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末考点大串讲（鲁科版2019）

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 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 。 (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．下列说法正确的是 A．反应常温下能自发进行，则该反应的 B．  ；  ，则 C．  ，，则任意条件下都不可能自发 D．用溶液和NaOH溶液反应测定中和热：   2．下列说法中，正确的是 A．能够自发进行的反应一定是放热反应 B．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程 C．的反应均是自发进行的反应 D．能够自发进行的反应一定是熵增的过程 3．在以下的变化中，体系的熵减小的是 A．冰熔化 B．乙烯聚合为聚乙烯 C．蔗糖在水中溶解 D．红磷转化成白磷 4．一定条件下，反应2N2O5(g)⇌4NO2(g)+O2(g)  ΔH=+56.76kJ/mol能自发进行，下列关于该反应的说法中正确的是 A．是熵减少的反应 B．反应能自发进行的原因是熵增大效应大于能量效应 C．反应在任何温度下都能自发进行 D．反应能自发进行，所以反应速率一定很快 5．下列有关化学反应方向及判据的说法中不正确的是 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 =+185.57kJ·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 C．焓变和熵变都与反应的自发性有关，但焓变或熵变不可以单独作为反应自发性的判据 D．自发反应就是能较快进行的反应，非自发反应就是无法进行的反应 6．下列与熵有关的叙述中不正确的是 A．粒子无规则排列程度越大，体系的熵越大 B．自发进行的化学反应都是熵增的过程 C．绝热状态下体系会自发趋向混乱度增大方向进行 D． 7．已知2A(g) 3B(s)+C(g)  ΔH＜0， 假设ΔH和ΔS不随温度而改变，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．任何温度下都能自发进行 D．任何温度下都不能自发进行 8．对反应 ，下列说法正确的是 A．该反应 B．该反应 C．该反应在低温下可以自发进行 D．该反应在加热时能自发进行的原因是 9．在工业生产中，对能够发生的化学反应，研究和选择合适的反应条件才有实际意义。恒温恒压下，下列过程一定不能自发进行的是 A．4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)△H<0 B．CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s)△H<0 C．2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)△H>0 D．2H2O(1)+O2(g)=2H2O2(aq)△H>0 10．下列变化过程属于熵增的是 A．N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) B．NaOH(aq)+ HCl(aq) = NaCl(aq)+ H2O(l) C．C(s) + CO2(g) =2CO(g) D．NH3(g) + HCl(g) = NH4Cl(s) 11．实现“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上用CO2来生产燃料甲醇的一种反应是：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)，如图表示该反应过程中能量(单位为kJ∙mol-1)的变化。下列说法中正确的是 A．该反应的ΔH＜0，ΔS＜0，该反应在任何温度下都能自发进行 B．该反应的ΔH＞0，ΔS＞0，该反应在高温时能自发进行 C．该反应的ΔH＜0，ΔS＜0，该反应在低温时能自发进行 D．该反应的ΔH＜0，ΔS＞0，该反应在任何温度下都不能自发进行 12．工业上用CO2来生产燃料甲醇的反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，如图表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。下列关于该反应的说法中，正确的是（    ） A．ΔH<0，ΔS<0 B．ΔH<0，ΔS>0 C．ΔH>0，ΔS>0 D．ΔH>0，ΔS<0 13．下列有关说法不正确的是（    ） A．某反应的ΔH＞0、ΔS＞0，则该反应一定不能正向进行 B．首先在实验室制得金属钠的科学家是戴维，同时他还制得了金属镁 C．生物炼铜的原理是利用某些具有特殊本领的细菌把不溶性的硫化铜转化为铜离子 D．为加快漂白精的漂白速率，使用时可滴加几滴醋酸 14．下列说法不正确的是(　　) A．焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数能自发进行的反应都是放热反应 B．在同一条件下物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大 C．一个反应能否自发进行取决于反应是放热还是吸热 D．一个反应能否自发进行与焓变和熵变的共同影响有关 15．合成氨反应的生产条件选择中，能用勒夏特列原理解释的是 a.使用催化剂    b.高温    c.高压    d.及时将氨气液化从体系中分离出来 A．ac B．bc C．cd D．bd 16．工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。各步反应的能量变化如图所示，其中吸附在催化剂表面上的粒子用“*”标注。下列说法正确的有项 ①的   ②相同温度下，恒压比恒容的平衡转化率大 ③合成氨反应为熵减小的反应   ④“脱附”过程是放热过程   ⑤历程包含4个基元反应 ⑥通过液化分离，促进反应正向进行，增大平衡常数 ⑦若的物质的量分数为50%且不再变化不能作为平衡判据，则投入量 A．4个 B．5个 C．6个 D．7个 17．对于可逆反应，下列研究目的和图示相符的是 研究 目的 压强对反应的影响 温度对反应的影响 平衡体系增加对反应的影响 催化剂对反应的影响 图示 18．下列有关合成氨工业的说法正确的是 A．由于氨易液化，、在实际生产中可循环使用，所以总体来说合成氨的产率很高 B．铁触媒作催化剂可加快反应速率，且有利于化学平衡向合成氨的方向移动 C．合成氨工业的反应温度控制在400~500℃，目的是使化学平衡向正反应方向移动 D．从合成塔出来的混合气体中只占15%，故合成氨厂的产率都很低 19．已知合成氨反应，既要使合成氨的产率增大，又要使反应速率加快，可采取的方法是 ①减压；②加压；③升温；④降温；⑤及时从平衡混合气中分离出；⑥补充或⑦加催化剂； A．③④⑤⑦ B．②④⑥ C．仅②⑥ D．②③⑥⑦ 20．已知某反应的ΔH ＜0、ΔS＞0，对此反应叙述正确的是 A．该反应在任何情况下均能自发进行 B．该反应在任何情况下均不能自发进行 C．该反应在一定条件下能自发进行 D．条件不足，无法判断 ( 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．下列说法正确的是 A．反应常温下能自发进行，则该反应的 B．  ；  ，则 C．  ，，则任意条件下都不可能自发 D．用溶液和NaOH溶液反应测定中和热：   【答案】D 【解析】A．反应的熵小于零，若，则，常温下不能自发，A错误； B．硫在氧气中燃烧的反应为放热反应，反应的焓变小于0，气态硫的能量高于固态硫，等物质的量的气态硫燃烧放出的热量高于固态硫，则反应的焓变小于固态硫，B错误； C． ，，根据反应可自发进行，则该反应在高温下可自发进行，C错误； D．中和反应为放热反应，焓变小于零，醋酸为弱酸电离吸收热量，故用溶液和NaOH溶液反应测定中和热：  ，D正确； 故选D。 2．下列说法中，正确的是 A．能够自发进行的反应一定是放热反应 B．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程 C．的反应均是自发进行的反应 D．能够自发进行的反应一定是熵增的过程 【答案】B 【解析】A．能够自发进行的反应可能是吸热反应，如ΔH＞0、ΔS＞0，在高温下ΔH-TΔS＜0，可自发进行，故A错误； B．冰在室温下自动熔化成水的过程是混乱度增加的过程，ΔS＞0，是熵增过程，故B正确； C．高温条件下，ΔH＜0的熵减反应均不能自发进行，故C错误； D．低温条件下，放热且熵减的反应也能自发进行，则能够自发进行的反应不一定是熵增的过程，故D错误； 答案选B。 3．在以下的变化中，体系的熵减小的是 A．冰熔化 B．乙烯聚合为聚乙烯 C．蔗糖在水中溶解 D．红磷转化成白磷 【答案】B 【解析】A．冰融化，水由固态变为液态，属于熵增变化，故A错误； B．乙烯聚合为聚乙烯，正向气体减少，属于熵减反应，故B正确； C．蔗糖在水中溶解，混乱程度增大，是熵增变化，故C错误； D．红磷转化为白磷，混乱程度增大，是熵增变化，故D错误； 故答案为：B。 4．一定条件下，反应2N2O5(g)⇌4NO2(g)+O2(g)  ΔH=+56.76kJ/mol能自发进行，下列关于该反应的说法中正确的是 A．是熵减少的反应 B．反应能自发进行的原因是熵增大效应大于能量效应 C．反应在任何温度下都能自发进行 D．反应能自发进行，所以反应速率一定很快 【答案】B 【解析】 A．反应2N2O5(g)⇌4NO2(g)+O2(g)是气体分子数增多，混乱度增大，是熵增反应，故A错误； B．根据反应自发进行的判断依据是△H﹣T△S<0，反应能自发进行的原因是熵增大效应大于能量效应，故B正确； C．根据反应自发进行的判断依据是△H﹣T△S<0，该反应△H>0，△S>0，在低温下不能自发进行，故C错误； D．反应自发进行与反应速率没有必然联系，反应速率与催化剂、浓度、温度等因素有关，故D错误； 故选：B。 5．下列有关化学反应方向及判据的说法中不正确的是 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 =+185.57kJ·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 C．焓变和熵变都与反应的自发性有关，但焓变或熵变不可以单独作为反应自发性的判据 D．自发反应就是能较快进行的反应，非自发反应就是无法进行的反应 【答案】D 【解析】A．ΔH＜0、ΔS>0，则ΔH-TΔS＜0，在任何温度下反应都能自发进行，故A正确； B．该反应的ΔH>0，ΔS>0才可能自发进行，因此NH4HCO3(s) =NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) ΔH =+185.57kJ·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．焓变和熵变都与反应的自发性有关，但焓变或熵变不可以单独作为反应自发性的判据，应综合焓变和熵变判断反应的自发性，故C正确； D．反应能否自发进行与反应的速率大小无关，有些反应能自发进行，但反应速率很小，如金属的腐蚀，非自发反应在一定条件下可进行，故D错误； 故答案选D。 6．下列与熵有关的叙述中不正确的是 A．粒子无规则排列程度越大，体系的熵越大 B．自发进行的化学反应都是熵增的过程 C．绝热状态下体系会自发趋向混乱度增大方向进行 D． 【答案】B 【解析】A．熵是衡量体系混乱度的物理量，粒子无规则排列程度越大，混乱度越大，熵越大，A正确； B．反应倾向于向熵增方向进行，只要满足吉布斯自由能小于零，如放热反应，熵减也可能满足吉布斯自由能小于零，反应自发进行，B错误； C．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，C正确； D．相同状况下的不同分子原子数越多越乱，乙烷中原子数多，混乱度大，熵大，D正确； 故选B。 7．已知2A(g) 3B(s)+C(g)  ΔH＜0， 假设ΔH和ΔS不随温度而改变，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．任何温度下都能自发进行 D．任何温度下都不能自发进行 【答案】A 【解析】2A(g) 3B(s)+C(g)  ΔH＜0，正反应是气体体积减小的放热反应，ΔS<0，要使△H-T•△S＜0，则T为低温，所以该反应在低温下能自发进行，故选：A。 8．对反应 ，下列说法正确的是 A．该反应 B．该反应 C．该反应在低温下可以自发进行 D．该反应在加热时能自发进行的原因是 【答案】D 【解析】由可知，该反应为吸热反应，且有气体生成，体系混乱度增大，则，当时反应可自发进行，则该反应在加热时能自发进行，则A、B、C错误，D正确。 故答案选D。 9．在工业生产中，对能够发生的化学反应，研究和选择合适的反应条件才有实际意义。恒温恒压下，下列过程一定不能自发进行的是 A．4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)△H<0 B．CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s)△H<0 C．2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)△H>0 D．2H2O(1)+O2(g)=2H2O2(aq)△H>0 【答案】D 【分析】根据△G=△H-T△S，若△H＜0且△S＞0，则反应自发进行；若△H＞0且△S＜0，则反应不能自发进行；若△H＞0且△S＞0，则反应在高温下自发进行；若△H＜0且△S＜0，则反应在低温下自发进行。 【解析】A．随着反应的进行，气体的物质的量减少，△S＜0，又△H<0，故低温可自发进行，A不符合题意； B．随着反应的进行，气体的物质的量减少，△S＜0，又△H<0，故低温可自发进行，B不符合题意； C．随着反应的进行，气体的物质的量增多，△S＞0，又△H<0，故可自发进行，C不符合题意； D．随着反应的进行，气体的物质的量减少，△S＜0，又△H＞0，故不能自发进行，D符合题意； 故选D。 10．下列变化过程属于熵增的是 A．N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) B．NaOH(aq)+ HCl(aq) = NaCl(aq)+ H2O(l) C．C(s) + CO2(g) =2CO(g) D．NH3(g) + HCl(g) = NH4Cl(s) 【答案】C 【解析】A．反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)中，正反应方向气体体积减小，混乱度减小，熵减小，故A不符合题意； B．反应NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)中，正反应方向离子浓度减小，混乱度减小，熵减小，故B不符合题意； C．反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)中，正反应方向气体的体积增大，混乱度增大，熵增大，故C符合题意； D．反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)中，正反应方向气体体积减小，混乱度减小，熵减小，故D不符合题意； 答案选C。 11．实现“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上用CO2来生产燃料甲醇的一种反应是：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)，如图表示该反应过程中能量(单位为kJ∙mol-1)的变化。下列说法中正确的是 A．该反应的ΔH＜0，ΔS＜0，该反应在任何温度下都能自发进行 B．该反应的ΔH＞0，ΔS＞0，该反应在高温时能自发进行 C．该反应的ΔH＜0，ΔS＜0，该反应在低温时能自发进行 D．该反应的ΔH＜0，ΔS＞0，该反应在任何温度下都不能自发进行 【答案】C 【分析】依据反应和图象分析判断：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)，反应是熵减少的反应ΔS＜0；反应物能量高于生成物的能量，判断反应是放热反应，ΔH＜0，由此分析。 【解析】根据分析可知，该反应的ΔH＜0，ΔS＜0，根据ΔG=ΔH-TΔS，T较小时，ΔG＜0，该反应在低温时能自发进行，答案选C。 12．工业上用CO2来生产燃料甲醇的反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，如图表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。下列关于该反应的说法中，正确的是（    ） A．ΔH<0，ΔS<0 B．ΔH<0，ΔS>0 C．ΔH>0，ΔS>0 D．ΔH>0，ΔS<0 【答案】A 【解析】依据反应和图象：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)，为气体分子数减少的反应，则为熵减少的反应，即△S＜0；反应物能量高于生成物的能量，该反应是放热反应，即△H＜0； 答案选A。 13．下列有关说法不正确的是（    ） A．某反应的ΔH＞0、ΔS＞0，则该反应一定不能正向进行 B．首先在实验室制得金属钠的科学家是戴维，同时他还制得了金属镁 C．生物炼铜的原理是利用某些具有特殊本领的细菌把不溶性的硫化铜转化为铜离子 D．为加快漂白精的漂白速率，使用时可滴加几滴醋酸 【答案】A 【解析】A．化学反应能否自发进行，取决于焓变和熵变的综合判据，当△G=△H-T△S＜0时，反应能自发进行，某反应的ΔH＞0、ΔS＞0，当T较高时△G=△H-T△S＜0，能自发进行，故A错误； B. 汉弗里·戴维是英国化学家，他首先制得金属钠，同时他还制得了金属镁，故B正确； C. 微生物法是采用某些细菌能用空气中的氧气氧化硫化铜，把不溶性的硫化铜氧化，硫从负二价被氧化成正六价，故最后转化成可溶的硫酸铜，故C正确； D．漂白精中含有次氯酸钙，在漂白精中滴加醋酸，醋酸酸性强于次氯酸，能够增大HClO的浓度，则氧化性增强，可增大漂白速率，故D正确； 故选A。 14．下列说法不正确的是(　　) A．焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数能自发进行的反应都是放热反应 B．在同一条件下物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大 C．一个反应能否自发进行取决于反应是放热还是吸热 D．一个反应能否自发进行与焓变和熵变的共同影响有关 【答案】C 【解析】A.焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，但不是唯一因素。焓减小有利于反应自发进行，即多数的自发反应都是放热反应，A项正确； B.熵是描述体系混乱度的物理量，熵值越大，体系混乱度越大。在同一条件下，不同物质的熵值不同，B项正确； C.实验证明大多数自发进行的反应是放热反应，也有一些吸热反应也能自发进行，如：NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)=CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝＋37.70 kJ·mol－1，C项错误； D.焓变与熵变对反应方向有着共同影响，焓减小有利于反应自发进行，熵增大有利于反应自发进行，D项正确。 故本题选C。 15．合成氨反应的生产条件选择中，能用勒夏特列原理解释的是 a.使用催化剂    b.高温    c.高压    d.及时将氨气液化从体系中分离出来 A．ac B．bc C．cd D．bd 【答案】C 【解析】合成氨反应是气体分子总数减少的放热反应； a．使用催化剂能加快反应速率、不能影响化学平衡，不能用勒夏特利原理加以解释，不符合；     b．高温平衡左移，不利于氨的合成，选择高温是因为催化剂活性大，反应速率快，故不能用勒夏特列原理解释，不符合；     c．高压有利于平衡右移，有利于氨的合成，能用勒夏特列原理解释，符合； d．及时将氨气液化从体系中分离出来，即减少生成物的浓度，有利于平衡右移，有利于氨的合成，能用勒夏特列原理解释，符合； 综上，选C。 16．工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。各步反应的能量变化如图所示，其中吸附在催化剂表面上的粒子用“*”标注。下列说法正确的有项 ①的   ②相同温度下，恒压比恒容的平衡转化率大 ③合成氨反应为熵减小的反应   ④“脱附”过程是放热过程   ⑤历程包含4个基元反应 ⑥通过液化分离，促进反应正向进行，增大平衡常数 ⑦若的物质的量分数为50%且不再变化不能作为平衡判据，则投入量 A．4个 B．5个 C．6个 D．7个 【答案】A 【解析】①由图象可以看出，反应物起始能量高于生成物，因此总反应为放热反应，故①错误； ②相同温度下，恒压时反应过程中体积减小，相当于增大压强，有利于正向进行，故②正确； ③合成氨反应气体体积减小，即为熵减小的反应，故③正确； ④“脱附”过程中需要从外界吸收热量，故④错误； ⑤历程包含四个步骤分别为： ⅰ.、ⅱ.、、ⅲ.、ⅳ.，故⑤正确； ⑥通过液化分离，使体系中氨气含量降低，促使平衡正移，但化学平衡常数不变，故⑥错误； ⑦若投入量，设N2的起始投料为1mol、N2转化量为x，则任意时刻，，，任意时刻的物质的量分数为，即的物质的量分数为定值，不能作为平衡判据，故⑦正确； 综上所述，正确的有②③⑤⑦，共4项，故答案为A。 17．对于可逆反应，下列研究目的和图示相符的是 研究 目的 压强对反应的影响 温度对反应的影响 平衡体系增加对反应的影响 催化剂对反应的影响 图示 【答案】C 【解析】A．图中，P1＞P2，该反应中增大压强，平衡向正反应方向移动，则氨气的体积分数增大，与图像不符，A错误； B．因该反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，则氮气的转化率降低，与图像中转化率增大不符，B错误； C．反应平衡后，增大氮气的量，则这一瞬间正反应速率增大，逆反应速率不变，然后正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大，直到达到新的平衡，与图像符合，C正确； D．因催化剂对化学平衡无影响，但催化剂可加快化学反应速率，则有催化剂时达到化学平衡的时间少，与图像不符，D错误； 故选C。 18．下列有关合成氨工业的说法正确的是 A．由于氨易液化，、在实际生产中可循环使用，所以总体来说合成氨的产率很高 B．铁触媒作催化剂可加快反应速率，且有利于化学平衡向合成氨的方向移动 C．合成氨工业的反应温度控制在400~500℃，目的是使化学平衡向正反应方向移动 D．从合成塔出来的混合气体中只占15%，故合成氨厂的产率都很低 【答案】A 【解析】A．由于氨易液化，N2和H2在实际生产中循环使用，所以总体来说，氨的产率很高，故A正确； B．催化剂只能改变反应速率，不能使平衡移动，故B错误； C．控制反应温度为400~500℃，一是为了使反应速率不至于很低，二是为了使催化剂活性最大，故C错误； D．虽然从合成塔出来的混合气体中NH3只占15%，但由于原料气N2和H2循环使用和不断分离出液氨，所以生产NH3的效率还是很高的，故D错误；故选A。 19．已知合成氨反应，既要使合成氨的产率增大，又要使反应速率加快，可采取的方法是 ①减压；②加压；③升温；④降温；⑤及时从平衡混合气中分离出；⑥补充或⑦加催化剂； A．③④⑤⑦ B．②④⑥ C．仅②⑥ D．②③⑥⑦ 【答案】C 【分析】合成氨反应，该反应的特点为：正反应放热且气体分子数减小；据此分析。 【解析】①减压，反应速率减慢，平衡逆向移动，的产率减小，①不可采取； ②加压，反应速率加快，平衡正向移动，的产率增大，②可采取； ③升温，反应速率加快，平衡逆向移动，的产率减小，③不可采取； ④降温，反应速率减慢，平衡正向移动，的产率增大，④不可采取； ⑤及时从平衡混合气中分离出，反应速率减慢，平衡正向移动，的产率增大，⑤不可采取； ⑥补充N2或H2，反应速率加快，平衡正向移动，的产率增大，⑥可采取； ⑦加催化剂，反应速率加快，但平衡不移动，的产率不变，⑦不可采取； 故选②⑥；故选C。 20．已知某反应的ΔH ＜0、ΔS＞0，对此反应叙述正确的是 A．该反应在任何情况下均能自发进行 B．该反应在任何情况下均不能自发进行 C．该反应在一定条件下能自发进行 D．条件不足，无法判断 【答案】A 【解析】根据ΔG＝ΔH−TΔS，某反应的ΔH＜0、ΔS＞0，则反应在任何情况下均能自发进行，故A正确。 综上所述，答案为A。 ( 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 $$