《化学基础》化学反应方向 知识点训练卷 2026版浙江省化工(环保)类考纲百套卷 第11卷
2025-06-17
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资源信息
| 学段 | 中职 |
| 学科 | 职教专业课 |
| 课程 | 无机化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | - |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 化学反应速率和化学平衡 |
| 使用场景 | 中职复习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 690 KB |
| 发布时间 | 2025-06-17 |
| 更新时间 | 2025-06-17 |
| 作者 | 中职智学舱 |
| 品牌系列 | 学易金卷·考纲百套卷 |
| 审核时间 | 2025-06-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52611226.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
编写说明:2026版浙江省单独招生考试《化工(环保)类考纲百套卷》,是依据浙江省高校招生职业技能考试大纲《化工(环保)类专业知识考试标准》编写,本套试卷共99份由三个部分组成。第一部分是知识点训练卷,每个考点2-6份试卷共78份;第二部分是常考题训练卷,考纲有四个知识模块,每个知识模块2-4份训练卷共11份;第三个部分是专业综合训练卷,参考历年来化工(环保)类专业知识真题试卷,编写的10份专业综合训练卷。
本试卷是2026版浙江省《化工(环保)类考纲百套卷》第11卷,按《化学基础》化学反应方向三点范围要求编写。其三点要求是:(1)理解影响化学反应速率的因素(2)掌握可逆反应与化学平衡的概念(3)掌握化学平衡移动方向的定性判断。
2026版浙江省《化工(环保)类考纲百套卷》 第11卷
知识模块1 化学基础
11.化学反应方向 知识点训练卷
考试时间60分钟 满分100分
班级________姓名________学号________成绩_________
一、单项选择题(本大题共10小题,每题3分,共30分)
1.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
2.下列过程属非自发的是( )
A.水由高处向低处流
B.室温下水结成冰
C.气体从高密度处向低密度处扩散
D.加热铁棒一端,热量传向另一端
3.下列对化学反应预测正确的是( )
选项
化学反应方程式
已知条件
预测
A
M(s)=X(g)+Y(s)
ΔH>0
它是非自发反应
B
W(s)+xG(g)=2Q(g)
ΔH<0,自发反应
x可能等于1、2、3
C
4X(g)+5Y(g)=4W(g)+6G(g)
能自发反应
ΔH一定小于0
D
4M(s)+N(g)+2W(l)=4Q(s)
常温下,自发进行
ΔH>0
4.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
5.下列有关化学反应方向的描述中正确的是( )
A.任何能使焓减小的过程都能自发进行
B.自发反应一定是熵增加,非自发反应一定是熵不变或减少
C.ΔH<0,ΔS>0,在通常状况下均可自发进行
D.ΔH>0,ΔS>0,较低温度有利于反应自发进行
6.1913年德国化学家哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法,从而大太满足了当时日益增长的人口对粮食的需求。下图是合成氨生产流程示意图,下列说法不正确的是( )
A.“干燥净化”可以防止催化剂中毒
B.“压缩机加压”既提高了原料的转化率又加快了反应速率
C.“冷却”提高了原料的平衡转化率和利用率
D.“铁触媒”在生产过程中需使用外加热源持续加热
7.工业生产苯乙烯是利用乙苯的脱氢反应。针对上述反应,在其它条件不变时,下列说法正确的是( )
A.加入适当催化剂,可以提高苯乙烯的产量
B.仅从平衡移动的角度分析,工业生产苯乙烯选择恒压条件优于恒容条件
C.加入乙苯至反应达到平衡过程中,混合气体的平均相对分子质量不断增大
D.在保持体积一定的条件下,充入较多的乙苯,可以提高乙苯的转化率
8.硫酸是一种重要的化工产品,目前主要采用“接触法”进行生产。有关反应的说法中不正确的是( )
A.实际生产中,、再循环使用提高原料利用率
B.实际生产中,为了提高反应速率,压强越高越好
C.在生产中,通入过量空气的目的是提高的转化率
D.实际生产中,选定400~500℃作为操作温度的主要原因是催化剂的活性最高
9.化学反应广泛联系生活、生产及研究领域。下列叙述与化学反应调控无关的是( )
A.油锅起火,盖上锅盖灭火
B.生产糖果,加入食用色素
C.鲜牛奶冷藏,冷链运输
D.工业合成氨,研发新型催化剂
10.合成氨的热化学方程式为 。最近,吉林大学与韩国、加拿大科研人员合作研究,提出基于机械化学(“暴力”干扰使铁活化)在较温和的条件下由氮气合成氨的新方案(过程如图所示),利用这种方案所得氨的体积分数平衡时可高达。下列说法正确的是( )
A.该方案所得氨的含量高,主要是因为使用了铁做催化剂
B.采用该方案生产氨气,活化能和均减小
C.该方案氨的含量高,与反应温度较低有关
D.为了提高氨气的产率,应尽量采取较高温度提高化学反应速率
二、判断题(本大题共10题,每题1分,共10分)
1.的反应,任何温度下都不能自发进行。( )
2.常温下,晶体与晶体的反应可自发进行。( )
3.反应的焓变是影响反应能否自发进行的一个因素。( )
4.常温下,反应可自发进行。( )
5.的反应一定能自发进行,的反应一定不能自发进行。( )
6.焓变与熵变均不是决定一个反应是否自发进行的唯一因素。( )
7.熵增加的反应一定能自发进行。( )
8.一个反应能否自发进行取决于该反应是放热还是吸热。( )
9.需要加热才能够进行的过程肯定不是自发过程。( )
10.非自发过程在一定条件下可能变成自发过程。( )
三、填空题(本大题共10题,每题2分,共20分)
1.自发反应的特征是具有 性,其逆过程在相同条件下 (填 “能” 或 “不能”)自发进行。
2.熵是衡量体系________的物理量,符号为 ,同一物质的熵值随物质的量增大而 (填 “增大” 或 “减小”)。
3.反应方向的自由能判据为 ΔG= ,当 ΔG 0 时,反应能自发进行。
4.合成氨反应 N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g) 的 ΔH________0(填 “>” 或 “<”),增大压强平衡向 (填 “正” 或 “逆”)反应方向移动。
5.某反应的 ΔH=+100 kJ/mol,ΔS=+200 J/(mol・K),则该反应能自发进行的最低温度为 K。
6.工业合成氨中,原料气 N₂和 H₂的投料比通常为 1∶2.8,目的是 ;分离出液氨的目的是 。
7.催化剂能加快反应速率的本质原因是 ,但不改变反应的 (填 “ΔH”“ΔS” 或 “ΔG”)。
8.合成氨工业中,不采用更高压强(如 100 MPa)的原因是 。
9.工业制硫酸中,SO₂催化氧化选择常压的原因是 。
10.生物质合成气可用于合成燃料甲醇。已知: 。
已知该反应的,该反应的焓变和熵变随温度变化很小,可视为常数,则此反应自发进行的温度范围是 (保留两位小数)。
四、计算题(本大题共2题,每题20分,共40分)
1.历史上诺贝尔化学奖曾经3次颁给研究合成氨的化学家。合成氨的原理为 。回答下列问题。
(1)t℃时,向填充有催化剂、体积为2L 的刚性容器中充入一定量的 和N2合成氨,实验中测得 c(NH3)随时间的变化如表所示:
时间/min
5
10
15
20
25
30
c(NH3)/mol·L⁻¹
0.08
0.14
0.18
0.20
0.20
0.20
5~15min内 N2的平均反应速率 =
下列情况能说明反应达到平衡状态的是 (填标号)。
A. B. 混合气体的相对分子质量不再变化
C. N2体积分数不再变化 D. 混合气体的密度保持不变
(2)如表列出了在不同温度和压强下,反应达到平衡时) 的百分含量 。
压强/MPa
温度/℃
0.1
10
20
30
60
100
200
15.3
81.5
86.4
89.9
95.4
98.8
300
2.2
52.0
64.2
71.0
84.2
92.6
400
0.4
25.1
38.2
47.0
65.5
79.8
500
0.1
10.6
19.1
26.4
42.2
57.5
600
0.05
4.5
9.1
13.8
23.1
31.4
①从表中数据得出,最优的条件是 。
②工业上通常选择在400~500℃和10~30MPa条件下合成氨, 原因是 。
2.化学反应方向的综合判据是判断反应能否白专进行的关键。由于反应的焓变、熵变随温度的变化较小,假设它们不随温度变化,根据下表数据。
化学反应
AH/kJ·mol—1
①
-98
57.2
②
393.5
-2.86
③
-176
-285
(1)根据表中数据可知:反应①在 下(填“高温”、“低温”、“任何温度)正向能自发进行。
(2)有人提出采用适当的催化剂,用热分解法分解CO2,以减少CO2的排放,你认为是否可行? (填“是”或“否”)。阐述判断的理由 。
(3)利用综合判据,计算反应③能正向自发进行的温度范围 。(写出过程)
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编写说明:2026版浙江省单独招生考试《化工(环保)类考纲百套卷》,是依据浙江省高校招生职业技能考试大纲《化工(环保)类专业知识考试标准》编写,本套试卷共99份由三个部分组成。第一部分是知识点训练卷,每个考点2-6份试卷共78份;第二部分是常考题训练卷,考纲有四个知识模块,每个知识模块2-4份训练卷共11份;第三个部分是专业综合训练卷,参考历年来化工(环保)类专业知识真题试卷,编写的10份专业综合训练卷。
本试卷是2026版浙江省《化工(环保)类考纲百套卷》第11卷,按《化学基础》化学反应方向三点范围要求编写。其三点要求是:(1)理解影响化学反应速率的因素(2)掌握可逆反应与化学平衡的概念(3)掌握化学平衡移动方向的定性判断。
2026版浙江省《化工(环保)类考纲百套卷》 第11卷
知识模块1 化学基础
11.化学反应方向 知识点训练卷
考试时间60分钟 满分100分
班级________姓名________学号________成绩_________
一、单项选择题(本大题共10小题,每题3分,共30分)
1.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。
2.下列过程属非自发的是( )
A.水由高处向低处流
B.室温下水结成冰
C.气体从高密度处向低密度处扩散
D.加热铁棒一端,热量传向另一端
【答案】B
【解析】A.水由高处向低处流势能减小,自发进行,A不符合题意;B.水结成冰这个变化,虽然是放热的,但是同时也是熵减的,因此必须在某一温度(0°C)以下才能自发进行,室温下不能自发进行,B符合题意;C.气体从高密度处向低密度处扩散是自发过程,C不符合题意;D.加热铁棒一端,热量传向另一端是自发过程,D不符合题意;故选B。
3.下列对化学反应预测正确的是( )
选项
化学反应方程式
已知条件
预测
A
M(s)=X(g)+Y(s)
ΔH>0
它是非自发反应
B
W(s)+xG(g)=2Q(g)
ΔH<0,自发反应
x可能等于1、2、3
C
4X(g)+5Y(g)=4W(g)+6G(g)
能自发反应
ΔH一定小于0
D
4M(s)+N(g)+2W(l)=4Q(s)
常温下,自发进行
ΔH>0
【答案】B
【解析】A.反应中气体分子数增大,则ΔS>0,又因ΔH>0,则反应高温自发,A错误;B.反应ΔH<0,且能自发进行,则可能ΔS>0、ΔS=0或ΔS<0,反应中气体分子数可能增大、不变或减小,B正确;C.反应中气体分子数增大,ΔS>0,又反应能自发,则ΔH>0、ΔH=0或ΔH<0都有可能,C错误;D.反应中气体分子数减小,ΔS<0,又常温自发,则必有ΔH<0,D错误;故选B。
4.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
【解析】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。
5.下列有关化学反应方向的描述中正确的是( )
A.任何能使焓减小的过程都能自发进行
B.自发反应一定是熵增加,非自发反应一定是熵不变或减少
C.ΔH<0,ΔS>0,在通常状况下均可自发进行
D.ΔH>0,ΔS>0,较低温度有利于反应自发进行
【答案】C
【解析】A.任何能使焓减小的过程不一定能自发进行,若是在高温下的熵减反应,不能自发进行,故A错误;B.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,故B错误;C.当△H<0,△S>0时,△G=△H-T•△S<0,一定能自发进行,故C正确;D.△H>0,△S>0,取决于反应的温度,较高温度有利于反应自发进行,故D错误;故选C。
6.1913年德国化学家哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法,从而大太满足了当时日益增长的人口对粮食的需求。下图是合成氨生产流程示意图,下列说法不正确的是( )
A.“干燥净化”可以防止催化剂中毒
B.“压缩机加压”既提高了原料的转化率又加快了反应速率
C.“冷却”提高了原料的平衡转化率和利用率
D.“铁触媒”在生产过程中需使用外加热源持续加热
【答案】D
【解析】A.合成氨反应的原料中含有能使催化剂中毒的杂质,所以“干燥净化”可以防止催化剂中毒,故A正确;B.合成氨反应是气体体积减小的反应,增大压强,化学反应速率加快,平衡向正反应方向移动,原料的转化率增大,所以“压缩机加压”既提高了原料的转化率又加快了反应速率,故B正确;C.氨气易液化,冷却时氨气转化为液氨,生成物的浓度减小,平衡向正反应方向移动,原料的转化率增大,所以“冷却”提高了原料的平衡转化率和利用率,故C正确;D.合成氨反应为放热反应,“铁触媒”在生产过程中可以通过反应放出的热量和热交换达到反应所需的温度,不需使用外加热源持续加热,故D错误;故选D。
7.工业生产苯乙烯是利用乙苯的脱氢反应。针对上述反应,在其它条件不变时,下列说法正确的是( )
A.加入适当催化剂,可以提高苯乙烯的产量
B.仅从平衡移动的角度分析,工业生产苯乙烯选择恒压条件优于恒容条件
C.加入乙苯至反应达到平衡过程中,混合气体的平均相对分子质量不断增大
D.在保持体积一定的条件下,充入较多的乙苯,可以提高乙苯的转化率
【答案】B
【解析】A.催化剂只改变反应速率,不影响平衡移动,加入催化剂,不能提高苯乙烯的产量,故A错误;B.反应后气体的物质的量增大,在恒容条件下,容器中气体的压强不断增大,不利于平衡向正向移动,因此工业生产苯乙烯选择恒压条件优于恒容条件,故B正确;C.加入乙苯至反应达到平衡过程中,气体的总质量不变,但物质的量逐渐增大,则混合气体的平均相对分子质量不断减小,故C错误;D.在保持体积一定的条件下,充入较多的乙苯,相当于在原来的基础上缩小体积,压强增大,则平衡逆向移动,乙苯的转化率减小,故D错误;故选B。
8.硫酸是一种重要的化工产品,目前主要采用“接触法”进行生产。有关反应的说法中不正确的是( )
A.实际生产中,、再循环使用提高原料利用率
B.实际生产中,为了提高反应速率,压强越高越好
C.在生产中,通入过量空气的目的是提高的转化率
D.实际生产中,选定400~500℃作为操作温度的主要原因是催化剂的活性最高
【答案】B
【解析】A.二氧化硫和氧气的反应为可逆反应,SO2和O2不能反应完,因此SO2和O2需再循环利用以提高原料利用率,A正确;B.压强过大,设备可能无法承受太大的压强,适当增大压强可提高反应速率和转化率,B错误;C.通入过量的空气,则反应平衡正向移动,SO2的转化率提高,C正确;D.实际生产中,温度为400-500℃时,催化剂的活性最高,因此400-500℃作为操作温度,D正确;故答案选B。
9.化学反应广泛联系生活、生产及研究领域。下列叙述与化学反应调控无关的是( )
A.油锅起火,盖上锅盖灭火
B.生产糖果,加入食用色素
C.鲜牛奶冷藏,冷链运输
D.工业合成氨,研发新型催化剂
【答案】B
【解析】A.油锅起火,盖上锅盖灭火,是隔绝空气灭火,与化学反应调控有关,A项正确;B.生产糖果,加入食用色素,与化学反应调控无关,B项错误;C.鲜牛奶冷藏,冷链运输,是降低温度,减缓反应速率,与化学反应调控有关,C项正确;D.工业合成氨,研发新型催化剂,加快反应速率,与化学反应调控有关,D项正确;答案选B。
10.合成氨的热化学方程式为 。最近,吉林大学与韩国、加拿大科研人员合作研究,提出基于机械化学(“暴力”干扰使铁活化)在较温和的条件下由氮气合成氨的新方案(过程如图所示),利用这种方案所得氨的体积分数平衡时可高达。下列说法正确的是( )
A.该方案所得氨的含量高,主要是因为使用了铁做催化剂
B.采用该方案生产氨气,活化能和均减小
C.该方案氨的含量高,与反应温度较低有关
D.为了提高氨气的产率,应尽量采取较高温度提高化学反应速率
【答案】C
【解析】A.由循环图看出,铁是合成氨的催化剂,但催化剂不影响平衡移动,A错误;B.使用催化剂能降低活化能,但不改变反应的,B错误;C.合成氨是放热反应,较低的反应温度有利于提高氮气的转化率及氨气的产率,C正确;D.合成氨是放热反应,温度过高会影响氨气的产率,D错误;故选C。
二、判断题(本大题共10题,每题1分,共10分)
1.的反应,任何温度下都不能自发进行。( )
2.常温下,晶体与晶体的反应可自发进行。( )
3.反应的焓变是影响反应能否自发进行的一个因素。( )
4.常温下,反应可自发进行。( )
5.的反应一定能自发进行,的反应一定不能自发进行。( )
6.焓变与熵变均不是决定一个反应是否自发进行的唯一因素。( )
7.熵增加的反应一定能自发进行。( )
8.一个反应能否自发进行取决于该反应是放热还是吸热。( )
9.需要加热才能够进行的过程肯定不是自发过程。( )
10.非自发过程在一定条件下可能变成自发过程。( )
【答案】(1)√(2)√(3)√(4)√(5)×(6)√(7)×(8)× (9) × (10) √
三、填空题(本大题共10题,每题2分,共20分)
1.自发反应的特征是具有 性,其逆过程在相同条件下 (填 “能” 或 “不能”)自发进行。
【答案】方向;不能
【解析】自发反应具有方向性,即某方向在一定条件下自发进行,其逆过程在该条件下不能自发进行,如高山流水的逆过程(水从低处流向高处)无法自发发生。
2.熵是衡量体系________的物理量,符号为 ,同一物质的熵值随物质的量增大而 (填 “增大” 或 “减小”)。
【答案】混乱程度;S;增大
【解析】熵是描述体系混乱度的物理量,物质的量越大,分子数越多,混乱度越大,熵值越大。
3.反应方向的自由能判据为 ΔG= ,当 ΔG 0 时,反应能自发进行。
【答案】ΔH-TΔS;<
【解析】自由能 ΔG 综合了焓变、熵变和温度的影响,当 ΔG<0 时,反应可自发进行。
4.合成氨反应 N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g) 的 ΔH________0(填 “>” 或 “<”),增大压强平衡向 (填 “正” 或 “逆”)反应方向移动。
【答案】<;正
【解析】合成氨反应为放热反应(ΔH<0),增大压强,平衡向气体体积减小的方向(正反应方向)移动。
5.某反应的 ΔH=+100 kJ/mol,ΔS=+200 J/(mol・K),则该反应能自发进行的最低温度为 K。
【答案】500
【解析】当 ΔG=ΔH-TΔS<0 时反应自发,即 100 kJ/mol-T×0.2 kJ/(mol・K)<0,解得 T>500 K。
6.工业合成氨中,原料气 N₂和 H₂的投料比通常为 1∶2.8,目的是 ;分离出液氨的目的是 。
【答案】提高 H₂的转化率;促使平衡正向移动
【解析】增大廉价原料 N₂的浓度,可提高 H₂的转化率;分离出液氨,降低生成物浓度,平衡向正反应方向移动。
7.催化剂能加快反应速率的本质原因是 ,但不改变反应的 (填 “ΔH”“ΔS” 或 “ΔG”)。
【答案】降低反应的活化能;ΔH、ΔS、ΔG
【解析】催化剂通过降低活化能加快反应速率,但不影响反应的焓变、熵变和自由能变。
8.合成氨工业中,不采用更高压强(如 100 MPa)的原因是 。
【答案】压强过高会增加设备成本和动力消耗,综合经济效益降低
【解析】虽然高压有利于提高转化率,但对设备强度和动力要求高,投资大,经济效益不佳。
9.工业制硫酸中,SO₂催化氧化选择常压的原因是 。
【答案】常压下 SO₂的平衡转化率已较高,增大压强对转化率提升不明显且成本增加
【解析】常压下 SO₂转化率已接近 98%,高压对设备要求高,经济性差。
10.生物质合成气可用于合成燃料甲醇。已知: 。
已知该反应的,该反应的焓变和熵变随温度变化很小,可视为常数,则此反应自发进行的温度范围是 (保留两位小数)。
【答案】T<409.45K
【解析】ΔG=ΔH-TΔS,ΔG <0,可自发进行,ΔG=ΔH-TΔS= -T×<0,T<409.45K。
四、计算题(本大题共2题,每题20分,共40分)
1.历史上诺贝尔化学奖曾经3次颁给研究合成氨的化学家。合成氨的原理为 。回答下列问题。
(1)t℃时,向填充有催化剂、体积为2L 的刚性容器中充入一定量的 和N2合成氨,实验中测得 c(NH3)随时间的变化如表所示:
时间/min
5
10
15
20
25
30
c(NH3)/mol·L⁻¹
0.08
0.14
0.18
0.20
0.20
0.20
5~15min内 N2的平均反应速率 =
下列情况能说明反应达到平衡状态的是 (填标号)。
A. B. 混合气体的相对分子质量不再变化
C. N2体积分数不再变化 D. 混合气体的密度保持不变
(2)如表列出了在不同温度和压强下,反应达到平衡时) 的百分含量 。
压强/MPa
温度/℃
0.1
10
20
30
60
100
200
15.3
81.5
86.4
89.9
95.4
98.8
300
2.2
52.0
64.2
71.0
84.2
92.6
400
0.4
25.1
38.2
47.0
65.5
79.8
500
0.1
10.6
19.1
26.4
42.2
57.5
600
0.05
4.5
9.1
13.8
23.1
31.4
①从表中数据得出,最优的条件是 。
②工业上通常选择在400~500℃和10~30MPa条件下合成氨, 原因是 。
【答案】(1) 0.005 BC
(2)200℃、100MPa 温度太低,反应速率太慢,不利于工业生产,温度太高,反应反应逆向进行;压强太小,反应太慢,压强过大,对设备要求高、损伤大,因此工业上通常选择在400~500℃和10~30MPa条件下合成氨。
【解析】(1)①5~15min内NH3的变化量为(0.18﹣0.08)mol·L-1=0.10mol·L-1,则v(NH3)==0.01mol·L-1·min-1,速率之比等于对应物质的化学计量数之比,则v(N2)=v(NH3)=0.005mol•L-1•min-1;
②A.速率之比等于对应物质的化学计量数之比,且没有标明正逆反应速率,则不能说明反应已达到平衡, A错误;B.由反应方程式可知,都为气体,气体的总物质的量随反应进行会发生变化,气体的总质量不变,则气体的相对分子质量会发生变化,则气体的相对分子质量不再变化时,说明反应已达到平衡,B正确;C.N2体积分数不再变化,N2的浓度不再改变,说明反应已达到平衡,C正确;D.气体的总质量和容器容积为定值,则气体的密度为定值,故气体的密度保持不变,不能说明反应已达到平衡,D错误;
(2)①由表格中数据可知,温度越高NH3的百分含量越小,压强越大NH3的百分含量越大,即温度越低,平衡时NH3的百分含量越大,最优的条件是200℃,100MPa;
②温度太低,反应速率太慢,不利于工业生产,温度太高,反应反应逆向进行;压强太小,反应太慢,压强过大,对设备要求高、损伤大,因此工业上通常选择在400~500℃和10~30MPa条件下合成氨。
2.化学反应方向的综合判据是判断反应能否白专进行的关键。由于反应的焓变、熵变随温度的变化较小,假设它们不随温度变化,根据下表数据。
化学反应
AH/kJ·mol—1
①
-98
57.2
②
393.5
-2.86
③
-176
-285
(1)根据表中数据可知:反应①在 下(填“高温”、“低温”、“任何温度)正向能自发进行。
(2)有人提出采用适当的催化剂,用热分解法分解CO2,以减少CO2的排放,你认为是否可行? (填“是”或“否”)。阐述判断的理由 。
(3)利用综合判据,计算反应③能正向自发进行的温度范围 。(写出过程)
【答案】(1)任何温度
(2)否 该反应为吸热、墒减的化学反应,在任何温度下都不能正向自发进行
(3),则,解得,即低于时反应③能正向自发进行
【解析】(1)由表中数据可知,反应①的H0,S0,在任何温度下都有H-TS0,所以反应①在任何温度下,都能正向自发进行,故答案为:任何温度都能;
(2)由表中数据可知,反应②的H0,S0,在任何温度下都有H-TS0,所以在任何温度下都不能正向自发进行,故答案为:不可行,该反应为吸热、熵减的化学反应,在任何温度下都不能正向自发进行;
(3)反应③的H=-176kJmol-1,S=285Jmol-1,H-TS0,则-176+0.285T<0,T617.5K 344.5,即低于344.5时反应③能正向自发进行,故答案为:低于344.5时反应③能正向自发进行。
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