专题07 化学反应的方向与合成氨 （考点清单）（讲+练）-2024-2025学年高二化学上学期期中考点大串讲（鲁科版2019选择性必修1）

专题07 化学反应的方向与合成氨 考点01 自发过程和自发反应 考点02 化学反应进行方向的判据 考点03 合成氨条件的理论选择 考点04 工业合成氨的适宜条件 ▉考点01 自发过程和自发反应 1．自发过程 自然界有一些过程是自发进行的，而且是有 的。例如，水总是自发地从高处流向低处，而相反的过程却不能自发进行。 2．自发反应 有些化学反应也是自发进行的，而且具有 。 3.自发过程的判断 (1)根据条件判断：不是看是否需要条件，而是看是否需要持续施加外力(如加热等)。 (2)根据其逆向过程是否自发判断：若逆向过程自发，则正向过程一定不自发；若逆向过程不自发，则正向过程一定自发。 ▉考点02 化学反应进行方向的判据 1．焓变与反应的方向 (1)放热反应过程中体系 ，因此具有 的倾向，科学家提出用 (能量变化)来判断反应进行的方向，这就是 (能量判据)。 (2)焓变与化学反应进行方向的关系 ①多数放热反应是 的。例如燃烧反应、中和反应等。 ②有些吸热反应也可以 ，如： 2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋109.8 kJ·mol－1。 结论：只用焓判据判断反应是否自发进行不全面。 2．熵变与反应的方向 (1)熵、熵变的概念 (2)熵值大小 ①体系的熵值：体系的 越大，体系的熵值就 。 ②同一物质的熵值：S(g)＞S(l)＞S(s)，同一条件下，不同物质的熵值不同。 (3)熵判据：体系有自发地向混乱度 (即 )的方向转变的倾向，因此可用熵变来判断反应进行的方向。 (4)熵变与化学反应进行方向的关系 ①许多熵增的反应是自发的(多是气体分子数目增多的反应)，如 Zn(s)＋H2SO4(aq)===ZnSO4(aq)＋H2(g)； 2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g) ②有些熵减的反应也可以自发进行，如： 2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)； 4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)===4Fe(OH)3(s) 结论：只用熵判据判断反应是否自发不全面。 3．自由能与化学反应的方向 (1)自由能 符号为ΔG，单位为kJ·mol－1。 (2)自由能与焓变、熵变的关系 ΔG＝ΔH－TΔS。ΔG不仅与焓变和熵变有关，还与 有关。 (3)反应方向与自由能的关系 化学反应总是向着 的方向进行，直到体系 。 ①当ΔG＜0时，反应 ； ②当ΔG＝0时，反应 ； ③当ΔG＞0时，反应 。 【方法技巧】 判断化学反应自发性的方法 焓变(ΔH) 熵变(ΔS) 反应在某状况下能否自发进行 ＜0 ＞0 ＞0 ＜0 ＜0 ＜0 ＞0 ＞0 ▉考点03 合成氨条件的理论选择 1.合成氨反应的特点 合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。已知298 K时：ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2 J·mol－1·K－1。 (1)自发性：常温(298 K)下，ΔH－TΔS<0，能自发进行。 (2)可逆性：反应为 。 (3)熵变：ΔS<0，正反应是气体 的反应。 (4)焓变：ΔH<0，是 。 2．原理分析 根据合成氨反应的特点，根据影响反应速率的因素和勒夏特列原理分析应如何选择反应条件，以增大合成氨的反应速率、提高平衡混合物中氨的含量，请填写下表。 条件 提高反应速率 提高平衡转化率 压强 温度 催化剂 浓度 3.数据分析 在不同温度和压强下(初始时N2和H2的体积比为1∶3)，平衡混合物中氨的含量实验数据分析，提高反应速率的条件是 温度、 压强；提高平衡混合物中氨的含量的条件是 温度、 压强。二者在 这一措施上是不一致的。实验数据的分析与理论分析的结论是一致的。 ▉考点04 工业合成氨的适宜条件 1．问题讨论 (1)压强 ①原理分析： 。 ②选用条件：目前，我国合成氨厂一般采用的压强为 MPa。 ③合成氨时不采用更高压强的理由： 。 (2)温度 ①原理分析： 有利于提高原料的平衡转化率。 ②选用条件：目前，在实际生产中一般采用的温度为 ℃。 ③不采用低温的理由： 。 合成氨反应一般选择400～500 ℃进行的又一重要原因为 。 (3)催化剂 ①原理分析：即使在高温、高压下，N2和H2的化合反应仍然进行得十分 。 ②选用条件：通常采用加入以 的多成分催化剂，又称 。 ③选择催化剂的理由： 。 另外，为了防止混有的杂质使催化剂“中毒”，原料气必须经过 。 (4)浓度 ①原理分析：在500 ℃和30 MPa时，合成氨平衡混合物中NH3的体积分数也只有26.4%，即平衡时N2和H2的转化率仍 。 ②采取的措施：采取 的方法，使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出去；应将NH3分离后的原料气 ，并及时补充 ，使反应物保持一定的浓度。 ③采取该措施的理由：分离出NH3以促使平衡向生成 的方向移动，此外原料气的循环使用并及时补充原料气，既提高了原料的 ，又提高了 ，有利于合成氨反应。 2．工业合成氨的适宜条件 外部条件 工业合成氨的适宜条件 压强 MPa 温度 ℃ 催化剂 使用 作催化剂 浓度 液化氨并及时分离，补充原料气并循环利用[n(N2)∶n(H2)＝1∶2.8] 3．合成氨的工艺流程 4．选择工业合成适宜条件的原则 (1)考虑参加反应的物质 、 和 等本身因素。 (2)考虑影响化学反应速率和平衡的温度、压强、浓度、催化剂等反应条件。 (3)选择适宜的生产条件还要考虑设备条件、安全操作、经济成本等情况。 (4)选择适宜的生产条件还要考虑 及社会效益等方面的规定和要求。 【归纳总结】选择化工生产适宜条件的分析角度 分析角度 原则要求 从化学反应速率分析 既不能过快，又不能太慢 从化学平衡移动分析 既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性 从原料的利用率分析 增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本 从实际生产能力分析 如设备承受高温、高压能力等 从催化剂的使用活性分析 注意催化剂的活性对温度的限制 1．（23-24高二上·浙江杭州·期中）下列为熵增反应的是 A．硝酸铵晶体溶于水 B．氨气和氯化氢气体反应 C．乙烯聚合为聚乙烯 D．碳和水蒸气制备水煤气 2．（23-24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 3．（23-24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．（23-24高二上·天津河西·期中）合成氨工业中采用了物质循环操作，主要的目的是 A．降低氨的沸点 B．增大化学反应速率 C．提高N2和H2的利用率 D．提高平衡混合物中氨的含量 5．（23-24高二上·安徽六安·期中）合成氨工业中，在催化剂作用下发生反应。下列说法正确的是 A．该反应的反应物键能总和大于生成物的键能总和 B．实际生产中通常选择200℃、100Mpa条件下合成氨 C．采取迅速冷却的方法，使气态氨变为液态氨后及时从平衡混合物中分离出去，可提高氨的产量 D．增大催化剂的表面积，可有效加快反应速率和提高平衡转化率 6．（23-24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 7．（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 8．（23-24高二上·广东惠州·期中）下列说法正确的是 A．反应N2+3H22NH3的△H<0，△S>0 B．反应2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H>0在常温下能自发进行 C．反应2Mg(s)+CO2(g)=C(s)+2MgO(s)的△H<0，则该反应能在高温自发进行 D．反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)常温下不能自发进行，则该反应的△H>0 9．（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 10．（22-23高二上·辽宁丹东·期末）工业制硫酸中有一步重要的反应是在400-600℃下发生催化氧化： ，下列说法正确的是 A．为提高的转化率，在生产过程中压强越高越好 B．工业生产中可通过增大二氧化硫的浓度来提升反应物转化率 C．其他条件保持不变，温度越高，反应速率越快，生产效益越好 D．工业生产中使用催化剂是为了提高生产效率 11．（22-23高二上·浙江湖州·期末）下列有关工业合成氨的说法不正确的是 A．迅速冷却的方法将氨液化，并不断移去液氨，利于反应正向进行 B．选择温度400~500℃，是为了保证尽可能大的平衡转化率 C．增大压强，有利于增大反应速率和平衡混合物中氨气的体积分数 D．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 12．（22-23高二上·福建宁德·期末）关于合成氨反应 ，下列说法不正确的是 A．使用高效催化剂能减小反应活化能 B．为了提高原料利用率，和循环使用 C．工业合成氨温度为700K是因为升高温度有利于提高的平衡转化率 D．恒温恒容下，若体系的总压强不再改变，说明该反应已达平衡状态 13．（23-24高二上·陕西西安·期中）如下图所示为工业合成氨的流程图。下列说法不正确的是 A．步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒 B．步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率，又可以加快反应速率 C．步骤③、④、⑤均有利于提高原料平衡的转化率 D．为提高反应物的转化率应及时将氨从混合气中分离出去 14．（23-24高二上·浙江·期中）下列有关工业合成氨反应：  的说法不正确的是 A．合成氨采取循环操作目的是提高氮气和氢气的利用率 B．除原料气中CO反应：  ，适宜低温高压环境 C．合成塔压强调控在10MPa~30MPa之间，是对生产设备条件和经济成本的综合考虑结果 D．合成塔使用热交换控制体系温度400~500℃左右，主要目的是有利于平衡正向移动 15．（23-24高二上·河南郑州·期中）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。工业合成氨的反应为：，能量转化关系如图所示。下列有关说法错误的是 A．低温、高压有利于提高合成氨平衡产率 B．选择铁做催化剂可以提高和的转化率 C．将液化分离有利于提高产率 D．合成氨采取循环操作，能提高和的利用率 16．（23-24高二上·安徽安庆·期中）合成氨工业在国民生产中有重要意义。以下是关于合成氨的有关问题，请回答。 (1)在容积为的恒温密闭容器中加入的和的在一定条件下发生反应：，在5分钟时反应恰好达到平衡，此时测得的物质的量为。这段时间内用表示的反应速率为= 。 (2)下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是___________(填序号字母)。 A．容器内、、的物质的量浓度之比为 B． C．混合气体的密度保持不变 D．容器内压强保持不变 (3)已知合成氨反应在时平衡常数。某实验小组在时，测得某时刻、、，此时刻该反应的化学平衡速率v(正) v(逆)(填“＞”、“=”或“＜”)。 (4)如下图表示：若在、条件下，向一密闭容器中通入N2、H2(按物质的量之比)发生反应，测得容器内总压强与反应时间的关系如图所示。 图中点的分压平衡常数Kp= MPa-2 (用平衡分压代替平衡浓度计算，结果保留两位小数，气体分压=气体总压×物质的量分数)。 ( 17 )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 学科网（北京）股份有 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题07 化学反应的方向与合成氨 考点01 自发过程和自发反应 考点02 化学反应进行方向的判据 考点03 合成氨条件的理论选择 考点04 工业合成氨的适宜条件 ▉考点01 自发过程和自发反应 1．自发过程 自然界有一些过程是自发进行的，而且是有方向性的。例如，水总是自发地从高处流向低处，而相反的过程却不能自发进行。 2．自发反应 有些化学反应也是自发进行的，而且具有方向性。 3.自发过程的判断 (1)根据条件判断：不是看是否需要条件，而是看是否需要持续施加外力(如加热等)。 (2)根据其逆向过程是否自发判断：若逆向过程自发，则正向过程一定不自发；若逆向过程不自发，则正向过程一定自发。 ▉考点02 化学反应进行方向的判据 1．焓变与反应的方向 (1)放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向，科学家提出用焓变(能量变化)来判断反应进行的方向，这就是焓判据(能量判据)。 (2)焓变与化学反应进行方向的关系 ①多数放热反应是自发进行的。例如燃烧反应、中和反应等。 ②有些吸热反应也可以自发进行，如： 2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋109.8 kJ·mol－1。 结论：只用焓判据判断反应是否自发进行不全面。 2．熵变与反应的方向 (1)熵、熵变的概念 (2)熵值大小 ①体系的熵值：体系的混乱程度越大，体系的熵值就越大。 ②同一物质的熵值：S(g)＞S(l)＞S(s)，同一条件下，不同物质的熵值不同。 (3)熵判据：体系有自发地向混乱度增加(即熵增)的方向转变的倾向，因此可用熵变来判断反应进行的方向。 (4)熵变与化学反应进行方向的关系 ①许多熵增的反应是自发的(多是气体分子数目增多的反应)，如 Zn(s)＋H2SO4(aq)===ZnSO4(aq)＋H2(g)； 2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g) ②有些熵减的反应也可以自发进行，如： 2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)； 4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)===4Fe(OH)3(s) 结论：只用熵判据判断反应是否自发不全面。 3．自由能与化学反应的方向 (1)自由能 符号为ΔG，单位为kJ·mol－1。 (2)自由能与焓变、熵变的关系 ΔG＝ΔH－TΔS。ΔG不仅与焓变和熵变有关，还与温度有关。 (3)反应方向与自由能的关系 化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡。 ①当ΔG＜0时，反应能自发进行； ②当ΔG＝0时，反应处于平衡状态； ③当ΔG＞0时，反应不能自发进行。 【方法技巧】 判断化学反应自发性的方法 焓变(ΔH) 熵变(ΔS) 反应在某状况下能否自发进行 ＜0 ＞0 能自发进行 ＞0 ＜0 不能自发进行 ＜0 ＜0 取决于温度，低温自发 ＞0 ＞0 取决于温度，高温自发 ▉考点03 合成氨条件的理论选择 1.合成氨反应的特点 合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。已知298 K时：ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2 J·mol－1·K－1。 (1)自发性：常温(298 K)下，ΔH－TΔS<0，能自发进行。 (2)可逆性：反应为可逆反应。 (3)熵变：ΔS<0，正反应是气体体积缩小的反应。 (4)焓变：ΔH<0，是放热反应。 2．原理分析 根据合成氨反应的特点，根据影响反应速率的因素和勒夏特列原理分析应如何选择反应条件，以增大合成氨的反应速率、提高平衡混合物中氨的含量，请填写下表。 条件 提高反应速率 提高平衡转化率 压强 增大压强 增大压强 温度 升高温度 降低温度 催化剂 使用 无影响 浓度 增大反应物浓度 增大反应物浓度，降低生成物浓度 3.数据分析 在不同温度和压强下(初始时N2和H2的体积比为1∶3)，平衡混合物中氨的含量实验数据分析，提高反应速率的条件是升高温度、增大压强；提高平衡混合物中氨的含量的条件是降低温度、增大压强。二者在温度这一措施上是不一致的。实验数据的分析与理论分析的结论是一致的。 ▉考点04 工业合成氨的适宜条件 1．问题讨论 (1)压强 ①原理分析：压强越大越好。 ②选用条件：目前，我国合成氨厂一般采用的压强为10～30 MPa。 ③合成氨时不采用更高压强的理由：压强越大，对材料的强度和设备的制造要求就越高，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)温度 ①原理分析：低温有利于提高原料的平衡转化率。 ②选用条件：目前，在实际生产中一般采用的温度为400～500 ℃。 ③不采用低温的理由：温度降低会使化学反应速率减小，达到平衡所需时间变长，这在工业生产中是很不经济的。 合成氨反应一般选择400～500 ℃进行的又一重要原因为铁触媒在500_℃左右时的活性最大。 (3)催化剂 ①原理分析：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。 ②选用条件：通常采用加入以铁为主体的多成分催化剂，又称铁触媒。 ③选择催化剂的理由：改变反应历程，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。 另外，为了防止混有的杂质使催化剂“中毒”，原料气必须经过净化。 (4)浓度 ①原理分析：在500 ℃和30 MPa时，合成氨平衡混合物中NH3的体积分数也只有26.4%，即平衡时N2和H2的转化率仍不够高。 ②采取的措施：采取迅速冷却的方法，使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出去；应将NH3分离后的原料气循环使用，并及时补充N2和H2，使反应物保持一定的浓度。 ③采取该措施的理由：分离出NH3以促使平衡向生成NH3的方向移动，此外原料气的循环使用并及时补充原料气，既提高了原料的利用率，又提高了反应速率，有利于合成氨反应。 2．工业合成氨的适宜条件 外部条件 工业合成氨的适宜条件 压强 10～30 MPa 温度 400～500 ℃ 催化剂 使用铁触媒作催化剂 浓度 液化氨并及时分离，补充原料气并循环利用[n(N2)∶n(H2)＝1∶2.8] 3．合成氨的工艺流程 4．选择工业合成适宜条件的原则 (1)考虑参加反应的物质组成、结构和性质等本身因素。 (2)考虑影响化学反应速率和平衡的温度、压强、浓度、催化剂等反应条件。 (3)选择适宜的生产条件还要考虑设备条件、安全操作、经济成本等情况。 (4)选择适宜的生产条件还要考虑环境保护及社会效益等方面的规定和要求。 【归纳总结】选择化工生产适宜条件的分析角度 分析角度 原则要求 从化学反应速率分析 既不能过快，又不能太慢 从化学平衡移动分析 既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性 从原料的利用率分析 增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本 从实际生产能力分析 如设备承受高温、高压能力等 从催化剂的使用活性分析 注意催化剂的活性对温度的限制 1．（23-24高二上·浙江杭州·期中）下列为熵增反应的是 A．硝酸铵晶体溶于水 B．氨气和氯化氢气体反应 C．乙烯聚合为聚乙烯 D．碳和水蒸气制备水煤气 【答案】D 【解析】A．硝酸铵晶体溶于水，熵增加，但不是化学反应，故A错误； B．氨气和氯化氢气体反应生成固体氯化铵，气体物质的量减小，是熵减的反应，故B错误； C．乙烯聚合为聚乙烯的过程中气体转化为固体，是熵减的反应，故C错误； D．碳和水蒸气制备水煤气的反应为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)，反应为气体体积增大的反应，为熵增反应，故D正确；故选D。 2．（23-24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；故选D。 3．（23-24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；故选D。 4．（23-24高二上·天津河西·期中）合成氨工业中采用了物质循环操作，主要的目的是 A．降低氨的沸点 B．增大化学反应速率 C．提高N2和H2的利用率 D．提高平衡混合物中氨的含量 【答案】C 【解析】由于合成氨的反应方程式是：N2+3H2⇌2NH3，该反应是可逆反应，反应物只能部分转化成氨气，所以通过采用循环操作，大大提高了原料氮气、氢气的利用率，所以正确的是C。故选C。 5．（23-24高二上·安徽六安·期中）合成氨工业中，在催化剂作用下发生反应。下列说法正确的是 A．该反应的反应物键能总和大于生成物的键能总和 B．实际生产中通常选择200℃、100Mpa条件下合成氨 C．采取迅速冷却的方法，使气态氨变为液态氨后及时从平衡混合物中分离出去，可提高氨的产量 D．增大催化剂的表面积，可有效加快反应速率和提高平衡转化率 【答案】C 【解析】A．合成氨的反应为放热反应，根据反应的焓变等于反应物的键能和减去生成物的键能和可知，该反应的反应物键能总和小于生成物的键能总和，A错误； B．工业生产中宜选择200℃条件，此时催化剂活性较大，但不宜选用100MPa，因为氨的含量在此条件下升高并不明显，且成本较高，B错误； C．氨气易液化，实际生产中，采取迅速冷却的方法，使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出去，从平衡角度考虑，平衡向正反应方向移动，从而可提高转化率与产率，C正确；   D．增大催化剂的比表面积(单位质量的物质所具有的总表面积)，可有效加快反应速率，但不会影响平衡，即不能提高平衡转化率，D错误； 故选C。 6．（23-24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 【解析】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。 7．（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 【解析】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。 8．（23-24高二上·广东惠州·期中）下列说法正确的是 A．反应N2+3H22NH3的△H<0，△S>0 B．反应2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H>0在常温下能自发进行 C．反应2Mg(s)+CO2(g)=C(s)+2MgO(s)的△H<0，则该反应能在高温自发进行 D．反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)常温下不能自发进行，则该反应的△H>0 【答案】D 【分析】ΔH－TΔS<0反应能够自发进行； 【解析】A．反应为放热的熵减反应，则△H<0，△S<0，A错误； B．反应为吸热的熵减反应，不能自发进行，B错误； C．反应为放热的熵减反应，则反应能在低温自发进行，C错误； D．ΔH－TΔS<0反应能够自发进行，该反应为熵增反应，常温下不能自发进行，则该反应为吸热反应，△H>0，D正确； 故选D。 9．（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 【解析】A．根据△G=△H-T△S，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-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，D正确； 故选C。 10．（22-23高二上·辽宁丹东·期末）工业制硫酸中有一步重要的反应是在400-600℃下发生催化氧化： ，下列说法正确的是 A．为提高的转化率，在生产过程中压强越高越好 B．工业生产中可通过增大二氧化硫的浓度来提升反应物转化率 C．其他条件保持不变，温度越高，反应速率越快，生产效益越好 D．工业生产中使用催化剂是为了提高生产效率 【答案】D 【解析】A．增大压强平衡正向移动，则提高SO3的产率，但高压会对动力和设备要求太高，从而增加生产成本，为了降低成本，应该适当增大压强，故A错误； B．增大一种反应物的浓度，可以提高另一种反应物的转化率，所以实际生产中可通过增大氧气的浓度来提高二氧化硫的转化率，从而降低成本，故B错误； C．其他条件保持不变，温度越高，反应速率越快，但平衡逆向移动，降低产率，且增加生产成本，对提高生产效益产生不利影响，故C错误； D．催化剂能降低反应所需活化能而增大活化分子百分数，所以使用催化剂可加快化学反应速率，从而缩短反应到达平衡的时间，提高生产效率，故D正确； 答案选D。 11．（22-23高二上·浙江湖州·期末）下列有关工业合成氨的说法不正确的是 A．迅速冷却的方法将氨液化，并不断移去液氨，利于反应正向进行 B．选择温度400~500℃，是为了保证尽可能大的平衡转化率 C．增大压强，有利于增大反应速率和平衡混合物中氨气的体积分数 D．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 【答案】B 【解析】A．减小生成物的浓度，平衡正向移动，故将NH3液化，并不断将液氨移去，利于反应正向进行，A正确； B．该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，反应物的平衡转化率降低，则控制温度400~500℃，远高于室温，是为了加快反应速率，B错误； C．该反应为体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，有利于增大反应速率和平衡混合物中氨气的体积分数，C正确； D．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，D正确； 故选B。 12．（22-23高二上·福建宁德·期末）关于合成氨反应 ，下列说法不正确的是 A．使用高效催化剂能减小反应活化能 B．为了提高原料利用率，和循环使用 C．工业合成氨温度为700K是因为升高温度有利于提高的平衡转化率 D．恒温恒容下，若体系的总压强不再改变，说明该反应已达平衡状态 【答案】C 【解析】A．使用高效催化剂能降低反应活化能，加快反应速率，故A正确； B．合成氨工业，N2和H2循环使用可以提高原料利用率，故B正确； C．正反应放热，升高温度平衡逆向移动，H2的平衡转化率降低，工业合成氨温度为700K是为了加快反应速率，故C错误； D．反应前后气体系数和不同，恒温恒容下，压强是变量，若体系的总压强不再改变，说明该反应已达平衡状态，故D正确； 故选C。 13．（23-24高二上·陕西西安·期中）如下图所示为工业合成氨的流程图。下列说法不正确的是 A．步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒 B．步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率，又可以加快反应速率 C．步骤③、④、⑤均有利于提高原料平衡的转化率 D．为提高反应物的转化率应及时将氨从混合气中分离出去 【答案】C 【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，据此分析判断。 【解析】A．步骤①中“净化”是除去杂质，以防止铁催化剂中毒，故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，故B正确； C．催化剂只能提高反应速率，不能提高平衡转化率，合成氨反应为放热反应，高温不利于平衡正向移动，而液化分离出NH3和N2、H2的循环再利用均可以使平衡正向移动，所以步骤④、⑤有利于提高原料平衡的转化率，步骤③不能，故C错误； D．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，故D正确； 故选C。 14．（23-24高二上·浙江·期中）下列有关工业合成氨反应：  的说法不正确的是 A．合成氨采取循环操作目的是提高氮气和氢气的利用率 B．除原料气中CO反应：  ，适宜低温高压环境 C．合成塔压强调控在10MPa~30MPa之间，是对生产设备条件和经济成本的综合考虑结果 D．合成塔使用热交换控制体系温度400~500℃左右，主要目的是有利于平衡正向移动 【答案】D 【解析】A．合成氨反应为可逆反应，氮气和氢气不能完全转化为产物NH3，采取循环操作能提高氮气和氢气的利用率，A正确； B．该反应为气体体积减小的放热反应，降低温度或增大压强，均能使平衡正向移动，故除原料气中CO适宜低温高压环境，B正确； C．增大压强有利于氨的合成，但是压强过大会增加设备成本，因此合成塔压强调控在10MPa~30MPa之间，是对生产设备条件和经济成本的综合考虑结果，C正确； D．合成塔使用热交换控制体系温度400~500℃左右，主要目的是使催化剂铁触媒的活性达到最佳状态，D错误； 故选D。 15．（23-24高二上·河南郑州·期中）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。工业合成氨的反应为：，能量转化关系如图所示。下列有关说法错误的是 A．低温、高压有利于提高合成氨平衡产率 B．选择铁做催化剂可以提高和的转化率 C．将液化分离有利于提高产率 D．合成氨采取循环操作，能提高和的利用率 【答案】B 【分析】由图可知，该反应是一个正向体积减小的放热反应。 【解析】A．反应正向是体积减小的放热反应，因此低温、高压有利于平衡正向移动提高合成氨平衡产率，故A正确； B．催化剂只能提高反应速率，不能使平衡发生移动，故B错误； C．将液化分离使平衡正向移动有利于提高产率，故C正确； D．循环操作可以让未反应的和再次作为原料参与反应，能提高和的利用率，故D正确； 故选B。 16．（23-24高二上·安徽安庆·期中）合成氨工业在国民生产中有重要意义。以下是关于合成氨的有关问题，请回答。 (1)在容积为的恒温密闭容器中加入的和的在一定条件下发生反应：，在5分钟时反应恰好达到平衡，此时测得的物质的量为。这段时间内用表示的反应速率为= 。 (2)下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是___________(填序号字母)。 A．容器内、、的物质的量浓度之比为 B． C．混合气体的密度保持不变 D．容器内压强保持不变 (3)已知合成氨反应在时平衡常数。某实验小组在时，测得某时刻、、，此时刻该反应的化学平衡速率v(正) v(逆)(填“＞”、“=”或“＜”)。 (4)如下图表示：若在、条件下，向一密闭容器中通入N2、H2(按物质的量之比)发生反应，测得容器内总压强与反应时间的关系如图所示。 图中点的分压平衡常数Kp= MPa-2 (用平衡分压代替平衡浓度计算，结果保留两位小数，气体分压=气体总压×物质的量分数)。 【答案】(1)0.015 mol·L-1·min-1 (2)BD (3)＜ (4)3333.33 【解析】（1）平衡时，测得NH3的物质的量为0.1mol，则消耗H2的物质的量为0.15mol，这段时间内用H2表示的反应速率为==0.015mol·L-1·min-1。 （2）A．容器内N2、H2、NH3的物质的量浓度之比为，可能是反应进行过程中的某个阶段，不一定是平衡状态，A不符合题意； B．，反应进行的方向相反，且速率之比等于化学计量数之比，反应达平衡状态，B符合题意； C．反应前后混合气体的质量不变，体积不变，则混合气体的密度始终不变，反应不一定达平衡状态，C不符合题意； D．合成氨反应为分子数减小的可逆反应，随着反应的进行，压强不断发生改变，当容器内压强保持不变时，反应达平衡状态，D符合题意； 故选BD。 （3）浓度商Qc===0.5625＞0.5，则平衡逆向移动，该反应的化学平衡速率v(正)＜v(逆)。 （4）在T1℃、条件下，设通入1mol N2、3mol H2发生反应，30min达平衡，总压强为0.07MPa，则平衡时总物质的量为=2.8mol，利用差量法，可计算出生成NH3物质的量为4mol-2.8mol=1.2mol，则消耗0.6mol N2、1.2mol H2，平衡时，体系中含有1.2mol NH3、0.4mol N2、1.2mol H2，图中B点的分压平衡常数Kp=≈3333.33MPa-2。 ( 17 )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 学科网（北京）股份有 学科网（北京）股份有限公司 $$