f(94.0kJ/mol,75.8J/mol·K×10－3kJ/J)＝1.24×103K。答案：(1)<(2)小于1240K10．解析：(1)NH4NO3的爆炸反应是气态物质的物质的量增大的化学反应，(2＋4＋1)－0>0，因此该过程是熵增大的过程。(2)水煤气转化反应，气态物质的物质的量在反应前后未发生变化，(1＋1)－(1＋1)＝0，该过程的熵变很小。(3)生成臭氧后，气态物质的物质的量减小，2－3<0，因此该过程是熵减小的过程。答案：(1)A(2)D(3)B11．解析：放热且熵增加的反应在任何温度下都能自发进行；吸热且熵减小的反应在任何温度下都不能自发进行；放热的熵减小反应在低温下能自发进行；吸热的熵增加反应在高温下可以自发进行，反应的具体温度可以根据ΔH－TΔS＝0计算出来。答案：CB77A－161.6D12．答案：(1)C(2)不能13．解析：(1)由于用天然气制取炭黑的反应是吸热的熵增反应，只有在高温下才会有ΔH－TΔS<0，所以反应①在高温下能自发进行。(2)因为反应①吸热，不利于反应的自发进行；而熵增有利于反应的自发进行，所以反应①能否自发进行由熵变决定。(3)天然气裂解为炭黑时，ΔH－TΔS＝74.848kJ/mol－80.674×10－3kJ/(mol·K)×T<0，得T>927.8K，即天然气裂解为炭黑的最低温度为927.8K。天然气裂解为乙炔时，ΔH－TΔS＝376.426kJ/mol－220.211×10－3kJ/(mol·K)×T<0，得T>1709.4K，即温度高于1709.4K时，天然气会自发裂解为乙炔和氢气。所以要制取炭黑，温度需控制在927.8～1709.4K之间。答案：(1)高温(2)熵变(3)927.8～1709.4K(4)C第二章检测卷(化学反应速率与化学平衡)一、选择题：本大题共16小题，共44分。第1～10小题，每小题2分；第11～16小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．下列说法正确的是()A．催化剂是影响化学反应速率的本质因素B．当反应体系容积不变时，减小反应物的量肯定能减小反应速率C．可逆反应达到反应限度时，化学反应速率为0D．化学反应速率可用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示【答案】D2．生活中下列做法的目的与改变化学反应速率无关的是()A．在糖果制作过程中添加着色剂B．在糕点包装袋内放置小包除氧剂C．高炉炼铁前先将铁矿石粉碎D．牛奶在冰箱里保存【答案】A3．下图是恒温条件下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图。下列叙述与示意图不相符合的是()A．反应达到平衡时，正反应速率和逆反应速率相等B．该反应达到平衡状态Ⅰ后，增大反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡状态ⅡC．该反应达到平衡状态Ⅰ后，减小反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡状态ⅡD．同一种反应物在平衡状态Ⅰ和平衡状态Ⅱ时浓度不相等【答案】C【解析】在平衡状态Ⅰ的基础上增大反应物浓度，生成物浓度瞬时不变，此时正反应速率瞬时增大，逆反应速率瞬时不变，随后又达到新的平衡，C错误。4．一定温度下，在某密闭容器中发生反应：2HI(g)H2(g)＋I2(g)ΔH>0，若15s内c(HI)由0.1mol·L－1降到0.07mol·L－1，则下列说法正确的是()A．0～15s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)＝0.002mol·L－1·s－1B．c(HI)由0.07mol·L－1降到0.05mol·L－1所需的反应时间小于10sC．升高温度正反应速率增大，逆反应速率减小D．减小反应体系的体积，化学反应速率增大【答案】D【解析】0～15s内，v(I2)＝eq\f(1,2)v(HI)＝eq\f(1,2)×eq\f(（0.1－0.07）mol·L－1,15s)＝0.001mol·L－1·s－1，A错误；随着反应的进行，c(HI)减小，v(HI)减小，故c(HI)由0.07mol·L－1降到0.05mol·L－1所需时间大于10s，B错误；升高温度，正、逆反应速率均增大，C错误；减小反应体系的体积，压强增大，反应速率增大，D正确。5．在密闭容器中，一定条件下，进行如下反应：NO(g)＋CO(g)eq\f(1,2)N2(g)＋CO2(g)ΔH＝－373.2kJ·mol－1，达到平衡后，为提高该反应的速率和NO的转化率，采取的正确措施是()A．加催化剂同时升高温度B．加催化剂同时增大压强C．升高温度同时充入N2D．降低温度同时增大压强【答案】B6．已知某密闭容器中发生反应：X(g)＋Y(g)2W(g)＋Z(g)ΔH<0(Y物质易被液化)。下列有关说法中一定正确的是()A．若W为有颜色的物质，达平衡后，增大压强，体系颜色变浅B．改变压强，该反应的平衡常数一定不变C．平衡时，其他条件不变，升高温度，正反应速率增大程度比逆反应速率增大程度小D．平衡时，其他条件不变，分离出Z，正反应速率增大【答案】C【解析】A项，增大压强，不论平衡向哪个方向移动，各物质浓度变大，体系颜色应变深；B项，Y物质易被液化，加压有可能导致Y变为液态，平衡常数的表达式变了，平衡常数也就可能改变；C项，升温，平衡逆向移动，正确；D项，分离出Z，正反应速率瞬间不变，随后减小。7．合成氨反应的正反应是气体体积减小的放热反应。合成氨工业的生产流程如下：关于合成氨工业的说法中不正确的是()A．混合气体进行循环利用遵循绿色化学思想B．合成氨反应须在低温下进行C．对原料气进行压缩是为了增大原料气的转化率D．使用催化剂可以提高反应的速率，但是不能使平衡向正反应方向移动【答案】B【解析】低温虽然有利于平衡正向移动，但低温会导致反应速率降低，不利于提高生产效率，B错误。8．下列说法中正确的是()A．凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的B．自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变C．自发反应在恰当条件下才能实现D．自发反应在任何条件下都能实现【答案】C9．对于甲醇的合成反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，改变下列条件，不能使反应的平衡常数发生改变的是()A．升高温度B．降低温度C．增大压强D．将该反应的化学计量数增大一倍【答案】C10．已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－197.8kJ·mol－1。起始反应物为SO2和O2(物质的量之比为2∶1，且总物质的量不变)。SO2的平衡转化率随温度和压强的变化如下表，下列说法不正确的是()温度/K转化率/%1.01×105Pa5.07×105Pa10.1×105Pa25.3×105Pa50.7×105Pa67399.299.699.799.899.972397.598.999.299.599.677393.596.997.898.699.0A．一定压强下降低温度，SO2的转化率增大B．在不同温度、压强下，转化相同物质的量的SO2所需要的时间相等C．使用催化剂可以缩短反应达到平衡所需的时间D．工业生产通常不采取加压措施是因为常压下SO2的转化率已相当高【答案】B【解析】由于在不同温度、压强下，化学反应速率不一定相等，故转化相同物质的量的SO2所需要的时间不一定相等，B错误；由图中数据可知，不同温度下，1.01×105Pa(常压)下SO2的转化率分别为99.2%，97.5%，93.5%，已经相当高了，且加压后转化率升高并不明显，所以没有必要通过加压提高转化率，D正确。11．已知H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH<0，有相同容积的定容密闭容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1mol，乙中加入HI0.2mol，相同温度下分别达到平衡。欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度，应采取的措施是()A．甲、乙提高相同温度B．甲中加入0.1molHe，乙不改变C．甲降低温度，乙不变D．甲增加0.1molH2，乙增加0.1molI2【答案】C【解析】甲、乙能达到同一平衡状态，HI浓度相等。升高温度HI浓度都减小，不能判断甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度，A错误；向甲中充入氦气，因为容积不变，各物质浓度不变，平衡不移动，甲、乙中HI的平衡浓度相等，B错误；对甲降温，平衡向右移动，HI浓度增大，乙中HI浓度不变，C正确；甲增加0.1molH2，乙增加0.1molI2，甲、乙中HI浓度增大程度相等，使甲、乙中HI的平衡浓度相等，D错误。12．在容积可变的密闭容器中存在如下反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH<0，下列分析中不正确的是()A．图Ⅰ研究的是t0时升高温度对反应速率的影响B．图Ⅱ研究的是t0时增大压强(缩小容积)或使用催化剂对反应速率的影响C．图Ⅲ研究的是催化剂对化学平衡的影响，且乙使用了催化剂D．图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较高【答案】C【解析】t0时平衡向左移动，且逆反应速率大于正反应速率，可能是升高了温度，A正确；该反应是反应前后气体物质的量不变的反应，增大压强，可同等程度地增大正、逆反应速率，平衡不移动，使用催化剂，不影响平衡，但反应速率增大，B正确；如果图Ⅲ研究的是催化剂对化学平衡的影响，平衡时甲、乙两条件下的CO转化率应相等，C错误；如果图Ⅲ研究的是温度对平衡的影响，由曲线斜率知乙条件下温度高于甲条件，那么从甲升温到乙，平衡向左移动，CO的转化率下降，D正确。13．某温度下，可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)的平衡常数为K，下列对K的说法正确的是()A．K值越大，表明该反应越有利于C的生成，反应物的转化率越大B．若缩小反应器的容积，能使平衡正向移动，则K增大C．温度越高，K一定越大D．如果m＋n＝p，则K＝1【答案】A【解析】对于一个确定的化学反应，K值只是温度的函数，温度一定，K值一定，与压强无关，B错误；因该反应的热效应不确定，C错误；由m＋n＝p，无法判断K的大小，D错误。14．在某密闭容器中，可逆反应：A(g)＋B(g)xC(g)符合图中(Ⅰ)所示关系，φ(C)表示C气体在混合气体中的体积分数。由此判断，对图像(Ⅱ)说法不正确的是()A．p3>p4，Y轴表示A的转化率B．p3>p4，Y轴表示B的质量分数C．p3>p4，Y轴表示B的转化率D．p3>p4，Y轴表示混合气体的平均相对分子质量【答案】B【解析】据图像(Ⅰ)，在压强不变时，由曲线斜率知T1>T2。降温(T1→T2)时，φ(C)增大，即平衡正向移动，说明正反应为放热反应。当温度不变时，由曲线斜率知压强p2>p1，增大压强(p1→p2)时，φ(C)增大，即平衡正向移动，故x<2。由图像(Ⅱ)知，保持体系压强不变，升高温度，平衡逆向移动，A、B的转化率、φ(C)、混合气体的平均相对分子质量均减小，而A、B的质量分数增大。15．下列叙述及解释正确的是()A．2NO2(g)(红棕色)N2O4(g)(无色)ΔH<0，在平衡后，对平衡体系采取缩小容积、增大压强的措施，因为平衡向正反应方向移动，故体系颜色变浅B．H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH<0，在平衡后，对平衡体系采取增大容积、减小压强的措施，因为平衡不移动，故体系颜色不变C．FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3(红色)＋3KCl，在平衡后，加少量FeCl3固体，因为平衡向逆反应方向移动，故体系颜色变浅D．对于N2＋3H22NH3，平衡后，压强不变，充入O2，平衡左移【答案】D【解析】缩小体积，平衡右移，但c(NO2)浓度仍增大，颜色变深，A错误；扩大容积，平衡不移动，但由于c(I2)减小，故体系颜色变浅，B错误；加FeCl3固体，使平衡右移，体系颜色变深，C错误；压强不变，充入O2(注：O2不参与反应)，体积扩大，平衡左移，D正确。16．对于化学反应方向的判断，下列说法中正确的是()A．温度、压强一定时，放热的熵减小的反应一定能自发进行B．温度、压强一定时，焓变和熵变共同决定一个化学反应的方向C．反应焓变是决定反应能否进行的唯一因素D．固体的溶解过程与熵变无关【答案】B【解析】温度、压强一定时，放热的、熵增加的反应一定能自发，A错误；化学反应的方向由焓变和熵变共同决定，不能仅用焓变或熵变判断反应的方向，B正确，C错误；固体的溶解过程是熵增过程，D错误。二、非选择题：本大题共4小题，共56分。17．(14分)在密闭容器中，使2molN2和6molH2混合发生下列反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0。(1)当反应达到平衡时，N2和H2的浓度比是；N2和H2的转化率之比是。(2)升高平衡体系的温度(保持体积不变)，混合气体的平均相对分子质量(填“增大”“减小”或“不变”，后同)，密度。(3)当达到平衡时，充入氩气，并保持压强不变，平衡将(填“正向”“逆向”或“不”)移动。(4)若容器恒容、绝热，加热使容器内温度迅速升至原来的2倍，平衡将(填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)。达到新平衡后，容器内温度(填“大于”“小于”或“等于”)原来的2倍。【答案】(1)1∶31∶1(2)减小不变(3)逆向(4)向左移动小于【解析】(1)对N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，在密闭容器中，开始时n(N2)∶n(H2)＝2∶6＝1∶3，反应时消耗n(N2)∶n(H2)＝1∶3，故平衡时n(N2)∶n(H2)＝1∶3，所以c(N2)∶c(H2)＝1∶3，转化率之比为1∶1。(2)升高温度，平衡向逆反应方向移动，气体的总物质的量增大，总质量不变，故平均相对分子质量变小，由ρ＝eq\f(m,V)知密度不变。(3)达平衡后，保持压强不变，充入氩气，使体系体积增大，浓度减小，相当于减小压强，使平衡逆向移动。(4)恒容时升高温度至原来的2倍，根据勒夏特列原理，平衡向吸热反应的方向移动，即向左移动，达新平衡后，容器内温度大于原来的温度，小于原来温度的2倍。18．(14分)300℃时，将2molA和2molB两种气体混合于2L密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)ΔH＝Q，2min末达到平衡，生成0.8molD。(1)300℃时，该反应的平衡常数表达式K＝。已知K300℃<K350℃，则ΔH0(填“>”或“<”)。(2)在2min末时，B的平衡浓度为，D的平均反应速率为。(3)若温度不变，缩小容器容积，则A的转化率(填“增大”“减小”或“不变”)，原因是________________________________________________。【答案】(1)eq\f(c2（C）·c2（D）,c3（A）·c（B）)>(2)0.8mol·L－10.2mol·L－1·min－1(3分)(3)不变反应前后气体分子数不变，压强对平衡无影响(3分)【解析】(1)温度越高，K越大，则说明升温平衡正向移动，即正反应为吸热反应，ΔH>0。(2)生成0.8molD，则反应掉0.4molB，剩余1.6molB，c(B)＝eq\f(1.6mol,2L)＝0.8mol·L－1；v(D)＝eq\f(0.8mol,2L×2min)＝0.2mol·L－1·min－1。(3)该反应前后气体分子数不变，增大压强平衡不移动，故A的转化率不变。19．(14分)CO2的资源化利用能有效减少CO2排放，充分利用碳资源。(1)CaO可在较高温度下捕集CO2，在更高温度下将捕集的CO2释放利用。CaC2O4·H2O热分解可制备CaO，CaC2O4·H2O加热升温过程中固体的质量变化如图所示。①写出400～600℃范围内分解反应的化学方程式：___________________。②与CaCO3热分解制备的CaO相比，CaC2O4·H2O热分解制备的CaO具有更好的CO2捕集性能，其原因是________________________________________________。(2)CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法，其过程中主要发生下列反应：反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)ΔH＝＋41.2kJ·mol－1反应Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g)=CH3OCH3(g)＋3H2O(g)ΔH＝－122.5kJ·mol－1在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示。其中：CH3OCH3的选择性＝eq\f(2×CH3OCH3的物质的量,反应的CO2的物质的量)×100%。①温度高于300℃，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②220℃时，在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后，测得CH3OCH3的选择性为48%(图中A点)。不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施有________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【答案】(1)①CaC2O4eq\o(=,\s\up7(400～600℃))CaCO3＋CO↑②CaC2O4·H2O热分解放出更多的气体，制得的CaO更加疏松多孔(2)①反应Ⅰ的ΔH>0，反应Ⅱ的ΔH<0，温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升，使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度(5分)②增大压强、使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂【解析】(1)①CaC2O4·H2O的相对分子质量为146，分析图像，200℃时eq\f(剩余固体的质量,原始固体的质量)的值由eq\f(146,146)变为eq\f(128,146)，发生的反应为CaC2O4·H2O失去结晶水生成CaC2O4，在400～600℃时eq\f(剩余固体的质量,原始固体的质量)的值又由eq\f(128,146)变为eq\f(100,146)，发生的反应为CaC2O4分解产生CO气体，根据原子守恒，还生成CaCO3。②CaC2O4·H2O分解产生更多的气体，制得的CaO更加疏松多孔，接触面积更大，捕集性能更好。(2)①300℃后，CH3OCH3的选择性降低，因为反应Ⅱ为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，即反应Ⅱ中CO2平衡转化率降低，但图中CO2平衡转化率增大，则原因是反应Ⅰ为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，即反应Ⅰ中CO2平衡转化率上升，且上升幅度大于反应Ⅱ中CO2平衡转化率下降的幅度。②对于反应Ⅱ，增大压强能够使平衡正向移动，使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂能够加快反应速率。20．(14分)近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：(1)Deacon发明的直接氧化法为：4HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2O(g)。如图为刚性容器中，进料浓度比c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系：可知反应平衡常数K(300℃)K(400℃)(填“大于”或“小于”)。设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)＝1∶1的数据计算K(40