专题06 化学反应的方向及调控（期中真题汇编，天津专用）高二化学上学期

专题06 化学反应的方向及调控 3大高频考点概览 考点01 化学反应进行方向的判据 考点02 合成氨条件的选择 地 城 考点01 化学反应进行方向的判断依据 1．(24-25高二上·天津第二十中学·期中)下列说法不正确的是 A．反应 ，该反应能自发进行 B．能发生化学反应的分子，肯定是活化分子 C．反应：能否自发进行，主要由决定 D．升高温度或加入催化剂都能使单位体积内活化分子的百分数增大，原因不同 【答案】A 【详解】A．反应 ，且该反应熵减，则该反应不能自发进行，A符合题意； B．活化分子具有足够的能量和合适的取向才能发生有效碰撞，所以能发生化学反应的分子，肯定是活化分子，B不符合题意； C．分解反应：是吸热过程，该反应正反应为熵增反应，则能否自发进行，主要由决定，C不符合题意； D．升高温度使体系分子获得了能量，使部分普通分子成为活化分子，从而增大单位体积内活化分子百分数；加入催化剂降低了反应的活化能，使部分普通分子成为活化分子，从而增大单位体积内活化分子百分数，D不符合题意； 故选A。 2．(24-25高二上·天津第一中学·期中)下列说法正确的是 A．的反应在温度低时不能自发进行 B．室温下冰自动融化成水，这是熵增的过程 C．合成氨工业中，选择高温高压条件都符合勒夏特列原理 D．在充有和混合气体的恒温恒容密闭容器中充入气体物质的量减小 【答案】B 【详解】A．，反应始终满足，说明该反应在任何温度下均能够自发进行，A错误； B．室温下冰自动融化成水，说明室温下，冰融化是吸热过程，则说明该过程是熵增的过程，B正确； C．合成氨的反应为，根据勒夏特列原理，对于放热反应，降低温度有利于平衡向正反应方向移动。高温不符合勒夏特列原理，高压符合勒夏特列原理，因为增大压强平衡向气体体积减小的方向（正反应方向）移动，C错误； D．在充有和混合气体的恒温恒容密闭容器中充入容器体积不变，各物质的浓度不变，平衡不移动，气体物质的量不变，D错误； 故选B。 3．(24-25高二上·天津第一中学·期中)自然界中有一些过程是自发进行的，而且是有方向性的。下列说法中正确的是 A．、时是熵减反应 B．的反应在任何温度下都能自发进行 C．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的反应 D．可逆反应正向进行时。正反应具有自发性，一定小于零 【答案】B 【详解】A．是熵增反应，A错误； B．，则，反应在任何温度下都能自发进行，B正确； C．同种物质的熵值，液体大于固体，故冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程，但不是反应，C错误； D．可逆反应正向进行时，正反应具有自发性，可能大于零，D错误； 故选B。 4．(24-25高二上·天津南开区·期中)下列说法不正确的是 A．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程 B．当ΔH<0，ΔS>0时，反应能自发进行 C．2NO(g)+ 2CO(g) = N2(g)+ 2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的ΔH>0 D．反应NH3(g) + HCl(g) = NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH<0 【答案】C 【详解】A．熵代表混乱度，液体混乱度＞固体混乱度，则冰在室温下自动熔化成水，是熵增的过程，A正确； B．当ΔH<0，ΔS>0时，ΔG=ΔH-TΔS<0，反应能自发进行，B正确； C．该反应是气体体积减小的熵减反应，根据复合判据ΔG=ΔH-TΔS知，在常温下能自发进行，则该反应ΔH<0，C错误； D．该反应是气体体积减小的熵减反应，根据复合判据ΔG=ΔH-TΔS<0，在常温下能自发进行，则该反应ΔH<0，D正确； 故选C。 5．(24-25高二上·天津第二十中学·期中)下列说法正确的是 A．两份等物质的量的同种物质的熵一定相等 B．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快 C．同温同压下，在光照和点燃条件下的不相同 D．升高温度，一般可使活化分子的百分数增大，因而反应速率增大 【答案】D 【详解】A．熵是衡量物质混乱程度的物理量，同一物质的熵：气体>液态>固体，所以两份等物质的量的物质的熵不一定相等，还与物质的状态有关，选项A错误； B．海水中有大量的盐溶解，更容易腐蚀，所以钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中的快，选项B错误； C．反应的热效应只与始态、终态有关，与过程无关，所以同温同压下，在光照和点燃条件下的相同，选项C错误； D．升高温度，活化分子的百分数增大，有效碰撞次数增多，反应速率增大，选项D正确； 答案选D。 6．(24-25高二上·天津第二十中学·期中)下列反应一定属于非自发进行的是 A．N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)     △H=+67.7kJ/mol B．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)     △H=+1921.8kJ/mol C．C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)     △H=-2804kJ/mol D．2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)     △H=-566kJ/mol 【答案】A 【分析】根据复合判据，当时，反应可以自发进行，以此解题。 【详解】A．反应特征分析，反应的△H> 0，△S<0，则△H-T△S>0，反应一定非自发进行，故A符合； B．反应△H>0，△S>0，高温下可能△H-T△S<0，故B不符合； C．反应的△H <0，△S=0，则△H-T△S<0，反应一定自发进行，故C不符合； D．反应△H<0，△S<0，则△H-T△S>0，低温下反应可能自发进行，故D不符合； 故选A。 7．(24-25高二上·天津滨海新区·期中)下列变化过程中，△S<0的是 A．氨气与氯化氢反应产生白烟 B．蔗糖溶于水 C．浓硝酸见光分解 D．锌粒投入盐酸中 【答案】A 【详解】A．氨气与氯化氢合成氯化铵，气体体积减小，△S<0，故A正确； B．蔗糖溶于水，混乱度增大，△S>0，故 B错误； C．浓硝酸见光分解为二氧化氮氧气和水，△S>0，故 C错误； D．锌粒投入盐酸中生产氢气，△S>0，故 D错误； 故选A。 8．(24-25高二上·天津滨海新区·期中)针对反应，下列说法正确的是 A．低温下能自发进行 B．高温下能自发进行 C．任何温度下都不能自发进行 D．任何温度下都能自发进行 【答案】C 【详解】C燃烧生成CO为放热反应，则反应2CO(g)=2C(s)+O2(g) 为吸热反应，，且该反应为熵减反应，，则，即在任何温度下都不能自发进行，故选C。 9．(24-25高二上·天津西青区张家窝中学·期中)下列说法正确的是 A．凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的 B．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小 C．常温下，反应C(s)+CO2(g)⇌2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0 D．反应2Mg(s)+CO2(g)=C(s)+2MgO(s)能自发进行，则该反应的ΔH>0 【答案】C 【详解】A．放热反应△H＜0，△S＜0时低温自发进行，高温非自发进行，吸热反应△H＞0，△S＞0时，高温反应自发进行，故A错误； B．焓变和熵变共同决定反应是否自发，所以自发反应的熵不一定增大，非自发反应的熵也不一定减小，故B错误； C．反应C(s)+CO2(g)⇌2CO(g)的ΔS＞0，但在常温下不能自发进行，则表明该反应的△H＞0，故C正确； D．该反应能自发进行，则△G=△H-T△S＜0，该反应△S＜0，要使该反应△G=△H-T△S＜0，△H＜0，故D错误。 答案选C。 10．(24-25高二上·天津第四十七中学·期中)某反应只有在高温下才具有自发性，则对该反应的△H和△S判断正确的是 A．△H>0、△S>0 B．△H<0、△S<0 C．△H>0、△S<0 D．△H<0、△S>0 【答案】A 【分析】依据△G=△H-T△S<0 。 【详解】依据△G=△H -T△S<0，判断反应在什么情况下能够自发进行： A．△H>0、△S>0，在高温下反应能自发进行，A符合题意； B．△H<0、△S<0，在低温下反应能自发进行，B不符合题意； C．△H>0、△S<0，很难自发进行，C不符合题意； D．△H<0、△S>0，反应一定能自发进行，D不符合题意； 答案选A。 地 城 考点02 合成氨条件的选择 11．(24-25高二上·天津四校（杨柳青一中、咸水沽一中、四十七中、一百中学）·期中)合成氨解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿和死亡问题，下列有关工业合成氨的说法错误的是 A．反应物是和 B．过程属于生物固氮 C．反应属于可逆反应 D．反应条件是高温、高压、催化剂 【答案】B 【详解】A．工业合成氨的原料是N2和H2  ，故A正确； B．工业合成氨属于人工固氮，故B错误； C．工业合成氨N2+3H2⇌2NH3是一个可逆反应，故C正确； D．为了有利于合成氨，选择了500℃左右的高温，20MPa-50MPa的高压，同时使用铁触媒做催化剂，故D正确； 故选：B。 12．(24-25高二上·天津四校（杨柳青一中、咸水沽一中、四十七中、一百中学）·期中)合成氨对人类生存和发展有着重要意义，1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨，实现了人工固氮，其合成原理为：  。下列说法不符合工业合成氨生产实际的是 A．增大压强，可增加单位体积内的活化分子数目，则速率增大 B．实际生产温度主要由催化剂决定 C．在实际生产中温度越高，化学反应速率一定越快 D．液化分离有利于合成氨 【答案】C 【详解】A．增大压强，可增加单位体积内的活化分子数目，从而使反应速率增大，A正确； B．实际生产温度主要由催化剂的最佳活性温度决定，B正确； C．在实际生产中温度过高，催化剂失活，化学反应速率会减慢，因此不是温度越高反应速率越快，C错误； D．液化分离，减小生成物浓度，化学平衡正向移动，有利于合成氨，D正确； 故选C。 13．(24-25高二上·天津宁河区·期中)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。 【详解】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。 14．(24-25高二上·天津南开大学附属中学·期中)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．向中加入(中性)固体，降低，则说明为弱电解质 C．合成氨生产中，温度控制在500℃左右有利于反应向正方向进行 D．常温下，均为5的盐酸与氯化铵溶液中，水的电离程度相同 【答案】B 【详解】A．反应的熵变小于零，若，则常温下不能自发，故该反应的∆H＜0，A错误； B．加入(中性)固体使得溶液中铵根离子浓度增大，平衡逆向移动，氢氧根浓度减小，即说明一水合氨为弱电解质，B正确； C．合成氨的反应为放热反应，升温平衡逆向移动，不利于反应正向进行，温度控制在500℃左右是因为催化剂活性高，C错误； D．常温下，pH均为5的盐酸与氯化铵溶液中，HCl是强酸电离出氢离子使pH为5，抑制水的电离；氯化铵溶液中存在铵根离子水解使得pH为5，促进水的电离，故二者水的电离程度不相同，D错误； 故选B。 15．(24-25高二上·天津河北区·期中)下列关于合成氨工业说法不正确的是 A．根据勒夏特列原理，500℃左右比室温更有利于合成氨的反应 B．合成氨厂一般采用10MPa~30MPa，综合考虑了反应速率、转化率和成本等因素 C．将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应 D．将原料气进行净化处理，是为了防止其中混有的杂质使催化剂“中毒” 【答案】A 【详解】A．合成氨反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，氨气的浓度减小，所以室温比500℃左右更有利于合成氨的反应，故A错误； B．合成氨厂一般采用10MPa～30MPa，综合考虑了反应速率、转化率和成本等因素，因为压强大，反应速率快，有利于合成氨，但是压强太高，对仪器设备要求也高，压强过低，反应速率慢，不利于合成氨，故B正确； C．将混合气体中的氨液化，减小了生成物的浓度，合成氨反应的化学平衡正向移动，有利于合成氨，故C正确； D．将原料气进行净化处理，是为了防止其中混有的杂质，比如氧气，能和催化剂铁在高温下反应，使催化剂“中毒”，故D正确； 故选A。 16．(24-25高二上·天津四校（杨柳青一中、咸水沽一中、四十七中、一百中学）·期中)下列关于工业合成氨的叙述错误的是 A．合成氨没有选择更大的压强是因为压强过大会增加生产投资，降低综合经济效益 B．使用铁触媒能降低反应的活化能，使反应物在较低温度时能较快地发生反应 C．工业合成氨温度为是因为升高温度有利于提高反应物的平衡转化率 D．及时从反应体系中分离出氨气有利于平衡向正反应方向移动 【答案】C 【详解】A．压强过大对设备的要求比较大，会增加生产投资，A正确； B．催化剂通过降低反应的活化能，提高反应速度，B正确； C．合成氨的反应为放热反应，温度越高， 平衡逆向移动，不利于提高反应物的平衡转化率，C错误； D．分离生成物，根据勒夏特列原理，减少生成物浓度，平衡正向进行，D正确； 故答案为：C。 17．(24-25高二上·天津河东区·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 【详解】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。 【点睛】 18．(24-25高二上·天津河东区·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。 【详解】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。 19．(24-25高二上·天津部分区·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 【详解】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。 20．(24-25高二上·天津部分区·期中)下列关于工业合成氨反应的说法正确的是 A．使用铁做催化剂，可提高合成氨反应的速率和平衡转化率 B．500 ℃左右比室温更有利于合成氨的反应，提高H2的平衡转化率 C．合成氨采用2×107～5×107 Pa，因为该压强下铁触媒的活性最高 D．合成氨工业采用高压，不仅能提高转化率，还能缩短到达平衡的时间 【答案】D 【详解】A. 催化剂可提高合成氨反应的速率，但不影响平衡移动，故不影响平衡转化率。故A错误； B. 合成氨是放热反应，所以低温有利于平衡正向移动，利于提高H2的平衡转化率，但反应速率跟温度有关，温度越高速率越大，所以温度是取在既保证一定速率，又保证反应尽量向正反应方向移动，同时还要确保催化剂活性，因为催化剂活性跟温度关系很大，一般合成氨反应500℃是保证催化活性最大，不是为了使化学平衡向正反应方向移动，故B错误； C. 合成氨的反应是分子数减小的反应，高压有利于向正反应方向移动，且能提高正反应速率，跟催化剂无关，故C错误； D. 合成氨的反应是分子数减小的反应，高压有利于向正反应方向移动，且能提高正反应速率，故合成氨工业采用高压，不仅能提高转化率，还能缩短到达平衡的时间，故D正确； 故选D。 21．(24-25高二上·天津蓟州区·期中)氨是化肥工业、纯碱工业、有机合成工业的重要原料之一。已知工业合成氨反应：  。 (1)该反应若要自发进行，推动的主要因素是 (填序号)。 a.焓变　　　b.熵变　　　c.反应的起始温度 (2)理论上温度 (填“高”或“低”)有利于加快反应速率，温度 (填“高”或“低”)有利于提高平衡转化率。 (3)在1L密闭容器中充入2mol和4mol进行反应，2min达到平衡时，的转化率为50%，则0~2min内 ，该条件下的平衡常数的数值为 。 (4)对于合成氨反应，下列说法正确的是 (填序号)。 a.的浓度不再变化时，表明该反应达到平衡状态 b.加入催化剂，有利于提高平衡时氨气的产率 c.升高温度，正反应的反应速率减小，逆反应的反应速率增大，平衡向逆反应方向移动 (5)依据温度对合成氨反应的影响，在下图坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，物质的量变化的曲线示意图 。 简述提高合成氨原料转化率的一种方法 。 (6)保持温度相同且恒定，体积相同的甲、乙两容器充入相同量的与后，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，则反应到达平衡状态时，转化率甲 乙(填“>”、“＜”或“=”)。反应达平衡后向甲容器中再充入一定量的，再次达平衡时，甲容器中的转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 【答案】(1)b (2) 高 低 (3) 1 4 (4)a (5) 增加压强、降低温度、分离液氨等 (6) ＜ 增大 【详解】（1）的ΔH<0、正向体积减小ΔS<0，要使△G=ΔH-TΔS<0，TΔS要较小，则推动的主要因素是熵变，故答案为b。 （2）温度越高，反应速率越快；反应放热，则升高温度，反应逆向进行，平衡转化率降低，则温度低有利于提高平衡转化率。 （3）初始组成为为2mol和4mol，达到平衡时的转化率为50%，则平衡时的物质的量为1mol，根据化学反应式可知，平衡时有1mol、1mol、2mol，则，平衡常数。 （4）a．平衡常数，则的浓度不再变化时，表明该反应达到平衡状态，故a正确； b．催化剂不改变平衡状态，不改变平衡时氨气的产率，故b错误； c．升高温度，正、逆反应速率均增大，故c错误； 故答案为a。 （5） 一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，开始体系中没有氨气，随着反应进行氨气的物质的量增加，但随温度不断升高，反应到平衡后会逆向移动，所以氨气的物质的量又逐渐变小，即NH3物质的量变化如图：；合成氨反应放热，则降低温度平衡右移，提高转化率，合成氨反应体积减小，则增大压强平衡右移，提高转化率，减少生成物浓度有利于平衡右移，提高转化率，因此提高合成氨原料转化率的一种方法有增加压强、降低温度、分离液氨等。 （6）在恒温条件下实验室模拟合成氨反应，甲、乙两容器充入相同量的N2与H2后体积相同，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，由于反应过程中气体分子总数减小，故乙容器体积逐渐缩小，乙的平衡等效于甲平衡的基础上缩小体积增大压强后右移的结果，故反应到达平衡状态时，转化率甲<乙；达到平衡后再加入氮气，反应物浓度增大，平衡正向移动，氢气转化率增大。 22．(24-25高二上·天津静海区天津静海区第一中学·期中)甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发应用前景。采用下列两种反应合成。 反应Ⅰ：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)     ΔH1 反应Ⅱ：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)    ΔH2 下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数(K)：     温度 250℃     300℃   350℃      K 2.0     0.27 0.012 (1)在一定条件下将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中发生反应I，5 min后测得c(CO)=0.4 mol/L，则此段时间内用H2表示的平均反应速率= 。 (2)由表中数据判断ΔH1 0 (填“＞”、“＜”或“=”)，反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)  ΔH3 = (用ΔH1和ΔH2表示)。 (3)若容器容积不变，下列措施可提高反应Ⅰ中CO转化率的是 (选字母)。 a．充入CO，使体系总压强增大    b．将CH3OH(g)从体系中分离 c．充入He，使体系总压强增大    d．使用高效催化剂 (4)写出反应Ⅱ的化学平衡常数表达式：K= ；保持恒温恒容的条件下将反应Ⅱ的平衡体系各物质浓度均增加一倍，则化学平衡 (填“正向”、“逆向”或“不”)移动，平衡常数K (填“变大”、“变小”或“不变”)。 (5)这两种合成甲醇的方法比较，原子利用率较高的是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 【答案】(1)0.24 mol/(L·min) (2) ＜ △H2-△H1 (3)b (4) 正向 不变 (5)Ⅰ 【详解】（1）在反应开始时c(CO)==1 mol/L，反应进行到5 min时c(CO)=0.4 mol/L，消耗浓度△c(CO)=1 mol/L-0.4 mol/L=0.6 mol/L，根据反应I中物质反应转化关系可知：△c(H2)=2△c(CO)=2×0.6 mol/L=1.2 mol/L，则该时间段用H2浓度变化表示的反应速率v(H2)== 0.24 mol/(L·min)； （2）根据表格数据可知：对于反应I，升高温度，化学平衡常数K减小，说明升高温度，化学平衡逆向移动，逆反应方向是吸热反应，则该反应的正反应是放热反应，故反应热△H1＜0； 根据盖斯定律，将反应Ⅱ-反应Ⅰ，可得CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)  ΔH3=△H2-△H1； （3）a．充入CO，使体系总压强增大，化学平衡正向移动，但平衡移动的趋势是微弱的，最终达到平衡时CO的转化率反而减小，因此该方法不能提高反应Ⅰ中CO转化率，a不符合题意； b．将CH3OH(g)从体系中分离，即减少生成物浓度，化学平衡正向移动，使CO更多反应转化为生成物，因此达到平衡时CO转化率提高，b符合题意； c．充入He，使体系总压强增大，但由于不能改变反应体系中任意一种物质的浓度，因此平衡不移动，CO转化率不变，c不符合题意； d．使用高效催化剂只能加快反应速率，不能使平衡发生移动，因此不能改变平衡时CO转化率，d不符合题意； 故合理选项是b； （4）化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时，各种生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之积的比，则反应Ⅱ：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的化学平衡常数表达式为K=；该反应的正反应是气体体积减小的反应，保持恒温恒容的条件下将反应Ⅱ的平衡体系各物质浓度均增加一倍，相当于增大体系的压强，则化学平衡向气体体积减小的正向移动；化学平衡常数只与温度有关。由于反应温度不变，因此化学平衡常数不变； （5）反应Ⅰ中所有反应物都完全转化为目标产物CH3OH(g)，原子利用率 100%；反应Ⅱ中除生成目标产物CH3OH(g)外，还产生了水，因此原子利用率没有达到100%，故这两种合成甲醇的方法相比较，原子利用率较高的是反应Ⅰ。 23．(24-25高二上·天津河西区·期中)油气开采、石油化工、煤化工等行业的废气中均含有硫化氢，将其变废为宝的三种方法如下。按要求回答下列问题。 (1)克劳斯法：利用如下两个反应生成和。       写出克劳斯法回收处理的热化学方程式： 。 (2)合成用于粮食熏蒸的羰基硫()法：。若在密闭恒温容器中，反应前。在不同温度下该反应达到化学平衡时，的平衡转化率如下图所示。 ①该反应 0(填“>”“<”或“=”)。 ②下，经达到平衡，该反应的平衡常数为。则反应前 ；内平均反应速率为 。 ③能极大幅度增大反应速率的措施是 。 (3)高温热分解法：   ①该反应的化学平衡常数表达式为 。 ②其他条件不变增大体系压强，该反应化学平衡常数 (填“变大”“变小”或“不变”)。 ③工业上通常在等温、等压条件下将与的混合气体通入反应器，发生热分解反应，达到平衡状态后，若继续向其中通入，至容积增大为原容积的倍。 ⅰ．此时正向反应速率将 (填“变大”“变小”或“不变”)；平衡 移动(填“向正向”“向逆向”或“不”)。 ⅱ．利用平衡常数与浓度商的数据关系说明平衡转化率的变化情况： 。 【答案】(1)   (2) 添加合适的催化剂 (3) 不变 变小 向正向 达到平衡状态后，若继续向反应器中通入，容积增大为原容积的倍，各反应物和产物浓度减小至原浓度的，此时，平衡正向移动，故的平衡转化率将增大 【详解】（1）根据盖斯定律，将  、两反应相加，再除以3可得克劳斯法回收处理，即，则该反应的； （2）①从图像分析，随温度的升高，的平衡转化率降低，即平衡逆移，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，则； ②从图像分析，下，的平衡转化率=50%，利用三段式分析计算，，根据该反应的平衡常数为，解得x=4，即反应前4mol；内以表示的平均反应速率为； ③影响反应速率的因素有温度、浓度、压强、催化剂、接触面积等，能极大幅度增大反应速率的措施是添加合适的催化剂； （3） ①    化学平衡常数是可逆反应达平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，该反应的化学平衡常数表达式为K=； ②化学平衡常数只与温度有关，与浓度、压强无关，增大体系压强，温度不变，化学平衡常数不变； ③达到平衡状态后，若继续向其中通入，至容积增大为原容积的倍，则反应物浓度、生成物浓度均减小，正反应速率减小、逆反应速率也减小，平衡向气体体积增大的方向移动，即反应平衡正向移动；此时的各反应物和产物浓度减小至原平衡浓度的，此时，平衡正向移动，故的平衡转化率将增大； 24．(24-25高二上·天津第四十七中学·期中)某化学研究性学习小组用CO和模拟工业合成甲醇。 (1)一定条件下向某恒容密闭容器中充入1mo1CO和，发生反应，CO的平衡转化率与温度、压强关系如图所示： ①A、B、C三点平衡常数、、的大小关系是 ； ②在和条件下，由D点到B点过程中，正、逆反应速率之间的关系： (填“>”“<”或“=”)。 (2)恒温下，在1L的恒容密闭容器内充入和，加入催化剂后开始反应，用压力计监测容器内压强的变化如下： 反应时间/min 0 5 10 15 20 30 压强/MPa 25.2 21.6 19.0 17.4 16.8 16.8 ①下列说法正确的是 ； A．当时，反应达到平衡 B．容器内气体的平均相对分子质量不变，则反应达到平衡 C．在恒温恒容的平衡体系中充入Ar气，甲醇的产率升高 D．改变催化剂，反应物的平衡转化率不变 ②从反应开始到20min时，CO的平均反应速率为 ； ③其它条件不变，向容器中充入和，则CO的平衡转化率 (填“增大”“减小”或“不变””)。 (3)为了研究CO和的最佳投料比，恒温下将置于恒容密闭容器，改变的进料量进行实验，测得平衡时甲醇的体积分数变化如图所示。请判断a、b、c三点CO平衡转化率由大到小的顺序为 (用a、b、c表示)。 【答案】(1) KA=KB>KC > (2) BD 增大 (3)c>b>a 【详解】（1）①平衡常数只与温度有关，温度相同，平衡常数相等。随温度升高，CO的平衡转化率减小，可知升高温度平衡逆向移动，正反应放热，温度越高平衡常数常数越小，所以A、B、C三点平衡常数、、的大小关系是KA=KB>KC； ②在和条件下，由D点到B点过程中，CO转化率增大，反应正向进行，正、逆反应速率之间的关系为>。 （2）①A．当时，不能判断浓度是否还发生改变，反应不一定达到平衡，故A错误； B．反应前后气体物质的量是变量，气体总质量不变，平均相对分子质量是变量，容器内气体的平均相对分子质量不变，则反应达到平衡，故B正确； C．在恒温恒容的平衡体系中充入Ar气，反应物浓度不变，平衡不移动，甲醇的产率不变，故C错误； D．改变催化剂，平衡不移动，反应物的平衡转化率不变，故D正确； 选BD。 ② 根据压强比等于物质的量比， ，x=0.5mol，从反应开始到20min时，CO的平均反应速率为； ③根据等效平衡，其它条件不变，向容器中充入和，相当于加压，则CO的平衡转化率增大。 （3）增大投料，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，所以a、b、c三点CO平衡转化率由大到小的顺序为c>b>a。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 化学反应的方向及调控 3大高频考点概览 考点01 化学反应进行方向的判据 考点02 合成氨条件的选择 地 城 考点01 化学反应进行方向的判断依据 1．(24-25高二上·天津第二十中学·期中)下列说法不正确的是 A．反应 ，该反应能自发进行 B．能发生化学反应的分子，肯定是活化分子 C．反应：能否自发进行，主要由决定 D．升高温度或加入催化剂都能使单位体积内活化分子的百分数增大，原因不同 2．(24-25高二上·天津第一中学·期中)下列说法正确的是 A．的反应在温度低时不能自发进行 B．室温下冰自动融化成水，这是熵增的过程 C．合成氨工业中，选择高温高压条件都符合勒夏特列原理 D．在充有和混合气体的恒温恒容密闭容器中充入气体物质的量减小 3．(24-25高二上·天津第一中学·期中)自然界中有一些过程是自发进行的，而且是有方向性的。下列说法中正确的是 A．、时是熵减反应 B．的反应在任何温度下都能自发进行 C．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的反应 D．可逆反应正向进行时。正反应具有自发性，一定小于零 4．(24-25高二上·天津南开区·期中)下列说法不正确的是 A．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程 B．当ΔH<0，ΔS>0时，反应能自发进行 C．2NO(g)+ 2CO(g) = N2(g)+ 2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的ΔH>0 D．反应NH3(g) + HCl(g) = NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH<0 5．(24-25高二上·天津第二十中学·期中)下列说法正确的是 A．两份等物质的量的同种物质的熵一定相等 B．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快 C．同温同压下，在光照和点燃条件下的不相同 D．升高温度，一般可使活化分子的百分数增大，因而反应速率增大 6．(24-25高二上·天津第二十中学·期中)下列反应一定属于非自发进行的是 A．N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)     △H=+67.7kJ/mol B．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)     △H=+1921.8kJ/mol C．C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)     △H=-2804kJ/mol D．2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)     △H=-566kJ/mol 7．(24-25高二上·天津滨海新区·期中)下列变化过程中，△S<0的是 A．氨气与氯化氢反应产生白烟 B．蔗糖溶于水 C．浓硝酸见光分解 D．锌粒投入盐酸中 8．(24-25高二上·天津滨海新区·期中)针对反应，下列说法正确的是 A．低温下能自发进行 B．高温下能自发进行 C．任何温度下都不能自发进行 D．任何温度下都能自发进行 9．(24-25高二上·天津西青区张家窝中学·期中)下列说法正确的是 A．凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的 B．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小 C．常温下，反应C(s)+CO2(g)⇌2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0 D．反应2Mg(s)+CO2(g)=C(s)+2MgO(s)能自发进行，则该反应的ΔH>0 10．(24-25高二上·天津第四十七中学·期中)某反应只有在高温下才具有自发性，则对该反应的△H和△S判断正确的是 A．△H>0、△S>0 B．△H<0、△S<0 C．△H>0、△S<0 D．△H<0、△S>0 地 城 考点02 合成氨条件的选择 11．(24-25高二上·天津四校（杨柳青一中、咸水沽一中、四十七中、一百中学）·期中)合成氨解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿和死亡问题，下列有关工业合成氨的说法错误的是 A．反应物是和 B．过程属于生物固氮 C．反应属于可逆反应 D．反应条件是高温、高压、催化剂 12．(24-25高二上·天津四校（杨柳青一中、咸水沽一中、四十七中、一百中学）·期中)合成氨对人类生存和发展有着重要意义，1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨，实现了人工固氮，其合成原理为：  。下列说法不符合工业合成氨生产实际的是 A．增大压强，可增加单位体积内的活化分子数目，则速率增大 B．实际生产温度主要由催化剂决定 C．在实际生产中温度越高，化学反应速率一定越快 D．液化分离有利于合成氨 13．(24-25高二上·天津宁河区·期中)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 14．(24-25高二上·天津南开大学附属中学·期中)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．向中加入(中性)固体，降低，则说明为弱电解质 C．合成氨生产中，温度控制在500℃左右有利于反应向正方向进行 D．常温下，均为5的盐酸与氯化铵溶液中，水的电离程度相同 15．(24-25高二上·天津河北区·期中)下列关于合成氨工业说法不正确的是 A．根据勒夏特列原理，500℃左右比室温更有利于合成氨的反应 B．合成氨厂一般采用10MPa~30MPa，综合考虑了反应速率、转化率和成本等因素 C．将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应 D．将原料气进行净化处理，是为了防止其中混有的杂质使催化剂“中毒” 16．(24-25高二上·天津四校（杨柳青一中、咸水沽一中、四十七中、一百中学）·期中)下列关于工业合成氨的叙述错误的是 A．合成氨没有选择更大的压强是因为压强过大会增加生产投资，降低综合经济效益 B．使用铁触媒能降低反应的活化能，使反应物在较低温度时能较快地发生反应 C．工业合成氨温度为是因为升高温度有利于提高反应物的平衡转化率 D．及时从反应体系中分离出氨气有利于平衡向正反应方向移动 17．(24-25高二上·天津河东区·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 18．(24-25高二上·天津河东区·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 19．(24-25高二上·天津部分区·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 20．(24-25高二上·天津部分区·期中)下列关于工业合成氨反应的说法正确的是 A．使用铁做催化剂，可提高合成氨反应的速率和平衡转化率 B．500 ℃左右比室温更有利于合成氨的反应，提高H2的平衡转化率 C．合成氨采用2×107～5×107 Pa，因为该压强下铁触媒的活性最高 D．合成氨工业采用高压，不仅能提高转化率，还能缩短到达平衡的时间 21．(24-25高二上·天津蓟州区·期中)氨是化肥工业、纯碱工业、有机合成工业的重要原料之一。已知工业合成氨反应：  。 (1)该反应若要自发进行，推动的主要因素是 (填序号)。 a.焓变　　　b.熵变　　　c.反应的起始温度 (2)理论上温度 (填“高”或“低”)有利于加快反应速率，温度 (填“高”或“低”)有利于提高平衡转化率。 (3)在1L密闭容器中充入2mol和4mol进行反应，2min达到平衡时，的转化率为50%，则0~2min内 ，该条件下的平衡常数的数值为 。 (4)对于合成氨反应，下列说法正确的是 (填序号)。 a.的浓度不再变化时，表明该反应达到平衡状态 b.加入催化剂，有利于提高平衡时氨气的产率 c.升高温度，正反应的反应速率减小，逆反应的反应速率增大，平衡向逆反应方向移动 (5)依据温度对合成氨反应的影响，在下图坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，物质的量变化的曲线示意图 。 简述提高合成氨原料转化率的一种方法 。 (6)保持温度相同且恒定，体积相同的甲、乙两容器充入相同量的与后，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，则反应到达平衡状态时，转化率甲 乙(填“>”、“＜”或“=”)。反应达平衡后向甲容器中再充入一定量的，再次达平衡时，甲容器中的转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 22．(24-25高二上·天津静海区天津静海区第一中学·期中)甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发应用前景。采用下列两种反应合成。 反应Ⅰ：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)     ΔH1 反应Ⅱ：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)    ΔH2 下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数(K)：     温度 250℃     300℃   350℃      K 2.0     0.27 0.012 (1)在一定条件下将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中发生反应I，5 min后测得c(CO)=0.4 mol/L，则此段时间内用H2表示的平均反应速率= 。 (2)由表中数据判断ΔH1 0 (填“＞”、“＜”或“=”)，反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)  ΔH3 = (用ΔH1和ΔH2表示)。 (3)若容器容积不变，下列措施可提高反应Ⅰ中CO转化率的是 (选字母)。 a．充入CO，使体系总压强增大    b．将CH3OH(g)从体系中分离 c．充入He，使体系总压强增大    d．使用高效催化剂 (4)写出反应Ⅱ的化学平衡常数表达式：K= ；保持恒温恒容的条件下将反应Ⅱ的平衡体系各物质浓度均增加一倍，则化学平衡 (填“正向”、“逆向”或“不”)移动，平衡常数K (填“变大”、“变小”或“不变”)。 (5)这两种合成甲醇的方法比较，原子利用率较高的是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 23．(24-25高二上·天津河西区·期中)油气开采、石油化工、煤化工等行业的废气中均含有硫化氢，将其变废为宝的三种方法如下。按要求回答下列问题。 (1)克劳斯法：利用如下两个反应生成和。       写出克劳斯法回收处理的热化学方程式： 。 (2)合成用于粮食熏蒸的羰基硫()法：。若在密闭恒温容器中，反应前。在不同温度下该反应达到化学平衡时，的平衡转化率如下图所示。 ①该反应 0(填“>”“<”或“=”)。 ②下，经达到平衡，该反应的平衡常数为。则反应前 ；内平均反应速率为 。 ③能极大幅度增大反应速率的措施是 。 (3)高温热分解法：   ①该反应的化学平衡常数表达式为 。 ②其他条件不变增大体系压强，该反应化学平衡常数 (填“变大”“变小”或“不变”)。 ③工业上通常在等温、等压条件下将与的混合气体通入反应器，发生热分解反应，达到平衡状态后，若继续向其中通入，至容积增大为原容积的倍。 ⅰ．此时正向反应速率将 (填“变大”“变小”或“不变”)；平衡 移动(填“向正向”“向逆向”或“不”)。 ⅱ．利用平衡常数与浓度商的数据关系说明平衡转化率的变化情况： 。 24．(24-25高二上·天津第四十七中学·期中)某化学研究性学习小组用CO和模拟工业合成甲醇。 (1)一定条件下向某恒容密闭容器中充入1mo1CO和，发生反应，CO的平衡转化率与温度、压强关系如图所示： ①A、B、C三点平衡常数、、的大小关系是 ； ②在和条件下，由D点到B点过程中，正、逆反应速率之间的关系： (填“>”“<”或“=”)。 (2)恒温下，在1L的恒容密闭容器内充入和，加入催化剂后开始反应，用压力计监测容器内压强的变化如下： 反应时间/min 0 5 10 15 20 30 压强/MPa 25.2 21.6 19.0 17.4 16.8 16.8 ①下列说法正确的是 ； A．当时，反应达到平衡 B．容器内气体的平均相对分子质量不变，则反应达到平衡 C．在恒温恒容的平衡体系中充入Ar气，甲醇的产率升高 D．改变催化剂，反应物的平衡转化率不变 ②从反应开始到20min时，CO的平均反应速率为 ； ③其它条件不变，向容器中充入和，则CO的平衡转化率 (填“增大”“减小”或“不变””)。 (3)为了研究CO和的最佳投料比，恒温下将置于恒容密闭容器，改变的进料量进行实验，测得平衡时甲醇的体积分数变化如图所示。请判断a、b、c三点CO平衡转化率由大到小的顺序为 (用a、b、c表示)。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $