2025~2026学年高二化学上学期期中考试复习考点大串讲专题04化学反应的方向和调控专项训练学生版

专题04化学反应的方向和调控题型1自发过程和自发反应题型2化学反应方向的判定(重点)题型3合成氨适宜条件的选择题型4工业生产中反应条件的分析题型5结合工业生产的化学平衡综合题(难点)题型1自发过程和自发反应易错提醒：(1)自发过程是指在一定条件下，不借助任何外力就可以进行的过程。例如水从高处往低处流，热从高温物体传向低温物体等。(2)。1．【判断过程自发】下列过程属非自发的是()A．水由高处向低处流B．室温下水结成冰C．气体从高密度处向低密度处扩散D．加热铁棒一端，热量传向另一端2．【判断变化自发】下列不属于自发进行的变化是()A．红墨水加到清水使整杯水变红B．冰在室温下融化成水C．电解饱和食盐水D．铁器在潮湿的空气中生锈3．【判断反应自发】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题型2化学反应方向的判定(重点)易错提醒：(1)自发过程或反应具有方向性，即过程或反应的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程或反应的逆方向在该条件下肯定不能自发进行。(2)能够自发进行的过程或反应在常温下不一定能够发生，自发性只能用于判断过程或反应的方向，不能确定过程或反应是否一定会发生和发生的速率。(3)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。不能片面地用焓判据、熵判据孤立判断。不能忽视温度在大多数化学反应方向判断中的作用。不能错误认为“自发反应”不需要任何条件。不能忽视ΔH、T、ΔS单位的协调一致。1．【化学反应方向判断】下列关于化学反应方向及其判据的说法中正确的是()A．1molSO3在不同状态时的熵值：S[SO3(s)]>S[SO3(1)]>S[SO3(g)]B．常温下，反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0C．放热反应都可以自发进行，而吸热反应不能自发进行D．2KClO3(s)=2KCl(s)+3CO2(g)ΔH>0能否自发进行与温度无关2．【预测反应能否进行】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AM(s)＝X(g)+Y(s)∆H＞0它是非自发反应B4M(s)+N(g)+2W(l)＝4Q(s)常温下，自发进行∆H＞0C4X(g)+5Y(g)＝4W(g)+6G(g)能自发进行∆H可能大于0DW(s)+G(g)＝2Q(g)∆H＞0任何温度都能自发进行3．【综合应用】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∆H________(填“>”或“<”，下同)0，∆S_______0，在低温下，该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。(2)超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式为2NO+2CO2CO2+N2。反应在常温下能够自发进行，则反应的∆H______(填“>”或“<”)0。(3)已知在、298K时石灰石分解反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的∆H、∆S。①常温下，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“不能”)成为反应进行方向的决定因素。(4)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__________________________。(5)某吸热反应能自发进行，则该反应的∆S_____(填“>”或“<”)0。题型3合成氨适宜条件的选择易错提醒：工业生产中，必须从反应速率和反应限度两个角度选择合成氨的适宜条件。既要考虑尽量提高反应物的转化率，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。1．【合成氨反应的特点】对于可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，下列说法中正确的是()A．达到平衡后充入N2，当重新达到平衡时，NH3的浓度比原平衡的大，N2的浓度比原平衡的小B．达到平衡后，升高温度，既加快了正、逆反应速率，又提高了NH3的产率C．达到平衡后，缩小容器体积，既有利于加快正、逆反应速率，又有利于提高氢气的转化率D．加入催化剂可以缩短达到平衡的时间，是因为正反应速率增大，而逆反应速率减小2．【合成氨反应的工艺流程】(2024-2025·浙江省台金七校联盟高二期中)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．控制原料气，是因为N2相对易得，适度过量可提高H2转化率B．合成氨一般选择进行，铁触媒的活性最大，原料气平衡转化率高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．压缩机加压是为了保证尽可能高的平衡转化率和反应速率3．【工业合成氨分析】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NH3④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/℃27200025400450K0.10.5070.152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。题型4工业生产中反应条件的分析易错提醒：化学反应适宜条件选择的思维流程工业生产中需考虑设备条件、安全操作、经济成本等；分析影响化学反应速率和化学平衡的因素，寻找合适的生产条件；根据环境保护及社会效益等方面的规定和要求。(1)反应限度：要考虑尽量增大反应物的转化率，充分利用原料。(2)反应速率：要选择较快的反应速率，提高单位时间内的产量。(3)生产要求：要考虑设备的要求和技术条件。1．【条件控制的利用】人们可通过改变条件来调控化学反应的速率与限度，使其向着对人类更有益的方向发展。下列条件的改变不是从化学反应速率与限度的角度考虑的是()A．橡胶轮胎中加入防老剂B．燃煤中加入CaOC．汽车排气管中使用三元催化器D．工业合成氨不断移去液氨2．【生产条件的调控】工业制备硫酸的生产过程及相关信息如下。下列有关说法正确的是()温度/℃不同压强下接触室中SO2的平衡转化率/45099.299.755094.997.7工艺流程A．循环利用的物质是SO3B．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)为放热反应C．吸收塔中98.3%H2SO4表现强氧化性D．实际生产中，接触室中应采用温度450℃，压强10MPa3．【工业生产条件的选择】工业上用硫铁矿为主要原料制取硫酸，主要设备有沸腾炉、接触室和吸收塔。(1)有关接触法制硫酸的下列说法中，不正确的是___________。A．二氧化硫的氧化在接触室中发生B．吸收塔用浓度为98.3%浓硫酸吸收三氧化硫C．接触室中反应的条件之一为较高温度是为了提高SO2的转化率D．硫酸工业中在接触室安装热交换器是为了利用SO3转化为H2SO4时放出的热量(2)平衡转化率与温度及压强关系如图所示。在实际生产中，SO2催化氧化反应的条件选择常压、450℃左右(对应图中A点)，而没有选择SO2转化率更高的B或C点对应的反应条件，其原因分别是、。题型5结合工业生产的化学平衡综合题(难点)易错提醒：综合应用化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中具有重要的作用。在处理工业生产中选择条件的相关问题时，要综合考虑外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响，同时还要注意与工业生产实际结合在一起进行综合分析与思考。从理论上说，一是要提高单位时间内产量，二是要提高原料的转化率，也就是尽量提高产品在平衡混合物中的百分含量，提高经济效益。在实际生产中，还要考虑原料的来源、储量、运输、生产设备、反应条件等许多问题，反应条件的选择要考虑实际与效益。1．【废气的吸收】合成氨工业中，原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜(I)溶液来吸收原料气中的CO，其反应是[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3[Cu(NH3)3]Ac·CO△H<0(1)必须除去原料气中CO的原因是。(2)醋酸二氨合铜(I)吸收CO的适宜条件应是。(3)吸收CO后的醋酸铜氨溶液经过适当处理又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用。醋酸铜氨溶液再生的适宜条件应是。2．【工业合成氨】(2025·上海静安高二期中)合成氮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=-92.4kJ·mol-1，据此回答以下问题：(1)下列叙述中正确的是_____。A．铁作催化剂可加快反应速率，且有利于平衡向合成氨的方向移动B．将氨从混合气中分离，可加快反应速率，且有利于平衡向合成氨的方向移动C．升高温度可以加快反应速率，所以工业生产中尽可能提高温度D．增大压强可加快反应速率，且有利于平衡向合成氮的方向移动(2)根据温度对化学平衡的影响规律可知，对于该反应，温度越高，其平衡常数越。(3)某温度下，若把10moN2与30moH2置于容积为10L的恒容密闭容器内，反应达到平衡状态时，测得混合气体中NH3的体积分数为20%，则该温度下反应的平衡常数K=(可用分数表示)。(4)能说明该反应达到化学平衡状态的是_____(不定项)。A．容器内气体的密度保持不变B．容器内压强保持不变C．v正(N2)=2v逆(NH3)D．混合气体中c(NH3)不变(5)对于合成氨反应而言，下列有关图像一定正确的是(不定项)。(6)相同温度下，有恒容密闭容器A和恒压密闭容器B，两容器中均充入1molN2和3molH2，此时两容器的容积相等。待反应达到平衡状态，A中NH3的体积分数为a，放出热量Q1kJ；B中NH3的体积分数为b，放出热量Q2kJ。则：ab(填“>”“=”或“<”，下同)，Q192.4。3．【生产甲醇燃料】(2025·陕西省宝鸡市高二期中)CO2可用来生产燃料甲醇。CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH2=-49kJ·mol-1。在体积为1L的恒容密闭容器中，充入1molCO2和2molH2，一定条件下发生上述反应，测得的浓度随时间的变化如表所示：时间/0351015浓度/mol/L00.30.450.50.5(1)H2的平衡转化率=_______。该条件下上述反应的平衡常数K=_______。(2)下列措施中能使平衡体系中增大且不减慢化学反应速率的是_______。A．升高温度B．充入He(g)，使体系压强增大C．再充入1molH2D．将H2O(g)从体系中分离出去(3)当反应达到平衡时，H2的物质的量浓度为c1，然后向容器中再加入一定量H2，待反应再一次达到平衡后，H2的物质的量浓度为c2，则c1_______c2(填“>”、“＜”或“=”)。(4)要