1、选择题 以下反应可以用熵判据来解释的是
A．硫酸铜饱和溶液降低温度时有晶体析出
B．(NH4)2CO3(s)==NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9kJ/mol
C．C ">
时间:2017-09-24 00:37:15
1、选择题 以下反应可以用熵判据来解释的是
A．硫酸铜饱和溶液降低温度时有晶体析出
B．(NH4)2CO3(s)==NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9kJ/mol
C．CaO(s)+CO2(g)==CaCO3(s) △H=\"-175.7kJ/mol\"
D．2H2(g)+O2(g) ==2H2O(l) △H=-285.8kJ/mol
参考答案：B
本题解析：
试题解析：硫酸铜饱和溶液降低温度时有晶体析出是一个放热的熵减小的反应，不能用熵判据解释，故A错误；反应的△H＞0，△S＞0，△H-T△S＜0，反应能自发进行，主要取决于△S的大小，故B正确；反应的△H＜0，△S＜0，要使△H-T△S＜0，反应能自发进行，主要取决于△H的大小，故C错误；反应的△H＜0，△S＜0，要使△H-T△S＜0，反应能自发进行，主要取决于△H的大小，故D错误。
考点：反应自发性的判据
本题难度：一般
2、填空题 (14分)甲醇是一种重要的化工原料，在生产中有着重要的应用。工业上用天然气为原料，分为两阶段制备甲醇：
（i）制备合成气：CH4(g)+H2O(g)600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/1unvgzlgzxa.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\"> CO(g)+3H2(g)
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/oi1ds1yzrb3.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
（ii）合成甲醇：CO(g)+2H2(g)600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/1unvgzlgzxa.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">CH3OH(g)
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/twvoqi0nxvp.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
请回答下列问题：
（1）制备合成气：将1.0mol CH4和2.0mol H2O(g)通入反应室（容积为100L），在一定条件下发生反应（i）；CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/kkjc4jlkxo2.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
①已知100℃时达到平衡的时间为5min，则从反应开始到平衡，用氢气表示的平均反应速率为：v(H2) = 。
②图中p1 p2（填“<”、”“>”或“=”）。
③为解决合成气中H2过量而CO不足的问题，原料气中需添加CO2，发生反应如下：
CO2(g)+H2(g)600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/1unvgzlgzxa.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">CO(g)+H2O(g)，为了使合成气配比最佳，理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为 。
（2）合成甲醇：在Cu2O/ZnO作催化剂的条件下，向2L的密闭容器中通入1mol CO(g)和2mol H2(g)，发生反应(ii)，反应过程中，CH3OH的物质的量（n）与时间（t）及温度的关系如图所示。600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/x0u2vubibmg.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
①反应（ii）需在 （填“高温”或“低温”）才能自发进行。
②据研究，反应过程中起催化作用的为Cu2O，反应体系中含少量的CO2 有利于维持Cu2O的量不变，
原因是 （用化学方程式表示）。
③在500℃恒压条件下，请在上图中画出反应体系中n(CH3OH)随时间t变化的总趋势图。
（3）工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，其反应的热化学方程式为：
CH3OH(g)+CO(g)600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/1unvgzlgzxa.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">HCOOCH3(g)
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/pq0thoov2sz.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，科研人员对该反应进行了研究，部分研究结果如下：
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/xy24vc3hiwe.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看，工业制取甲酸甲酯应选择的压强是 。 (填“3.5×106Pa”、“4.0×106Pa”或“5.0×106Pa”)。
②实际工业生产中采用的温度是80℃，其理由是 。
参考答案：(14分)
（1）①0.003mol·L-1min-1 （2分） ②< （1分） ③3:1 （2分）
（2）① 低温 （1分） ②Cu2O+CO600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/1unvgzlgzxa.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">2Cu+CO2 （2分）
③ 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/icakdv2pgty.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">（画出达平衡时间小于2s给1分；画出平衡时纵坐标高于恒容时给1分。共2分。）
（3）①4.0×106 （2分） ②低于80℃，反应速率较小；高于80℃时，温度对反应速率影响较小，又因反应放热，升高温度时平衡逆向移动，转化率降低（答出前者给1分；答出后者即给2分；）
本题解析：（1）①100℃时达到平衡的时间为5min，甲烷的转化率是0.5，则甲烷的浓度减少1.0mol×0.5/100L=5×10-3mol/L，则氢气的浓度增加5×10-3mol/L×3=0.015mol/L，v(H2) =\"0.015mol/L/5min=\" 0.003mol·L-1min-1；
②温度相同时，增大压强，平衡逆向移动，则甲烷的转化率减小，所以p1<p2；
③原料气中甲烷与二氧化碳体积分别是x、y，则（i）中产生CO的体积是x，氢气的体积是3x；二氧化碳与氢气的反应中消耗氢气的体积是y，生成CO的体积是y，所以最终氢气的体积是3x-y，CO的体积是x+y，二者恰好反应的体积比CO：H2=1：2=（x+y）：(3x-y)，解得x:y=3:1；
（2）①反应（ii）是熵减的反应，所以若反应自发进行，则一定有600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/twvoqi0nxvp.png\" style=\"vertical-align:middle;\"><0，根据△G=△H-T△S<0反应自发，△S<0，则T应较小，所以该反应在低温下可能自发进行；
②因为氧化亚铜与CO发生反应生成Cu和二氧化碳气体，所以体系内含有二氧化碳，平衡逆向移动，则不利于氧化亚铜被CO还原，从而维持Cu2O的量不变，化学方程式是Cu2O+CO600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/1unvgzlgzxa.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">2Cu+CO2；
③原平衡是在恒容条件下，压强减小，所以保存压强不变时，则容器的体积减小，相当于在原平衡的基础上，增大压强，平衡正向移动，则甲醇的物质的量增大，但仍是小于1mol，同时压强增大，反应速率加快，达到平衡的时间缩短，则对应的图像为600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/nk2i1z315ud.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">；
（3）①根据图可知，“3.5×106Pa”、“4.0×106Pa”或“5.0×106Pa”三种压强下，3.5×106Pa时甲醇的转化率是30%，4.0×106Pa是甲醇的转化率是50%，而5.0×106Pa比4.0×106Pa增大了1.0×106Pa，但甲醇的转化率还增大不到5%，对设备的要求更高，但转化率增大的程度不大，所以最适宜的压强是4.0×106Pa；
②根据图27-3可知，温度低于80℃，反应速率较小；高于80℃时，曲线较平缓，说明温度对反应速率影响较小，又因反应放热，升高温度时平衡逆向移动，甲醇转化率降低，所以实际工业生产中采用的温度是80℃。
考点：考查对物质制备过程的分析，设计化学平衡，对图像的分析，反应条件的判断
本题难度：困难
3、选择题 在下面的自发过程中，你认为其中能用熵判据解释的是
A．水由高处流向低处
B．2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l) ΔH=－483.6 kJ/mol
C．墨水滴在水中会扩散到整个水体
D．－10℃的液态水自动结冰成为固态
参考答案：C
本题解析：熵表示物质的混乱度，在相同条件下，同一种物质的在气态时熵值最大，液态其次，固态时熵值最小，所以选项C可以用熵判据解释。而选项A、B、D都应该用焓变来解释，即都是能量减少的过程，所以答案选C。
本题难度：简单
4、选择题 以下说法中正确的是(? )
A．△H＜0的反应均是自发反应
B．自发进行的反应一定能迅速进行
C．冰在室温下自动熔化成水，是熵增的重要结果
D．高锰酸钾加热分解是一个熵减小的过程
参考答案：C
本题解析：A．△H＜0的反应均是自发反应，不一定，如碳的燃烧，所以是放热反应，但是常温下还是不自发的，需要加热后才是自发反应。
B．自发进行的反应一定能迅速进行 ，不一定，反应自发与否和反应的快慢没有直接的联络。
C．冰在室温下自动熔化成水，是熵增的重要结果 ，正确。
D．高锰酸钾加热分解是一个熵减小的过程 ，是熵增大的过程；故选C 。
点评：对于反应的自发性判断依据是△G=△H－T△S △G——吉布斯自由能。
△H——焓变（△H<0为放热反应，△H>0为吸热反应）。
△S——熵（物质混乱度的量度，如固体变成气体，混乱度增加，△S>0）。
T——温度 判断反应能否自发进行用吉布斯自由能判据。
如果△G<0 反应可以自发进行；反之则不可以自发进行。
恒温恒压下:
当△H<0，△S>0时，反应自发进行；
当△H>0，△S<0时，反应不自发进行；
当△H>0，△S>0或△H<0，△S<0时，反应是否自发与温度有关，
一般低温时焓变影响为主；高温时，熵变影响为主，而温度影响的。
大小要看△H和△S的具体数值而定。
反应总是在一定条件下进行的。要讨论反应的自发性，也要指明反应条件。如果没有交代反应条件，只讲“某某反应不自发”“某某反应自发”，实际上是指在常温常压下进行的反应。“一定条件”指“一定的温度一定压强”。例如，反应 CaCO3=\" CaO\" + CO2↑ 在常温常压是非自发的，而在高温下则是自发发生的。 用吉布提自由能计算公式（△G=△H-T△S）来判断反应能否自发进行时，可以看到T对△G的值有影响，在某些情况下，可能决定△G是大于0还是小于0；式中△H 是一个与温度、压强有关的物理量。因此，讨论△G是大于0还是小于0，实际上也是在一定温度与压强下进行的。
本题难度：一般
5、选择题 家用管道煤气的成分是CO、H2、CH4，10 L这种管道煤气充分燃烧，生成CO2和H2O，?同温同压下消耗空气50 L（空气中氧气的体积分数为0.2）。?则该管道煤气中CO、H2、CH4的体积之比可能是 (? )
A．1:1:1
B．3:5:4
C．2:4:5
D．1:6:4
参考答案：AB
本题解析：略
本题难度：简单