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（人教版2019选择性必修1）

专题06 化学反应的方向及调控 内容概览 考点01 化学反应进行方向的判据 考点02 合成氨条件的选择 考点01 化学反应进行方向的判据 1．（2023-2024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 2．（2023-2024高二上·广西桂林·期中）下列对熵的理解错误的是 A．等质量的同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小 B．体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大 C．从焓判据来看，△H<0有利于反应的自发进行 D．25℃、 1.01×105Pa时，2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)是熵减反应 3．（2023-2024高二上·四川·期中）已知：变化如图所示。下列判断正确的是 选项 A B C D A．A B．B C．C D．D 4．（2023-2024高二上·湖北武汉·期中）下列叙述中错误的是 A．高温下，反应MgCl2(l)=Mg(l)＋Cl2(g)能自发进行，则其ΔH>0、ΔS>0 B．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的方向 C．工业合成氨中，采取迅速冷却的方法，使气态氨变成液氨后从平衡混合物中分离出去，有利于提高反应物的转化率 D．CO、与人体血液中的血红蛋白(Hb)建立平衡：CO + HbO2⇌HbCO + O2，当CO中毒时，应将中毒患者转移至高压氧仓吸氧 5．（2023-2024高二上·安徽芜湖·期中）中国诗词博大精深，下列诗句中包含、的化学变化的是 A．春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干 B．千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲 C．少年易老学难成，一寸光阴不可轻 D．千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金 6．（2023-2024高二上·广东清远·期中）下列说法正确的是 A．同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同 B．自发反应一定是熵增大的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应 C．自发反应在一定条件下才能实现 D．自发反应在任何条件下都能实现 7．（2023-2024高二上·云南曲靖·期中）下列表述中正确的是 A．任何能使熵值增大的过程都能自发进行 B．已知热化学方程式，则将和置于一密闭容器中充分反应后放出的热量 C．自发反应一定熵增大，非自发反应一定熵减小或不变 D．使用催化剂，降低了反应的活化能，增大了活化分子百分数，化学反应速率增大 8．（2023-2024高二上·江西景德镇·期中）科学家最近设计出生产氢气的人造树叶，原理为。则有关该反应自发进行的条件判断正确的是 A．低温 B．高温 C．任何温度下都能自发进行 D．一定非自发 9．（2023-2024高二上·河南开封·期中）关于下图所示的反应，下列说法正确的是 A．， B．， C．， D．， 10．（2023-2024高二上·福建三明·期中）根据所学知识和已有生活经验，下列变化过程中ΔS<0的是 A．2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) B．NH4NO3(s)=NH(aq)+(aq) C．H2O(s)→H2O(l) D．Mg(s)+H2SO4(aq)=MgSO4(aq)+H2(g) 11．（2023-2024高二上·福建福州·期中）反应进行的方向是化学反应原理的三个重要组成部分之一，下列说法中正确的是 A．，的反应一定可以自发进行 B．、与人体血液中的血红蛋白建立平衡：，中毒时应将中毒患者转移至高压氧仓吸氧 C．可逆反应正向进行时，正反应具有自发性，一定小于零 D．根据反应的自发性可以预测该反应发生的快慢 12．（2023-2024高二上·陕西汉中·期中）下列说法不正确的是 A．ΔH＜0、ΔS>0的反应在任何温度下都能自发进行 B．NH4HCO3(s) = NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)　ΔH=＋185.57 kJ/mol 能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向 C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据 D．自发反应也可能需要加热才能进行 13．（2023-2024高二上·安徽蚌埠·期中）某一化学反应　，一定条件下反应过程中的能量变化如图所示。 请回答下列问题： (1)Q 0(填“>”“<”或“=”)。 (2)熵变 0(填“>”“<”或“=”)。 (3)该反应 自发进行；若改为其他不变，该反应 自发进行。(填“能”、“不能”或“可能”)。 (4)反应物键能之和数值 生成物键能之和(填“>”“<”或“=”) (5)该反应 氧化还原反应(填“是”“不是”或“可能是”) 考点02 合成氨条件的选择 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·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 16．（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” 17．（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 18．（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”)。 考点01 化学反应进行方向的判据 1．（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．， 2．（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 3．（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 4．（2023-2024高二上·内蒙古鄂尔多斯·期中）已知O﹣H、C=O、H﹣H的键能(kJ•mol﹣1)分别为465、803、436，CO2与H2在催化剂的作用下反应制取甲醇，有关反应的热化学方程式如下： i．； ii．； iii．。 下列说法正确的是 A．高温有利于反应i自发 B．C≡O(CO)的键能为680kJ/mol C．温度越高，反应i的速率越快 D．反应iii中反应物的总能量高于生成物的总能量 5．（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 6．（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 7．（2023-2024高二上·广西钦州·期中）下列关于化学反应的客观事实描述及其原理分析，均正确的是 选项 客观事实 原理分析 A 室温下将H2(g)与O2(g)混合，未见有H2O(l)生成 室温下  △G＞0 B 室温下电解水，可得到H2(g)和O2(g) 室温下  △G＞0 C 工业利用高温下反应Na+KCl=NaCl+K↑制备金属钾 室温下金属性Na＞K D 工业合成聚乙烯温度一般控制在300℃以下 乙烯的加聚反应△S＜0，过度升温不利 A．A B．B C．C D．D 8．（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 9．（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．， 10．（2023-2024高二上·福建福州·期中）灰锡结构松散，不能用于制造器皿。现把白锡制造的器皿在0℃、100kPa环境下存放，它会不会变成灰锡而不能继续使用呢？(已知在0℃、100kPa条件下白锡转化为灰锡的反应的焓变和熵变分别为，，当时能自发反应) A．会变 B．不会变 C．不能确定 D．升高温度才会变 11．（2023-2024高二上·安徽淮北·期中）已知焦炭在炼铁高炉中发生的主要反应有 ①   ②   ③   下列说法正确的是 A．1mol和1mol的能量之和小于1mol的能量 B． C．反应②的焓变和熵变均有利于该反应的自发进行 D．反应③在较低温度下能自发进行 12．（2023-2024高二上·安徽淮北·期中）下列对熵的理解错误的是 A．同一物质的熵值： B．熵增的反应不一定能自发进行 C．反应体系的熵增较大，反应速率也可能较慢 D．工业合成氨为熵减的反应，不能自发进行 13．（2023-2024高二上·贵州黔西·期中）Si是良好的半导体材料，在科技材料、电子产品等诸多领域都有重要的应用，制备高纯硅时发生主要反应有SiO2(s )+ 2C(s) = Si(s) +2CO(g)  ΔH >0 ，关于该反应的自发进行描述正确的是 A．高温自发 B．低温自发 C．任意温度自发 D．任意温度都不自发 考点02 合成氨条件的选择 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·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 16．（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 17．（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 18．（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 19．（2023-2024高二上·重庆荣昌·期中）I.近年来我国大力加强CO2与H2催化合成甲醇(CH3OH)技术的工业化量产研究，实现可持续发展。下表是不同条件下合成氨反应达平衡时反应混合物中氨的体积分数(%)。 0.1MPa 10MPa 20MPa 30MPa 60MPa 500℃ 0.10 10.6 19.1 26.4 42.2 600℃ 0.05 4.50 9.10 13.8 23.1 (1)目前，我国合成氨工业生产中采用的压强一般不高于30MPa，主要原因是 。 Ⅱ.(2)250℃时，在体积为2.0L的恒容密闭容器中加入6molH2、2molCO2和催化剂，10min时反应达到平衡，测得c(CH3OH)=0.75mol/L。 ①下列描述中能说明上述反应已达平衡的是 (填编号)。 A．3ν正(H2)=ν逆(CH3OH) B．容器中气体压强不随时间而变化 C．c(H2) ∶c(CO2)=1∶1 D．容器中气体平均相对分子质量不随时间而变化 ②化学平衡常数K= 。 (3)合成总反应在起始物时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为，在恒温℃下的、在恒压下的如图所示。 ①请用各物质的平衡分压(p(H2)、p(CO2)、p(CH3OH)、p(H2O))表示总反应的平衡常数，表达式 ②图中对应等压过程的曲线是 ，判断的理由是 ； ③当时，的平衡转化率 (保留小数点后一位) ( 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 化学反应进行方向的判据 考点02 合成氨条件的选择 考点01 化学反应进行方向的判据 1．（2023-2024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。 2．（2023-2024高二上·广西桂林·期中）下列对熵的理解错误的是 A．等质量的同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小 B．体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大 C．从焓判据来看，△H<0有利于反应的自发进行 D．25℃、 1.01×105Pa时，2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)是熵减反应 【答案】D 【详解】A．熵是指体系的混乱度，同物质气体熵大于液体大于固体，故A正确； B．熵是指体系的混乱度，熵越大越混乱，体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大，故B正确； C．若△H<0，表示反应放热，有利于自发进行，故C正确； D．2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)反应是气体体积增大的反应，也是熵增大的反应，故D错误； 故选D。 3．（2023-2024高二上·四川·期中）已知：变化如图所示。下列判断正确的是 选项 A B C D A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】液态水变为气态水，需要吸收能量，；等量的相同物质，处于气态时混乱程度大于处于液态时混乱程度，；答案选B。 4．（2023-2024高二上·湖北武汉·期中）下列叙述中错误的是 A．高温下，反应MgCl2(l)=Mg(l)＋Cl2(g)能自发进行，则其ΔH>0、ΔS>0 B．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的方向 C．工业合成氨中，采取迅速冷却的方法，使气态氨变成液氨后从平衡混合物中分离出去，有利于提高反应物的转化率 D．CO、与人体血液中的血红蛋白(Hb)建立平衡：CO + HbO2⇌HbCO + O2，当CO中毒时，应将中毒患者转移至高压氧仓吸氧 【答案】B 【详解】A．镁在氯气中的燃烧是放热反应，反之则为吸热反应，故ΔH>0，MgCl2的分解是熵值增大的反应，ΔS>0，故A正确； B．催化剂改变的是化学反应的活化能，不会改变反应的方向，故B错误； C．工业合成氨时，采用迅速冷却的方法，将气态氨变为液氨后及时从混合物中分离出去，降低生成物浓度，平衡正向移动，有利于提高NH3的产量，故C正确； D．CO中毒时，CO与血红蛋白结合生成HbCO，血红蛋白失去运输氧的能力，应将中毒患者转移至高压氧仓吸氧，增大氧气的浓度，使平衡逆向移动，恢复血红蛋白运输氧能力，故D正确； 故选B。 5．（2023-2024高二上·安徽芜湖·期中）中国诗词博大精深，下列诗句中包含、的化学变化的是 A．春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干 B．千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲 C．少年易老学难成，一寸光阴不可轻 D．千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金 【答案】B 【详解】A．蜡炬燃烧是放热反应，，有气体生成，A不符合题意； B．石灰石受热分解是吸热反应，，有气体生成，B符合题意； C．诗词中没有涉及到化学变化，C不符合题意； D．诗词中没有涉及到化学变化，D不符合题意； 答案B。 6．（2023-2024高二上·广东清远·期中）下列说法正确的是 A．同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同 B．自发反应一定是熵增大的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应 C．自发反应在一定条件下才能实现 D．自发反应在任何条件下都能实现 【答案】C 【详解】A．同一物质：，A错误； B．反应是否自发，是由熵变和焓变共同决定的，即时，反应能自发进行，故自发反应的熵不一定增大，也可能减小，B错误； C．过程的自发性只能用于判断过程的方向，是否能实现还要看具体的条件，C正确； D．由C分析可知，过程的自发性只能用于判断过程的方向，是否能实现还要看具体的条件，，D错误； 故选C。 7．（2023-2024高二上·云南曲靖·期中）下列表述中正确的是 A．任何能使熵值增大的过程都能自发进行 B．已知热化学方程式，则将和置于一密闭容器中充分反应后放出的热量 C．自发反应一定熵增大，非自发反应一定熵减小或不变 D．使用催化剂，降低了反应的活化能，增大了活化分子百分数，化学反应速率增大 【答案】D 【详解】A．依据反应自发进行的判断依据是△H-T△S＜0分析，熵值增大△S＞0，若△H＞0，低温下不能自发进行，A错误； B．反应是可逆反应不能进行彻底，则将和置于一密闭容器中充分反应后放出的热量小于QkJ，B错误； C．依据反应自发进行的判断依据是△H-T△S＜0分析，熵值增大△S＞0，若△H＞0，低温下不能自发进行，熵减小△S＜0，若△H＜0，反应一定能自发进行，C错误；    D．使用催化剂改变了反应的历程，降低了反应的活化能，增大了活化分子百分数，化学反应速率增大，D正确； 故选D。 8．（2023-2024高二上·江西景德镇·期中）科学家最近设计出生产氢气的人造树叶，原理为。则有关该反应自发进行的条件判断正确的是 A．低温 B．高温 C．任何温度下都能自发进行 D．一定非自发 【答案】B 【详解】氢气燃烧为放热反应，该反应可以看做氢气燃烧的逆反应因此是吸热反应△H＞0，正向为熵增的反应△S＞0；根据，可以分析得出该反应在高温自发。故答案为：B。 9．（2023-2024高二上·河南开封·期中）关于下图所示的反应，下列说法正确的是 A．， B．， C．， D．， 【答案】A 【详解】生成物能量高于反应物能量，为吸热反应，焓变大于零；反应为气体分子数增加的反应，为熵增反应；故选A。 10．（2023-2024高二上·福建三明·期中）根据所学知识和已有生活经验，下列变化过程中ΔS<0的是 A．2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) B．NH4NO3(s)=NH(aq)+(aq) C．H2O(s)→H2O(l) D．Mg(s)+H2SO4(aq)=MgSO4(aq)+H2(g) 【答案】A 【详解】A．2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)，气体的量减小，熵减少，ΔS<0，A正确； B．，混乱度增大，，B错误； C．同种物质固态的熵小于液态小于气态，所以混乱度增大，，C错误； D．有气体生成，混乱度增大，，D错误； 故选A。 11．（2023-2024高二上·福建福州·期中）反应进行的方向是化学反应原理的三个重要组成部分之一，下列说法中正确的是 A．，的反应一定可以自发进行 B．、与人体血液中的血红蛋白建立平衡：，中毒时应将中毒患者转移至高压氧仓吸氧 C．可逆反应正向进行时，正反应具有自发性，一定小于零 D．根据反应的自发性可以预测该反应发生的快慢 【答案】B 【详解】A．，，根据，反应在高温下可以自发进行，在低温下可能大于0，此时反应非自发，A错误； B．、都能与血红蛋白结合，在人体血液中的血红蛋白建立平衡：，中毒时应将中毒患者转移至高压氧仓吸氧，提高氧气浓度促使平衡逆向进行，减缓中毒症状，B正确； C．吸热的熵增反应，在一定条件下也能自发进行，C错误；    D．根据反应的自发性可以预测该反应能否发生，但是不能判断反应发生的快慢，D错误； 故选B。 12．（2023-2024高二上·陕西汉中·期中）下列说法不正确的是 A．ΔH＜0、ΔS>0的反应在任何温度下都能自发进行 B．NH4HCO3(s) = NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)　ΔH=＋185.57 kJ/mol 能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向 C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据 D．自发反应也可能需要加热才能进行 【答案】C 【详解】A．ΔH＜0、ΔS＞0的反应，则ΔG=ΔH－TΔS＜0，因此在任何温度下都能自发进行，故A正确； B．气体的混乱度大于固体的混乱度，NH4HCO3(s)=NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g) ΔH=＋185.57 kJ·mol-1能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向，故B正确； C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变不能单独作为反应自发性的判据，常用ΔG=ΔH－TΔS来判断，故C错误； D．需要加热或点燃才能进行的反应不一定是非自发反应，自发反应也可能需要加热才能进行，故D正确； 综上所述，答案为C。 13．（2023-2024高二上·安徽蚌埠·期中）某一化学反应　，一定条件下反应过程中的能量变化如图所示。 请回答下列问题： (1)Q 0(填“>”“<”或“=”)。 (2)熵变 0(填“>”“<”或“=”)。 (3)该反应 自发进行；若改为其他不变，该反应 自发进行。(填“能”、“不能”或“可能”)。 (4)反应物键能之和数值 生成物键能之和(填“>”“<”或“=”) (5)该反应 氧化还原反应(填“是”“不是”或“可能是”) 【答案】(1)< (2)> (3) 能 可能 (4)< (5)可能是 【分析】通过比较反应物总能量和生成物总能量的大小可以看出反应是吸热反应还是放热反应，图中反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应是放热反应，，E1代表反应物断键吸收的总能量，E2代表形成生成物时成键释放的总能量。 【详解】（1）根据反应过程的能量变化可以看出反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应是放热反应，，所以Q<0. （2）根据方程式可以看出反应后气体总分子数大于反应前气体总分子数，是熵增加的反应，所以熵变大于0。 （3）由于该反应，，所以，反应能自发进行；若改为其他不变，，当温度低时可以使，所以该反应可能自发进行。 （4）由图可知，E1代表反应物断键吸收的总能量，E2代表形成生成物时成键释放的总能量，所以反应物键能之和数值小于生成物键能之和。 （5）该反应没有给出具体元素种类，无法进行明确判断，可能是氧化还原反应。 考点02 合成氨条件的选择 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 【详解】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·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。 【详解】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。 16．（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 【详解】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。 17．（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 【详解】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。 18．（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 【详解】（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。 考点01 化学反应进行方向的判据 1．（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 【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。 2．（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。 【详解】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。 3．（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 【详解】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。 4．（2023-2024高二上·内蒙古鄂尔多斯·期中）已知O﹣H、C=O、H﹣H的键能(kJ•mol﹣1)分别为465、803、436，CO2与H2在催化剂的作用下反应制取甲醇，有关反应的热化学方程式如下： i．； ii．； iii．。 下列说法正确的是 A．高温有利于反应i自发 B．C≡O(CO)的键能为680kJ/mol C．温度越高，反应i的速率越快 D．反应iii中反应物的总能量高于生成物的总能量 【答案】D 【详解】A．反应i为气体体积减小的反应，因此，根据可知，该反应是低温能够自发进行，故A错误； B．，反应ii中，可得E(C≡O)=1071kJ/mol，故B错误； C．温度太高会导致催化剂活性失活，速率反而减小，故C错误； D．反应iii为放热反应，因此反应物的总能量高于生成物的总能量，故D正确； 故选：D。 5．（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 【详解】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。 6．（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 【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。 7．（2023-2024高二上·广西钦州·期中）下列关于化学反应的客观事实描述及其原理分析，均正确的是 选项 客观事实 原理分析 A 室温下将H2(g)与O2(g)混合，未见有H2O(l)生成 室温下  △G＞0 B 室温下电解水，可得到H2(g)和O2(g) 室温下  △G＞0 C 工业利用高温下反应Na+KCl=NaCl+K↑制备金属钾 室温下金属性Na＞K D 工业合成聚乙烯温度一般控制在300℃以下 乙烯的加聚反应△S＜0，过度升温不利 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．室温下2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)  △G=△H-T△S，该反应的△H＜0，△S＜0，在常温下△G＜0，只是由于反应发生需断裂反应物化学键吸收能量，其活化能大于0，要使反应发生，需要点燃或加热等引发反应，A错误； B．2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)  △H＞0，△S＞0，△G=△H-T△S，在常温下△G＞0，反应不能自发进行，B错误； C．金属性K＞Na，由于控制温度，使K为气态，Na为液态，发生反应减少生成物K的浓度，化学平衡正向移动，最终金属钠可以在一定温度下制取金属K，这与金属活动性大小无关，C错误； D．乙烯变为聚乙烯的反应方程式为nCH2=CH2(g) (s)，△S＜0，△H＜0，若过度升高温度，可能使△G=△H-T△S＞0，对反应不利，故一般控制在300℃以下，D正确； 故合理选项是D。 8．（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 【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。 9．（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 【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。 10．（2023-2024高二上·福建福州·期中）灰锡结构松散，不能用于制造器皿。现把白锡制造的器皿在0℃、100kPa环境下存放，它会不会变成灰锡而不能继续使用呢？(已知在0℃、100kPa条件下白锡转化为灰锡的反应的焓变和熵变分别为，，当时能自发反应) A．会变 B．不会变 C．不能确定 D．升高温度才会变 【答案】A 【详解】在等温、等压条件下，自发反应总是向着ΔH-TΔS<0的方向进行，直至达到平衡状态，因此，在0℃、100 kPa条件下，白锡转化为灰锡的ΔH-TΔS=-2180.9 J/mol-273 K×[-6.61 J/(mol·K)]=-376.37 J/mol<0，因此在该条件下白锡会变为灰锡。根据上述分析，在该条件下白锡会自发反应，变为灰锡，A正确。 11．（2023-2024高二上·安徽淮北·期中）已知焦炭在炼铁高炉中发生的主要反应有 ①   ②   ③   下列说法正确的是 A．1mol和1mol的能量之和小于1mol的能量 B． C．反应②的焓变和熵变均有利于该反应的自发进行 D．反应③在较低温度下能自发进行 【答案】C 【详解】A．反应①是放热反应，1mol和1mol的能量之和大于1mol的能量，A错误； B．反应③=②×2-①，，，B错误； C．反应②为放热、熵增的反应，焓变和熵变均有利于该反应的自发进行，C正确； D．反应③为吸热、熵增的反应，在高温下能自发进行，D错误； 故选C。 12．（2023-2024高二上·安徽淮北·期中）下列对熵的理解错误的是 A．同一物质的熵值： B．熵增的反应不一定能自发进行 C．反应体系的熵增较大，反应速率也可能较慢 D．工业合成氨为熵减的反应，不能自发进行 【答案】D 【详解】A．同一物质的熵值：气态＞液态＞固态，A正确； B．根据ΔG＝ΔH－TΔS＜0，熵增的反应，若ΔH很大，温度较低，也可能是非自发反应，B正确； C．熵变是反应体系反应前后熵的变化量，与反应速率没有关系，故反应体系的熵增较大，反应速率也可能较慢，C正确； D．工业合成氨为熵减、放热的反应，低温下能自发进行，D错误； 故选D。 13．（2023-2024高二上·贵州黔西·期中）Si是良好的半导体材料，在科技材料、电子产品等诸多领域都有重要的应用，制备高纯硅时发生主要反应有SiO2(s )+ 2C(s) = Si(s) +2CO(g)  ΔH >0 ，关于该反应的自发进行描述正确的是 A．高温自发 B．低温自发 C．任意温度自发 D．任意温度都不自发 【答案】A 【详解】该反应为吸热反应，且为混乱度增大的反应，根据ΔG=ΔH-TΔS<0可知，该反应高温时可以自发进行； 故选A。 考点02 合成氨条件的选择 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 【详解】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·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 【详解】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。 16．（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 【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。 17．（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； 【详解】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。 18．（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 【详解】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。 19．（2023-2024高二上·重庆荣昌·期中）I.近年来我国大力加强CO2与H2催化合成甲醇(CH3OH)技术的工业化量产研究，实现可持续发展。下表是不同条件下合成氨反应达平衡时反应混合物中氨的体积分数(%)。 0.1MPa 10MPa 20MPa 30MPa 60MPa 500℃ 0.10 10.6 19.1 26.4 42.2 600℃ 0.05 4.50 9.10 13.8 23.1 (1)目前，我国合成氨工业生产中采用的压强一般不高于30MPa，主要原因是 。 Ⅱ.(2)250℃时，在体积为2.0L的恒容密闭容器中加入6molH2、2molCO2和催化剂，10min时反应达到平衡，测得c(CH3OH)=0.75mol/L。 ①下列描述中能说明上述反应已达平衡的是 (填编号)。 A．3ν正(H2)=ν逆(CH3OH) B．容器中气体压强不随时间而变化 C．c(H2) ∶c(CO2)=1∶1 D．容器中气体平均相对分子质量不随时间而变化 ②化学平衡常数K= 。 (3)合成总反应在起始物时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为，在恒温℃下的、在恒压下的如图所示。 ①请用各物质的平衡分压(p(H2)、p(CO2)、p(CH3OH)、p(H2O))表示总反应的平衡常数，表达式 ②图中对应等压过程的曲线是 ，判断的理由是 ； ③当时，的平衡转化率 (保留小数点后一位) 【答案】(1)压强越大，对材料的强度和设备的制造要求也越高，需要的动力也越大，这将会大大增加生产投资，并可能降低综合经济效益 (2) BD (3) b 正反应气体体积减小，增大压强，平衡右移，x(CH3OH)增大，曲线a代表等温过程，则曲线b代表等压过程 33.3% 【详解】（1）合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，结合表中数据可知，压强越大，反应速率越快、NH3的体积分数越大，但压强越大，对材料的强度和设备的制造要求也越高，需要的动力也越大，这将会大大增加生产投资，并可能降低综合经济效益，故目前，我国合成氨工业生产中采用的压强一般不高于30MPa。 （2）①发生的反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) A．3ν正(H2)=ν逆(CH3OH)时正、逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态； B．该反应反应前后气体分子数不相等，建立平衡的过程中混合气体总物质的量是变量，在恒温恒容容器中，容器中气体压强是变量，容器中气体压强不随时间而变化能说明反应达到平衡状态； C．达到平衡时各物质的浓度保持不变、但不一定相等，c(H2) ∶c(CO2)=1∶1不能说明反应达到平衡状态； D．建立平衡的过程中混合气体总质量始终不变，混合气体总物质的量是变量，混合气体的平均相对分子质量是变量，容器中气体平均相对分子质量不随时间而变化能说明反应达到平衡状态； 能说明反应达到平衡状态的是BD。 ②列三段式，则化学平衡常数K==。 （3）①根据反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)知，Kp=。 ②反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的正反应气体体积减小，在相同温度下，增大压强，平衡正向移动，平衡时x(CH3OH)增大，即随着压强的增大x(CH3OH)增大，故曲线a代表等温过程，曲线b代表等压过程。 ③设初始CO2物质的量为mmol，则初始H2物质的量为3mmol，列三段式，若x(CH3OH)=0.10，则=0.10，解得α=≈33.3%。 ( 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 $$