2024高考化学课件 第29讲　化学反应的方向与调控

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化学反应速率和

化学平衡第29讲

化学反应的方向与调控考点一化学反应的方向考点二反应条件的调控经典真题·明考向作业手册考点一化学反应的方向知识梳理

夯实必备知识

|提升关键能力夯实必备知识1.自发反应(1)含义在温度和压强一定的条件下

就能自发进行的反应称为自发反应。(2)特点①体系趋向于从

状态转变为

状态(体系对外部

或

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)。

无需借助外力高能低能做功释放有序无序夯实必备知识2.熵和熵变(1)熵是量度体系

的物理量,符号为S。

(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)=

的总熵-

的总熵。

混乱程度>>生成物反应物夯实必备知识3.反应进行的方向(1)判据<><=>夯实必备知识(2)一般规律:①ΔH

0,ΔS

0的反应任何温度下都能自发进行;

②ΔH

0,ΔS

0的反应任何温度下都不能自发进行;

③ΔH和ΔS的作用相反,且相差不大时,

对反应的方向起决定性作用。当ΔH<0,ΔS<0时

下反应能自发进行;当ΔH>0,ΔS>0时,

下反应能自发进行。

说明:对于一个特定的气相反应,熵变的大小取决于反应前后气体物质的化学计量数的大小。<>><温度低温高温夯实必备知识1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)能自发进行的反应,一定是放热反应(

)(2)同种物质不同状态时熵值不同,气态时最大

(

)(3)在同一条件下不同物质有不同的熵值,其体系的混乱程度越大,熵值越大(

)(4)熵增的反应一定能自发进行(

)×[解析]吸热反应也可能自发进行。√√[解析]反应的自发性由焓判据和熵判据共同决定。×夯实必备知识(5)一个反应能否自发进行取决于该反应是放热还是吸热(

)(6)用焓判据或熵判据判断同一反应进行的方向其结果相同(

)×[解析]反应能否自发进行与ΔH、ΔS有关。×[解析]用焓判据或熵判据判断同一反应进行的方向其结果不一定相同。夯实必备知识2.25℃和1.01×105Pa时,反应:2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)

ΔH=+56.7kJ·mol-1能自发进行,其原因是

。

熵增效应大于能量效应[解析]根据熵判据,该反应是熵增反应,能自发进行;根据焓判据,该反应是吸热反应,不能自发进行。事实上该反应能自发进行,说明熵增效应大于能量效应。1.[2022·浙江绍兴模拟]下列说法正确的是(

)A.常温下,1molSO2的熵值小于1molSO3B.自发反应CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)

ΔH>0,则ΔS>0C.可以把CO分解:2CO(g)=2C(s)+O2(g),收集碳,实现变废为宝D.NaNO2溶于水,ΔH<0,ΔS<0提升关键能力题组

化学反应进行的方向B[解析]常温下,SO2为气态,SO3为液态,所以1molSO2的熵值大于1molSO3,故A错误;CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)

ΔH>0,因ΔH-TΔS<0能自发,所以ΔS>0,故B正确;1.[2022·浙江绍兴模拟]下列说法正确的是(

)A.常温下,1molSO2的熵值小于1molSO3B.自发反应CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)

ΔH>0,则ΔS>0C.可以把CO分解:2CO(g)=2C(s)+O2(g),收集碳,实现变废为宝D.NaNO2溶于水,ΔH<0,ΔS<0提升关键能力题组

化学反应进行的方向B反应2CO(g)=2C(s)+O2(g)是ΔH>0,ΔS<0,则ΔH-TΔS>0,所以该反应不能自发进行,故C错误;NaNO2溶于水吸收热量,ΔH>0,故D错误。2.灰锡结构松散,不能用于制造器皿,而白锡结构坚固,可以制造器皿。现把白锡制成的器皿放在0℃、100kPa的室内存放,它会不会变成灰锡而不能再继续使用(已知:在0℃、100kPa条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为ΔH=-2180.9J·mol-1,ΔS=-6.61J·mol-1·K-1)(

)A.会变成灰锡

B.不会变成灰锡C.不能确定

D.升高温度才会变成灰锡提升关键能力A[解析]在等温、等压条件下,自发反应总是向着ΔH-TΔS<0的方向进行。因此,在0℃、100kPa条件下,白锡会不会变为灰锡的问题就转化为求算反应:白锡→灰锡的ΔH-TΔS值的问题。ΔH-TΔS=-2180.9J·mol-1-273K×(-6.61J·mol-1·K-1)≈-376.37J·mol-1<0,因此在该条件下白锡会变为灰锡。3.已知在100kPa、298.15K时石灰石分解的反应为CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)

ΔH=+178.3kJ·mol-1、ΔS=160.4J·mol-1·K-1,回答下列问题。(1)该反应

(填“能”或“不能”)自发进行。

(2)据本题反应数据分析,温度

(填“能”或“否”)成为反应方向的决定因素。

(3)若温度能决定反应方向,则该反应自发进行的最低温度为

。提升关键能力不能

能1111.6K提升关键能力[归纳总结]

四象限法判断反应能否自发进行在温度、压强一定的条件下,反应总是向ΔG=ΔH-TΔS<0的方向进行,直至达到平衡状态。化学反应方向可归纳为如下四个方面:考点二反应条件的调控知识梳理

夯实必备知识|提升关键能力夯实必备知识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,可以

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。

加快提高减缓夯实必备知识2.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

、溶液的浓度、气体的

(或浓度)、固体的

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。如:以工业合成氨为例,理解运用化学反应原理选择化工生产中的适宜条件温度压强表面积夯实必备知识①反应原理N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)

ΔH=-92.4kJ·mol-1②

放热减少

夯实必备知识升高增大催化剂增大降低400~50010~30铁触媒循环操作[解析]合成氨反应ΔH<0,温度越低越利于平衡正向移动。夯实必备知识1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)合成氨反应在高温下能自发进行(

)(2)温度越高越利于合成氨反应平衡正向移动(

)×[解析]合成氨反应ΔH<0,ΔS<0,ΔH-TΔS在低温下小于0。×夯实必备知识(3)合成氨反应中,压强越大越利于反应速率加快和平衡正向移动(

)(4)使用催化剂能提高合成氨反应物的平衡转化率(

)√×[解析]催化剂同倍数地加快正、逆反应速率,对平衡转化率无影响。夯实必备知识2.工业上合成氨一般采用700K左右的温度,其原因是

。

①适当提高氨的合成速率②提高H2的转化率③提高氨的产率④催化剂在700K时活性最大①④1.

[2022·浙江卷节选]主要成分为H2S的工业废气的回收利用有重要意义。根据文献,将H2S和CH4的混合气体导入石英管反应器热解(一边进料,另一边出料),发生如下反应:Ⅰ.2H2S(g)⇌2H2(g)+S2(g)

ΔH1=+170kJ·mol-1Ⅱ.CH4(g)+S2(g)⇌CS2(g)+2H2(g)

ΔH2=+64kJ·mol-1总反应:Ⅲ.2H2S(g)+CH4(g)⇌CS2(g)+4H2(g)投料按体积之比V(H2S)∶V(CH4)=2∶1,并用N2稀释;常压、不同温度下反应相同时间后,测得H2和CS2的体积分数如下表:提升关键能力题组

反应条件的控制温度/℃9501000105011001150H2/(V%)0.51.53.65.58.5CS2/(V%)0.00.00.10.41.8请回答:(1)反应Ⅲ能自发进行的条件是

。提升关键能力[解析]根据盖斯定律可知反应Ⅰ+反应Ⅱ即得到反应Ⅲ的ΔH=+234kJ·mol-1,这说明反应Ⅲ是气体分子数增多(即ΔS>0)的吸热反应,根据ΔG=ΔH-TΔS<0反应自发进行可知,反应Ⅲ自发进行的条件是高温。高温(2)下列说法正确的是

。

A.其他条件不变时,用Ar替代N2作稀释气体,对实验结果几乎无影响B.其他条件不变时,温度越高,H2S的转化率越高C.由实验数据推出H2S中的S—H键强于CH4中的C—H键D.恒温恒压下,增加N2的体积分数,H2的浓度升高提升关键能力[解析]Ar是稀有气体,与体系中物质不反应,所以其他条件不变时,用Ar替代N2作稀释气体,对实验结果几乎无影响,A正确;反应Ⅰ和Ⅲ的正反应均吸热,升高温度平衡正向移动,温度越高,H2S的转化率越高,B正确;AB(2)下列说法正确的是

。

A.其他条件不变时,用Ar替代N2作稀释气体,对实验结果几乎无影响B.其他条件不变时,温度越高,H2S的转化率越高C.由实验数据推出H2S中的S—H键强于CH4中的C—H键D.恒温恒压下,增加N2的体积分数,H2的浓度升高提升关键能力根据表中数据无法得出H2S中S—H和CH4中C—H的相对强弱,事实上C—H的键能大于S—H键能,C错误;恒温恒压下,增加N2的体积分数,相当于增大容积减小压强,平衡正向移动,H2的物质的量增加,但容器容积增加,H2浓度减小,D错误。AB(3)在1000℃、常压下,保持通入的H2S体积分数不变,提高投料比[V(H2S)∶V(CH4)],H2S的转化率不变,原因是

。

提升关键能力[解析]根据表中数据可知1000℃时CH4不参与反应,相同分压的H2S经历相同的时间转化率相同,所以在1000℃、常压下,保持通入的H2S体积分数不变,提高投料比[V(H2S)∶V(CH4)]时H2S的转化率不变。 1000℃时CH4不参与反应,相同分压的H2S经历相同的时间转化率相同温度/℃9501000105011001150H2/(V%)0.51.53.65.58.5CS2/(V%)0.00.00.10.41.8(4)在950~1150℃范围内(其他条件不变),S2(g)的体积分数随温度升高发生变化,写出该变化规律并分析原因:

。

提升关键能力[解析]由于在低温段,以反应Ⅰ为主,随温度升高,S2(g)的体积分数增大;在高温段,随温度升高,反应Ⅱ消耗S2的速率大于反应Ⅰ生成S2的速率,S2(g)的体积分数减小,因此变化规律是先升后降。

先升后降。在低温段,以反应Ⅰ为主,随温度升高,S2(g)的体积分数增大;在高温段,随温度升高,反应Ⅱ消耗S2的速率大于反应Ⅰ生成S2的速率,S2(g)的体积分数减小2.二氧化碳是一种宝贵的碳氧资源。以CO2和NH3为原料合成尿素是固定和利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示为:反应Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)⇌NH2COONH4(s)

ΔH1=-159.47kJ·mol-1反应Ⅱ:NH2COONH4(s)⇌CO(NH2)2(s)+H2O(g)

ΔH2=+72.49kJ·mol-1请回答下列问题:(1)写出以CO2和NH3为原料生成尿素和气态水的热化学方程式:

,反应Ⅱ自发进行的条件是

。

提升关键能力2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(s)+H2O(g)

ΔH=-86.98kJ·mol-1

高温[解析]反应Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)⇌NH2COONH4(s)

ΔH1=-159.47kJ·mol-1,反应Ⅱ:NH2COONH4(s)⇌CO(NH2)2(s)+H2O(g)

ΔH2=+72.49kJ·mol-1,由盖斯定律:反应Ⅰ+反应Ⅱ,得到2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(s)+H2O(g)

ΔH3=-86.98kJ·mol-1;反应Ⅱ的ΔH>0,ΔS>0,要使得ΔG=ΔH-T·ΔS<0,则T需要较大,即该反应为高温自发。提升关键能力

提升关键能力ABD[解析]合成尿素的反应是放热反应,温度升高,平衡逆向移动,平衡常数逐渐减小,尿素为固体,移走部分尿素平衡不移动,故A、B错误;温度越高,发生副反应的可能性越高,会导致二氧化碳转化率减小,故C正确;根据图像,水碳比越高,二氧化碳的转化率越低,故D错误。提升关键能力经典真题·明考向知识梳理

1.[2021·辽宁卷节选]苯催化加氢制备环己烷是化工生产中的重要工艺,一定条件下,发生如下反应:Ⅰ.主反应:(g)+3H2(g)⇌(g)

ΔH1<0Ⅱ.副反应:(g)⇌(g)

ΔH2>0回答下列问题:(1)已知:Ⅲ.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)

ΔH3Ⅳ.2(g)+15O2(g)=12CO2(g)+6H2O(l)

ΔH4Ⅴ.(g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)

ΔH5则ΔH1=

(用ΔH3、ΔH4和ΔH5表示)。

1.[2021·辽宁卷节选]苯催化加氢制备环己烷是化工生产中的重要工艺,一定条件下,发生如下反应:Ⅰ.主反应:(g)+3H2(g)⇌(g)

ΔH1<0Ⅱ.副反应:(g)⇌(g)

ΔH2>0回答下列问题:(2)有利于提高平衡体系中环己烷体积分数的措施有

。

A.适当升温

B.适当降温C.适当加压

D.适当减压BC[解析]根据主反应

(g)+3H2(g)⇌

(g)的正反应是一个气体体积减小的反应,且为放热反应,结合勒夏特列原理,可采用适当降低温度和适当加压的方法来促进平衡正向移动,而升温和减压都将使平衡逆向移动。1.[2021·辽宁卷节选]苯催化加氢制备环己烷是化工生产中的重要工艺,一定条件下,发生如下反应:Ⅰ.主反应:(g)+3H2(g)⇌(g)

ΔH1<0Ⅱ.副反应:(g)⇌(g)

ΔH2>0回答下列问题:(3)反应Ⅰ在管式反应器中进行,实际投料往往在n(H2)∶n(C6H6)=3∶1的基础上适当增大H2用量,其目的是

。提高苯的利用率[解析]反应Ⅰ在管式反应器中进行,实际投料往往在n(H2)∶n(C6H6)=3∶1的基础上适当增大H2用量,使平衡正向移动,从而提高苯的转化率即利用率。1.[2021·辽宁卷节选]苯催化加氢制备环己烷是化工生产中的重要工艺,一定条件下,发生如下反应:Ⅰ.主反应:(g)+3H2(g)⇌(g)

ΔH1<0Ⅱ.副反应:(g)⇌(g)

ΔH2>0(4)氢原子和苯分子吸附在催化剂表面活性中心时,才能发生反应,机理如图。当H2中混有微量H2S或CO等杂质时,会导致反应Ⅰ的产率降低,推测其可能原因为

。

金属催化剂会与H2S或CO反应从而失去催化活性[解析]氢原子和苯分子吸附在催化剂表面活性中心时,才能发生反应,机理如题图。当H2中混有微量H2S或CO等杂质时,会导致反应Ⅰ的产率降低,推测其可能原因为金属催化剂会与H2S或CO反应从而失去催化活性。

271[解析]由C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)

ΔH1=+125kJ·mol-1,可知反应中需要断裂2molC—H、形成1mol碳碳π键和1molH—H,则416kJ·mol-1×2-E(碳碳π键)-436kJ·mol-1=+125kJ·mol-1,解得:E(碳碳π键)=271kJ·mol-1,所以形成1mol碳碳π键放出的能量为271kJ。

减小气体浓度,使平衡右移,提高C3H8(g)转化率16.7

2

H2和C3H6都消耗O2

(4)恒温刚性密闭容器中通入气体分压比为p(C3H8)∶p(O2)∶p(N2)=2∶13∶85的混合气体,已知某反应条件下只发生如下反应(k,k'为速率常数):反应Ⅱ:2C3H8(g)+O2(g)=2C3H6(g)+2H2O(g)

k反应Ⅲ:2C3H6(g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(g)

k'实验测得丙烯的净生成速率方程为v(C3H6)=kp(C3H8)-k'p(C3H6),可推测丙烯的浓度随时间的变化趋势为

,其理由是

。

先增大后减小反应开始时,体系中主要发生反应Ⅱ,c(C3H6)逐渐增大,随着反应进行,p(C3H8)减小,p(C3H6)增大,v(C3H6)减小,体系中主要发生反应Ⅲ,c(C3H6)逐渐减小[解析]反应开始时,反应Ⅱ向右进行,c(C3H6)逐渐增大,且体系中以反应Ⅱ为主,随着反应进行,p(C3H8)减小,p(C3H6)增大,使得v(C3H6)减小,体系中以反应Ⅲ为主,因此丙烯的浓度随时间的变化趋势为先增大后减小。1.下列说法中不正确的(

)A.SiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g)只能在高温下自发进行,则该反应的ΔH>0B.3C(s)+CaO(s)=CaC2(s)+CO(g)在常温下不能自发进行,说明该反应的ΔH>0C.BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g)室温下不能自发进行,说明该反应的ΔH<0D.常温下,2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)能够自发进行,则该反应的ΔH<0备用习题C备用习题[解析]该反应为熵增反应,则有ΔS>0;该反应只能在高温下自发进行,说明在低温时ΔH-TΔS>0,则该反应的ΔH>0,A正确。该反应为熵增反应,则有ΔS>0;该反应在常温下不能自发进行,说明常温时ΔH-TΔS>0,即该反应的ΔH>0,B正确。该反应为熵增反应,则有ΔS>0;该反应室温下不能自发进行,说明室温时ΔH-TΔS>0,即该反应的ΔH>0,C错误。该反应为熵减反应,则有ΔS<0;该反应常温下能自发进行,说明常温时ΔH-TΔS<0,即该反应的ΔH<0,D正确。备用习题

C备用习题

考点一

化学反应的方向1.下列反应在任何温度下都不能自发进行的是 (

)A.2CO(g)⇌2C(s)+O2(g)

ΔH>0B.N2O4(g)⇌2NO2(g)

ΔH>0C.N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)

ΔH<0D.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)

ΔH<0A1234567891011121312345678910111213[解析]反应能自发进行应有ΔH-TΔS<0。2CO(g)⇌2C(s)+O2(g)的ΔH>0,ΔS<0,ΔH-TΔS恒大于0,该反应在任何温度下都不能自发进行,A符合;N2O4(g)⇌2NO2(g)的ΔH>0,ΔS>0,该反应在高温下能自发进行,B不符合;N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的ΔH<0,ΔS<0,该反应在低温下能自发进行,C不符合;CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)的ΔH<0,ΔS<0,该反应在低温下能自发进行,D不符合。

A12345678910111213[解析]Na2CO3、CaCO3的溶解焓变相近,主要由熵变决定反应方向,Na2CO3比CaCO3易溶解,则ΔS1>ΔS2,故A正确;固体变为液体,混乱程度增大,则ΔS>0,故B错误;气体分子数减少,混乱度减小,则ΔS<0,故C、D错误。123456789101112133.[2022·浙江温州二模]相同的温度和压强下,有关下列两个反应的说法不正确的是(

)注:①其中Δn表示反应方程式中气体化学计量数之差;

②ΔH-TΔS<0的反应方向自发。A.因为Δn相同,所以a与b大小相近B.热分解温度:MgCO3(s)>CaCO3(s)C.a-b=S[MgO(s)]+S[CaCO3(s)]-S[MgCO3(s)]-S[CaO(s)]D.两个反应在不同温度下的ΔH和Δn都大于零B反应ΔH/

(kJ·mol-1)ΔnΔS/(J·K-1·mol-1)MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g)117.61aCaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)177.91b12345678910111213[解析]由方程式可知,两个反应中气体化学计量数之差相等,则反应的熵变a和b大小相近,故A正确;由ΔH-T·ΔS<0反应自发进行,两个反应ΔS相近,MgCO3的分解反应ΔH小,则MgCO3的分解温度小于CaCO3,故B错误;由方程式可知反应的熵变a和b的差值:a-b=S[MgO(s)]+S[CaCO3(s)]-S[MgCO3(s)]-S[CaO(s)],故C正确;由表格数据可知,两个反应都是气体分子数增加的吸热反应,故两个反应在不同温度下的ΔH和Δn都大于零,故D正确。123456789101112134.下列说法不正确的是

(

)A.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据B.反应NH4HCO3(s)⇌NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)

ΔH=+185.57kJ·mol-1能自发进行,原因是体系有自发向混乱度增加的方向进行的倾向C.ΔH<0、ΔS>0的反应在任何温度下都能自发进行D.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂可以改变化学反应速率A12345678910111213[解析]化学反应的焓变和熵变共同决定反应方向,A项错误;该反应的焓变大于0、熵变大于0,根据ΔG=ΔH-TΔS<0能自发进行可判断,自发进行的原因是体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向,B项正确;根据ΔG=ΔH-TΔS<0能自发进行可判断,ΔH<0、ΔS>0的反应在任何温度下都能自发进行,C项正确;在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂可以改变反应活化能从而改变化学反应速率,D项正确。123456789101112135.[2022·浙江绍兴诸暨二模]假定X2与Y2都是理想气体(气体本身不占体积,不考虑气体间相互作用,不考虑碰撞能量损失),在如图所示的过程中,下列说法正确的是(

)A.若X2、Y2均为O2,则ΔS>0,混合过程自发进行B.若X2、Y2均为O2,则ΔS<0,混合过程不自发C.若X2、Y2分别为N2与O2,则ΔS>0,混合过程自发进行D.若X2、Y2分别为N2与O2,则ΔS<0,混合过程不自发C12345678910111213[解析]若X2、Y2均为O2,混合前后气体浓度、分压、温度均相同,则ΔS=0,混合过程自发进行,A、B错误;若X2、Y2分别为N2与O2,混合前后气体温度均相同,但浓度、分压均减小,则ΔS>0,混合过程自发进行,C正确,D错误。

12345678910111213C12345678910111213[解析]该反应焓变ΔH<0,反应前后气体分子数减少,熵变ΔS<0,依据ΔG=ΔH-TΔS<0反应能自发进行可知,该反应在低温条件下自发进行,A错误;二氧化硫与氧气反应为可逆反应,1molSO2与足量氧气充分反应,放出的热量小于98kJ,B错误;升高温度,活化分子数增加,单位体积内活化分子百分数增加,C正确;升高温度,反应速率常数增大,该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,二氧化硫平衡转化率降低,反应速率先随温度的升高而增大,原因是温度升高导致k增大对v的提高大于α引起的降低,D错误。7.下列有关叙述中正确的是(

)B12345678910111213选项化学反应方程式已知条件预测AM(s)=X(g)+Y(s)ΔH>0它是非自发反应BW(s)+xG(g)=2Q(g)ΔH<0,

自发反应x可能等于1、2、3C4X(g)+5Y(g)=4W(g)+6G(g)能自发反应ΔH一定小于0D4M(s)+N(g)+2W(l)

=4Q(s)常温下,

自发进行ΔH>012345678910111213[解析]该反应中固体分解生成气体和固体,则该反应熵增加,且为吸热反应,则有ΔH>0,ΔS>0,当温度升高时,使ΔH-TΔS<0,该反应能自发进行,A错误。该反应的ΔH<0,若为熵增加反应,任何温度下都能自发进行;若为熵减反应,在低温下能自发进行,故x可能等于1、2、3,B正确。该反应为熵增反应,即ΔS>0,当ΔH<0时,在任何温度下均能自发进行;当ΔH>0时,高温下可自发进行,C错误。该反应为熵减反应,常温下能自发进行,说明该反应一定是放热反应,则有ΔH<0,D错误。8.图为工业合成氨的流程图,下列有关说法不正确的是(

)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,又可以增大反应速率C.步骤③④⑤均有利于提高原料的平衡转化率D.液态NH3除可生产化肥外,还可作制冷剂C12345678910111213考点二

反应条件的调控[解析]步骤①中“净化”可以除去原料气中的杂质气体,防止杂质气体降低催化剂的催化效果,A项正确;合成氨反应是气体分子数减小的反应,则步骤②中“加压”可使平衡正向移动,可提高原料转化率,增大压强,可以使反应物浓度增大,则可增大反应速率,B项正确;步骤③为“催化反应”,催化剂只能改变反应速率,不能使平衡发生移动,并且该反应为放热反应,高温不利于提高平衡转化率,故不能提高平衡转化率,C项错误;氨是制备氮肥的原料,液氨汽化时吸收大量热,使周围温度急剧降低,可以作为制冷剂,D项正确。12345678910111213

D12345678910111213[解析]NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应,根据勒夏特列原理,升高温度,平衡向逆反应方向移动,氨气的平衡转化率降低,故A错误;根据图像,在225~300℃范围,随温度的升高,生成N2的选择性降低,NH3的转化率基本不变,则产生氮气的量减少,故B错误;根据图像,温度高于250℃,N2的选择性降低,且氨气的转化率变化并不大,浪费能源,根据图像,温度应略小于225℃,此时氨气的转化率、氮气的选择性较大,故C错误;氮气对环境无污染,氮氧化物污染环境,因此高效除去尾气中的NH3,需研发低温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂,故D正确。1234567891011121310.某课题组利用碳氨液[(NH4)2CO3、NH3·H2O]从辉铜矿石(主要成分为Cu2S)中直接浸取铜并制取铜盐,其过程如图所示。其反应机理如下:①Cu2S(s)⇌

2Cu+(aq)+S2-(aq)(快反应)

②4Cu++O2+2H2O⇌4Cu2++4OH-(慢反应)③Cu2++4NH3·H2O⇌[Cu(NH3)4]2++4H2O(快反应)下列说法正确的是(

)A.通入热的空气可以加快铜的浸出率,温度越高,浸出率越大B.浸出装置发生的反应中,热空气的作用是作氧化剂,[Cu(NH3)4]2+是还原产物C.在浸出装置中加入适量的(NH4)2S2O8,使平衡①②正向移动,铜的浸出率增大D.提高铜的浸出率的关键因素是提高反应②的速率,原因是反应②的活化能比反应①③的小C12345678910111213

12345678910111213

12345678910111213

12345678910111213

b

12345678910111213

12345678910111213Ⅱ.氧化法:(3)NO和NH3在有氧条件及催化剂作用下发生反应:4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)⇌

4N2(g)+6H2O(g)

ΔH<0,当温度升高到550~700℃时,NO转化率明显下降,NO2产率明显上升,可能原因是

。

12345678910111213[解析]4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)⇌4N2(g)+6H2O(g)

ΔH<0,当温度升高至一定范围后,平衡逆向移动,同时NH3能被O2氧化转化为NO2,因此当温度升高到550~700℃时,NO转化率明显下降,NO2产率明显上升。

当温度升高到550~700℃时,平衡逆移,导致NO转化率下降,同时NH3在催化剂作用下与O2反应转化为NO212.回答下列问题:(1)用钌的配合物作催化剂,一定条件下可直接光催化分解CO2,发生反应:2CO2(g)=2CO(g)+O2(g),该反应的ΔH

(填“>”“<”或“=”)0,ΔS

(填“>”“<”或“=”)0,在低温下,该反应

(填“能”或“不能”)自发进行。

>

12345678910111213考点三

化学反应的方向与调控综合应用[解析]由于CO燃烧生成CO2为放热反应,则CO2分解生成CO和O2为吸热反应,ΔH>0,根据反应式可知,ΔS>0,故低温下ΔH-TΔS>0,反应不能自发进行。>不能(2)已知在100kPa、298K时石灰石分解反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的ΔH>0,ΔS>0,则:①该反应常温下

(填“能”或“不能”)自发进行。

②据本题反应数据分析,温度

(填“能”或“不能”)成为反应方向的决定因素。不能12345678910111213[解析]①常温下石灰石不分解,ΔH>0,ΔS>0,ΔH-TΔS在常温下大于0,不能自发进行。②根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行,已知ΔH>0,ΔS>0,则高温下该反应能自发进行,常温下不能自发进行,升高温度可自发进行,温度能成为反应方向的决定因素。能(3)已知CaSO4(s)+CO(g)⇌CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)

ΔH=+218kJ·mol-1,该反应能够自发进行的反应条件是

(填“高温”或“低温”)。

(4)某吸热反应能自发进行,则该反应的ΔS

(填“>”或“<”)0。高温12345678910111213[解析]

(3)根据ΔH-TΔS<0,已知该反应ΔS>0,ΔH>0,则高温时能自发进行。(4)已知某吸热反应能自发进行,即ΔH-TΔS<0,ΔH>0,则ΔS>0。>1234567891011121313.

[2022·浙江东阳模拟]CO催化转化反应是一类广泛应用于工业生产和理论研究的重要反应。(1)使用固体催化剂消除汽车尾气中的CO、NO等污染物,机理如下[其中Cat(s)表示催化剂,*表示吸附态]:Ⅰ.NO+Cat(s)=NO*

Ⅱ.CO+Cat(s)=CO*Ⅲ.NO*

=N*+O*

Ⅳ.CO*+O*

=CO2+Cat(s)Ⅴ.N*+N*

=N2+Cat(s)

Ⅵ.NO*+N*

=N2O+Cat(s)经测定汽车尾气中反应物及生成物浓度随温度变化关系如图甲:[解析]由图可知,330℃时,CO2浓度最