第八章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第39講化學(xué)反應(yīng)的方向化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控化學(xué)內(nèi)容索引考點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)的方向考點(diǎn)二化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控——工業(yè)合成氨第一部分第二部分必備知識整合01對點(diǎn)題組突破02課時作業(yè)第四部分必備知識整合01對點(diǎn)題組突破02高考真題演練第三部分1．了解熵、熵變的含義，會用復(fù)合判據(jù)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。2.認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的綜合調(diào)控在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中的重要作用?？键c(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)的方向第分部一1．自發(fā)反應(yīng)在一定條件下，無須外界幫助就能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)稱為自發(fā)反應(yīng)。2．熵和熵變的含義(1)熵的含義度量體系混亂程度的物理量，符號為__。熵值越大，體系混亂度越大。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)。必備知識整合S>>(2)熵變的含義ΔS＝S(生成物)－S(反應(yīng)物)?；瘜W(xué)反應(yīng)的ΔS越大，越有利于反應(yīng)________。自發(fā)進(jìn)行3．化學(xué)反應(yīng)方向的判斷(1)ΔG＝ΔH－TΔS當(dāng)ΔG＜0時，反應(yīng)__自發(fā)進(jìn)行；當(dāng)ΔG＝0時，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；當(dāng)ΔG＞0時，反應(yīng)____自發(fā)進(jìn)行。能不能(2)一般規(guī)律①ΔH＜0，ΔS＞0時，反應(yīng)__自發(fā)進(jìn)行；②ΔH＞0，ΔS＜0時，反應(yīng)____自發(fā)進(jìn)行；③ΔH＞0，ΔS＞0時，__溫可能自發(fā)進(jìn)行；④ΔH＜0，ΔS＜0時，__溫可能自發(fā)進(jìn)行。能不能高低正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)，反應(yīng)速率一定很大。(

)(2)用焓判據(jù)或熵判據(jù)判斷同一反應(yīng)進(jìn)行的方向其結(jié)果相同。(

)(3)低溫更有利于2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)的自發(fā)進(jìn)行。(

)(4)吸熱過程沒有自發(fā)進(jìn)行的傾向性，但在一定條件下也可自發(fā)進(jìn)行。(

)(5)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(jìn)行的方向。(

)××√

√

1．下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)方向及其判據(jù)的說法中正確的是(

)A．1molSO3在不同狀態(tài)時的熵值：S[SO3(s)]>S[SO3(l)]>S[SO3(g)]B．常溫下，反應(yīng)C(s)＋CO2(g)===2CO(g)不能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的ΔH>0C．凡是需要加熱的反應(yīng)都不能自發(fā)進(jìn)行D．反應(yīng)2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)

ΔH>0能否自發(fā)進(jìn)行與溫度無關(guān)對點(diǎn)題組突破B解析：物質(zhì)聚集狀態(tài)不同，熵值不同，S(g)>S(l)>S(s)，1molSO3在不同狀態(tài)時的熵值：S[SO3(s)]<S[SO3(l)]<S[SO3(g)]，A錯誤；反應(yīng)的自發(fā)性由焓變和熵變共同決定，該反應(yīng)ΔS>0，常溫下不能自發(fā)進(jìn)行，說明常溫下ΔG＝ΔH－TΔS>0，所以該反應(yīng)的ΔH>0，B正確；反應(yīng)的自發(fā)性由焓變和熵變共同決定，當(dāng)ΔG＝ΔH－TΔS<0時反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，與是否需要加熱沒有必然聯(lián)系，C錯誤；該反應(yīng)的ΔH>0、ΔS>0，由ΔG＝ΔH－TΔS<0的反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行，可知題述反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行與溫度有關(guān)，D錯誤。2．可用焓變和熵變來判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向，下列都是能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，其中是吸熱反應(yīng)且反應(yīng)后熵增的是(

)A．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑B．3Fe＋2O2===Fe3O4C．(NH4)2CO3===NH4HCO3＋NH3↑D．NaOH＋HCl===NaCl＋H2OC解析：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑是放熱反應(yīng)，故A不符合題意；3Fe＋2O2===Fe3O4是放熱反應(yīng)，故B不符合題意；(NH4)2CO3===NH4HCO3＋NH3↑，反應(yīng)屬于分解反應(yīng)，是吸熱反應(yīng)，產(chǎn)物氣體化學(xué)計量數(shù)和大于反應(yīng)物氣體化學(xué)計量數(shù)，是熵增加的反應(yīng)，故C符合題意；NaOH＋HCl===NaCl＋H2O是放熱反應(yīng)，故D不符合題意。3．(1)汽車燃油不完全燃燒時產(chǎn)生CO，有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去CO：2CO(g)===2C(s)＋O2(g)。已知該反應(yīng)的ΔH＞0，簡述該設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)的依據(jù)：______________________________________________________________________。不能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樵摲磻?yīng)的ΔH＞0，ΔS＜0，ΔG>0，反應(yīng)不可能自發(fā)進(jìn)行(2)超音速飛機(jī)在平流層飛行時，尾氣中的NO會破壞臭氧層。科學(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2，化學(xué)方程式為2NO＋2CO??2CO2＋N2。反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，則反應(yīng)的ΔH__(填“＞”“＜”或“＝”)0，理由是___________________________________________________________________________。(3)已知CaSO4(s)＋CO(g)??CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)

ΔH＝＋218kJ·mol-1，該反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)條件是____。＜該反應(yīng)的ΔS＜0，因該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，根據(jù)ΔG＝ΔH－TΔS＜0可知ΔH＜0高溫考點(diǎn)二化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控——工業(yè)合成氨第分部二必備知識整合1．合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol-1，ΔS＝－198.2J·mol-1·K-1。合成氨反應(yīng)是____反應(yīng)，正反應(yīng)是____反應(yīng)，正反應(yīng)是氣體分子數(shù)____的反應(yīng)?？赡娣艧釡p小2．工業(yè)合成氨反應(yīng)的適宜條件(1)從反應(yīng)速率和反應(yīng)限度兩個角度選擇反應(yīng)條件(2)實(shí)際工業(yè)合成氨反應(yīng)的適宜條件①壓強(qiáng)：10MPa～30MPa。②溫度：400～500℃。③催化劑：通常采用鐵觸媒。④濃度：N2與H2的投料比(物質(zhì)的量之比)為1∶2.8。3．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，又要注意對二者影響的矛盾性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，從而降低生產(chǎn)成本從實(shí)際生產(chǎn)能力分析如設(shè)備承受高溫、高壓能力等從催化劑的使用活性分析注意催化劑的活性受溫度的限制×正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)充入的N2越多越有利于NH3的合成。(

)(2)升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率一定增大，但轉(zhuǎn)化率不一定增大。(

)(3)合成氨溫度選擇500℃左右，主要是從反應(yīng)速率角度考慮。(

)(4)在合成氨工業(yè)中，加壓可以加快反應(yīng)速率，但壓強(qiáng)過高，氨的產(chǎn)率會降低。(

)(5)使氣態(tài)氨變成液氨后及時從平衡混合物中分離出去，可提高原料的利用率。(

)√√×√對點(diǎn)題組突破題組一工業(yè)合成氨條件的分析1．氨既是一種重要的化工產(chǎn)品，又是一種重要的化工原料。如圖為合成氨以及氨催化制硝酸的流程示意圖。下列說法不正確的是(

)A．可以利用NH3易液化的性質(zhì)分離出NH3B．合成氨反應(yīng)需要在低溫下進(jìn)行C．對原料氣壓縮是為了提高原料氣的轉(zhuǎn)化率D．吸收塔中通入A是為了提高原料的利用率B解析：利用NH3易液化的性質(zhì)分離出NH3，促進(jìn)平衡正向進(jìn)行，故A正確；低溫有利于提高原料氣的轉(zhuǎn)化率，但不利于提高反應(yīng)速率和催化劑發(fā)揮催化作用，因此合成氨不采用低溫條件，故B錯誤；對原料氣壓縮相當(dāng)于加壓，增大壓強(qiáng)，促進(jìn)平衡正向移動，可以提高原料氣的轉(zhuǎn)化率，故C正確；一氧化氮與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，二氧化氮、氧氣和水反應(yīng)生成硝酸，A為O2，吸收塔中通入A是為了提高原料的利用率，故D正確。2．德國化學(xué)家格哈德·埃特爾的成就之一是證實(shí)了氫氣與氮?dú)庠诠腆w催化劑表面合成氨氣的反應(yīng)過程，因此獲取了諾貝爾化學(xué)獎，該反應(yīng)過程模擬示意圖如圖。關(guān)于合成氨工藝，下列說法正確的是(

)AA．圖①到圖③的活化能減去圖⑤到圖③的活化能就是合成氨反應(yīng)的反應(yīng)熱B．反應(yīng)中有極性鍵的斷裂與形成C．當(dāng)溫度、體積一定時，在原料氣中添加少量惰性氣體，有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率D．合成氨反應(yīng)使用的條件為高溫、高壓是為了提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率解析：圖①到圖③為氮?dú)夂蜌錃庵械幕瘜W(xué)鍵斷裂的過程，圖⑤到圖③為氨氣中化學(xué)鍵的斷裂的過程，故圖①到圖③的活化能減去圖⑤到圖③的活化能就是合成氨反應(yīng)的反應(yīng)熱，A正確；該反應(yīng)過程為氮?dú)夂蜌錃夥磻?yīng)生成氨氣，反應(yīng)過程中只有非極性鍵的斷裂和極性鍵的形成，B錯誤；當(dāng)溫度、體積一定時，在原料氣中添加少量惰性氣體不影響各組分的濃度，因此不影響平衡，不能提高平衡轉(zhuǎn)化率，C錯誤；合成氨的反應(yīng)是氣體總體積減小的放熱反應(yīng)，故高壓是為了提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率，但高溫不是為了提高平衡轉(zhuǎn)化率，D錯誤。題組二化工生產(chǎn)適宜條件的選擇3．(2024·江蘇徐州高三期中)汽車安裝尾氣凈化裝置也可除去NOx，化學(xué)方程式為2NO2(g)＋4CO(g)??N2(g)＋4CO2(g)，關(guān)于反應(yīng)2NO2(g)＋4CO(g)??N2(g)＋4CO2(g)，下列說法正確的是(

)A．該反應(yīng)的ΔS>0B．選擇合適的催化劑，可以使NO2完全轉(zhuǎn)化成N2C．及時移除N2、CO2，正反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動D．上述反應(yīng)中每生成0.1molN2，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目約為0.8×6.02×1023D解析：根據(jù)氣體的化學(xué)計量數(shù)可知此反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，所以該反應(yīng)的ΔS<0，A錯誤；催化劑只能改變反應(yīng)速率不能改變轉(zhuǎn)化率，B錯誤；及時移除N2、CO2，逆反應(yīng)速率減小，正反應(yīng)速率開始不變，平衡向正反應(yīng)方向移動，導(dǎo)致反應(yīng)物濃度減小，正反應(yīng)速率隨之減小，C錯誤；題述反應(yīng)中當(dāng)生成1mol氮?dú)鈺r，轉(zhuǎn)移電子為8mol，所以每生成0.1molN2，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目約為0.8×6.02×1023，D正確。4．鉀是一種活潑的金屬，工業(yè)上通常用金屬鈉和氯化鉀在高溫下反應(yīng)制取。該反應(yīng)為Na(l)＋KCl(l)??NaCl(l)＋K(g)

ΔH>0。該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為K＝c(K)，各物質(zhì)的沸點(diǎn)與壓強(qiáng)的關(guān)系見下表：壓強(qiáng)/kPa13.3353.32101.3K的沸點(diǎn)/℃590710770Na的沸點(diǎn)/℃700830890NaCl的沸點(diǎn)/℃——1437KCl的沸點(diǎn)/℃——1465(1)在常壓下金屬鉀轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)從反應(yīng)混合物中分離的最低溫度約為________，而反應(yīng)的最高溫度應(yīng)低于________。(2)制取鉀的過程中，為了提高原料的轉(zhuǎn)化率可以采取的措施是_____________________________________(任寫兩條)。(3)常壓下，當(dāng)反應(yīng)溫度升高到900℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為____________。770℃890℃降低壓強(qiáng)、移去鉀蒸氣(或適當(dāng)升高溫度)選擇適宜工業(yè)生產(chǎn)條件的解題流程(1)分析反應(yīng)特點(diǎn)。主要分析反應(yīng)的方向性、可逆性、反應(yīng)熱和熵變等。(2)原理分析。根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn)，利用影響反應(yīng)速率的因素和勒夏特列原理分析增大反應(yīng)速率、提高原料轉(zhuǎn)化率的反應(yīng)條件。(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析反應(yīng)條件，確定適宜條件的范圍及催化劑的篩選。(4)根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況、經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)保要求等最終確定適宜的條件。高考真題演練第分部三1．(2022·浙江1月選考)AB型強(qiáng)電解質(zhì)在水中的溶解(可視作特殊的化學(xué)反應(yīng))表示為AB(s)===An＋(aq)＋Bn－(aq)，其焓變和熵變分別為ΔH和ΔS。對于不同組成的AB型強(qiáng)電解質(zhì)，下列說法正確的是(

)A．ΔH和ΔS均大于零B．ΔH和ΔS均小于零C．ΔH可能大于零或小于零，ΔS大于零D．ΔH和ΔS均可能大于零或小于零D解析：強(qiáng)電解質(zhì)NaOH溶于水放熱，ΔH＜0，強(qiáng)電解質(zhì)NH4Cl溶于水吸熱，ΔH＞0，A、B錯誤；AB型強(qiáng)電解質(zhì)固體溶于水轉(zhuǎn)化為離子，混亂度增加，但離子在水中存在水合過程，使水的混亂度下降，所以整個溶解過程的熵變?nèi)Q于固體轉(zhuǎn)化為離子的熵增和水合過程的熵減兩個作用的相對大小，若前者占主導(dǎo)，則溶解過程熵增，反之熵減，C錯誤，D正確。D3．(1)(2024·貴州卷節(jié)選)在無氧環(huán)境下，CH4經(jīng)催化脫氫芳構(gòu)化可以直接轉(zhuǎn)化為高附加值的芳烴產(chǎn)品。一定溫度下，CH4芳構(gòu)化時同時存在如下反應(yīng)：ⅰ.CH4(g)―→C(s)＋2H2(g)

ΔH1＝＋74.6kJ·mol-1

ΔS＝＋80.84J·mol-1·K-1ⅱ.6CH4(g)―→C6H6(l)＋9H2(g)

ΔH2反應(yīng)ⅰ在1000K時__(填“能”或“不能”)自發(fā)進(jìn)行。能解析：反應(yīng)ⅰ.CH4(g)―→C(s)＋2H2(g)

ΔH1＝＋74.6kJ·mol-1

ΔS＝＋80.84J·mol-1·K-1，在1000K時，ΔG＝ΔH－TΔS＝＋74.6kJ·mol-1－1000K×80.84×10-3kJ·mol-1·K-1＝－6.24kJ·mol-1＜0，故反應(yīng)ⅰ在1000K時能自發(fā)進(jìn)行。(2)(2024·浙江6月選考節(jié)選)氫是清潔能源，硼氫化鈉(NaBH4)是一種環(huán)境友好的固體儲氫材料，其水解生氫反應(yīng)方程式如下：(除非特別說明，本題中反應(yīng)條件均為25℃，101kPa)NaBH4(s)＋2H2O(l)===NaBO2(aq)＋4H2(g)

ΔH<0請回答：①該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的條件是__(填字母)。A．高溫 B．低溫C．任意溫度 D．無法判斷C請書寫一個方程式表示NaBO2再生為NaBH4的一種制備方法，并注明ΔG：_______________________________________________________________。(要求：反應(yīng)物不超過三種物質(zhì)；氫原子利用率為100%。)NaBO2(s)＋2H2(g)＋2Mg(s)===NaBH4(s)＋2MgO(s)ΔG＝－340kJ/mol解析：①反應(yīng)NaBH4(s)＋2H2O(l)===NaBO2(aq)＋4H2(g)

ΔH<0，ΔS＞0，由ΔG＝ΔH－TΔS可知，任意溫度下，該反應(yīng)均能自發(fā)進(jìn)行，故選C。②結(jié)合題干信息，要使得氫原子利用率為100%，可由(2×反應(yīng)Ⅲ)－(2×反應(yīng)Ⅱ＋反應(yīng)Ⅰ)，得NaBO2(s)＋2H2(g)＋2Mg(s)===NaBH4(s)＋2MgO(s)，ΔG＝2ΔG3－(2ΔG2＋ΔG1)＝2×(－570kJ/mol)－[2×(－240kJ/mol)＋(－320kJ/mol)]＝－340kJ/mol。4．(2023·遼寧卷節(jié)選)硫酸工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。(1)鉛室法使用了大容積鉛室制備硫酸(76%以下)，副產(chǎn)物為亞硝基硫酸，主要反應(yīng)如下：NO2＋SO2＋H2O===NO＋H2SO4；2NO＋O2===2NO2。①上述過程中NO2的作用為______。②為了適應(yīng)化工生產(chǎn)的需求，鉛室法最終被接觸法所代替，其主要原因是___________________________________________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。催化劑鉛室法制硫酸過程中使用了污染空氣的氮氧化合物、產(chǎn)品中存在雜質(zhì)亞硝基硫酸解析：①根據(jù)所給的化學(xué)方程式，NO2在反應(yīng)過程中先消耗再生成，說明NO2在反應(yīng)中起催化劑的作用。②近年來，鉛室法被接觸法代替是因?yàn)樵诜磻?yīng)中使用了污染空氣的氮氧化物，有NO和NO2放出影響空氣環(huán)境，同時作為催化劑的NO2可以溶解在硫酸中生成亞硝基硫酸，影響產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)率不高。a．溫度越高，反應(yīng)速率越大b．α＝0.88的曲線代表平衡轉(zhuǎn)化率c．α越大，反應(yīng)速率最大值對應(yīng)溫度越低d．可根據(jù)不同α下的最大速率，選擇最佳生產(chǎn)溫度cd②為提高釩催化劑的綜合性能，我國科學(xué)家對其進(jìn)行了改良。不同催化劑下，溫度和轉(zhuǎn)化率關(guān)系如下圖所示，催化性能最佳的是__(填字母)。d解析：①根據(jù)不同轉(zhuǎn)化率下的反應(yīng)速率曲線可以看出，隨著溫度的升高，反應(yīng)速率先加快后減慢，a錯誤；從圖中所給出的速率曲線可以看出，相同溫度下，存在轉(zhuǎn)化率大于0.88的情況，則該曲線不能代表平衡轉(zhuǎn)化率，b錯誤；從圖像可以看出隨著轉(zhuǎn)化率的增大，最大反應(yīng)速率不斷減小，最大反應(yīng)速率出現(xiàn)的溫度也逐漸降低，c正確；從圖像可以看出隨著轉(zhuǎn)化率的增大，最大反應(yīng)速率出現(xiàn)的溫度也逐漸降低，這時可以根據(jù)不同轉(zhuǎn)化率選擇合適的反應(yīng)溫度以減少能源的消耗，d正確。②為了提高釩催化劑的綜合性能，科學(xué)家對催化劑進(jìn)行了改良，從圖中可以看出相同溫度下字母為d的催化劑(V--K--Cs--Ce)對應(yīng)的SO2的轉(zhuǎn)化率最高，催化性能最佳。課時作業(yè)39第分部四一、選擇題(每小題3分，共30分。每小題只有1個選項(xiàng)符合題意)1．下列自發(fā)反應(yīng)可用焓判據(jù)來解釋的是(

)A．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋56.7kJ·mol-1B．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)

ΔH＝＋74.9kJ·mol-1C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH＝－571.6kJ·mol-1D．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)ΔH＝＋178.2kJ·mol-1C解析：從焓變的角度分析，化學(xué)反應(yīng)由高能狀態(tài)向低能狀態(tài)轉(zhuǎn)化，使體系能量降低的趨勢，表現(xiàn)為放熱反應(yīng)較易進(jìn)行。2．合成氨工業(yè)上，采用氮?dú)溲h(huán)操作的主要目的是(

)A．加快反應(yīng)速率B．提高氨氣的平衡濃度C．提高氮?dú)夂蜌錃獾睦寐蔇．降低氨氣的沸點(diǎn)解析：合成氨是可逆反應(yīng)，原料不能完全轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物，采用氮?dú)溲h(huán)操作的主要目的是提高氮?dú)夂蜌錃獾睦寐省3．已知2A(g)??3B(g)＋C(g)

ΔH＞0，假設(shè)ΔH和ΔS不隨溫度變化而改變，下列說法中正確的是(

)A．低溫下能自發(fā)進(jìn)行B．高溫下能自發(fā)進(jìn)行C．任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行D．任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行B解析：2A(g)??3B(g)＋C(g)

ΔH＞0，即正反應(yīng)是氣體體積增大的吸熱反應(yīng)，ΔH＞0，ΔS＞0，由ΔH－TΔS＜0時反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行可知，該反應(yīng)在高溫下能自發(fā)進(jìn)行，在低溫下不能自發(fā)進(jìn)行。4．合成氨工業(yè)中，常加熱至500℃，下列有關(guān)敘述正確的是(

)A．為加快反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡所需要的時間B．加快v正，減小v逆C．使平衡向合成氨的方向移動D．提高原料轉(zhuǎn)化率解析：合成氨是放熱反應(yīng)，從化學(xué)平衡角度來看，采用500℃的高溫，不利于氨的合成。但是從提高反應(yīng)速率和催化劑活性角度考慮，可采用適當(dāng)?shù)母邷亍5．(2022·湖南卷節(jié)選)已知ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG的值只決定于反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)，忽略ΔH、ΔS隨溫度的變化。若ΔG<0，則該反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行。根據(jù)如圖判斷：600℃時，下列反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行的是(

)A．C(s)＋O2(g)===CO2(g)B．2C(s)＋O2(g)===2CO(g)C．TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)D．TiO2(s)＋C(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋CO2(g)C解析：由題圖可知，600℃時，反應(yīng)C(s)＋O2(g)===CO2(g)的ΔG<0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，故A不符合題意；600℃時，反應(yīng)2C(s)＋O2(g)===2CO(g)的ΔG<0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，故B不符合題意；600℃時，反應(yīng)TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)的ΔG>0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，故C符合題意；根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)TiO2(s)＋C(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋CO2(g)可由選項(xiàng)A反應(yīng)＋選項(xiàng)C反應(yīng)得到，且由題圖中數(shù)據(jù)可知600℃時其ΔG<0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，故D不符合題意。C6．已知體系自由能變化ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG<0時反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，兩個氫化反應(yīng)的ΔG與溫度的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是(

)A．反應(yīng)①的ΔS<0B．反應(yīng)②在600℃時的反應(yīng)速率很快C．溫度大于1000℃時，反應(yīng)①能自發(fā)進(jìn)行D．反應(yīng)②的ΔH>0解析：反應(yīng)①隨溫度的升高，ΔG逐漸減小，則ΔS>0，故A錯誤；由題圖可以推測自發(fā)反應(yīng)時的溫度，但無法推測溫度對應(yīng)的反應(yīng)速率快慢，故B錯誤；反應(yīng)①在溫度大于1000℃時ΔG<0，故此時反應(yīng)①能自發(fā)進(jìn)行，故C正確；根據(jù)圖像和數(shù)學(xué)知識可知，反應(yīng)②的ΔH<0，故D錯誤。C解析：反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行應(yīng)滿足ΔG＝ΔH－TΔS＜0，該反應(yīng)ΔS<0，所以該反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行是由于ΔH<0的影響，A項(xiàng)正確；硅為固體，不能體現(xiàn)在平衡常數(shù)中，根據(jù)平衡常數(shù)的定義，可知平衡常數(shù)表示正確，B項(xiàng)正確；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫會使平衡逆向移動，Si的平衡轉(zhuǎn)化率會減小，C項(xiàng)錯誤；該反應(yīng)是氣體化學(xué)計量數(shù)減小的反應(yīng)，縮小體積增大壓強(qiáng)會使反應(yīng)平衡正向移動，提高Si的轉(zhuǎn)化率，D項(xiàng)正確。8．(2025·黑龍江哈爾濱九中期中)在523.15K、7MPa的條件下，乙烯通過固體酸催化可直接與水反應(yīng)生成乙醇：C2H4(g)＋H2O(g)??C2H5OH(g)。該反應(yīng)的吉布斯自由能(ΔG＝ΔH－TΔS)與溫度(T)的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是(

)A．該反應(yīng)原子利用率為100%B．加入更多的固體酸催化劑，有利于提高乙醇的平衡產(chǎn)率C．由圖像可知C2H4(g)＋H2O(g)??C2H5OH(g)

ΔH>0D．圖中M點(diǎn)v正>v逆A解析：該反應(yīng)為加成反應(yīng)，原子利用率為100%，A正確；催化劑只能改變反應(yīng)速率，不能提高平衡產(chǎn)率，B錯誤；反應(yīng)C2H4(g)＋H2O(g)??C2H5OH(g)的ΔS<0，由圖可知，該反應(yīng)在低溫時ΔG<0，高溫時ΔG>0，可知該反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行，則ΔH<0，C錯誤；當(dāng)ΔG＝0時，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，M點(diǎn)為高溫，相當(dāng)于升高溫度，平衡向吸熱方向移動即逆向移動，則M點(diǎn)v正<v逆，D錯誤。從產(chǎn)物純度的角度考慮，丙烯和乙烯的質(zhì)量比越大越好，則下列反應(yīng)條件最適宜的是(

)A．300℃

0.1MPa B．700℃

0.1MPaC．300℃

0.5MPa D．700℃

0.5Mpa解析：根據(jù)題意，從產(chǎn)物純度的角度考慮，丙烯和乙烯的質(zhì)量比越高越好，由溫度對平衡時各物質(zhì)的百分含量影響可知，300℃時丙烯和乙烯的質(zhì)量比較大；根據(jù)壓強(qiáng)對丙烯和乙烯的百分含量影響可知，在0.5MPa時丙烯和乙烯的質(zhì)量比較大，因此選擇的條件是300℃、0.5MPa。C10．(2025·湖南衡陽高三期中)利用石墨烯量子點(diǎn)為催化劑，將CO2轉(zhuǎn)化為燃料甲烷，空間站基于該反應(yīng)將航天員呼出的CO2轉(zhuǎn)化為火箭燃料。將5molCO2和20molH2通入某恒壓(壓強(qiáng)為p0)密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：Ⅰ.CO2(g)＋4H2(g)??CH4(g)＋2H2O(g)

ΔH＝－165kJ·mol-1(主反應(yīng))Ⅱ.CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)

ΔH＝＋41kJ·mol-1(副反應(yīng))平衡時容器中含碳元素物質(zhì)的物質(zhì)的量[n(X)]隨溫度(T)的變化如圖甲、乙、丙曲線所示。A解析：反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng)，溫度越低，越有利于反應(yīng)Ⅰ正向移動，故甲為CH4，反應(yīng)Ⅱ?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，溫度越高，越有利于反應(yīng)Ⅱ正向移動，故乙為CO，則丙為CO2，A項(xiàng)錯誤；空間站中使CO2轉(zhuǎn)化為燃料CH4，由圖可知，較低溫度時，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率高，平衡時CH4的物質(zhì)的量大，B項(xiàng)正確；曲線丙為CO2，高溫主要進(jìn)行反應(yīng)Ⅱ，該反應(yīng)正向移動，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率提高，含量下降，C項(xiàng)正確；800K達(dá)到平衡時，CH4為3.8mol，CO2為1.0mol，CO為0.2mol，根據(jù)三段式法計算：

CO2(g)＋4H2(g)??CH4(g)＋2H2O(g)n(起始)/mol52000n(轉(zhuǎn)化)/mol3.815.23.87.6n(平衡)/mol1.04.63.87.8

CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)n(起始)/mol52000n(轉(zhuǎn)化)/mol0.20.20.20.2n(平衡)/mol1.04.60.27.8二、非選擇題(共30分)11．(15分)氨在國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中占有重要地位。下圖是合成氨的簡要流程，化學(xué)方程式：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)

ΔH<0。(1)圖中X的主要成分是_______，這樣操作的目的是________________。N2、H2提高原料的利用率解析：冷凝器將氨氣冷凝分離出后，氮?dú)夂蜌錃膺M(jìn)入壓縮機(jī)循環(huán)，則X的主要成分為N2、H2，這樣操作的目的是提高原料的利用率。(2)T

℃時在容積為2L的密閉恒容容器中充入0.8molN2(g)和1.6molH2(g)，5min后達(dá)到平衡，測得N2的濃度為0.2mol/L。①計算此段時間的反應(yīng)速率v(NH3)＝_________________，H2的轉(zhuǎn)化率為______。②已知300℃時，K＝0.86，則(2)中的反應(yīng)溫度T__(填“>”“<”或“＝”)300。若向平衡后的體系中同時加入1.2molN2、1.6molH2、1.2molNH3，平衡將________(填“正向移動”“不移動”或“逆向移動”)。0.08mol/(L·min)75%正向移動<ab(3)下列措施可提高N2平衡轉(zhuǎn)化率的是____(填字母)。a．恒容時充入H2，使體系總壓強(qiáng)增大b．恒容時將NH3從體系中分離c．恒容時充入He，使體系總壓強(qiáng)增大d．加入合適的催化劑解析：恒容時充入H2，使體系總壓強(qiáng)增大，增大反應(yīng)物濃度，平衡正移，則N2平衡轉(zhuǎn)化率增大，故a符合題意；恒容時將NH3從體系中分離，減小生成物濃度，平衡正移，則N2平衡轉(zhuǎn)化率增大，故b符合題意；恒容時充入He，使體系總壓強(qiáng)增大，各物質(zhì)的濃度均不變，平衡不移動，則N2平衡轉(zhuǎn)化率不變，故c不符合題意；加入合適的催化劑，平衡不移動，則N2平衡轉(zhuǎn)化率不變，故d不符合題意。(4)科學(xué)家一直致力于研究常溫、常壓下“人工固氮”的新方法。曾有實(shí)驗(yàn)報道：在低溫、常壓、光照條件下，N2在催化劑(摻有少量Fe2O3的TiO2)表面與水發(fā)生反應(yīng)：2N2(g)＋6H2O(l)??4NH3(g)＋3O2(g)

ΔH＝＋765.2kJ·mol-1。進(jìn)一步研究NH3生成量與溫度的關(guān)系，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表(光照、壓強(qiáng)1.0×105Pa、反應(yīng)時間3h)：T/K303313323353NH3生成量/(×10-6mol)4.85.96.02.0催化劑失去活當(dāng)溫度高于323K時，NH3的生成量反而降低的可能原因是___________________________________________________________________________________________________________________。解析：當(dāng)溫度高于323K時，NH3的生成量反而降低的可能原因是催化劑失去活性；發(fā)生副反應(yīng)，如氨氣與氧氣反應(yīng)；溫度升高，液態(tài)水脫離催化劑表面，降低了氮?dú)庠诖呋瘎┍砻媾c水接觸的幾率。性；發(fā)生副反應(yīng)，如氨氣與氧氣反應(yīng)；溫度升高，液態(tài)水脫離催化劑表面，降低了氮?dú)庠诖呋瘎┍砻媾c水接觸的概率12．(15分)(2024·安徽A10聯(lián)盟11月高三模擬)華東理工大學(xué)科研小組在甲醇(CH3OH)水蒸氣重整(SR)制氫方面的研究成果為氫能源的生產(chǎn)提供了一種新途徑。其主反應(yīng)(SR)、副反應(yīng)甲醇分解(DE)在CuO/Fe2O3催化劑上的反應(yīng)原理如下：主反應(yīng)(SR)：CH3OH(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋3H2(g)

ΔH1＝＋49kJ·mol-1副反應(yīng)(DE)：CH3O