专题05 化学反应的方向与调控（期中真题汇编，山东专用）高二化学上学期

专题05 化学反应的方向与调控 2大高频考点概览 考点01 焓变、熵变与化学反应方向 考点02 化学反应的调控 地 城 考点01 焓变、熵变与化学反应方向 焓变、熵变与化学反应方向 焓变、熵变与化学反应方向 物质的组成与分类 物质的组成与分类 1．(2024-2025·高二上·潍坊联考·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．(2024-2025·高二上·菏泽高级中学·期中)下列说法正确的是 A．吸热反应不可以自发进行 B．同种物质固态时，熵值最大 C．能够自发进行的反应一定是熵增的过程 D．铁在潮湿的空气中生锈的过程是自发的 3．(2024-2025·高二上·泰安外国语学校·期中)下列各说法中，正确的是 A．能够自发进行的反应不一定都是放热反应 B．能够自发进行的反应就一定能够发生并完成 C．同一物质：固体→液体→气体变化是焓减和熵增的过程 D．-10℃的水结成冰，可用熵变判据来解释该变化过程的自发性 4．(2024-2025·高二上·泰安实验学校·期中)下列反应在任何温度下均能自发进行的是 A．2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g)　ΔH＝＋163 kJ·mol－1 B．Ag(s)＋Cl2(g)===AgCl(s)　ΔH＝－127 kJ·mol－1 C．HgO(s)===Hg(l)＋O2(g)　ΔH＝＋91 kJ·mol－1 D．H2O2(l)===O2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－98 kJ·mol－1 5．(2024-2025·高二上·滨州高级中学·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．(2024-2025·高二上·商河一中·期中)对于化学反应方向的判断，下列说法中正确的是 A．温度、压强一定时，放热的熵减小的反应一定能自发进行 B．温度、压强一定时，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向 C．反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素 D．固体的溶解过程与熵变无关 7．(2024-2025·高二上·历城区联考·期中)以下说法中正确的是 A．所有∆H<0的反应均是自发反应 B．高锰酸钾加热分解是一个熵减小的过程 C．冰在室温下自动熔化成水，是熵增的过程 D．自发进行的反应一定能迅速进行 8．(2024-2025·高二上·东平统考·期中)关于化学反应进行的方向叙述正确的是 A．，时，反应自发进行，如金属钠和水的反应 B．凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的 C．自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小 D．过程的自发性不仅能用于判断过程的方向，还能确定过程是否一定能迅速发生 9．(2024-2025·高二上·油田二中·期中)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． 10．(2024-2025·高二上·菏泽高级中学·期中)实现“节能减排”和“低碳经济”的一个重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：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。 关于该反应的下列说法中正确的是 A．ΔH＞0，ΔS＞0 B．ΔH＞0，ΔS＜0 C．ΔH＜0，ΔS＜0 D．ΔH＜0，ΔS＞0 11．(2024-2025·高二上·泰山中学·期中)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 12．(2024-2025·高二上·烟台·期中)下列对化学反应预测正确的是 选项 化学方程式 已知条件 预测 A M(s)＝X(g)+Y(s) ∆H＞0 它是非自发反应 B 4M(s)+N(g)+2W(l)＝4Q(s) 常温下，自发进行 ∆H＞0 C 4X(g)+5Y(g)＝4W(g)+6G(g) 能自发进行 ∆H可能大于0 D W(s)+G(g)＝2Q(g) ∆H＞0 任何温度都能自发进行 A．A B．B C．C D．D 13．(2024-2025·高二上·莱芜一中·期中)下列说法正确的是 A．放热反应均是自发反应 B．2CO(g)=2C(s)+O2(g)已知△H>0，△S<0则一定不能自发进行 C．物质的量增加的反应，△S为正值 D．H2、I2、HI平衡混合气加压后颜色变深，能用勒夏特列原理解释 14．(2024-2025·高二上·新泰一中南校·期中)已知反应的为正值，为负值。设和不随温度而变，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．低温下不能自发进行，高温下能自发进行 D．任何温度下都不能自发进行 15．(2024-2025·高二上·枣庄·期中)节能减排是指节约物质资源和能量资源，减少废弃物和环境有害物的排放。 （1）实现“节能减排”和“低碳经济”的项重要课题就是如何将转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用来生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：，如图所示为该反应过程中的能量变化： 下列关于该反应的说法正确的是_____________(填序号)。 A．，       B．， C．，       D．， （2）将煤加工成水煤气可降低污染并提高燃料的利用率。将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气，反应方程式为，该反应的，。该反应在常温下_____________(填“能”或“不能”)自发进行。 地 城 考点02 化学反应的调控 化学反应的调控 化学反应的调控 物质的性质及转化 分散系、胶体的性质 1．(2024-2025·高二上·莱芜凤城高级中学·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 2．(2024-2025·高二上·曲师附中·期中)对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是 A．升高温度，对正反应的反应速率影响更大 B．增大压强，对正反应的反应速率影响更大 C．减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大 D．加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大 3．(2024-2025·高二上·泰安长城中学·期中)在一定条件下探究二甲醚的制备反应为2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH，测定结果如图所示。下列判断错误的是 A.该反应的ΔH＜0 B.该反应伴随着副反应的发生 C.工业上选择的较适宜温度为280～290 ℃ D.加入催化剂可以提高CH3OCH3的产率 4．(2024-2025·高二上·冠县联考·期中)合成氨反应达到平衡时，NH3的体积分数与温度、压强的关系如图所示。根据此图分析合成氨工业最有前途的研究方向是 A．提高分离技术 B．研制耐高压的合成塔 C．研制低温催化剂 D．探索不用N2和H2合成氨的新途径 5．(2024-2025·高二上·威海第一中学教学质量监测·期中)据报道，在300℃、70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实，其反应的化学方程式为2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)。下列叙述正确的是 A．相同条件下，2mol氢原子所具有的能量大于1mol氢分子所具有的能量 B．当v(CO2)=2v(CH3CH2OH)时，反应一定达到平衡状态 C．移去水蒸气，可增大正反应速率 D．恒压，充入惰性气体，化学反应速率增大 6．(2024-2025·高二上·烟台四中·期中)一定条件下，关于工业合成氨的反应，图甲表示该反应过程中的能量变化，图乙表示1 L密闭容器中n(N2)随时间的变化曲线，图丙表示在其他条件不变的情况下，改变起始时n(H2)对该平衡的影响。下列说法正确的是 A．甲：升高温度，该反应的平衡常数增大 B．乙：从11 min起其他条件不变，压缩容器的体积，则n(N2)的变化曲线为d C．乙：10 min内该反应的平均速率v(H2)=0. 03 mol·L-1·min-1 D．丙：温度T1＜T2，a、b、c三点所处的平衡状态中，b点N2的转化率最高 7．(2024-2025·高二上·济南·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 8．(2024-2025·高二上·章丘双语学校·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 9．(2024-2025·高二上·济宁·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 10．(2024-2025·高二上·青岛八中·期中)煤气化的一种方法是在气化炉中给煤炭加氢，发生的主要反应为C(s)＋2H2(g)⇌CH4(g)。在V L的密闭容器中投入a mol碳(足量)，同时通入2a mol H2，控制条件使其发生上述反应，实验测得碳的平衡转化率随压强及温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A．上述正反应为放热反应 B．在4 MPa、1 200 K时，图中X点v(H2)正＜v(H2)逆 C．在5 MPa、800 K时，该反应的平衡常数为 D．工业上维持6 MPa、1 000 K而不采用10 MPa、1000 K，主要是因为前者碳的转化率高 11．(2024-2025·高二上·枣庄·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 12．(2024-2025·高二上·肥城·期中)环戊烯(C5H8)是一种重要的有机化工原料，可用环戊二烯(C5H6)制备。T℃时，将环戊二烯和HI按物质的量之比1：2充入容积为2L的恒容密闭容器中，仅发生反应：，下列有关该反应的说法正确的是 已知： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： A．该反应在高温下可自发进行 B．升高温度，有利于提高环戊烯的平衡产率 C．反应达到平衡时，环戊二烯和碘化氢的转化率相等 D．降低温度，正反应速率改变程度大于逆反应速率改变程度 13．(2024-2025·高二上·潍坊联考·期中)某研究小组为探究催化剂对尾气中CO、NO转化的影响，将含NO和CO的尾气在不同温度下，以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)  △H<0，测量相同时间内逸出气体中NO的含量，从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率)，结果如图所示。 下列说法不正确的是 A．适当加压有助于脱氮率的提高 B．两种催化剂均能降低反应的活化能，但均不变 C．曲线Ⅱ中的催化剂的最适宜温度为450℃左右 D．a点的脱氮率是对应温度下的平衡脱氮率 14．(2024-2025·高二上·济南一中·期中)工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖。工业合成氨生产示意图如图所示。 （1）下列有关合成氨工业的说法正确的是___________ A．工业合成氨的反应是熵减小的放热反应，在低温或常温时可自发进行 B．合成氨反应中，反应物的总键能小于产物的总键能 C．合成氨厂一般采用的压强为，因为该压强下铁触媒的活性最高 D．N2的量越多，H2的转化率越大，因此，充入的N2越多越有利于NH3的合成 （2）循环利用的Y是氮气和氢气，目的是 。 （3）在合成氨工业中，要使氨的产率增大，同时又能提高反应速率，可采取的措施有 (填编号)。 ①使用催化剂     ②恒温恒容，增大原料气N2和H2充入量      ③及时分离产生的NH3 ④升高温度      ⑤恒温恒容，充入惰性气体Ar使压强增大 （4）氮的固定和氮的循环是几百年来科学家一直研究的课题。下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。 反应 大气固氮 N2(g)＋O2(g) 2NO(g) 工业固氮 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) 温度/℃ 27 2000 25 400 450 K 0.1 0.507 0.152 分析数据可知： ①在400℃下模拟工业固氮，某时刻c(N2)= c(H2)= c(NH3)=1mol·L-1，此时v正 v逆(填“>”“<”或“=”)。 ②人类不适合大规模模拟大气固氮的原因是 。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 化学反应的方向与调控 2大高频考点概览 考点01 焓变、熵变与化学反应方向 考点02 化学反应的调控 地 城 考点01 焓变、熵变与化学反应方向 焓变、熵变与化学反应方向 焓变、熵变与化学反应方向 物质的组成与分类 物质的组成与分类 1．(2024-2025·高二上·潍坊联考·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．(2024-2025·高二上·菏泽高级中学·期中)下列说法正确的是 A．吸热反应不可以自发进行 B．同种物质固态时，熵值最大 C．能够自发进行的反应一定是熵增的过程 D．铁在潮湿的空气中生锈的过程是自发的 【答案】D 【解析】A．吸热反应有时也可以自发进行，如NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O的反应是吸热反应，在常温下能够自发进行，A错误；B．同种物质的熵值大小：气态＞液态＞固态，因此同种物质固态时，熵值最小，气态时熵值最大，B错误；C．反应自发进行的条件是△H-T△S＜0，反应能否自发进行与焓变、熵变和反应温度有关，能够自发进行的反应不一定是熵增的过程，只有满足△H-T△S＜0的过程才是自发的，C错误；D．铁在潮湿空气中生锈，发生的是钢铁的吸氧腐蚀，是自发进行的放热反应，D正确；故合理选项是D。 3．(2024-2025·高二上·泰安外国语学校·期中)下列各说法中，正确的是 A．能够自发进行的反应不一定都是放热反应 B．能够自发进行的反应就一定能够发生并完成 C．同一物质：固体→液体→气体变化是焓减和熵增的过程 D．-10℃的水结成冰，可用熵变判据来解释该变化过程的自发性 【答案】A 【解析】A．反应放热有利于反应的自发进行，但焓变不是唯一的判据。能够自发进行的反应不一定都是放热反应，有些吸热反应也能自发进行，A正确；B．有些自发进行的反应需要在一定的温度下才能发生，比如碳酸钙的分解常温很难自发进行，但加热到一定温度碳酸钙分解为二氧化碳和氧化钙，B错误；C．同一物质：由固体→液体→气体变化体系混乱程度增加，是熵增的过程，C错误 ；D．水结成冰是熵减小的过程，依据熵判据应该是非自发的，D错误；故答案为：A。 4．(2024-2025·高二上·泰安实验学校·期中)下列反应在任何温度下均能自发进行的是 A．2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g)　ΔH＝＋163 kJ·mol－1 B．Ag(s)＋Cl2(g)===AgCl(s)　ΔH＝－127 kJ·mol－1 C．HgO(s)===Hg(l)＋O2(g)　ΔH＝＋91 kJ·mol－1 D．H2O2(l)===O2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－98 kJ·mol－1 【答案】D 【解析】反应能自发进行的前提条件是反应的ΔH－TΔS<0，温度的变化可能使ΔH－TΔS的符号发生变化。A项，ΔH>0，ΔS<0，在任何温度下，ΔH－TΔS>0，即任何温度下，反应都不能自发进行；B项，ΔH<0，ΔS<0，在较低温度下，ΔH－TΔS<0，即反应温度不能过高；C项，ΔH>0，ΔS>0，若使反应自发进行，即ΔH－TΔS<0，必须提高温度，即反应只有在较高温度时能自发进行；D项，ΔH<0，ΔS>0，在任何温度下，ΔH－TΔS<0，即在任何温度下反应均能自发进行。 5．(2024-2025·高二上·滨州高级中学·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。 6．(2024-2025·高二上·商河一中·期中)对于化学反应方向的判断，下列说法中正确的是 A．温度、压强一定时，放热的熵减小的反应一定能自发进行 B．温度、压强一定时，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向 C．反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素 D．固体的溶解过程与熵变无关 【答案】B 【解析】化学反应的方向由焓变和熵变共同决定，不能仅用焓变或熵变判断反应的方向。 7．(2024-2025·高二上·历城区联考·期中)以下说法中正确的是 A．所有∆H<0的反应均是自发反应 B．高锰酸钾加热分解是一个熵减小的过程 C．冰在室温下自动熔化成水，是熵增的过程 D．自发进行的反应一定能迅速进行 【答案】C 【解析】A．高温条件下熵减的放热反应的∆H—T∆S＞0，反应不能自发进行，故A错误；B．高锰酸钾受热分解生成氧气的反应是一个熵增的反应，故B错误；C．冰在室温下自动熔化成水是一个混乱度增大的熵增的过程，故C正确；D．反应能否自发进行与反应速率无关，则自发进行的反应不一定能迅速进行，如氢气和氧气在常温下化合成水是一个自发反应，但是反应速率非常慢，实际上是不能发生的，故D错误；故选C。 8．(2024-2025·高二上·东平统考·期中)关于化学反应进行的方向叙述正确的是 A．，时，反应自发进行，如金属钠和水的反应 B．凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的 C．自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小 D．过程的自发性不仅能用于判断过程的方向，还能确定过程是否一定能迅速发生 【答案】A 【解析】A．金属钠和水的反应放热、熵增大，，，，所以反应自发进行，故A正确；B．熵变、焓变共同决定反应方向，放热反应不一定都能自发进行，吸热反应不一定不能自发进行，故B错误；C．熵变、焓变共同决定反应方向，自发反应不一定熵增大，非自发反应不一定熵减小，故C错误；D．过程的自发性能用于判断过程的方向，但自发反应过程不一定能迅速发生，故D错误；选A。 9．(2024-2025·高二上·油田二中·期中)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。 10．(2024-2025·高二上·菏泽高级中学·期中)实现“节能减排”和“低碳经济”的一个重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：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。 关于该反应的下列说法中正确的是 A．ΔH＞0，ΔS＞0 B．ΔH＞0，ΔS＜0 C．ΔH＜0，ΔS＜0 D．ΔH＜0，ΔS＞0 【答案】C 【解析】根据反应过程中能量变化的情况可知反应物的总能量高于生成物的总能量，反应放热，ΔH＜0；该反应发生后气体的物质的量减小，ΔS＜0。 11．(2024-2025·高二上·泰山中学·期中)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。 12．(2024-2025·高二上·烟台·期中)下列对化学反应预测正确的是 选项 化学方程式 已知条件 预测 A M(s)＝X(g)+Y(s) ∆H＞0 它是非自发反应 B 4M(s)+N(g)+2W(l)＝4Q(s) 常温下，自发进行 ∆H＞0 C 4X(g)+5Y(g)＝4W(g)+6G(g) 能自发进行 ∆H可能大于0 D W(s)+G(g)＝2Q(g) ∆H＞0 任何温度都能自发进行 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【解析】在等温、等压条件下，化学反应的方向是由反应的焓变和熵变共同决定的。化学反应自发进行的最终判据是吉布斯自由能变，自由能一般用∆G来表示，且∆G＝∆H－T∆S，当∆G＝∆H－T∆S＜0时，反应向正反应方向能自发进行；当∆G＝∆H－T∆S＝0时，反应达到平衡状态；当∆G＝∆H－T∆S＞0时，反应不能向正反应方向自发进行；据此解答。A项，反应气体系数增大，为熵增大的反应，∆S＞0，∆H＞0，在高温条件下能自发进行，错误；B项，为气体系数减小的反应，∆S＜0，当∆H＞0时，∆H－T∆S＞0，一定不能自发进行，错误；C项，反应为气体系数增大的反应，∆S＞0，所以当∆H＜0，一定满足∆H－T∆S＜0，反应一定能够自发进行，当∆H＞0时，当高温时，∆H－T∆S＜0，成立，可以自发进行，正确；D项，反应为气体系数增大的反应，∆S＞0，由∆H＞0，则满足∆H－T∆S＜0，反应在高温下自发进行，错误。 13．(2024-2025·高二上·莱芜一中·期中)下列说法正确的是 A．放热反应均是自发反应 B．2CO(g)=2C(s)+O2(g)已知△H>0，△S<0则一定不能自发进行 C．物质的量增加的反应，△S为正值 D．H2、I2、HI平衡混合气加压后颜色变深，能用勒夏特列原理解释 【答案】B 【解析】A．△G=△H-T△S<0的反应可自发进行，放热反应不一定为自发进行的反应，与焓变和熵变有关，A错误；B．△G=△H-T△S<0的反应可自发进行，当△H>0，△S<0时，△G>0，反应一定不能自发进行，B正确；C．对于有气体参加的反应，气体体积增大的反应，△S为正值，不能简单分析物质的量增加，需排除固体和液体的化学计量数，C错误；D．H2、I2、HI平衡混合气加压后颜色变深，与浓度增大有关，平衡不移动，则不能用勒夏特列原理解释，D错误；答案选B。 14．(2024-2025·高二上·新泰一中南校·期中)已知反应的为正值，为负值。设和不随温度而变，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．低温下不能自发进行，高温下能自发进行 D．任何温度下都不能自发进行 【答案】D 【解析】ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG<0时，反应能自发进行。因为ΔH>0，ΔS<0，T>0，故ΔH－TΔS>0，此反应任何温度下非自发，D正确。 15．(2024-2025·高二上·枣庄·期中)节能减排是指节约物质资源和能量资源，减少废弃物和环境有害物的排放。 （1）实现“节能减排”和“低碳经济”的项重要课题就是如何将转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用来生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：，如图所示为该反应过程中的能量变化： 下列关于该反应的说法正确的是_____________(填序号)。 A．，       B．， C．，       D．， （2）将煤加工成水煤气可降低污染并提高燃料的利用率。将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气，反应方程式为，该反应的，。该反应在常温下_____________(填“能”或“不能”)自发进行。 【答案】     C     不能 【解析】（1）由图象可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，反应放热，；该反应为反应前后气体分子数减小的反应，则，故答案为C； （2）由，所以该反应在常温下不能自发进行。 地 城 考点02 化学反应的调控 化学反应的调控 化学反应的调控 物质的性质及转化 分散系、胶体的性质 1．(2024-2025·高二上·莱芜凤城高级中学·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。 2．(2024-2025·高二上·曲师附中·期中)对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是 A．升高温度，对正反应的反应速率影响更大 B．增大压强，对正反应的反应速率影响更大 C．减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大 D．加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大 【答案】B 【解析】A项，合成氨反应的正反应是放热反应，升高温度，正、逆反应的反应速率都增大，但是温度对吸热反应的速率影响更大，所以对该反应来说，升高温度对逆反应的反应速率影响更大，错误；B项，合成氨的正反应是气体体积减小的反应，增大压强，对正反应的反应速率影响更大，正确；C项，减小反应物浓度，正反应速率瞬间减小，由于生成物的浓度没有变化，所以逆反应速率瞬间不变，然后逐渐减小，故减小反应物浓度，对正反应的反应速率影响更大，错误；D项，加入催化剂，对正、逆反应的反应速率影响相同，错误。 3．(2024-2025·高二上·泰安长城中学·期中)在一定条件下探究二甲醚的制备反应为2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH，测定结果如图所示。下列判断错误的是 A.该反应的ΔH＜0 B.该反应伴随着副反应的发生 C.工业上选择的较适宜温度为280～290 ℃ D.加入催化剂可以提高CH3OCH3的产率 【答案】D 4．(2024-2025·高二上·冠县联考·期中)合成氨反应达到平衡时，NH3的体积分数与温度、压强的关系如图所示。根据此图分析合成氨工业最有前途的研究方向是 A．提高分离技术 B．研制耐高压的合成塔 C．研制低温催化剂 D．探索不用N2和H2合成氨的新途径 【答案】C 【解析】由题图可知，NH3的体积分数随着温度的升高而显著下降，故要提高NH3的体积分数，必须降低温度，但目前所用催化剂铁触媒的活性最高时的温度为500 ℃，故最有前途的研究方向为研制低温催化剂。 5．(2024-2025·高二上·威海第一中学教学质量监测·期中)据报道，在300℃、70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实，其反应的化学方程式为2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)。下列叙述正确的是 A．相同条件下，2mol氢原子所具有的能量大于1mol氢分子所具有的能量 B．当v(CO2)=2v(CH3CH2OH)时，反应一定达到平衡状态 C．移去水蒸气，可增大正反应速率 D．恒压，充入惰性气体，化学反应速率增大 【答案】A 【解析】A．氢原子结合生成氢气分子，氢原子之间形成化学键释放能量，则2 mol氢原子所具有的能量高于1 mol氢分子所具有的能量，A正确；B．未指出反应速率的正、逆，因此不能判断反应是否处于平衡状态，B错误；C．移去水蒸气的瞬间，正反应速率不变，逆反应速率减小，由于正反应速率大于逆反应速率，化学平衡正向移动，反应物浓度减小，正反应速率减小，C错误；D．恒压，充入惰性气体，则容器体积增大，反应体系中各气体物质的浓度减小，反应速率减慢，D错误；答案选A。 6．(2024-2025·高二上·烟台四中·期中)一定条件下，关于工业合成氨的反应，图甲表示该反应过程中的能量变化，图乙表示1 L密闭容器中n(N2)随时间的变化曲线，图丙表示在其他条件不变的情况下，改变起始时n(H2)对该平衡的影响。下列说法正确的是 A．甲：升高温度，该反应的平衡常数增大 B．乙：从11 min起其他条件不变，压缩容器的体积，则n(N2)的变化曲线为d C．乙：10 min内该反应的平均速率v(H2)=0. 03 mol·L-1·min-1 D．丙：温度T1＜T2，a、b、c三点所处的平衡状态中，b点N2的转化率最高 【答案】B 【解析】A．由图象甲分析，反应是放热反应，升高温度化学平衡逆向移动，则升高温度，该反应的平衡常数减小，故A错误；B．其他条件不变，压缩容器的体积，氮气的物质的量不变，平衡正移，氮气然后逐渐减少，由图可知，n(N2)的变化曲线为d，故B正确；C．由图乙信息，10min内氮气减少了0.3mol，则氮气的速率的为，氢气的速率为0.03mol•L-l•min-l×3=0.09mol•L-l•min-l，故C错误；D．由图丙可知，氢气的起始物质的量相同时，温度T1平衡后，氨气的含量更高，该反应为放热反应，降低温度平衡向正反应移动，故温度T1＜T2，a、b、c都处于平衡状态，达平衡后，增大氢气用量，氮气的转化率增大，故a、b、c三点中，c的氮气的转化率最高，故D错误；故选：B。 7．(2024-2025·高二上·济南·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 【解析】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。 8．(2024-2025·高二上·章丘双语学校·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 【解析】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。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。 9．(2024-2025·高二上·济宁·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 【解析】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。 10．(2024-2025·高二上·青岛八中·期中)煤气化的一种方法是在气化炉中给煤炭加氢，发生的主要反应为C(s)＋2H2(g)⇌CH4(g)。在V L的密闭容器中投入a mol碳(足量)，同时通入2a mol H2，控制条件使其发生上述反应，实验测得碳的平衡转化率随压强及温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A．上述正反应为放热反应 B．在4 MPa、1 200 K时，图中X点v(H2)正＜v(H2)逆 C．在5 MPa、800 K时，该反应的平衡常数为 D．工业上维持6 MPa、1 000 K而不采用10 MPa、1000 K，主要是因为前者碳的转化率高 【答案】C 【解析】A．升高温度，碳的平衡转化率增大，则平衡正向移动，上述正反应为吸热反应，A不正确；B．在4 MPa、1 200 K时，图中X点未达平衡，碳的转化率应不断升高，直至达到平衡，所以v(H2)正＞v(H2)逆，B不正确；C．在5 MPa、800 K时，碳的平衡转化率为50%，则平衡时H2的物质的量为amol，CH4的物质的量为0.5amol，该反应的平衡常数为=，C正确；D．从图中可以看出，从6 MPa、1 000 K到10 MPa、1000 K，碳的平衡转化率增大，但幅度不大，而对消耗的动力增加、对设备的要求提高，经济上不合算，所以工业上维持6 MPa、1 000 K而不采用10 MPa、1000 K，D不正确；故选C。 11．(2024-2025·高二上·枣庄·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 【解析】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。 12．(2024-2025·高二上·肥城·期中)环戊烯(C5H8)是一种重要的有机化工原料，可用环戊二烯(C5H6)制备。T℃时，将环戊二烯和HI按物质的量之比1：2充入容积为2L的恒容密闭容器中，仅发生反应：，下列有关该反应的说法正确的是 已知： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： A．该反应在高温下可自发进行 B．升高温度，有利于提高环戊烯的平衡产率 C．反应达到平衡时，环戊二烯和碘化氢的转化率相等 D．降低温度，正反应速率改变程度大于逆反应速率改变程度 【答案】C 【解析】A．据盖斯定律：Ⅰ-Ⅲ得C5H6(g)+2HI(g)⇌C5H8(g)+I2(g)ΔH=(-100.5+11)kJ•mol-1=-89.54kJ•mol-1，该反应ΔH＜0，ΔS＜0，根据ΔG=ΔH-TΔS，在低温时ΔG＜0，该反应能自发进行，故A错误；B．该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，不利于提高环戊烯的产率，故B错误；C．起始将环戊二烯和HI物质的量之比1：2，根据方程式，转化环戊二烯和HI物质的量之比1：2，则反应达到平衡时，C5H6和HI的转化率相等，故C正确；D．反应为放热反应，降低温度，平衡正向进行，逆反应速率改变程度大于正反应速率改变程度，故D错误；故选：C。 13．(2024-2025·高二上·潍坊联考·期中)某研究小组为探究催化剂对尾气中CO、NO转化的影响，将含NO和CO的尾气在不同温度下，以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)  △H<0，测量相同时间内逸出气体中NO的含量，从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率)，结果如图所示。 下列说法不正确的是 A．适当加压有助于脱氮率的提高 B．两种催化剂均能降低反应的活化能，但均不变 C．曲线Ⅱ中的催化剂的最适宜温度为450℃左右 D．a点的脱氮率是对应温度下的平衡脱氮率 【答案】D 【解析】A．该反应为气体分子数减小的反应，适当加压，平衡正向移动，脱氮率增大，故A正确，不符合题意；B．催化剂可降低反应的活化能，但不改变反应的，故B正确，不符合题意；C．由图可知，曲线Ⅱ中450℃左右脱氮率最大，则曲线Ⅱ中的催化剂的最适宜温度为450℃左右，故C正确，不符合题意；D．因为该反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，则a点对应温度下的平衡脱氮率应大于450℃下的脱氮率，故D错误，符合题意；答案选D。 14．(2024-2025·高二上·济南一中·期中)工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖。工业合成氨生产示意图如图所示。 （1）下列有关合成氨工业的说法正确的是___________ A．工业合成氨的反应是熵减小的放热反应，在低温或常温时可自发进行 B．合成氨反应中，反应物的总键能小于产物的总键能 C．合成氨厂一般采用的压强为，因为该压强下铁触媒的活性最高 D．N2的量越多，H2的转化率越大，因此，充入的N2越多越有利于NH3的合成 （2）循环利用的Y是氮气和氢气，目的是 。 （3）在合成氨工业中，要使氨的产率增大，同时又能提高反应速率，可采取的措施有 (填编号)。 ①使用催化剂     ②恒温恒容，增大原料气N2和H2充入量      ③及时分离产生的NH3 ④升高温度      ⑤恒温恒容，充入惰性气体Ar使压强增大 （4）氮的固定和氮的循环是几百年来科学家一直研究的课题。下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。 反应 大气固氮 N2(g)＋O2(g) 2NO(g) 工业固氮 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) 温度/℃ 27 2000 25 400 450 K 0.1 0.507 0.152 分析数据可知： ①在400℃下模拟工业固氮，某时刻c(N2)= c(H2)= c(NH3)=1mol·L-1，此时v正 v逆(填“>”“<”或“=”)。 ②人类不适合大规模模拟大气固氮的原因是 。 【答案】（1）AB （2）提高氮气和氢气转化率 （3）② （4）< 大气固氮为吸热反应，温度高达2000℃时，K值仍然很小，正向进行的程度很小，转化率很低，不适合大规模生产 【解析】（1）A项，根据ΔG=ΔH-TΔS<0时反应自发进行，该反应ΔH<0，ΔS<0，则在低温或常温时自发进行，故A正确；B项，合成氨为放热反应，说明反应物断键吸收能量小于产物成键放出能量，故B正确；C项，合成氨厂一般采用的压强为10MPa ~30MPa，因为高压利于氨的合成，且能提高反应速率，与催化剂活性无关，故C错误；D项，N2的量越多，H2的转化率越大，当氢气转化至一定程度，多余的氮气对反应无促进作用，故D错误；故选AB； （2）合成氨的反应为可逆反应，氮气和氢气不能完全转化，循环使用可提高氮气和氢气转化率； （3）①使用催化剂，只能提高反应速率，不能提高产率； ②恒温恒容，增大原料气N2和H2充入量，反应物浓度增大，提高反应速率，压强增大，提高产率；③及时分离产生的NH3，可提高反应物转化率，但不能提升反应速率；④该反应为放热反应，升高温度，可提高反应速率，但平衡逆向移动，不能提高产率；⑤恒温恒容，充入惰性气体Ar使压强增大，反应物浓度不变，速率不变；所以要使氨的产率增大，同时又能提高反应速率，可采取的措施②； （4）①在400℃下模拟工业固氮，某时刻c(N2)= c(H2)= c(NH3)=1mol·L-1，此时浓度商，说明平衡逆向移动，所以v正<v逆；②根据表中数据可知，温度升高到2000℃，K=0.1，转化率较低，不适合大规模生产。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $