专题04 化学反应的方向与条件优化（期中复习讲义）高二化学上学期鲁科版

专题04 化学反应的方向与条件优化 01 期中考情透视 02 复习目标锚定 03 知识体系构建 04 核心考点精讲 考点一 自发过程与自发反应 / 考点二 焓变、熵变对化学反应方向影响 / 考点三化学反应方向的复合判据 / 考点四 工业上选择适宜生产条件的原则 / 考点五 工业合成氨条件的选择 05 重难题型突破 题型一 反应自发性判断 / 题型二 熵变大小判断 / 题型三 化学反应方向的判据 / 题型四 合成氨反应适宜条件的选择 / 题型五 陌生情境反应条件优化 06 限时分层演练 基础固本练 / 综合进阶练 / 创新思维练 本专题是期中化学选修与工业综合题的热点板块，侧重理论联系生产情境。选择题重点考查自发反应判断、焓变、熵变与ΔG=ΔH-TΔS 的综合判据，辨析“自发”与“反应速率”的概念误区；大题常结合合成类工业反应，综合速率、平衡原理选择适宜生产条件，兼顾产率、速率、能耗、设备成本等现实因素。命题侧重能力考查，易错点集中在自发反应不等于反应易发生、条件优化不能只追求转化率单一指标。复习需理清判据逻辑，学会从速率、平衡、经济多维度分析工业条件。 识记 记住熵、熵变含义，混乱度与熵值关系；掌握吉布斯自由能判据△G=△H-T△S；熟记△G<0反应自发，△G>0非自发；记住工业选择反应条件要兼顾反应速率、平衡转化率、能耗、设备、成本等因素。 理解 理解焓变、熵变单独判断反应方向的局限性；区分反应自发与反应速率、反应能否实际发生；理解温度对△G的影响逻辑；明白工业条件并非一定使平衡转化率最大。 应用 能根据△H、△S定性判断不同温度下反应能否自发；结合速率、平衡知识，分析工业合成反应，综合选择最优生产条件，解释高温、加压、催化剂等措施的双重目的。 考点一 自发过程与自发反应 1．自发过程 （1）含义：在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。 （2）特点 ①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量) ②在密闭条件下，体系有从有序自发地转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。 2．自发反应 （1）定义：在给定条件下，可以自发地进行到显著程度的化学反应。 （2）自发反应的特征 ①具有方向性，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，则其逆反应在该条件下肯定不自发。 ②体系趋向于从高能量状态转变为低能量状态。 ③体系趋向于从有序体系转变为无序体系。 ⚠️易混易错 ①自发反应具有方向性，即反应的某个方向在一定条件下自发进行，而该反应的逆方向在该条件下肯定不能自发进行。 ②自发≠迅速发生；自发≠不需任何条件；自发性只判断反应趋势，与反应速率无关。 ③不要混淆“自发进行”和“常温自发”；自发反应依然可能需要启动条件（如点燃）。 考点二 焓变、熵变对化学反应方向影响 1．熵与熵变 （1）熵的含义：熵是衡量一个体系混乱度的物理量，即表示体系的不规则或无序状态程度的物理量。混乱度越大，体系越无序，体系的熵就越大。用符号S表示。同一条件下，不同物质有不同的熵值，同一物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是S(g)>S(l)>S(s)。 （2）熵变的含义：熵变是反应前后体系熵的变化，用ΔS表示，化学反应的ΔS越大，越有利于反应自发进行。 2．化学反应的方向与能量的关系 能量变化是一个与反应能否自发进行有关的因素，但不是决定反应能否自发进行的惟一因素。 （1）多数能自发进行的化学反应是放热反应。 例如：在常温、常压下，氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁的反应是自发的，反应放热： 4Fe(OH)2(s)＋2H2O（1）＋O2(g)===4Fe(OH)3(s) ΔH(298 K)＝－444.3 kJ/mol （2）有不少吸热反应也能自发进行。 例如：NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O（1） ΔH(298 K)＝＋37.30 kJ/mol （3）有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行。 例如：在室温下和较高温度下均为吸热过程的CaCO3的分解反应。 CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH(298 K)＝＋178.2 kJ/mol ΔH(1 200 K)＝＋176.5 kJ/mol 结论：研究表明，对于化学反应而言，绝大多数放热反应都能自发进行，且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应越完全。可见，反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一。 注意：①反应能量判据不是决定反应能否自发进行的惟一因素。②有些吸热反应也能自发进行。 3．化学反应的方向与熵变的关系 化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化，因此存在着熵变。反应的熵变ΔS为反应产物总熵与反应物总熵之差。对于确定的化学反应，在一定条件下具有确定的熵变。 （1）许多熵增加的反应在常温、常压下可以自发进行。产生气体的反应，气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值，为熵增反应。 例如：2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)；NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)； （2）有些熵增的反应在常温、常压下不能自发进行，但在较高温度下可以自发进行。 例如：CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)；C(石墨，s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)； （3）铝热反应是熵减的反应，它在一定条件下也可以自发进行。 例如：2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)； 结论：研究表明，除了热效应外，决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的混乱度，大多数自发反应有趋向于体系混乱度增大的倾向。 ⚠️易混易错 ①少数熵减少的反应在一定条件下也可以自发进行，如NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)。 ②孤立体系或绝热体系的自发过程才向着熵增的方向进行。 考点三化学反应方向的复合判据 1．复合判据：ΔH－TΔS＜0，反应正向自发进行 （1）适用条件：恒温恒压 （2）局限性：只能判断反应发生的可能性，不能判断反应是否实际发生 2．温度对反应方向的影响 （1）当ΔH＜0，ΔS＞0时，ΔG＜0，反应自发进行。 （2）当ΔH＞0，ΔS＜0时，ΔG＞0，反应不能自发进行。 （3）当ΔH＞0，ΔS＞0或ΔH＜0，ΔS＜0时，反应是否自发进行与温度有关，在一定温度下可使ΔG＝0，即反应达平衡状态。 （4）ΔH<0、ΔS<0时，则ΔH-TΔS在较低温度时可能小于零，所以低温有利于反应自发进行。图解如下： 3．反应自发进行的最低或最高温度的计算 （1）计算依据：△H－T△S≤0 ①若△S＞0，则T≥，为最低温度 ②若△S＜0，则T≤，为最高温度 （2）注意单位的换算 ①△S的单位为：J·mol－1·K－1 ②△H的单位为：kJ·mol－1 ③T的单位为：K 4．在用判据ΔH－TΔS判断时要注意ΔH与ΔS的单位的差别，需要转换。 （1）不能片面地用焓判据、熵判据孤立判断。 （2）不能忽视温度在大多数化学反应方向判断中的作用。 （3）不能错误认为“自发反应”不需要任何条件。 （4）不能忽视ΔH、T、ΔS单位的协调一致。 ⚠️易混易错 ①根据ΔH－TΔS＜0判断的只是反应能否自发进行的可能性，具体的反应能否实际发生，还涉及到化学反应速率的问题。 ②自发反应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)；有的需要一定条件引发反应，一旦反应后即可自发进行。如：碳的燃烧需要点燃。 ③一般的，如果一个过程是自发的，则其逆过程就是非自发的。非自发过程要想发生，则必须对它做功，如利用水泵可将水从低处抽向高出，通电可将水分解生成氢气和氧气。 考点四 工业上选择适宜生产条件的原则 1．控制反应条件的目的 （1）促进有利的化学反应：通过控制反应条件，可以加快化学反应速率，提高反应物的转化率，从而促进有利的化学反应进行。 （2）抑制有害的化学反应：通过控制反应条件，也可以减缓化学反应速率，减少甚至消除有害物质的产生或控制副反应的发生，从而抑制有害的化学反应继续进行。 2．控制反应条件考虑因素：在实际生产中常常需要结合设备条件、安全操作、经济成本等情况，综合考虑影响化学反应速率和化学平衡的因素，寻找适宜的生产条件。此外，还要根据环境保护及社会效益等方面的规定和要求做出分析，权衡利弊，才能实施生产。 3．控制反应条件的基本措施 （1）控制化学反应速率的措施 通过改变反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)、固体的表面积以及使用催化剂等途径调控反应速率。 （2）提高转化率的措施 通过改变可逆反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)等改变可逆反应的限度，从而提高转化率。 4．工业上选择适宜生产条件的原则 外界 条件 有利于加快速率的条件控制 有利于平衡正向移动的条件控制 综合分析结果 浓度 增大反应物的浓度 增大反应物的浓度、减小生成物的浓度 不断地补充反应物、及时地分离出生成物 催化剂 加合适的催化剂 不需要 加合适的催化剂 温度 高温 ΔH＜0 低温 兼顾速率和平衡，考虑催化剂的适宜温度 ΔH＞0 高温 在设备条件允许的前提下，尽量采取高温并考虑催化剂的活性 压强 高压(有气体参加) Δνg＜0 高压 在设备条件允许的前提下，尽量采取高压 Δνg＞0 低压 兼顾速率和平衡，选取适宜的压强 ⚠️易混易错 ①工业选择条件不能只追求平衡转化率最大化，要综合速率、平衡、催化剂活性、设备与能耗。 ②催化剂只加快速率，不改变平衡转化率；增大压强虽可能提升转化率，但会提高设备成本。 ③增加一种反应物用量，可提高另一反应物转化率，自身转化率降低。 ④答题需从速率、平衡、经济多角度分析，不可单一判断。 考点五 工业合成氨条件的选择 1、合成氨反应的特点 （1）反应：合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。已知298 K时：ΔH＝－92.4 kJmol－1，ΔS＝－198.2 Jmol－1K－1。 （2）特点： ①可逆反应 ②放热反应：ΔH<0 ③熵减的反应：ΔS<0 ④常温(298 K)下，ΔH－TΔS<0，能自发进行。 2、合成氨反应特点的分析 对合成氨反应的影响 影响因素 浓度 温度 压强 催化剂 增大合成氨的反应速率 增大 升高 增大 使用 提高平衡混合物中氨的含量 增大 降低 增大 无影响 3、工业合成氨的适宜条件 1）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 根据反应器可使用的钢材质量及综合指标来选择压强(10～30 MPa) 温度 适宜温度，400～500 ℃ 催化剂 使用铁触媒做催化剂（500℃左右时的活性最大） 浓度 N2和H2的物质的量之比为1∶2.8的投料比，氨及时从混合气中分离出去 2）问题讨论 （1）压强：目前我国合成氨厂一般采用的压强在10～30 MPa，不采用更高压强的理由是：压强越大，对设备的要求越高、需要的动力越大。 （2）温度：升高温度能提高化学反应速率，但工业合成氨温度不能太高的理由是： ①合成氨反应为放热反应，升高温度，转化率降低。 ②400～500℃催化剂活性最大，升高温度，催化剂活性减弱。 4、合成氨的生产流程 （1）生产流程 （2）流程分析 ①原料气干燥、净化：除去原料气中的水蒸气及其他气体杂质，防止与催化剂接触时，导致催化剂“中毒”而降低或丧失催化活性； ②压缩机加压：增大压强； ③热交换：合成氨反应为放热反应，反应体系温度逐渐升高，为原料气反应提供热量，故热交换可充分利用能源，提高经济效益。 ④冷却：生成物NH3的液化需较低温度采取迅速冷却的方法，可使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出来，以促使平衡向生成NH3的方向移动。 ⑤循环使用原料气：因合成氨反应为可逆反应，平衡混合物中含有原料气，将NH3分离后的原料气循环利用，并及时补充N2和H2,使反应物保持一定的浓度，以利于合成氨反应，提高经济效益。 ⚠️易混易错 ①工业生产中，必须从反应限度和反应速率两个角度选择合成氨的适宜条件，既要考虑尽量增大反应物的转化率，充分利用原料，又要选择较快的反应速率，提高单位时间内的产量，同时还要考虑设备的要求和技术条件。 ②催化剂不能改变平衡转化率；不能单纯追求平衡最大转化率，速率、成本、设备条件必须综合权衡。 题型一 熵变大小判断 典例1 （25-26高二上·浙江杭州·期中）相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较合理的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A．同温同压下，气体的物质的量越大，混乱度越大，熵越大，因此的熵小于的熵，A错误；B．相同条件下，同一物质的熵满足：气态＞液态，气态物质混乱度更大，因此的熵小于的熵，B错误；C．同温同压下，相同物质的量的同状态气体，分子结构越复杂、原子数越多，熵越大，分子比结构简单，因此的熵小于的熵，C正确；D．金刚石中碳原子的排列比石墨更有序，混乱度更小，因此的熵小于的熵，D错误；故选C。 💡破题要诀 ①熵代表体系混乱度，状态上：气体＞液体＞固体。判断熵变优先看反应前后气体总物质的量，气体分子增多则△S>0（熵增），减少则△S<0（熵减）。 ②固体、液体的物质的量变化对熵影响很小，一般忽略。 ③做题切忌只看所有物质总物质的量，忽略物质状态，造成误判。 迁移应用 1.（26-27高二上·河北保定·阶段检测）在下列变化中，体系的熵值增加的是 A．水结冰 B．水蒸气冷凝 C．蔗糖在水中溶解 D． 【答案】C 【解析】A．水结冰是液态水变为固态冰，体系混乱度减小，熵值减小，A错误；B．水蒸气冷凝是气态水变为液态水，体系混乱度减小，熵值减小，B错误；C．蔗糖在水中溶解，蔗糖晶体分散为自由移动的分子，体系混乱度增大，熵值增加，C正确；D．反应中反应物为两种气体，生成物为固体，体系混乱度减小，熵值减小，D错误；故选C。 2.（26-27高二上·四川成都·阶段检测）古诗中蕴含着化学原理，下列诗句中体现熵减过程的是 A．野火烧不尽，春风吹又生 B．鸡声茅店月，人迹板桥霜 C．呵笔难临帖，敲床且煮茶 D．雪消冰又释，景和风复暄 【答案】B 【解析】A．野火烧不尽，春风吹又生涉及燃烧过程，有机物转化为气态物质和灰烬，体系混乱度增大，属于熵增过程，A错误；B．霜是水蒸气凝华形成的，气态水变为固态冰，分子排列更有序，体系混乱度减小，属于熵减过程，B正确；C．呵笔难临帖，敲床且煮茶涉及加热煮水过程，温度升高且部分水汽化，体系混乱度增大，属于熵增过程，C错误；D．冰雪融化是固态水变为液态水，体系混乱度增大，属于熵增过程，D错误；故选B。 题型二 反应自发性判断 典例2 （25-26高二上·海南·期中）下列结合具体反应进行化学反应自发性(即反应进行的方向)的分析判断中，正确的是 A．煅烧石灰石制取生石灰是一个吸热且熵减的反应，因此在任何条件下都不能自发进行 B．铁生锈是一个放热且熵减的反应，因此在高温下才能自发进行 C．锌与稀硫酸的反应在任何温度下都能自发进行，因此该反应的 D．和的反应是在室温下能自发进行的吸热反应，因此该温度下其熵增效应足以克服焓增效应的不利影响 【答案】D 【解析】A．煅烧石灰石（）为吸热反应，但生成气体CO2是熵增（ΔS>0）的反应，A错误；B．铁生锈（）放热（ΔH<0），但气体O2减少导致熵减（ΔS<0）。低温时ΔG=ΔH-TΔS<0（自发），高温时ΔG>0（不自发），B错误；C．Zn与稀硫酸反应生成H2（ΔS>0），且ΔH<0，任何温度下ΔG=ΔH-TΔS<0，能自发，C错误；D．和的反应吸热（ΔH>0），但生成NH3气体（ΔS>0），室温下能自发进行的吸热反应，说明室温下ΔG=ΔH-TΔS<0，则TΔS>ΔH，使ΔG<0，因此该温度下其熵增效应足以克服焓增效应的不利影响，D正确；故选D。 💡破题要诀 ①依据△ G=△ H-T△S判断反应自发方向。△H<0、△S>0任意温度自发；△H>0、△S<0任意温度非自发；其余组合由温度决定。 ②注意△G<0仅代表反应有自发趋势，与反应速率无关，自发反应不一定能快速发生，切勿混淆反应方向、快慢与限度。 迁移应用 3.（25-26高二上·广东湛江·期末）经催化加氢可合成甲醇：  ，下列说法正确的是 A．该反应是放热反应，所以在任何条件下都可以自发进行 B．该反应的，所以在任何条件下都不可以自发进行 C．在不同状态下的熵值为 D．实际生产中，及时液化分离出甲醇可增大反应物的转化率 【答案】D 【解析】A．该反应是放热反应，但自发进行需满足ΔG < 0，根据ΔG = ΔH - TΔS，该反应ΔS < 0，因此高温时ΔG可能大于0，不自发，A错误；B．该反应ΔS < 0，但ΔH < 0，低温时ΔG < 0可自发进行，B错误；C．熵值大小：气体>液体>固体，故H2O(g)的熵值S(g)大于H2O(s)的熵值S(s)，即S(g) > S(s)，C错误；D．及时液化分离甲醇（产物），减少生成物浓度，平衡正向移动，反应物转化率增大，D正确；故选D。 4.（25-26高二下·浙江丽水·期中）汽车尾气转化反应：  ，该反应的（已知：）随温度T的变化趋势正确的是 A． B． C． D． 【答案】C 【分析】根据反应方程式，该反应是气体物质的量减少的反应，因此该反应，与的关系曲线的斜率，同时，该反应，则曲线截距小于0，据此作答。 【解析】A．该曲线斜率大于0，截距大于0，A错误；B．该曲线斜率小于0，截距大于0，B错误；C．该曲线斜率大于0，截距小于0，C正确；D．该曲线斜率小于0，截距小于0，D错误；故答案选C。 题型三 合成氨反应适宜条件的选择 典例3 （25-26高二上·福建福州·期中）工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，其反应如下：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ·mol−1。下面说法正确的是 A．由于N2在空气中含量高，因此直接将空气与氢气混合通入反应炉 B．将生成的氨气及时液化分离，可推动平衡正向移动，加快反应速率 C．合成氨一般选择400～500℃的原因主要考虑了温度对平衡移动的影响 D．增大压强虽能提高平衡产率，但实际生产中常采用20MPa以节省设备成本 【答案】D 【解析】A．空气中含有，与混合在高温下易发生爆炸，且存在其他杂质会干扰反应，不能直接将空气与氢气混合通入反应炉，A错误；B．将生成的及时液化分离，会降低生成物浓度，虽然可推动平衡正向移动，但反应速率会减慢，无法加快反应速率，B错误；C．合成氨反应，升高温度平衡会逆向移动，选择400～500℃主要是因为该温度下催化剂铁触媒的活性最高，同时可加快反应速率，并非考虑温度对平衡移动的影响，C错误；D．该反应正向为气体分子数减少的反应，增大压强平衡正向移动可提高平衡产率，但压强过高会大幅提升设备抗压要求、增加生产成本，实际生产采用20MPa左右可节省设备成本，D正确；故选D。 💡破题要诀 ①低温利于平衡正向，但兼顾速率与催化剂活性选用 400～500℃；加压提升转化率，但受设备成本限制选中压；催化剂只加快速率，不改变平衡。 ②工业条件是速率、平衡、成本综合权衡的结果。 迁移应用 5.（25-26高二上·广东湛江·期末）关于工业合成氨反应，下列说法正确的是 A．任意条件下反应均可以正向自发进行 B．仅从平衡移动角度考虑，合成氨时应选择低温高压条件 C．原料气可直接通入合成塔中进行反应 D．、的投料比采用1：2.8(物质的量比)而不是1：3，是为了提高的转化率 【答案】B 【解析】A．反应自发进行需满足ΔG<0，该反应ΔH<0但ΔS<0（气体分子数减少），高温时ΔG可能大于0，故不是任意条件下自发，A错误；B．该反应为放热反应（ΔH<0）且气体分子数减小（4→2），根据勒夏特列原理，低温有利于平衡向放热方向（正向）移动，高压有利于平衡向气体体积减小方向（正向）移动，故仅从平衡移动角度，低温高压条件有利于合成氨，B正确；C．工业合成氨中，原料气需净化去除杂质（如O2、H2O等），以防催化剂中毒，不能直接通入合成塔，C错误；D．投料比1:2.8（n(N2):n(H2)）中H2量（2.8）少于化学计量比1:3，导致N2过量，这有利于提高H2的转化率，但会降低N2的转化率（因N2未完全反应），而选项中表示“为了提高N2转化率”，与事实不符，D错误；故选B。 6．（25-26高二上·黑龙江佳木斯·阶段检测）已知N2＋3H22NH3 ΔH= -92 kJ·mol-1  ΔS=-198 J·mol-1·K-1。工业合成氨的流程如图所示。下列说法正确的是 A．步骤③中热交换的目的是为原料气提供热量，提高经济效益 B．高温可以加快反应速率，所以生产中温度越高越好 C．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，所以生产中压强越大越好 D．步骤②④⑤⑥均有利于提高原料的平衡转化率 【答案】A 【解析】A．N2＋3H22NH3反应放热，步骤③热交换器的作用是利用反应后气体的余热预热原料气，为原料气提供热量，从而节约能源，提高经济效益，故A正确；B．N2＋3H22NH3反应放热，升高温度平衡逆向移动，高温虽能加快反应速率，但降低NH3产率，且铁触媒在400-500℃活性最高，并非温度越高越好，故B错误；C．加压可加快反应速率并使平衡正向移动，但压强过大会增加设备成本和能耗，工业上选择10-30MPa是综合成本与转化率的结果，并非压强越大越好，故C错误；D．催化剂不能使平衡移动，催化剂不影响平衡转化率，高温会使平衡逆向移动降低转化率，步骤④为催化剂和高温条件，不能提高转化率，故D错误；选A。 题型四 陌生情境反应条件优化 典例4 （25-26高二下·浙江温州·期末）化学与生产、生活息息相关，下列说法正确的是 A．，达到平衡后，压缩容器体积，混合气体密度不变 B．，实际生产中利用液化除氨增大反应的限度 C．，为提高SO3产率，工业生产选择的条件是400-500℃、高压 D．，平衡后，升高温度，对正反应的速率影响更大 【答案】B 【解析】A．该反应左右气体计量数相等，压缩容器体积平衡不移动，但容器体积减小，混合气体总质量不变，根据可知密度增大，A错误；B．液化分离出，生成物浓度减小，平衡正向移动，可增大反应限度，B正确；C．该反应常压下转化率已经很高，高压会大幅增加设备成本，工业生产采用常压而非高压，C错误；D．该反应，正反应放热、逆反应吸热，升高温度对吸热的逆反应速率影响更大，D错误；故答案选B。 💡破题要诀 ①先分析反应焓变、气体分子数变化，从平衡角度判断温度、压强对转化率的影响；再从速率角度分析达平衡快慢。 ②同时兼顾催化剂活性、设备耐压、能耗成本，不能单纯追求最高平衡转化率。 ③答题分平衡、速率、经济三个维度，结合题干信息综合选出最优条件。 迁移应用 7.（26-27高二上·山东济南·阶段检测）工业上用黄铁矿（主要成分可表示为，其中还有少量等）为原料制备硫酸的流程如图所示： 下列说法错误的是 A．将黄铁矿粉碎处理可以提高原料的利用率 B．沸腾炉中矿石粉末的“沸腾”加快了黄铁矿的反应速率 C．氧化在高温下进行是因为其为吸热反应，升高温度，平衡正向移动 D．工业上吸收塔中吸收的试剂是98.3%的浓硫酸 【答案】C 【分析】黄铁矿在沸腾炉中和空气中的氧气反应生成，在催化剂的作用下，和空气中的氧气在高温下反应生成，利用的浓硫酸吸收得到硫酸产物，多余未反应的可以循环到接触室继续反应，由此解答。 【解析】A．将黄铁矿粉碎可增大矿石与空气的接触面积，使反应更充分，能提高原料利用率，A正确；B．沸腾炉中矿石粉末处于“沸腾”状态时，与空气的接触面积大幅增大，可加快黄铁矿的反应速率，B正确；C．的氧化反应为放热反应，升高温度平衡会逆向移动，选择高温条件是为了加快反应速率、保证催化剂活性最高，C错误；D．工业上用的浓硫酸吸收，可避免用水吸收时形成酸雾，提升吸收效率，D正确；故选C。 8.（25-26高二上·安徽安庆·期末）用催化还原，是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应原理为  。下列说法正确的是 A．仅从平衡角度考虑，高压条件有利于柴油机车尾气的净化 B．使用合适的催化剂可以提高活化分子百分率，增大反应速率 C．上述反应只有在高温下才能正向自发进行 D．为减小柴油机车辆尾气对空气的污染，通入越多越好 【答案】B 【解析】A．该反应气体分子数增加（反应物，生成物），根据勒夏特列原理，高压使平衡向气体分子数减少的方向（逆向）移动，不利于尾气净化，A错误；B．催化剂通过降低活化能，提高活化分子百分率，从而增大反应速率，B正确；C．反应（放热）且（气体分子数增加），，故在任何温度下均自发进行，C错误；D．过量通入可能导致未反应的的排放，造成二次污染，，D错误；故答案选B。 基础固本练（限时：15分钟） 1.（25-26高二上·广东东莞·期末）东汉魏伯阳著《周易参同契》记载了“胡粉投火中，色坏”，此过程白色碱式碳酸铅变色：。下列关于该反应的说法正确的是 A．属于熵减反应 B．属于置换反应 C．属于分解反应 D．属于氧化还原反应 【答案】C 【解析】A．该反应反应物为固体，生成物包含、两种气体，体系混乱度增大，属于熵增反应，A错误；B．置换反应的特征是单质与化合物反应生成新单质和新化合物，该反应反应物仅一种，且无单质参与或生成，不属于置换反应，B错误；C．该反应由一种反应物分解生成三种不同物质，符合分解反应“一变多”的特征，属于分解反应，C正确；D．反应前后所有元素化合价均未发生变化（为价、为价、为价、为价），无电子转移，不属于氧化还原反应，D错误；故选C。 2.（26-27高二上·河南周口·阶段检测）汽车尾气的治理有利于保护环境，其原理为，在、下，，。下列说法中正确的是 A．该反应在室温条件下不可自发进行 B．汽车尾气中的会与人体血红蛋白结合导致人中毒 C．是酸性氧化物 D．该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量 【答案】B 【解析】A．根据吉布斯自由能公式，代入数据得，室温下可自发进行，A错误；B．与人体血红蛋白的亲和力远高于，会导致血红蛋白无法运输氧气，使人中毒，B正确；C．酸性氧化物是能与碱反应只生成盐和水的氧化物，不能与碱反应生成对应的盐，属于不成盐氧化物，不是酸性氧化物，C错误；D．该反应，为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，D错误；故选B。 3.（26-27高二上·广西玉林·阶段检测）下列说法错误的是 A．熵增且放热的反应一定能自发进行 B．焓变（）和熵变（）共同决定反应能否自发 C．加入催化剂可以降低活化能，活化分子百分数虽然没变，但可以加快反应速率 D．升高温度，反应物分子的能量增加，增加了活化分子的百分数，从而加快反应速率 【答案】C 【解析】A．熵增说明，放热说明。在恒温、恒压条件下，反应自发进行的判据为，其中为热力学温度。由于，熵增且放热的反应满足这一判据，能自发进行，A正确；B．在一定温度和压强下，判断反应能否自发进行，需要考察的符号，因此焓变和熵变共同决定反应能否自发进行，B正确；C．催化剂可以改变反应历程，降低反应的活化能，使同一温度下更多的反应物分子成为活化分子，活化分子的百分数增大，单位时间内的有效碰撞次数增多，反应速率加快。因此，“活化分子百分数虽然没变”的说法错误，C错误；D．升高温度，反应物分子的平均能量增大，更多分子达到反应所需的能量，活化分子的百分数增大，单位时间内的有效碰撞次数增多，从而加快反应速率，D正确；故选C。 4.（26-27高二上·山东泰安·阶段检测）下列关于化学反应的方向和判据的说法中，不正确的是 A．若某反应的，，该反应在任何温度下都能自发进行 B．催化剂能降低反应焓变，改变反应的自发性 C．，该反应在常温下可自发进行，说明该反应的 D．反应能否自发进行与温度有关 【答案】B 【解析】A．反应自发的判据为（时反应自发），若、，则任意温度下均满足，反应在任何温度下都能自发进行，A正确；B．催化剂只能降低反应的活化能，不改变反应的焓变，也不能改变反应的自发性，B错误；C．该反应，常温下可自发进行说明常温下，推导可得，且反应生成气体，混乱度增大，也符合的结论，C正确；D．该反应，且生成气体故，仅当温度足够高时满足，反应可自发进行，因此能否自发进行与温度有关，D正确；故选B。 5.（26-27高二上·河北保定·阶段检测）下列关于自发过程的说法中，正确的是 A．能够自发进行的反应一定是放热反应 B．的反应均是自发进行的反应 C．能够自发进行的反应一定是熵增的反应 D．反应是否自发进行必须综合考虑体系的焓变与熵变 【答案】D 【解析】A．若反应且，高温下也可满足自发进行，因此能够自发进行的反应不一定是放热反应，A错误；B．的反应若，高温下，反应不能自发进行，因此的反应不一定均能自发进行，B错误；C．若反应且，低温下也可满足自发进行，因此能够自发进行的反应不一定是熵增的反应，C错误；D．反应自发的判据为，反应是否自发进行需要结合焓变、熵变和温度共同判断，即必须综合考虑体系的焓变与熵变，D正确；故选D。 6.（25-26高二上·甘肃白银·期中）已知反应的，，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 【解析】根据与0的关系可判断反应是否自发进行，当时，反应能自发进行；反应的，，因为，则一定大于0，即反应在任何温度下都不能自发进行，故选C。 7.（26-27高二上·河北邢台·阶段检测）工业上常采用反应 来合成氨。回答下列问题： （1）__________(填“低温”或“高温”)条件有利于该反应自发进行。 （2）仅适当升高温度，逆反应速率将__________(填“增大”“减小”或“不变”)，活化分子数将__________(填“增多”“减少”或“不变”)。 （3）某实验小组同学在实验室模拟上述反应，往某密闭容器中通入和。 ①反应达平衡后，混合气体中氮元素的质量为__________g。 ②充分反应后，的物质的量__________(填“>”“<”或“=”)。 ③反应达平衡后，仅将容器的体积减小至原来的，的平衡转化率将__________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，该反应的平衡常数将__________。 【答案】（1）低温 （2）增大 增多 （3）①2.8 ② ③增大 不变 【解析】（1）根据吉布斯自由能判据，当 时反应能自发进行。该合成氨反应的正反应是气体分子数减少的反应，即熵变。已知焓变，为了使，需要温度较低，因此低温条件有利于该反应自发进行； （2）升高温度，无论是正反应速率还是逆反应速率都会增大；同时，温度升高会使分子的平均能量增加，促使更多的普通分子跨越活化能壁垒转化为活化分子，因此体系中的活化分子数将增多； （3）① 根据质量守恒定律，化学反应前后元素的质量保持不变。密闭容器中通入了的，混合气体中氮元素的质量即为通入的的质量，为； ② 该反应为可逆反应，反应物无法转化为生成物。若和完全反应，理论上可生成，但由于反应的可逆性，实际生成的物质的量必然小于； ③ 仅将容器的体积减小至原来的，相当于增大体系压强。根据勒夏特列原理，增大压强会使化学平衡向着气体分子数减少的方向（即正反应方向）移动，因此的平衡转化率将增大；化学平衡常数仅是温度的函数，由于温度未发生改变，该反应的平衡常数将不变。 综合进阶练（限时：15分钟） 1.（25-26高二上·安徽蚌埠·期末）工业合成氨不仅解决了粮食问题，还为工业、国防和能源领域提供了关键支撑。合成氨的流程图如下，已知  ，下列说法正确的是 A．合成塔中充入的越多，的转化率越大 B．步骤②中“加压”不仅可以提高原料的转化率，还加快反应速率，所以生产中压强越大越好 C．实验室模拟合成氨气，保持温度、压强不变通入惰性气体，平衡会发生移动，氨气的产率降低 D．步骤④⑤⑥均有利于提高原料的平衡转化率 【答案】C 【分析】合成氨是放热、气体分子数减少的反应。步骤①干燥净化：除去杂质，防止催化剂中毒；步骤②加压：增大压强，平衡正向移动，提高氨的产率；步骤③热交换：利用反应放热预热原料气，节约能源；步骤④铁触媒（400-500℃）：催化剂加快反应速率，此温度是催化剂活性最佳温度（虽温度升高平衡逆向，但速率优先）；步骤⑤液化分离：分离出液态，使平衡正向移动，提高原料利用率；步骤⑥循环：未反应的循环利用，提高原料转化率。 【解析】A．增大的浓度，平衡正向移动，的转化率提高，但自身的转化率会降低，A错误；B．加压使平衡正向移动，提高原料转化率，同时加快反应速率，但压强越大，对设备的要求越高、能耗越大，生产成本显著上升，因此工业上选择10MPa~30MPa的适宜压强，并非压强越大越好，B错误；C．恒温恒压下通入惰性气体，容器体积会增大，相当于体系减压，平衡向气体分子数增多的方向（逆反应方向）移动，的产率降低，C正确；D．步骤④中使用催化剂不影响平衡转化率；步骤⑤中液化分离出，降低生成物浓度，平衡正向移动，提高原料转化率；步骤⑥中未反应的、循环利用，可提高原料总利用率，D错误；故选C。 2.（26-27高二上·湖北荆州·阶段检测）已知体系自由能变化。已知两个反应的与温度的关系如图所示，下列说法不正确的是 已知：和随温度变化很小 A．在一定温度范围内，反应①②能同时自发 B．反应①在1200℃时能自发进行 C．反应①的 D．反应②的 【答案】D 【解析】A．由图像可知，在两个反应的均小于0的温度区间内，反应①②能同时自发，A正确；B．1200℃时反应①的，此时反应能自发进行，B正确；C．根据，随变化的斜率为，反应①的随温度升高而减小，斜率为负，故，即；温度趋近于0时，低温下反应①的，故，C正确；D．反应②的随温度升高而增大，斜率为正，故，即，与选项中矛盾，D错误；故选D。 3.（26-27高二上·河北·阶段检测）下列关于化学反应方向和调控的说法错误的是 A．炼铁工业中，增加炼铁高炉的高度无法降低尾气中CO的含量 B．硫酸工业中，为提高的转化率，可通入稍过量的空气 C．硝酸工业中，氨的氧化使用催化剂是为了增大反应速率，提高生产效率 D．合成氨工业中，温度越高，生产效益越好 【答案】D 【解析】A．增加高炉高度不能改变反应体系的温度、气体浓度或者压强等影响反应进行程度的关键因素，因此不能降低尾气中含量，A正确；B．硫酸工业中的催化氧化为可逆反应，通入稍过量的空气（含过量），可使平衡正向移动，提高的转化率，B正确；C．催化剂可降低反应活化能，增大反应速率，单位时间内产物产量提升，因此可提高生产效率，C正确；D．合成氨反应为放热的可逆反应，温度过高会使平衡逆向移动，产率降低，同时会降低催化剂活性，因此不是温度越高生产效益越好，D错误；故选D。 4.（25-26高二上·四川巴中·期末）一定条件下，通过下列反应制备特种陶瓷的原料MgO： 该反应在某密闭容器中达到平衡。下列分析正确的是 A．增加的物质的量，可以提高CO的转化率 B．该反应为吸热反应，工业生产中温度越高越好 C．将尾气分离可以提高正反应的反应速率，从而使平衡正向移动，提高原料转化率 D．降温时平衡逆向移动，平衡常数减小 【答案】D 【解析】A．是固体，增加固体的物质的量不会改变其浓度，因此平衡不移动，的转化率不会提高，A错误；B．该反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，但工业生产中温度过高会增加能耗、加速设备腐蚀，还可能导致催化剂失活，因此不是温度越高越好，B错误；C．分离尾气（、）会使平衡正向移动，提高原料转化率，但平衡正向移动导致反应物浓度减小，正反应速率减小，C 错误；D．该反应（吸热），降低温度时平衡向放热方向（逆向）移动；平衡常数只与温度有关，温度降低，减小，D正确；故答案选D。 5.（25-26高二上·江苏南京·期中）乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志。一定条件下和合成乙烯的反应为。向恒容密闭容器中充入和，测得不同温度下的平衡转化率及催化剂的催化效率如图所示。 下列说法不正确的是 A．N点的平衡常数比M点的小 B．时，平衡体系中乙烯的体积分数为 C．时，当的转化率位于点时，保持其他条件不变，延长反应时间有可能使转化率达到 D．在实际生产过程中，应控制反应温度在左右 【答案】B 【解析】A．由图可知，温度升高，CO2的平衡转化率降低，所以正反应放热，平衡常数随温度升高而降低，所以N点平衡常数更小，A正确；B．250℃时CO2的平衡转化率为50%，此时反应体系中CO2物质的量为0.5 mol，H2为1.5 mol，生成1 mol水与0.25 mol乙烯，乙烯体积分数为，B错误；C．M1点未达平衡，保持其他条件不变，延长反应时间有可能将反应达到平衡，转化率达到50%，C正确；D．250℃左右催化剂活性最高，且二氧化碳的平衡转化率较高，适合工业生产，D正确；故选B。 6.（25-26高二上·北京房山·期中）工业制硫酸中的重要步骤之一是：  下列措施中，主要目的是提高平衡转化率的是 A．采用常压而非高压 B．采用400～500℃而非低温 C．加入作为催化剂 D．及时分离出 【答案】D 【解析】A．工业生产采用常压是考虑转化率（常压转化率已经很高了）以及设备等因素，该反应是气体体积减小的反应，高压可提高SO2转化率，故A错误；B．高温使放热反应的平衡逆向移动，降低SO2转化率，工业选择高温是为了提高反应速率（催化剂活性），而非平衡转化率，故B错误；C．催化剂仅加快反应速率，不影响平衡状态，无法提高平衡转化率，故C错误；D．及时分离SO3，减少生成物浓度，促使平衡正向移动，从而提高SO2平衡转化率，故D正确；故选D。 7.（25-26高二上·广东清远·期中）金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石转化为，再进一步还原得到钛。回答下列问题： （1）转化为有直接氯化法和碳氯化法。在时反应的热化学方程式及其平衡常数如下： (ⅰ)直接氯化：  ， (ⅱ)碳氯化：  ， ①反应的为___________，___________Pa。 ②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，其原因是___________。 ③对于碳氯化反应：增大压强，平衡___________移动(填“向左”“向右”或“不”)；温度升高，平衡转化率___________(填“变大”“变小”或“不变”)。 （2）在，将、C、以物质的量比1∶2.2∶2进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。 ①下列说法中能表明反应达到平衡状态的是___________(填标号)。 a．气体密度不变                 b．气体平均摩尔质量不变 c．CO(g)的浓度不变              d．v正(Cl2)=2v逆(O2) ②反应的平衡常数___________。 ③图中显示，在平衡时几乎完全转化为，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原因是___________。 （3）碳氯化是一个“气-固-固”反应，有利于“固-固”接触的措施是___________。 【答案】（1）①-223 1.2×1014 ②碳氯化反应气体分子数增加，小于0，是熵增、放热过程，熵判据与焓判据均是自发过程，而直接氯化的体系气体分子数不变、且是吸热过程 ③向左 变小 （2）①abc ②7.2×105 ③为了提高反应速率，在相同时间内得到更多的TiCl4产品，提高效益 （3）将两固体粉碎后混合，同时鼓入Cl2，使固体粉末“沸腾” 【解析】（1）① 根据盖斯定律，将反应(ⅱ)减去反应(ⅰ)即可得到目标反应 。因此，；平衡常数 。② 碳氯化反应中，正反应气体分子数增加（），且为放热反应（），由吉布斯自由能判据 可知，该反应在任何温度下均能自发进行；而直接氯化反应气体分子数不变且为吸热反应，自发进行的趋势远小于碳氯化反应。③ 碳氯化反应的正反应是气体分子数增加的反应，增大压强，平衡向气体分子数减少的方向（即向左）移动；该反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热方向（即向左）移动，反应物的平衡转化率变小。 （2）① a．在恒压条件下，反应前后气体总质量增加，气体总体积也增加，导致气体平均摩尔质量 发生变化。由 可知，气体密度在反应过程中是变化的，当密度不变时说明达到平衡，a正确；b．反应前后气体总质量和总物质的量均发生变化，平均摩尔质量随之变化，当其不变时说明达到平衡，b正确；c．CO的浓度不变是反应达到平衡状态的直接标志，c正确；d．体系中不存在的对应计量关系，不能说明平衡，d错误;故选abc。 ② 由图可知，在 时，体系中 的物质的量分数为 0.05，CO 的物质的量分数为 0.6，总压 。则反应 的平衡常数 。③ 实际工业生产中不仅要考虑平衡转化率，还要综合考虑反应速率。虽然 时转化率已经很高，但反应速率较慢，提高温度可以显著加快反应速率，缩短达到平衡的时间，从而提高生产效益。 （3）固体颗粒越小，比表面积越大，反应接触面积越大。为了促进 与 C 的“固-固”接触，可将两种固体粉碎后混合均匀，并在反应时从底部鼓入 ，使固体粉末在反应器中处于“沸腾”状态，从而极大增加接触面积，加快反应速率。 创新思维练（限时：10分钟） 1.（25-26高二上·四川泸州·期末）硫酸工业中，催化氧化为 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适当过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，从成本角度考虑，实际生产中没必要采用高压环境 C．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 D．生产中采用温度的较高温度，主要考虑是提高平衡时反应物的转化率 【答案】D 【解析】A．通入适当过量的空气，可增大反应物的浓度，使平衡正向移动，提高的转化率，A正确；B．由表格可知，常压下时转化率已经达到，转化率已经很高；加压对转化率提升幅度很小，还会增加设备和生产成本，因此实际生产无需高压，B正确；C．是有毒大气污染物，回收循环利用既可以防止污染环境，也能提高原料利用率，C正确；D．该反应正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，会降低平衡转化率。工业生产采用，主要是因为该温度下催化剂活性最高，可大幅加快反应速率，不是为了提高平衡转化率，D错误；故选D。 2.（25-26高二上·河南平顶山·期末）利用Sabatier反应可以实现能量的化学储存，反应原理为  。下列关于该反应的说法正确的是 A．该反应中，反应物的总键能大于生成物的总键能 B．使用新型纳米镍催化剂可以降低反应的焓变，从而提高的平衡转化率 C．在恒容密闭容器中，及时分离出水蒸气，有利于反应正向进行，提高的产率 D．为了提高反应速率，工业生产中采用的反应温度越高越好 【答案】C 【解析】A．该反应为放热反应（ΔH = -165 kJ/mol），放热反应中反应物的总键能小于生成物的总键能，因为ΔH = Σ(反应物键能) - Σ(生成物键能) < 0，A错误；B．催化剂只改变反应路径，降低活化能，从而加快反应速率，但不改变反应的焓变（ΔH）和平衡常数，因此无法提高CO2的平衡转化率，B错误；C．在恒容密闭容器中，及时分离出水蒸气（生成物），根据勒夏特列原理，减少生成物浓度会使平衡正向移动，从而促进反应正向进行，提高CH4的产率，C正确；D．升高温度可加快反应速率，但该反应为放热反应，升高温度会使平衡逆向移动，降低CH4的平衡产率，因此并非温度越高越好，需综合考虑速率和平衡，D错误；故答案选C。 3.（25-26高二上·广东惠州·期末）氢能是极具潜力的清洁能源，通过反应CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ∆H<0，可大规模制取氢气。在恒容密闭容器中模拟该反应，下列措施中既能提高CO的平衡转化率又能加快反应速率的是 A．适当升高温度 B．增大催化剂表面积 C．增大H2O(g)的浓度 D．不断分离出H2和CO2 【答案】C 【解析】A. 升高温度会加快反应速率，但由于反应是放热的（ΔH<0），升高温度会使平衡向逆反应方向移动，降低CO的平衡转化率，A错误；B. 增大催化剂表面积可以加快反应速率，但催化剂不影响化学平衡，因此CO的平衡转化率不变，B错误；C. 增大H2O(g)的浓度可以加快反应速率（反应物浓度增大），同时使平衡向正反应方向移动，提高CO的平衡转化率，C正确；D. 不断分离出H2和CO2会使平衡向正反应方向移动，提高CO的平衡转化率，但分离产物对反应速率的加快效果不直接（反应速率主要取决于反应物浓度），D错误；故选C。 4.（25-26高二上·湖北十堰·期末）加氢转化成甲烷，是综合利用实现“碳中和”和“碳达峰”的重要方式。525℃，101 kPa下，   kJ/mol，反应达到平衡时，能加快反应速率且使平衡向正反应方向移动的是 A．恒容下充入惰性气体 B．升高温度 C．增大浓度 D．加入更高效的催化剂 【答案】C 【解析】A．恒容下充入惰性气体不改变各气体浓度，因此反应速率不变，平衡也不移动，A错误；B．升高温度能加快反应速率，但该反应为放热反应（ΔH < 0），升温会使平衡向逆反应方向移动，B错误；C．增大H2浓度可提高反应物浓度，加快反应速率，且根据勒夏特列原理，平衡向正反应方向移动，C正确；D．加入更高效的催化剂能加快反应速率，但催化剂不影响平衡移动，D错误；故选C。 5.（25-26高二上·江苏扬州·期末）燃料高效燃烧、排放控制、碳循环是燃烧低碳技术的研究核心。 （1）的化学链燃烧。相同条件下，以一定流速向装有CuO和的反应器内间歇通入空气、，交替发生步骤Ⅰ、步骤Ⅱ的反应，其原理如图1所示： ①步骤Ⅱ发生的化学反应方程式为_______。 ②与与空气直接混合燃烧相比，化学链燃烧技术的优点有_______(写出两点即可)。 （2）的捕集。固体有机胺()能实现的低温捕集和释放，反应原理为  。多孔作为的载体，氨基(-)是对的活性吸附点，捕集装置如图2所示。 ①选用多孔作为载体的原因是_______。 ②当吸附剂中含量大于60%时，的吸附量会减小，其原因是_______。 ③通过调节温度和压强，有机胺释放出会再生，有利于再生的条件是_______。 （3）的再生。可催化加氢合成。催化加氢反应中，在Ni表面解离为H原子，在表面转化为的可能机理如图3所示。 ①步骤Ⅲ中，元素Ce化合价发生的变化为_______(填“升高”“降低”或“不变”)。 ②在答题卡上补全虚线方框内的有关结构式_______。 【答案】（1） 得到高纯度、实现无接触安全燃烧 （2）①性质稳定、增大吸附剂表面积 ②有机胺过多堵塞多孔管道，造成接触面积减少 ③低压、高温 （3）①降低 ②   【解析】（1）①由图可知，步骤Ⅱ发生的反应为CH4转化为CO2和H2O，根据氧化还原原理可知该转化需要氧化剂的参与，故反应为CH4还原CuO，生成Cu2O、CO2和H2O，配平得到步骤Ⅱ的化学反应方程式； ②与直接燃烧相比，化学链燃烧中CH4与CuO反应，不与空气直接接触，避免了空气中N2的混入，得到高纯度的CO2，并实现CH4无接触安全燃烧； （2）①化学性质稳定，不与与发生反应，可作为惰性载体稳定存在；且多孔材料比表面积大，能增加固体有机胺()与的接触面积，从而提高的吸附率； ②氨基(-)是对的活性吸附点，含量大于60%时可能堵塞多孔管道，或分子间相互作用增强导致氨基被包裹，造成接触面积减少，导致吸附量下降； ③  ，正反应气体分子数减小、反应放热，为促进有机胺释放出会再生即平衡逆向移动，有利于再生的条件是低压、高温； （3）①步骤Ⅲ中CeO2转化为，CeO2失去一个氧原子，故Ce化合价降低； ②步骤Ⅱ过程中碳原子本来连接一个H和两个O，而后断裂其中一个C-O，再与2个H原子形成共价键，根据碳四价原则和原子守恒，图2虚线方框内为甲基，其结构式为 。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 化学反应的方向与条件优化 01 期中考情透视 02 复习目标锚定 03 知识体系构建 04 核心考点精讲 考点一 自发过程与自发反应 / 考点二 焓变、熵变对化学反应方向影响 / 考点三化学反应方向的复合判据 / 考点四 工业上选择适宜生产条件的原则 / 考点五 工业合成氨条件的选择 05 重难题型突破 题型一 反应自发性判断 / 题型二 熵变大小判断 / 题型三 化学反应方向的判据 / 题型四 合成氨反应适宜条件的选择 / 题型五 陌生情境反应条件优化 06 限时分层演练 基础固本练 / 综合进阶练 / 创新思维练 本专题是期中化学选修与工业综合题的热点板块，侧重理论联系生产情境。选择题重点考查自发反应判断、焓变、熵变与ΔG=ΔH-TΔS 的综合判据，辨析“自发”与“反应速率”的概念误区；大题常结合合成类工业反应，综合速率、平衡原理选择适宜生产条件，兼顾产率、速率、能耗、设备成本等现实因素。命题侧重能力考查，易错点集中在自发反应不等于反应易发生、条件优化不能只追求转化率单一指标。复习需理清判据逻辑，学会从速率、平衡、经济多维度分析工业条件。 识记 记住熵、熵变含义，混乱度与熵值关系；掌握吉布斯自由能判据△G=△H-T△S；熟记△G<0反应自发，△G>0非自发；记住工业选择反应条件要兼顾反应速率、平衡转化率、能耗、设备、成本等因素。 理解 理解焓变、熵变单独判断反应方向的局限性；区分反应自发与反应速率、反应能否实际发生；理解温度对△G的影响逻辑；明白工业条件并非一定使平衡转化率最大。 应用 能根据△H、△S定性判断不同温度下反应能否自发；结合速率、平衡知识，分析工业合成反应，综合选择最优生产条件，解释高温、加压、催化剂等措施的双重目的。 考点一 自发过程与自发反应 1．自发过程 （1）含义：在一定条件下，不需要 就能自动进行的过程。 （2）特点 ①体系趋向于从高能状态转变为 状态(体系对外部做功或释放热量) ②在密闭条件下，体系有从 自发地转变为 的倾向性(无序体系更加稳定)。 2．自发反应 （1）定义：在给定条件下，可以 地进行到显著程度的化学反应。 （2）自发反应的特征 ①具有 ，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，则其逆反应在该条件下肯定不自发。 ②体系趋向于从 状态转变为 状态。 ③体系趋向于从 转变为 。 ⚠️易混易错 ①自发反应具有方向性，即反应的某个方向在一定条件下自发进行，而该反应的逆方向在该条件下肯定不能自发进行。 ②自发≠迅速发生；自发≠不需任何条件；自发性只判断反应趋势，与反应速率无关。 ③不要混淆“自发进行”和“常温自发”；自发反应依然可能需要启动条件（如点燃）。 考点二 焓变、熵变对化学反应方向影响 1．熵与熵变 （1）熵的含义：熵是衡量一个体系 的物理量，即表示体系的 或 的物理量。 越大，体系越 ，体系的熵就越 。用符号S表示。同一条件下，不同物质有不同的熵值，同一物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是S(g) S(l) S(s)。 （2）熵变的含义：熵变是反应前后体系 ，用 表示，化学反应的 越大，越有利于反应 进行。 2．化学反应的方向与能量的关系 能量变化是一个与反应能否自发进行有关的因素，但 决定反应能否自发进行的惟一因素。 （1）多数能自发进行的化学反应是 反应。 例如：在常温、常压下，氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁的反应是自发的，反应放热： 4Fe(OH)2(s)＋2H2O（1）＋O2(g)===4Fe(OH)3(s) ΔH(298 K)＝－444.3 kJ/mol （2）有不少 反应也能自发进行。 例如：NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O（1） ΔH(298 K)＝＋37.30 kJ/mol （3）有一些吸热反应在室温条件下 自发进行，但在 温度下则能自发进行。 例如：在室温下和较高温度下均为吸热过程的CaCO3的分解反应。 CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH(298 K)＝＋178.2 kJ/mol ΔH(1 200 K)＝＋176.5 kJ/mol 结论：研究表明，对于化学反应而言，绝大多数放热反应都能自发进行，且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应越完全。可见，反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一。 注意：①反应能量判据 决定反应能否自发进行的惟一因素。②有些 反应也能自发进行。 3．化学反应的方向与熵变的关系 化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化，因此存在着熵变。反应的熵变ΔS为反应产物总熵与反应物总熵之差。对于确定的化学反应，在一定条件下具有确定的熵变。 （1）许多 的反应在常温、常压下可以自发进行。产生 的反应，气体物质的 的反应，熵变通常都是正值，为 反应。 例如：2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)；NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)； （2）有些熵增的反应在常温、常压下 自发进行，但在 温度下可以自发进行。 例如：CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)；C(石墨，s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)； （3）铝热反应是 的反应，它在一定条件下也可以 进行。 例如：2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)； 结论：研究表明，除了热效应外，决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的 ， 自发反应有趋向于体系 的倾向。 ⚠️易混易错 ①少数熵减少的反应在一定条件下也可以自发进行，如NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)。 ②孤立体系或绝热体系的自发过程才向着熵增的方向进行。 考点三化学反应方向的复合判据 1．复合判据：ΔH－TΔS 0，反应正向自发进行 （1）适用条件：恒温恒压 （2）局限性：只能判断反应发生的可能性，不能判断反应是否实际发生 2．温度对反应方向的影响 （1）当ΔH＜0，ΔS＞0时，ΔG＜0，反应 进行。 （2）当ΔH＞0，ΔS＜0时，ΔG＞0，反应 进行。 （3）当ΔH＞0，ΔS＞0或ΔH＜0，ΔS＜0时，反应是否自发进行与 有关，在一定温度下可使ΔG＝0，即反应达平衡状态。 （4）ΔH<0、ΔS<0时，则ΔH-TΔS在较低温度时可能 零，所以 有利于反应自发进行。图解如下： 3．反应自发进行的最低或最高温度的计算 （1）计算依据：△H－T△S≤0 ①若△S＞0，则T ，为 温度 ②若△S＜0，则T ，为 温度 （2）注意单位的换算 ①△S的单位为： ②△H的单位为： ③T的单位为： 4．在用判据ΔH－TΔS判断时要注意ΔH与ΔS的单位的差别，需要转换。 （1）不能片面地用焓判据、熵判据孤立判断。 （2）不能忽视温度在大多数化学反应方向判断中的作用。 （3）不能错误认为“自发反应”不需要任何条件。 （4）不能忽视ΔH、T、ΔS单位的协调一致。 ⚠️易混易错 ①根据ΔH－TΔS＜0判断的只是反应能否自发进行的可能性，具体的反应能否实际发生，还涉及到化学反应速率的问题。 ②自发反应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)；有的需要一定条件引发反应，一旦反应后即可自发进行。如：碳的燃烧需要点燃。 ③一般的，如果一个过程是自发的，则其逆过程就是非自发的。非自发过程要想发生，则必须对它做功，如利用水泵可将水从低处抽向高出，通电可将水分解生成氢气和氧气。 考点四 工业上选择适宜生产条件的原则 1．控制反应条件的目的 （1）促进有利的化学反应：通过控制反应条件，可以 化学反应速率， 反应物的转化率，从而促进有利的化学反应进行。 （2）抑制有害的化学反应：通过控制反应条件，也可以 化学反应速率， 有害物质的产生或控制副反应的发生，从而抑制有害的化学反应继续进行。 2．控制反应条件考虑因素：在实际生产中常常需要结合 、 、 等情况，综合考虑影响化学反应速率和化学平衡的因素，寻找适宜的生产条件。此外，还要根据 及 等方面的规定和要求做出分析，权衡利弊，才能实施生产。 3．控制反应条件的基本措施 （1）控制化学反应速率的措施 通过改变反应体系的 、溶液的 、气体的 (或 )、固体的 以及使用 等途径调控反应速率。 （2）提高转化率的措施 通过改变可逆反应体系的 、溶液的 、气体的 (或 )等改变可逆反应的限度，从而 转化率。 4．工业上选择适宜生产条件的原则 外界 条件 有利于加快速率的条件控制 有利于平衡正向移动的条件控制 综合分析结果 浓度 反应物的浓度 反应物的浓度、减小生成物的浓度 不断地 反应物、及时地 出生成物 催化剂 加合适的 不需要 加合适的 温度 ΔH＜0 兼顾速率和平衡，考虑催化剂的 ΔH＞0 在设备条件允许的前提下，尽量采取 并考虑催化剂的 压强 (有气体参加) Δνg＜0 在设备条件允许的前提下，尽量采取 Δνg＞0 兼顾速率和平衡，选取 ⚠️易混易错 ①工业选择条件不能只追求平衡转化率最大化，要综合速率、平衡、催化剂活性、设备与能耗。 ②催化剂只加快速率，不改变平衡转化率；增大压强虽可能提升转化率，但会提高设备成本。 ③增加一种反应物用量，可提高另一反应物转化率，自身转化率降低。 ④答题需从速率、平衡、经济多角度分析，不可单一判断。 考点五 工业合成氨条件的选择 1、合成氨反应的特点 （1）反应：合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。已知298 K时：ΔH＝－92.4 kJmol－1，ΔS＝－198.2 Jmol－1K－1。 （2）特点： ① 反应 ② 应：ΔH<0 ③ 的反应：ΔS<0 ④常温(298 K)下，ΔH－TΔS<0， 进行。 2、合成氨反应特点的分析 对合成氨反应的影响 影响因素 浓度 温度 压强 催化剂 增大合成氨的反应速率 提高平衡混合物中氨的含量 3、工业合成氨的适宜条件 1）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 温度 催化剂 浓度 2）问题讨论 （1）压强：目前我国合成氨厂一般采用的压强在 MPa，不采用更高压强的理由是：压强越大，对设备的要求越 、需要的动力越 。 （2）温度：升高温度能提高化学反应速率，但工业合成氨温度不能太高的理由是： ①合成氨反应为放热反应，升高温度，转化率 。 ②400～500℃催化剂活性最大，升高温度，催化剂活性 。 4、合成氨的生产流程 （1）生产流程 （2）流程分析 ①原料气干燥、净化：除去原料气中的 及其他气体杂质，防止与催化剂接触时，导致催化剂 而 催化活性； ②压缩机加压： 压强； ③热交换：合成氨反应为放热反应，反应体系温度逐渐升高，为原料气反应提供 ，故热交换可充分利用能源，提高经济效益。 ④冷却：生成物NH3的 需较低温度采取迅速冷却的方法，可使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出来，以促使平衡向 的方向移动。 ⑤循环使用原料气：因合成氨反应为可逆反应，平衡混合物中含有 ，将NH3分离后的原料气 ，并及时补充N2和H2,使反应物保持一定的浓度，以利于合成氨反应，提高经济效益。 ⚠️易混易错 ①工业生产中，必须从反应限度和反应速率两个角度选择合成氨的适宜条件，既要考虑尽量增大反应物的转化率，充分利用原料，又要选择较快的反应速率，提高单位时间内的产量，同时还要考虑设备的要求和技术条件。 ②催化剂不能改变平衡转化率；不能单纯追求平衡最大转化率，速率、成本、设备条件必须综合权衡。 题型一 熵变大小判断 典例1 （25-26高二上·浙江杭州·期中）相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较合理的是 A． B． C． D． 迁移应用 1.（26-27高二上·河北保定·阶段检测）在下列变化中，体系的熵值增加的是 A．水结冰 B．水蒸气冷凝 C．蔗糖在水中溶解 D． 2.（26-27高二上·四川成都·阶段检测）古诗中蕴含着化学原理，下列诗句中体现熵减过程的是 A．野火烧不尽，春风吹又生 B．鸡声茅店月，人迹板桥霜 C．呵笔难临帖，敲床且煮茶 D．雪消冰又释，景和风复暄 题型二 反应自发性判断 典例2 （25-26高二上·海南·期中）下列结合具体反应进行化学反应自发性(即反应进行的方向)的分析判断中，正确的是 A．煅烧石灰石制取生石灰是一个吸热且熵减的反应，因此在任何条件下都不能自发进行 B．铁生锈是一个放热且熵减的反应，因此在高温下才能自发进行 C．锌与稀硫酸的反应在任何温度下都能自发进行，因此该反应的 D．和的反应是在室温下能自发进行的吸热反应，因此该温度下其熵增效应足以克服焓增效应的不利影响 迁移应用 3.（25-26高二上·广东湛江·期末）经催化加氢可合成甲醇：  ，下列说法正确的是 A．该反应是放热反应，所以在任何条件下都可以自发进行 B．该反应的，所以在任何条件下都不可以自发进行 C．在不同状态下的熵值为 D．实际生产中，及时液化分离出甲醇可增大反应物的转化率 4.（25-26高二下·浙江丽水·期中）汽车尾气转化反应：  ，该反应的（已知：）随温度T的变化趋势正确的是 A． B． C． D． 题型三 合成氨反应适宜条件的选择 典例3 （25-26高二上·福建福州·期中）工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，其反应如下：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ·mol−1。下面说法正确的是 A．由于N2在空气中含量高，因此直接将空气与氢气混合通入反应炉 B．将生成的氨气及时液化分离，可推动平衡正向移动，加快反应速率 C．合成氨一般选择400～500℃的原因主要考虑了温度对平衡移动的影响 D．增大压强虽能提高平衡产率，但实际生产中常采用20MPa以节省设备成本 迁移应用 5.（25-26高二上·广东湛江·期末）关于工业合成氨反应，下列说法正确的是 A．任意条件下反应均可以正向自发进行 B．仅从平衡移动角度考虑，合成氨时应选择低温高压条件 C．原料气可直接通入合成塔中进行反应 D．、的投料比采用1：2.8(物质的量比)而不是1：3，是为了提高的转化率 6．（25-26高二上·黑龙江佳木斯·阶段检测）已知N2＋3H22NH3 ΔH= -92 kJ·mol-1  ΔS=-198 J·mol-1·K-1。工业合成氨的流程如图所示。下列说法正确的是 A．步骤③中热交换的目的是为原料气提供热量，提高经济效益 B．高温可以加快反应速率，所以生产中温度越高越好 C．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，所以生产中压强越大越好 D．步骤②④⑤⑥均有利于提高原料的平衡转化率 题型四 陌生情境反应条件优化 典例4 （25-26高二下·浙江温州·期末）化学与生产、生活息息相关，下列说法正确的是 A．，达到平衡后，压缩容器体积，混合气体密度不变 B．，实际生产中利用液化除氨增大反应的限度 C．，为提高SO3产率，工业生产选择的条件是400-500℃、高压 D．，平衡后，升高温度，对正反应的速率影响更大 迁移应用 7.（26-27高二上·山东济南·阶段检测）工业上用黄铁矿（主要成分可表示为，其中还有少量等）为原料制备硫酸的流程如图所示： 下列说法错误的是 A．将黄铁矿粉碎处理可以提高原料的利用率 B．沸腾炉中矿石粉末的“沸腾”加快了黄铁矿的反应速率 C．氧化在高温下进行是因为其为吸热反应，升高温度，平衡正向移动 D．工业上吸收塔中吸收的试剂是98.3%的浓硫酸 8.（25-26高二上·安徽安庆·期末）用催化还原，是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应原理为  。下列说法正确的是 A．仅从平衡角度考虑，高压条件有利于柴油机车尾气的净化 B．使用合适的催化剂可以提高活化分子百分率，增大反应速率 C．上述反应只有在高温下才能正向自发进行 D．为减小柴油机车辆尾气对空气的污染，通入越多越好 基础固本练（限时：15分钟） 1.（25-26高二上·广东东莞·期末）东汉魏伯阳著《周易参同契》记载了“胡粉投火中，色坏”，此过程白色碱式碳酸铅变色：。下列关于该反应的说法正确的是 A．属于熵减反应 B．属于置换反应 C．属于分解反应 D．属于氧化还原反应 2.（26-27高二上·河南周口·阶段检测）汽车尾气的治理有利于保护环境，其原理为，在、下，，。下列说法中正确的是 A．该反应在室温条件下不可自发进行 B．汽车尾气中的会与人体血红蛋白结合导致人中毒 C．是酸性氧化物 D．该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量 3.（26-27高二上·广西玉林·阶段检测）下列说法错误的是 A．熵增且放热的反应一定能自发进行 B．焓变（）和熵变（）共同决定反应能否自发 C．加入催化剂可以降低活化能，活化分子百分数虽然没变，但可以加快反应速率 D．升高温度，反应物分子的能量增加，增加了活化分子的百分数，从而加快反应速率 4.（26-27高二上·山东泰安·阶段检测）下列关于化学反应的方向和判据的说法中，不正确的是 A．若某反应的，，该反应在任何温度下都能自发进行 B．催化剂能降低反应焓变，改变反应的自发性 C．，该反应在常温下可自发进行，说明该反应的 D．反应能否自发进行与温度有关 5.（26-27高二上·河北保定·阶段检测）下列关于自发过程的说法中，正确的是 A．能够自发进行的反应一定是放热反应 B．的反应均是自发进行的反应 C．能够自发进行的反应一定是熵增的反应 D．反应是否自发进行必须综合考虑体系的焓变与熵变 6.（25-26高二上·甘肃白银·期中）已知反应的，，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 7.（26-27高二上·河北邢台·阶段检测）工业上常采用反应 来合成氨。回答下列问题： （1）__________(填“低温”或“高温”)条件有利于该反应自发进行。 （2）仅适当升高温度，逆反应速率将__________(填“增大”“减小”或“不变”)，活化分子数将__________(填“增多”“减少”或“不变”)。 （3）某实验小组同学在实验室模拟上述反应，往某密闭容器中通入和。 ①反应达平衡后，混合气体中氮元素的质量为__________g。 ②充分反应后，的物质的量__________(填“>”“<”或“=”)。 ③反应达平衡后，仅将容器的体积减小至原来的，的平衡转化率将__________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，该反应的平衡常数将__________。 综合进阶练（限时：15分钟） 1.（25-26高二上·安徽蚌埠·期末）工业合成氨不仅解决了粮食问题，还为工业、国防和能源领域提供了关键支撑。合成氨的流程图如下，已知  ，下列说法正确的是 A．合成塔中充入的越多，的转化率越大 B．步骤②中“加压”不仅可以提高原料的转化率，还加快反应速率，所以生产中压强越大越好 C．实验室模拟合成氨气，保持温度、压强不变通入惰性气体，平衡会发生移动，氨气的产率降低 D．步骤④⑤⑥均有利于提高原料的平衡转化率 2.（26-27高二上·湖北荆州·阶段检测）已知体系自由能变化。已知两个反应的与温度的关系如图所示，下列说法不正确的是 已知：和随温度变化很小 A．在一定温度范围内，反应①②能同时自发 B．反应①在1200℃时能自发进行 C．反应①的 D．反应②的 3.（26-27高二上·河北·阶段检测）下列关于化学反应方向和调控的说法错误的是 A．炼铁工业中，增加炼铁高炉的高度无法降低尾气中CO的含量 B．硫酸工业中，为提高的转化率，可通入稍过量的空气 C．硝酸工业中，氨的氧化使用催化剂是为了增大反应速率，提高生产效率 D．合成氨工业中，温度越高，生产效益越好 4.（25-26高二上·四川巴中·期末）一定条件下，通过下列反应制备特种陶瓷的原料MgO： 该反应在某密闭容器中达到平衡。下列分析正确的是 A．增加的物质的量，可以提高CO的转化率 B．该反应为吸热反应，工业生产中温度越高越好 C．将尾气分离可以提高正反应的反应速率，从而使平衡正向移动，提高原料转化率 D．降温时平衡逆向移动，平衡常数减小 5.（25-26高二上·江苏南京·期中）乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志。一定条件下和合成乙烯的反应为。向恒容密闭容器中充入和，测得不同温度下的平衡转化率及催化剂的催化效率如图所示。 下列说法不正确的是 A．N点的平衡常数比M点的小 B．时，平衡体系中乙烯的体积分数为 C．时，当的转化率位于点时，保持其他条件不变，延长反应时间有可能使转化率达到 D．在实际生产过程中，应控制反应温度在左右 6.（25-26高二上·北京房山·期中）工业制硫酸中的重要步骤之一是：  下列措施中，主要目的是提高平衡转化率的是 A．采用常压而非高压 B．采用400～500℃而非低温 C．加入作为催化剂 D．及时分离出 7.（25-26高二上·广东清远·期中）金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石转化为，再进一步还原得到钛。回答下列问题： （1）转化为有直接氯化法和碳氯化法。在时反应的热化学方程式及其平衡常数如下： (ⅰ)直接氯化：  ， (ⅱ)碳氯化：  ， ①反应的为___________，___________Pa。 ②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，其原因是___________。 ③对于碳氯化反应：增大压强，平衡___________移动(填“向左”“向右”或“不”)；温度升高，平衡转化率___________(填“变大”“变小”或“不变”)。 （2）在，将、C、以物质的量比1∶2.2∶2进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。 ①下列说法中能表明反应达到平衡状态的是___________(填标号)。 a．气体密度不变                 b．气体平均摩尔质量不变 c．CO(g)的浓度不变              d．v正(Cl2)=2v逆(O2) ②反应的平衡常数___________。 ③图中显示，在平衡时几乎完全转化为，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原因是___________。 （3）碳氯化是一个“气-固-固”反应，有利于“固-固”接触的措施是___________。 创新思维练（限时：10分钟） 1.（25-26高二上·四川泸州·期末）硫酸工业中，催化氧化为 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适当过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，从成本角度考虑，实际生产中没必要采用高压环境 C．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 D．生产中采用温度的较高温度，主要考虑是提高平衡时反应物的转化率 2.（25-26高二上·河南平顶山·期末）利用Sabatier反应可以实现能量的化学储存，反应原理为  。下列关于该反应的说法正确的是 A．该反应中，反应物的总键能大于生成物的总键能 B．使用新型纳米镍催化剂可以降低反应的焓变，从而提高的平衡转化率 C．在恒容密闭容器中，及时分离出水蒸气，有利于反应正向进行，提高的产率 D．为了提高反应速率，工业生产中采用的反应温度越高越好 3.（25-26高二上·广东惠州·期末）氢能是极具潜力的清洁能源，通过反应CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ∆H<0，可大规模制取氢气。在恒容密闭容器中模拟该反应，下列措施中既能提高CO的平衡转化率又能加快反应速率的是 A．适当升高温度 B．增大催化剂表面积 C．增大H2O(g)的浓度 D．不断分离出H2和CO2 4.（25-26高二上·湖北十堰·期末）加氢转化成甲烷，是综合利用实现“碳中和”和“碳达峰”的重要方式。525℃，101 kPa下，   kJ/mol，反应达到平衡时，能加快反应速率且使平衡向正反应方向移动的是 A．恒容下充入惰性气体 B．升高温度 C．增大浓度 D．加入更高效的催化剂 5.（25-26高二上·江苏扬州·期末）燃料高效燃烧、排放控制、碳循环是燃烧低碳技术的研究核心。 （1）的化学链燃烧。相同条件下，以一定流速向装有CuO和的反应器内间歇通入空气、，交替发生步骤Ⅰ、步骤Ⅱ的反应，其原理如图1所示： ①步骤Ⅱ发生的化学反应方程式为_______。 ②与与空气直接混合燃烧相比，化学链燃烧技术的优点有_______(写出两点即可)。 （2）的捕集。固体有机胺()能实现的低温捕集和释放，反应原理为  。多孔作为的载体，氨基(-)是对的活性吸附点，捕集装置如图2所示。 ①选用多孔作为载体的原因是_______。 ②当吸附剂中含量大于60%时，的吸附量会减小，其原因是_______。 ③通过调节温度和压强，有机胺释放出会再生，有利于再生的条件是_______。 （3）的再生。可催化加氢合成。催化加氢反应中，在Ni表面解离为H原子，在表面转化为的可能机理如图3所示。 ①步骤Ⅲ中，元素Ce化合价发生的变化为_______(填“升高”“降低”或“不变”)。 ②在答题卡上补全虚线方框内的有关结构式_______。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $