專題04 化學(xué)反應(yīng)的方向、化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控(高效培優(yōu)講義)(原卷版)2026年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)高效培優(yōu)系列(全國通.用)_第1頁
專題04 化學(xué)反應(yīng)的方向、化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控(高效培優(yōu)講義)(原卷版)2026年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)高效培優(yōu)系列(全國通.用)_第2頁
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文檔簡介

③具有:即過程的某個方向在一定條件下自發(fā)進行,而該過程逆方向在該條件下肯定(3)自發(fā)過程的判斷①根據(jù)條件判斷:不是看是否需要條件,而是看是否需要持續(xù)施加外力(如加熱等)②)根據(jù)其逆向過程是否自發(fā)判斷:若逆向過程自發(fā),則正向過程一定不自發(fā);若逆向過程不自發(fā),則正向過程一定自發(fā)2、自發(fā)反應(yīng)(1)定義:在給定條件下,可以地進行到顯著程度的化學(xué)反應(yīng)。如:鋼鐵生銹(2)自發(fā)反應(yīng)的特征①具有,即反應(yīng)的某個方向在一定條件下是自發(fā)的,則其逆反應(yīng)在該條件下肯定不自發(fā),如:鐵器暴露于潮濕的空氣中會生銹,是自發(fā)的,則鐵銹變?yōu)殍F在該條件肯定不是自發(fā)的②體系趨向于從狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闋顟B(tài)③體系趨向于從體系轉(zhuǎn)變?yōu)轶w系(3)應(yīng)用①可被用來完成有用功。如:H2燃燒可設(shè)計成原電池②非自發(fā)過程要想發(fā)生,必須對它做功。如:通電將水分解為H2和O2【易錯提醒】1、自發(fā)反應(yīng)也需要一定條件引發(fā)反應(yīng),一旦反應(yīng)后即可自發(fā)進行2、一般的,如果一個過程是自發(fā)的,則其逆過程就是非自發(fā)的。非自發(fā)過程要想發(fā)生,則必須對它做功,如利用水泵可將水從低處抽向高出,通電可將水分解生成氫氣和氧氣3、判斷某反應(yīng)是否自發(fā),只是判斷反應(yīng)的方向,與是否會發(fā)生、反應(yīng)的快慢、反應(yīng)的熱效應(yīng)無關(guān)3、熵與熵變(1)熵的含義:度量體系的物理量,符號為S。熵值越大,體系混亂度。同一條件下,不同物質(zhì)有不同的熵值;同一種物質(zhì)在不同狀態(tài)下熵值也不同,一般規(guī)律是S(g)>S(l)>S(s)。(2)熵變的含義:ΔS=S(生成物)-S(反應(yīng)物)。化學(xué)反應(yīng)的ΔS越大,越有利于反應(yīng)。4、化學(xué)反應(yīng)的方向與能量的關(guān)系能量變化是一個與反應(yīng)能否自發(fā)進行有關(guān)的因素,但決定反應(yīng)能否自發(fā)進行的惟一因素。(1)多數(shù)能自發(fā)進行的化學(xué)反應(yīng)是反應(yīng)。例如:在常溫、常壓下,氫氧化亞鐵被氧化為氫氧化鐵的反應(yīng)是自發(fā)的,反應(yīng)放熱:4Fe(OH)2(s)+2H2O(1)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)ΔH(298K)=-444.3kJ/mol(2)有不少反應(yīng)也能自發(fā)進行。例如:NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(1)ΔH(298K)=+37.30kJ/mol(3)有一些吸熱反應(yīng)在室溫條件下自發(fā)進行,但在溫度下則能自發(fā)進行。例如:在室溫下和較高溫度下均為吸熱過程的CaCO3的分解反應(yīng)。CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)ΔH(298K)=+178.2kJ/molΔH(1200K)=+176.5kJ/mol結(jié)論:研究表明,對于化學(xué)反應(yīng)而言,絕大多數(shù)放熱反應(yīng)都能自發(fā)進行,且反應(yīng)放出的熱量越多,體系能量降低得也越多,反應(yīng)越完全。可見,反應(yīng)的焓變是制約化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進行的因素之一?!疽族e提醒】反應(yīng)能量判據(jù)不是決定反應(yīng)能否自發(fā)進行的惟一因素。有些吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進行。5、化學(xué)反應(yīng)的方向與熵變的關(guān)系化學(xué)反應(yīng)中要發(fā)生物質(zhì)的變化或物質(zhì)狀態(tài)的變化,因此存在著熵變。反應(yīng)的熵變ΔS為反應(yīng)產(chǎn)物總熵與反應(yīng)物總熵之差。對于確定的化學(xué)反應(yīng),在一定條件下具有確定的熵變。(1)許多的反應(yīng)在常溫、常壓下可以自發(fā)進行。產(chǎn)生的反應(yīng),氣體物質(zhì)的的反應(yīng),熵變通常都是正值,為反應(yīng)。例如:2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g);NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l);(2)有些熵增的反應(yīng)在常溫、常壓下自發(fā)進行,但在溫度下可以自發(fā)進行。例如:CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g);C(石墨,s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g);(3)鋁熱反應(yīng)是的反應(yīng),它在一定條件下也可以進行。例如:2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s);結(jié)論:研究表明,除了熱效應(yīng)外,決定化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進行的另一個因素是體系的,自發(fā)反應(yīng)有趨向于體系的傾向?!疽族e提醒】少數(shù)熵減少的反應(yīng)在一定條件下也可以自發(fā)進行,如NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)。2、孤立體系或絕熱體系的自發(fā)過程才向著熵增的方向進行。6、化學(xué)反應(yīng)方向判斷方法(1)傳統(tǒng)的判斷方法①由物質(zhì)向物質(zhì)轉(zhuǎn)變。2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,穩(wěn)定性:NaCO3>NaHCO3。②離子反應(yīng)中,對于復(fù)分解反應(yīng),一般是由的物質(zhì)向的物質(zhì)轉(zhuǎn)變,或向離子濃度的方向轉(zhuǎn)變。a、由溶解度的物質(zhì)向溶解度的物質(zhì)轉(zhuǎn)變。如Na2SO4+CaCl2=CaSO4↓(微溶)+2NaCl,CaSO4+Na2CO3=CaCO3↓+Na2SO4,所以溶解性:CaCl2>CaSO4>CaCO3。b、由相對酸(堿)向相對酸(堿)轉(zhuǎn)變。如2CH3COOH+Na2CO3=2CH3COONa+CO2↑+H2O,NaSiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3,所以酸性強弱:CH3COOH>H2CO3>H2SiO3。③由難揮發(fā)(高沸點)性物質(zhì)向易揮發(fā)(低沸點)性物質(zhì)轉(zhuǎn)變。a、由揮發(fā)性酸向揮發(fā)性酸轉(zhuǎn)變。如NaCl+H2SO4(濃)NaHSO4+HCl↑,所以沸點:H2SO4(濃)>HCl。b、由揮發(fā)性酸酐向揮發(fā)性酸酐轉(zhuǎn)變。如CaCO3+SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3+CO2↑,所以沸點:SiO2>CO2。c、由揮發(fā)性金屬向揮發(fā)性金屬轉(zhuǎn)變。如2RbCl+Mgeq\o(=,\s\up7(熔融))MgCl2+2Rb,所以沸點:Mg>Rb。④由氧化性(還原性)的物質(zhì)向氧化性(還原性)的物質(zhì)的轉(zhuǎn)變。如2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2,2FeCl2+Cl2=2FeCl3,所以氧化性Cl2>FeCl3>I2。(2)用焓變和熵變判斷反應(yīng)的方向:體系的自由能變化(符號為,單位為kJ/mol)綜合考慮了焓變和熵變對體系的影響,可用于化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進行的方向的判斷,ΔG=。①當(dāng)ΔH<0,ΔS>0時,ΔG<0,反應(yīng)進行。②當(dāng)ΔH>0,ΔS<0時,ΔG>0,反應(yīng)進行。③當(dāng)ΔH>0,ΔS>0或ΔH<0,ΔS<0時,反應(yīng)是否自發(fā)進行與有關(guān),在一定溫度下可使ΔG=0,即反應(yīng)達平衡狀態(tài)。④ΔH<0、ΔS<0時,則ΔH-TΔS在較低溫度時可能零,所以有利于反應(yīng)自發(fā)進行。圖解如下:【易錯提醒】1、根據(jù)ΔH-TΔS<0判斷的只是反應(yīng)能否自發(fā)進行的可能性,具體的反應(yīng)能否實際發(fā)生,還涉及到化學(xué)反應(yīng)速率的問題。2、判斷一個化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進行,若無任何外加條件,可以認為我們所學(xué)過的化學(xué)反應(yīng)(電解反應(yīng)除外)都是能夠自發(fā)進行的。請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)1、同一物質(zhì)的固、液、氣三種狀態(tài)的熵值相同()2、非自發(fā)反應(yīng),一定條件下也能使其反應(yīng)發(fā)生()3、在其他外界條件不變的情況下,使用催化劑,可以改變化學(xué)反應(yīng)進行的方向()4、需要加熱才能夠進行的反應(yīng),肯定不是自發(fā)反應(yīng)()考向01考查自發(fā)過程和自發(fā)反應(yīng)的概念【例1】(2025·江蘇南通·一模)反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)一定條件下能自發(fā)進行,可用于處理汽車尾氣。下列說法正確的是A.反應(yīng)的溫度越高,平衡常數(shù)K的數(shù)值越小B.正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能C.該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K=D.反應(yīng)中每消耗11.2LNO,轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為6.02×1023【思維建?!筷P(guān)于反應(yīng)自發(fā)性需要注意化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)指出的僅僅是在一定條件下化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進行的趨勢,并不能說明在該條件下反應(yīng)一定能實際發(fā)生,還要考慮化學(xué)反應(yīng)的快慢問題。自發(fā)過程的兩種傾向:①體系趨向于高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對外部做功或釋放熱量)。②在密閉條件下,體系有從有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向性(無序體系更加穩(wěn)定)??枷?2考查化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)【例2】(2025·浙江·一模)相同溫度和壓強下,已知下列反應(yīng)均能自發(fā)進行,下列判斷正確的是

A., B.C. D.【思維建?!?、反應(yīng)能否自發(fā)進行需綜合考慮焓變和熵變對反應(yīng)的影響,復(fù)合判據(jù)ΔH-TΔS<0的反應(yīng)不一定能夠?qū)嶋H發(fā)生,只是指出了在該條件下化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進行的趨勢,還要考慮化學(xué)反應(yīng)的快慢問題。2、焓變、熵變和溫度對化學(xué)反應(yīng)方向的影響ΔHΔSΔH-TΔS反應(yīng)情況-+永遠是負值在任何溫度下過程均自發(fā)進行+-永遠是正值在任何溫度下過程均非自發(fā)進行++低溫為正高溫為負低溫時非自發(fā),高溫時自發(fā)--低溫為負高溫為正低溫時自發(fā),高溫時非自發(fā)【對點1】(2025·河北衡水·模擬預(yù)測)研究證明“惰性”的超臨界二氧化碳(sCO2)流體在輸送過程中也會腐蝕金屬管道。模擬該過程的反應(yīng)機理和在Fe界面及非界面處sCO2反應(yīng)過程的相對能量對比如圖所示。下列說法錯誤的是A.sCO2腐蝕鐵的總反應(yīng)為Fe+*CO2+*H2O=FeCO3+H2B.由與生成的反應(yīng)速率小于生成的反應(yīng)速率C.非界面處,CO2+H2O=H2CO3為自發(fā)反應(yīng)D.Fe能促進“惰性”sCO2的活性,起催化作用【對點2】(2025·海南·模擬預(yù)測)某小組探究的性質(zhì),裝置如圖所示,向燒瓶中滴加濃鹽酸,下列推理錯誤的是A.裝置I中可能會發(fā)生熵減反應(yīng)并產(chǎn)生“白煙”B.裝置II可以防止溶液倒吸進燒瓶中C.裝置III中最終一定會得到藍色沉淀D.氮化鎂的水解方程式為考點02化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控1、控制反應(yīng)條件的目的及措施(1)控制反應(yīng)條件的目的①促進有利的化學(xué)反應(yīng):通過控制反應(yīng)條件,可以化學(xué)反應(yīng)速率,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,從而促進有利的化學(xué)反應(yīng)進行。②抑制有害的化學(xué)反應(yīng):通過控制反應(yīng)條件,也可以化學(xué)反應(yīng)速率,有害物質(zhì)的產(chǎn)生或控制副反應(yīng)的發(fā)生,從而抑制有害的化學(xué)反應(yīng)繼續(xù)進行。(2)控制反應(yīng)條件考慮因素:在實際生產(chǎn)中常常需要結(jié)合、、等情況,綜合考慮影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的因素,尋找適宜的生產(chǎn)條件。此外,還要根據(jù)及等方面的規(guī)定和要求做出分析,權(quán)衡利弊,才能實施生產(chǎn)。(3)控制反應(yīng)條件的基本措施①控制化學(xué)反應(yīng)速率的措施:通過改變反應(yīng)體系的、溶液的、氣體的(或)、固體的以及使用等途徑調(diào)控反應(yīng)速率。②提高轉(zhuǎn)化率的措施:通過改變可逆反應(yīng)體系的、溶液的、氣體的(或)等改變可逆反應(yīng)的限度,從而轉(zhuǎn)化率。(4)工業(yè)上選擇適宜生產(chǎn)條件的原則外界條件有利于加快速率的條件控制有利于平衡正向移動的條件控制綜合分析結(jié)果濃度反應(yīng)物的濃度反應(yīng)物的濃度、減小生成物的濃度不斷地反應(yīng)物、及時地出生成物催化劑加合適的不需要加合適的溫度ΔH<0兼顧速率和平衡,考慮催化劑的ΔH>0在設(shè)備條件允許的前提下,盡量采取并考慮催化劑的壓強(有氣體參加)Δνg<0在設(shè)備條件允許的前提下,盡量采取Δνg>0兼顧速率和平衡,選取2、合成氨反應(yīng)的特點合成氨反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。已知298K時:ΔH=-92.4kJ·mol-1,ΔS=-198.2J·mol-1·K-1(1)可逆性:反應(yīng)為反應(yīng)(2)體積變化:正反應(yīng)是氣體體積的反應(yīng)(3)焓變:ΔH0,熵變:ΔS0(4)自發(fā)性:常溫(298K)下,ΔH-TΔS0,自發(fā)進行3、提高合成氨反應(yīng)速率和平衡轉(zhuǎn)化率的條件比較原理分析:根據(jù)合成氨反應(yīng)的特點,利用影響反應(yīng)速率的因素和勒夏特列原理分析應(yīng)如何選擇反應(yīng)條件,以增大合成氨的反應(yīng)速率、提高平衡混合物中氨的含量。條件提高反應(yīng)速率提高平衡轉(zhuǎn)化率綜合結(jié)果壓強高壓高壓高壓溫度高溫低溫兼顧速率和平衡,且考慮催化劑活性催化劑使用無影響使用濃度增大反應(yīng)物濃度增大反應(yīng)物濃度,降低生成物濃度增大反應(yīng)物濃度,且不斷減少生成物濃度4、工業(yè)合成氨的適宜條件外部條件工業(yè)合成氨的適宜條件壓強10~30MPa溫度400~500℃催化劑使用鐵觸媒作催化劑濃度液化氨并及時分離,補充原料氣并循環(huán)利用[n(N2)∶n(H2)=1∶2.8]請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)1、ΔH<0,ΔS>0的反應(yīng)在溫度低時不能自發(fā)進行()2、反應(yīng)NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室溫下可自發(fā)進行,則該反應(yīng)的ΔH<0()3、合成氨反應(yīng)中,壓強越大越利于增大反應(yīng)速率和平衡正向移動。()4、吸熱且熵增加的反應(yīng),當(dāng)溫度升高時,反應(yīng)一定能自發(fā)進行。()考向01考查合成氨反應(yīng)適宜條件的選擇【例1】(2025·北京東城·二模)硝酸是重要的化工原料。下圖為制硝酸的流程示意圖。下列說法正確的是A.流程中,、和NO作反應(yīng)物時,均作還原劑B.合成塔中高溫、高壓的反應(yīng)條件均是為了提高的平衡產(chǎn)率C.吸收塔中通入空氣的目的是提高NO的轉(zhuǎn)化率D.可選用銅作為盛裝液氨和濃硝酸的罐體材料【思維建?!抗I(yè)生產(chǎn)中,必須從反應(yīng)限度和反應(yīng)速率兩個角度選擇合成氨的適宜條件,既要考慮盡量增大反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,充分利用原料,又要選擇較快的反應(yīng)速率,提高單位時間內(nèi)的產(chǎn)量,同時還要考慮設(shè)備的要求和技術(shù)條件??枷?2考查工業(yè)上選擇適宜生產(chǎn)條件的原則【例2】(2025·甘肅金昌·三模)碳酸鈰[Ce2(CO3)3]是一種稀土材料,工業(yè)上常以氟碳鈰礦(主要成分為CeFCO3、BaO、SiO2)為原料制備碳酸鈰,其工藝流程如圖所示:已知:①“酸浸”后鈰元素主要以[CeF2]2+的形式存在;②Ce3+在空氣中易被氧化為Ce4+,兩者均能形成氫氧化物沉淀;③“還原”時,加入硫脲()的目的是將[CeF2]2+還原為Ce3+,硫脲被氧化為(SCN2H3)2。下列說法錯誤的是A.為了使“焙燒”更充分,應(yīng)當(dāng)從焙燒室的底部通入空氣B.“酸浸”的目的是除去氟碳鈰礦中的BaO,因此“濾渣1”為BaSO4C.加入硫脲后發(fā)生“還原”,反應(yīng)的離子方程式為2SC(NH2)2+2[CeF2]2+=(SCN2H3)2+2HF+2F-+2Ce3+D.“堿轉(zhuǎn)酸浸”最好隔絕空氣進行【思維建?!炕瘜W(xué)反應(yīng)適宜條件選擇的思維流程和原則1、化學(xué)反應(yīng)適宜條件選擇的思維流程2、化工生產(chǎn)適宜條件選擇的一般原則條件原則從化學(xué)反應(yīng)速率分析既不能過快,又不能太慢從化學(xué)平衡移動分析既要注意外界條件對速率和平衡影響的一致性,又要注意二者影響的矛盾性,盡可能使化學(xué)平衡向生成所需產(chǎn)物的方向移動從原料的利用率分析增加易得廉價原料,提高難得高價原料的利用率,循環(huán)利用從而降低生產(chǎn)成本從實際生產(chǎn)能力分析既要注意理論上的需要,又要考慮實際生產(chǎn)(如設(shè)備條件、安全操作、經(jīng)濟成本等)的可能性從催化劑的使用分析①防止催化劑中毒,增加乳化裝置;②溫度對催化劑活性的影響;③應(yīng)用催化劑的選擇性,控制副反應(yīng),提高產(chǎn)率,降低生產(chǎn)成本考向03考查催化劑在化學(xué)反應(yīng)調(diào)控中的作用分析【例3】(2025·山東聊城·模擬預(yù)測)我國科學(xué)家研發(fā)出一種新型雙溫催化劑,該催化劑催化和合成(反應(yīng)體系溫度為495℃)的原理如圖所示,下列分析錯誤的是A.“熱”上的變化屬于焓增、熵增的變化B.“熱”有利于快速轉(zhuǎn)化為NC.“冷”低于體系溫度,有利于提高合成氨反應(yīng)速率D.該催化劑能較好地解決傳統(tǒng)合成氨工藝中存在的反應(yīng)速率和平衡產(chǎn)率的矛盾【對點1】(2025·北京延慶·一模)硝酸是重要化工原料,工業(yè)合成氨以及氨氧化制取硝酸的原理示意圖如下。下列說法不正確的是A.合成塔中合成氨的反應(yīng)條件都是為了提高平衡轉(zhuǎn)化率B.氧化爐中反應(yīng)的化學(xué)方程式:C.A物質(zhì)可以是空氣或氧氣,目的是使盡量充分的轉(zhuǎn)化為D.生產(chǎn)過程中吸收塔產(chǎn)生的尾氣可用堿液吸收【對點2】(2025·黑龍江哈爾濱·二模)硼氫化鈉()具有優(yōu)良的還原性,在有機化學(xué)和無機化學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。用硼精礦(主要成分為,含有少量、、)制取的流程如圖:已知:偏硼酸鈉()易溶于水,在堿性條件下穩(wěn)定存在。下列說法正確的是A.濾渣1的成分為和B.濾渣2是,該物質(zhì)屬于氧化物C.“制取”時必須在干燥無氧環(huán)境下進行D.上述流程涉及的反應(yīng)存在氧化還原反應(yīng)【對點3】(2025·上海徐匯·模擬預(yù)測)冶銅煙氣可以作為工業(yè)制硫酸為原料。下列的說法正確的是A.500℃左右,轉(zhuǎn)化器中反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率最大B.使用以鐵為主的催化劑C.冶煉煙氣在進入轉(zhuǎn)化器之前,必須進行除塵、干燥等凈化操作,防止催化劑中毒D.壓強一般采用20~50MPa題型01化學(xué)反應(yīng)自發(fā)過程1.(2025·江蘇·一模)反應(yīng)可用于儲氫,可能機理如圖所示。下列說法正確的是A.該反應(yīng)的B.步驟I中帶正電荷的C與催化劑中的N之間作用C.步驟III中存在非極性鍵的斷裂和形成D.反應(yīng)中每消耗,轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為2.(2025·安徽·調(diào)研)一定溫度下,在1L恒容密閉容器中,發(fā)生“甲烷重整”反應(yīng):,其原理如下所示。已知“甲烷重整”反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)如下表所示:溫度/℃850100012001400K0.522751772下列說法錯誤的是A.物質(zhì)a可能是FeOB.該反應(yīng)在任何溫度下均可自發(fā)進行C.若減小的值,則的平衡轉(zhuǎn)化率增大D.1000℃,若容器中、,則反應(yīng)處于平衡狀態(tài)3.(2025·黑龍江雙鴨山·調(diào)研)以羰基化合物為載體運用化學(xué)平衡分離、提純某納米級活性鐵粉,反應(yīng)原理為裝置如下:已知溫度:.對于該過程理解不正確的是A.為放熱反應(yīng)B.是以為中心原子,為配體的配合物C.工作時,區(qū)域和區(qū)域發(fā)生反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)關(guān)系D.,溫度升高,反應(yīng)增大4.(2025·河南洛陽·調(diào)研)在含鐵配離子(用表示)存在下,某一物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)機理和相對能量變化如圖所示:下列說法正確的是A.反應(yīng)過程中Fe的成鍵數(shù)目不變B.反應(yīng)過程中斷裂與形成的共價鍵類型相同C.決定整個反應(yīng)快慢的反應(yīng)為D.若無存在,則HCOOH無法轉(zhuǎn)化為題型02化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)1.(2025·浙江·一模)化學(xué)與生產(chǎn)生活密切相關(guān),下列說法不正確的是A.利用硝酸銨和水合碳酸鈉的反應(yīng)可制冷敷袋,該反應(yīng)能發(fā)生的原理是熵增B.二氧化硅可用作牙膏的摩擦劑,說明它難溶于水C.La-Ni合金在一定條件下能吸放氫氣,故可用作儲氫合金D.氫氟酸呈酸性,故可用于刻蝕玻璃器皿2.(2025·甘肅白銀·模擬預(yù)測)利用CO2與H2在活化后的催化劑表面發(fā)生可逆反應(yīng)制備甲醇,反應(yīng)歷程如圖所示,已知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。下列說法正確的是A.上述反應(yīng)在低溫下為自發(fā)反應(yīng)B.溫度越高,上述反應(yīng)速率越快C.恒容條件下充入Ar,可增大CO2的平衡轉(zhuǎn)化率D.反應(yīng)歷程僅涉及極性鍵的斷裂和形成3.(2025·山西太原·模擬預(yù)測)鉍基催化劑對電化學(xué)還原制取甲酸(HCOOH)具有高效的選擇性。其反應(yīng)歷程與相對能量變化如圖所示,其中吸附在催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。下列說法正確的是A.使用Bi催化劑更有利于的吸附,該吸附過程的熵變B.反應(yīng)的C.使用催化劑時,最大能壘(活化能)是-0.32eVD.反應(yīng)中涉及極性鍵的形成4.(2025·四川廣安·模擬預(yù)測)工業(yè)上利用CO和H2O制備H2,利用計算機模擬的反應(yīng)歷程如下,其中吸附在Pt/SiO2催化劑表面用“·”標(biāo)注,Ts表示過渡態(tài)。下列說法不正確的是A.該反應(yīng)的正反應(yīng)活化能小于逆反應(yīng)活化能B.反應(yīng)歷程中反應(yīng)速率最快步驟的化學(xué)方程式為·OH+·H=H2OC.該反應(yīng)高溫自發(fā)進行D.使用催化劑可提高單位時間內(nèi)原料氣的轉(zhuǎn)化率5.(2025·重慶·三模)由直接脫氫制的反應(yīng)為

。在密閉容器中發(fā)生該反應(yīng),測得的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度和壓強的關(guān)系如圖所示,下列說法正確的是A.X、Z兩點平衡常數(shù):B.該反應(yīng)在任何條件下都能自發(fā)進行C.X、Y兩點的化學(xué)反應(yīng)速率:D.的平衡轉(zhuǎn)化率:6.(2025·全國·模擬預(yù)測)下列操作與實際化工原理相符的是A.接觸法制硫酸時,反應(yīng)需在高溫、高壓條件下進行B.除去某工業(yè)廢氣中的,可用含有鐵粉的溶液C.燃煤中加入生石灰,可減少酸雨的形成和溫室效應(yīng)D.在催化劑作用下,汽車尾氣中的CO可將NO氧化得到無污染的氣體題型03化學(xué)反應(yīng)條件的控制1.(2025·廣東惠州·調(diào)研)一定條件下,1-苯基丙炔(Ph-C=C-CH3)可與HCl發(fā)生催化加成,反應(yīng)如下:反應(yīng)過程中該炔烴及反應(yīng)產(chǎn)物的占比隨時間的變化如圖(已知:反應(yīng)I、Ⅲ為放熱反應(yīng)),下列說法不正確的是A.反應(yīng)活化能:反應(yīng)I<反應(yīng)ⅡB.反應(yīng)焓變:反應(yīng)I<反應(yīng)ⅡC.增加HCl濃度不會改變平衡時產(chǎn)物Ⅱ和產(chǎn)物I的比例D.選擇相對較短的反應(yīng)時間,及時分離可獲得高產(chǎn)率的產(chǎn)物Ⅰ2.(2025·河北邯鄲·調(diào)研)對于放熱的可逆反應(yīng),某一給定轉(zhuǎn)化率下,最大反應(yīng)速率對應(yīng)的溫度稱為最適宜溫度。反應(yīng)

在催化劑作用下原料的總轉(zhuǎn)化率與最適宜溫度(曲線Ⅰ)、原料的總平衡轉(zhuǎn)化率與溫度(曲線Ⅱ)的關(guān)系曲線示意圖最合理的是A. B.C. D.3.(2025·廣東湛江·調(diào)研)下列陳述Ⅰ與陳述Ⅱ均正確,且具有因果關(guān)系的是選項陳述Ⅰ陳述ⅡA氨氣的水溶液能導(dǎo)電氨氣是電解質(zhì)BH—F鍵能比H—Cl鍵能大HF的沸點比HCl高C工業(yè)合成氨需在高溫、高壓下才能進行該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)D濃硫酸具有吸水性可用于、等氣體干燥A.A B.B C.C D.D4.(2025·江蘇·模擬預(yù)測)一種生產(chǎn)環(huán)氧乙烷的反應(yīng)為:下列說法正確的是A.該反應(yīng)B.使用是為了提高乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率C.該反應(yīng)中每消耗乙烯,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為D.實際生產(chǎn)投料時,值越大,平衡體系中環(huán)氧乙烷物質(zhì)的量分數(shù)越大題型04合成氨反應(yīng)適宜條件的選擇1.(2025·湖北黃石·二模)化學(xué)與生產(chǎn)、生活息息相關(guān)。下列說法錯誤的是A.工業(yè)生產(chǎn)中一般采用400~500℃合成氨,原因之一是鐵觸媒在500℃左右時的活性最大B.味精能增加食品的鮮味,是一種常用的增味劑,其主要成分為谷氨酸鈉C.水玻璃具有黏結(jié)力強、耐高溫等特性,可用作黏合劑和防火劑,它是一種強電解質(zhì)D.鍋爐水垢中含有的CaSO4,可先用Na2CO3溶液處理,后用鹽酸除去2.(2025·浙江·模擬預(yù)測)工業(yè)合成氨是人類科學(xué)技術(shù)的一項重大突破,其反應(yīng)如下:。下面說法正確的是A.合成氨一般選擇400~500℃的原因主要考慮了溫度對速率的影響B(tài).將生成的氨氣及時液化分離,可推動平衡正向移動,加快反應(yīng)速率C.增大壓強雖能提高平衡產(chǎn)率,但實際生產(chǎn)中常采用20MPa以節(jié)省設(shè)備成本D.由于在空氣中含量高,因此直接將空氣與氫氣混合通入反應(yīng)爐3.(2025·陜西·三模)下列事實不能用平衡移動原理解釋的是A.工業(yè)合成氨時,選擇在500℃條件下進行B.密閉燒瓶內(nèi)的和的混合氣體,受熱后顏色加深C.用飽和食鹽水除去氯氣中混有的少量氯化氫D.乙醇和乙酸在濃硫酸作用下加熱制取乙酸乙酯4.(2025·上海寶山·一模)氨是最基本的化工原料之一,用途廣泛。自1913年合成氨工業(yè)化以來,科學(xué)家一直致力于合成氨技術(shù)的研究和發(fā)展。已知:

△H=-92kJ?mol-1。(1)有關(guān)溫度對該反應(yīng)自發(fā)性的影響,下列說法正確的是___________。A.低溫自發(fā) B.高溫自發(fā)C.任何溫度下均自發(fā) D.任何溫度下均不自發(fā)(2)合成氨反應(yīng)中部分共價鍵的鍵能如下表所示:共價鍵鍵能(kJ?mol-1)436946計算N-H的鍵能為___________kJ?mol-1。A.1173 B.782 C.391 D.360下圖為使用鐵催化劑和未使用催化劑合成氨反應(yīng)歷程的一部分。(3)上圖反應(yīng)歷程中,表示使用了鐵催化劑的是___________線,基元反應(yīng)有___________個。A.實,4 B.虛,5 C.實,6 D.虛,7(4)上圖反應(yīng)歷程中,控速步驟的反應(yīng)為___________。A. B.C. D.(5)工業(yè)合成氨采用鐵催化劑,需將反應(yīng)溫度控制在500℃左右的主要原因是。題型05氨的合成1.(2025·吉林·一模)下列說法錯誤的是A.海水提溴過程中鼓入熱空氣的目的是除去多余的氯氣B.接觸法制硫酸,用98.3%吸收,而不是用水吸收C.將通入冷的石灰乳中,可制得有效成分為的漂白粉D.合成氨反應(yīng)的原料氣必須經(jīng)過凈化2.(2025·四川成都·模擬預(yù)測)下列有關(guān)實驗裝置不能達成實驗?zāi)康牡氖茿.合成氨并檢驗氨的生成B.驗證鋅比鐵活潑C.檢驗1-溴丁烷消去產(chǎn)物D.趁熱過濾去除苯甲酸中不溶物A.A B.B C.C D.D3.(2025·陜西·三模)下列說法錯誤的是A.門捷列夫繪制了第一張元素周期表,并成功預(yù)測了某些未知元素及其特性B.哈伯因開發(fā)合成氨技術(shù)獲諾貝爾獎,該工藝通過直接氧化氮氣生產(chǎn)氨C.維勒首次在實驗室合成尿素,打破了有機物必須由生命體合成的觀念D.嫦娥五號探測器使用了新型碳化硅復(fù)合材料,碳化硅屬于無機非金屬材料4.(2025·江蘇·調(diào)研)氨是最重要的氮肥,是產(chǎn)量最大的化工產(chǎn)品之一,傳統(tǒng)的工業(yè)合成氨技術(shù)是德國人哈伯(FritzHaber)在1905年發(fā)明的,因此也被稱為哈伯法合成氨。哈伯本人也因此獲得了1918年度諾貝爾化學(xué)獎。哈伯法合成氨需要20~50MPa的高壓和500℃的高溫,并用鐵作催化劑。氫氣和氮氣在催化劑、高溫、高壓下合成氨,近一個世紀,全世界都這樣生產(chǎn)氨。(1)哈伯法制氨氣的化學(xué)反應(yīng)方程式為。(2)從結(jié)構(gòu)角度分析植物難以利用氮氣作為氮源的原因是。最近,韓國蔚山國家科學(xué)技術(shù)研究所(UNIST)與吉林大學(xué)、加拿大卡爾加里大學(xué)的研究人員合作,提出一種基于機械化學(xué)在溫和條件下由氮氣合成氨的新方案“球磨法”是在溫和的條件下(45℃和1bar,1bar=100kPa)合成氨,氨的最終體積分數(shù)可高達82.5%。該法分為兩個步驟(如圖):第一步,鐵粉在球磨過程中被反復(fù)劇烈碰撞而活化,產(chǎn)生高密度的缺陷,氮分子被吸附在這些缺陷上([Fe(N*)]),有助于氮分子的解離。第二步,N*發(fā)生加氫反應(yīng)得到NHx(x=1~3),劇烈碰撞中,NHx從催化劑表面脫附得到產(chǎn)物氨。(3)“球磨法”與“哈伯法”相比較,下列說法中正確的是。A.催化劑(Fe)缺陷密度越高,N2的吸附率越高B.“哈伯法”采用高溫主要用于解離氮氮三鍵,而“球磨法”不用解離氮氮三鍵C.“球磨法”中“劇烈碰撞”僅僅為了產(chǎn)生“活化缺陷”D.“球磨法”不采用高壓,是因為低壓產(chǎn)率已經(jīng)較高,加壓會增大成本(4)機械碰撞有助于催化劑缺陷的形成,而摩擦生熱會使體系溫度升高。圖甲是N2吸附量、體系溫度隨球磨轉(zhuǎn)速變化曲線,則應(yīng)選擇的最佳轉(zhuǎn)速約轉(zhuǎn)/min;若選擇500轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速,N2的吸附量降低的原因是。1.(2025·上海金山·調(diào)研)在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中,為了有利于SO2的轉(zhuǎn)化,且能充分利用熱能,采用了中間有熱交換器的接觸室(見圖)。下列說法錯誤的是A.a(chǎn)、b兩處的混合氣體成分含量相同,溫度不同B.c、d兩處的混合氣體成分含量不同,溫度相同C.熱交換器的作用是預(yù)熱待反應(yīng)的氣體,冷卻反應(yīng)后的氣體D.c處氣體經(jīng)熱交換后再次催化氧化的目的是提高SO2的轉(zhuǎn)化率2.(2025·安徽安慶·調(diào)研)固體界面上的吸附和離解是多相化學(xué)在環(huán)境、催化等科學(xué)領(lǐng)域研究的重要課題如圖為氣流中的CO2被捕獲到固體界面催化加氫合成重要的化工原料甲酸的程示意圖。下列敘述錯誤的是A.在捕獲過程中,N(C2H5)3能夠協(xié)助二氧化碳到達催化劑表面B.在固體界面因反應(yīng)活化能降低使H2迅速參與反應(yīng)C.CO2催化加氫合成甲酸是原子利用率幾乎達100%的反應(yīng)D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L甲酸(HCOOH)中所含的共價鍵數(shù)目為5NA3.(2025·湖北·模擬預(yù)測)從蝕刻廢液中回收硫酸銅的工藝流程如圖:下列說法錯誤的是A.混合時酸性過強或堿性過強,銅的回收率均會降低B.“濾液”中,C.混合過程中發(fā)生的反應(yīng)之一為D.溶解濾渣時用濃硫酸而不用稀硫酸,有利于提高產(chǎn)品純度和銅回收率4.(2025·浙江嘉興·調(diào)研)2019年9月我國科研人員研制出Ti—H—Fe雙溫區(qū)催化劑,其中Ti—H區(qū)域和Fe區(qū)域的溫度差可超過100℃。Ti—H—Fe雙溫區(qū)催化合成氨的反應(yīng)歷程如圖所示,其中吸附在催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。下列說法正確的是A.①②③在Fe區(qū)域發(fā)生,處于低溫區(qū)B.④過程表示N原子由Fe區(qū)域向Ti—H區(qū)域傳遞C.該歷程中能量變化最大的是2.46eV,①是氮分子中氮氮三鍵的斷裂過程D.使用Ti—H一Fe雙溫區(qū)催化合成氨,使合成氨反應(yīng)轉(zhuǎn)化為吸熱反應(yīng)5.(2025·湖南·一模)乙烷催化裂解制備乙烯和氫氣的反應(yīng)式為C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)ΔH,工業(yè)上在裂解過程中可以實現(xiàn)邊反應(yīng)邊分離出生成的氫氣。在不同溫度下,1.0molC2H6(g)在恒容密閉容器中發(fā)生該反應(yīng)。H2的移出率α不同時,乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示。已知:下列說法錯誤的是A.由圖可知:α1>α2>α3B.該反應(yīng)在高溫可以自發(fā)進行C.α2=50%,則A點體系中乙烯的體積分數(shù)約為60%D.若恒溫恒壓條件下向體系中充入適量水蒸氣,可提高C2H6轉(zhuǎn)化率6.(2025·甘肅金昌·二模)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氣態(tài)反應(yīng)物、生成物及活化分子[A(B)表示“A+B→產(chǎn)物”的活化分子]的相對能量如表所示:物質(zhì)NO(g)NO2(g)SO2(g)SO3(g)相對能量/(kJ·mol-1)91.333.2-296.8-395.7物質(zhì)O2(g)O3(g)NO(O3)SO2(O3)相對能量/(kJ·mol-1)0142.7237.2-96.1下列說法錯誤的是。A.NO2(g)+SO2(g)=NO(g)+SO3(g)ΔH=-40.8kJ·mol-1B.反應(yīng)3O2(g)=2O3(g)能自發(fā)進行C.相同條件下,SO2(g)+O3(g)?SO3(g)+O2(g)的反應(yīng)速率比NO(g)+O3(g)?NO2(g)+O2(g)的小D.1molNO2(g)的總鍵能大于1molNO(g)的總鍵能7.(2025·貴州遵義·一模)“碳中和”是當(dāng)前全球應(yīng)對氣候變化的重要目標(biāo),通過特定技術(shù)將二氧化碳轉(zhuǎn)化成有用產(chǎn)品是實現(xiàn)該目標(biāo)的關(guān)鍵路徑之一。(1)一定條件下,加氫可轉(zhuǎn)化為綠色產(chǎn)品。該轉(zhuǎn)化體系涉及以下三個反應(yīng):反應(yīng)Ⅰ:

反應(yīng)Ⅱ:

反應(yīng)Ⅲ:

①一定溫度下,反應(yīng)Ⅱ能自發(fā)進行,則0(填“>”“<”或“=”)②計算的。③在一定條件下,反應(yīng)Ⅰ的正、逆反應(yīng)速率方程:正反應(yīng)速率,逆反應(yīng)速率(、分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù),只與溫度有關(guān),x為物質(zhì)的量分數(shù))。達到平衡后,升高溫度,增大的倍數(shù)增大的倍數(shù)(填“>”“<”或“=”)。(2)一定條件下,可轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品HCOOH。該轉(zhuǎn)化體系涉及以下兩個反應(yīng):Ⅰ.主反應(yīng):

Ⅱ.副反應(yīng):

①在恒容密閉容器中加入等物質(zhì)的量的和,起始壓強為kPa,平衡時壓強為PkPa,CO與HCOOH的濃度相等,用各物質(zhì)的平衡分壓表示反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)(用含和P的代數(shù)式表示);能提高HCOOH平衡產(chǎn)率的措施有(至少寫出兩種)。②實驗測得平衡時的轉(zhuǎn)化率及HCOOH和CO的選擇性(產(chǎn)物的選擇性:生成的HCOOH或CO與轉(zhuǎn)化的的比值)隨溫度變化如圖所示。曲線a表示;曲線b表示;溫度高于240℃時,隨著溫度升高曲線a和b均呈下降趨勢的原因是。8.(2025·甘肅白銀·模擬預(yù)測)常用作脫硝催化劑,采用共沉淀法等比摻入金屬M后,催化劑的脫硝性能及抗硫中毒性能會發(fā)生改變。煙氣脫硝的主要副產(chǎn)物為,主反應(yīng)如下:反應(yīng)Ⅰ:反應(yīng)Ⅱ:(1)已知:。則。(2)某條件下對于反應(yīng)Ⅰ,,,、為速率常數(shù)。當(dāng)時,降低溫度,變?yōu)椋優(yōu)?,則(填“>”“<”或“=”)。(3)利用某分子篩作催化劑,可脫除廢氣中的NO和,其反應(yīng)歷程如下圖所示。圖中生成X的離子方程式為,歷程圖中總反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(4)將模擬煙氣按一定流速通到催化劑表面,不同溫度下,在氣體出口處測定相關(guān)物質(zhì)濃度,得出NO的轉(zhuǎn)化率、的選擇性、的生成量隨溫度變化的關(guān)系如下圖。①選擇,溫度高于時NO的轉(zhuǎn)化率下降的原因為。②綜合分析,該脫硝過程應(yīng)選擇的最佳催化劑為。(5)、下,向恒溫、恒壓的密閉容器中通入、、(假設(shè)僅發(fā)生反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ)。達到平衡后測得的轉(zhuǎn)化率為,體系中的物質(zhì)的量為1.2mol。則NO的轉(zhuǎn)化率為,反應(yīng)Ⅰ的(分壓=總壓物質(zhì)的量分數(shù))(寫出計算式即可)。1.(2023·遼寧·高考真題)下列有關(guān)物質(zhì)的工業(yè)制備反應(yīng)錯誤的是A.合成氨:N2+3H22NH3 B.制HCl:H2+Cl22HClC.制粗硅:SiO2+2CSi+2CO D.冶煉鎂:2MgO(熔融)2Mg+O2↑2.(2025·海南·高考真題)等溫等壓下,

。此反應(yīng)放出的熱用于火力發(fā)電,能量轉(zhuǎn)化效率為。下列說法錯誤的是A.該反應(yīng)B.產(chǎn)物為時,反應(yīng)放出的熱量減少C.該反應(yīng)在燃料電池模式下進行,反應(yīng)焓變?yōu)?,D.該反應(yīng)在燃料電池模式下做電功,轉(zhuǎn)化效率為,3.(2025·江西·高考真題)一定壓強下,乙烯水合反應(yīng)為:已知:氣體均視為理想氣體,下列說法正確的是A.反應(yīng)的活化能: B.恒溫恒容充入,平衡向左移動C.隨溫度升高而降低 D.平衡后,升高溫度,4.(2024·

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