专题二十六 化学反应进行的方向 化学反应的调控-2024-2025学年解密高考化学大一轮复习精讲精练（配套新教材2019）

2024——2025年解密高考化学大一轮复习精讲案 第七章 化学反应速率和化学平衡 专题二十六 化学反应进行的方向 化学反应的调控 第一板块 课标要求与化学核心素养 课标要求 化学核心素养 1. 认识化学平衡的调控在生产、生活和科学研究中的重要作用。 2. 知道化学反应是有方向的，知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。 变化观念与平衡思想 宏观辨识与微观探析 科学精神与社会责任 证据推理及模型认知 第二板块 必备知识，强基固本 考点一　化学反应的方向 1．自发反应 在一定条件下，无需外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。 2．熵和熵变的含义 (1)熵的含义 度量体系混乱程度的物理量，符号为S。熵值越大，体系混乱度越大。同一条件下，不同物质有不同的熵值；同一种物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是S(g)____S(l)____S(s)。 (2)熵变的含义 ΔS＝S(生成物)－S(反应物)。化学反应的ΔS越大，越有利于反应____________。 3．判断化学反应方向的判据 ΔG＝ΔH－TΔS ΔG<0时，反应____自发进行； ΔG＝0时，反应处于______状态； ΔG>0时，反应______自发进行。 【易错辨析】 1．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向(　　) 2．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判断反应能否自发进行的判据(　　) 3．过程自发性不仅能用于判断过程的方向，还能确定过程发生的速率(　　) 考点二　化学反应的调控——工业合成氨 1．化工生产适宜条件选择的一般原则 条件 原则 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，又要注意对二者影响的矛盾性 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 注意催化剂的活性受温度的限制 2．控制反应条件的基本措施 (1)控制化学反应速率的措施 通过改变反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)、固体的表面积以及使用催化剂等途径调控反应速率。 (2)提高转化率的措施 通过改变可逆反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)等改变可逆反应的限度，从而提高转化率。 3．工业合成氨反应的适宜条件 (1)理论分析 增大合成氨的反应速率和提高平衡混合物中氨的含量对反应条件的要求不尽相同： 对合成氨反应的影响 影响因素 浓度 温度 压强 催化剂 增大合成氨的反应速率 使用 提高平衡混合物中氨的含量 (2)实际工业合成氨反应的适宜条件 ①压强 ②温度：700 K左右。 ③催化剂：以铁为主体的多成分催化剂。 ④浓度：N2与H2的投料比(物质的量之比)为1∶2.8。 考点一 化学反应的方向 1．一定温度下，在密闭容器中发生反应：。下列说法正确的是( ) A. 在恒容条件下，向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动 B. 在恒压条件下，向平衡体系中加入H2，BaSO4的转化率不变 C. 混合气体的物质的量不再发生变化可说明反应达到平衡 D. 该反应在任何温度下都能自发进行 2．氮化硼（BN）是重要的无机材料，可通过下面两种反应制得： 反应Ⅰ.2B（s）+N2（g）═2BN（s） 反应Ⅱ.B2O3（s）+2NH3（g）═2BN（s）+3H2O（g） 已知反应Ⅰ常温下自发，反应Ⅱ常温下不自发，B（s）、BN（s）、B2O3（s）熔点分别约为2300℃、3100℃、450℃，下列说法正确的是（　　） A. 常温下反应Ⅰ的ΔG＜0，因此速率快 B. 反应Ⅰ的ΔS＜0，ΔH＞0 C. 性能优良的催化剂可使反应Ⅱ在常温下自发进行 D. 由各物质熔点可推测在实际生产中反应Ⅰ所需的温度高于反应Ⅱ 3．下列叙述正确的是（　　） A. 某温度下，一元弱酸HA的Ka越小，则NaA的Kh（水解平衡常数）越小 B. 铁管镀锌层局部破损后，铁管仍不易生锈 C. 中和体积与pH都相同的HCl溶液和CH3COOH溶液所消耗的NaOH物质的量，HCl需要的等于CH3COOH需要的 D. ΔH＞0，ΔS＜0的反应在任何温度下均能正向自发进行 4．下列有关化学反应方向的说法中正确的是（　　） A. 反应3NO2（g）+H2O（l）═2HNO3（aq）+NO（g）在一定条件下能自发进行，说明该反应的△H＞0 B. 反应2Na2SO3（g）+O2（g）═2Na2SO4（s）能自发进行，则△H＜0 C. 在一定温度下的AgCl的水溶液中，Ag+和Cl-浓度的乘积是一个常数 D. 在1L 0.2mol•L-1（NH4）2SO4溶液中NH4+数目为0.4NA 5．下列说法错误的是（　　） A. △H＜0、△S＞0的反应在任何温度时都能自发进行 B. NH4HCO3（s）═NH3（g）+H2O（g）+CO2（g）△H=+185.57kJ/mol能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向 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. 化学反应的限度可以通过改变条件而改变 考点二　化学反应的调控——工业合成氨 1．对于合成氨工业，只从提高原料转化率看，从下列条件中选择最适宜的组合是（　　） ①高温 ②低温 ③低压 ④高压 ⑤催化剂 ⑥加氨 ⑦除氨。 A. ②④⑤ B. ②④⑦ C. ①④⑤ D. ②③⑥ 2．工业上合成氨反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，在实际生产中为提高合成氨的反应速率，下列说法正确的是( ) A. 温度越高，反应速率越快，因此采取的温度越高越好 B. 压强越高，反应速率越快，因此采取的压强越高越好 C. 催化剂能加快反应速率，因此可选用适当的催化剂 D. 可向容器中加入一定量的水蒸气，使氨气溶解以提高反应速率 3．下列有关工业生产的叙述正确的是（　　） A. 合成氨生产过程中将NH3液化分离，可加快正反应速率，提高N2、H2的转化率 B. 硫酸厂靠近原料产地比靠近硫酸消费中心更为有利 C. 由于2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g），所以硫酸生产中常采用高压条件提高SO2的转化率 D. 充分利用硫酸厂生产过程中产生的“废热”，可使硫酸厂向外界输出大量的能量 4．化学广泛应用工业、生产生活中，下列说法正确（　　） A. 合成氨采用500℃左右的温度，其原因是适当加快NH3 的合成速率，催化剂在500℃左右时其活性最好，且能提高H2的转化率 B. 工业上采用电解氯化铝生产金属铝 C. 明矾可用于水的净化和杀毒 D. 使用含有CaCl2的融雪剂会加速桥梁的腐蚀 5．下列说法错误的是（　　） A. 氯碱工业中的电解槽所用的交换膜是阳离子交换膜 B. CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）的平衡正向移动，该反应的平衡常数不一定增大 C. 为了提高合成氨工业中氨气的平衡产率，选定的温度为400～500℃ D. 工业电解熔融Al2O3制Al时，在阴极上得到Al 6．下列说法中正确的是（　　） A. 合成氨时使用催化剂，可提高氨气的平衡产率 B. 某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现 C. C（s、石墨）=C（s、金刚石）△H=+1.9kJ•mol-1，则等质量的石墨比金刚石能量高 D. 土壤中的闪锌矿（ZnS）遇到硫酸铜溶液转化为铜蓝（CuS），说明CuS很稳定，不具有还原性 第三板块 素养评价 真题演练 1．[2024年全国高考真题]异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品，150 ℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示，15 h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是( ) A.3 h时，反应②正、逆反应速率相等 B.该温度下的平衡常数：①>② C.0~3 h平均速率v（异山梨醇） D.反应②加入催化剂不改变其平衡转化率 2．[2023年江苏高考真题]二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为 在密闭容器中，、时，平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如图所示。的选择性可表示为。下列说法正确的是( ) A.反应的焓变 B.的平衡选择性随着温度的升高而增加 C.用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530 ℃ D.450 ℃时，提高的值或增大压强，均能使平衡转化率达到X点的值 3.（2023·广东）催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应。反应历程如图中，为中间产物。其它条件相同时，下列说法a不正确的是(    ) A. 使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分步进行 B. 反应达平衡时，升高温度，的浓度增大 C. 使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡 D. 使用Ⅰ时，反应过程中所能达到的最高浓度更大 4.（2023·上海）在密闭容器中发生反应：，往密闭容器中以：：通入两种反应物，后在四温度下的转化率如下表所示，且，下列说法正确的是 (    ) 温度 转化率 A. 该反应是吸热反应 B. 温度时，的转化率是 C. 温度下，若反应在后继续进行，则的转化率变大 D. 温度反应后，若，则温度时的平衡常数是 5.（2023·湖南）向一恒容密闭容器中加入和一定量的，发生反应：。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是（） A. B. 反应速率： C. 点、、对应的平衡常数： D. 反应温度为，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态 6.（2023·江苏）二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为              在密闭容器中，、：：时，平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如图所示。，的选择性可表示为。下列说法正确的是(    ) A. 反应的焓变   B. 的平衡选择性随着温度的升高而增加 C. 用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为 D. 时，提高的值或增大压强，均能使平衡转化率达到点的值 7.（2023·浙江）一定条件下，苯基丙炔可与发生催化加成，反应如下： 反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图已知：反应Ⅰ、Ⅲ为放热反应 下列说法不正确的是（ ） A. 反应焓变：反应Ⅰ反应Ⅱ B. 反应活化能：反应Ⅰ反应Ⅱ C. 增加浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物Ⅰ的比例 D. 选择相对较短的反应时间，及时分离可获得高产率的产物Ⅰ 8.（2023·浙江）水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。 水煤气变换反应： 该反应分两步完成： 请回答： ______ 。 恒定总压和水碳比投料，在不同条件下达到平衡时和的分压某成分分压总压该成分的物质的量分数如下表： 条件 条件 在条件下，水煤气变换反应的平衡常数 ______ 。 对比条件，条件中产率下降是因为发生了一个不涉及的副反应，写出该反应方程式 ______ 。 下列说法正确的是 ______ 。 A.通入反应器的原料气中应避免混入 B.恒定水碳比，增加体系总压可提高的平衡产率 C.通入过量的水蒸气可防止被进一步还原为 D.通过充入惰性气体增加体系总压，可提高反应速率 水煤气变换反应是放热的可逆反应，需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热如图所示，保证反应在最适宜温度附近进行。 在催化剂活性温度范围内，图中段对应降温操作的过程，实现该过程的一种操作方法是 ______ 。 A.按原水碳比通入冷的原料气 B.喷入冷水蒸气 C.通过热交换器换热 若采用喷入冷水蒸气的方式降温，在图中作出平衡转化率随温度变化的曲线。 在催化剂活性温度范围内，水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附快速、反应及产物分子脱附等过程。随着温度升高，该反应的反应速率先增大后减小，其速率减小的原因是 ______ 。 9.（2023·重庆）银及其化合物在催化与电化学等领域中具有重要应用。 在银催化下，乙烯与氧气反应生成环氧乙烷和乙醛。根据图所示，回答下列问题： 中间体生成吸附态的活化能为 ______ 。 由生成的热化学方程式为 ______ 。 一定条件下，银催化剂表面上存在反应：，该反应平衡压强与温度的关系如表： 时的平衡常数 ______ 。 起始状态Ⅰ中有、和，经图过程达到各平衡状态： 已知状态Ⅰ和Ⅲ的固体质量相等，下列叙述正确的是 ______ 填字母。 A.从Ⅰ到Ⅱ的过程 B.ⅡⅢ C.平衡常数：ⅡⅣ D.若体积ⅢⅠ，则ⅠⅢ E.逆反应的速率：ⅠⅡⅢⅣ 某温度下，向恒容容器中加入，分解过程中反应速率与压强的关系为，为速率常数定温下为常数。当固体质量减少时，逆反应速率最大。若转化率为，则 ______ 用表示。 可用作固体离子导体，能通过加热制得。上述两种晶体的晶胞示意图如图所示为了简化，只画出了碘离子在晶胞中的位置。 测定晶体结构最常用的仪器是 ______ 填字母。 A.质谱仪 B.红外光谱仪 C.核磁共振仪 D.射线衍射仪 与晶胞的体积之比为 ______ 。 测定中导电离子类型的实验装置如图所示。实验测得支管中质量不变，可判定导电离子是而不是，依据是 ______ 。 10．[2024年湖南高考真题]丙烯腈（）是一种重要的化工原料。工业上以为载气，用作催化剂生产的流程如下： 已知：①进料混合气进入两釜的流量恒定，两釜中反应温度恒定： ②反应釜I中发生的反应： ⅰ. ③反应釜II中发生的反应： ⅱ. ⅲ. ④在此生产条件下，酯类物质可能发生水解。回答下列问题： （1）总反应 __________（用含和的代数式表示）； （2）进料混合气中，出料中四种物质（）的流量，（单位时间内出料口流出的物质的量）随时间变化关系如图： ①表示的曲线是_______（填“a”“b”或“c”）； ②反应釜I中加入的作用是______________________； ③出料中没有检测到的原因是______________________； ④反应11 h后，a、b、c曲线对应物质的流量逐渐降低的原因是______________________。 （3）催化剂再生时会释放，可用氨水吸收获得。现将一定量的固体（含0.72 g水）置于密闭真空容器中，充入和，其中的分压为100 kPa，在27 ℃下进行干燥。为保证不分解，的分压应不低于________kPa（已知，分解的平衡常数）； （4）以为原料，稀硫酸为电解液，Sn作阴极，用电解的方法可制得，其阴极反应式______________________。 11．[2024年江苏高考真题]氢能是理想清洁能源，氢能产业链由制氢、储氢和用氢组成。 （1）利用铁及其氧化物循环制氢，原理如图所示。反应器Ⅰ中化合价发生改变的元素有__________；含CO和各1 mol的混合气体通过该方法制氢，理论上可获得__________。 （2）一定条件下，将氮气和氢气按混合匀速通入合成塔，发生反应。海绵状的作催化剂，多孔作为的“骨架”和气体吸附剂。 ①中含有CO会使催化剂中毒。和氨水的混合溶液能吸收CO生成溶液，该反应的化学方程式为______________________。 ②含量与表面积、出口处氨含量关系如图所示。含量大于2%，出口处氨含量下降的原因是______________________。 （3）反应可用于储氢。 ①密闭容器中，其他条件不变，向含有催化剂的溶液中通入，产率随温度变化如图所示。温度高于70 ℃，产率下降的可能原因是______________________。 ②使用含氨基物质（化学式为，CN是一种碳衍生材料）联合催化剂储氢，可能机理如图所示。氨基能将控制在催化剂表面，其原理是______________________；用重氢气（）代替，通过检测是否存在__________（填化学式）确认反应过程中的加氢方式。 12．[2024年湖北高考真题]用和焦炭为原料，经反应Ⅰ、Ⅱ得到，再制备乙炔是我国科研人员提出的绿色环保新路线。 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 回答下列问题： （1）写出与水反应的化学方程式______________________。 （2）已知、（n是的化学计量系数）。反应Ⅰ、Ⅱ的与温度的关系曲线如图1。 ①反应在1585 K的_________。 ②保持1320 K不变，假定恒容容器中只发生反应Ⅰ，达到平衡时__________Pa，若将容器体积压缩到原来的，重新建立平衡后__________Pa。 （3）恒压容器中，焦炭与的物质的量之比为4:1，为载气。1400 K和1823 K下，产率随时间的关系曲线依实验数据拟合得到图2（不考虑接触面积的影响）。 ①初始温度为900 K，缓慢加热至1400 K时，实验表明已全部消耗，此时反应体系中含物种为___________。 ②1823 K下，反应速率的变化特点为___________，其原因是______________________。 13．[2024年浙江高考真题]通过电化学、热化学等方法，将转化为等化学品，是实现“双碳”目标的途径之一。请回答： （1）某研究小组采用电化学方法将转化为，装置如图。电极B上的电极反应式是______________________。 （2）该研究小组改用热化学方法，相关热化学方程式如下： Ⅰ： Ⅱ： Ⅲ： ①________。 ②反应Ⅲ在恒温、恒容的密闭容器中进行，和的投料浓度均为，平衡常数，则的平衡转化率为__________。 ③用氨水吸收，得到氨水和甲酸铵的混合溶液，298 K时该混合溶液的_________。[已知：298 K时，电离常数、] （3）为提高效率，该研究小组参考文献优化热化学方法，在如图密闭装置中充分搅拌催化剂M的（有机溶剂）溶液，和在溶液中反应制备，反应过程中保持和的压强不变，总反应的反应速率为v，反应机理如下列三个基元反应，各反应的活化能。（不考虑催化剂活性降低或丧失） Ⅳ： Ⅴ： Ⅵ： ①催化剂M足量条件下，下列说法正确的是__________。 A.v与的压强无关 B.v与溶液中溶解的浓度无关 C.温度升高，v不一定增大 D.在溶液中加入，可提高转化率 ②实验测得：298 K、下，v随催化剂M浓度c变化如图。时，v随c增大而增大：时，v不再显著增大。请解释原因______________________。 第四板块 专题演练 模拟提升 1.反应在容积为的密闭容器中进行。起始时和均为。反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是(    ) A. 实验，从反应开始至达到平衡时 B. 实验，用浓度表示的平衡常数为 C. 该反应的 D. 比较实验、可得出升高温度反应速率加快 2.金属硫化物催化反应，既可以除去天然气中的，又可以获得。下列说法正确的是(    ) A. 该反应的 B. 该反应的平衡常数 C. 题图所示的反应机理中，步骤Ⅰ可理解为中带部分负电荷的与催化剂中的之间发生作用 D. 该反应中每消耗，转移电子的数目约为 3.反应是工业上制备高纯硅的重要中间过程。一定压强下，：分别按照为：：：投料反应，的平衡产率与温度的变化关系如图所示。下列说法错误的是(    ) A. 该反应为放热反应 B. 按：：投料反应对应图中曲线Ⅰ C. 、点的分压： D. 、点反应的平衡常数： 4.恒容密闭容器中加入和一定量的，发生反应：。平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 (    ) A. B. C. 点、对应的平衡常数： D. 反应速率： 5.氨催化氧化时会发生如下反应： 反应Ⅰ． 反应Ⅱ． 向密闭容器中充入和，在催化剂作用下发生上述反应，相同时间内，反应 Ⅰ、反应Ⅱ对应的的转化率随温度的变化如图所示，已知点达到平衡状态，下列说法错误的是 A. 由图可知，硝酸工业中，氨催化氧化时的最佳温度为 B. 点之后反应Ⅰ中的转化率下降的原因是平衡逆向移动 C. 混合体系中保持不变说明反应 Ⅱ达到平衡状态 D. 点对应温度下，反应Ⅰ的平衡常数 6.恒压下，向某密闭容器中充入一定量的和，发生如下反应： 主反应：    副反应：    在不同温度下，反应达到平衡时，测得两种含碳产物的分布分数随投料比物质的量之比的变化关系如图所示，下列说法正确的是 A. 投料比代表 B. 曲线代表乙酸的分布分数 C. ， D. L、、三点的平衡常数： 7.一定条件下，银催化剂表面上存在反应：，起始状态 Ⅰ中有、和，经下列过程达到各平衡状态已知状态Ⅰ和Ⅲ的固体质量相等，下列叙述正确的是 A. 从Ⅰ到Ⅱ的过程 B. 反应的平衡压强： C. 平衡常数： D. 若体积，则 8.向体积均为的甲、乙两个恒容密闭容器中分别充入和，发生反应：。分别在绝热、恒温条件下进行，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A. 正反应在较低温度下能自发进行 B. 乙在恒温条件下进行， C. 点的正反应速率大于点的正反应速率 D. 甲条件下平衡常数小于 9.已知反应．   ，平衡常数； ．   ，平衡常数； ．   ，平衡常数，各反应的平衡常数的对数值随温度变化如图所示。下列说法正确的是 A. 反应的，反应的 B. 反应的 C. 时，若反应中，则一定有 D. 在恒容密闭容器中充入和进行反应，三点压强 10.已知某些化学反应的焓变、熵变如下表所示，假设它们不随温度变化，下列说法正确的是(    ) 化学反应 ，石墨 A. 反应在高温下能自发进行 B. 反应能自发进行的温度 C. 反应只有在低温下能自发进行 D. 若将、固体粉碎，反应的反应速率和平衡常数都增大 11.硫酸是重要的基础化工原料之一，是化学工业中最重要的产品，号称“工业之母”。 我国古代炼丹家狐刚子在出金矿图录中记载了一种硫酸的提取方法“炼石胆取精华法”。借助现代仪器分析，该制备过程中分解的曲线热重如图所示。左右分解生成的氧化物有、_______和_______填化学式。 铅室法使用了大容积铅室制备硫酸以下，副产物为亚硝基硫酸，主要反应如下：、。 上述过程中，的作用为_______。 为了适应化工生产的需求，铅室法最终被接触法所代替，其主要原因是______答出两点即可。 接触法制硫酸的关键反应为的催化氧化：。 为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下，温度和转化率的关系如图所示，催化性能最佳的是_______填标号。 在、的条件下，的平衡体积分数随起始时投料比的变化如图所示，用平衡压强平衡压强该物质的体积分数总压强代替平衡浓度，则时，该反应的_______。 12.某研究小组试探究，己二硫醇 ，用表示与铜的反应历程。已知有下列反应： ．    ．    ．    ．    已知一些化学键的键能数据如下，则__________。仅考虑反应，写出两种提高己烷平衡转化率的措施__________。 化学键 键能 温度一定时，在隔绝空气的条件下使以恒定的流速通过如甲图所示的反应器，仅发生反应、、，在反应器出口处实时检测各物质的相对含量如图乙所示。 内反应、、的速率均__________填“增大”、“减小”或“不变”；内各物质相对含量不变__________填“能”或“不能”表示反应达平衡。 推测在该实验条件下与反应生成烃类产物的名称为__________。写两种 向恒温刚性容器中充入己烷和，初始总压为，己烷的体积分数为。容器中只发生反应，达平衡时，己烷的转化率为，则反应的__________。使容器中的混合气通过图甲所示的反应器，该反应器中仅发生反应、和。将反应后的混合气全部充回容器内，反应重新达到平衡时，己烷环己烷，则的完全脱硫率为__________。的完全脱硫率 13.杭州亚运会开幕式首次使用废碳再生的绿色零碳甲醇作为主火炬塔燃料，实现循环内的零排放。甲醇的制备方法有一氧化碳催化加氢法、甲烷催化氧化法、二氧化碳加氢法等。回答下列问题： I.一氧化碳催化加氢法：    经测定不同温度下反应的化学平衡常数如下表： 温度 该反应在__________填“高温”或“低温”条件下易自发进行。 ，某时刻，此时__________填“”、“”或“”。 一定温度下，向盛有催化剂的恒容密闭容器中按初始进料比投入反应物，下列能够说明该反应一定达到平衡状态的是___________填选项字母。 A.                     ．的体积分数不再变化 C.容器内气体的压强不再变化               混合气体的平均密度不再变化 甲烷催化氧化法 主反应： 副反应： 科学家将和是活性催化剂按一定体积比在催化剂表面合成甲醇，部分反应历程如图所示吸附在催化剂表面的物种用标注，代表过渡态。 写出决速步骤反应的化学方程式：__________。 向某刚性容器中按体积比为充入和，在下反应达到平衡时，的选择性的选择性为的转化率为，则此温度下副反应化学平衡常数__________已知：是用物质的量分数代替平衡浓度表示的化学平衡常数。 二氧化碳加氢法 主反应：    副反应：    向恒容密闭容器中按初始进料比投入反应物。在不同温度下达到平衡，体系中的选择性和的平衡转化率与温度的关系如图所示。 已知：的选择性。 图中表示的选择性变化趋势的曲线是__________填“”或“”。 的转化率在后随温度的升高而增大的原因是__________。 14.氢能是一种重要的绿色能源，工业上用乙醇与水催化重整制氢气，发生以下反应： 反应Ⅰ：， 反应Ⅱ：， 反应Ⅲ：， 回答下列问题： 反应Ⅲ的__________，__________用表示，该反应在__________填“高温”“低温”或“任意温度”下能自发进行。 压强为，的平衡产率与温度平衡产率与温度、起始时的关系如图所示： 反应Ⅱ的平衡常数：__________填“”“”或“”，判断理由是__________。 平衡体系中乙醇的物质的量分数：点__________填“”“”或“”点。 维持压强在不变情况下，和发生上述反应，平衡时乙醇的转化率、的选择性、的选择性随温度升高的变化曲线如图所示： 已知：的选择性 图中表示选择性的曲线是__________填标号。 时，反应达到平衡，则平衡时乙醇的物质的量为__________。 时，反应 Ⅱ的__________列出计算式即可，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数。 15.我国提出“碳达峰”目标是在年前达到最高值，年前达到“碳中和”。因此，二氧化碳的综合利用尤为重要。 通过使用不同新型催化剂，实现二氧化碳加氢合成转化为二甲醚 也有广泛的应用。 反应 Ⅰ：      反应 Ⅱ：      反应 Ⅲ：              __________。 恒压、投料比的情况下，不同温度下的平衡转化率和产物的选择性选择性是指生成某物质消耗的占消耗总量的百分比如下图所示，当温度超过，的平衡转化率随温度升高而增大的原因是__________， 图示实验条件下，时的平衡产率为__________。 年月香港中文大学王莹教授研发新型电解槽实现二氧化碳回收转化效率达到以上。双金属催化剂在某介质中催化，转化为示意如图所示。可以看到，在那个特定区域，实际上它是微碱性的，写出转化为的电极反应方程式：__________。该装置最终的有机产品是重要的基础化工原料，预测可能是__________。 在席夫碱含“”有机物修饰的纳米金催化剂上，直接催化加氢成甲酸。其反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物质用标注。该历程中决速步骤生成的过渡态为__________，判断依据为__________。 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 $$ 2024——2025年解密高考化学大一轮复习精讲案 第七章 化学反应速率和化学平衡 专题二十六 化学反应进行的方向 化学反应的调控 第一板块 课标要求与化学核心素养 课标要求 化学核心素养 1. 认识化学平衡的调控在生产、生活和科学研究中的重要作用。 2. 知道化学反应是有方向的，知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。 变化观念与平衡思想 宏观辨识与微观探析 科学精神与社会责任 证据推理及模型认知 第二板块 必备知识，强基固本 考点一　化学反应的方向 1．自发反应 在一定条件下，无需外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。 2．熵和熵变的含义 (1)熵的含义 度量体系混乱程度的物理量，符号为S。熵值越大，体系混乱度越大。同一条件下，不同物质有不同的熵值；同一种物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是S(g)____S(l)____S(s)。 (2)熵变的含义 ΔS＝S(生成物)－S(反应物)。化学反应的ΔS越大，越有利于反应____________。 3．判断化学反应方向的判据 ΔG＝ΔH－TΔS ΔG<0时，反应____自发进行； ΔG＝0时，反应处于______状态； ΔG>0时，反应______自发进行。 【易错辨析】 1．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向(　　) 2．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判断反应能否自发进行的判据(　　) 3．过程自发性不仅能用于判断过程的方向，还能确定过程发生的速率(　　) 考点二　化学反应的调控——工业合成氨 1．化工生产适宜条件选择的一般原则 条件 原则 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，又要注意对二者影响的矛盾性 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 注意催化剂的活性受温度的限制 2．控制反应条件的基本措施 (1)控制化学反应速率的措施 通过改变反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)、固体的表面积以及使用催化剂等途径调控反应速率。 (2)提高转化率的措施 通过改变可逆反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)等改变可逆反应的限度，从而提高转化率。 3．工业合成氨反应的适宜条件 (1)理论分析 增大合成氨的反应速率和提高平衡混合物中氨的含量对反应条件的要求不尽相同： 对合成氨反应的影响 影响因素 浓度 温度 压强 催化剂 增大合成氨的反应速率 使用 提高平衡混合物中氨的含量 (2)实际工业合成氨反应的适宜条件 ①压强 ②温度：700 K左右。 ③催化剂：以铁为主体的多成分催化剂。 ④浓度：N2与H2的投料比(物质的量之比)为1∶2.8。 【答案】 考点一 化学反应的方向 2．(1)>　>　(2)自发进行 3．能　平衡　不能 【易错辨析】1．×　2.×　3.× 考点二　化学反应的调控——工业合成氨 1. (1)增大反应物浓度　高温　高压　增大反应物浓度、减小生成物浓度　低温　高压　无影响 考点一 化学反应的方向 1．一定温度下，在密闭容器中发生反应：。下列说法正确的是( ) A. 在恒容条件下，向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动 B. 在恒压条件下，向平衡体系中加入H2，BaSO4的转化率不变 C. 混合气体的物质的量不再发生变化可说明反应达到平衡 D. 该反应在任何温度下都能自发进行 【答案】A 【解析】A．在恒容条件下，向平衡体系中充入惰性气体，反应体系中各物质的浓度不变，平衡不移动，A正确； B．在恒压条件下，向平衡体系中加入H2，平衡正向移动，BaSO的转化率变大，B错误； C．该反应气体总物质的量不变，故混合气体的物质的量不变不能说明反应到平衡，C错误； D．该反应为吸热的，不是在任何温度下都能自发进行，D错误； 故选A。 2．氮化硼（BN）是重要的无机材料，可通过下面两种反应制得： 反应Ⅰ.2B（s）+N2（g）═2BN（s） 反应Ⅱ.B2O3（s）+2NH3（g）═2BN（s）+3H2O（g） 已知反应Ⅰ常温下自发，反应Ⅱ常温下不自发，B（s）、BN（s）、B2O3（s）熔点分别约为2300℃、3100℃、450℃，下列说法正确的是（　　） A. 常温下反应Ⅰ的ΔG＜0，因此速率快 B. 反应Ⅰ的ΔS＜0，ΔH＞0 C. 性能优良的催化剂可使反应Ⅱ在常温下自发进行 D. 由各物质熔点可推测在实际生产中反应Ⅰ所需的温度高于反应Ⅱ 【答案】D 【解析】A．已知反应Ⅰ常温下自发进行，ΔG＜0，但不能判断反应速率，故A错误； B．反应Ⅰ为2B（s）+N2（g）═2BN（s），反应的△S＜0，反应为化合反应，△H＜0，故B错误； C．反应Ⅱ常温下不自发，性能优良的催化剂不能使反应Ⅱ在常温下自发进行，故C错误； D．反应Ⅰ为2B（s）+N2（g）═2BN（s），反应Ⅱ为B2O3（s）+2NH3（g）═2BN（s）+3H2O（g），B（s）、BN（s）、B2O3（s）熔点分别约为2300℃、3100℃、450℃，由各物质㷝点可推测在实际生产中反应Ⅰ所需的温度高于反应Ⅱ，故D正确； 故选：D。 3．下列叙述正确的是（　　） A. 某温度下，一元弱酸HA的Ka越小，则NaA的Kh（水解平衡常数）越小 B. 铁管镀锌层局部破损后，铁管仍不易生锈 C. 中和体积与pH都相同的HCl溶液和CH3COOH溶液所消耗的NaOH物质的量，HCl需要的等于CH3COOH需要的 D. ΔH＞0，ΔS＜0的反应在任何温度下均能正向自发进行 【答案】B 【解析】 A．某温度下，一元弱酸HA的电离常数为Ka，则其盐NaA的水解常数Kh与Ka存在关系为：Kh=，所以Ka越小，Kh越大，故A错误； B．Zn的活泼性强于Fe,组成原电池时Zn作为负极，Fe被保护，所以铁管镀锌层局部破损后，铁管仍不易生锈，故B正确； C．pH相同的HCl、CH3COOH，c（HCl）＜c（CH3COOH），pH、体积相同的HCl、CH3COOH，酸的物质的量：前者小于后者，所以中和体积与pH都相同的HCl溶液和CH3COOH溶液所消耗的NaOH物质的量，前者小于后者，故C错误； D．反应自发进行的条件是△H-T△S＜0，则△H＞0，△S＜0的反应在任何温度下均不能正向自发进行，故D错误； 故选：B。 4．下列有关化学反应方向的说法中正确的是（　　） A. 反应3NO2（g）+H2O（l）═2HNO3（aq）+NO（g）在一定条件下能自发进行，说明该反应的△H＞0 B. 反应2Na2SO3（g）+O2（g）═2Na2SO4（s）能自发进行，则△H＜0 C. 在一定温度下的AgCl的水溶液中，Ag+和Cl-浓度的乘积是一个常数 D. 在1L 0.2mol•L-1（NH4）2SO4溶液中NH4+数目为0.4NA 【答案】B 【解析】 A．3NO2（g）+H2O（l）═2HNO3（aq）+NO（g）是气体体积减小的反应，即△S＜0，该反应一定条件下能自发进行，则△H-T△S＜0，△H＜T△S＜0，故A错误； B．2Na2SO3（g）+O2（g）═2Na2SO4（s）是气体体积减小的反应，即△S＜0，该反应能自发进行，则△H-T△S＜0，△H＜T△S＜0，故B正确； C．在一定温度下的AgCl的饱和水溶液中，c（Ag+）•c（Cl-）=Ksp是一个常数，在不饱和溶液中Ag+和Cl-浓度的乘积不是一个常数，故C错误； D．n[（NH4）2SO4]=1L×0.2mol•L-1=0.2mol,NH4+发生水解反应生成NH3•H2O，则n（NH4+）+n（NH3•H2O）=n2[（NH4）2SO4]=0.4mol,n（NH4+）＜0.4mol,所以溶液中NH4+数目小于0.4NA，故D错误； 故选：B。 5．下列说法错误的是（　　） A. △H＜0、△S＞0的反应在任何温度时都能自发进行 B. NH4HCO3（s）═NH3（g）+H2O（g）+CO2（g）△H=+185.57kJ/mol能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向 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. 化学反应的限度可以通过改变条件而改变 【答案】C 【解析】略 考点二　化学反应的调控——工业合成氨 1．对于合成氨工业，只从提高原料转化率看，从下列条件中选择最适宜的组合是（　　） ①高温 ②低温 ③低压 ④高压 ⑤催化剂 ⑥加氨 ⑦除氨。 A. ②④⑤ B. ②④⑦ C. ①④⑤ D. ②③⑥ 【答案】B 【解析】N2+3H2⇌2NH3△H＜0，反应是气体体积减小的放热反应，普华永道原理分析可知 ①高温下，平衡逆向进行，反应物转化率减小，故①错误； ②低温条件下，平衡正向进行，反应物转化率增大，故②正确； ③反应是气体体积减小的反应，低压平衡逆向进行，反应物转化率减小，故③错误 ④在高压条件下，平衡正向进行，反应物转化率增大，故④正确； ⑤催化剂改变反应速率不改变化学平衡，反应物转化率不变，故⑤错误； ⑥加入氨气平衡逆向进行，转换率减小，故⑥错误； ⑦除铵减小生成物浓度，平衡正向进行，反应物转化率增大，故⑦正确 故选：B。 2．工业上合成氨反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，在实际生产中为提高合成氨的反应速率，下列说法正确的是( ) A. 温度越高，反应速率越快，因此采取的温度越高越好 B. 压强越高，反应速率越快，因此采取的压强越高越好 C. 催化剂能加快反应速率，因此可选用适当的催化剂 D. 可向容器中加入一定量的水蒸气，使氨气溶解以提高反应速率 【答案】C 【解析】A．温度越高反应速率快，但温度过高会消耗更多的燃料，因此实际生产中的温度不是越高越好，A错误； B．压强越大反应速率快，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，B错误； C．可选用适当的催化剂来提高反应速率，C正确； D．加入水蒸气会降低反应体系的温度，且氨气溶于水并不能提高反应速率，D错误； 故合理选项是C。 3．下列有关工业生产的叙述正确的是（　　） A. 合成氨生产过程中将NH3液化分离，可加快正反应速率，提高N2、H2的转化率 B. 硫酸厂靠近原料产地比靠近硫酸消费中心更为有利 C. 由于2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g），所以硫酸生产中常采用高压条件提高SO2的转化率 D. 充分利用硫酸厂生产过程中产生的“废热”，可使硫酸厂向外界输出大量的能量 【答案】D 【解析】A、合成氨生产中将NH3液化分离，提高N2、H2的转化率，但是会减慢反应速率，故A错误； B、由于硫酸不宜较多的贮存，它的运输成本要比开采成本高出许多，所以硫酸厂址的选择主要是考虑到硫酸的消费问题，即应靠近硫酸消费中心，但于环保问题，硫酸厂的厂址也不适宜建在人群稠密的居民区和环保要求比较高的地区，故B错误； C、由于2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g），平衡在常压条件下转化率很高，加压对二氧化硫的转化率提高不大，且加压需要设备的要求更高，故C错误； D、生产硫酸的工艺中由于放热反应会释放出大量的热能，所以可以对冷水进行加热等对外输出能量的综合利用； 故选：D。 4．化学广泛应用工业、生产生活中，下列说法正确（　　） A. 合成氨采用500℃左右的温度，其原因是适当加快NH3 的合成速率，催化剂在500℃左右时其活性最好，且能提高H2的转化率 B. 工业上采用电解氯化铝生产金属铝 C. 明矾可用于水的净化和杀毒 D. 使用含有CaCl2的融雪剂会加速桥梁的腐蚀 【答案】D 【解析】A．在500℃左右时催化剂的活性最大，所以选择采用500℃左右的温度进行但使用催化剂时平衡不移动，故不能提高氢气的转化率，故A错误； B．氯化铝为共价化合物，不导电，应利用电解氧化铝的方法冶炼Al,故B错误； C．明矾中的铝离子在水中水解生成氢氧化铝胶体能吸附水中的悬浮颗粒，从而起到净水作用，但是明矾没有强氧化性不能杀菌消毒，故C错误； D．氯化钙是电解质，能与桥梁中的钢构成原电池，加速钢铁的腐蚀，故D正确； 故选：D。 5．下列说法错误的是（　　） A. 氯碱工业中的电解槽所用的交换膜是阳离子交换膜 B. CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）的平衡正向移动，该反应的平衡常数不一定增大 C. 为了提高合成氨工业中氨气的平衡产率，选定的温度为400～500℃ D. 工业电解熔融Al2O3制Al时，在阴极上得到Al 【答案】C 【解析】A．电解时，阳离子经过离子交换膜向阴极区移动，所以阳离子交换膜的作用是阻止OH-移向阳极，以使氢氧化钠在阴极区富集，故A正确； B．平衡常数K外界条件只受温度影响，温度不变，始终是定值，平衡正向移动，该反应的平衡常数不一定增大，故B正确； C．合成氨反应中，随温度升高氨的产率下降；生产中选定的温度为400～500℃，温度不宜过低的原因是：反应速率小，生产效益低，温度不宜过高的原因有：产率降低、能耗高导致生产成本高、催化剂活性差，故C错误； D．工业上电解熔融Al2O3制Al时，在阴极上铝离子得到电子生成Al,故D正确； 故选：C。 6．下列说法中正确的是（　　） A. 合成氨时使用催化剂，可提高氨气的平衡产率 B. 某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现 C. C（s、石墨）=C（s、金刚石）△H=+1.9kJ•mol-1，则等质量的石墨比金刚石能量高 D. 土壤中的闪锌矿（ZnS）遇到硫酸铜溶液转化为铜蓝（CuS），说明CuS很稳定，不具有还原性 【答案】B 【解析】A．工业合成氨时使用催化剂可以改变反应速率，但不能改变平衡，不能提高氨气的产率，故A错误； B．不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理有可能实现，如铜和稀硫酸的反应，铜为阳极被氧化，可生成硫酸铜，故B正确； C．从C（s、石墨）=C（s、金刚石）△H=+1.9kJ/mol,则石墨具有的能量较低，故C错误； D．CuS、ZnS都为难溶于水的盐，土壤中的闪锌矿（ZnS）遇到硫酸铜溶液转化为铜蓝（CuS），CuSO4与ZnS发生沉淀的转化反应，ZnS转化为CuS，说明CuS的溶解度小于ZnS的溶解度，与CuS的稳定性和还原性无关，故D错误； 故选：B。 第三板块 素养评价 真题演练 1．[2024年全国高考真题]异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品，150 ℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示，15 h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是( ) A.3 h时，反应②正、逆反应速率相等 B.该温度下的平衡常数：①>② C.0~3 h平均速率v（异山梨醇） D.反应②加入催化剂不改变其平衡转化率 【答案】：A 【解析】：3 h时异山梨醇的浓度仍在增大，1，4-失水山梨醇的浓度仍在减小，说明此刻反应②未达到平衡状态，即正、逆反应速率不相等，A错误；由题图可知，3 h时山梨醇的浓度已为0，副产物的浓度不变，说明反应①、③均是不可逆反应，15 h后异山梨醇的浓度不再变化，1，4-失水山梨醇的浓度大于0，说明反应②是可逆反应，则该温度下的平衡常数：①>②，B正确；0~3 h内平均速率v（异山梨醇），C正确；反应②使用催化剂能加快反应速率，缩短达到化学平衡状态的时间，但是催化剂对化学平衡移动无影响，故加入催化剂不改变其平衡转化率，D正确。 2．[2023年江苏高考真题]二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为 在密闭容器中，、时，平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如图所示。的选择性可表示为。下列说法正确的是( ) A.反应的焓变 B.的平衡选择性随着温度的升高而增加 C.用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530 ℃ D.450 ℃时，提高的值或增大压强，均能使平衡转化率达到X点的值 【答案】：D 【解析】：将题给反应依次编号为①、②，根据盖斯定律，由①-②×2可得，A错误； 生成的反应为放热反应，随温度升高，该反应平衡左移，的平衡选择性降低，B错误； 由图像可以看出，当温度在350℃~400℃时，的实际转化率较高，故该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为350℃~400℃，C错误； 提高的值，反应①、②平衡均正向移动，平衡转化率增大，增大压强，反应①平衡正向移动，反应②平衡不移动，平衡转化率增大，D正确； 故选D 3.（2023·广东）催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应。反应历程如图中，为中间产物。其它条件相同时，下列说法a不正确的是(    ) A. 使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分步进行 B. 反应达平衡时，升高温度，的浓度增大 C. 使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡 D. 使用Ⅰ时，反应过程中所能达到的最高浓度更大 【答案】C  【解析】 结合图像中出现的波峰，两种催化剂均出现四个波峰，所以使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分步进行，故A正确； B.反应物的总能量高于生成物的总能量为放热反应，故该反应是放热反应，所以达平衡时，升高温度平衡向左移动，的浓度增大，故B正确； C.结合活化能高低，Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能，所以使用Ⅰ时反应速率更快，反应体系更快达到平衡，故C错误； D.由图可知在前两个历程中使用Ⅰ活化能较低反应速率较快，后两个历程中使用Ⅰ活化能较高反应速率较慢，所以使用Ⅰ时，反应过程中所能达到的最高浓度更大，故D正确； 故选：。 4.（2023·上海）在密闭容器中发生反应：，往密闭容器中以：：通入两种反应物，后在四温度下的转化率如下表所示，且，下列说法正确的是 (    ) 温度 转化率 A. 该反应是吸热反应 B. 温度时，的转化率是 C. 温度下，若反应在后继续进行，则的转化率变大 D. 温度反应后，若，则温度时的平衡常数是 【答案】D  【解析】 温度升高，反应速率加快，由表格数据可知，、温度下时未达平衡，、温度下时反应已经达到平衡，为平衡转化率，随升高温度平衡转化率减小，则升高温度，平衡左移，即该反应为放热反应，故A错误； B.温度下时未达平衡，温度下时反应已经达到平衡，，故温度下的转化率比、温度下的转化率大，即的转化率大于，故B错误； C.温度下时反应已经达到平衡，若反应在后继续进行，平衡不移动，的转化率不变，故C错误； D.温度反应后已达到平衡，若，设、的起始浓度分别为、，的转化率为，的变化浓度为                              初始量               变化量                     平衡量                    则，，平衡时，，，则温度时的平衡常数，故D正确； 故选：。 5.（2023·湖南）向一恒容密闭容器中加入和一定量的，发生反应：。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是（） A. B. 反应速率： C. 点、、对应的平衡常数： D. 反应温度为，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态 【答案】B  【解析】 A.一定条件下，增大水的量，能提高的转化率，即值越小，的转化率越大，则  ，故A正确； B.点和点温度相同，的起始物质的量都为，点值小于点，则点加水多，反应物浓度大，则反应速率：  ，故B错误； C.由图像可知，一定时，温度升高的平衡转化率增大，说明正反应为吸热反应，温度升高平衡正向移动，增大；温度相同，不变，则点、、对应的平衡常数：  ，故C正确； D.该反应为气体分子数增大的反应，反应进行时压强发生改变，所以温度一定时，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态，故D正确； 6.（2023·江苏）二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为              在密闭容器中，、：：时，平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如图所示。，的选择性可表示为。下列说法正确的是(    ) A. 反应的焓变   B. 的平衡选择性随着温度的升高而增加 C. 用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为 D. 时，提高的值或增大压强，均能使平衡转化率达到点的值 【答案】D  【解析】 A.由盖斯定律可知反应  的焓变  ，A错误； B.  为放热反应，升高温度平衡逆向移动，  的含量降低，故  的平衡选择性随着温度的升高而降低，B错误； C.由图可知温度范围约为时二氧化碳实际转化率趋近于平衡转化率，此时为最适温度，温度继续增加，催化剂活性下降，C错误； D.时，提高  的值可提高二氧化碳的平衡转化率，增大压强反应平衡正向移动，可提高二氧化碳的平衡转化率，均能使  平衡转化率达到点的值，D正确。 7.（2023·浙江）一定条件下，苯基丙炔可与发生催化加成，反应如下： 反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图已知：反应Ⅰ、Ⅲ为放热反应 下列说法不正确的是（ ） A. 反应焓变：反应Ⅰ反应Ⅱ B. 反应活化能：反应Ⅰ反应Ⅱ C. 增加浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物Ⅰ的比例 D. 选择相对较短的反应时间，及时分离可获得高产率的产物Ⅰ 【答案】C  【解析】 A.反应Ⅱ反应反应Ⅲ，反应、反应Ⅲ都是放热反应，则反应、反应Ⅲ的都小于，所以反应Ⅱ也是放热反应，且反应Ⅱ的比反应还小，即存在反应反应Ⅱ，故A正确； B.反应所需的活化能越小，反应速率越快，相同时间内所占比例越大，根据图知，短时间内，反应的占比远远大于反应Ⅱ，说明反应的速率远远大于反应Ⅱ，则所需活化能反应 Ⅰ反应Ⅱ，故 B正确； C.增大反应物的浓度，平衡正向移动，如果加入的浓度很大，只有一小部分被消耗，则平衡时产物Ⅱ和产物的比例都减小，故C错误 D.根据图知，相对较短的反应时间内成为的占比较大，所以选择相对较短的反应时间，及时分离可获得高产率的产物，故D正确。 8.（2023·浙江）水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。 水煤气变换反应： 该反应分两步完成： 请回答： ______ 。 恒定总压和水碳比投料，在不同条件下达到平衡时和的分压某成分分压总压该成分的物质的量分数如下表： 条件 条件 在条件下，水煤气变换反应的平衡常数 ______ 。 对比条件，条件中产率下降是因为发生了一个不涉及的副反应，写出该反应方程式 ______ 。 下列说法正确的是 ______ 。 A.通入反应器的原料气中应避免混入 B.恒定水碳比，增加体系总压可提高的平衡产率 C.通入过量的水蒸气可防止被进一步还原为 D.通过充入惰性气体增加体系总压，可提高反应速率 水煤气变换反应是放热的可逆反应，需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热如图所示，保证反应在最适宜温度附近进行。 在催化剂活性温度范围内，图中段对应降温操作的过程，实现该过程的一种操作方法是 ______ 。 A.按原水碳比通入冷的原料气 B.喷入冷水蒸气 C.通过热交换器换热 若采用喷入冷水蒸气的方式降温，在图中作出平衡转化率随温度变化的曲线。 在催化剂活性温度范围内，水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附快速、反应及产物分子脱附等过程。随着温度升高，该反应的反应速率先增大后减小，其速率减小的原因是 ______ 。 【答案】           温度过高，不利于反应物分子在催化剂表面吸附且温度过高会导致催化剂化学降低  【解析】 将方程式，则， 在条件下，的分压为，设开始时加入、、水煤气变换反应中消耗的， 可逆反应 开始        反应                                       平衡                               反应前后气体总计量数之和不变，则反应前后气体总物质的量不变，为，总压强始终不变，为，则平衡时，，则平衡时，，化学平衡常数 ， 对比条件，条件中产率下降是因为发生了一个不涉及的副反应，说明没有生成，氢气的量减少，应该是和反应生成和，反应方程式为， 、都是可燃物，和氧气混合时易产生爆炸，为防止安全事故的发生，通入反应器的原料气中应避免混入，故A正确； B.恒定水碳比，反应前后气体计量数之和不变，压强不影响平衡移动，所以不能提高平衡产率，故B错误； C.过量的水蒸气能将氧化为，不能被还原为，且过量的水蒸气可以降低、的浓度，从而防止铁的氧化物被还原为，故C正确； D.通过充入惰性气体增加体系总压，但反应物和生成物的分压不变，反应速率不变，故D错误； 按原水碳比通入冷的原料气，降低温度，化学反应速率稍减小，的转化率稍减小，图象符合，故A正确； B.喷入冷水蒸气，降低温度、增大水蒸气的浓度，平衡正向移动，的转化率增大，图象不符合，故B错误； C.通过热交换器换热，降低温度，但不改变投料比，反应速率稍减小，的转化率稍降低，图象符合，故C正确； 若采用喷入冷水蒸气的方式降温，增大水蒸气的浓度，平衡正向移动，的平衡转化率增大，大于原来的平衡转化率，所以其图象为， 该反应为放热反应，且反应物分子在催化剂表面的吸附速率较快，温度过高，不利于反应物分子在催化剂表面吸附，导致反应物分子在催化剂表面的吸附量降低，且温度过高会导致催化剂活性降低，都导致反应速率降低， 9.（2023·重庆）银及其化合物在催化与电化学等领域中具有重要应用。 在银催化下，乙烯与氧气反应生成环氧乙烷和乙醛。根据图所示，回答下列问题： 中间体生成吸附态的活化能为 ______ 。 由生成的热化学方程式为 ______ 。 一定条件下，银催化剂表面上存在反应：，该反应平衡压强与温度的关系如表： 时的平衡常数 ______ 。 起始状态Ⅰ中有、和，经图过程达到各平衡状态： 已知状态Ⅰ和Ⅲ的固体质量相等，下列叙述正确的是 ______ 填字母。 A.从Ⅰ到Ⅱ的过程 B.ⅡⅢ C.平衡常数：ⅡⅣ D.若体积ⅢⅠ，则ⅠⅢ E.逆反应的速率：ⅠⅡⅢⅣ 某温度下，向恒容容器中加入，分解过程中反应速率与压强的关系为，为速率常数定温下为常数。当固体质量减少时，逆反应速率最大。若转化率为，则 ______ 用表示。 可用作固体离子导体，能通过加热制得。上述两种晶体的晶胞示意图如图所示为了简化，只画出了碘离子在晶胞中的位置。 测定晶体结构最常用的仪器是 ______ 填字母。 A.质谱仪 B.红外光谱仪 C.核磁共振仪 D.射线衍射仪 与晶胞的体积之比为 ______ 。 测定中导电离子类型的实验装置如图所示。实验测得支管中质量不变，可判定导电离子是而不是，依据是 ______ 。 【答案】            ：  中电极质量减小，中电极质量增大  【解析】 (1) 由图可知，间体生成吸附态的活化能为， 由生成的焓变，热化学方程式为， 时反应的平衡常数， 该反应是气体体积增大的反应，平衡状态Ⅱ到状态Ⅲ的平衡正向移动，固体质量减小，而状态Ⅰ和Ⅲ的固体质量相等，则状态Ⅰ到Ⅱ的过程中固体质量增大，即反应逆向进行，则从Ⅰ到Ⅱ的过程，故A错误； B.反应的平衡常数，只与温度有关，温度不变则不变，即ⅡⅢ，故B错误； C.由表中数据可知，反应的平衡常数随温度升高而增大，则反应为吸热反应，温度越高平衡常数越大，即平衡常数：ⅡⅣ，故C正确； D.状态Ⅰ和Ⅲ的固体质量相等，则相等，但ⅢⅠ，则压强ⅠⅢ，即浓度熵Ⅰ，Ⅲ，所以ⅠⅢ，故D正确； E.由的分析可知，状态Ⅰ到Ⅱ反应逆向进行，ⅠⅡ，由的分析可知，反应为吸热反应，状态Ⅲ到Ⅳ的平衡逆向移动，ⅢⅣ，状态Ⅱ到Ⅲ时和均不变，则ⅡⅢ，降低温度时反应速率减小，所以逆反应的速率：ⅠⅡⅢⅣ，故E正确； 设起始时恒容容器中加入的质量为，当固体质量减少时，逆反应速率最大，即达到平衡状态，生成，反应，若转化率为时生成，恒温恒容条件下压强之比等于其物质的量之比，即，则 区分晶体与非晶体最可靠的科学方法是对固体进行射线衍射实验，故D正确； 密度，则，即与晶胞的体积之比为：， 由图可知，支管的电极为阳极，支管的电极为阴极，阳极失电子生成进入溶液中，阴极溶液中得电子生成单质，能与结合生成沉淀，而实验测得支管中质量不变，则阳极生成的移向阴极，导致阳极质量减小，在阴极得电子生成，导致阴极质量增大，所以实验中导电离子是而不是， 10．[2024年湖南高考真题]丙烯腈（）是一种重要的化工原料。工业上以为载气，用作催化剂生产的流程如下： 已知：①进料混合气进入两釜的流量恒定，两釜中反应温度恒定： ②反应釜I中发生的反应： ⅰ. ③反应釜II中发生的反应： ⅱ. ⅲ. ④在此生产条件下，酯类物质可能发生水解。回答下列问题： （1）总反应 __________（用含和的代数式表示）； （2）进料混合气中，出料中四种物质（）的流量，（单位时间内出料口流出的物质的量）随时间变化关系如图： ①表示的曲线是_______（填“a”“b”或“c”）； ②反应釜I中加入的作用是______________________； ③出料中没有检测到的原因是______________________； ④反应11 h后，a、b、c曲线对应物质的流量逐渐降低的原因是______________________。 （3）催化剂再生时会释放，可用氨水吸收获得。现将一定量的固体（含0.72 g水）置于密闭真空容器中，充入和，其中的分压为100 kPa，在27 ℃下进行干燥。为保证不分解，的分压应不低于________kPa（已知，分解的平衡常数）； （4）以为原料，稀硫酸为电解液，Sn作阴极，用电解的方法可制得，其阴极反应式______________________。 【答案】 （1） （2）①c；②降低分压有利于反应i平衡正向移动且提高醇的浓度可以使酯的水解程度降低从而提高产率；③在反应釜Ⅱ的温度下发生分解；④反应时间过长，催化剂中毒活性降低，反应速率降低，故产物减少 （3）40 （4） 【解析】 （1）根据盖斯定律，总反应可以由反应i+反应ii+反应iii得到，故； （2）①根据总反应，设进料混合气中，出料气中含量很少，则生成（g）、（g）物质的量约为1 mol，生成（g）的物质的量约为2 mol，故出料气中（g）物质的量共约3 mol，故出料气中物质的量之比约为1:3:2，故曲线c表示的曲线；②反应釜Ⅰ中发生反应i是气体体积增大的反应，故加入降低分压有利于反应i平衡正向移动且提高醇的浓度可以使酯的水解程度降低从而提高产率；③丙烯酰胺（）的分解温度约为160 °C至170 °C，出料中没有检测到的原因是在反应釜Ⅱ的温度下发生分解；④反应11h后，a、b、c曲线对应物质的流量逐渐降低的原因是反应时间过长，催化剂中毒活性降低，反应速率降低，故产物减少； （3）0.72 g水的物质的量为0.04 mol，故，分解的反应式为，故分解的平衡常数，解得，故为保证不分解，的分压应不低于40 kPa； （4）是有机化合物，与水不溶，水中不电离，以为原料在Sn做的阴极得电子制得，故阴极的电极反应式为。 11．[2024年江苏高考真题]氢能是理想清洁能源，氢能产业链由制氢、储氢和用氢组成。 （1）利用铁及其氧化物循环制氢，原理如图所示。反应器Ⅰ中化合价发生改变的元素有__________；含CO和各1 mol的混合气体通过该方法制氢，理论上可获得__________。 （2）一定条件下，将氮气和氢气按混合匀速通入合成塔，发生反应。海绵状的作催化剂，多孔作为的“骨架”和气体吸附剂。 ①中含有CO会使催化剂中毒。和氨水的混合溶液能吸收CO生成溶液，该反应的化学方程式为______________________。 ②含量与表面积、出口处氨含量关系如图所示。含量大于2%，出口处氨含量下降的原因是______________________。 （3）反应可用于储氢。 ①密闭容器中，其他条件不变，向含有催化剂的溶液中通入，产率随温度变化如图所示。温度高于70 ℃，产率下降的可能原因是______________________。 ②使用含氨基物质（化学式为，CN是一种碳衍生材料）联合催化剂储氢，可能机理如图所示。氨基能将控制在催化剂表面，其原理是______________________；用重氢气（）代替，通过检测是否存在__________（填化学式）确认反应过程中的加氢方式。 【答案】 （1）C、H、Fe； （2）①；②多孔可作为气体吸附剂，含量过多会吸附生成的；含量大于2%，α-Fe表面积减小，反应速率减小，产生减少 （3）①受热易分解，导致产率下降；②—可以与形成氢键； 【解析】 （1）反应器Ⅰ中参与反应的物质有，产物有，发生反应、，化合价发生改变的元素有C、H、Fe。CO、各1 mol参与上述反应，各生成，共。在反应器Ⅱ中发生反应，共生成。 （2）①根据题给反应物及生成物书写即可。②多孔可作为气体吸附剂，含量过多会吸附生成的，且当含量大于2%时，催化剂α-Fe的表面积减小，与反应物的接触面积减小，反应速率减小，也会导致产生的减少。 （3）①受热易分解，导致产率下降。②氨基中的H原子连在电负性较大的N原子上，中的H原子连在电负性较大的O原子上，二者之间可以形成氢键。总反应为，使用代替，若生成DCOO-，则可确认反应过程中的加氢方式。 12．[2024年湖北高考真题]用和焦炭为原料，经反应Ⅰ、Ⅱ得到，再制备乙炔是我国科研人员提出的绿色环保新路线。 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 回答下列问题： （1）写出与水反应的化学方程式______________________。 （2）已知、（n是的化学计量系数）。反应Ⅰ、Ⅱ的与温度的关系曲线如图1。 ①反应在1585 K的_________。 ②保持1320 K不变，假定恒容容器中只发生反应Ⅰ，达到平衡时__________Pa，若将容器体积压缩到原来的，重新建立平衡后__________Pa。 （3）恒压容器中，焦炭与的物质的量之比为4:1，为载气。1400 K和1823 K下，产率随时间的关系曲线依实验数据拟合得到图2（不考虑接触面积的影响）。 ①初始温度为900 K，缓慢加热至1400 K时，实验表明已全部消耗，此时反应体系中含物种为___________。 ②1823 K下，反应速率的变化特点为___________，其原因是______________________。 【答案】 （1） （2）①；②； （3）①BaO；②阶段净反应速率为正值且恒定不变，后反应达到平衡，净反应速率恒为0；反应物均为固体，固体的浓度为定值，不会随着消耗而发生改变 【解析】 （1）与电石类似，与水反应生成（乙炔）和，该反应的化学方程式为。 （2）①将记为反应Ⅲ，由盖斯定律可知，反应Ⅲ=反应Ⅰ+反应Ⅱ，根据方程式相加，K相乘的原则，有。由图1可知，1585 K时，则该温度下。根据、可知，，其中n为方程式中CO的化学计量数。反应Ⅲ中CO的化学计量数为3，因此反应Ⅲ的。②由图1可知，1320 K时，，即。反应Ⅰ中CO的化学计量数为2，则该温度下，。根据反应Ⅰ可知，其分压平衡常数表达式为，因此平衡时。平衡常数只与温度有关，将容器体积压缩到原来的，不变，则不变，仍为。 （3）①由图2可知，1823 K下，产率随着时间的延长不断增加至接近100%，而1400 K下，产率始终为0，说明反应Ⅱ在1400 K以下没有发生，而全部消耗，说明反应Ⅰ已完全进行，生成BaO，故此时体系中含Ba物种为BaO。②图2的横坐标为时间，纵坐标为产率，则图像的斜率可代表反应速率，由图2可知，1823 K下，阶段净反应速率不变，后反应达到平衡，净反应速率恒为0。该体系中的反应物均为固体，固体的浓度为定值，不会随着反应消耗而发生改变，因此出现上述特点。 13．[2024年浙江高考真题]通过电化学、热化学等方法，将转化为等化学品，是实现“双碳”目标的途径之一。请回答： （1）某研究小组采用电化学方法将转化为，装置如图。电极B上的电极反应式是______________________。 （2）该研究小组改用热化学方法，相关热化学方程式如下： Ⅰ： Ⅱ： Ⅲ： ①________。 ②反应Ⅲ在恒温、恒容的密闭容器中进行，和的投料浓度均为，平衡常数，则的平衡转化率为__________。 ③用氨水吸收，得到氨水和甲酸铵的混合溶液，298 K时该混合溶液的_________。[已知：298 K时，电离常数、] （3）为提高效率，该研究小组参考文献优化热化学方法，在如图密闭装置中充分搅拌催化剂M的（有机溶剂）溶液，和在溶液中反应制备，反应过程中保持和的压强不变，总反应的反应速率为v，反应机理如下列三个基元反应，各反应的活化能。（不考虑催化剂活性降低或丧失） Ⅳ： Ⅴ： Ⅵ： ①催化剂M足量条件下，下列说法正确的是__________。 A.v与的压强无关 B.v与溶液中溶解的浓度无关 C.温度升高，v不一定增大 D.在溶液中加入，可提高转化率 ②实验测得：298 K、下，v随催化剂M浓度c变化如图。时，v随c增大而增大：时，v不再显著增大。请解释原因______________________。 【答案】 （1） （2）①+14.8；②；③10 （3）①CD；②当时，v随c增大而增大，因M是基元反应Ⅳ的反应物（直接影响基元反应Ⅵ中反应物L的生成）；时，v不再显著增加，因受限于和在溶液中的溶解速度（或浓度） 【解析】：和在DMSO溶液中制备。 （1）电极B上转化为，发生还原反应，电极反应式为。 （2）①根据盖斯定律，由Ⅲ=Ⅱ-Ⅰ可得。②设转化的的浓度为，可列三段式： 则，解得，则的平衡转化率为。③甲酸铵水解：，由氨水和甲酸铵的浓度知，甲酸铵的水解受抑制，由电离和水解都很微弱知，溶液中，，根据，知，，故。 （3）①v与的压强有关，压强越大，溶液中的浓度越大，v越大，A错误；v与溶液中溶解的量有关，氢气浓度越大，反应速率越快，B错误；温度升高，气体在溶液中溶解度变小，总反应速率不一定增大，C正确；会与反应，使得反应Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ平衡均正向移动，可提高的转化率，D正确。②因各反应的活化能，反应Ⅵ为快速步骤，但L的浓度取决于反应Ⅴ和Ⅳ，故v与催化剂M的浓度、反应物和的浓度有关。当时，催化剂M活性位点数量不够，v取决于催化剂M的浓度；当时，催化剂M活性位点数量足够，v取决于反应物和的浓度。 第四板块 专题演练 模拟提升 1.反应在容积为的密闭容器中进行。起始时和均为。反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是(    ) A. 实验，从反应开始至达到平衡时 B. 实验，用浓度表示的平衡常数为 C. 该反应的 D. 比较实验、可得出升高温度反应速率加快 【答案】C  【解析】实验，设达到平衡时转化的物质的量为 ，根据“三段式”法进行计算：                            起始量                          转化量                                     平衡量                   则，解得，，项正确。 实验，设平衡时转化的，的物质的量为 ，运用“三段式法进行计算：                       起始量                       转化量                                  平衡量                 则，解得，则平衡时，故用浓度表示的平衡常数，项正确； 实验相对于实验，容器容积和起始投料量均相同，但起始总压强增大，因此实验的温度高于实验，由于实验达到平衡时转化，实验达到平衡时转化，因此升高温度，平衡向逆反应方向移动，该反应的逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，，项错误； 实验相对于实验改变的条件为升高温度，根据题图可知实验比实验先达到平衡，故比较实验、可以得出升高温度反应速率加快，项正确。 2.金属硫化物催化反应，既可以除去天然气中的，又可以获得。下列说法正确的是(    ) A. 该反应的 B. 该反应的平衡常数 C. 题图所示的反应机理中，步骤Ⅰ可理解为中带部分负电荷的与催化剂中的之间发生作用 D. 该反应中每消耗，转移电子的数目约为 【答案】C  【解析】 A.左侧反应物气体计量数之和为，右侧生成物气体计量数之和为，，故A错误； B.由化学方程式形式知，   ，故B错误； C.由题图知，经过步骤Ⅰ后，中带部分负电荷的与催化剂中的之间形成了作用力，故C正确； D.该反应中每消耗，则消耗，原子由价变为价，转移电子的数目约为，故D错误； 故选C。 3.反应是工业上制备高纯硅的重要中间过程。一定压强下，：分别按照为：：：投料反应，的平衡产率与温度的变化关系如图所示。下列说法错误的是(    ) A. 该反应为放热反应 B. 按：：投料反应对应图中曲线Ⅰ C. 、点的分压： D. 、点反应的平衡常数： 【答案】C  【解析】A.由图可知，随温度升高，的平衡产率逐渐减小，说明该反应为放热反应，故A正确； B.当反应物按化学计量数之比投料，在相同温度下，的平衡产率最大，故按：：投料反应对应图中曲线，故B正确； C.点的物质的量大、温度高，故其分压大，故C错误； D.、点反应温度相同，故反应的平衡常数：，故D正确； 故选C。 4.恒容密闭容器中加入和一定量的，发生反应：。平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 (    ) A. B. C. 点、对应的平衡常数： D. 反应速率： 【答案】D  【解析】A.温度升高平衡向吸热方向移动，平衡转化率增大，平衡正向移动，所以正向为吸热方向，项正确； B.加入的水量越大，投料比越小，平衡转化率就越大，所以，项正确； C.点和点温度相同，所以对应的平衡常数相同，项正确； D.点和 点温度相同，都是，点 值小，则 点加水多，反应物浓度大，反应速率大，所以，项错误； 故选：。 5.氨催化氧化时会发生如下反应： 反应Ⅰ． 反应Ⅱ． 向密闭容器中充入和，在催化剂作用下发生上述反应，相同时间内，反应 Ⅰ、反应Ⅱ对应的的转化率随温度的变化如图所示，已知点达到平衡状态，下列说法错误的是 A. 由图可知，硝酸工业中，氨催化氧化时的最佳温度为 B. 点之后反应Ⅰ中的转化率下降的原因是平衡逆向移动 C. 混合体系中保持不变说明反应 Ⅱ达到平衡状态 D. 点对应温度下，反应Ⅰ的平衡常数 【答案】B  【解析】A.硝酸工业中物质的转化关系是  时，反应Ⅰ对应的  的转化率达到最高，即生成的最多，且温度升高化学反应速率增大，A正确； B.由题给信息可知，图像中对应的是相同反应时间的转化率，点之后，也可能随着温度升高，导致催化剂失活，使反应Ⅰ的反应速率降低，则相同反应时间内，  的转化率也降低，B错误； C.  和  分别是反应物和生成物，充入  和  发生反应，  的量逐渐减少，  的量逐渐增大，因此混合体系中  保持不变说明反应Ⅱ达到平衡状态提醒：若给定条件下推出“变量”达到“不变”，则可说明反应达到平衡状态，C正确； D.点时，反应Ⅰ、反应Ⅱ对应的  的转化率分别为  、  ，则生成的物质的量为  ，生成  的物质的量为  ，则有：   则平衡  ，  ，则反应Ⅰ的平衡常数  ，D正确； 故选B。 6.恒压下，向某密闭容器中充入一定量的和，发生如下反应： 主反应：    副反应：    在不同温度下，反应达到平衡时，测得两种含碳产物的分布分数随投料比物质的量之比的变化关系如图所示，下列说法正确的是 A. 投料比代表 B. 曲线代表乙酸的分布分数 C. ， D. L、、三点的平衡常数： 【答案】D  【解析】题干明确指出，图中曲线表示的是测得两种含碳产物的分布分数即分别为  、  ，若投料比代表  ，越大，可看作是的量增多，则对于主、副反应可知生成的越多，分布分数越高，则曲线或曲线表示分布分数，曲线或曲线表示分布分数，据此分析可知均正确，可知如此假设错误，则可知投料比代表  ，曲线或曲线表示  ，曲线或曲线表示  ，据此作答。 根据分析可知，投料比代表  ，故A错误； B.根据分析可知，曲线表示分布分数，故B错误； C.根据分析可知，曲线或曲线表示  ，当同一投料比时，观察图像可知时  大于时  ，而  可知，温度越高则  越大，说明温度升高主反应的平衡正向移动，  ；曲线或曲线表示  ，当同一投料比时，观察可知时  大于时  ，而  可知，温度越高则  越小，说明温度升高副反应的平衡逆向移动，  ，故C错误； D.、、三点对应副反应  ，且  ，升高温度平衡逆向移动，  ，故D正确； 故答案选D。 7.一定条件下，银催化剂表面上存在反应：，起始状态 Ⅰ中有、和，经下列过程达到各平衡状态已知状态Ⅰ和Ⅲ的固体质量相等，下列叙述正确的是 A. 从Ⅰ到Ⅱ的过程 B. 反应的平衡压强： C. 平衡常数： D. 若体积，则 【答案】D  【解析】 从Ⅱ到Ⅲ为体积增大，反应正向移动的过程，导致固体质量减小，已知状态Ⅰ和Ⅲ的固体质量相等，则从Ⅰ到Ⅱ的过程为固体质量增大的过程，化学平衡逆向移动，逆反应为熵减过程，故从Ⅰ到Ⅱ的过程  ，A错误； B.平衡常数只受温度的影响，温度不变，化学平衡常数不变，则ⅡⅢ，B错误； C.该反应的正反应为吸热反应，降低温度，化学平衡逆向移动，导致化学平衡常数减小，故平衡常数：ⅡⅣ，C错误； D.已知状态Ⅰ和Ⅲ的固体质量相等，则氧气的物质的量相等，若体积ⅢⅠ，根据阿伏伽德罗定律可知， ，Ⅰ ，Ⅲ，Ⅰ   ，Ⅰ，Ⅲ   ，Ⅲ，则Ⅰ  Ⅲ，D正确； 故选D。 8.向体积均为的甲、乙两个恒容密闭容器中分别充入和，发生反应：。分别在绝热、恒温条件下进行，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A. 正反应在较低温度下能自发进行 B. 乙在恒温条件下进行， C. 点的正反应速率大于点的正反应速率 D. 甲条件下平衡常数小于 【答案】D  【解析】A.由图可知，正反应是放热反应，，气体分子数减小，，，反应自发，故该在较低温度下能自发进行，项正确； B.曲线甲恒容密闭容器中压强增大，说明甲在绝热过程进行，乙在恒温过程进行，项正确； C.平衡时，  ，的反应物浓度大于的反应物浓度，即的正反应速率大于的正反应速率，项正确； D.在恒温恒容条件下，气体压强之比等于总物质的量之比，根据三段式，  ，解得  ，点浓度商  ，、点总压强相等，容器体积相等，点温度较高，故点气体的物质的量小于点，正反应是气体分子数减小的反应，说明点  的转化率大于点，即点平衡常数大于点，项错误； 本题选D。 9.已知反应．   ，平衡常数； ．   ，平衡常数； ．   ，平衡常数，各反应的平衡常数的对数值随温度变化如图所示。下列说法正确的是 A. 反应的，反应的 B. 反应的 C. 时，若反应中，则一定有 D. 在恒容密闭容器中充入和进行反应，三点压强 【答案】B  【解析】A.的气体分子数减少，  ，的平衡常数随温度升高而增大，  ，A错误； B.根据盖斯定律，反应  为  ，  ，B正确； C.设  ，反应  ，无法确定与  关系，C错误； D.反应气体总物质的量不变，压强只与温度有关，  ，D错误； 故选B。 10.已知某些化学反应的焓变、熵变如下表所示，假设它们不随温度变化，下列说法正确的是(    ) 化学反应 ，石墨 A. 反应在高温下能自发进行 B. 反应能自发进行的温度 C. 反应只有在低温下能自发进行 D. 若将、固体粉碎，反应的反应速率和平衡常数都增大 【答案】B  【解析】A.由表中数据可知，反应为吸热的熵减反应，在任何温度下都有  ，所以反应在任何温度下，都能不能正向自发进行，A错误； B.反应的  能自发进行，则，时，反应能正向自发进行，B正确； C.反应为放热的熵增反应，在任何温度下均能自发进行，C错误； D.平衡常数受温度的影响，将  、固体粉碎，反应的反应速率增大，但是平衡常数不变，D错误； 故选B。 11.硫酸是重要的基础化工原料之一，是化学工业中最重要的产品，号称“工业之母”。 我国古代炼丹家狐刚子在出金矿图录中记载了一种硫酸的提取方法“炼石胆取精华法”。借助现代仪器分析，该制备过程中分解的曲线热重如图所示。左右分解生成的氧化物有、_______和_______填化学式。 铅室法使用了大容积铅室制备硫酸以下，副产物为亚硝基硫酸，主要反应如下：、。 上述过程中，的作用为_______。 为了适应化工生产的需求，铅室法最终被接触法所代替，其主要原因是______答出两点即可。 接触法制硫酸的关键反应为的催化氧化：。 为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下，温度和转化率的关系如图所示，催化性能最佳的是_______填标号。 在、的条件下，的平衡体积分数随起始时投料比的变化如图所示，用平衡压强平衡压强该物质的体积分数总压强代替平衡浓度，则时，该反应的_______。 【答案】         (2) 催化剂     反应中有污染空气的和放出影响空气环境、可以溶解在硫酸中给产物硫酸带来杂质、产率不高            【解析】【小问详解】 根据图示的热重曲线所示，左右质量减少量为原  质量的一半，说明有固体剩余，还有其他气体产出，此时气体产物为  、  、  ，可能出现的化学方程式为  ，结合反应中产物的固体产物质量和气体产物质量可以确定，该反应的产物为、  、  、  ，故答案为；  ； 【小问详解】 由、两个反应可以看出二氧化氮在反应中先消耗再生成，是反应的催化剂，答案为：催化剂； 近年来，铅室法被接触法代替因为在反应中有污染空气的和放出影响空气环境、同时作为催化剂的可以溶解在硫酸中给产物硫酸带来杂质影响产品质量、产率不高答案合理即可。 【小问详解】 为了提高催化剂的综合性能，科学家对催化剂进行了改良，从图中可以看出标号为的催化剂对的转化率最好，产率最佳，故答案选； 根据图中信息得到当反应物的投料比等于计量数之比时，生成物的体积分数最大，所以此条件下  ，平衡时  的体积分数为，则平衡时  ，二氧化硫和氧气的投料比为，消耗的量也是，剩余的量也是，则  ，  ，该反应的  ；故答案为：。 12.某研究小组试探究，己二硫醇 ，用表示与铜的反应历程。已知有下列反应： ．    ．    ．    ．    已知一些化学键的键能数据如下，则__________。仅考虑反应，写出两种提高己烷平衡转化率的措施__________。 化学键 键能 温度一定时，在隔绝空气的条件下使以恒定的流速通过如甲图所示的反应器，仅发生反应、、，在反应器出口处实时检测各物质的相对含量如图乙所示。 内反应、、的速率均__________填“增大”、“减小”或“不变”；内各物质相对含量不变__________填“能”或“不能”表示反应达平衡。 推测在该实验条件下与反应生成烃类产物的名称为__________。写两种 向恒温刚性容器中充入己烷和，初始总压为，己烷的体积分数为。容器中只发生反应，达平衡时，己烷的转化率为，则反应的__________。使容器中的混合气通过图甲所示的反应器，该反应器中仅发生反应、和。将反应后的混合气全部充回容器内，反应重新达到平衡时，己烷环己烷，则的完全脱硫率为__________。的完全脱硫率 【答案】          ；  减小压强、升高温度      减小   ；  不能；     乙烷、正丁烷   【解析】 反应  的焓变  ；根据化学方程式    ，提高己烷平衡转化率，可减小压强，反应为气体分子数增大的反应，减小压强平衡正向移动，己烷平衡转化率上升，可升高温度，反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，己烷平衡转化率上升其他合理答案也可； 内的相对含量上升，、、的相对含量均下降，说明反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的速率均减小；内各物质相对含量不变，不能说明  ，不能表示反应Ⅲ达到平衡状态； 在该实验条件下与反应，结合反应Ⅱ、Ⅲ可知，生成烃类产物为乙烷、正丁烷； 向恒温刚性容器中充入己烷和，初始总压为，设初始总物质的量为，己烷的体积分数为，物质的量为，物质的量为，只发生反应  ，达平衡时，己烷的转化率为，根据反应方程式    可知，乙烷转化了，生成了和，平衡时总物质的量为，此时压强为  ，乙烷、、的物质的量分数均为  ，反应  的  ；使容器中的混合气通过图甲所示的反应器，该反应器中仅发生反应  、  和  ，将反应后的混合气全部充回容器内，反应  重新达到平衡时，己烷环己烷，带入反应  的  ，可得，设此时总压强为，总物质的量为，  ，即  ，  ，即  ，由方程式Ⅲ、Ⅳ可知，  ，  ，即  ，由于反应Ⅳ中环己烷和己烷的物质的量变化量之比为：，与反应后生成的己烷和环己烷的总物质的量为，的完全脱硫率  。 13.杭州亚运会开幕式首次使用废碳再生的绿色零碳甲醇作为主火炬塔燃料，实现循环内的零排放。甲醇的制备方法有一氧化碳催化加氢法、甲烷催化氧化法、二氧化碳加氢法等。回答下列问题： I.一氧化碳催化加氢法：    经测定不同温度下反应的化学平衡常数如下表： 温度 该反应在__________填“高温”或“低温”条件下易自发进行。 ，某时刻，此时__________填“”、“”或“”。 一定温度下，向盛有催化剂的恒容密闭容器中按初始进料比投入反应物，下列能够说明该反应一定达到平衡状态的是___________填选项字母。 A.                     ．的体积分数不再变化 C.容器内气体的压强不再变化               混合气体的平均密度不再变化 甲烷催化氧化法 主反应： 副反应： 科学家将和是活性催化剂按一定体积比在催化剂表面合成甲醇，部分反应历程如图所示吸附在催化剂表面的物种用标注，代表过渡态。 写出决速步骤反应的化学方程式：__________。 向某刚性容器中按体积比为充入和，在下反应达到平衡时，的选择性的选择性为的转化率为，则此温度下副反应化学平衡常数__________已知：是用物质的量分数代替平衡浓度表示的化学平衡常数。 二氧化碳加氢法 主反应：    副反应：    向恒容密闭容器中按初始进料比投入反应物。在不同温度下达到平衡，体系中的选择性和的平衡转化率与温度的关系如图所示。 已知：的选择性。 图中表示的选择性变化趋势的曲线是__________填“”或“”。 的转化率在后随温度的升高而增大的原因是__________。 【答案】低温   ；      或            温度高于时，主反应平衡逆向移动，而副反应平衡正向移动且程度更大   【解析】 温度升高，  值减小，可推知反应为放热反应，反应又属于熵减小的反应，推知该反应在低温条件下易自发进行； ，某时刻  ，代入浓度熵表达式中，可算出  ，反应逆向进行，  。 速率之比等于系数比，当  时才能达到平衡状态，故A不符合题意； B.反应过程中  的体积分数始终是  ，故B不符合题意； C.恒温恒容密闭容器中，该反应为反应前后气体物质的量变化的反应，容器内气体的压强不再发生改变可以作为判断平衡的标准，故C符合题意； D.恒温恒容密闭容器中，且均为气体的反应，混合气体的密度是不变的，不能作为判断平衡的标准，故D不符合题意； 故选C； 由图可知，该历程中正反应的最大活化能步骤为  到  ，活化能越大反应速率越慢，该步骤反应的化学方程式为  或  。 向某刚性容器中按体积比为  充入  和  ，设  的物质的量为  ，则  的物质的量为  的物质的量为  的转化率为  ，说明反应了  ，  的选择性  的选择性  为  ，说明有  发生反应  ，消耗了  ，生成  ；  发生反应  ，消耗了  ，生成  ，平衡时，容器中含有  ，共  气体，所以副反应的平衡常数  。 主反应放热，温度升高，平衡逆向移动，  的选择性降低，故图中表示  的选择性变化趋势的曲线是  ； 温度高于时，主反应平衡逆向移动，  减小，而副反应平衡正向移动，  增大，总的结果是  增大，说明当温度高于时，发生的反应以副反应为主，副反应平衡正向移动的程度更大。 14.氢能是一种重要的绿色能源，工业上用乙醇与水催化重整制氢气，发生以下反应： 反应Ⅰ：， 反应Ⅱ：， 反应Ⅲ：， 回答下列问题： 反应Ⅲ的__________，__________用表示，该反应在__________填“高温”“低温”或“任意温度”下能自发进行。 压强为，的平衡产率与温度平衡产率与温度、起始时的关系如图所示： 反应Ⅱ的平衡常数：__________填“”“”或“”，判断理由是__________。 平衡体系中乙醇的物质的量分数：点__________填“”“”或“”点。 维持压强在不变情况下，和发生上述反应，平衡时乙醇的转化率、的选择性、的选择性随温度升高的变化曲线如图所示： 已知：的选择性 图中表示选择性的曲线是__________填标号。 时，反应达到平衡，则平衡时乙醇的物质的量为__________。 时，反应 Ⅱ的__________列出计算式即可，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数。 【答案】       ；       ；   高温          ；平衡常数只与温度有关，、两点的温度相同，则平衡常数相等；             ；    ；    【解析】 由盖斯定律可知，反应ⅠⅡ得到反应Ⅲ，则反应，反应的平衡常数   ；该反应是熵增的吸热反应，高温条件下，反应，能自发进行，故答案为：；  ；高温； 平衡常数为温度函数，温度不变，平衡常数不变，由图可知，、两点的反应温度相同，则、两点平衡常数相等，故答案为：平衡常数只与温度有关，、两点的温度相同，则平衡常数相等； 由图可知，、两点  的值相等，点反应温度低于点，反应Ⅰ、Ⅲ都为气体体积增大的吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，乙醇的物质的量减小、气体总物质的量增大，反应Ⅱ为气体体积不变的放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，但气体总物质的量不变，则点平衡体系中乙醇的物质的量分数小于点，故答案为：； 反应Ⅰ、Ⅲ都为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，升高温度，反应Ⅰ、Ⅲ的平衡向正反应方向移动，反应Ⅱ的平衡向逆反应方向移动，则乙醇的转化率增大、二氧化碳的选择性减小、一氧化碳的选择性增大，则曲线表示二氧化碳的选择性，故答案为：； 由题意可知，反应达到平衡时二氧化碳的选择性和一氧化碳选择性之和为，则曲线表示乙醇的转化率，由图可知，平衡时乙醇的转化率为，则平衡时乙醇的物质的量为，故答案为：； 由图可知，反应达到平衡时二氧化碳的选择性为、一氧化碳选择性为、乙醇的转化率为，则平衡时二氧化碳的物质的量为、一氧化碳的物质的量为， 由反应前后氢原子个数守恒可得：，解得，则平衡时一氧化碳、水蒸气、二氧化碳、氢气、混合气体的物质的量分别为、、、、，则反应Ⅱ的  ，故答案为：  。 15.我国提出“碳达峰”目标是在年前达到最高值，年前达到“碳中和”。因此，二氧化碳的综合利用尤为重要。 通过使用不同新型催化剂，实现二氧化碳加氢合成转化为二甲醚 也有广泛的应用。 反应 Ⅰ：      反应 Ⅱ：      反应 Ⅲ：              __________。 恒压、投料比的情况下，不同温度下的平衡转化率和产物的选择性选择性是指生成某物质消耗的占消耗总量的百分比如下图所示，当温度超过，的平衡转化率随温度升高而增大的原因是__________， 图示实验条件下，时的平衡产率为__________。 年月香港中文大学王莹教授研发新型电解槽实现二氧化碳回收转化效率达到以上。双金属催化剂在某介质中催化，转化为示意如图所示。可以看到，在那个特定区域，实际上它是微碱性的，写出转化为的电极反应方程式：__________。该装置最终的有机产品是重要的基础化工原料，预测可能是__________。 在席夫碱含“”有机物修饰的纳米金催化剂上，直接催化加氢成甲酸。其反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物质用标注。该历程中决速步骤生成的过渡态为__________，判断依据为__________。 【答案】   ；  反应Ⅰ为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，的平衡转化率降低；反应Ⅲ为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，的平衡转化率升高；温度超过，后者影响大于前者，故C的转化率随温度升高而增大  ；        ；乙烯          ；该步骤反应的活化能最大，反应速率最小   【解析】 根据盖斯定律可知，反应Ⅰ可得到  ，所以对应的反应焓变； 当温度超过，的平衡转化率随温度升高而增大的原因是：反应Ⅰ为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，的平衡转化率降低；反应Ⅲ为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，的平衡转化率升高；温度超过，后者影响大于前者，故C的转化率随温度升高而增大； 假设投入氢气和，时的平衡转化率为，则消耗二氧化碳，选择性为说明不发生反应 Ⅲ，的选择性为，则生成消耗的为，由题意对反应列三段式： ，理论上若完全反应就会生成，实际上生成，则的平衡产率为  ； 根据图示可知，在碱性条件下得电子被还原转化为，其电极反应式为：；脱水生成乙烯，预测最终的有机产品可能使乙烯； 起决速步骤为正反应活化能最高的步骤，根据图示可知，该步骤生成的过渡态为，判断依据为该步骤反应的活化能最大，反应速率最小。 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 $$