9.5 第41讲 化学反应的方向与调控（课件PPT）-【金版新学案】2026年高考化学高三总复习大一轮复习（广东专版）

该高中化学高考复习课件聚焦“化学反应的方向与调控”专题，覆盖焓变熵变、吉布斯自由能判据及工业合成氨条件选择等核心考点，依据高考评价体系分析“反应方向判断”“工业条件调控”高频考点权重，归纳ΔG计算、合成氨条件分析等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于高考真题深度训练与科学思维培养，如结合2024黑吉辽卷、2023辽宁卷真题，通过“ΔG=ΔH-TΔS公式应用”“合成氨温度压强选择”等案例，培养证据推理与模型建构能力，助力学生掌握答题逻辑，教师可借课时测评精准教学，提升复习效率。

第41讲　化学反应的方向与调控 第九章 化学反应速率与化学平衡 高三一轮复习讲义 广东专版 1.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。 2.认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中的重要作用。 复习目标 考点一　化学反应的方向 考点二　化学反应的调控——工业合成氨 课时测评 内容索引 考点一 化学反应的方向 返回 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 (1)熵是度量体系________程度的物理量，符号为S。熵值越大，体系混乱度越大。 (2)影响熵大小的因素 ①相同条件下，物质不同熵不同。 ②同一物质：S(g)____S(l)____S(s)。 (3)熵变 ΔS＝S(生成物)－S(反应物)。化学反应的ΔS越大，越有利于反应自发进行。 必备知识 整合 混乱 ＞ ＞ 1 下列对熵的理解正确的是__________(填序号)。 ①等质量的同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小 ②体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大 ③与外界隔离的体系，自发过程将导致体系的熵增大 ④25 ℃、1.01×105 Pa时，2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)是熵减反应 ①②③ 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______________； ΔG＞0时，反应______自发进行。 能 处于平衡状态 不能 2 已知，ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG的值只取决于反应体系的始态和终态，忽略ΔH、ΔS随温度的变化。若ΔG＜0，则该反应可以自发进行。 (1)600 ℃时，下图反应能自发进行的是__________(填序号)。   (2)500 ℃～1 100 ℃下，反应TiO2(s)＋C(s)＋2Cl2(g)TiCl4(g)＋CO2(g)_______(填“能”或“不能”)自发进行。 ②③　 能 1.工业合成氨N2(g)＋3H2(g) ⥫⥬2NH3(g)反应，在低温时自发进行 ( ) 2.某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应 ( ) 3.放热过程有自发进行的倾向性，但并不一定能自发进行，吸热过程没有自发进行的倾向性，但在一定条件下也可自发进行 ( ) 4.焓变是影响反应是否具有自发性的唯一因素 ( ) 5.吸热且熵增加的反应，当温度升高时，反应一定能自发进行 ( ) 6.8NH3(g)＋6NO2(g)7N2(g)＋12H2O(g)　ΔH＜0，则该反应一定能自发进行 ( ) 正误判断 √ √ √ × × √ 7.CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)是一个熵增加的过程 ( ) 8.ΔH＜0、ΔS＞0的反应在温度低时不能自发进行 ( ) 9.2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的ΔH＞0 ( ) 10.反应NH3(g)＋HCl(g)NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH＜0 ( ) 11.CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH＜0 ( ) √ × × √ × 1.下列有关化学反应方向及其判据的说法中错误的是 A.1 mol H2O在不同状态时的熵值：S[H2O(l)]＜S[H2O(g)] B.反应CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)　ΔH＞0能否自发进行与温度有关 C.H2O2分解和HClO分解均是自发过程，故这两个反应的ΔH和ΔS的变化相同 D.常温下，反应4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)4Fe(OH)3(s)能自发进行，则该反应的ΔH＜0 关键能力 提升 √ 同一物质聚集状态不同熵值不同，熵值：气态＞液态＞固态，1 mol H2O在不同状态时的熵值：S[H2O(l)]＜S[H2O(g)]，故A正确；CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)　ΔH＞0，ΔS＞0，ΔH－TΔS＜0时能自发进行，因此，能否自发进行与温度有关，故B正确；反应自发只能说明ΔH－TΔS＜0，不能说明ΔH和ΔS的变化相同，故C错误；反应物有4 mol固体、2 mol液态物质、1 mol气体物质，生成物只有固体，ΔS＜0，若能自发进行，ΔH－TΔS＜0，则ΔH必须小于0，故D正确。 2.灰锡结构松散，不能用于制造器皿；白锡结构坚固，可以制造器皿。已知在 0 ℃、101 kPa条件下白锡转化为灰锡反应的焓变和熵变分别为ΔH＝ －2 180.9 J·mol－1、ΔS＝－6.61 J·mol－1·K－1。现把白锡制造的器皿放在 0 ℃、101 kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能继续使用 A.会变 B.不会变 C.不能确定 D.升高温度才会变 √ 在0 ℃、101 kPa条件下，白锡变为灰锡过程中ΔH－TΔS＝－2 180.9 J·mol－1－273 K×(－6.61 J·mol－1·K－1)＝－376.37 J·mol－1＜0，因此在此温度和压强下白锡会变为灰锡。 3.合成氨反应中物质的能量与反应过程的关系如图所示。已知键能：E(N≡N)＝946 kJ·mol－1、E(H—H)＝436 kJ·mol－1。下列说法正确的是   A.一定条件下，反应N2(g)＋3H2(g) ⥫⥬2NH3(g)能自发进行的原因是ΔS＞0 B.E(N—H)≈391 kJ·mol－1 C.合成氨反应使用催化剂是为了提高反应物的平衡转化率 D.合成氨反应中使用高温的目的是提高反应物的平衡转化率，使用高压的目的是增大化学反应速率 √ 根据题给信息可知，题给反应是熵减且放热的反应，因此一定条件下题给反应能自发进行的原因是ΔH－TΔS＜0，A项错误；946 kJ·mol－1＋3×436 kJ·mol－1－6E(N—H)＝－92.4 kJ·mol－1，得到E(N—H)≈ 391 kJ·mol－1，B项正确；催化剂不会改变反应物的平衡转化率，C项错误；题给反应是放热反应，使用高温会降低反应物的平衡转化率，D项错误。 返回 考点二 化学反应的调控——工业合成氨 返回 1.合成氨反应的特点 N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)ΔH＝－92.2 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2 J·K－1·mol－1。 2.合成氨反应的理论分析 必备知识 整合 条件 提高反应速率 提高平衡转化率 压强 ______ ______ 温度 ______ ______ 催化剂 ______ ________ 浓度 增大氮气或氢气的浓度 增大氮气或氢气的浓度，降低氨气的浓度 高压 高压 高温 低温 使用 无影响 3.工业合成氨的适宜条件 影响因素 适宜条件 温度 反应温度控制在400 ℃～500 ℃ 压强 10 MPa～30 MPa 催化剂 选择________做催化剂 浓度 ①N2、H2投料比为________； ②氨及时从混合气中分离出去； ③剩余气体__________ 铁触媒 1∶2.8 循环使用 4.合成氨工业的简要流程   (1)原料气的制取 N2：将空气液化、蒸发分离出N2或者将空气中的O2与碳作用生成CO2，除去CO2后得N2。 H2：用水和燃料(煤、焦炭、石油、天然气等)在高温下制取。用煤和水制H2的主要反应为 C＋H2O(g)CO＋H2，CO＋H2O(g)CO2＋H2。 (2)制得的N2、H2需净化、除杂质，再用压缩机压缩至高压。 (3)氨的合成：在适宜的条件下，在合成塔中进行。 (4)氨的分离：经冷凝使氨液化，将氨分离出来，为提高原料的利用率，将没有完全反应的N2和H2送入合成塔循环，使其被充分利用。 1.通过判断过程的自发性能够确定过程是否一定发生和确定过程发生的速率 ( ) 2.反应的自发性不仅能够用于判断过程的方向，还能确定过程是否一定能发生 ( ) 3.合成氨反应中，压强越大越利于增大反应速率和平衡正向移动 ( ) 4.使用催化剂能提高合成氨反应物的平衡转化率 ( ) 正误判断 × × √ × 考向1 工业合成氨适宜条件选择 1.(2023·广东佛山统考)工业合成氨的流程图如图所示。下列有关生产条件的调控作用分析错误的是   A.步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒 B.步骤②“加压”可以加快反应速率，但压强过高，氨的产率会降低 C.步骤③中一般选择控制反应温度为400～500 ℃，因为在该温度下催化剂的活性最大 D.步骤④、⑤有利于提高原料的利用率，能节约生产成本　 关键能力 提升 √ 步骤①中“净化”可除去杂质，防止催化剂中毒，故A 正确；合成氨的反应为反应前后气体分子数减小的反应，增大压强有利于平衡正向移动，提高原料转化率和氨的产率，加压也可以提高反应速率，但需考虑设备承受程度，增加成本，故B错误；400～500 ℃时催化剂的活性最大，催化效果最佳，因此步骤③中一般选择控制反应温度为400～500 ℃，故C 正确；步骤④、⑤有利于提高原料的利用率，能节约生产成本，故D 正确。 考向2 综合分析其他工业生产的适宜条件 2.化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。 (1)利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体，发生反应：TaS2(s)＋2I2(g) ⥫⥬TaI4(g)＋S2(g)　ΔH＞0(Ⅰ)。如图所示，反应(Ⅰ)在石英真空管中进行，先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2(g)，一段时间后，在温度为T1的一端得到了纯净TaS2晶体，则温度T1__________T2(填“＞”“＜”或“＝”)。上述反应体系中循环使用的物质是________。　 ＜　 I2 (2)CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)＋2H2(g) ⥫⥬CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。该反应ΔH______0(填“＞”或“＜”)。实际生产条件控制在250 ℃、1.3×104 kPa左右，选择此压强的理由是__________________________________________________ ___________________________________。 ＜ 在1.3×104 kPa下，CO的转化率已较高，再增大压强CO转化率提高不大，同时生产成本增加 3.(2023·广东韶关统考)在硫酸工业中，通过下列反应：2SO2(g)＋O2(g) ⥫⥬2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1，下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时SO2的转化率。下列说法正确的是 温度/℃ 平衡时SO2的转化率 10 MPa 0.1 MPa 0.5 MPa 1 MPa 5 MPa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 A.工业上通入过量空气的主要目的是加快反应速率 B.回收尾气中的SO2仅为了防止空气污染 C.采用常压条件是因为常压下SO2的转化率足够高，增大压强会增加设备成本 D.选择400～500 ℃的较高温度既提高反应速率也提高平衡转化率 √ 工业上通入过量空气的主要目的是加快反应速率和提高二氧化硫的转化率，故A错误；回收尾气中的SO2是为了防止空气污染和提高原料利用率，故B错误；由表中数据可知，采用常压条件是因为常压下SO2的转化率足够高，增大压强会增加设备成本，故C正确；正反应放热，升高温度平衡逆向移动，SO2的平衡转化率降低，选择400～500 ℃的较高温度提高反应速率，故D错误；选C。 温度/℃ 平衡时SO2的转化率 10 MPa 0.1 MPa 0.5 MPa 1 MPa 5 MPa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 化工生产适宜条件选择的一般原则 练后归纳 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反应速率和化学平衡影响的一致性，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 1.(2024·黑吉辽卷节选)为实现氯资源循环利用，工业上采用RuO2催化氧化法处理HCl废气：2HCl(g)＋O2(g)⥫⥬Cl2(g)＋H2O(g) ΔH1＝－57.2 kJ·mol－1　ΔS　K。将HCl和O2分别以不同起始流速通入反应器中，在 360 ℃、400 ℃和440 ℃下反应，通过检测流出气成分绘制HCl转化率(α)曲线，如下图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。 高考真题 感悟 回答下列问题： (1)ΔS__________0(填“＞”或“＜”)；T3＝__________℃。 ＜　 360 反应2HCl(g)＋O2(g) ⥫⥬Cl2(g)＋H2O(g)前后的气体分子数目减小，所以该反应ΔS ＜0，该反应为放热反应，由于在流速较低时的转化率视为平衡转化率，由题图可知在流速低的时候，温度越高，HCl的转化率越小，故T1代表的温度为440 ℃，T3为360 ℃。 (2)下列措施可提高M点HCl转化率的是__________(填字母)。 A.增大HCl的流速 B.将温度升高40 ℃ C.增大n(HCl)∶n(O2) D.使用更高效的催化剂 BD A项，增大HCl的流速，由题图1可知，HCl的转化率在减小，不符合题意；B项，M点对应温度为360 ℃，由题图1可知，升高温度，HCl的转化率增大，符合题意；C项，由题图1和2可知，增大n(HCl)∶n(O2)，HCl的转化率减小，不符合题意；D项，M点未处于平衡状态，使用高效催化剂，可以增加该温度下的反应速率，使M点HCl的转化率增加，符合题意。 (3)图中较高流速时，α(T3)小于α(T2)和α(T1)，原因是___________________ _________________________________________________________________________________________________________________。 流速过快，反应物分子来不及在催化剂表面接触而发生反应，导致转化率下降，同时，T3温度低，反应速率低，故单位时间内氯化氢的转化率低 图中在较高流速下，T3温度下的转化率低于温度较高的T1和T2，主要是流速过快，反应物分子来不及在催化剂表面接触而发生反应，导致转化率下降，同时，T3温度低，反应速率低，故单位时间内氯化氢的转化率低。 2.(2023·辽宁卷节选)接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化： SO2(g)＋O2(g) ⥫⥬SO3(g) ΔH＝－98.9 kJ·mol－1 (1)为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度，绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度的关系如图甲所示，下列说法正确的是__________(填字母)。  a.温度越高，反应速率越大 b.α＝0.88的曲线代表平衡转化率 c.α越大，反应速率最大值对应温度越低 d.可根据不同α下的最大速率，选择最佳生产温度 cd　 根据不同转化率下的反应速率曲线可以看出，随着温度的升高反应速率先加快后减慢，a错误；从题图甲中所给出的速率曲线可以看出，相同温度下，转化率越低反应速率越快，但在转化率小于88％时的反应速率图像并没有给出，无法判断α＝0.88的条件下是平衡转化率，b错误； 从题图甲可以看出随着转化率的增大，最大反应速率不断减小，最大反应速率出现的温度也逐渐降低，c正确；从题图甲可以看出随着转化率的增大，最大反应速率出现的温度逐渐降低，这时可以根据不同转化率选择合适的反应温度以减少能源的消耗，d正确。 (2)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，温度和转化率关系如图乙所示，催化性能最佳的是______(填字母)。 d 从题图乙中可以看出标号为d的催化剂V-K-Cs-Ce对SO2的催化效果最好。 返回 课 时 测 评 返回 1.有关合成氨工业的说法正确的是 A.增大H2的浓度，可提高H2的转化率 B.由于氨易液化，N2、H2在实际生产中可循环使用，所以总体来说氨的产率很高 C.合成氨工业的反应温度控制在700 K，目的是使化学平衡向正反应方向移动 D.合成氨厂采用的压强是10～30 MPa，因为该压强下铁的活性最大 √ A项，增大H2的浓度，H2的转化率减小；C项，温度控制在700 K主要是为了兼顾反应速率与平衡，且400～500 ℃左右时催化剂活性最大；D项，压强采用10～30 MPa主要是考虑对设备材料的要求。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2.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＝＋16 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 √ 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，低温下反应能自发进行；C项，ΔH＞0，ΔS＞0，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。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 3.恒容绝热的密闭容器中充入反应物，在一定条件下分别发生四个不同的反应，平衡常数与压强随反应进行变化情况合理，且在高温下能自发进行的是 √ 若为吸热反应，ΔH＞0，随着反应进行，温度降低，K减小；p增大，说明气体物质的量增多，ΔS＞0，因此高温下能自发进行，p减小，反应不能自发进行。若为放热反应，ΔH＜0，随着反应进行，温度升高，K减小；p增大，任何条件都能自发进行，p减小，低温下能自发进行。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 4.有平衡体系：CO(g)＋2H2(g)⥫⥬CH3OH(g) ΔH＜0。为了增加甲醇(CH3OH)的产量，应采取的正确措施是 A.高温，高压 B.适宜温度，高压，催化剂 C.低温，低压 D.高温，高压，催化剂 √ 该反应是一个气体体积减小的放热反应，为增加甲醇的产量，需使平衡正向移动，理论上可采用低温、高压的方式，但在实际生产中还需考虑反应速率、设备承受的压力及催化剂的活性等因素的影响，因此可采取适宜温度、高压和使用催化剂的条件。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 5.(2024·广州期末)合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义，其原理为N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH，在不同温度、压强和相同催化剂条件下，将0.1 mol N2和0.3 mol H2充入恒容密闭容器中反应，平衡后混合物中氨的体积分数如图所示。下列说法不正确的是  A.反应焓变：ΔH＜0 B.压强：p3＞p2＞p1 C.M、N两点对应的平衡常数相等 D.M、N两点N2的平衡转化率均为80％ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 根据图中信息，温度升高，氨气的体积分数减小，说明平衡逆向移动，逆向是吸热反应，正向是放热反应即反应焓变：ΔH＜0，故A正确；作一条等温线，从下到上，氨气体积分数逐渐增大，说明平衡正向移动，则是加压即压强：p3＞p2＞p1，故B正确；M、N两点温度不相同，N点温度高，平衡逆向移动，因此N点的平衡常数小于M点的平衡常数，故C错误；M、N两点氨气的体积分数相同，则N2的平衡转化率相等，根据三段式： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 　　　N2(g)　 ＋　3H2(g) ⥫⥬ 2NH3(g) 开始 0.1 mol 0.3 mol 0 转化 x mol 3x mol 2x mol 平衡 (0.1－x) mol (0.3－3x) mol 2x mol， ×100％＝66.7％，解得x＝0.08，则N2的平衡转化率×100％＝80％，故D正确。综上所述，答案为C。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 6.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2SO2＋O2 2SO3的说法中不正确的是 A.实际生产中，SO2、O2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SO2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 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 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；压强过大，设备可能无法承受，适当增大压强可提高反应速率和转化率，B错误；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；实际生产中，温度为400～500 ℃时，催化剂的活性最高，因此选定400～500 ℃作为操作温度，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 7.已知体系自由能变化ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG＜0时反应能自发进行，两个氢化反应的ΔG与温度的关系如图所示，下列说法正确的是  A.反应①的ΔS＜0 B.反应②在600 ℃时的反应速率很快 C.温度大于1 000 ℃时，反应①能自发进行 D.反应②的ΔH＞0 √ 反应①随温度的升高，ΔG逐渐减小，则ΔS＞0，故A错误；该题可以推测自发反应时的温度，但无法推测某温度下的反应速率快慢，故B错误；反应①在温度大于1 000 ℃时ΔG＜0，故此时反应①能自发进行，故C正确；根据图像和数学知识可知，反应②的ΔH＜0，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 8.(2024·湖南永州联考)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，使其达到分解平衡：NH2COONH4(s) ⥫⥬2NH3(g)＋CO2(g)。该条件下的平衡数据如下表，下列说法正确的是 √ 温度/°C 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 平衡总压强/kPa 5.7 8.3 12.0 17.1 24.0 平衡气体总浓度/(×10－3 mol·L－1) 2.4 3.4 4.8 6.8 9.4 A.该可逆反应达到平衡的标志之一是混合气体平均相对分子质量不变 B.因该反应熵变ΔS大于0，焓变ΔH大于0，所以在低温下正向自发进行 C.达到平衡后，若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量增加 D.根据表中数据，计算15.0 ℃时的NH3平衡浓度为1.6 mol·L－1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 根据化学方程式NH2COONH4(s) ⥫⥬2NH3(g)＋CO2(g)可知，生成的气体的物质的量之比始终是2∶1，所以气体的平均相对分子质量始终不变，故不能作为达到平衡状态的判断依据，A项错误；从题表中数据可以看出，随着温度升高，气体的总浓度增大，平衡正向移动，则该反应的正反应为吸热反应，ΔH＞0，反应中固体变为气体，混乱度增大，ΔS＞0，根据ΔG＝ΔH－TΔS可知反应在高温下正向自发进行，B项错误； 温度/°C 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 平衡总压强/kPa 5.7 8.3 12.0 17.1 24.0 平衡气体总浓度/(×10－3 mol·L－1) 2.4 3.4 4.8 6.8 9.4 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 压缩容器体积，气体压强增大，平衡逆向移动，氨基甲酸铵固体的质量增加，C项正确；反应中生成的氨和二氧化碳的浓度之比为2∶1，总浓度为2.4×10－3 mol·L－1，所以氨的浓度为1.6×10－3 mol·L－1，D项错误。 温度/°C 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 平衡总压强/kPa 5.7 8.3 12.0 17.1 24.0 平衡气体总浓度/(×10－3 mol·L－1) 2.4 3.4 4.8 6.8 9.4 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 9.(18分)(2024·深圳统考节选)氨的催化氧化过程是当下研究的重要课题。 (1)NH3与O2在一定压强和800 ℃条件下发生催化氧化反应时，可发生不同反应： 反应ⅰ：4NH3(g)＋5O2(g) ⥫⥬4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－905 kJ/mol 反应ⅱ：4NH3(g)＋3O2(g) ⥫⥬2N2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 268 kJ/mol ①在恒温恒容密闭容器中，下列说法可以证明反应ⅰ已达到平衡状态的是____(填字母，下同)。 A.5v正(O2)＝4v逆(NO) B.n个N—H键断裂的同时，有n个O—H键形成 C.混合气体的密度不变 D.容器内压强不变 D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 在恒温恒容密闭容器中，对于反应ⅰ：正逆反应速率相等时存在4v正(O2)＝5v逆(NO)，而5v正(O2)＝4v逆(NO)代表正逆反应速率不相等，不处于平衡状态，A错误；n个N—H键断裂的同时，有n个O—H键形成都代表是正反应速率，不能说明上述反应达到平衡状态， B错误；根据质量守恒，混合气体的质量不变，体积也不变，故混合气体的密度为定值，故恒温恒容时，混合气体的密度保持不变不能说明上述反应达到平衡状态，C错误；由于该反应前后气体的分子数、混合气体的压强发生改变，恒温恒容时，混合气体的压强保持不变可以说明上述反应达到平衡状态，D正确；选D。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 ②反应ⅰ与反应ⅱ有关物质产率与温度的关系如图。下列说法正确的是_____。  A.氨催化氧化生成N2时，温度应控制在400 ℃左右 B.对反应升温可提高反应物转化率 C.提高物料比的值，主要的目的是提高反应速率 D.840 ℃后，NO产率下降的主要原因是以反应(ⅱ)为主 AD 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 对于反应ⅰ与反应ⅱ：由图可知，氨催化氧化生成N2时，温度应控制在400 ℃左右，A正确；反应ⅰ与反应ⅱ均为放热反应，升温平衡左移，故反应升温会降低反应物转化率，B不正确；提高物料比的值，相当于增大氧气浓度、减小氨气浓度，主要的目的是提高氨气的转化率，C不正确；由图知，840 ℃后，NO产率下降的主要原因是以反应(ⅱ)为主，D正确；选AD。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 (2)在两个恒压密闭容器中分别充入2.0 mol NH3、3.7 mol O2，仅发生反应ⅱ，测得NH3的平衡转化率随温度的变化如图所示。   p1_____p2(填“＞”或“＜”)，理由是______________________________ _______________________________________________。 ＞ 反应ⅱ分子数目增多，增大压强平衡逆向移动，NH3的平衡转化率降低，所以p1＞p2 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 反应ⅱ为4NH3(g)＋3O2(g) ⥫⥬2N2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 268 kJ/mol ，温度不变时增压平衡左移，氨气的转化率减小，则图中p1＞p2，理由是：反应ⅱ分子数目增多，增大压强平衡逆向移动，NH3的平衡转化率降低，所以p1＞p2。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 10.(10分)(2024·广州期末节选)研究含碳、氮、硫的化合物对能源、环保及材料发展等方面有着重要意义。 (1)将含有大量CO2的空气吹入K2CO3溶液中，再把CO2从溶液中提取出来，并使之与H2在催化剂作用下生成可再生能源甲醇，相关反应如下： 反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g) ⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－49.2 kJ·mol－1 反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g) ⥫⥬CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝＋41.2 kJ·mol－1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 ①现使用一种催化剂(CZZA/rGO)，按n(CO2)∶n(H2)＝1∶3(总量为a mol)投料于恒容密闭容器中进行反应，CO2的平衡转化率和甲醇的选择率(甲醇的选择率为转化的CO2中生成甲醇的物质的量分数)随温度的变化趋势如图1(忽略温度对催化剂的影响)。在513 K达平衡时，反应体系内甲醇的物质的量为__________________mol(列出计算式)；随着温度的升高，CO2的平衡转化率增加，但甲醇的选择率降低，请分析其原因：________________ _______________________________________________。 0.25a×78％×15％ 升高温度时，反应Ⅱ正向移动的幅度大于反应Ⅰ逆向移动的幅度 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 按n(CO2)∶n(H2)＝1∶3(总量为a mol)投料于恒容密闭容器中进行反应，则CO2的物质的量为0.25a mol，由图可知，在513 K达平衡时，CO2的平衡转化率为15％，甲醇的选择率为78％，则反应体系内甲醇的物质的量为0.25a×78％×15％ mol；反应Ⅰ为放热反应，升温则平衡逆向移动，而反应Ⅱ为吸热反应，升温则平衡正向移动，由于反应Ⅱ正向移动的幅度大于反应Ⅰ逆向移动的幅度，所以，随着温度的升高，CO2的平衡转化率增加，但甲醇的选择率降低； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 ②将1.0 mol CO和3.0 mol H2充入2 L恒容密闭容器中，使其仅按反应Ⅰ进行，在不同催化剂作用下，相同时间内CO2的转化率随温度变化如图2所示。下列说法错误的是________(填字母)。  BD A.根据图中曲线分析，催化剂Ⅰ的催化效果最好 B.b点v正可能等于v逆 C.a点转化率比c点高，可能的原因是该反应为放热反应，升温平衡逆向移动，转化率降低 D.CO2与H2浓度比保持1∶3不再变化，说明该反应已达平衡状态 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 根据图中曲线分析，温度低于T4时，相同时间内，催化剂Ⅰ作用下CO2的转化率最大，则催化剂Ⅰ的催化效果最好，故A项正确；由图可知，a点时反应达到平衡状态，则b点时，反应未达到平衡状态，即v正大于v逆，故B错误；a点转化率比c点高，可能的原因是该反应为放热反应，升温平衡逆向移动，转化率降低，C项正确；CO2与H2按浓度比1∶3充入，又按1∶3反应，则CO2与H2浓度比始终保持1∶3，则CO2与H2浓度比保持1∶3不再变化，不能说明该反应已达平衡状态，故D错误；故答案选BD； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 (2)NO2与SO2能发生反应：NO2(g)＋SO2(g) ⥫⥬SO3(g)＋NO(g)　ΔH＜0。在固定容积的密闭容器中使用某种催化剂，改变原料气配比进行多次实验(各次实验的温度可能相同，也可能不同)，测定NO2的平衡转化率，部分实验结果如图所示。   ①如果要将图中C点的平衡状态改变为B点的平衡状态，应采取的措施是___________。 降低温度 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 如果要将图中C点的平衡状态改变为B点的平衡状态，NO2的平衡转化率增大，则平衡正向移动，又因正反应为放热反应，所以，降低温度能使平衡正向移动。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 ②若A点对应实验中SO2(g)的起始浓度为c0 mol·L－1，经过t min达到平衡 状态，该时段的化学反应速率v(NO2)＝_______mol·L－1·min－1。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 A点NO2的平衡转化率为50％，n0(NO2)∶n0(SO2)＝0.4，SO2的起始浓度为c0 mol·L－1，则NO2的起始浓度为0.4c0 mol·L－1，参与反应的二氧化氮浓度为0.4c0 mol·L－1×50％＝0.2c0 mol·L－1，则该时段的化学反应速率v(NO2)＝＝ mol·L－1·min－1。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 ③图中C、D两点对应的温度分别为TC ℃和TD ℃，通过计算判断TC_______TD(填“＞”“＝”或“＜”)。 ＝ NO2(g)＋SO2(g) ⥫⥬SO3(g)＋NO(g)　ΔH＜0，反应为放热反应，C点n0(NO2)∶n0(SO2)＝1.0，设SO2的起始浓度为c0 mol·L－1，c(NO2)＝c0 mol·L－1，平衡时，二氧化氮的转化率为50％，可列“三段式”：　　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 　　　　　 NO2(g)＋SO2(g) ⥫⥬SO3(g)＋NO(g) c(起始/mol·L－1) c0 c0 0 0 c(转化/mol·L－1) 0.5c0 0.5c0 0.5c0 0.5c0 c(平衡/mol·L－1) 0.5c0 0.5c0 0.5c0 0.5c0 计算可得平衡常数K＝1。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 D点时二氧化氮的平衡转化率为40％，n0(NO2)∶n0(SO2)＝1.5，设SO2的起始浓度为c0 mol·L－1，则c(NO2)＝1.5c0 mol·L－1，列“三段式”： 　　　　　 NO2(g)＋SO2(g) ⥫⥬SO3(g)＋NO(g) c(起始/mol·L－1) 1.5c0 c0 0 0 c(转化/mol·L－1) 0.6c0 0.6c0 0.6c0 0.6c0 c(平衡/mol·L－1) 0.9c0 0.4c0 0.6c0 0.6c0 计算得平衡常数K＝1，C、D两点反应的平衡常数相同，说明反应温度相同，故TC＝TD。 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 谢 谢 观 看 化学反应的方向与调控 $