第5講高二化學學科素養(yǎng)能力競賽專題訓練——化學反應的方向【題型目錄】模塊一：易錯試題精選模塊二：培優(yōu)試題精選模塊三：全國名校競賽試題精選【典例例題】模塊一：易錯試題精選1．哈伯法合成氨技術(shù)是德國諾貝爾化學獎獲得者哈伯發(fā)明的。其合成原理為：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0，△S<0。下列有關(guān)工合成氨的說法正確的是A．因為△H<0，所以該反應一定能自發(fā)進行B．因為△S<0，所以該反應一定不能自發(fā)進行C．在高溫下進行是為了提高反應物的轉(zhuǎn)化率D．使用催化劑加快反應速率是因為催化劑降低了反應的活化能【答案】D【詳解】A．化學反應能否自發(fā)進行的判斷依據(jù)是：△G=△H-T△S，，所以焓變不能獨立地作為反應自發(fā)性的判據(jù)，A錯誤。B．化學反應能否自發(fā)進行的判斷依據(jù)是：△G=△H-T△S，，所以焓變不能獨立地作為反應自發(fā)性的判據(jù)，B錯誤。C．升高溫度可以加快反應速率，但不能提高反應限度，C錯誤。D．催化劑改變反應活化能，加快速率是因為此催化劑降低個該反應活化能，D正確；故答案為：D。2．下列有關(guān)說法正確的是A．一定條件下，使用催化劑能加快反應速率并提高反應物的平衡轉(zhuǎn)化率B．，升高溫度，反應速率和氫氣的平衡轉(zhuǎn)化率均增大C．升高溫度通過降低活化能而加快化學反應速率D．常溫下，反應不能自發(fā)進行，則該反應的【答案】D【詳解】A．一定條件下，使用催化劑，平衡不移動，不能提高反應物的平衡轉(zhuǎn)化率，故A錯誤；B．，升高溫度，平衡逆向移動，氫氣的平衡轉(zhuǎn)化率均減小，故B錯誤；C．升高溫度活化能不變，升高溫度通過增大活化分子百分數(shù)而加快化學反應速率，故C錯誤；D．反應的，常溫下不能自發(fā)進行，則該反應的，故D正確；選D。3．下列敘述不正確的是A．混亂度減小的吸熱反應一定不能自發(fā)進行B．在溫度、壓強一定條件下，自發(fā)反應總是向△G=△H﹣T△S＜0的方向進行C．碳酸氫鈉加熱可以分解，因為升高溫度利于熵增的方向自發(fā)進行D．水結(jié)冰的過程不能自發(fā)進行的原因是熵減的過程，改變條件也不可能自發(fā)進行【答案】D【分析】根據(jù)反應或過程自發(fā)進行的條件分析，△H﹣T△S＜0的反應或過程可自發(fā)進行，反之，△H﹣T△S>0的反應或過程不能自發(fā)進行，據(jù)此分析解答?！驹斀狻緼．混亂度減小的吸熱反應△S＜0，△H>0的反應，則該反應的△H﹣T△S>0，一定不能自發(fā)進行，故A正確；B．自發(fā)反應有向△G＜0方向進行的趨勢，即溫度、壓強一定時，ΔG=ΔH﹣TΔS＜0的反應可自發(fā)進行，故B正確；C．碳酸氫鈉加熱可以分解，即升高溫度反應能自發(fā)進行，由于該反應生成的氣體增多，△S>0，所以升高溫度利于熵增的方向自發(fā)進行，故C正確；D．水結(jié)冰的過程是熵減的放熱過程，通常情況下不能自發(fā)進行，但降溫時該過程能自發(fā)進行，故D錯誤；故答案為D。4．下列說法，正確的是A．化學反應中的能量變化都表現(xiàn)為熱量變化 B．需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應C．升高體系的溫度可以提高活化分子百分數(shù) D．自發(fā)性可以確定反應的速率和反應的限度【答案】C【詳解】A．化學反應中的能量變化形式有多種，如光能、聲能、電能等，通常表現(xiàn)為熱量的變化，故A錯誤；B．放熱反應有的需加熱，有的不需加熱，如木炭的燃燒是一個放熱反應，但需要點燃，點燃的目的是使其達到著火點，再如鋁熱反應也是，故B錯誤；C．升高溫度，反應物分子的能量增加，使一部分原來能量較低的分子變成活化分子，因此，升高溫度可以增大反應物分子中活化分子的百分數(shù)，故C正確；D．化學反應的自發(fā)性只能用于判斷反應的方向，不能確定反應是否一定會發(fā)生和過程發(fā)生的速率以及反應進行的限度，故D錯誤；故答案為：C。5．在其他條件不變時，只改變某一條件，化學反應aA(g)+bB(g)cC(g)的平衡的變化圖像如圖(圖中p表示壓強，T表示溫度，n表示物質(zhì)的量，α表示平衡轉(zhuǎn)化率)，據(jù)此分析下列說法正確的是A．在圖像反應I中，說明升高溫度，K值增大B．在圖像反應II中，說明該正反應為吸熱反應C．在圖像反應III中，若T1＞T2，則該反應一定不能自發(fā)進行D．在圖像反應I中，若p2＞p1，則有a+b＜c【答案】D【詳解】A．由圖可知，當壓強一定時，升高溫度，A的轉(zhuǎn)化率減小，說明反應I平衡向逆反應方向移動，平衡常數(shù)K值減小，故A錯誤；B．由圖可知，在T1溫度下比T2溫度反應Ⅱ先達到平衡，說明溫度T1大于T2，T1溫度下C的物質(zhì)的量小于T2溫度，說明平衡向逆反應方向移動，正反應為放熱反應，故B錯誤；C．由圖可知，增大壓強，A的轉(zhuǎn)化率不變說明該反應是氣體體積不變的反應，若T1＞T2，說明升高溫度，A的轉(zhuǎn)化率降低，平衡向逆反應方向移動，正反應為放熱反應，則該反應的ΔH?TΔS恒小于0，反應能自發(fā)進行，故C錯誤；D．若p2＞p1，由圖中可知，A的轉(zhuǎn)化率在壓強p2時小于壓強p1時，說明增大壓強，反應Ⅰ的平衡向逆反應方向移動，則反應物的氣體計量數(shù)和小于生成物的氣體計量數(shù)之和，即a+b＜c，故D正確；故選D。6．下列有關(guān)化學反應方向及判據(jù)的說法中不正確的是A．ΔH<0、ΔS>0的反應在任何溫度下都能自發(fā)進行B．NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)

ΔH=+185.57kJ·mol-1能自發(fā)進行，原因是體系有自發(fā)地向混亂度增加的方向轉(zhuǎn)變的傾向C．焓變和熵變都與反應的自發(fā)性有關(guān)，但焓變或熵變不可以單獨作為反應自發(fā)性的判據(jù)D．自發(fā)反應就是能較快進行的反應，非自發(fā)反應就是無法進行的反應【答案】D【詳解】A．ΔH＜0、ΔS>0，則ΔH-TΔS＜0，在任何溫度下反應都能自發(fā)進行，故A正確；B．該反應的ΔH>0，ΔS>0才可能自發(fā)進行，因此NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)ΔH=+185.57kJ·mol-1能自發(fā)進行，原因是體系有自發(fā)地向混亂度增加的方向轉(zhuǎn)變的傾向，故B正確；C．焓變和熵變都與反應的自發(fā)性有關(guān)，但焓變或熵變不可以單獨作為反應自發(fā)性的判據(jù)，應綜合焓變和熵變判斷反應的自發(fā)性，故C正確；D．反應能否自發(fā)進行與反應的速率大小無關(guān)，有些反應能自發(fā)進行，但反應速率很小，如金屬的腐蝕，非自發(fā)反應在一定條件下可進行，故D錯誤；故答案選D。7．在一定條件下，工業(yè)上可采用下列反應合成甲酸：

，下列有關(guān)說法正確的是A．升高溫度，正逆反應速率都加快B．恒溫條件下，增大壓強，化學平衡常數(shù)增大C．恒溫恒壓下，使用合適的催化劑，平衡產(chǎn)率會提高D．該反應能自發(fā)進行，與溫度高低無關(guān)【答案】A【詳解】A．升高溫度，活化分子百分數(shù)增多，反應速率加快，A正確；B．化學平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，B錯誤；C．催化劑只能改變反應速率，不能使平衡發(fā)生移動，平衡產(chǎn)率不變，C錯誤；D．該反應ΔS<0，ΔH<0，根據(jù)吉布斯自由能ΔG=ΔH－TΔS可知，該反應在低溫下可以自發(fā)進行，D錯誤；故選A。8．在某密閉容器中發(fā)生可逆反應：A(g)+B(g)?xC(g)。當其他條件不變時，C的體積分數(shù)與溫度和壓強的關(guān)系如圖所示，下列說法不正確的是A．P1<P2 B．該反應的△S<0 C．該反應的△H>0 D．T1>T2【答案】C【分析】該圖像分析，要注意選擇曲線所對應條件，選擇T1對應兩條曲線，比較P的相對大小關(guān)系，選擇P2對應兩條曲線，比較T的相對大小關(guān)系；【詳解】A．觀察T1對應兩條曲線，P2對應曲線從坐標系原點出發(fā)上升更陡，相同時間內(nèi)生成更多產(chǎn)物，反應速率更大，說明反應條件更高，所以P2>P1，描述正確，不符題意；B．觀察T1對應兩條曲線，P2對應曲線從坐標系原點出發(fā)上升更陡，所以P2>P1，壓強越大，達到平衡時生成的C越多，說明增壓使平衡向正反應方向移動，說明化學方程式中C的系數(shù)x<2，所以x=1，正反應方向氣體分子數(shù)量減小，熵值減小，描述正確，不符題意；C．觀察P2對應兩條曲線，T1對應曲線從坐標系原點出發(fā)上升更陡，說明T1>T2，而溫度高，平衡時生成C更少，所以該反應正反應方向是放熱反應，△H<0，描述錯誤，符合題意；D．觀察P2對應兩條曲線，T1對應曲線從坐標系原點出發(fā)上升更陡，說明T1>T2，描述正確，不符題意；綜上，本題選C。9．反應N2O4(g)2NO2(g)ΔH=+57kJ·mol-1，在溫度為T1、T2時，平衡體系中NO2的體積分數(shù)隨壓強變化曲線如圖所示。下列說法正確的是A．A、B兩點可知，T2＜T1B．從A點變到C點，平衡逆移，氣體的顏色：A深，C淺C．該反應ΔH>0，ΔS>0，高溫下可以自發(fā)進行，室溫下不能自發(fā)進行D．B、C兩點氣體的平均相對分子質(zhì)量：【答案】D【詳解】A．反應N2O4(g)2NO2(g)ΔH=+57kJ·mol-1，則升溫時平衡右移、NO2(g)的體積分數(shù)增大，則A、B兩點可知，T2＞T1，A錯誤；B．增壓N2O4(g)2NO2(g)平衡左移、NO2(g)的體積分數(shù)減小，但N2O4(g)和NO2(g)的濃度都增大，故從A點變到C點，平衡逆移，氣體的顏色：A淺，C深，B錯誤；C．該反應ΔH＞0，ΔS＞0，高溫下可以自發(fā)進行，但只要ΔH-TΔS＜0即可自發(fā)，C錯誤；D．B、C兩點氣體NO2(g)的體積分數(shù)相等、N2O4(g)的體積分數(shù)也相等，則混合氣體的平均相對分子質(zhì)量：，D正確；答案選D。10．化學反應的方向問題對于理論研究與生產(chǎn)實踐都有及其重要的意義，下列有關(guān)化學反應方向的判斷不正確的是A．ΔH＜0，ΔS＞0的反應在溫度低時不能自發(fā)進行B．某吸熱反應能自發(fā)進行，因此該反應是熵增反應C．Na與H2O的反應是熵增的放熱反應，該反應能自發(fā)進行D．2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)在常溫下能自發(fā)進行，則該反應的ΔH＜0【答案】A【詳解】A．△H＜0、△S＞0的反應在任何溫度下都滿足△H-T△S＜0，即任何溫度下該反應均能自發(fā)進行，故A錯誤；B．吸熱反應的△H＞0，△H-T△S＜0的反應可自發(fā)進行，則該反應是熵增反應，故B正確；C．Na與H2O的反應是熵增的放熱反應，則△H-T△S＜0，反應可自發(fā)進行，故C正確；D．2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)中△S＜0，常溫下能自發(fā)進行，則△H-T△S＜0，則該反應的△H＜0，故D正確；故選：A。11．在恒容密閉容器中，由合成甲醇：，在其他條件不變的情況下，研究溫度對反應的影響，實驗結(jié)果如圖所示。回答下列問題：(1)從圖中可知___________(填“＞”“=”或“＜”)。(2)該反應的平衡常數(shù)表達式為___________。(3)該反應在時的平衡常數(shù)大小關(guān)系是___________(填“＞”“=”或“＜”)。(4)該反應的焓變___________0(填“＞”“=”或“＜”)，判斷的依據(jù)是___________。(5)處于A點的反應體系從變到，達到平衡時將___________(填“增大”“減小”或“不變”)。(6)在其他條件不變的情況下，時該反應能否自發(fā)進行？___________(填“能”“不能”或“不能判斷”)?！敬鸢浮?1)＜(2)(3)＞(4)

＜

溫度越高，平衡時甲醇的物質(zhì)的量越小，說明升高溫度平衡向逆反應方向移動，所以合成甲醇的反應為放熱反應，則(5)增大(6)不能判斷【解析】（1）由圖可知，T2溫度下到達平衡的時間較短，反應速率較快，故溫度T2>T1；（2）根據(jù)題給反應知，該反應的平衡常數(shù)K=；（3）由題給圖像可知，溫度為T1時，平衡時甲醇的物質(zhì)的量比T2時大，故該反應在T1時的平衡常數(shù)比T2時的大，則K(T1)>K(T2)；（4）溫度越高，平衡時甲醇的物質(zhì)的量越小，說明升高溫度平衡向逆反應方向移動，所以合成甲醇的反應為放熱反應，則ΔH<0；（5）由題給圖像知，處于A點的反應體系從T1變到T2，平衡逆向移動，達到平衡時，增大；（6）T1時該反應中，ΔH<0，由反應式知：反應的氣體分子數(shù)減小，則ΔS<0，故無法判斷ΔG=ΔH-T1ΔS與0的大小關(guān)系，因此不能判斷該反應能否自發(fā)進行；12．地下水中的氮污染主要是由引起的，人們對的轉(zhuǎn)化進行了長時間的研究，目前主要有物理方法、化學方法和生物方法，其中化學方法主要包含活潑金屬還原法和催化反硝化法。催化反硝化法是一種經(jīng)濟可行的脫氮方法，其原理是在Pd/Cu雙金屬催化劑作用下，將硝酸鹽還原成氮氣：。(1)下列說法錯誤的是_______(填序號)。A．氮肥溶于水的過程中熵值增大B．在酸性條件下，活潑金屬與反應屬于自發(fā)反應C．Pd/Cu雙金屬催化劑是該反應是否能自發(fā)發(fā)生的決定因素(2)已知：的，(a、b均為正值)，該反應_______(填“能”“不能”或“無法判斷是否能”)自發(fā)進行?！敬鸢浮?/p>

C

無法判斷是否能【詳解】(1)A．溶于水時混亂度增大，其熵值增大，A項正確；B．活潑金屬易失去電子，酸性條件下具有強氧化性，二者反應屬于自發(fā)反應，B項正確；C．決定反應是否為自發(fā)反應的因素是反應物自身的性質(zhì)，C項錯誤；故答案為：C；(2)，由于無法判斷a和bT值的相對大小，故無法確定是大于0還是小于0，所以無法判斷該反應是否能自發(fā)進行，故答案為：無法判斷是否能。13．Ⅰ．中國政府承諾，到2020年，單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～50%。CO2可轉(zhuǎn)化成有機物實現(xiàn)碳循環(huán)。在體積為1L的恒溫密閉容器中，充入1molCO2和3molH2，一定條件下反應：，測得CO2和CH3OH的濃度隨時間變化如圖所示。(1)能說明上述反應達到平衡狀態(tài)的是___________(填字母)。A．反應中CO2與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1：1(即圖中交叉點)B．混合氣體的壓強不隨時間的變化而變化C．單位時間內(nèi)生成1molH2，同時生成1molCH3OHD．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間的變化而變化E．混合氣體的密度不隨時間的變化而變化(2)平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率為___________。(3)平衡混合氣體中CO2(g)和H2(g)的質(zhì)量之比是___________。Ⅱ．(1)在恒溫條件下將一定量X和Y的混合氣體通入容積為2L的密閉容器中，X和Y兩物質(zhì)的濃度隨時間的變化情況如圖所示。①寫出該反應的化學方程式(反應物或生成物用符號X、Y表示)：___________。②a、b、c、d四個點中，表示化學反應處于平衡狀態(tài)的點是___________。(2)如圖所示曲線是其他條件不變時，反應物的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線。圖中點1時刻，v正___________v逆(填“大于”“小于”或“等于”，下同)，點4時刻，v正___________v逆，點3時刻，v正___________v逆?！敬鸢浮?/p>

BD

75%

22：3

Y2X

bd

小于

等于

大于【詳解】Ⅰ．(1)A．反應中CO2與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1：1，為圖象中曲線的交叉點，由于此時刻后CO2濃度進一步減小，CH3OH的濃度還在增大，說明反應正向進行，未達到平衡狀態(tài)，A不符合題意；B．該反應在恒容密閉容器中進行，氣體的體積不變；該反應是反應前后氣體物質(zhì)的量改變的反應，若混合氣體的壓強不隨時間的變化而變化，說明氣體的物質(zhì)的量不變，則反應已經(jīng)達到平衡狀態(tài)，B符合題意；C．單位時間內(nèi)生成1molCH3OH，就會反應消耗3molH2，且同時產(chǎn)生1molH2，則反應正向進行，未達到平衡狀態(tài)，C不符合題意；D．反應混合物都是氣體，氣體的質(zhì)量不變；而該反應是氣體物質(zhì)的量改變的反應，若混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間的變化而變化，說明氣體的物質(zhì)的量不再改變，反應達到了平衡狀態(tài)，D符合題意；E．氣體的質(zhì)量和體積始終不變，則混合氣體的密度一直不變，因此不能據(jù)此判斷反應是否達到平衡狀態(tài)，E不符合題意；故合理選項是BD；(2)根據(jù)圖象可知：在反應開始時CO2的濃度是1.00mol/L，反應達到平衡時CO2的濃度為0.25mol/L，反應消耗CO2的濃度為(1.00-0.25)mol/L=0.75mol/L，故CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為；(3)反應開始時充入1molCO2和3molH2，二者反應的物質(zhì)的量的比是1：3，故平衡時二者的物質(zhì)的量的比仍然是1：3，由于容器的容積是1L，故平衡時c(CO2)=0.25mol/L，則n(CO2)=0.25mol/L×1L=0.25mol，n(H2)=0.25mol×3=0.75mol，則平衡混合氣體中CO2(g)和H2(g)的質(zhì)量之比m(CO2)：m(H2)=(0.25mol×44g/mol)：(0.75mol×2g/mol)=22：3；Ⅱ．(1)①由圖可知：X的物質(zhì)的量增加，Y的物質(zhì)的量減少，則X為生成物，Y為反應物。由10min達到平衡可知，△n(Y)：△n(X)=(0.6-0.4)mol：(0.6-0.2)mol=1：2，物質(zhì)的量變化量之比等于化學計量數(shù)之比，當反應在10min后至25min，兩種物質(zhì)都存在，且濃度不再發(fā)生改變，說明該反應是可逆反應，故反應方程式為：Y2X；②由圖可知：10~25min及30min之后X、Y的物質(zhì)的量不發(fā)生變化，則相應時間段內(nèi)的點處于化學平衡狀態(tài)，其它時間段反應未處于平衡狀態(tài)，即b、d處于化學平衡狀態(tài)，故合理選項是bd；(2)根據(jù)圖示可知：1點反應物轉(zhuǎn)化率大于平衡轉(zhuǎn)化率，反應逆向進行，則v正小于v逆；點4的反應物轉(zhuǎn)化率等于物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率，說明該點處于平衡狀態(tài)，因此v正=v逆；點3時刻反應物轉(zhuǎn)化率小于平衡轉(zhuǎn)化率，說明反應正向進行，未達到平衡狀態(tài)，因此反應速率v正大于v逆。14．課本里介紹的合成氨技術(shù)叫哈伯法，是德國諾貝爾化學獎獲得者哈伯發(fā)明的。其合成原理為：△H＜0，△S＜0。(1)下列關(guān)于工業(yè)合成氨的說法不正確的是___________A．因為△H＜0，所以該反應一定能自發(fā)進行B．因為△S＜0，所以該反應一定不能自發(fā)進行C．在高溫下進行是為了提高反應物的轉(zhuǎn)化率D．使用催化劑加快反應速率是因為催化劑降低了反應的△H(2)在恒溫恒容密閉容器中進行合成氨的反應，下列能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是___________a．容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為1∶3∶2b．v正(N2)=v逆(H2)c．容器內(nèi)壓強保持不變d．混合氣體的密度保持不變【答案】

ABCD

c【詳解】(1)A．反應自發(fā)進行需要根據(jù)△H-T△S＜0判斷，只靠△H判斷不準確，故A錯誤；B．根據(jù)△H-T△S＜0判斷反應的自發(fā)性，只靠△S判斷不準確，故B錯誤；C．該反應為放熱反應，高溫不利于反應物的轉(zhuǎn)化，在高溫下進行，是為了加快反應速率，故C錯誤；D．使用催化劑加快反應速率是因為催化劑降低了反應的活化能，催化劑不能改變反應的△H，故D錯誤；故答案為：ABCD；(2)a．容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為1∶3∶2不能說明各組分含量保持不變，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故a不選；b．3v正(N2)=v逆(H2)，反應達到平衡，則v正(N2)=v逆(H2)沒有達到平衡狀態(tài)，故b不選；c．該反應前后氣體分子數(shù)發(fā)生變化，恒容容器內(nèi)壓強保持不變，說明各組分含量保持不變，反應達到平衡，故c選；d．混合氣體總質(zhì)量不變，恒容容器中氣體的體積不變，則氣體的密度始終保持不變，混合氣體的密度保持不變，不能說明反應達到平衡，故d不選；故答案為：c。15．某化學科研小組研究在其他條件不變時，改變某一條件對反應[可用aA(g)+bB(g)?cC(g)表示]化學平衡的影響，得到如圖所示圖像(圖中p表示壓強，T表示溫度，n表示物質(zhì)的量，α表示平衡轉(zhuǎn)化率，φ表示體積分數(shù))：分析圖像，回答下列問題：(1)在圖像反應Ⅰ中，若p1>p2，則此正反應為_______(填“吸熱”或“放熱”)反應，也是一個氣體分子數(shù)_______(填“減少”或“增大”)的反應。(2)在圖像反應Ⅱ中，T1_______T2(填“>”“<”或“=”)，該正反應為_______(填“吸熱”或“放熱”)反應。(3)在圖像反應Ⅲ中，若T2>T1，則此正反應為_______(填“吸熱”或“放熱”)反應。(4)在圖像反應Ⅳ中，若T1>T2，則該反應_______(填“能”或“不能”)自發(fā)進行。【答案】

放熱

減少

<

放熱

放熱

不能自發(fā)進行【詳解】(1)在圖像反應Ⅰ中，升高溫度，A的轉(zhuǎn)化率減小，平衡逆向移動，則此正反應為放熱反應；若p1>p2，增大壓強，A的轉(zhuǎn)化率增大，平衡正向移動，反應是一個氣體分子數(shù)減少的反應。(2)在圖像反應Ⅱ中，T2溫度下反應先達到平衡，反應速率快，T1<T2，升高溫度，C的物質(zhì)的量減小，該正反應為放熱反應。(3)在圖像反應Ⅲ中，若T2>T1，升高溫度，C的體積分數(shù)減小，平衡逆向移動，則此正反應為放熱反應。(4)在圖像反應Ⅳ中，增大壓強，A的轉(zhuǎn)化率不變，說明反應前后氣體分子數(shù)相同，若T1>T2，升高溫度，A的轉(zhuǎn)化率增大，說明正反應吸熱，根據(jù)，該反應不能自發(fā)進行。16．甲烷水蒸氣重整制取合成氣的反應如下：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)

ΔH=+206kJ?mol-1。請回答下列問題：(1)上述反應能自發(fā)進行的理由是___，條件是___(填“低溫”、“高溫”或“任何條件”)。(2)向體積為2L的密閉容器中，按n(H2O)∶n(CH4)=1投料：a．保持溫度為T1時，測得CH4(g)的濃度隨時間變化曲線如圖1所示。b．其他條件相同時，在不同催化劑(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下，反應相同時間后，CH4的轉(zhuǎn)化率隨反應溫度的變化如圖2所示。①結(jié)合圖1，寫出反應達平衡的過程中的能量變化：吸收__kJ(用含有x、y的代數(shù)式表示)。②在圖1中畫出：起始條件相同，保持溫度為T2(T2＞T1)時，c(CH4)隨時間的變化曲線__。③根據(jù)圖2判斷：?。產(chǎn)點所處的狀態(tài)不是化學平衡狀態(tài)，理由是__。ⅱ．CH4的轉(zhuǎn)化率：c＞b，原因是___。(3)①設起始=Z，在恒壓(P0)下，平衡時φ(CH4)與Z和T(溫度)的關(guān)系如圖3所示：(其中φ(CH4)為CH4的體積分數(shù))比較圖3中a、b與3的大小關(guān)系____(請按從大到小的順序書寫)。②對于氣相反應，用某組分B的平衡壓強p(B)代替物質(zhì)的量濃度c(B)也可表示平衡常數(shù)，記作Kp，如p(B)=px(B)，p為平衡總壓強，x(B)為平衡系統(tǒng)中B的物質(zhì)的量分數(shù)。則圖3中X點時，Kp=___?！敬鸢浮?/p>

ΔS＞0

高溫

412(x-y)

催化劑不能改變物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率；750℃時，反應相同時間，a點對應的CH4的轉(zhuǎn)化率低于使用Ⅰ時CH4的轉(zhuǎn)化率

溫度升高，反應速率增大

b＞3＞a

0.054P02【詳解】(1)CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH=+206kJ?mol-1，該反應的ΔH＞0，ΔS＞0，ΔG=ΔH-TΔS，要使反應自發(fā)進行，高溫時ΔG＜0，故反應高溫下自發(fā)進行；(2)①結(jié)合圖1，轉(zhuǎn)化為甲烷為(x-y)mol/L×2L=2(x-y)mol，且物質(zhì)的量與熱量成正比，由CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH=+206kJ?mol-1可知，1mol甲烷完全反應吸收206kJ的熱量，平衡時轉(zhuǎn)化的甲烷為2(x-y)mol，共吸收412(x-y)kJ的熱量；②起始條件相同，保持溫度為T2(T2＞T1)時，溫度越高，達到平衡的時間越短，CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH=+206kJ?mol-1，溫度越高，平衡正向移動，甲烷的轉(zhuǎn)化率會增大，故c(CH4)隨時間的變化曲線；③?。呋瘎┎荒芨淖兾镔|(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率；750℃時，反應相同時間，a點對應的CH4的轉(zhuǎn)化率低于使用Ⅰ時CH4的轉(zhuǎn)化率，a點所處的狀態(tài)不是化學平衡狀態(tài)；ⅱ．相同催化劑時，升高溫度平衡正行移動，轉(zhuǎn)化率增大，溫度c＞b，CH4的轉(zhuǎn)化率：c＞b；(3)起始=Z=3，Z越小，說明甲烷相對越多，達到平衡時甲烷的含量越多，則b＞3＞a；②X點時，Z=3，設甲烷的的起始物質(zhì)的量為a，水蒸氣為3a，甲烷的消耗量為x，結(jié)合三段式可以得到：X點時，甲烷的體積分數(shù)為10%，=10%，解得a=2x，平衡時混合氣體的總物質(zhì)的量=4a+2x=10x，平衡時甲烷的物質(zhì)的量分數(shù)等于=0.1，水蒸氣的物質(zhì)的量分數(shù)等于=0.5，一氧化碳的物質(zhì)的量分數(shù)等于=0.1，氫氣的物質(zhì)的分數(shù)為=0.3，Kp=。17．氮是地球上含量較豐富的一種元素，氮的化合物在工業(yè)生產(chǎn)和生活中有重要的作用。(1)四氧化二氮是火箭推進器的燃料，它與二氧化氮可以相互轉(zhuǎn)化。一定條件下，密閉容器內(nèi)發(fā)生化學反應：△H>0，達到平衡時，當分別改變下列某一條件，回答：①達到平衡時，升高溫度，平衡將_______移動(填“正向”、“逆向”或“不”)。②達到平衡時，保持體積不變充入Ar氣時，平衡將_______移動(填“正向”、“逆向”或“不”)。③達到平衡時，保持容器容積不變，再通入一定量N2O4，達到平衡時NO2的百分含量_______(填“增大”、“減小”或“不變”)。(2)消除汽車尾氣污染物中NO的反應平衡常數(shù)表達式為：已知：

寫出此反應的熱化學方程式_______，該反應_______(“高溫”或“低溫”)能自發(fā)進行。(3)氨氣是生產(chǎn)氮肥的主要原料，一定溫度下，在體積為1L的密閉容器中充入1molN2和2molH2合成氨反應達到平衡狀態(tài)時，測得N2的轉(zhuǎn)化率為25%，則達平衡時該反應的中衡常數(shù)K=_______(列出計算式)。【答案】(1)

正向

不

減小(2)

2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)

△H=-746.5kJ/mol

低溫(3)【解析】（1）①△H>0，正反應吸熱，達到平衡時，升高溫度，平衡將正向移動。②達到平衡時，保持體積不變充入Ar氣時，反應物濃度不變，平衡將不移動。③達到平衡時，保持容器容積不變，再通入一定量N2O4，相當于加壓，達到平衡時NO2的百分含量減小。（2）平衡常數(shù)表達式為，則反應方程式為；①

②

③

根據(jù)蓋斯定律2×②-①-③得-746.5kJ/mol，該反應，低溫能自發(fā)進行。（3）一定溫度下，在體積為1L的密閉容器中充入1molN2和2molH2合成氨反應達到平衡狀態(tài)時，測得N2的轉(zhuǎn)化率為25%，則達平衡時該反應的中衡常數(shù)K=。模塊二：培優(yōu)試題精選1．固體溶于水可表示為，其焓變和熵變分別為和，已知：；；；且(反應后)(反應前)下列說法正確的是A．和均大于零B．和均小于零C．小于零，大于零D．大于零，小于零【答案】C【詳解】碳酸鈉固體溶于水發(fā)生兩個過程，首先電離過程吸收熱量，形成水合離子的過程放出熱量，由于后者放出的熱量更多，焓變小于零；根據(jù)已知已知：；；；且(反應后)(反應前)可得，，大于零。故答案選：C。2．在密閉容器中投入一定量的CaCO3發(fā)生分解反應：CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)

ΔH>0，某溫度下，達到平衡時，測得體系中氣體的壓強為P。當其他條件不變，僅改變影響平衡的一個條件，下列說法正確的是A．當CaO的質(zhì)量不再變化時，表明該反應重新達到了化學平衡狀態(tài)B．升高溫度，正反應速率增大，逆反應速率減小C．擴大容器體積，重新達到平衡時CO2的壓強一定小于PD．常溫常壓下CaCO3的分解反應一定自發(fā)【答案】A【詳解】A．當CaO的質(zhì)量不再變化時，說明該反應動態(tài)平衡，即重新達到了化學平衡狀態(tài)，A項正確；B．升高溫度，正反應速率增大，逆反應速率也增大，B項錯誤；C．擴大容器體積，平衡正向移動，但是溫度不變，則平衡常數(shù)不變，即二氧化碳的濃度不變，壓強不變，C項錯誤；D．生成了氣體，則ΔS>0，則常溫下，ΔH-T×ΔS不一定小于0，不一定能自發(fā)進行，D項錯誤；答案選A。3．圖表示生成幾種氯化物反應的自由能變化隨溫度變化情況。若在圖示溫度范圍內(nèi)焓變和熵變不變，且，其中R為常數(shù)，T為溫度。下列說法錯誤的是A．反應①在溫度a時的平衡常數(shù)為1 B．反應②的平衡常數(shù)隨溫度升高而減小C．圖示溫度范圍內(nèi)，③是自發(fā)進行的 D．任何溫度下均可用還原制備【答案】D【詳解】A．由圖可知反應①在溫度a時，又，故，A正確；B．反應②是熵減反應，，故，反應②的平衡常數(shù)隨溫度升高而減小，B正確；C．圖示溫度范圍內(nèi)反應③的，故自發(fā)進行，C正確；D．反應為反應④-②，溫度d時，反應④的小于反應②的，上述反應的，反應可自發(fā)進行，能還原制備；溫度低于b時，情況相反，上述反應的，不能還原制備，D錯誤；故選D。4．下列說法正確的是A．2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)在常溫下可自發(fā)進行，則該反應的ΔH＞0B．一定條件下反應N2+3H22NH3達到平衡時，3v正(H2)=2v逆(NH3)C．向0.1mol·L1CH3COONa溶液中加入少量水，溶液中比值增大D．Na2O2與足量的水反應生成0.2molO2，轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為0.8×6.02×1023【答案】C【詳解】2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)反應的ΔS＜0，在常溫下可自發(fā)進行，需要ΔH＜0，A錯誤；一定條件下反應N2+3H22NH3達到平衡時，正逆反應速率相等，即2v正(H2)=3v逆(NH3)，B錯誤；向0.1mol·L1CH3COONa溶液中加入少量水，水解平衡常數(shù)Kh保持不變，Kh=，加入少量水堿性變?nèi)?，c(OH)變小，變大，C正確；2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑，每生成1molO2，轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為2×6.02×1023，故生成0.2molO2，轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為0.4×6.02×1023，D錯誤。5．下述描述中，正確的是A．某化學反應其：△H＝－122kJ·mol-1，?S＝231J·mol-1·K-1，則此反應在任何溫度下都能自發(fā)進行B．已知NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)；△H＝－57.4kJ·mol-1，則含20.0gNaOH的稀溶液與稀醋酸完全中和，放出大于28.7kJ的熱量C．已知：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)；ΔH＝－566kJ·mol-1，可知一氧化碳的標準燃燒熱為：－283kJ·mol-1D．向盛有硫酸銅水溶液的試管里加入過量氨水，可以得到深藍色的透明溶液。向該溶液加入乙醇后，得到深藍色的晶體是[Cu(NH3)4]SO4【答案】A【詳解】：A.△H=-122kJ?mol-1，△S=231J?mol-1?K-1，則：△H-T△S=-122kJ?mol-1-T0.231KJ?mol-1?K-1<0，所以反應一定能自發(fā)進行的反應，故A正確；B.稀醋酸是弱電解質(zhì)，在于氫氧化鈉反應過程會持續(xù)電離，電離吸熱，導致測得的放出的熱量減少，即小于28.7kJ，故B錯誤；C.燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時放出熱量，故根據(jù)題目提供方程式可知可知一氧化碳的標準燃燒熱為：283kJ·mol-1，故C錯誤；D.得到的藍色晶體應為深藍色晶體[Cu（NH3）4]SO4?H2O，故D錯誤故答案為A。6．下列說法正確的是：A．在合成氨工業(yè)中，移走NH3可增大正反應速率，提高原料轉(zhuǎn)化率B．恒溫下進行的反應2NO2(g)N2O4(g)達平衡時，縮小容器體積再達平衡時，氣體的顏色比第一次平衡時的深，NO2的體積分數(shù)比原平衡大C．常溫下，MgO(s)＋C(s)＝Mg(s)＋CO(g)不能自發(fā)進行，則其△H＞0D．常溫下pH=2的鹽酸中由H2O電離出的c(H＋)＝1.0×10－2mol·L－1【答案】C【詳解】A、移走NH3，逆反應速率速率減小，正反應速率大于逆反應速率，平衡正向移動，可以提高原料轉(zhuǎn)化率，故A錯誤；B、反應2NO2(g)N2O4(g)是氣體體積減小的反應，達到平衡后縮小容器體積，增大了壓強，平衡正向移動，增大壓強，體積迅速減小，平衡移動程度不如體積減小帶來的改變大，所以混合氣體顏色加深，NO2的體積分數(shù)比原平衡小，故B錯誤；C、如果△G=△H-T△S>0時該反應不能自發(fā)進行，該反應的熵變△S>0，且該反應不能自發(fā)進行，所以其△H>0，故C正確；D、常溫下，pH=2的鹽酸中氫離子濃度為0.01mol/L，鹽酸溶液中氫氧根離子為水電離的，所以由H2O電離出的c（H+）=1.0×10-12mol?L-1，故D錯誤。正確答案選C。7．下列說法正確的是A．SO2溶于水，其水溶液能導電，說明SO2是電解質(zhì)B．向0.1mol·L?1CH3COONa溶液中加入少量水，溶液中c(H+)/c(CH3COO?)減小C．在海輪外殼連接鋅塊保護外殼不受腐蝕采用了犧牲陽極的陰極保護法D．反應2CO(g)2C(s)+O2(g)

ΔH>0可以自發(fā)進行【答案】C【詳解】A.二氧化硫溶于水生成亞硫酸，亞硫酸電離出亞硫酸氫根離子和氫離子，溶液能夠?qū)щ?，導電的離子不是二氧化硫自身電離的，所以二氧化硫不是電解質(zhì)，A錯誤；B.向0.1mol·L?1CH3COONa溶液中加入少量水稀釋，促進醋酸根離子的水解，醋酸根離子濃度變小，但由于加水稀釋的原因，造成堿性減弱，氫氧根離子濃度減小，因此氫離子濃度變大，所以溶液中c(H＋)/c(CH3COO?)增大，B錯誤；C.鋅、鐵和海水構(gòu)成原電池，鋅比鐵易失去電子作負極，鐵作正極，正極上得電子發(fā)生還原反應，從而保護鐵不被腐蝕，該方法屬于犧牲陽極的陰極保護法，C正確；D.反應2CO(g)2C(s)+O2(g)

ΔH>0，該反應為氣體體積縮小的反應，則熵變ΔS<0，又因為ΔH>0，所以ΔG=ΔH?TΔS>0，該反應不能自發(fā)進行，D錯誤。答案：C8．下列說法正確的是A．某放熱反應能自發(fā)進行，則該反應一定是熵增的反應B．0.1mol·L－1CH3COONa溶液與0.05mol·L－1鹽酸等體積混合后的酸性溶液中：c(CH3COO－)>c(CH3COOH)>c(Cl－)>c(H＋)C．pH相等的①(NH4)2SO4②NH4HSO4③NH4Cl三種溶液中,c(NH4+)大?。孩?gt;③>②D．某溫度時水的離子積常數(shù)KW＝10－12，若將此溫度下pH＝11的NaOH溶液aL與pH＝1的稀硫酸bL混合，若所得混合液pH＝2，則a∶b＝9∶11【答案】D【詳解】A.只要滿足△H-T△S<0反應就可自發(fā)進行，不一定是熵增的反應，故A錯誤；B.因混合后溶液中含等量的NaCl、CH3COOH及CH3COONa，酸與鹽的混合溶液顯酸性，考慮醋酸的電離平衡，忽略醋酸鈉水解平衡，所以應該是c(CH3COO－)>c(Cl－)>c(CH3COOH)>c(H＋)，故B錯誤；C.三個溶液都是酸性的,陰離子都不會水解,如果只考慮NH4+水解導致溶液的PH降低,效果都是一樣的,所以NH4+的濃度應該相等,但是NH4HSO4會電離出H+導致溶液酸性增強,所以同PH下,不用那么多的NH4+水解了,所以NH4HSO4中的NH4+濃度最小,NH4Cl,(NH4)2SO4中銨根離子濃度相等，所以c(NH4+)大小：①=③>②，故C錯誤；D.某溫度時水的離子積常數(shù)KW＝10－12，若將此溫度下pH＝11的NaOH溶液aL與pH＝1的稀硫酸bL混合，若所得混合液pH＝2，則10-2=，得a∶b＝9∶11，故D正確；正確答案：D?！军c睛】酸、堿混合溶液計算步驟：1）先判斷混合后溶液的酸堿性2）若為酸性，先求c(H+)，再求pH，若為堿性，先求c(OH-)，依據(jù)c(H+)=KW/c(OH-)，再求pH。兩強酸混合：混合溶液中c混(H＋)＝兩強堿混合：混合溶液中c混(OH－)＝強酸與強堿混合：c混(H＋)[或c混(OH－)]＝9．工業(yè)上制備純硅反應的化學方程式如下：SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)，將一定量反應物通入密閉容器進行以上反應(此條件下為可逆反應)，下列敘述正確的是A．反應過程中，若通過縮小體積增大壓強，則活化分子百分數(shù)變大，反應速率加快B．若Si-Cl、H-H、Si-Si、H-Cl的鍵能分別為Ea、Eb、Ec、Ed(單位：kJ/mol)，則△H=(4Ea+2Eb-Ec-4Ed)kJ/molC．該反應能量變化如下圖所示，則Ea1、Ea2分別代表該反應正向和逆向的活化能，使用催化劑Ea1、Ea2都減小，△H也變小D．由下圖和題目信息可知該反應△H>0，△S>0，所以在較高溫度下可自發(fā)進行【答案】D【詳解】A．通過縮小體積增大壓強，導致反應物的濃度增大，單位時間單位體積內(nèi)活化分子有效碰撞次數(shù)增加，化學反應速率加快，但活化分子百分數(shù)不變，故A錯誤；B．每個Si與4個Si相連，形成4根Si-Si鍵，每根Si-Si鍵同時屬于相連的2個Si，那么1molSi有2molSi-Si鍵，△H=反應物的鍵能總和-生成物的鍵能總和=(4Ea+2Eb-2Ec-4Ed)KJ/mol，故B錯誤；C．使用催化劑Ea1、Ea2都減小，但△H不變，故C錯誤；D．該反應，反應物的總能量小于生成物的總能量，為吸熱反應，△H＞0，反應后混亂度增加，△S＞0，高溫時△H-T?△S＜0反應自發(fā)，故D正確；故選D。10．丙烯是工業(yè)上合成精細化學品的原料，隨著天然氣和頁巖氣的可用性不斷提高，制取丙烯的技術(shù)受到人們越來越多的關(guān)注。(1)已知：主反應I：副反應II：已知、丙烷和丙烯的燃燒熱分別是、和，則___________。主反應I在___________(填“高溫”、“低溫”或“任意溫度”)時能自發(fā)進行。(2)一定溫度下，向總壓恒定為的容器中充入一定量氣體，在催化作用下，發(fā)生上述反應備。①下列情況表明反應達到平衡狀態(tài)的是___________(填標號)。A．氣體密度不再改變B．體系壓強不再改變C．混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變D．單位時間內(nèi)消耗的物質(zhì)的量與生成的物質(zhì)的量相等②從平衡移動的角度判斷，達到平衡后通入的作用是___________。(3)在溫度為T時，向起始壓強為的恒壓容器中通入和發(fā)生反應，經(jīng)反應達到平衡，的平衡轉(zhuǎn)化率與通入氣體中的物質(zhì)的量分數(shù)的關(guān)系如圖所示。該條件下，的選擇性為，則內(nèi)生成的平均速率為___________；反應I的平衡常數(shù)___________(以分壓表示，分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)，保留一位小數(shù))。(4)向恒溫剛性密閉容器中通入一定體積比的的混通入氣體中的物質(zhì)的量分數(shù)合氣體，已知某反應條件下只發(fā)生如下反應(K、為速率常數(shù))：反應III：反應IV：實驗測得丙烯的凈生成速率方程為，可推測丙烯的濃度隨時間的變化趨勢為___________，其理由是___________?！敬鸢浮?1)

高溫(2)

AC

減小氣體濃度，使平衡右移，提高的轉(zhuǎn)化率(3)

1.6

12.8(4)

先增大后減小

反應開始時，體系中主要發(fā)生反應III，反應III中的生成速率大于反應IV中的消耗速率，隨著反應進行，反應III中的生成速率小于反應IV中的消耗速率【解析】（1）已知、丙烷和丙烯的燃燒熱分別是、和，則熱化學方程式為①②③依據(jù)蓋斯定律②－①－③即得到；主反應I是吸熱的體積增加的反應，依據(jù)ΔG=ΔH-TΔS＜0可以自發(fā)進行可知在高溫時能自發(fā)進行。（2）①A．壓強不變，根據(jù)反應可知容器的體積是增大的，由于氣體的質(zhì)量不變，所以混合氣體的密度是變化的，則氣體密度不再改變表明反應達到平衡狀態(tài)；B．由于壓強始終不變，所以體系壓強不再改變不能表明反應達到平衡狀態(tài)；C．混合氣體的質(zhì)量和物質(zhì)的量是變化的，所以混合氣體的平均摩爾質(zhì)量是變化的，則混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變表明反應達到平衡狀態(tài)；D．單位時間內(nèi)消耗的物質(zhì)的量與生成的物質(zhì)的量相等均表示正反應速率，不能表明反應達到平衡狀態(tài)；答案選AC；②從平衡移動的角度判斷，達到平衡后通入，混合氣體的分壓減小，相當于是減小氣體濃度，使平衡右移，提高的轉(zhuǎn)化率；（3）根據(jù)題意，列出三段式：平衡時，的分壓為，；平衡時，，則平衡常數(shù)。（4）在恒溫剛性密閉容器中，速率常數(shù)k和不變，反應開始時，通入氣體，體系中主要發(fā)生反應Ⅲ，逐漸增大，隨著反應進行，減小，增大，丙烯的凈生成速率減小，體系中主要發(fā)生反應Ⅳ，逐漸減小。11．溫度為T℃時，向體積不等的恒容密閉容器中分別加入足量活性炭和1mol，發(fā)生反應：

。反應10min時測得各容器中的轉(zhuǎn)化率與容器體積的關(guān)系如圖所示。回答下列問題：(1)已知：①

②

③

則題述反應的_______，常溫時該反應_______(填“能”或“不能”)自發(fā)進行。(2)下列說法中，能說明反應

達到平衡狀態(tài)的是_______(填標號)。A．斷裂個N≡N鍵，同時生成2個鍵B．反應體系的總壓強保持不變C．容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變D．容器內(nèi)混合氣體的顏色保持不變(3)若，則反應從起始到達c點時，用表示的平均反應速率為_______。(4)若b點時容器總壓強為1MPa，則T℃時該反應的壓強平衡常數(shù)_______MPa(以分壓表示的平衡常數(shù)為，分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。(5)由圖判斷，a點_______(填“>”、“=”或“<”)。(6)向a點反應體系中充入一定量的，達到平衡時，的轉(zhuǎn)化率_______(填“增大”、“減小”或“不變”)。(7)a、b點對應容器的體積整數(shù)比_______。【答案】(1)

-854.5

能(2)BCD(3)(4)0.2(5)=(6)減小(7)16:45【解析】（1）根據(jù)蓋斯定律，可知題述反應=①×2-②-③，則有；根據(jù)復合判據(jù)，當<0時反應能自發(fā)進行，由于該反應<0，>0，所以<0，即常溫時該反應能自發(fā)進行，故答案為：-854.5，能；（2）A．斷裂個N≡N鍵，同時生成2個鍵，方向相反，但是正逆反應速率不相等，A項不符合題意；B．在恒溫恒容的條件下，由于反應是一個氣體體積增大的反應，當反應體系的總壓強保持不變時，說明正逆反應速率相等，說明反應達到平衡狀態(tài)，B項符合題意；C．容器內(nèi)混合氣體的密度，由于在恒容的條件下，當容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變，說明氣體的總質(zhì)量不變，而該反應是一個有固體參與的反應，氣體的質(zhì)量為變量，當變量不變說明反應達到平衡狀態(tài)，C項符合題意；D．當容器內(nèi)混合氣體的顏色保持不變，說明二氧化氮的量不變，說明正逆反應速率相等，即反應達到平衡狀態(tài)，D項符合題意，故答案為：BCD；（3）根據(jù)圖像，若，則反應從起始到達c點時，二氧化氮的轉(zhuǎn)化率為40%，則轉(zhuǎn)化的二氧化氮為，所以用表示的平均反應速率為，故答案為：；（4）根據(jù)圖像，b點時二氧化氮的轉(zhuǎn)化率為50%，則有如下三段式：，則有，故答案為：0.2；（5）由圖判斷，b點附近NO2的轉(zhuǎn)化率最高，則溫度為T℃時，b點達到平衡狀態(tài)，而ab曲線上對應的容器體積均小于V2L，起始投料相同，則ab曲線上的起始濃度均大于b點，ab曲線上的反應速率均大于b點，所以ab曲線上的點均先于b點達到平衡狀態(tài)，所以a點達到平衡狀態(tài)，有，故答案為：=；（6）向a點反應體系中充入一定量的，相當于增大壓強，平衡向氣體體積減小的方向移動，即向逆反應方向移動，所以達到平衡時，的轉(zhuǎn)化率減小，故答案為：減??；（7）通過分析，a點和b點均達到平衡狀態(tài)，在溫度為T℃時，平衡常數(shù)相等。a點有如下三段式：b點有三段式：，根據(jù)Ka=Kb有：，計算得，故答案為：V1:V2=16:45；12．化學鏈燃燒是利用載氧體將空氣中的氧傳輸至燃料的新技術(shù)?；谳d氧體的丙烷化學鏈燃燒技術(shù)原理如圖所示?？諝夥磻髋c燃料反應器中發(fā)生的反應分別如下：反應1：反應2：反應3：請回答下列問題：(1)反應1在___________(填“高溫”、“低溫”或“任意溫度”)下能自發(fā)。(2)反應2的平衡常數(shù)表達式___________，___________。(3)一定溫度下，在容積可變的密閉容器中加入足量和適量的發(fā)生反應1，達到平衡時測得氣體壓強為。①溫度不變，將容器體積擴大至原來的2倍且不再改變，達到新的平衡時，氣體壓強___________。②當?shù)馁|(zhì)量不變時，___________(填“能”或“不能”)說明該反應達到平衡狀態(tài)。③若達到平衡之后，保持恒溫恒容條件下再充入少量，平衡___________(填“向正反應方向”、“向逆反應方向”或“不”)移動，達到新平衡之后，的平衡轉(zhuǎn)化率___________(填“增大”、“減小”或“不變”)。(4)在一定溫度下，總壓強恒定為，在密閉容器中加入丙烷和氨氣的混合氣體以及足量，只發(fā)生上述反應2(氨氣不參與反應)，測得丙烷的平衡轉(zhuǎn)化率與投料比的關(guān)系如圖所示。隨著投料比增大，的平衡轉(zhuǎn)化率減小的原因是___________?！敬鸢浮?1)低溫(2)

(3)

a

能

向正反應方向

增大(4)由于總壓恒定，隨若投料比增大，分壓減小，分壓增大，相當于增大可逆反應平衡體系壓強，平衡向逆反應方向移動【解析】（1）反應1是氣體分子數(shù)減小的反應則?S<0，已知?H<0，由?G=?H-T?S<0反應能自發(fā)進行，則低溫下能自發(fā)；（2）固體濃度視為常數(shù)不寫入平衡表達式，化學平衡常數(shù)等于生成物平衡濃度冪之積與反應物平衡濃度冪之積的比值；反應2的平衡常數(shù)表達式，由蓋斯定律，反應2=反應3-反應1×5，(-2044)-(-292)×5=-584；（3）①反應1的特點是只有氧氣是氣體，溫度不變，平衡常數(shù)不變，故平衡時O2的壓強不變，；②反應體系中，隨著反應進行，Cu2O的質(zhì)量逐漸減小，不變時達到平衡狀態(tài)；③恒溫恒容條件下，平衡后再充入氧氣，氧氣濃度增大，平衡向正反應方向移動。達到新平衡時О2濃度不變，故消耗О2增大，O2平衡轉(zhuǎn)化率增大。例如，開始投入1molO2，平衡時О2為0.5mol，氧氣平衡轉(zhuǎn)化率為50%；溫度不變，再充入1molO2，平衡時仍然有0.5molO2，O2平衡轉(zhuǎn)化率為75%。也可以用構(gòu)造法分析，再充入氧氣，相當于增大原平衡壓強(縮小體積)，平衡向正反應方向移動，氧氣的平衡轉(zhuǎn)化率增大；（4）從分壓角度分析，由于總壓恒定，隨著投料比增大，N2占分壓減小，可逆反應中各物質(zhì)占總壓強增大，平衡向逆方向移動，故C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率減小。13．實現(xiàn)碳中和成為各國科學家的研究重點，將二氧化碳轉(zhuǎn)化為綠色液體燃料甲醇是一個重要方向。甲醇的制備原理為：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)(1)工業(yè)上利用低濃度氨水作為捕獲劑，吸收煙氣中CO2生成NH4HCO3以獲得原料氣體，其離子方程式為___________。(2)甲醇的制備反應一般認為通過如下兩步來實現(xiàn)：①CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)kJ/mol②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)kJ/mol根據(jù)蓋斯定律，該反應的________kJ·mol-1，反應能在______(填“高溫”或“低溫”)自發(fā)進行。(3)為探究該反應原理，進行如下實驗：在一恒溫，體積為1L恒容密閉容器中，充入1molCO2和3molH2，進行該反應(不考慮其它副反應)。10min時測得CO2和CH3OH(g)的體積分數(shù)之比變?yōu)?：3且比值不再隨時間變化?；卮鹣铝袉栴}：①反應開始到平衡，v(H2)=___________。②該溫度下的平衡常數(shù)K=___________(mol/L)-2(保留兩位有效數(shù)值)。③若上述反應過程中不斷升高反應溫度，下列圖像正確的是___________。(4)我國科學家制備了一種ZO-ZrO2催化劑，實現(xiàn)CO2高選擇性合成CH3OH。氣相催化合成過程中，CO2轉(zhuǎn)化率(x)及CH3OH選擇性(S)隨溫度的變化曲線如圖。①生成CH3OH的最佳溫度約為___________。②溫度升高，CO2轉(zhuǎn)化率升高，但產(chǎn)物CH3OH含量降低的原因：__________。(5)研究發(fā)現(xiàn)，CO2加氫還可制備甲酸(HCOOH)，反應為CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)<0。在一容積固定的密閉容器中進行反應，實驗測得：，、為速率常數(shù)。溫度為T1℃時，該反應K=2，溫度為T2℃時，，則T2℃時平衡壓強___________(填“>”“<”或“=”)T1℃時平衡壓強，理由是___________?！敬鸢浮?1)NH3·H2O+CO2=NH+HCO(2)

—49

低溫(3)

0.225mol(L·min)

5.3

AC(4)

320℃

溫度升高，反應速率加快，CO2轉(zhuǎn)化率增大，但CH3OH的選擇性降低，副反應也增多，CH3OH的含量降低(5)

>

該反應為放熱反應，溫度升高，平衡常數(shù)減小，T1小于T2說明平衡左移，氣體的體積分數(shù)增大，壓強增大【解析】（1）由題意可知，濃氨水與二氧化碳反應生成碳酸氫銨，反應的離子方程式為NH3·H2O+CO2=NH+HCO，故答案為：NH3·H2O+CO2=NH+HCO；（2）由蓋斯定律可知，反應①+②得到二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲醇的反應，反應△H=△H1+△H2=(+41kJ/mol)+(—90kJ/mol)=—49kJ/mol，該反應為熵減的放熱反應，低溫條件下，反應△H—T△S＜0，反應能自發(fā)進行，故答案為：—49；低溫；（3）10min時測得二氧化碳和甲醇的體積分數(shù)之比變?yōu)?：3且比值不再隨時間變化可知反應達到平衡，設平衡時生成甲醇的濃度為amol/L，由題意可建立如下三段式：由二氧化碳和甲醇的體積分數(shù)之比變?yōu)?：3可得：3(1—a)=a，解得a=0.75；①由三段式數(shù)據(jù)可知，反應開始到平衡時氫氣的反應速率為=0.225mol(L·min)，故答案為：0.225mol(L·min)；②由三段式數(shù)據(jù)可知，該溫度下的平衡常數(shù)K=≈5.3，故答案為：5.3；③該反應為放熱反應，升高溫度，化學反應速率增大，反應達到平衡后，平衡向逆反應方向移動，化學平衡常數(shù)減小、甲醇的濃度增大、氫氣的體積分數(shù)增大，故選AC；（4）①由圖可知，溫度為320℃時，甲醇的選擇性較高、二氧化碳轉(zhuǎn)化率較高，則生成甲醇的最佳溫度約為320℃，故答案為：320℃；②溫度升高，二氧化碳轉(zhuǎn)化率升高，但產(chǎn)物甲醇含量降低說明溫度升高，反應速率加快，二氧化碳轉(zhuǎn)化率增大、甲醇的選擇性降低，甲醇的選擇性降低導致副反應也增多，甲醇的含量降低，故答案為：溫度升高，反應速率加快，CO2轉(zhuǎn)化率增大，但CH3OH的選擇性降低，副反應也增多，CH3OH的含量降低；（5）該反應為氣體體積減小放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，由溫度為T2℃時，可得平衡常數(shù)K==1.9，平衡常數(shù)小于溫度為T1℃時說明T1小于T2，T1℃時氣體的體積分數(shù)小于T2℃時，壓強小于T2℃時，故答案為：>；該反應為放熱反應，溫度升高，平衡常數(shù)減小，T1小于T2說明平衡左移，氣體的體積分數(shù)增大，壓強增大。14．中國科學家首次實現(xiàn)了二氧化碳到淀粉的全合成，相關(guān)成果于北京時間9月24日由國際知名學術(shù)期刊《科學》在線發(fā)表。CO2的捕集、利用與封存是科學家研究的重要課題，利用CH4與CO2制備“合成氣”(CO、H2)，合成氣可直接制備甲醇，反應原理為：。(1)若要該反應自發(fā)進行，_______(填“高溫”或“低溫”)更有利，該反應必須在高溫下才能啟動，原因是_______。(2)已知：的燃燒熱，的燃燒熱。則CH3OH(g)的燃燒熱_______。(3)在恒溫，恒容密閉容器中，對于合成氣合成甲醇的反應，下列說法中能說明該反應達到化學平衡狀態(tài)的是_______(填字母序號)。A．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化B．混合氣體的密度不再變化C．CO的百分含量不再變化D．CO、H2、CH3OH的物質(zhì)的量之比為1∶2∶1(4)T1℃下，在2L恒容密閉容器中充入2molCO和6molH2合成CH3OH(g)，測得CO的物質(zhì)的量濃度隨反應時間的變化如圖所示：①前5分鐘內(nèi)，v(H2)=_______。②T1℃時，該反應的化學平衡常數(shù)K=_______。③10min時，改變的外界條件可能是_______。(5)T1℃下，在1L恒容密閉容器中充入2molCO、2molH2和3molCH3OH(g)，此時反應將_______(填“向左進行”“向右進行”“達到平衡”或“無法判斷”)?！敬鸢浮?1)

低溫

反應的活化能高(2)755.6(3)AC(4)

0.2mol/(L·min)

0.25

降低溫度(5)向右進行【解析】(1)該反應為熵減的放熱反應，低溫下反應△H—T△S＜0，反應能自發(fā)進行；該反應必須在高溫下才能啟動說明反應的活化能高，啟動反應需要的能量高，故答案為：低溫；反應的活化能高；(2)由題給燃燒熱可得如下熱化學方程式①H2（g）+O2（g）=H2O（l）△H1=—285.8kJ/mol，②CO（g）+O2（g）=CO2（g）△H2=—283.0kJ/mol，③CH3OH(g)+O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H3=—akJ/mol，由蓋斯定律可知，①×2+②—③可得反應，則△H=2△H1+△H2—△H3=2×(—285.8kJ/mol)+(—283.0kJ/mol)—(—akJ/mol)=—99kJ/mol，解得a=755.6，故答案為：755.6；(3)A．由質(zhì)量守恒定律可知，反應前后氣體的質(zhì)量相等，該反應是氣體體積減小的反應，反應中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量增大，則混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化說明正逆反應速率相等，反應已達到平衡，故正確；B．由質(zhì)量守恒定律可知，反應前后氣體的質(zhì)量相等，在恒溫恒容密閉容器中混合氣體的密度始終不變，則混合氣體的密度保持不變不能說明正逆反應速率相等，無法判斷反應是否達到平衡，故錯誤；C．CO的百分含量不再變化說明正逆反應速率相等，反應已達到平衡，故正確；D．CO、H2、CH3OH的物質(zhì)的量之比為1∶2∶1不能說明正逆反應速率相等，無法判斷反應是否達到平衡，故錯誤；故選AC；(4)①由圖可知，前5分鐘內(nèi)，一氧化碳的濃度變化量為(1.0—0.5)mol/L=0.5mol/L，則v(H2)==0.2mol/(L·min)，故答案為：0.2mol/(L·min)；②T1℃平衡時，一氧化碳、氫氣和甲醇的濃度分別為0.5mol/L、(3.0—0.5×2)mol/L=2.0mol/L和0.5mol/L，則反應的化學平衡常數(shù)K==0.25，故答案為：0.25；③由圖可知，10min時，外界條件改變的瞬間，一氧化碳的濃度不變，隨后濃度減小說明平衡向正反應方向移動，新平衡時一氧化碳濃度為0.26mol/L，則平衡時氫氣、甲醇的濃度為(3.0—0.74×2)mol/L=2.0mol/L、0.74mol/L，反應的化學平衡常數(shù)K1=≈1.23＞K，則改變的外界條件為降低溫度，故答案為：降低溫度；(5)溫度不變，平衡常數(shù)不變，T1℃下，在1L恒容密閉容器中充入2molCO、2molH2和3molCH3OH(g)，此時反應濃度熵Qc==0.375＞K，則反應向向右進行，故答案為：向右進行。模塊三：全國名校競賽試題精選1．（2021·浙江寧波·高二競賽）下列說法錯誤的是A．D2、H2、HD燃燒均生成水B．一次性打火機中的可燃性液體是苯C．硝酸銨溶于水可自發(fā)進行，該過程ΔH>0，ΔS>0D．BaCl2溶液能用來鑒別同濃度的純堿稀溶液與小蘇打稀溶液【答案】B【詳解】A．D2、H2、HD都為氫氣分子，都能在氧氣中燃燒生成水，A正確；B．一次性打火機內(nèi)充裝的是液態(tài)丁烷，B錯誤；C．硝酸銨溶于水的過程為吸熱過程，ΔH>0，硝酸銨在溶液中電離出自由移動的離子的過程是熵變增大的過程，ΔS>0，常溫下ΔH-ΔS<0，則硝酸銨溶于水可自發(fā)進行，C正確；D．碳酸鈉溶液能與氯化鋇溶液反應生成碳酸鋇白色沉淀，碳酸氫鈉溶液不能與氯化鋇溶液反應，則氯化鋇溶液能用來鑒別同濃度的碳酸鈉稀溶液和碳酸氫鈉稀溶液，D正確；故選B。2．（2015·浙江·高二競賽）最新研究表明，[N(CH3)4]2SO4(s)可能成為綠色的SO2吸收劑，反應原理為：[N(CH3)4]2SO4(s)+SO2=[N(CH3)4]2S2O6(s)。下列說法不正確的是A．該反應在一定條件下能自發(fā)進行的主要原因是△H<0B．SO2被氧化，[N(CH3)4]2S2O6中硫元素的化合價為+5C．[N(CH3)4]2SO4和[N(CH3)4]2S2O66都是共價化合物D．該過程中，[N(CH3)4]2SO4可以循環(huán)使用【答案】C【解析】略3．（2013·湖北·高二競賽）氮氣是空氣的重要組成氣體，氮氣的綜合利用在農(nóng)業(yè)和國防中有著重要意義。(1)合成氨從實驗室研究到實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)，大約經(jīng)歷了150年。①寫出工業(yè)合成氨的化學方程式___________②已知該反應的ΔH=-92.4kJ/mol，

ΔS(T=298K)=-198.76J·mol-1·K-1，試判斷室溫(即298K)下，合成氨的反應能否自發(fā)進行？___________(填“能”或“否”)(2)NH3和CO2在120°C，催化劑作用下可以合成尿素。①寫出該反應的化學方程式___________②混合氣體中NH3的含量變化關(guān)系如圖所示(該條件下尿素為固體)。則A點的正反應速率v正(CO2)___________B點的逆反應速率為v逆(CO2)(填“大于”、“小于”或“等于”)，NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為___________(3)NH3可用工業(yè)上生產(chǎn)硝酸，其尾氣中的NO2可用氨水吸收生成NH4NO3.25°C時，將amolNH4NO3溶于水，溶液顯酸性，其原因是___________(用離子方程式表示)向該溶液滴加bL氨水后溶液呈中性，則滴加氨水的過程中的水的電離平衡將___________(填“正向”、“不”或“逆向”移動，所滴加氨水的濃度為___________mol·L-1(25°C時，NH3·H2O的電離平衡常數(shù)取Kb=2×10-5mol·L-1)【答案】

N2+3H22NH3

能

2NH3+CO2CO(NH2)2+H2O

大于

75%

NH+H2O?NH3·H2O+H+

逆向

【解析】略4．（2007·全國·高二競賽）今年是勒沙特列(LeChatelier1850-1936)誕生150周年。請用勒沙特列原理解釋如下生活中的常見現(xiàn)象：打開冰鎮(zhèn)啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯，杯中立即泛起大量泡沫__________?！敬鸢浮?1)啤酒瓶中二氧化碳氣體與啤酒中溶解的二氧化碳達到平衡：CO2(氣)?CO2(溶液)，打開啤酒瓶，二氧化碳氣體的壓力下降，根據(jù)勒沙特列原理，平衡向放出二氧化碳氣體的方向移動，以減弱氣體壓力下降對平衡的影響。(2)溫度是保持平衡的條件，玻璃杯的溫度比冰鎮(zhèn)啤酒的溫度高，根據(jù)勒沙特列原理，平衡應向減弱溫度升高的方向移動，即應向吸熱方向移動，從溶液中放出二氧化碳氣體是吸熱的，因而，應從溶液中放出二氧化碳氣體?！窘馕觥柯?．（2013·全國·高三競賽）題稀溶液的一些性質(zhì)只取決于所含溶質(zhì)的分子數(shù)目而與溶質(zhì)本性無關(guān)，所謂分子的數(shù)目必須是獨立運動的質(zhì)點數(shù)目，此即稀溶液的依數(shù)性。1912年McBain在研究脂肪酸鈉水溶液時發(fā)現(xiàn)，與一般電解質(zhì)(如NaC1)水溶液不同，脂肪酸鈉體系在濃度達到一定值后，其電導率、表面張力等依數(shù)性質(zhì)嚴重偏高該濃度前的線性規(guī)律，依數(shù)性——濃度曲線上呈現(xiàn)一個明顯的拐點。而密度等非依數(shù)性質(zhì)則符合一般電解質(zhì)溶液的規(guī)律。通過對多種脂肪酸鹽的實驗，他發(fā)現(xiàn)這是一個普遍規(guī)律。他認為在濃度大于拐點值時，脂肪酸鹽在溶液中并非以單分子形式存在，而是發(fā)生了分子聚集。他將這些聚集體稱為為締合膠體。(1)根據(jù)上述事實，你認為McBain的推論是否合理？說明理由___________。(2)McBain對脂肪酸鈉體系進行了量熱實驗，發(fā)現(xiàn)在拐點濃度附近，由拐點前到拐點后體系的標準焓變幾乎為零，這讓他百思不得其解。經(jīng)過長期的研究和思考，他鼓起勇氣在國際學術(shù)會議上宣講了自己的研究結(jié)果，認為脂肪酸鹽在拐點濃度后的締合膠體形成是熱力學穩(wěn)定的。當時的會議主席對此勃然大怒，沒有等報告講完就以“McBain，胡說！”，將McBain轟下講臺。假設在脂肪酸鹽拐點濃度前、后體系中水的結(jié)構(gòu)性質(zhì)沒有變化，結(jié)合基礎(chǔ)熱力學和熵的統(tǒng)計意義，簡單說明會議主席認為McBain的觀點“荒謬”的原因___________。(3)然而，大量研究結(jié)來證實了McBain的結(jié)論是正確的，原因是“在脂肪酸鹽拐點濃度前、后水的結(jié)構(gòu)性質(zhì)沒有變化”這一假設是錯誤的。如果認為“脂肪酸鹽在拐點濃度前、后對溶劑水的結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生不同的影響”，那么請基于熵的統(tǒng)計意義，推測水的結(jié)構(gòu)在拐點濃度前和拐點后哪個更有序，說明理由___________。(4)除脂肪酸鹽外還有很多物質(zhì)具有類似的變化規(guī)律。這些物質(zhì)(表面活性劑)的分子結(jié)構(gòu)具有一個共同的特點，都具有親水頭基和疏水尾鏈(如下圖所示)。請給出表面活性劑在水中形成的“締合膠體”的結(jié)構(gòu)示意圖___________。若表面活性劑的分子長度為1.0nm，估算“締合膠體”在剛過拐點濃度時的最大尺寸___________?！敬鸢浮?/p>

合理，理由見解析

見解析

拐點前水的結(jié)構(gòu)更有序，理由見解析

或

2.0m【詳解】合理。依數(shù)性涉及的是體系中獨立運動的分子數(shù)目，聚集造成體系中實際的獨立運動的分子數(shù)目與按配制濃度計算得到的獨立運動的分子數(shù)目不同。因果矛盾不得分5-2若締合膠體形成是熱力學穩(wěn)定的，則此過程ΔG＜0，而此時ΔH=0，根據(jù)△GH-ΔS，可推出ΔS＞0。而根據(jù)熵的統(tǒng)計意義，脂肪酸鹽分子的聚集使得ΔS＜O，二者矛盾。故主席認為McBain觀點是“荒謬”的。5-3拐點前水的結(jié)構(gòu)更有序。因為此過程體系整體的ΔS＞0，而脂肪酸鹽聚集將使得

ΔS＜0，因此水的結(jié)構(gòu)必然有序度降低，使得體系整體ΔS＞0。5-4或頭基朝外，疏水尾部朝內(nèi)的球體，要求分子的疏水尾部彼此之間較為靠近，無顯著分離。最大尺寸(直徑)應該為兩倍分子長度即2.0m。6．（2012·全國·高三競賽）鐵卟啉(FeP)是細胞色素(P-450)的活性中心，具有將各種氧供體的氧原子活化并轉(zhuǎn)移至底物的能力。研究人員為模擬活體內(nèi)的加氧酶催化β-胡蘿卜素(P)分解為維生素A(VA)的反應，以FeP為催化劑、間氯過氧化苯甲酸(CPBA)為氧化劑，研究了β-胡蘿卜素的分解反應動力學。研究中FeP和CPBA的濃度可視為不變。無論是否存在催化劑FeP，該分解反應對一胡蘿卜素均為一級反應。已知：若y=ax+b，則出。式中，a，b均為與t無關(guān)的常數(shù)。實驗A：在無FeP情況下，β-胡蘿卜素-間氯過氧化苯甲酸反應體系(β-CPBA)的反應機理1如下(其中β*CPBA為反應中間物，CBA為間氯苯甲酸)：(i)β+CPBAβ*CPBA平衡(ii)β*CPBAVA+CBA實驗B．以FeP為催化劑，β-胡蘿卜素-間氯過氧化苯甲酸——啉反應體系(β-CPBA-FeP)的反應機理2如下(其中FeOP*CBA、β*FeOP*CBA、β*CPBA為反應中間物)：(iii)FeP+CPBAFeOP*CBA(快速平衡)(iv)FeOP*CBA+ββ*FeOP*CBA(快速平衡)(v)β*FeOP*CBAVA+FeP+CBA(vi)β+CPBAβ*CPBA(快速平衡)(vi)β*CPBAVA+CBA對該體系的實驗結(jié)果進行曲線擬合，可得下表數(shù)據(jù)(為反應的表觀速率常數(shù))；T/Kk1/s-1k1/s-1/s-1293.2301.24.869×10-37.731×10-31.350×10-42.398×10-45.865×10-49.795×10-4(1)對β-CBPA體系，根據(jù)實驗測得的表觀速率常數(shù)(293.2K)=4.795×10-4s-1，(301.2K)=8.285×10-4s-1，求反應的表觀活化能_____。(2)根據(jù)反應機理2推導與[β]間關(guān)系的速率方程______，并給出的表達式________。(3)已知β-CPBA-FeP體系反應的表觀活化能=47.07kJ·mol-1和機理2中(v)步的活化能Ea，1=42.43kJ·mol-1，計算(vii)步的活化能Ea，2___________。(4)分別根據(jù)以下條件，說明β-CPBA和β-CPBA-FeP中哪一個體系反應更為有利。①Ea，1與Ea，2的結(jié)果及題中所給其他數(shù)據(jù)_______。②與的結(jié)果及題中所給其他數(shù)據(jù)________。實驗C．在金屬卟啉催化氧化反應體系中加入一些含氮小分子，會加速反成。為揭示反應機理，研究了FeP與咪唑類(Im)含氮小分子的配位反應熱力學。FeP+2lm?FePlm2(1)實驗測得反應(1)的標準平衡常數(shù)見下表。T/K293.2297.2301.2305.22.775×1051.012×1054.080×1041.458×104(5)請根據(jù)上表中293.2K和301.2K的平衡常數(shù)計算反應(1)的=_____，=_____。已知2730~400K間=0。(6)用上表中所給數(shù)據(jù)和(5)的計算結(jié)果分別解釋溫度對反應(1)的影響______、