专题05化学反应的方向与调控-【高效学习】2024-2025学年高二化学热点题型归纳与分阶培优练（人教版2019选择性必修1）

专题05 化学反应的方向与调控题型归类 目录 一、热点题型归纳 1 【题型一】化学反应进行方向的判断 1 【题型二】合成氨反应的特点 2 【题型三】合成氨生产条件的选择与优化 3 【题型四】速率与平衡图像的综合分析 5 二、分阶培优练 8 【题型一】化学反应进行方向的判断 【典例分析】（23-24高二上·安徽合肥·期中）下列对于化学反应方向说法不正确的是 A．自发进行的化学反应的方向，应由焓判据和熵判据的复合判据来判断 B．一定温度下，反应的 C．知道了某过程有自发性之后，就能确定该过程是否一定会发生 D．某些非自发的反应能通过改变条件使其成为自发反应 【提分秘籍】 基本规律 1.熵变ΔS的判断方法： (1)气体体积增大的反应，熵增加，ΔS>0。 (2)气体体积减小的反应，熵减小，ΔS<0。 (3)物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过程，熵变为正值，是熵增加的过程，即ΔS>0。 2.复合判据ΔG＝ΔH－TΔS的应用： (1)ΔG<0，反应能自发进行。 (2)ΔG＝0，反应达到平衡状态。 (3)ΔG>0，反应不能自发进行。 小结：“坐标法”判断反应能否自发进行 注意：根据ΔG＝ΔH－TΔS＜0判断的只是反应自发进行的可能性，具体反应能否实际发生，还涉及反应速率的问题。 【变式演练】 1．（23-24高二上·黑龙江齐齐哈尔·期中）下列说法错误的是 A．水汽化的过程中，、 B．绝热状态下体系会自发趋向混乱度增大方向进行 C．恒温恒压下，且的反应一定不能自发进行 D．低温有利于合成氨反应的自发进行 2．（23-24高二上·四川成都·期中）对于化学反应方向，下列说法错误的是 A．非自发的反应不能通过改变条件使其成为自发反应 B．一定温度下，反应的， C．自发进行的化学反应的方向，应由焓判据和熵判据的复合判据来判断 D．常温下反应能自发进行，则该反应的 3．（23-24高二上·河南信阳·期中）已知反应低温时不反应，高温时自发进行，则该反应的、为 A．， B．， C．， D．， 【题型二】合成氨反应的特点 【典例分析】（23-24高二上·河南信阳·期中）下列有关合成氨工业的说法正确的是 A．原料气必须经过净化的主要目的是为了防止合成的氨不纯 B．实际生产中，将氨气液化分离后的原料气循环使用，可提高经济效益 C．合成氨工业的反应温度控制在400～500℃，目的是使化学平衡向正反应方向移动 D．合成氨厂采用的压强越大，产率越高，无须考虑设备、条件 【提分秘籍】 基本规律：合成氨反应的特点 合成氨反应N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，其特点为正反应是放热反应，也是气体体积缩小的反应。根据合成氨反应的特点，以增大合成氨的反应速率、提高平衡混合物中氨的含量，应选择的反应条件为： （1）从反应速率方面考虑：升高温度、增大压强、增大反应物浓度及使用催化剂等，都可以使合成氨的反应速率增大。 （2）从化学平衡方面考虑：根据合成氨反应的特点，降低温度、增大压强、增大反应物的浓度等有利于提高平衡混合物中氨的含量。 （3）催化剂可以增大反应速率，但不改变平衡混合物的组成。 【变式演练】 1．（23-24高二上·天津宁河·期末）已知合成氨反应，既要使合成氨的产率增大，又要使反应速率加快，可采取的方法是 ①减压；②加压；③升温；④降温；⑤及时从平衡混合气中分离出；⑥补充或⑦加催化剂； A．③④⑤⑦ B．②④⑥ C．仅②⑥ D．②③⑥⑦ 2．（23-24高二上·天津·期末）下列关于工业合成氨的叙述错误的是 A．合成氨没有选择更大的压强是因为压强过大会增加生产投资，降低综合经济效益 B．使用铁触媒能降低反应的活化能，使反应物在较低温度时能较快地发生反应 C．工业合成氨温度为是因为升高温度有利于提高反应物的平衡转化率 D．及时从反应体系中分离出氨气有利于平衡向正反应方向移动 3．（23-24高二上·上海金山·期中）工业合成氨的反应为，下列说法正确的是 A．使用铁触媒不能提高合成氨的日产量 B．适当降温或加压，反应的平衡常数都增大 C．及时将体系中的液化分离有利于平衡正向移动 D．用E表示键能，则： 【题型三】合成氨生产条件的选择与优化 【典例分析】（23-24高二上·四川自贡·期中）下图为工业合成氨的流程图。图中为提高原料转化率而采取的措施是 A．①②③ B．①③⑤ C．②④⑤ D．②③④ 【提分秘籍】 基本规律：合成氨生产条件的选择和优化 （1）压强的选择 根据合成氨反应的热化学方程式，正向反应气体体积减小，从平衡控制的角度来看，合成氨时压强越大越好。但压强越大，对材料强度和设备制造的要求越高。这将大大增加生产投资，并可能降低综合经济效益。目前，我国合成氨厂一般采用的压强10MPa～30MPa。 （2）温度的选择 根据平衡移动原理，合成氨应该采用低温以提高平衡转化率。但是温度降低会使化学反应速率减小，达到平衡时间过长，这在工业生产中是很不经济的。因此，需要选择一个合适的温度。目前，实际生产一般采用的温度是400～500℃。 （3）催化剂的选择 即使在高温、高压下，N2和H2的化合反应仍然进行得十分缓慢，通常需要加入催化剂。目前，合成氨工业中普遍使用的是以铁为主体的多成分催化剂，又称铁触媒。铁触媒500℃左右时活性最大，这也是合成氨反应一般选择在400～500℃进行的重要原因。 小结:合成氨反应的调控 工业合成氨的适宜条件 压强 10～30 MPa 温度 400～500 ℃ 催化剂 铁触媒 浓度 N2和H2的物质的量之比为1∶2.8的投料比，氨及时从混合气中分离出去 【变式演练】 1．（23-24高二上·四川宜宾·期末）下列有关合成氨工业的说法正确的是 A．由于氨易液化，、在实际生产中可循环使用，所以总体来说合成氨的产率很高 B．铁触媒作催化剂可加快反应速率，且有利于化学平衡向合成氨的方向移动 C．合成氨工业的反应温度控制在400~500℃，目的是使化学平衡向正反应方向移动 D．从合成塔出来的混合气体中只占15%，故合成氨厂的产率都很低 2．（23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末）在硫酸工业中，通过下列反应使SO2氧化为SO3： 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=－196.6 kJ/mol。下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时SO2的转化率。下列说法错误的是 温度/℃ 平衡时SO2的转化率/% 0.1 MPa 0.5 MPa 1 MPa 5 MPa 10 MPa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 A．在实际生产中，从成本的角度考虑选择常压下进行反应 B．在实际生产中，选定的温度为400～500 ℃，这与催化剂的活性无关 C．反应过程中通入过量的空气，以提高平衡时SO2的转化率 D．为避免污染环境和提高原料利用率，尾气中的SO2需回收处理 3．（22-23高二上·山西晋中·期中）学习“化学反应的速率和化学平衡”内容后，联系工业生产实际所发表的观点，你认为正确的是 A．化学反应速率理论可指导怎样提高原料的平衡转化率 B．化学平衡理论可指导怎样使用有限原料多出产品 C．温度升高，分子动能增加，反应所需活化能减少，反应速率增大 D．增大压强能提高活化分子的百分率，提高单位时间内分子有效碰撞次数 【题型四】化学反应速率与化学平衡图像的综合分析 【典例分析】（23-24高二上·黑龙江齐齐哈尔·期中）汽车尾气净化的主要原理为  。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列说法正确的是 A．图1可以说明t1时刻反应达到了平衡状态 B．图2可以说明t1时刻反应达到了平衡状态 C．图3可以说明t1时刻反应达到了平衡状态 D．图4中t1时刻曲线变化表示压强对体系速率的影响 【提分秘籍】 基本规律：化学反应速率与化学平衡图像的综合分析方法 1．思维模型 2．解题技巧 (1)“定一议二”原则 在化学平衡图像中，了解纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个物理量的意义。在确定横坐标所表示的物理量后，讨论纵坐标与曲线的关系，或在确定纵坐标所表示的物理量后，讨论横坐标与曲线的关系。 例如反应2A(g)＋B(g)⇌2C(g)达到化学平衡时，A的平衡转化率与压强和温度的关系如图1所示[纵坐标为A的平衡转化率(α)，横坐标为反应温度(T)]。 ①定压看温度变化，升高温度曲线走势降低，说明A的转化率降低，平衡向逆反应方向移动，正反应是放热反应。 ②定温看压强变化，因为此反应是反应后气体体积减小的反应，压强增大，平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，故p2>p1。 (2)“先拐先平数值大”原则 对于同一化学反应在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡状态，相应曲线对应的反应速率大，所以先出现拐点的曲线表示的温度较高(如上图2所示，α表示反应物的转化率)或压强较大[如上图3所示，φ(A)表示反应物A的体积分数]。 图2：T2>T1，正反应放热。 图3：p1<p2，正反应为气体体积减小的反应。 (3)“三看”分析法 一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。 【变式演练】 1．（23-24高一下·河北邢台·期中）碳单质可用于脱硝。向容积为2L的密闭容器中加入炭(足量)和NO，模拟发生脱硝反应：C(s)+2NO(g)N2(g)+ CO2(g)，测得不同温度下，NO的物质的量随时间的变化如图所示， 下列有关说法不正确的是   A．T2>T1 B．反应速率：M正>N逆 C．T1时，内平均反应速率v(N2)=0.06mol.L-1.min-1 D．T1时，NO的转化率为60% 2．（23-24高二上·江苏苏州·期中）燃煤电厂锅炉尾气中含有氮氧化物(主要成分NO)，可通过反应：  除去。在恒压、反应物起始物质的量之比一定的条件下，反应相同时间，NO的转化率在不同催化剂作用下随温度变化的曲线如图所示。下列说法一定正确的是 A．升高温度可提高反应中NO的平衡转化率 B．图中X点所示条件下，反应时间足够长，NO的转化率能达到Y点的值 C．催化剂B的性能优于催化剂A D．图中Z点到W点NO的转化率降低的原因是平衡逆向移动 3．（23-24高二上·江苏常州·期中）反应　，在温度为、时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A． B．B、C两点气体的平均相对分子质量：B=C C．A、C两点的反应速率：A>C D．A、C两点气体的颜色：A深，C浅 ( 分阶培优练 ) 培优第一阶——基础过关练 1．对于反应   ，下列说法正确的是 A．反应的， B．及时分离出SO3 (g)，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动 C．使用催化剂能改变反应路径，降低反应的活化能 D．增大体系的压强能增大活化分子百分数，加快反应的速率 2．已知2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)  ΔH=56.76kJ·mol-1，在25℃和101kPa时，该反应能自发进行，该反应能自发进行的主要原因是 A．ΔH<TΔS B．ΔH >TΔS C．ΔH >ΔS D．ΔH <ΔS 3．以下反应属于自发反应，且可以用熵判据来解释的是： A．   B．   C．   D．   4．化工生产中，调控反应条件时不需要考虑的角度是 A．目标产物的贮存方法 B．增大目标反应的速率 C．提高目标反应的限度 D．减少副反应和环境污染 5．在合成氨工业中，为增加NH3的日产量，实施下列目的的变化过程中与平衡移动无关的是 A．不断将氨分离出来 B．使用催化剂 C．采用700K左右的高温而不是900K的高温 D．采用2×107～5×107Pa的压强 6．合成氨工业中 N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，选择适宜的压强时，不需要考虑的因素是 A．反应速率 B．平衡移动 C．设备成本 D．催化剂活性 7．aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(g)  ΔH=Q，同时符合两图中各曲线规律的是 A．a+b>c+d T1>T2 Q>0 B．a+b>c+d T1>T2 Q<0 C．a+b>c+d T1<T2 Q<0 D．a+b＜c+d T1<T2 Q<0 8．在恒容密闭容器中，一定量的NO、CO发生反应：。运用变量控制的方法，探究温度或催化剂比表面积(单位质量的物质所具有的总面积)对CO、NO转化的影响。三组实验中随t(时间)变化的曲线如图所示。下列说法正确的是 A．实验I，时刻CO的消耗速率小于CO的生成速率 B．其他条件不变，充入惰性气体平衡正向移动 C．实验I、Ⅱ相比，I中催化剂比表面积更大 D．实验Ⅲ的反应温度比实验Ⅱ的高 9．一定条件下，反应在密闭容器中进行，体系中和的浓度(c)随反应时间(t)变化的曲线如图，其中正逆反应速率相等的时刻为 A． B． C． D． 10．在水溶液中，物质R容易发生二聚反应：。不同温度(T)下，R溶于水所得溶液中R的浓度(mol/L)与时间的关系如图，下列说法不正确的是 A． B． C． D．c点时，的浓度为0.65 mol/L 培优第二阶——能力提升练 11．水凝结成冰的过程中，其焓变和熵变正确的是 A．ΔH>0，ΔS>0 B．ΔH<0，ΔS>0 C．ΔH<0，ΔS<0 D．ΔH>0，ΔS<0 12．下列有关说法正确的是 A．，该过程焓值增大 B．，该反应一定能自发进行 C．，该过程熵值增大 D．  ，，此反应低温自发 13．已知：CH3OH(g)＋H2O(g)3H2(g)＋CO2(g) ΔH>0，则下列有利于提高CO2平衡产率的条件是 A．高温、高压 B．低温、高压 C．高温、低压 D．低温、低压 14．合成氨的反应采用400～500 ℃的原因是 A．温度太低反应速率太小 B．该温度时催化剂活性较高 C．该温度时反应速率最大 D．该温度时N2的转化率最高 15．工业上合成氨反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1.下列说法正确的是 A．该反应的ΔS>0 B．该反应反应物的键能总和大于生成物的键能总和 C．工业上采用高温条件的目的是为了提高平衡转化率 D．该反应使用催化剂能加快反应速率的原因是降低了活化能，提高了活化分子百分数 16．合成氨工业中采用的操作及主要目的不正确的是 A．采取循环操作主要是提高氮气和氢气的利用率 B．合成氨的温度控制在400～500℃，主要是催化剂活性最大 C．氮气和氢气反应前净化主要目的是防止催化剂中毒 D．合成氨生产过程压强越大越好可以提高生产效益 17．一定条件下．将3 mol A气体和1 mol B气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中．发生反应：。2 min末该反应达到平衡，生成D的物质的量随时间的变化情况如图所示。下列说法正确的是 A．从开始到平衡，用D表示的化学反应速率为0.2 mol⋅L⋅min B．平衡时体系的压强与开始时体系的压强之比为3∶2 C．反应过程中A和B的转化率之比为3∶1 D．到达平衡时C的物质的量浓度为0.8 mol⋅L 18．已知反应，将和按一定比例通入恒温恒压的密闭容器中，反应相同时间后，的体积分数随温度的变化关系如图所示，下列相关描述正确的是 A．该反应正反应方向： B．曲线上的点均代表平衡时刻的点 C．正反应速率： D．b点时 19．在一定条件下，某可逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如下图所示。下列有关说法，不正确的是 A．时刻，反应正向进行 B．时刻，正反应速率大于逆反应速率 C．时刻，达到反应进行的限度 D．时刻，反应处于平衡状态 20．已知反应3A(g)+2B(g)≒C(g)+4D(g)  ΔH<0。如图：a、b表示在一定条件下，D的体积分数D%随时间t的变化情况。若使曲线b变为曲线a ，可采取的措施是       ①增加C的质量   ②升高温度   ③缩小反应容器的容积(加压)   ④减小B的浓度   ⑤使用适当催化剂 A．只有⑤ B．①③ C．③⑤ D．②③⑤ 培优第三阶——培优拔尖练 21．在催化剂作用下，向1L密闭容器中加入X和Y，发生反应：，X的转化率随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．该反应 B．200℃时，前10min C．c点时， D．bc段变化的原因可能是400℃以上催化剂活性降低 22．在一密闭容器中发生反应，，在某一时间段反应速率与反应过程的曲线关系如图所示，下列说法错误的是 A．时，改变的条件可能是增大压强 B．时，可能是使用了催化剂 C．时，改变的条件可能是减小压强 D．若在恒容容器内发生该反应，达到平衡后，通入Ar，、都不变 23．常温常压下，为无色气体，主要用于制备硝化剂、氧化剂、催化剂等。一定条件下，在2L恒容密闭容器中加入和两种气体，发生反应：，测得两气体的物质的量与时间的关系如图所示，下列说法正确的是 A．根据物质的量变化可知， B．若，则0～min内 C．气体压强、颜色不变时，体系达到平衡状态 D．时，容器中 24．一定条件下可以消除氮氧化物污染，反应原理之一为。其他条件不变时，温度的倒数()对NO的平衡转化率的影响如图所示，下列说法错误的是 A．该反应的正反应为放热反应 B．Y点的 C．加入催化剂可以加快反应速率 D．保持其他条件不变，通入适量的，X点向上移动 25．反应  达平衡后，在t时刻改变某一条件，反应速率—时间图像如图所示，则t时刻改变的条件可能是 A．升高温度 B．增大生成物浓度 C．减小反应物浓度 D．增大容器体积 26．已知反应 ，将等物质的量的和充入密闭容器，平衡体系中，平衡混合物的平均摩尔质量M()在不同温度下随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A．温度：T2 > T1 B．平衡常数：Ka = Kb C．b点时，若，则CO的平衡转化率为50% D．的平衡转化率： 27．某化学研究小组探究外界条件对化学反应的速率和平衡的影响图象如下，下列判断正确的是 A．由图1可知，，该反应正反应为吸热反应 B．由图2可知，该反应 C．图3中，点3的反应速率 D．图4中，若，则a曲线一定使用了催化剂 28．某学习小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡的影响，得到如图所示图像（图中表示压强，表示温度，表示物质的量），下列结论不正确的是 Ⅰ： Ⅱ： Ⅲ： Ⅳ： A．反应Ⅰ： B．反应Ⅱ： C．反应Ⅲ：若，则 D．反应Ⅳ：若，则 29．为减少排放，科学家正研究的综合利用问题。合成甲醇极具潜力：。在不同温度，条件下，在2L恒容容器中投入2mol和6mol，发生上述反应，实验测得两容器中或的物质的量随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A．cd段用表示的平均反应速率为 B．两曲线相交的点，反应达到平衡 C．曲线ab对应条件下的反应 D．平衡时转化率： 30．一定条件下，按的比例向反应容器充入，发生反应。温度、压强对平衡转化率的影响如图，下列分析正确的是 A．压强大小关系： B．该反应正反应为吸热反应 C．、p1条件下，的平衡转化率为 D．、p1条件下，充入氦气，混合气体颜色变深 ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题05 化学反应的方向与调控题型归类 目录 一、热点题型归纳 1 【题型一】化学反应进行方向的判断 1 【题型二】合成氨反应的特点 3 【题型三】合成氨生产条件的选择与优化 5 【题型四】速率与平衡图像的综合分析 7 二、分阶培优练 11 【题型一】化学反应进行方向的判断 【典例分析】（23-24高二上·安徽合肥·期中）下列对于化学反应方向说法不正确的是 A．自发进行的化学反应的方向，应由焓判据和熵判据的复合判据来判断 B．一定温度下，反应的 C．知道了某过程有自发性之后，就能确定该过程是否一定会发生 D．某些非自发的反应能通过改变条件使其成为自发反应 【答案】C 【详解】A．根据G=H-TS，自发进行的化学反应的方向，应由焓判据和熵判据的复合判据来判断，A正确； B．反应2NaCl(s)=2Na(s)+ Cl2(g)是熔融氯化钠的电解，是吸热反应H>0， 反应后气体分子数增多是熵增加的过程S>0，B正确； C．知道了某过程有自发性之后，不能确定该过程是否一定会发生， 因为可能还受活化能、温度压强等的影响，C错误； D．根据G=H-TS，G<0反应自发，因此某些非自发的反应能通过改变条件使其成为自发反应，D正确； 故选C。 【提分秘籍】 基本规律 1.熵变ΔS的判断方法： (1)气体体积增大的反应，熵增加，ΔS>0。 (2)气体体积减小的反应，熵减小，ΔS<0。 (3)物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过程，熵变为正值，是熵增加的过程，即ΔS>0。 2.复合判据ΔG＝ΔH－TΔS的应用： (1)ΔG<0，反应能自发进行。 (2)ΔG＝0，反应达到平衡状态。 (3)ΔG>0，反应不能自发进行。 小结：“坐标法”判断反应能否自发进行 注意：根据ΔG＝ΔH－TΔS＜0判断的只是反应自发进行的可能性，具体反应能否实际发生，还涉及反应速率的问题。 【变式演练】 1．（23-24高二上·黑龙江齐齐哈尔·期中）下列说法错误的是 A．水汽化的过程中，、 B．绝热状态下体系会自发趋向混乱度增大方向进行 C．恒温恒压下，且的反应一定不能自发进行 D．低温有利于合成氨反应的自发进行 【答案】C 【详解】A．水汽化的过程是一个气体体积增大的吸热过程，即、，A正确； B．反应倾向于向熵增方向进行，故绝热状态下体系会自发趋向混乱度增大方向进行，B正确； C．根据自由能变判据可知，恒温恒压下，且的反应一定能自发进行，C错误； D．已知合成氨反应是一个气体体积减小的放热反应，根据自由能变判据可知，低温有利于合成氨反应的自发进行，D正确； 故答案为：C。 2．（23-24高二上·四川成都·期中）对于化学反应方向，下列说法错误的是 A．非自发的反应不能通过改变条件使其成为自发反应 B．一定温度下，反应的， C．自发进行的化学反应的方向，应由焓判据和熵判据的复合判据来判断 D．常温下反应能自发进行，则该反应的 【答案】A 【详解】A．根据△G=△H－T△S，△G<0反应自发，因此某些非自发的反应能通过改变条件使其成为自发反应，故A错误； B．反应是熔融氯化钠的电解，是吸热反应，，反应后气体分子数增多，是熵增加的过程，故B正确； C．根据△G=△H－T△S＜0可以自发进行，自发进行的化学反应的方向，应由焓判据和熵判据的复合判据来判断，故C正确； D．根据△G=△H－T△S＜0常温可以自发进行，该反应，则，故D正确； 故选A。 3．（23-24高二上·河南信阳·期中）已知反应低温时不反应，高温时自发进行，则该反应的、为 A．， B．， C．， D．， 【答案】A 【详解】反应是气体体积增大的反应，所以ΔS>0，当ΔH-TΔS<0时反应能够自发进行，而该反应低温时不反应，高温时自发进行，说明ΔH>0，故选A。 【题型二】合成氨反应的特点 【典例分析】（23-24高二上·河南信阳·期中）下列有关合成氨工业的说法正确的是 A．原料气必须经过净化的主要目的是为了防止合成的氨不纯 B．实际生产中，将氨气液化分离后的原料气循环使用，可提高经济效益 C．合成氨工业的反应温度控制在400～500℃，目的是使化学平衡向正反应方向移动 D．合成氨厂采用的压强越大，产率越高，无须考虑设备、条件 【答案】B 【详解】A．原料气必须经过净化的主要目的是为了防止合成氨的催化剂“中毒”，A错误； B．实际生产中，将氨气液化分离后提高产率，分离后的原料气循环使用，可提高经济效益，B正确； C．采用 400°C∼500°C ，可加快反应速率，不利于平衡正向移动，不能增大反应物的平衡转化率，C错误； D．合成氨厂采用的压强越大，产率越高，对设备要求高，D错误； 故选B。 【提分秘籍】 基本规律：合成氨反应的特点 合成氨反应N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，其特点为正反应是放热反应，也是气体体积缩小的反应。根据合成氨反应的特点，以增大合成氨的反应速率、提高平衡混合物中氨的含量，应选择的反应条件为： （1）从反应速率方面考虑：升高温度、增大压强、增大反应物浓度及使用催化剂等，都可以使合成氨的反应速率增大。 （2）从化学平衡方面考虑：根据合成氨反应的特点，降低温度、增大压强、增大反应物的浓度等有利于提高平衡混合物中氨的含量。 （3）催化剂可以增大反应速率，但不改变平衡混合物的组成。 【变式演练】 1．（23-24高二上·天津宁河·期末）已知合成氨反应，既要使合成氨的产率增大，又要使反应速率加快，可采取的方法是 ①减压；②加压；③升温；④降温；⑤及时从平衡混合气中分离出；⑥补充或⑦加催化剂； A．③④⑤⑦ B．②④⑥ C．仅②⑥ D．②③⑥⑦ 【答案】C 【分析】合成氨反应，该反应的特点为：正反应放热且气体分子数减小；据此分析。 【详解】①减压，反应速率减慢，平衡逆向移动，的产率减小，①不可采取； ②加压，反应速率加快，平衡正向移动，的产率增大，②可采取； ③升温，反应速率加快，平衡逆向移动，的产率减小，③不可采取； ④降温，反应速率减慢，平衡正向移动，的产率增大，④不可采取； ⑤及时从平衡混合气中分离出，反应速率减慢，平衡正向移动，的产率增大，⑤不可采取； ⑥补充N2或H2，反应速率加快，平衡正向移动，的产率增大，⑥可采取； ⑦加催化剂，反应速率加快，但平衡不移动，的产率不变，⑦不可采取； 故选②⑥； 故选C。 2．（23-24高二上·天津·期末）下列关于工业合成氨的叙述错误的是 A．合成氨没有选择更大的压强是因为压强过大会增加生产投资，降低综合经济效益 B．使用铁触媒能降低反应的活化能，使反应物在较低温度时能较快地发生反应 C．工业合成氨温度为是因为升高温度有利于提高反应物的平衡转化率 D．及时从反应体系中分离出氨气有利于平衡向正反应方向移动 【答案】C 【详解】A．压强过大对设备的要求比较大，会增加生产投资，A正确； B．催化剂通过降低反应的活化能，提高反应速度，B正确； C．合成氨的反应为放热反应，温度越高， 平衡逆向移动，不利于提高反应物的平衡转化率，C错误； D．分离生成物，根据勒夏特列原理，减少生成物浓度，平衡正向进行，D正确； 故答案为：C。 3．（23-24高二上·上海金山·期中）工业合成氨的反应为，下列说法正确的是 A．使用铁触媒不能提高合成氨的日产量 B．适当降温或加压，反应的平衡常数都增大 C．及时将体系中的液化分离有利于平衡正向移动 D．用E表示键能，则： 【答案】C 【详解】A．使用铁触媒可以提高反应速率，从而提高合成氨的日产量，A错误； B．化学平衡常数只与温度有关，降温，平衡常数增大，但加压，反应的平衡常数不变，B错误； C．及时将体系中的NH3液化分离，相当于降低生成物浓度，平衡正向移动，C正确； D．用E表示键能，则：，D错误； 答案选C。 【题型三】合成氨生产条件的选择与优化 【典例分析】（23-24高二上·四川自贡·期中）下图为工业合成氨的流程图。图中为提高原料转化率而采取的措施是 A．①②③ B．①③⑤ C．②④⑤ D．②③④ 【答案】C 【详解】工业合成氨的化学方程式为N2+3H22NH3，反应是可逆反应，反应前后气体体积减小，反应是放热反应；依据合成氨的流程图，其中为提高原料转化率而采取的措施为：增大压强，平衡向体积减小的方向进行，提高反应物的转化率；液化分离出氨气，促进平衡正向进行，提高反应物的转化率；氮气和氢气的循环使用，也可提高原料的转化率，故答案为：C。 【提分秘籍】 基本规律：合成氨生产条件的选择和优化 （1）压强的选择 根据合成氨反应的热化学方程式，正向反应气体体积减小，从平衡控制的角度来看，合成氨时压强越大越好。但压强越大，对材料强度和设备制造的要求越高。这将大大增加生产投资，并可能降低综合经济效益。目前，我国合成氨厂一般采用的压强10MPa～30MPa。 （2）温度的选择 根据平衡移动原理，合成氨应该采用低温以提高平衡转化率。但是温度降低会使化学反应速率减小，达到平衡时间过长，这在工业生产中是很不经济的。因此，需要选择一个合适的温度。目前，实际生产一般采用的温度是400～500℃。 （3）催化剂的选择 即使在高温、高压下，N2和H2的化合反应仍然进行得十分缓慢，通常需要加入催化剂。目前，合成氨工业中普遍使用的是以铁为主体的多成分催化剂，又称铁触媒。铁触媒500℃左右时活性最大，这也是合成氨反应一般选择在400～500℃进行的重要原因。 小结:合成氨反应的调控 工业合成氨的适宜条件 压强 10～30 MPa 温度 400～500 ℃ 催化剂 铁触媒 浓度 N2和H2的物质的量之比为1∶2.8的投料比，氨及时从混合气中分离出去 【变式演练】 1．（23-24高二上·四川宜宾·期末）下列有关合成氨工业的说法正确的是 A．由于氨易液化，、在实际生产中可循环使用，所以总体来说合成氨的产率很高 B．铁触媒作催化剂可加快反应速率，且有利于化学平衡向合成氨的方向移动 C．合成氨工业的反应温度控制在400~500℃，目的是使化学平衡向正反应方向移动 D．从合成塔出来的混合气体中只占15%，故合成氨厂的产率都很低 【答案】A 【详解】A．由于氨易液化，N2和H2在实际生产中循环使用，所以总体来说，氨的产率很高，故A正确； B．催化剂只能改变反应速率，不能使平衡移动，故B错误； C．控制反应温度为400~500℃，一是为了使反应速率不至于很低，二是为了使催化剂活性最大，故C错误； D．虽然从合成塔出来的混合气体中NH3只占15%，但由于原料气N2和H2循环使用和不断分离出液氨，所以生产NH3的效率还是很高的，故D错误； 故选A。 2．（23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末）在硫酸工业中，通过下列反应使SO2氧化为SO3： 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=－196.6 kJ/mol。下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时SO2的转化率。下列说法错误的是 温度/℃ 平衡时SO2的转化率/% 0.1 MPa 0.5 MPa 1 MPa 5 MPa 10 MPa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 A．在实际生产中，从成本的角度考虑选择常压下进行反应 B．在实际生产中，选定的温度为400～500 ℃，这与催化剂的活性无关 C．反应过程中通入过量的空气，以提高平衡时SO2的转化率 D．为避免污染环境和提高原料利用率，尾气中的SO2需回收处理 【答案】B 【详解】A．由表格数据可知，在常压及400～500℃时，二氧化硫的转化率已经很高，继续增大压强，虽然二氧化硫的平衡转化率会提高，但不明显，且会增加设备成本，增大投资和能量消耗，故A正确； B．温度太高时，催化剂失去活性，则实际生产中，选定的温度为400~500℃，主要原因是考虑催化剂的活性最佳，故B错误； C．空气的成本较低，在实际生产中，通入过量的空气，反应物浓度增大，反应速率加快，平衡正向移动，从而可提高成本较高的二氧化硫的转化率，故C正确； D．尾气中的SO2必须回收循环利用，防止污染环境并提高原料的利用率，故D正确； 故选B。 3．（22-23高二上·山西晋中·期中）学习“化学反应的速率和化学平衡”内容后，联系工业生产实际所发表的观点，你认为正确的是 A．化学反应速率理论可指导怎样提高原料的平衡转化率 B．化学平衡理论可指导怎样使用有限原料多出产品 C．温度升高，分子动能增加，反应所需活化能减少，反应速率增大 D．增大压强能提高活化分子的百分率，提高单位时间内分子有效碰撞次数 【答案】B 【详解】A．化学反应速率是表示物质反应的快慢，不能改变原料的转化率，A错误； B．化学平衡理论结合影响化学平衡的因素，采用合适的外界条件，是平衡向正反应方向移动，可提高产率，B正确； C．温度升高，分子动能增加，活化分子比例增大，反应速率增大，不是反应所需活化能减少，C错误 ； D．增大压强能提高单位体积内活化分子数目，提高单位时间内分子有效碰撞次数，不是提高活化分子的百分率，D错误； 故选B。 【题型四】化学反应速率与化学平衡图像的综合分析 【典例分析】（23-24高二上·黑龙江齐齐哈尔·期中）汽车尾气净化的主要原理为  。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列说法正确的是 A．图1可以说明t1时刻反应达到了平衡状态 B．图2可以说明t1时刻反应达到了平衡状态 C．图3可以说明t1时刻反应达到了平衡状态 D．图4中t1时刻曲线变化表示压强对体系速率的影响 【答案】C 【详解】A．反应的焓值一直不变，图1不能说明是否达到平衡状态，A不合题意； B．二氧化碳和一氧化碳变化的物质的量应该是1：1，图中显示不是1：1，B不合题意； C．到达平衡后，温度为定值，平衡常数不变了，说明温度固定了，说明反应达到平衡状态了，C符合题意； D．增大压强即压缩体积，正逆反应速率均突然增大，图4中t1时刻曲线变化不是表示压强对体系速率的影响，而是增大反应的浓度，D不合题意； 故答案为：C。 【提分秘籍】 基本规律：化学反应速率与化学平衡图像的综合分析方法 1．思维模型 2．解题技巧 (1)“定一议二”原则 在化学平衡图像中，了解纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个物理量的意义。在确定横坐标所表示的物理量后，讨论纵坐标与曲线的关系，或在确定纵坐标所表示的物理量后，讨论横坐标与曲线的关系。 例如反应2A(g)＋B(g)⇌2C(g)达到化学平衡时，A的平衡转化率与压强和温度的关系如图1所示[纵坐标为A的平衡转化率(α)，横坐标为反应温度(T)]。 ①定压看温度变化，升高温度曲线走势降低，说明A的转化率降低，平衡向逆反应方向移动，正反应是放热反应。 ②定温看压强变化，因为此反应是反应后气体体积减小的反应，压强增大，平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，故p2>p1。 (2)“先拐先平数值大”原则 对于同一化学反应在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡状态，相应曲线对应的反应速率大，所以先出现拐点的曲线表示的温度较高(如上图2所示，α表示反应物的转化率)或压强较大[如上图3所示，φ(A)表示反应物A的体积分数]。 图2：T2>T1，正反应放热。 图3：p1<p2，正反应为气体体积减小的反应。 (3)“三看”分析法 一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。 【变式演练】 1．（23-24高一下·河北邢台·期中）碳单质可用于脱硝。向容积为2L的密闭容器中加入炭(足量)和NO，模拟发生脱硝反应：C(s)+2NO(g)N2(g)+ CO2(g)，测得不同温度下，NO的物质的量随时间的变化如图所示， 下列有关说法不正确的是   A．T2>T1 B．反应速率：M正>N逆 C．T1时，内平均反应速率v(N2)=0.06mol.L-1.min-1 D．T1时，NO的转化率为60% 【答案】C 【详解】A．温度越高，速率越快，达到平衡所需时间越短，故T1<T2，A正确； B．温度越高，速率越快，10min时，反应速率：M逆=M正>N逆=N正，B正确； C．T1时，10min时，内平均反应速率，，C错误； D．T1时，NO的转化率为，D正确； 故选C。 2．（23-24高二上·江苏苏州·期中）燃煤电厂锅炉尾气中含有氮氧化物(主要成分NO)，可通过反应：  除去。在恒压、反应物起始物质的量之比一定的条件下，反应相同时间，NO的转化率在不同催化剂作用下随温度变化的曲线如图所示。下列说法一定正确的是 A．升高温度可提高反应中NO的平衡转化率 B．图中X点所示条件下，反应时间足够长，NO的转化率能达到Y点的值 C．催化剂B的性能优于催化剂A D．图中Z点到W点NO的转化率降低的原因是平衡逆向移动 【答案】B 【详解】A．该反应为放热反应，升高温度，化学平衡逆向移动，NO转化率减小，A错误； B．催化剂只影响反应速率，对化学平衡没有影响，X点除了催化剂不同其他条件都相同，因此只要反应时间足够长，NO的转化率能达到Y点的值，B正确； C．从图中可知，在反应时间等条件都相同的情况下，300℃以内使用催化剂A时NO转化率更高，说明低温条件下催化剂A的性能优于催化剂B，但是温度高于300℃时催化剂B催化效果比催化剂A更好，C错误； D．根据300℃之后催化剂A和催化剂B的催化效果对比可知，Z点到W点NO转化率降低主要原因是因为温度过高，催化剂A的活性降低，否则催化剂B所对应的曲线NO的转化率在300℃之后也会下降，D错误； 故答案选B。 3．（23-24高二上·江苏常州·期中）反应　，在温度为、时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A． B．B、C两点气体的平均相对分子质量：B=C C．A、C两点的反应速率：A>C D．A、C两点气体的颜色：A深，C浅 【答案】B 【详解】A．该反应为吸热反应，压强相同的条件下，升高温度，化学平衡正向移动，NO2体积分数增大，现A点NO2体积分数高于B点，说明T2>T1，A错误； B．B、C两点NO2的体积分数相同，则N2O4的体积分数也相同，B、C两点气体的平均相对分子质量相等，B正确； C．A、C两点温度相同，C点压强更大，反应速率更高，C错误； D．A、C两点温度相同，A点到C点压强增大，可通过压缩体积实现，虽然压缩体积压强增大，化学平衡逆向移动，但是NO2的浓度增大，因此C点NO2浓度高于A点，C点颜色更深，D错误； 故答案选B。 ( 分阶培优练 ) 培优第一阶——基础过关练 1．对于反应   ，下列说法正确的是 A．反应的， B．及时分离出SO3 (g)，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动 C．使用催化剂能改变反应路径，降低反应的活化能 D．增大体系的压强能增大活化分子百分数，加快反应的速率 【答案】C 【详解】对于反应   ，下列说法正确的是 A．该反应是气体体积减小的反应，是熵减的反应，即反应的，，故A错误； B．及时分离出SO3 (g)，正反应速率减小，平衡向正反应方向移动，故B错误； C．使用催化剂能改变反应路径，降低反应的活化能，但焓变不变，故C正确； D．增大体系的压强能增大活化分子数，分子总数增加，但活化分子百分数不变，故D错误。 综上所述，答案为C。 2．已知2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)  ΔH=56.76kJ·mol-1，在25℃和101kPa时，该反应能自发进行，该反应能自发进行的主要原因是 A．ΔH<TΔS B．ΔH >TΔS C．ΔH >ΔS D．ΔH <ΔS 【答案】A 【详解】该反应能自发进行是因为反应ΔH—TΔS＜0，则反应ΔH<TΔS，故选A。 3．以下反应属于自发反应，且可以用熵判据来解释的是： A．   B．   C．   D．   【答案】D 【详解】A．反应的△H＞0，△S＜0，难以自发进行，故A错误； B．△H＜0，△S＜0，焓变为主要因素，不能用熵判据解释，故B错误； C．△H＜0，△S＜0，焓变为主要因素，不能用熵判据解释，故C错误 C．反应的△H＞0，反应能自发进行，原因是△S＞0，能用熵判据解释，故D正确； 故选D。 4．化工生产中，调控反应条件时不需要考虑的角度是 A．目标产物的贮存方法 B．增大目标反应的速率 C．提高目标反应的限度 D．减少副反应和环境污染 【答案】A 【详解】A．目标产物贮存与反应条件无关，调控反应条件时不需考虑，A符合题意； B．增大反应速率，可以提高生产效率，需要考虑，B不符合题意； C．提高反应限度，可以提高反应物转化率或产物比例，需要考虑，C不符合题意； D．生产条件中减少副反应和环境污染需要考虑，以达到绿色高效生产的目的，D不符合题意； 答案选A。 5．在合成氨工业中，为增加NH3的日产量，实施下列目的的变化过程中与平衡移动无关的是 A．不断将氨分离出来 B．使用催化剂 C．采用700K左右的高温而不是900K的高温 D．采用2×107～5×107Pa的压强 【答案】B 【详解】A．氨分离出来是减小生成物浓度，有利于平衡右移，不符合题意，A项错误； B．使用催化剂是为了增大反应速率，与平衡无关，B项正确； C．合成氨反应是放热反应，相对900K，较低温度700K更利于反应正向进行，不符合题意，C项错误； D．该反应是气体物质的量减小的反应，尽可能采取高压利于正反应的进行，不符合题意，D项错误； 答案选B。 6．合成氨工业中 N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，选择适宜的压强时，不需要考虑的因素是 A．反应速率 B．平衡移动 C．设备成本 D．催化剂活性 【答案】D 【详解】A．该反应为有气体参与的反应，因此增大压强，各物质的浓度增大，反应速率加快，提高氨气的生成速率，这是需要考虑的因素，故A不选； B．该反应为反应前后气体的总量发生变化的反应，因此增大压强，平衡右移，有利于氨高氨气的生成，这是需要考虑的因素，故B不选； C．增大压强，需要设备耐压能力要大，就要考虑到制造耐压设备的成本，这是需要考虑的因素，故C不选； D．催化剂的活性与温度有关，与压强没有关系，选择适宜的压强时，不需要考虑催化剂的活性，故D可选； 故选D。 7．aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(g)  ΔH=Q，同时符合两图中各曲线规律的是 A．a+b>c+d T1>T2 Q>0 B．a+b>c+d T1>T2 Q<0 C．a+b>c+d T1<T2 Q<0 D．a+b＜c+d T1<T2 Q<0 【答案】C 【详解】由左图可知T1＜T2 ，升高温度生成物浓度降低，说明平衡向逆反应方向移动，则正反应放热，Q＜0；由右图可知增大压强，正反应速率大于逆反应速率，平衡向正反应方向移动，则a+b＞c+d，故选C。 8．在恒容密闭容器中，一定量的NO、CO发生反应：。运用变量控制的方法，探究温度或催化剂比表面积(单位质量的物质所具有的总面积)对CO、NO转化的影响。三组实验中随t(时间)变化的曲线如图所示。下列说法正确的是 A．实验I，时刻CO的消耗速率小于CO的生成速率 B．其他条件不变，充入惰性气体平衡正向移动 C．实验I、Ⅱ相比，I中催化剂比表面积更大 D．实验Ⅲ的反应温度比实验Ⅱ的高 【答案】D 【详解】A．实验I，时刻还未达到平衡，则正反应速率大于逆反应速率，即CO的消耗速率大于CO的生成速率，故A错误； B．其他条件不变，充入惰性气体，体系各物质浓度不变，则平衡不移动，故B错误； C．实验I、Ⅱ相比，Ⅱ中反应速率更快，达到平衡时间更短，则Ⅱ催化剂比表面积更大，故C错误； D．实验Ⅲ相比实验Ⅱ，达到平衡时间更短，则实验Ⅲ的反应温度比实验Ⅱ的高，故D正确； 故选D。 9．一定条件下，反应在密闭容器中进行，体系中和的浓度(c)随反应时间(t)变化的曲线如图，其中正逆反应速率相等的时刻为 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】正逆反应速率相等时该反应达到平衡状态，体系中各组分的含量不变，包括质量、物质的量、浓度等，故答案选D。 10．在水溶液中，物质R容易发生二聚反应：。不同温度(T)下，R溶于水所得溶液中R的浓度(mol/L)与时间的关系如图，下列说法不正确的是 A． B． C． D．c点时，的浓度为0.65 mol/L 【答案】C 【详解】A．在T2下先到平衡，说明其温度高，A正确； B．随着反应进行，物质的浓度逐渐减小，反应速率减慢，B正确； C．c点时温度高，但浓度小，故ac点的速率不能进行比较，C错误； D． 　，D正确； 故选C。 培优第二阶——能力提升练 11．水凝结成冰的过程中，其焓变和熵变正确的是 A．ΔH>0，ΔS>0 B．ΔH<0，ΔS>0 C．ΔH<0，ΔS<0 D．ΔH>0，ΔS<0 【答案】C 【详解】水结成冰，凝固放热，且同种物质液态混乱程度大于固态，故为熵减的过程，即ΔH<0，ΔS<0，选C。 12．下列有关说法正确的是 A．，该过程焓值增大 B．，该反应一定能自发进行 C．，该过程熵值增大 D．  ，，此反应低温自发 【答案】D 【详解】A．该反应为化合反应，反应放热，焓值减少，故A错误； B．硫与氧气反应是放热反应，即ΔH＜0，二氧化硫的分解反应为吸热反应，即ΔH＞0，ΔS＜0，根据ΔG=ΔH-TΔS，ΔG＞0，该反应在任何温度下都不能自发进行，故B错误； C．混乱程度：气体＞液体＞固体，该反应中反应物为气体，生成物为固体和液体，因此该反应为熵减反应，故C错误； D．该反应ΔH＜0、ΔS＜0，根据ΔG=ΔH-TΔS，在低温状态下，ΔG＜0，因此该反应在低温状态下，能自发进行，故D正确； 故选：D。 13．已知：CH3OH(g)＋H2O(g)3H2(g)＋CO2(g) ΔH>0，则下列有利于提高CO2平衡产率的条件是 A．高温、高压 B．低温、高压 C．高温、低压 D．低温、低压 【答案】C 【详解】该反应为熵变大的吸热反应，故有利于提高CO2平衡产率的条件是高温低压； 答案选C。 14．合成氨的反应采用400～500 ℃的原因是 A．温度太低反应速率太小 B．该温度时催化剂活性较高 C．该温度时反应速率最大 D．该温度时N2的转化率最高 【答案】B 【分析】，该反应是气体体积减小、放热的可逆反应，要是平衡正向移动应该降低温度、增大压强，但是降低温度会使反应速率减小，不利于工业生产效益，温度越高反应速率越大，应该适当升高温度，使反应速率增大，使用催化剂也可以加快反应速率，但在400～500 ℃催化剂活性最大，所以选择这个温度。 【详解】 A．由分析知，在400～500 ℃催化剂活性最大，所以选择这个温度，A错误； B．在400～500 ℃催化剂活性最大，所以选择这个温度，B正确； C．在400～500 ℃催化剂活性最大，有利于加快反应速率，所以选择这个温度，C错误； D．合成氨反应是放热反应，温度高时，氮气的转化率会降低，D错误； 故选B。 15．工业上合成氨反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1.下列说法正确的是 A．该反应的ΔS>0 B．该反应反应物的键能总和大于生成物的键能总和 C．工业上采用高温条件的目的是为了提高平衡转化率 D．该反应使用催化剂能加快反应速率的原因是降低了活化能，提高了活化分子百分数 【答案】D 【详解】A．该反应是气体体积减小的反应，故ΔS<0，故A错误； B．该反应是放热反应，生成物的键能总和大于反应物的键能总和，故B错误； C．采用高温条件，平衡逆向移动，平衡的转化率降低，故C错误； D．催化剂能降低活化能，提高活化分子百分数，加快反应速率，故D正确。 答案选D。 16．合成氨工业中采用的操作及主要目的不正确的是 A．采取循环操作主要是提高氮气和氢气的利用率 B．合成氨的温度控制在400～500℃，主要是催化剂活性最大 C．氮气和氢气反应前净化主要目的是防止催化剂中毒 D．合成氨生产过程压强越大越好可以提高生产效益 【答案】D 【详解】A．合成氨是可逆反应，其反应方程式为N2+3H22NH3，达到平衡后，体系仍有N2和H2，采用循环操作，可以提高N2和H2的利用率，故A说法正确； B．该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，不利于合成氨，因此合成氨的温度控制在400～500℃，使催化剂的催化活性最大，故B说法正确； C．在制取原料气的过程中，常混有一些杂质，其中有些杂质会使合成氨所用的催化剂“中毒”，必须除去，这一过程称为原料气的净化，故C说法正确； D．合成氨是物质的量减少的过程，增大压强，有利于向合成氨的方向进行，并不是压强越大越好，压强越大，对设备的制造和材料的强度要求就越高，且增大压强到一定程度，继续增大压强，物质的转化率增加并不大，增加资金投资，降低经济效益，故D说法错误； 答案为D。 17．一定条件下．将3 mol A气体和1 mol B气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中．发生反应：。2 min末该反应达到平衡，生成D的物质的量随时间的变化情况如图所示。下列说法正确的是 A．从开始到平衡，用D表示的化学反应速率为0.2 mol⋅L⋅min B．平衡时体系的压强与开始时体系的压强之比为3∶2 C．反应过程中A和B的转化率之比为3∶1 D．到达平衡时C的物质的量浓度为0.8 mol⋅L 【答案】D 【分析】由图可知，2min后D的物质的量为0.8mol且不再改变，反应达到平衡状态，可列三段式：，据此回答。 【详解】A．D为固体，不能用单位时间内浓度的变化率来表示反应速率，A错误； B．平衡时体系的压强与开始时体系的压强之比为，B错误； C．根据三段式可知，反应过程中A和B的转化率都为40%，转化率之比为1∶1，C错误； D．根据分析可知，到达平衡时C的物质的量浓度为=0.8 mol·L-1，D正确； 故选D。 18．已知反应，将和按一定比例通入恒温恒压的密闭容器中，反应相同时间后，的体积分数随温度的变化关系如图所示，下列相关描述正确的是 A．该反应正反应方向： B．曲线上的点均代表平衡时刻的点 C．正反应速率： D．b点时 【答案】A 【分析】温度越高，反应速率越快，由图可知，c点氨气的体积百分数最大，说明反应达到平衡，则c点以前反应未达到平衡，c点以后为平衡的移动过程。 【详解】A．由图可知，c点以后为平衡的移动过程，升高温度，平衡逆向移动，该反应的正反应为放热反应，故，故A正确； B．根据分析，c点前反应温度低、速率慢，反应没有达到平衡状态，故B错误； C．温度越高，反应速率越快，则d点正反应速率大于c点，故C错误； D．由分析可知，b点反应未达到平衡，正反应速率大于逆反应速率，故D错误； 故选A。 19．在一定条件下，某可逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如下图所示。下列有关说法，不正确的是 A．时刻，反应正向进行 B．时刻，正反应速率大于逆反应速率 C．时刻，达到反应进行的限度 D．时刻，反应处于平衡状态 【答案】C 【详解】A．由图可知t1时刻，正反应速率大于逆反应速率，所以反应正向进行，故A正确； B．由图可知t2时刻，正反应速率大于逆反应速率，故B正确； C．由图可知t3时刻，正反应速率大于逆反应速率，反应正向进行，反应没有达到最大限度，故C错误； D．由图可知t4时刻，正反应速率等于逆反应速率，反应处于平衡状态，故D正确； 故选C。 20．已知反应3A(g)+2B(g)≒C(g)+4D(g)  ΔH<0。如图：a、b表示在一定条件下，D的体积分数D%随时间t的变化情况。若使曲线b变为曲线a ，可采取的措施是       ①增加C的质量   ②升高温度   ③缩小反应容器的容积(加压)   ④减小B的浓度   ⑤使用适当催化剂 A．只有⑤ B．①③ C．③⑤ D．②③⑤ 【答案】C 【详解】①增加C的质量，平衡逆向移动，最终D的体积分数将会减小，不符合曲线a； ②反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，最终D的体积分数将会减小，不符合曲线a； ③反应前后气体体积不变，缩小反应容器的容积(加压)，平衡不移动，但浓度增大，反应速率增大，未到平衡时图线斜率更大，平衡时D的体积分数不变，符合曲线a； ④减小B的浓度，平衡逆向移动，最终D的体积分数将会减小，不符合曲线a； ⑤使用适当催化剂，反应速率增大，未到平衡时图线斜率更大，催化剂不改变平衡，故平衡时D的体积分数不变，符合曲线a； 符合曲线a的是③⑤，故选C。 培优第三阶——培优拔尖练 21．在催化剂作用下，向1L密闭容器中加入X和Y，发生反应：，X的转化率随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．该反应 B．200℃时，前10min C．c点时， D．bc段变化的原因可能是400℃以上催化剂活性降低 【答案】B 【详解】A．由分析可知，升高温度，X的平衡转化率增大，平衡正向移动，说明该反应为吸热反应，，A正确； B．固体或纯液体的浓度视为常数，一般不用固体或纯液体表示反应速率，B错误； C．由曲线Ⅱ可知，400℃时，X的转化率最大，说明b点时反应达到平衡，该反应为吸热反应，继续升高温度，平衡正向移动，c点X的转化率应该大于b点，但c点X的转化率小于b点，说明10min时c点未达到平衡，，C正确； D．400℃时，X的转化率最大，b点反应达到平衡，该反应为吸热反应，继续升高温度，平衡正向移动，c点X的转化率应该大于b点，但c点X的转化率小于b点，可能的原因是400℃以上催化剂活性降低，反应速率较慢，10min时反应未达到平衡，D正确； 故选B。 22．在一密闭容器中发生反应，，在某一时间段反应速率与反应过程的曲线关系如图所示，下列说法错误的是 A．时，改变的条件可能是增大压强 B．时，可能是使用了催化剂 C．时，改变的条件可能是减小压强 D．若在恒容容器内发生该反应，达到平衡后，通入Ar，、都不变 【答案】A 【详解】A．达到平衡后，条件下，、都瞬增了，则改变的条件为升温或者增压，但突变时，反应向左移动，则为升温，A错误； B．条件下，正逆反应速率相等，则为催化剂，B正确； C．条件下，，都瞬减了，则改变的条件为降温或者减压，但突变时，反应向左移动，则为减压，C正确； D．恒容容器中，反应达到平衡后，通入Ar，体系压强增大，但是反应物和生成物的浓度都不变，化学平衡不移动，正逆反应速率不变，D正确。 故选A。 23．常温常压下，为无色气体，主要用于制备硝化剂、氧化剂、催化剂等。一定条件下，在2L恒容密闭容器中加入和两种气体，发生反应：，测得两气体的物质的量与时间的关系如图所示，下列说法正确的是 A．根据物质的量变化可知， B．若，则0～min内 C．气体压强、颜色不变时，体系达到平衡状态 D．时，容器中 【答案】C 【详解】A．时反应物减少的量是时的2倍，但是反应达到化学平衡的过程中化学反应速率逐渐减小，应大于2，A项错误； B．0～5min内，变化2mol，可计算出0～min内v(N2O4)=0.2mol⋅L−1⋅min−1，B项错误； C．为红棕色气体，气体颜色不变时，的浓度一定，可以作为化学平衡的标志，反应向右进行，压强不断减小，压强不变时，化学反应达到平衡状态，C项正确； D．时反应处于平衡状态，容器中，D项错误； 本题选C。 24．一定条件下可以消除氮氧化物污染，反应原理之一为。其他条件不变时，温度的倒数()对NO的平衡转化率的影响如图所示，下列说法错误的是 A．该反应的正反应为放热反应 B．Y点的 C．加入催化剂可以加快反应速率 D．保持其他条件不变，通入适量的，X点向上移动 【答案】B 【详解】A．由图可知，温度越低，越大，NO的平衡转化率越高，降低温度平衡正向移动，则该反应的正反应为放热反应，A项正确； B．Y点为平衡点，故，B项错误； C．催化剂可加快反应速率，C项正确； D．保持其他条件不变，通入适量的，平衡正向移动，NO的平衡转化率增大，D项正确； 故答案选B。 25．反应  达平衡后，在t时刻改变某一条件，反应速率—时间图像如图所示，则t时刻改变的条件可能是 A．升高温度 B．增大生成物浓度 C．减小反应物浓度 D．增大容器体积 【答案】A 【详解】A．升高温度，正逆反应速率均增大，且，A项符合题意； B．增大生成物浓度，瞬间与原平衡时相等，B项不符合题意； C．减小反应物浓度，瞬间减小，瞬间不变，达新平衡时，、均比原平衡小，C项不符合题意； D．增大容器体积，压强减小，正逆反应速率均减小，D项不符合题意； 故选A。 26．已知反应 ，将等物质的量的和充入密闭容器，平衡体系中，平衡混合物的平均摩尔质量M()在不同温度下随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A．温度：T2 > T1 B．平衡常数：Ka = Kb C．b点时，若，则CO的平衡转化率为50% D．的平衡转化率： 【答案】C 【分析】CO(g)+Cl2(g)⇌COCl2(g)ΔH<0，温度升高，此反应逆向移动，导致气体物质的量增大，减小，所以T1>T2，其他选项依据平衡移动原理具体分析即可。 【详解】A． CO(g)+Cl2(g)⇌COCl2(g)ΔH<0，温度升高，此反应逆向移动，导致气体物质的量增大，减小，所以T1>T2，故A错误； B．平衡常数仅与温度有关，温度不同，平衡常数不同，则Ka 与Kb不等，故B错误； C． CO与Cl2等物质的量混合，设起始时n(CO)=n(Cl2)=1mol，设CO转化了xmol，则66= ，解得x=0.5，b点时，则CO的平衡转化率为，故C正确； D． M越大，n总越小，平衡正向进行程度越大，的转化率越大，即的平衡转化率：，故D错误； 故选C。 27．某化学研究小组探究外界条件对化学反应的速率和平衡的影响图象如下，下列判断正确的是 A．由图1可知，，该反应正反应为吸热反应 B．由图2可知，该反应 C．图3中，点3的反应速率 D．图4中，若，则a曲线一定使用了催化剂 【答案】C 【详解】A．由图1可知, 先平衡温度高，，C占比少，说明逆向移动，说明该反应逆反应为吸热反应，故A错误； B．由图2可知，随着压强增大，反应向体积减小的方向移动，C占比多，该反应，故B错误； C．图3中，点3做一条竖直辅助线，相同温度B的转化率低于平衡状态，所以要正向移动，则反应速率，故C正确； D．图4中，若，则a曲线不一定使用了催化剂，增大压强也可以，故D错误； 答案选C。 28．某学习小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡的影响，得到如图所示图像（图中表示压强，表示温度，表示物质的量），下列结论不正确的是 Ⅰ： Ⅱ： Ⅲ： Ⅳ： A．反应Ⅰ： B．反应Ⅱ： C．反应Ⅲ：若，则 D．反应Ⅳ：若，则 【答案】D 【详解】A．反应I，是体积减小的可逆反应，温度相同时，压强越大，反应物的转化率越高，，故A正确； B．反应Ⅱ中，根据图像先拐先平衡，数值大，故，故B正确； C．反应Ⅲ中，若，，则升高温度平衡向正反应方向移动，C的体积分数增大，与图象吻合，故C正确； D．反应Ⅳ中若ΔH＜0，则升高温度平衡向逆反应方向移动，A的转化率减小，则T2＜T1，故D错误； 答案选D。 29．为减少排放，科学家正研究的综合利用问题。合成甲醇极具潜力：。在不同温度，条件下，在2L恒容容器中投入2mol和6mol，发生上述反应，实验测得两容器中或的物质的量随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A．cd段用表示的平均反应速率为 B．两曲线相交的点，反应达到平衡 C．曲线ab对应条件下的反应 D．平衡时转化率： 【答案】C 【分析】根据图像分析，曲线ab表示生成物，达到平衡时CH3OH的物质的量是1.1mol，曲线cd表示反应物CO2(因为起始量是2mol)，达到平衡时剩余0.5mol，参与反应1.5mol。根据化学方程式可知，△n(CO2)=△n(CH3OH)，再结合图像可知，曲线ab和曲线cd是不同温度下的反应的曲线，曲线ab先达到平衡，故曲线ab是T2时的反应曲线，曲线cd是T1时的反应曲线。 【详解】A．cd段△n(CO2)=△n(CH3OH)=1.0moL，用CH3OH表示的平均反应速率为0.050mol/(L·min)，A错误； B．交点之后，物质的量仍在变化，故相交的点不是平衡状态，B项错误， C．根据分析，C项正确； D．平衡时CO2转化率：T1>T2，D项错误。 故答案为：C。 30．一定条件下，按的比例向反应容器充入，发生反应。温度、压强对平衡转化率的影响如图，下列分析正确的是 A．压强大小关系： B．该反应正反应为吸热反应 C．、p1条件下，的平衡转化率为 D．、p1条件下，充入氦气，混合气体颜色变深 【答案】C 【详解】A．由方程式可知，该反应为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，NO转化率增大，因此，故A错误； B．由图可知，升高温度，NO转化率减小，平衡逆向移动，即该反应正反应为放热反应，故B错误； C．400℃、p1条件下，平衡时的NO转化率为40%，NO和O2按物质的量之比2∶1充入反应容器，且按2∶1反应，二者转化率相等，即O2的平衡转化率为40%，故C正确； D．、p1条件下，充入氦气，体积增大，相当于减压，平衡逆向移动，NO2浓度下降，混合气体颜色变浅，故D错误； 故选C。 ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$