专题06 化学反应的方向及调控-【好题汇编】备战2024-2025学年高二化学上学期期中真题分类汇编（新高考通用）

专题06 化学反应的方向及调控 内容概览 考点01 自发过程和自发反应 考点02 化学反应的方向判断 考点03 合成氨适宜条件的选择 考点04 工业生产中反应条件的分析 考点01 自发过程和自发反应 1．（2023-2024高二上·甘肃武威·期中）化学与生活息息相关。下列不属于自发进行的变化是 A．墨汁加到清水中使整杯水变黑 B．水在0℃以下结为冰 C．石灰石转化为生石灰 D．铁器在潮湿的空气中生锈 2．（2023-2024高二上·全国·期中）下列反应属于非自发反应的是 A．钠与水反应 B．氢气在氧气中燃烧生成水 C．水分解变成氢气和氧气 D．氨气和氯化氢相遇变成氯化铵 考点02 化学反应的方向判断 3．（2023-2024高二上·浙江杭州·期中）下列说法错误的是 A．在不同状态时的熵值： B．在常温下能自发进行，则该反应的 C．  能否自发进行与温度有关 D．常温下，反应不能自发进行，则该反应的 4．（2023-2024高二上·广东惠州·期中）下列说法不正确的是 A．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程 B．当ΔH<0，ΔS>0时，反应能自发进行 C．2NO(g)+ 2CO(g) = N2(g)+ 2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的ΔH>0 D．反应NH3(g) + HCl(g) = NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH<0 5．（2023-2024高二上·新疆·期中）研究化学反应进行的方向对于反应设计等具有重要意义，下列说法正确的是 A．ΔH<0、ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行 B．一定温度下，反应MgCl2(l)Mg(l)+Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>0 C．反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)在室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH<0 D．在其他外界条件不变的情况下，汽车排气管中使用催化剂，可以改变产生尾气的反应方向 6．（2023-2024高二上·四川雅安·期中）CO2经催化加氢可合成甲醇(CH3OH)：  ，下列说法正确的是 A．该反应是放热反应，所以可以自发进行 B．1molH2O在不同状态下的熵值为S(g)<S(s) C．选择合适的催化剂，有可能使该反应在常温常压下以较快的速度进行 D．一定条件下，若观察不到水蒸气的产生，则说明该条件下反应不能自发进行 7．（2023-2024高二上·福建福州·期中）在25℃和时， 该反应能自发进行的原因是 A．是吸热反应 B．是熵减少的反应 C．是放热反应 D．熵增大效应大于能量效应 8．（2023-2024高二上·黑龙江齐齐哈尔·期中）已知反应的为正值，为负值。设和不随温度而变，下列说法中正确的是 A．低温下能自发进行 B．高温下能自发进行 C．低温下不能自发进行，高温下能自发进行 D．任何温度下都不能自发进行 9．（2023-2024高二上·上海浦东新·期中）地下水中的氮污染主要是由引起的，人们对的转化进行了长时间的研究，目前主要有物理方法、化学方法和生物方法，其中化学方法主要包含活泼金属还原法和催化反硝化法。催化反硝化法是一种经济可行的脱氮方法，其原理是在Pd/Cu双金属催化剂作用下，H2将硝酸盐还原成氮气：。 （1）氮肥NH4NO3溶于水的过程中熵值 (填“增大”或“减小”)，Pd/Cu双金属催化剂 (填“是”或“不是”)决定反应自发发生的决定因素。 （2）已知：的，(a、b均为正值)，该反应 (填“能”“不能”或“无法判断是否能”)自发进行。 考点03 合成氨适宜条件的选择 10．（2023-2024高二上·浙江·期中）氨对发展农业有着重要意义，也是重要的化工原料。合成氨的生产流程示意如下。 下列说法不正确的是 A．原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生 B．合成氨一般选择400~500℃进行，主要是让铁触媒的活性最大，平衡转化率高 C．热交换的目的是预热原料气，同时对合成的氨气进行降温利于液化分离 D．新型锰系催化剂将合成氨的温度、压强分别降到了350℃、1MPa，显著降低合成氨的能耗 11．（2023-2024高二上·天津河北·期中）下列关于合成氨工业说法不正确的是 A．根据勒夏特列原理，500℃左右比室温更有利于合成氨的反应 B．合成氨厂一般采用10MPa~30MPa，综合考虑了反应速率、转化率和成本等因素 C．将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应 D．将原料气进行净化处理，是为了防止其中混有的杂质使催化剂“中毒” 12．（2023-2024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 13．（2023-2024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 14．（2023-2024高二上·福建厦门·期中）下图为工业合成氨流程图，该反应速率方程为，原料气(及少量的混合气体)在进入合成塔前可经过铜氨液净化处理，其反应为：，有关说法错误的是 A．步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒 B．步骤②中“加压”既可以提高合成氨原料的转化率，又可以加快反应速率 C．为保证足够高的反应速率，反应达到一定转化率时需及时将氨从体系中分离 D．“净化”时适当升高温度，可增大反应速率和的平衡转化率 考点04 工业生产中反应条件的分析 15．（2023-2024高二上·重庆沙坪坝·期中）在、的工业生产中，具有的共同点是 A．使用加热装置 B．使用尾气吸收装置 C．使用作原料 D．使用加压装置 16．（2023-2024高二上·河南焦作·期中）在一恒容密闭容器中，加入X、Y和合适的催化剂，发生反应：，在不同温度下，反应开始时，Z的生成速率的变化如图所示。下列说法正确的是 A．可用体系的压强作为化学平衡状态的标志 B．时，催化剂的活性最高，化学反应速率最快 C．和时的平衡转化率都比时高 D．实际工业生产中，容器的温度宜控制在左右 17．（2023-2024高二上·四川凉山·期中）硫酸工业中通过氧化氧化为： 温度/℃ 平衡时的转化率 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 根据反应原理和上表中数据分析下列叙述错误的是 A．实际生产中可以通过通入大量的空气来提高的转化率 B．常压下的转化率已经比较大了，所以实际生产中没必要增大成本采用高压 C．生产中采用温度主要是考虑催化剂的活性温度从而提高反应物的转化率 D．尾气中的必须回收循环利用防止污染环境并提高原料的利用率 18．（2023-2024高二上·黑龙江哈尔滨·期中）工业上制备硫酸的一步重要反应是在400~500℃下的催化氧化反应  。下列有关说法错误的是 A．从理论上分析，为了使尽可能多地转化为，应选择的条件是低温高压 B．在实际生产中控制温度为400~500℃，原因是温度过低速率慢，温度过高转化率低 C．为提高反应速率和平衡时的转化率，实际生产中采用的压强越大越好 D．要综合考虑影响速率与平衡的各种因素、设备条件和经济成本等，寻找适宜的生产条件 19．（2023-2024高二上·江苏淮安·期中）对于反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)；ΔH=-196.6 kJ·mol−1，下列说法正确的是 A．反应物的总键能大于生成物的总键能 B．反应的平衡常数可表示为K= C．从平衡体系中分离出SO3，正反应速率变快 D．工业生产采用常压操作，可能是因为常压下SO2的转化率已经很高了 20．（2023-2024高二上·广西桂林·期中）1913年，德国化学家哈伯实现了合成氨的工业化生产，被称作解救世界粮食危机的化学天才，现将1molN2和3molH2投入1L的密闭容器，在一定条件下，利用反应模拟哈伯合成氨的工业化生产：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H<0. 回答下列问题： （1）合成氨反应平衡常数的表达式为 。温度升高，K值 (填“增大”“减小”或“不变")：使用催化剂，K值 (填“增大“减小”或“不变”)。 （2）反应的S 0(填“>”“<"或“=”) （3）有利于提高平衡混合物中氨含量的条件有 (填序号)。 A．低温     B．高温     C．低压      D．高压        E．催化剂 （4）当反应达到平衡后，向体系中充入N2的，平衡 移动(填“正向”“逆向”或“不”)；给体系升温， (填“增大”“减小”或不变”)， (填“增大”“减小”或“不变”)，平衡 移动(填“正向”“逆向”或“不”)。 1．（2023-2024高二上·青海西宁·期中）已知  ，下列说法中正确的是 A．该反应任何温度下都不能自发进行 B．该反应能自发进行，由于该反应是一个熵增加的反应 C．其他条件不变，使用催化剂可以改变化学反应进行的方向 D．能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是吸热反应 2．（2023-2024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．， 3．（2023-2024高二上·四川凉山·期中）下列有关化学反应方向的判断正确的是 A．放热反应一定能自发进行 B．凡是需要加热的反应都不能自发进行 C．物质的量增加的反应，△S为正值，一定能自发进行 D．在常温下能自发进行，则该反应的△H＜0 4．（2023-2024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 5．（2023-2024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 6．（2023-2024高二上·河南·期中）下列叙述正确的是 A．焓减反应一定能自发进行 B．熵增反应一定能自发进行 C．利用可以消除污染 D．吸热反应在较高温度下能自发进行 7．（2023-2024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．， 8．（2023-2024高二上·广东湛江·期中）下列说法中，正确的是 A．H2O（1）分解成H2(g)和O2(g)是熵增过程，该反应在室温下是自发反应 B．吸热反应一定不能自发进行 C．某条件下，反应2AB(g)=C(g)+3D(g)  ΔH <0  一定能自发进行 D．合成氨反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)   ΔH <0  高温有利于自发进行 9．（2023-2024高二上·吉林长春·期中）煤气化的一种方法是在气化炉中给煤炭加氢，发生的主要反应为C(s)＋2H2(g)⇌CH4(g)。在V L的密闭容器中投入a mol碳(足量)，同时通入2a mol H2，控制条件使其发生上述反应，实验测得碳的平衡转化率随压强及温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A．上述正反应为放热反应 B．在4 MPa、1 200 K时，图中X点v(H2)正＜v(H2)逆 C．在5 MPa、800 K时，该反应的平衡常数为 D．工业上维持6 MPa、1 000 K而不采用10 MPa、1000 K，主要是因为前者碳的转化率高 10．（2023-2024高二上·重庆·期中）下列有关工业生产的叙述正确的是 A．合成氨生产过程中升高温度可加快反应速率，故温度越高越好 B．合成氨工业中，将NH3及时液化分离有利于氨的生产 C．硫酸工业中，SO2催化为SO3时采用常压，因为高压会使平衡逆移 D．硫酸工业中，使用催化剂是为了提高SO2转化为SO3的平衡转化率 11．（2023-2024高二上·吉林松原·期中）环戊烯(C5H8)是一种重要的有机化工原料，可用环戊二烯(C5H6)制备。T℃时，将环戊二烯和HI按物质的量之比1：2充入容积为2L的恒容密闭容器中，仅发生反应：，下列有关该反应的说法正确的是 已知： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： A．该反应在高温下可自发进行 B．升高温度，有利于提高环戊烯的平衡产率 C．反应达到平衡时，环戊二烯和碘化氢的转化率相等 D．降低温度，正反应速率改变程度大于逆反应速率改变程度 12．（2023-2024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： 13．（2023-2024高二上·河南·期中）已知 ，工业上采用铁触媒作该反应的催化剂。下列说法错误的是 A．1 mol与3 mol混合后充分反应放出的热量小于92.4 kJ B．铁触媒能改变合成氨的反应历程，也能改变反应的焓变 C．工业上选择温度为400~500 ℃，是因为该温度下铁触媒的活性最大 D．铁触媒能加快合成氨的反应速率，是因为单位体积内活化分子数目增多 14．（2023-2024高二上·河南焦作·期中）工业合成氨反应为，其能量变化如图所示。在实际生产中，下列有关说法正确的是 A．温度越高，氮气的平衡转化率越高 B．使用催化剂，E变小，不变 C．压强越大越好，可提升化学反应速率与限度 D．若平衡时、和均为1mol，则 15．（2023-2024高二上·浙江宁波·期中）下列说法正确的是 A．凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的 B．非自发反应在任何情况下都不会发生反应 C．常温下，反应不能自发进行，则该反应的 D．标准状况下，熵值：1mol ＜1mol CO 16．（2023-2024高二上·河南·期中）工业上用乙苯催化脱氢制取苯乙烯的反应如下：(g)(g)+H2(g)。现将 x mol乙苯蒸气通入体积可变的密闭容器中发生反应，维持体系总压强p总恒定。在某催化剂作用下，乙苯的平衡转化率随温度的变化如图所示。不考虑副反应，下列说法错误的是[已知：气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数] A．400℃时，再向体系中通入水蒸气，v正、v逆均减少，且乙苯的转化率升高 B．500 ℃时，再向体系中通入 0.2 x mol乙苯，平衡时各物质的体积分数保持不变 C．500 ℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数 D．550℃时平衡体系中苯乙烯的体积分数是 450℃时的2.25 倍 17．（2023-2024高二上·重庆北碚·期中）在298K和100kPa压力下，已知金刚石和石墨的熵、燃烧热和密度分别为： 物质 S/() /() /() C(金刚石) 2.4 -395.40 3513 C(石墨) 5.7 -393.51 2260 此条件下，对于反应C(石墨)→C(金刚石)，下列说法正确的是 A．该反应的， B．金刚石比石墨稳定 C．由公式可知，该反应 D．超高压条件下，石墨有可能变为金刚石 18．（2023-2024高二上·全国·期中）工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖。工业合成氨生产示意图如图所示。 （1）下列有关合成氨工业的说法正确的是___________ A．工业合成氨的反应是熵减小的放热反应，在低温或常温时可自发进行 B．合成氨反应中，反应物的总键能小于产物的总键能 C．合成氨厂一般采用的压强为，因为该压强下铁触媒的活性最高 D．N2的量越多，H2的转化率越大，因此，充入的N2越多越有利于NH3的合成 （2）循环利用的Y是氮气和氢气，目的是 。 （3）在合成氨工业中，要使氨的产率增大，同时又能提高反应速率，可采取的措施有 (填编号)。 ①使用催化剂     ②恒温恒容，增大原料气N2和H2充入量      ③及时分离产生的NH3 ④升高温度      ⑤恒温恒容，充入惰性气体Ar使压强增大 （4）氮的固定和氮的循环是几百年来科学家一直研究的课题。下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。 反应 大气固氮 N2(g)＋O2(g) 2NO(g) 工业固氮 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) 温度/℃ 27 2000 25 400 450 K 0.1 0.507 0.152 分析数据可知： ①在400℃下模拟工业固氮，某时刻c(N2)= c(H2)= c(NH3)=1mol·L-1，此时v正 v逆(填“>”“<”或“=”)。 ②人类不适合大规模模拟大气固氮的原因是 。 19．（2023-2024高二上·天津南开·期中）合成氨工艺是人工固氮最重要的途径。回答下列问题： （1）工业合成氨的反应为。在容积为2L的密闭容器中，通入amolN2和bmolH2，若在一定条件下tmin后反应达到平衡，平衡后容器中剩余cmolN2. ①该反应的平衡常数表达式 。 ②达到平衡时，H2的转化率为 。 ③在tmin内以NH3的浓度变化表示的化学反应速率为 。 ④若把容器的容积缩小一半，则正反应速率 (填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，N2的转化率 。 （2）在合成氨工业中，原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前需经过铜氨液处理，目的是除去其中的CO，其反应为：。铜氨液吸收CO适宜的生产条件是 。 （3）合成氨工业中采用循环操作，主要是为了 (填序号)。 a．增大化学反应速率b．提高平衡混合物中氨的含量 c．降低氨的沸点d．提高氮气和氢气的利用率 （4）合成氨气的氢气可由天然气制备。 ①其反应为　，该反应自发的条件是 (填“低温自发”、“高温自发”或“任意温度自发”)。 ②为提高CH4的平衡转化率，可采用的措施是 (填序号)。 a．使用合适的催化剂b．采用较高的温度 c．采用较高的压强d．延长反应时间 20．（2023-2024高二上·广西百色·期中）一碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物为原料生产化工产品的方法。合成气(和的混合气体)是一碳化学的重要原料，焦炭与水蒸气在恒容密闭容器中会发生如下三个反应： I： II： III： （1）当反应I达到平衡后，下列措施可提高正反应速率的是_______(填标号)。 A．加入焦炭 B．通入CO C．升高温度 D．分离出氢气 （2）若在恒温恒容容器中仅发生反应II，则下列能说明反应达到平衡状态的是_______。 A．容器内气体的压强不变 B．容器内气体的总质量不变 C．容器内气体的平均相对分子质量不变 D．单位时间内，每有2 mol 键断裂，同时有1 mol 键断裂 （3）向容积为的密闭容器中加入活性炭(足量)和，发生反应，和的物质的量变化如下表所示。 条件 保持温度为/℃ 时间 0 5min 10min 15min 20min 25min 30min 物质的量 2.0 1.4 1.0 0.70 0.50 0.40 0.40 物质的量 0 0.3 0.50 0.65 0.75 0.80 0.80 ①内，以表示的该反应速率 ，最终达平衡时的转化率 ，该温度℃下的平衡常数 。 ②保持温度℃不变，向该密闭容器中加入该四种反应混合物各，该时刻，正、逆反应速率的大小关系为： (填“>”“<”或“=”)。 （4）已知4CO(g) +2NO2(g)4CO2(g)+N2 (g) ΔH1 = -1200kJ•mol-1 ，该反应在 (填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。 ( 2 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题06 化学反应的方向及调控 内容概览 考点01 自发过程和自发反应 考点02 化学反应的方向判断 考点03 合成氨适宜条件的选择 考点04 工业生产中反应条件的分析 考点01 自发过程和自发反应 1．（2023-2024高二上·甘肃武威·期中）化学与生活息息相关。下列不属于自发进行的变化是 A．墨汁加到清水中使整杯水变黑 B．水在0℃以下结为冰 C．石灰石转化为生石灰 D．铁器在潮湿的空气中生锈 【答案】C 【解析】A．墨汁浓度大于水，微粒向浓度低的方向分散是自发进行的物理变化，A不符合题意；B．水的凝固点为0℃，水在常温下是液体，冰在室温下融化成水，是自发进行的物理变化，B不符合题意；C．石灰石转化为生石灰需要在高温条件下进行，该变化过程在常温下不是自发进行的，C符合题意；D．铁在潮湿的空气中生锈是发生了电化腐蚀，发生了吸氧腐蚀，是自发进行的变化，D不符合题意。故选C。 2．（2023-2024高二上·全国·期中）下列反应属于非自发反应的是 A．钠与水反应 B．氢气在氧气中燃烧生成水 C．水分解变成氢气和氧气 D．氨气和氯化氢相遇变成氯化铵 【答案】C 【解析】A．钠与水在常温下能够发生反应，A错误；B．虽然需要点燃或加热，但反应一旦发生，就能自发地进行下去，B错误；C．水分解变成氢气和氧气需要持续不断的通电，所以水分解变成氢气和氧气是非自发的反应，C正确；D．氨气与氯化氢相遇变成氯化铵，在常温条件下能够发生，D错误；故选C。 考点02 化学反应的方向判断 3．（2023-2024高二上·浙江杭州·期中）下列说法错误的是 A．在不同状态时的熵值： B．在常温下能自发进行，则该反应的 C．  能否自发进行与温度有关 D．常温下，反应不能自发进行，则该反应的 【答案】B 【解析】A．物质聚集状态不同熵值不同，同种物质，气体>液体>固体，的熵值：，A正确；B．该反应为气体体积减少的反应，，若该反应，则在任何条件下反应都不能自发进行，而在常温下能自发进行，说明该反应的，B错误；C．该反应的、，则反应自发进行需要，该反应在高温能自发进行，反应能否自发进行与温度有关，C正确；D．反应为，若该反应为，则在任何温度下反应都能自发进行，常温下，不能自发进行，说明反应不是，则则该反应的，D正确；答案选B。 4．（2023-2024高二上·广东惠州·期中）下列说法不正确的是 A．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程 B．当ΔH<0，ΔS>0时，反应能自发进行 C．2NO(g)+ 2CO(g) = N2(g)+ 2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的ΔH>0 D．反应NH3(g) + HCl(g) = NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH<0 【答案】C 【解析】A．熵代表混乱度，液体混乱度＞固体混乱度，则冰在室温下自动熔化成水，是熵增的过程，A正确；B．当ΔH<0，ΔS>0时，ΔG=ΔH-TΔS<0，反应能自发进行，B正确；C．该反应是气体体积减小的熵减反应，根据复合判据ΔG=ΔH-TΔS知，在常温下能自发进行，则该反应ΔH<0，C错误；D．该反应是气体体积减小的熵减反应，根据复合判据ΔG=ΔH-TΔS<0，在常温下能自发进行，则该反应ΔH<0，D正确；故选C。 5．（2023-2024高二上·新疆·期中）研究化学反应进行的方向对于反应设计等具有重要意义，下列说法正确的是 A．ΔH<0、ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行 B．一定温度下，反应MgCl2(l)Mg(l)+Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>0 C．反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)在室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH<0 D．在其他外界条件不变的情况下，汽车排气管中使用催化剂，可以改变产生尾气的反应方向 【答案】B 【解析】A．ΔH<0、ΔS>0的反应，一定存在ΔH-TΔS<0，在温度低时能自发进行，故A错误；B．一定温度下，反应MgCl2(l)⇌Mg(l)+Cl2(g)的气体体积增大，反应条件是电解，ΔH>0、ΔS>0，故B正确；C．反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)在室温下不能自发进行，该反应的ΔS>0，则满足ΔH-TΔS>0时，说明该反应的ΔH>0，故C错误；D．在其他外界条件不变的情况下，汽车排气管中使用催化剂，不能改变产生尾气的反应方向，故D错误；故选：B。 6．（2023-2024高二上·四川雅安·期中）CO2经催化加氢可合成甲醇(CH3OH)：  ，下列说法正确的是 A．该反应是放热反应，所以可以自发进行 B．1molH2O在不同状态下的熵值为S(g)<S(s) C．选择合适的催化剂，有可能使该反应在常温常压下以较快的速度进行 D．一定条件下，若观察不到水蒸气的产生，则说明该条件下反应不能自发进行 【答案】C 【解析】A．由方程式可知，该反应为熵减的放热反应，反应△H<0、△S<0，低温时△H—T△S<0，则该反应低温时可以自发进行，故A错误；B．1molH2O在不同状态下的熵值为S(g)＞S(l)＞S(s)，故B错误；C．选择合适的催化剂，可以降低反应的活化能，加快反应速率，故C正确；D．能否观察到水蒸气的产生，除了与反应能否自发进行有关，还与反应速率的快慢有关，则观察不到水蒸气的产生，不能说明该条件下反应不能自发进行，故D错误；故选C。 7．（2023-2024高二上·福建福州·期中）在25℃和时， 该反应能自发进行的原因是 A．是吸热反应 B．是熵减少的反应 C．是放热反应 D．熵增大效应大于能量效应 【答案】D 【解析】A．吸热反应不利于自发进行，A错误； B．该反应是气体增加的反应，是熵增加的反应，B错误；C．该反应的△H>0，是吸热反应，C错误；D．该反应是熵增加的吸热反应，熵增加有利于自发进行，吸热不利于自发进行，能自发进行的原因是熵增大效应大于焓效应，D正确；故选D。 8．（2023-2024高二上·黑龙江齐齐哈尔·期中）已知反应的为正值，为负值。设和不随温度而变，下列说法中正确的是 A．低温下能自发进行 B．高温下能自发进行 C．低温下不能自发进行，高温下能自发进行 D．任何温度下都不能自发进行 【答案】D 【解析】ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG<0时，反应能自发进行。因为ΔH>0，ΔS<0，T>0，故ΔH－TΔS>0，此反应任何温度下非自发，D正确。 9．（2023-2024高二上·上海浦东新·期中）地下水中的氮污染主要是由引起的，人们对的转化进行了长时间的研究，目前主要有物理方法、化学方法和生物方法，其中化学方法主要包含活泼金属还原法和催化反硝化法。催化反硝化法是一种经济可行的脱氮方法，其原理是在Pd/Cu双金属催化剂作用下，H2将硝酸盐还原成氮气：。 （1）氮肥NH4NO3溶于水的过程中熵值 (填“增大”或“减小”)，Pd/Cu双金属催化剂 (填“是”或“不是”)决定反应自发发生的决定因素。 （2）已知：的，(a、b均为正值)，该反应 (填“能”“不能”或“无法判断是否能”)自发进行。 【答案】（1）增大 不是 （2）无法判断是否能 【解析】（1）溶于水时混乱度增大，其熵值增大；根据自发反应的条件，反应是否能自发发生与催化剂无关； （2），由于无法判断a和值的相对大小，故无法确定是大于0还是小于0，所以无法判断该反应是否能自发进行。 考点03 合成氨适宜条件的选择 10．（2023-2024高二上·浙江·期中）氨对发展农业有着重要意义，也是重要的化工原料。合成氨的生产流程示意如下。 下列说法不正确的是 A．原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生 B．合成氨一般选择400~500℃进行，主要是让铁触媒的活性最大，平衡转化率高 C．热交换的目的是预热原料气，同时对合成的氨气进行降温利于液化分离 D．新型锰系催化剂将合成氨的温度、压强分别降到了350℃、1MPa，显著降低合成氨的能耗 【答案】B 【分析】氮气和氢气混合气体净化干燥后经过压缩机加压，进入热交换加热后在催化剂作用下发生反应生成氨气，再经过热交换后冷却分离出液态氨，未反应完的氮气和氢气可循环利用。 【解析】A．原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生，A正确；B．合成氨一般选择400~500℃进行，主要是让铁触媒的活性最大，反应速率增大，温度升高，该反应的平衡转化率降低，B错误；C．热交换将氨气的热量转给N2和H2，目的是预热原料气，同时对合成的氨气进行降温利于液化分离，C正确；D．新型锰系催化剂将合成氨的温度、压强分别从400~500℃、10-30MPa降到了350℃、1MPa，显著降低合成氨的能耗，D正确；故选B。 11．（2023-2024高二上·天津河北·期中）下列关于合成氨工业说法不正确的是 A．根据勒夏特列原理，500℃左右比室温更有利于合成氨的反应 B．合成氨厂一般采用10MPa~30MPa，综合考虑了反应速率、转化率和成本等因素 C．将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应 D．将原料气进行净化处理，是为了防止其中混有的杂质使催化剂“中毒” 【答案】A 【解析】A．合成氨反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，氨气的浓度减小，所以室温比500℃左右更有利于合成氨的反应，故A错误；B．合成氨厂一般采用10MPa～30MPa，综合考虑了反应速率、转化率和成本等因素，因为压强大，反应速率快，有利于合成氨，但是压强太高，对仪器设备要求也高，压强过低，反应速率慢，不利于合成氨，故B正确；C．将混合气体中的氨液化，减小了生成物的浓度，合成氨反应的化学平衡正向移动，有利于合成氨，故C正确；D．将原料气进行净化处理，是为了防止其中混有的杂质，比如氧气，能和催化剂铁在高温下反应，使催化剂“中毒”，故D正确；故选A。 12．（2023-2024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 【解析】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。 13．（2023-2024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 【解析】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。 14．（2023-2024高二上·福建厦门·期中）下图为工业合成氨流程图，该反应速率方程为，原料气(及少量的混合气体)在进入合成塔前可经过铜氨液净化处理，其反应为：，有关说法错误的是 A．步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒 B．步骤②中“加压”既可以提高合成氨原料的转化率，又可以加快反应速率 C．为保证足够高的反应速率，反应达到一定转化率时需及时将氨从体系中分离 D．“净化”时适当升高温度，可增大反应速率和的平衡转化率 【答案】D 【分析】N2和H2净化干燥除去含P、S、As的化合物等杂质后，加压既能提高反应速率，又能促进平衡正向移动，合成氨的反应为放热反应，低温有利于平衡正向移动，但是低温下，催化剂活性低，反应速率也低，因此综合考虑将温度设定在500℃并使用含铁催化剂进行催化反应，及时将产生的NH3液化分离出来以提高N2和H2的转化率，剩余的N2和H2再循环利用； 【解析】A．步骤①中“净化”是除去杂质，以防止铁催化剂中毒，A正确；B．合成氨的反应为气体分子数减小的反应，加压有利于平衡正向移动，提高原料转化率，加压也可以提高反应速率，B正确；C．在反应达到一定转化率时及时将氨从混合气中分离出去，可使平衡正向移动，能保持足够高的原料转化率，结合可知，分离出氨气也可以促使反应速率加快，C正确；D．“净化”时经过铜氨液净化处理反应为放热反应，适当升高温度，可增大反应速率，但是导致反应逆向进行，的平衡转化率降低，D错误；故选D。 考点04 工业生产中反应条件的分析 15．（2023-2024高二上·重庆沙坪坝·期中）在、的工业生产中，具有的共同点是 A．使用加热装置 B．使用尾气吸收装置 C．使用作原料 D．使用加压装置 【答案】A 【解析】A．工业生产NH3、H2SO4过程中都用到热交换器，A符合题意；B．H2SO4工业使用的三个设备是沸腾炉、接触室、吸收塔，这其中气体和能量循环利用，没有尾气吸收装置，NH3是将其液化分离的氮气氢气循环利用，也不需要吸收装置，B不符合题意；C．H2SO4的工业生产中不用氢气，SO3通入浓硫酸中就是H2SO4，C不符合题意；D．硫酸工业中由于SO2和O2反应转化为SO3的反应在常压下转化率就已经很高了，故不需使用加压装置，合成氨中常采用500MPa下，需要加压装置，D不符合题意；故答案为：A。 16．（2023-2024高二上·河南焦作·期中）在一恒容密闭容器中，加入X、Y和合适的催化剂，发生反应：，在不同温度下，反应开始时，Z的生成速率的变化如图所示。下列说法正确的是 A．可用体系的压强作为化学平衡状态的标志 B．时，催化剂的活性最高，化学反应速率最快 C．和时的平衡转化率都比时高 D．实际工业生产中，容器的温度宜控制在左右 【答案】D 【解析】A．该反应是气体体积不变的反应，恒容密闭容器中当控制温度不变时，体系的压强不变，此时不一定达到平衡，所以不能用体系的压强作为化学平衡状态的标志，故A错误；B．图像显示温度250℃时速率比400℃高，其他条件一定时升高温度速率加快，时反应速率比250℃慢，说明400℃时催化剂的活性不是最高，故B错误；C．正反应为吸热反应，升温平衡正向移动， X的转化率增大，所以时的平衡转化率比时高，时的平衡转化率比时低，故C错误；D．图像显示250℃时的速率大，250℃时催化剂的活性最高，所以实际工业生产中，容器的温度宜控制在左右，故D正确；故答案为：D。 17．（2023-2024高二上·四川凉山·期中）硫酸工业中通过氧化氧化为： 温度/℃ 平衡时的转化率 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 根据反应原理和上表中数据分析下列叙述错误的是 A．实际生产中可以通过通入大量的空气来提高的转化率 B．常压下的转化率已经比较大了，所以实际生产中没必要增大成本采用高压 C．生产中采用温度主要是考虑催化剂的活性温度从而提高反应物的转化率 D．尾气中的必须回收循环利用防止污染环境并提高原料的利用率 【答案】C 【解析】A． 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A正确；B． 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B正确；C．该反应为放热反应，从理论上分析，温度越低越有利于平衡正向移动，但温度过低反应速率太小，且影响催化剂的催化活性，所以工业上选择温度450～550℃，主要原因是考虑催化剂的活性最佳，故C错误； D． 尾气中的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C。 18．（2023-2024高二上·黑龙江哈尔滨·期中）工业上制备硫酸的一步重要反应是在400~500℃下的催化氧化反应  。下列有关说法错误的是 A．从理论上分析，为了使尽可能多地转化为，应选择的条件是低温高压 B．在实际生产中控制温度为400~500℃，原因是温度过低速率慢，温度过高转化率低 C．为提高反应速率和平衡时的转化率，实际生产中采用的压强越大越好 D．要综合考虑影响速率与平衡的各种因素、设备条件和经济成本等，寻找适宜的生产条件 【答案】C 【解析】A．该反应是一个反应前后气体体积减小的放热的可逆反应，降低温度、增大压强平衡都正向移动，选择的条件是低温高压，A正确；B．选择温度时，从速率考虑需要高温，但是该反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，原料的转化率降低，选择400-500℃既能提升反应速率，又能使催化剂有较高的活性，这是该反应催化剂的催化活性、反应速率、反应限度等角度综合考虑的结果，B正确；C．在二氧化硫的催化氧化中，常压下二氧化硫的转化率很高，增大压强会增加成本，C错误；D．要综合考虑影响速率与平衡的各种因素、设备条件和经济成本等，寻找适宜的生产条件，提高生产的效率降低生产的成本，D正确；故选C。 19．（2023-2024高二上·江苏淮安·期中）对于反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)；ΔH=-196.6 kJ·mol−1，下列说法正确的是 A．反应物的总键能大于生成物的总键能 B．反应的平衡常数可表示为K= C．从平衡体系中分离出SO3，正反应速率变快 D．工业生产采用常压操作，可能是因为常压下SO2的转化率已经很高了 【答案】D 【解析】A．反应的焓变等于反应物键能和-生成物的键能和，反应焓变小于零，则反应物的总键能小于生成物的总键能，A错误；B．平衡常数等于生成物平衡浓度系数次方之积与反应物平衡浓度系数次方之积的比；反应的平衡常数表达式为K=，B错误；C．从平衡体系中分离出SO3，反应中各物质浓度会减小，正反应速率变慢，C错误；D．工业生产采用常压操作，可能是因为常压下SO2的转化率已经很高了，不必提高压强增大成本，D正确；故选D。 20．（2023-2024高二上·广西桂林·期中）1913年，德国化学家哈伯实现了合成氨的工业化生产，被称作解救世界粮食危机的化学天才，现将1molN2和3molH2投入1L的密闭容器，在一定条件下，利用反应模拟哈伯合成氨的工业化生产：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H<0. 回答下列问题： （1）合成氨反应平衡常数的表达式为 。温度升高，K值 (填“增大”“减小”或“不变")：使用催化剂，K值 (填“增大“减小”或“不变”)。 （2）反应的S 0(填“>”“<"或“=”) （3）有利于提高平衡混合物中氨含量的条件有 (填序号)。 A．低温     B．高温     C．低压      D．高压        E．催化剂 （4）当反应达到平衡后，向体系中充入N2的，平衡 移动(填“正向”“逆向”或“不”)；给体系升温， (填“增大”“减小”或不变”)， (填“增大”“减小”或“不变”)，平衡 移动(填“正向”“逆向”或“不”)。 【答案】（1）K= 减小 不变 （2）＜（3）AD（4）正向 增大 增大 逆向 【解析】（1）根据反应方程式N2(g)+3H2(g)2NH3(g)结合平衡常数的定义可知，合成氨反应平衡常数的表达式为：K=，该反应正反应是一个放热反应，温度升高，化学平衡逆向移动，故K值减小，使用催化剂，不能是平衡发生移动，且K仅仅是温度的函数，则K值不变，故答案为：K=；减小；不变； （2）根据反应方程式N2(g)+3H2(g)2NH3(g)可知，该反应正反应是一个气体体积减小的方向，即反应的S＜0，故答案为：＜； （3）根据反应方程式N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  H<0可知，该反应正反应是一个气体体积减小的放热反应，降温加压能使上述平衡正向移动，有利于提高平衡混合物中氨含量，故答案为：AD； （4）由题干信息可知，反应在一个恒容密闭容器中进行，故当反应达到平衡后，向体系中充入N2，即增大N2的浓度，平衡正向移动，该反应正反应是一个放热反应，给体系升温，正逆反应速率均增大，即增大，增大，平衡逆向移动，故答案为：正向；增大；增大；逆向。 1．（2023-2024高二上·青海西宁·期中）已知  ，下列说法中正确的是 A．该反应任何温度下都不能自发进行 B．该反应能自发进行，由于该反应是一个熵增加的反应 C．其他条件不变，使用催化剂可以改变化学反应进行的方向 D．能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是吸热反应 【答案】B 【解析】A．反应自发进行的条件是ΔH-TΔS＜0，由于该反应的ΔH＞0且ΔS＞0，所以该反应在高温下能自发进行，故A错误；B．反应  ，一定条件下该反应能自发进行，则ΔH-TΔS＜0，即＞0，故B正确；C．在其他条件不变的情况下，催化剂只改变反应速率，不改变平衡移动，所以不可以改变化学反应进行的方向，故C错误；D．常温下，有些吸热反应也能自发进行，如氢氧化钡晶体与氯化铵的反应，某些高温下不能自发进行的反应可能是放热反应，故D错误；故选B。 2．（2023-2024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 【解析】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。 3．（2023-2024高二上·四川凉山·期中）下列有关化学反应方向的判断正确的是 A．放热反应一定能自发进行 B．凡是需要加热的反应都不能自发进行 C．物质的量增加的反应，△S为正值，一定能自发进行 D．在常温下能自发进行，则该反应的△H＜0 【答案】D 【解析】A．反应是否能够自发进行，不仅与焓变有关，也与熵变有关。若△H-T△S＜0，反应就能够自发进行，若△H-T△S＞0，反应就不能自发进行，因此放热反应不一定就能自发进行，A错误；B．需要在加热条件下进行的化学反应，有的能够自发进行，有的不能自发进行，B错误；C．反应是否能够自发进行，不仅与熵变有关，也与焓变有关。当△H-T△S＜0，反应就能够自发进行，当△H-T△S＞0，反应就不能自发进行。当△S为正值，△H也为正值，反应在高温下，△H-T△S＜0反应能够自发进行，在低温下△H-T△S＞0就不能自发进行，C错误；D．反应是气体体积减小的反应，△S＜0，在常温下该反应能自发进行，则△H-T△S＜0，说明该反应的焓变△H＜0，D正确；故合理选项是D。 4．（2023-2024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 【解析】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。 5．（2023-2024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 【解析】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。 6．（2023-2024高二上·河南·期中）下列叙述正确的是 A．焓减反应一定能自发进行 B．熵增反应一定能自发进行 C．利用可以消除污染 D．吸热反应在较高温度下能自发进行 【答案】D 【解析】A．反应能否自发进行取决于ΔH-TΔS<0是否成立，熵减反应能否自发进行还要看反应是吸热反应还是放热反应以及反应温度，A错误；B．反应能否自发进行取决于ΔH-TΔS<0是否成立，熵增反应能否自发进行还要看反应是吸热反应还是放热反应以及反应温度，B错误：C．CO分解是吸热反应、熵减反应，在任何温度下均不能自发进行，C错误；D．五氧化二氮分解是吸热反应，正反应是熵增反应，根据ΔH-TΔS<0反应能自发进行，在较高温度下能自发进行，D正确；故答案选D。 7．（2023-2024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 【解析】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。 8．（2023-2024高二上·广东湛江·期中）下列说法中，正确的是 A．H2O（1）分解成H2(g)和O2(g)是熵增过程，该反应在室温下是自发反应 B．吸热反应一定不能自发进行 C．某条件下，反应2AB(g)=C(g)+3D(g)  ΔH <0  一定能自发进行 D．合成氨反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)   ΔH <0  高温有利于自发进行 【答案】C 【解析】A．H2O（1）分解成H2(g)和O2(g)是熵增、吸热的过程，根据，该反应在高温条件下进行，A错误；B．根据反应自发进行可知，反应能否自发进行由焓变、熵变及反应温度共同决定，B错误；C．该反应、，根据反应自发进行可知，该反应一定能自发进行，C正确；D．该反应、，根据反应自发进行可知，该反应低温有利于自发进行，D错误；答案选C。 9．（2023-2024高二上·吉林长春·期中）煤气化的一种方法是在气化炉中给煤炭加氢，发生的主要反应为C(s)＋2H2(g)⇌CH4(g)。在V L的密闭容器中投入a mol碳(足量)，同时通入2a mol H2，控制条件使其发生上述反应，实验测得碳的平衡转化率随压强及温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A．上述正反应为放热反应 B．在4 MPa、1 200 K时，图中X点v(H2)正＜v(H2)逆 C．在5 MPa、800 K时，该反应的平衡常数为 D．工业上维持6 MPa、1 000 K而不采用10 MPa、1000 K，主要是因为前者碳的转化率高 【答案】C 【解析】A．升高温度，碳的平衡转化率增大，则平衡正向移动，上述正反应为吸热反应，A不正确；B．在4 MPa、1 200 K时，图中X点未达平衡，碳的转化率应不断升高，直至达到平衡，所以v(H2)正＞v(H2)逆，B不正确；C．在5 MPa、800 K时，碳的平衡转化率为50%，则平衡时H2的物质的量为amol，CH4的物质的量为0.5amol，该反应的平衡常数为=，C正确；D．从图中可以看出，从6 MPa、1 000 K到10 MPa、1000 K，碳的平衡转化率增大，但幅度不大，而对消耗的动力增加、对设备的要求提高，经济上不合算，所以工业上维持6 MPa、1 000 K而不采用10 MPa、1000 K，D不正确；故选C。 10．（2023-2024高二上·重庆·期中）下列有关工业生产的叙述正确的是 A．合成氨生产过程中升高温度可加快反应速率，故温度越高越好 B．合成氨工业中，将NH3及时液化分离有利于氨的生产 C．硫酸工业中，SO2催化为SO3时采用常压，因为高压会使平衡逆移 D．硫酸工业中，使用催化剂是为了提高SO2转化为SO3的平衡转化率 【答案】B 【解析】A．合成氨生产过程中升高温度可加快反应速率，缩短生产周期，但合成氨的正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，导致氨的平衡含量降低，所以不是温度越高越好，A错误；B．合成氨工业中，将NH3及时液化分离，降低了产物浓度，平衡向正反应方向移动，有利于氨的生产，B正确；C．硫酸工业中，SO2催化为SO3的反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡向正反应方向移动，有利于SO3的生成，但增大压强需要的动力以及对设备的要求提高，而且常压下SO2转化率较高，所以采用常压，C错误；D．催化剂只能改变化学反应速率，不能改变平衡转化率，D错误；故选B。 11．（2023-2024高二上·吉林松原·期中）环戊烯(C5H8)是一种重要的有机化工原料，可用环戊二烯(C5H6)制备。T℃时，将环戊二烯和HI按物质的量之比1：2充入容积为2L的恒容密闭容器中，仅发生反应：，下列有关该反应的说法正确的是 已知： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： A．该反应在高温下可自发进行 B．升高温度，有利于提高环戊烯的平衡产率 C．反应达到平衡时，环戊二烯和碘化氢的转化率相等 D．降低温度，正反应速率改变程度大于逆反应速率改变程度 【答案】C 【解析】A．据盖斯定律：Ⅰ-Ⅲ得C5H6(g)+2HI(g)⇌C5H8(g)+I2(g)ΔH=(-100.5+11)kJ•mol-1=-89.54kJ•mol-1，该反应ΔH＜0，ΔS＜0，根据ΔG=ΔH-TΔS，在低温时ΔG＜0，该反应能自发进行，故A错误；B．该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，不利于提高环戊烯的产率，故B错误；C．起始将环戊二烯和HI物质的量之比1：2，根据方程式，转化环戊二烯和HI物质的量之比1：2，则反应达到平衡时，C5H6和HI的转化率相等，故C正确；D．反应为放热反应，降低温度，平衡正向进行，逆反应速率改变程度大于正反应速率改变程度，故D错误；故选：C。 12．（2023-2024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 【解析】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。 13．（2023-2024高二上·河南·期中）已知 ，工业上采用铁触媒作该反应的催化剂。下列说法错误的是 A．1 mol与3 mol混合后充分反应放出的热量小于92.4 kJ B．铁触媒能改变合成氨的反应历程，也能改变反应的焓变 C．工业上选择温度为400~500 ℃，是因为该温度下铁触媒的活性最大 D．铁触媒能加快合成氨的反应速率，是因为单位体积内活化分子数目增多 【答案】B 【解析】A．氮气和氢气反应生成氨气的反应为可逆反应，因此1 mol N2与3 mol H2混合后充分反应放出的热量小于92.4 kJ，A正确；B．催化剂降低反应活化能，不能改变反应的焓变，B错误；C．选择400~500 ℃的原因之一是铁触媒在该温度下活性最大，C正确；D．催化剂能降低反应的活化能，增大活化分子百分数，加快反应速率，D正确；故选B。 14．（2023-2024高二上·河南焦作·期中）工业合成氨反应为，其能量变化如图所示。在实际生产中，下列有关说法正确的是 A．温度越高，氮气的平衡转化率越高 B．使用催化剂，E变小，不变 C．压强越大越好，可提升化学反应速率与限度 D．若平衡时、和均为1mol，则 【答案】B 【解析】A．由图示可知，合成氨反应为放热反应，升高温度，平衡逆移，氮气的平衡转化率减小，A错误；B．使用催化剂降低化学反应的活化能，不改变反应的焓变，故使用催化剂，E变小，不变，B正确；C．压强越大反应速率快，平衡正向进行，但压强过高会增加设备的成本，因此实际生产中的压强不是越高越好，C错误；D．化学平衡常数等于生成物浓度幂之积比上反应物浓度幂之积，未给出体积，无法计算浓度，无法计算化学平衡常数，D错误；故选B。 15．（2023-2024高二上·浙江宁波·期中）下列说法正确的是 A．凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的 B．非自发反应在任何情况下都不会发生反应 C．常温下，反应不能自发进行，则该反应的 D．标准状况下，熵值：1mol ＜1mol CO 【答案】C 【分析】判断化学反应进行的方向从焓变和熵变两个维度去判断，当，反应可自发进行；即当ΔH＜0，ΔS＞0时，一定能够自发进行；当ΔH＜0，ΔS＜0时低温下能够自发进行，当ΔH＞0，ΔS＞0时，高温下能够自发进行，当ΔH＞0，ΔS＜0时，一定不能自发进行，据此分析解题。 【解析】A．由分析可知，放热反应不一定都是自发的，吸热反应也不都是非自发的，A错误；B．由分析可知，非自发反应在外界条件改变时可能会自发进行反应，B错误；C．常温下，反应该反应的ΔS＞0，故其常温下不能自发进行，是因为该反应的ΔH＞0，必须高温时才能自发进行，C正确；D．相同条件下，气体相对分子质量越大，熵值越大，标准状况下，熵值：1mol CO2＞1mol CO，D错误；故选C。 16．（2023-2024高二上·河南·期中）工业上用乙苯催化脱氢制取苯乙烯的反应如下：(g)(g)+H2(g)。现将 x mol乙苯蒸气通入体积可变的密闭容器中发生反应，维持体系总压强p总恒定。在某催化剂作用下，乙苯的平衡转化率随温度的变化如图所示。不考虑副反应，下列说法错误的是[已知：气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数] A．400℃时，再向体系中通入水蒸气，v正、v逆均减少，且乙苯的转化率升高 B．500 ℃时，再向体系中通入 0.2 x mol乙苯，平衡时各物质的体积分数保持不变 C．500 ℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数 D．550℃时平衡体系中苯乙烯的体积分数是 450℃时的2.25 倍 【答案】B 【解析】A．向体积可变的密闭容器中通入水蒸气，导致反应体系体积变大，反应物和生成的浓度都减小，v正、v逆均减小，相当于减小压强，平衡正向移动，所以乙苯转化率升高，A正确；B．500 ℃时，再向体系中通入 0.2 x mol乙苯，相当于减小压强，平衡正向移动，达到新平衡时相当于在原有平衡上正向移动，平衡时各物质的体积分数发生改变，B错误； C．由图可知500℃时，乙苯的平衡转化率为：60%，应用三行式： 反应后总的物质的量为1.6xmol，，C正确；D．由图可知550℃时平衡体系中苯乙烯的转化率为：60%，结合C分析可知，平衡体系中苯乙烯的体积分数；450℃时平衡体系中苯乙烯的转化率为：20%，平衡体系中苯乙烯的体积分数；所以550℃时平衡体系中苯乙烯的体积分数是450℃时的2.25倍，D正确；故选B。 17．（2023-2024高二上·重庆北碚·期中）在298K和100kPa压力下，已知金刚石和石墨的熵、燃烧热和密度分别为： 物质 S/() /() /() C(金刚石) 2.4 -395.40 3513 C(石墨) 5.7 -393.51 2260 此条件下，对于反应C(石墨)→C(金刚石)，下列说法正确的是 A．该反应的， B．金刚石比石墨稳定 C．由公式可知，该反应 D．超高压条件下，石墨有可能变为金刚石 【答案】D 【解析】A．由燃烧热可知: ，，则反应C(石墨)→C(金刚石) ，，A错误； B．物质本身具有的能量较低，越稳定，反应C(石墨)-C(金刚石)是吸热反应，石墨的能量较低，则石墨比金刚石稳定，B错误；C．该反应，C错误；D．金刚石的密度比石墨大，故质量相同时，金刚石的体积小，则反应C(石墨)→C(金刚石)是体积减小的过程，由影响相变速率的因素可知，随着体积差的增大，增大压强，成核速率加快，有利于相变向密度大的多面体方向转变，故超高压条件下，石墨有可能变为金刚石，D正确； 故选D。 18．（2023-2024高二上·全国·期中）工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖。工业合成氨生产示意图如图所示。 （1）下列有关合成氨工业的说法正确的是___________ A．工业合成氨的反应是熵减小的放热反应，在低温或常温时可自发进行 B．合成氨反应中，反应物的总键能小于产物的总键能 C．合成氨厂一般采用的压强为，因为该压强下铁触媒的活性最高 D．N2的量越多，H2的转化率越大，因此，充入的N2越多越有利于NH3的合成 （2）循环利用的Y是氮气和氢气，目的是 。 （3）在合成氨工业中，要使氨的产率增大，同时又能提高反应速率，可采取的措施有 (填编号)。 ①使用催化剂     ②恒温恒容，增大原料气N2和H2充入量      ③及时分离产生的NH3 ④升高温度      ⑤恒温恒容，充入惰性气体Ar使压强增大 （4）氮的固定和氮的循环是几百年来科学家一直研究的课题。下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。 反应 大气固氮 N2(g)＋O2(g) 2NO(g) 工业固氮 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) 温度/℃ 27 2000 25 400 450 K 0.1 0.507 0.152 分析数据可知： ①在400℃下模拟工业固氮，某时刻c(N2)= c(H2)= c(NH3)=1mol·L-1，此时v正 v逆(填“>”“<”或“=”)。 ②人类不适合大规模模拟大气固氮的原因是 。 【答案】（1）AB （2）提高氮气和氢气转化率 （3）② （4）< 大气固氮为吸热反应，温度高达2000℃时，K值仍然很小，正向进行的程度很小，转化率很低，不适合大规模生产 【解析】（1）A项，根据ΔG=ΔH-TΔS<0时反应自发进行，该反应ΔH<0，ΔS<0，则在低温或常温时自发进行，故A正确；B项，合成氨为放热反应，说明反应物断键吸收能量小于产物成键放出能量，故B正确；C项，合成氨厂一般采用的压强为10MPa ~30MPa，因为高压利于氨的合成，且能提高反应速率，与催化剂活性无关，故C错误；D项，N2的量越多，H2的转化率越大，当氢气转化至一定程度，多余的氮气对反应无促进作用，故D错误；故选AB； （2）合成氨的反应为可逆反应，氮气和氢气不能完全转化，循环使用可提高氮气和氢气转化率； （3）①使用催化剂，只能提高反应速率，不能提高产率； ②恒温恒容，增大原料气N2和H2充入量，反应物浓度增大，提高反应速率，压强增大，提高产率；③及时分离产生的NH3，可提高反应物转化率，但不能提升反应速率；④该反应为放热反应，升高温度，可提高反应速率，但平衡逆向移动，不能提高产率；⑤恒温恒容，充入惰性气体Ar使压强增大，反应物浓度不变，速率不变；所以要使氨的产率增大，同时又能提高反应速率，可采取的措施②； （4）①在400℃下模拟工业固氮，某时刻c(N2)= c(H2)= c(NH3)=1mol·L-1，此时浓度商，说明平衡逆向移动，所以v正<v逆；②根据表中数据可知，温度升高到2000℃，K=0.1，转化率较低，不适合大规模生产。 19．（2023-2024高二上·天津南开·期中）合成氨工艺是人工固氮最重要的途径。回答下列问题： （1）工业合成氨的反应为。在容积为2L的密闭容器中，通入amolN2和bmolH2，若在一定条件下tmin后反应达到平衡，平衡后容器中剩余cmolN2. ①该反应的平衡常数表达式 。 ②达到平衡时，H2的转化率为 。 ③在tmin内以NH3的浓度变化表示的化学反应速率为 。 ④若把容器的容积缩小一半，则正反应速率 (填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，N2的转化率 。 （2）在合成氨工业中，原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前需经过铜氨液处理，目的是除去其中的CO，其反应为：。铜氨液吸收CO适宜的生产条件是 。 （3）合成氨工业中采用循环操作，主要是为了 (填序号)。 a．增大化学反应速率b．提高平衡混合物中氨的含量 c．降低氨的沸点d．提高氮气和氢气的利用率 （4）合成氨气的氢气可由天然气制备。 ①其反应为　，该反应自发的条件是 (填“低温自发”、“高温自发”或“任意温度自发”)。 ②为提高CH4的平衡转化率，可采用的措施是 (填序号)。 a．使用合适的催化剂b．采用较高的温度 c．采用较高的压强d．延长反应时间 【答案】（1） 增大 增大 （2）低温和高压 （3）d （4）高温自发 b 【解析】（1）①该反应的平衡常数表达式；②根据已知条件列出“三段式” 达到平衡时，H2的转化率为；③在tmin内以NH3的浓度变化表示的化学反应速率为=；④若把容器的容积缩小一半，反应物浓度增大，则正反应速率增大，平衡正向移动，N2的转化率增大。 （2）是气体体积减小的放热反应，则铜氨液吸收CO适宜的生产条件是低温和高压。 （3）合成氨工业中采用循环操作，主要是为了提高氮气和氢气的利用率，故选d。 （4）①的、，当时，反应能自发进行，该反应自发的条件是高温自发；②a．催化剂不改变平衡状态，使用合适的催化剂不能提高CH4的平衡转化率，故a不选；b．该反应为吸热反应，采用较高的温度，平衡正向移动，能提高CH4的平衡转化率，故b选；c．该反应是气体体积增大的反应，采用较高的压强，平衡逆向移动，CH4的平衡转化率减小，故c不选；d．延长反应时间，不能提高CH4的平衡转化率，故d不选；故选b。 20．（2023-2024高二上·广西百色·期中）一碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物为原料生产化工产品的方法。合成气(和的混合气体)是一碳化学的重要原料，焦炭与水蒸气在恒容密闭容器中会发生如下三个反应： I： II： III： （1）当反应I达到平衡后，下列措施可提高正反应速率的是_______(填标号)。 A．加入焦炭 B．通入CO C．升高温度 D．分离出氢气 （2）若在恒温恒容容器中仅发生反应II，则下列能说明反应达到平衡状态的是_______。 A．容器内气体的压强不变 B．容器内气体的总质量不变 C．容器内气体的平均相对分子质量不变 D．单位时间内，每有2 mol 键断裂，同时有1 mol 键断裂 （3）向容积为的密闭容器中加入活性炭(足量)和，发生反应，和的物质的量变化如下表所示。 条件 保持温度为/℃ 时间 0 5min 10min 15min 20min 25min 30min 物质的量 2.0 1.4 1.0 0.70 0.50 0.40 0.40 物质的量 0 0.3 0.50 0.65 0.75 0.80 0.80 ①内，以表示的该反应速率 ，最终达平衡时的转化率 ，该温度℃下的平衡常数 。 ②保持温度℃不变，向该密闭容器中加入该四种反应混合物各，该时刻，正、逆反应速率的大小关系为： (填“>”“<”或“=”)。 （4）已知4CO(g) +2NO2(g)4CO2(g)+N2 (g) ΔH1 = -1200kJ•mol-1 ，该反应在 (填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。 【答案】（1）BC （2）D （3）0.03mol/(L•min) 80% 4 ＞ （4）低温 【解析】（1）A．焦炭是固体，加入焦炭，反应速率几乎不变，故不选A；B．通入CO，生成物浓度增大，平衡逆向移动，逆反应速率先增大后减小，正反应速率增大，故选B；C．升高温度，反应速率加快，故选C；D．分离出氢气，生成物浓度减小，平衡正向移动，逆反应速率先减小后增大，正反应速率减小，故不选D；选BC。 （2）A．反应前后气体系数和相同，压强是恒量，容器内气体的压强不变，反应不一定平衡，故不选A；B．根据质量守恒定律，气体总质量是恒量，容器内气体的总质量不变，反应不一定平衡，故不选B；C．气体总质量不变、气体总物质的量不变，平均相对分子质量是恒量，容器内气体的平均相对分子质量不变，反应不一定平衡，故不选C；D．单位时间内，每有2mol 键断裂，同时有1mol 键断裂，正、逆反应速率相等，反应一定达到平衡状态，故选D；选D。 （3）①0～5min内，Δn(NO)=2.0mol-1.4mol=0.6mol，则Δn(CO2)=0.5×0.6mol=0.3mol，浓度变化量是0.15mol/L，则v(CO2)=0.15mol/L÷5min=0.03mol/(L•min)；根据表格数据，25min时，反应已达到平衡，列化学平衡三段式（单位是mol），则 最终达平衡时NO的转化率a=×100%=80%，K==4；②保持温度T℃不变，向该2L密闭容器中加入该四种反应混合物各2mol，浓度均是1mol/L，Qc=＝1＜4，所以反应正向进行，v正(NO)＞v逆(NO)。 （4）已知4CO(g) +2NO2(g)4CO2(g)+N2 (g) ΔH1 = -1200kJ•mol-1，该反应为放热的，熵减的反应，根据ΔG=ΔH-TΔS＜0能自发进行分析，在低温下能自发进行。 ( 2 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$