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复习讲义(学生版)

专题04化学反应的方向和调控考查重点命题角度化学反应的方向了解熵变，理解ΔH、ΔS对化学反应方向的影响；综合运用焓变与熵变判断反应的方向。合成氨反应的特点及适宜条件的选择理解合成氨反应的特点以及外部条件对合成氨反应的影响，知道工业生产氨的适宜条件，了解合成氨生产的主要流程。化学反应的调控根据工业生产条件选择的依据和原则，利用所学的化学反应速率和化学平衡理论解释理解调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。一、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_____________。3．自发过程和自发反应的区别自发过程自发反应含义在一定条件下，_____________，就能自发进行的过程在给定的条件下，可以_________进行到显著程度的化学反应特征具有_________，即过程的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程逆方向在该条件下肯定_____________举例高山流水，自由落体，冰雪融化钢铁生锈应用(1)可被用来完成有用功。如H2燃烧可设计成原电池。(2)非自发过程要想发生，必须对它做功。如通电将水分解为H2和O2特｜别｜提｜醒(1)不能认为自发反应都是不需要任何条件就能发生的，自发反应的“一定的条件”，可以是一定的温度和压强，可以是“点燃、光照、加热、高温”等给反应物提供能量的条件，“外界帮助”指通电、放电等，如氢气的燃烧是自发的通过需点燃才能发生；也不能认为非自发反应在任何条件下都是不能发生的，如NaCl在通电条件可分解生成Na和Cl2。(2)不能认为自发反应应用普通，非自发反应没有应用价值。将电能、热能转化为化学能的许多非自发反应是制备物质的重要反应，如电解法去冶炼钠、镁、铝和制取氯气等。(3)反应能否自发进行与反应速率无关。二、化学反应的方向1．化学反应的方向与焓变的关系(1)分析下列反应进行的方向与ΔH之间的关系H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)，燃烧反应是放热反应，ΔH____0，常温下能自发进行。Zn(s)＋CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)＋Cu(s)，该反应是放热反应，ΔH_____0，常温下能自发进行。(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＝＋56.7kJ·mol－1，该反应在常温下能自发进行。CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)ΔH>0，该反应在常温下_________自发进行，但在较高温度下能自发进行。(2)自发反应与焓变的关系大多数放热反应是可以自发进行的，但也有很多吸热反应能自发进行，因此，反应焓变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定化学反应能否自发进行的唯一因素。2．化学反应的方向与熵变的关系(1)熵的含义自发过程的体系趋向于由_________转变为_________，体系的混乱度_________。体系的混乱度常用熵来描述，熵的概念是表示体系的_____________程度的物理量，其符号为S。熵值越大，体系的_________越大。(2)影响熵大小的因素同一条件下，不同的物质熵值_________。同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关，如对同一种物质不同状态时熵值大小为S(g)>S(l)>S(s)。物质的量越大，分子数越多，熵值_________。物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过程，熵变为正值，是熵_________的过程。气体体积增大的反应，熵变通常都是正值，是熵_________的反应。气体体积减小的反应，熵变通常都是负值，是熵_________的反应。(3)反应熵变与反应方向二者关系eq\x(自发进行的化学反应)—eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(—大多数是熵增加的反应,—也有些是熵减小的反应))结论：不能仅用反应_________来判断反应能否自发进行。(4)反应熵变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否_________进行的唯一因素。如：2Al(s)＋Fe2O3(s)=Al2O3(s)＋2Fe(s)ΔS＝－39.35J·mol－1·K－1，上述反应为熵减少的反应，但在一定条件下，该反应也能自发进行。说明“熵判据”也具有一定的局限性。3．判断化学反应方向的判据(1)复合判据：ΔG＝ΔH－TΔSΔG<0时，反应____自发进行；ΔG＝0时，反应处于_________状态；ΔG>0时，反应_________自发进行。(2)温度对反应方向的影响4．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≤0①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：_________三、化学反应的调控1．合成氨反应的特点合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)已知298K时：ΔH＝－92.4kJ·mol－1，ΔS＝－198.2J·mol－1·K－1自发性常温(298K)下，ΔH－TΔS________，能_________进行可逆性反应为_________反应焓变ΔH＜0，是放热反应体积变化(熵变)ΔS＜0，正反应是气体体积_________的反应2．浓度、温度、压强、催化剂对反应速率和氨的含量的影响根据合成氨反应的特点，利用我们学过的影响反应速率的因素和勒夏特列原理分析应如何选择反应条件，以增大合成氨的反应_________、提高平衡混合物中____的含量，请填写下表。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反应速率_______反应物浓度_________温度_______压强使用提高平衡混合物中中氨的含量增大反应物浓度，降低生成物浓度_______温度_______压强无影响3．数据分析在不同温度和_______下(初始时N2和H2的体积比为1∶3)，平衡混合物中____的含量实验数据分析，提高反应速率的条件是____________、____________；提高平衡混合物中氨的含量的条件是_____________、_____________。二者在温度这一措施上是不一致的。4．工业合成氨的适宜条件压强原理分析①增大压强既可以增大反应速率，又能使平衡正向向移动，压强越大_______②压强越大，对设备的要求越高，压缩H2和N2所需的_______越大，会增加生产投资，并可能__________________________选用条件目前，我国合成氨厂一般采用的压强为_____________MPa温度原理分析①_____________有利于提高平衡混合物中氨的含量②温度越低，反应速率越小，达到平衡所需时间越长，故_____________③催化剂的_______在一定温度下下最大选用条件目前，在实际生产中一般采用的温度为_________℃(此温度下催化剂的_________)催化剂原理分析即使在高温、高压下，N2和H2的反应速率仍然_______。使用_______在较低温度时能较快进行反应选用条件通常采用加入以____为主体的多成分催化剂，又称_______(为了防止混有的杂质使催化剂“中毒”，原料气必须经过_______)浓度原理分析在500℃和30MPa时，平衡混合物中_______的体积分数及平衡时N2和H2的转化率仍较低采取措施采取迅速_______的方法，使气态氨变成_______后及时从平衡混合物中分离出去将_______分离后的原料气循环使用，并及时补充N2和H2，使反应物保持一定的_______(既提高了原料的_______，又提高了_____________，有利于合成氨反应)5．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10～30MPa温度400～500℃催化剂使用_______作催化剂浓度氨及时从混合气中分离出去，剩余气体_______使用；及时补充N2和H26．合成氨的工艺流程7.工业生产中适宜生产条件的选择思路(1)分析反应特点。主要分析反应的方向性、可逆性、反应热和熵变等。(2)原理分析。根据反应特点，利用影响反应速率的因素和勒夏特列原理分析增大反应速率、提高原料转化率的反应条件。(3)根据实验数据进一步分析反应条件，确定适宜条件的范围及催化剂的筛选。(4)根据工业生产的实际情况、经济效益及环保要求等最终确定适宜的条件。影响因素有利于加快反应速率的控制有利于平衡移动条件的控制综合分析结果浓度增大反应物浓度增大反应物浓度、减小生成物浓度不断补充反应物、及时分离出生成物压强高压(有气体参加)ΔV<0高压设备条件允许的前提下，尽量采取高压ΔV>0低压兼顾速率和平衡、选取适宜的压强温度高温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，尽量采取高温并选取合适催化剂催化剂加合适的催化剂无影响加合适的催化剂，考虑催化剂活性与温度关系题型一自发过程与自发反应【典例1】化学与生活息息相关。下列不属于自发进行的变化是()A．墨汁加到清水中使整杯水变黑B．水在0℃以下结为冰C．水从高处往低处流D．石灰石转化为生石灰方｜法｜点｜拨(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。【变式1-1】下列过程是非自发的是()A．水由高处向低处流B．氯气和溴化钾溶液的反应C．铁在潮湿空气中生锈D．室温下水结成冰【变式1-2】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【变式1-3】在常温常压下，下列属于自发过程的是()A．2C(s)+O2(g)=2CO(g)B．NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)C．CH3COOH(l)=CH3COOH(s)D．2Cr3＋(aq)+3Cl2(aq)+7H2O(l)=Cr2O72-(aq)+6Cl-(aq)+14H＋(aq)题型二熵变【典例2】(2025•北京高二期中)下列反应属于熵减小过程的是()A．过氧化钠和水反应B．二氧化硫和氢硫酸反应C．二氧化锰和浓盐酸加热反应D．碳和浓硝酸反应方｜法｜点｜拨(1)同一种物质由固态到液态、由液态到气态或自固态直接到气态的过程，是熵增加的过程，其熵变为正值。(2)气态物质的物质的量增大的反应，是熵增加的反应，熵变通常是正值。(3)气态物质的物质的量减小的反应，是熵减小的反应，熵变通常是负值。【变式2-1】下列对熵变的判断中不正确的是()A．少量的食盐溶解于水中：ΔS＞0B．纯碳和氧气反应生成CO(g)：ΔS＞0C．气态水变成液态水：ΔS＞0D．CaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g)：ΔS＞0【变式2-2】相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较合理的是()A．1molCl2(g)＞2molCl2(g)B．2molH2O(l)＞2molH2O(g)C．1molCH4(g)＜1molC2H6(g)D．1molC(s，金刚石)的熵值＞1molC(s，石墨)【变式2-3】下列说法正确的是()A．常温常压下，Na2CO3、CaCO3的溶解焓变相近，Na2CO3(s)Na+(aq)+CO32-(aq)ΔS1；CaCO3(s)a2+(aq)+CO32-(aq)ΔS2，则ΔS1＞ΔS2B．Na(s)=Na(1)ΔS＜0C．常温常压下，3O2(g)2O3(g) ΔS＞0D．常温常压下，2CO(g)C(s)+O2(g) ΔS＞0题型三化学反应方向的判断【典例3】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方｜法｜点｜拨判断反应的自发性必须综合考虑反应的焓变和熵变。1．在一定温度下，(1)ΔH<0，ΔS>0，则反应一定能自发进行。(2)ΔH>0，ΔS<0，则反应一定不能自发进行。(3)ΔH<0，ΔS<0或ΔH>0，ΔS>0，反应可能自发进行，也可能不自发进行，与反应的温度有关。2．反应方向的综合判据ΔH-TΔS3．温度对反应方向的影响【变式3-1】下列反应在任意温度下一定能自发进行的是()A．2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑B．NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)ΔH<0C．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)ΔH>0D．X2Y2(g)=X2(g)+Y2(g)ΔH<0【变式3-2】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)ΔH它是非自发反应BW(s)+xG(g)=4Q(g)ΔH，自发反应x可能等于1、2、3CW(s)+xG(g)=4Q(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【变式3-3】有A、B、C、D四个反应：反应ABCDΔH/(kJ·mol-1)10.51.80-126-11.7ΔS/(J·mol-1·K-1)30.0-113.084.0-105.0(1)在任何温度下都能自发进行的反应是______；(2)任何温度下都不能自发进行的反应是______；(3)另两个反应中，在温度高于______℃时可自发进行的反应是______；在温度低于______℃时可自发进行的反应是______。题型四合成氨反应的特点【典例4】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，而逆反应速率减小方｜法｜点｜拨N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol-1根据合成氨反应的特点：低温、高压有利于氨的合成。【变式4-1】将等物质的量的N2、H2充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应并达到平衡：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时，下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是()。改变条件新平衡与原平衡比较A压缩体积N2的浓度一定变小B升高温度N2的转化率变小C充入一定量H2H2的转化率不变，N2的转化率变大D使用适当催化剂NH3的体积分数增大【变式4-2】(2024-2025·浙江省温州环大罗山联盟高二期中)合成氨工业中采用循环操作，主要原因是()A．降低氨的沸点B．提高氮气和氢气的利用率C．增大化学反应速率D．提高平衡混合物中氨的含量【变式4-3】(2025•上海高二期中)NH3是一种重要的工业原料在工农业生产、生活中有着重要作用。以铁为主的催化剂在400~500℃和20~50MPa的条件下，由N2和H2合成氨。回答下列问题：(1)下列有关合成氨工业的说法中，正确的是___________A．从合成塔出来的混合气体，其中NH3只占15%，所以生产氨的工厂的效率很低B．由于氨易液化，N2、H2是循环使用，所以总体来说氨的产率很高C．依据勒夏特列原理，加热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20~50MPa，因为该压强下铁触媒的活性最大(2)该反应放热，但仍选择较高温度400~500℃，其原因是___________。A．适当提高NH3的合成速率B．适当提高H2的转化率C．提高NH3的产率D．催化剂在500℃左右活性最大(3)某温度下，在一容积可变的容器中，反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)达到平衡时，N2、H2和NH3物质的量分别为4mol、2mol和4mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是___________。A．均增加1molB．均减半C．均减少1molD．均加倍题型五合成氨反应的调控【典例5】(2024-2025·浙江省六校联盟高二期中)下列有关工业合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH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方｜法｜点｜拨1．反应速率2．反应转化率3．合成氨的适宜条件反应条件压强温度催化剂浓度1.3×107~3×107Pa500℃

左右铁触媒使气态NH3变成液态NH3并及时从平衡混合物中分离出去，及时补充N2和H2【变式5-1】关于工业合成氨的叙述中，错误的是()A．在动力、设备、材料允许的情况下，反应尽可能在高压下进行B．温度越高越有利于工业合成氨C．在工业合成氨中N2、H2的循环利用可提高其利用率，降低成本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【变式5-2】下列有关合成氨工业的说法中正确的是()A．从合成塔出来的混合气体，其中NH3只占15%，所以生产氨的效率都很低B．由于氨易液化，N2、H2是循环使用的，总体来说氨的产率很高C．合成氨反应温度控制在400~500℃，目的是使化学平衡向正反应方向移动D．合成氨采用的压强是10~30MPa，因为该压强下铁触媒的活性最大【变式5-3】(2024-202·浙江省台州市十校联盟高二期中)N2和H2生成NH3的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝-92.4kJ·mol−1，其中，N2的分解反应活化能高，反应速率慢，决定了合成氨的整体反应速率，请回答下列问题：(1)该反应自发的条件是：。(2)有利于提高合成氨平衡产率的条件有：。A．低温

B．高温C．低压D．高压E．催化剂(3)实际生产中，常用铁触媒作催化剂，控制温度为773K左右，压强为，原料气中N2和H2的物质的量之比为1：2.8，分析说明原料气中N2过量的两个理由：。(4)关于合成氨工艺的说法，正确的是。A．工业上获取N2一般是采用分离液态空气法B．工业上获取H2一般是采用电解水的方式C．原料气先通过净化是为了防止催化剂中毒D．该反应温度控制在400-500℃之间，主要是考虑平衡时反应物的转化率E．热交换的目的是充分利用热量减少能耗，并且有利于下一步氨气的分离题型六化学反应的调控【典例6】某工业生产中发生反应：2X(g)+Y(g)2M(g)ΔH<0。下列有关该反应的说法正确的是()A．工业上合成M时，一定采用高压条件，因为高压有利于M的生成B．若物质Y价廉易得，工业上一般采用加入过量的Y的方法，以提高X和Y的转化率C．工业上一般采用较高温度合成M，因温度越高，反应物的转化率越高D．工业生产中常采用催化剂，因为使用催化剂可提高M的日产量方｜法｜点｜拨工业生产调控主要考虑因素：化学反应速率、原料的利用率、单位时间内的产量、生产中的耗能、设备条件等因素。分析角度原则要求本身因素参加反应的物质组成、结构和性质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速率和平衡影响的一致性，又要注意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温度对催化剂的活性的限制从主、副反应选择性分析促进主反应、抑制副反应，提高主反应的选择性社会效益注意环境保护，把握绿色化学原则，原料、工艺绿色、低耗【变式6-1】化学反应的调控对于工业生产具有积极意义，下列关于调控措施的说法错误的是()A．硫酸工业中，为提高的转化率，通入的空气越多越好B．工业合成氨，从生产实际条件考虑，不盲目增大反应压强C．工业合成氨，考虑催化剂的活性选择400~500℃的反应温度D．炼铁高炉的进风口设置在下端有利于燃料充分利用【变式6-2】在硫酸工业中，通过下列反应使SO2氧化为SO3：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)∆H=-196.6kJ/mol。下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时的转化率。下列说法错误的是()温度/℃平衡时SO2的转化率/%0.1MPa0.5MPa1MPa5MPa10MPa45097.598.999.299.699.755085.692.994.997.798.3A．从理论上分析，选择温度450-550℃，既利于平衡正向移动又利于提高反应速率B．从理论上分析，为了使尽可能多地转化为SO3，应选择的条件是450℃，10MPaC．在实际生产中，为了降低成本采用常压条件，因为常压下的转化率已经很高了D．在实际生产中，通入过量的空气，既利于平衡正向移动，又利于提高反应速率【变式6-3】(2025·上海市高二期中)在硫酸工业中，通过下列反应将SO2氧化成SO3：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0。已知催化剂是V2O5，在400℃-500℃左右时催化效果最好。下表为不同温度和压强下SO2的转化率：压强1×105Pa1×106Pa5×106Pa1×107Pa450℃时SO2的转化率97.5%99.2%99.6%99.7%550℃时SO2的转化率85.6%94.9%97.7%98.3%试回答：(1)根据化学理论和以上数据综合分析，为了使二氧化硫尽快地转化为三氧化硫，从化学反应速率的角度考虑，应该选择什么样的条件？______(2)根据化学理论和以上数据综合分析，为了使二氧化硫尽量多地转化为三氧化硫，从化学反应限度的角度考虑，应该选择什么样的条件？______(3)在实际生产中，选定450℃左右作为操作温度，其原因是什么？______(4)根据表中的数据分析，制取SO3时采用的压强是多少？原因是什么？______(5)在生产中，通入过量空气的目的是什么？______(6)根据上述分析，实际工业生产中该反应应选择的条件是什么？______基础通关练(测试时间：20分钟)1．在25℃、1.01×105Pa下，反应2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)ΔH=+56.7kJ·mol-1能自发进行的合理解释是()A．该反应是分解反应B．该反应的熵增效应大于焓变效应C．该反应是熵减反应D．该反应是放热反应2．下列过程在一定条件下能自发进行但不能用熵增解释的是()A．花香四溢B．冰块融化C．Na2CO3·10H2O风化D．水蒸气冷凝3．化学反应进行的方向是一个比较复杂的问题。下列有关说法正确的是()A．反应的B．CO2在不同状态时的熵值：C．反应ΔH>0能否自发进行与温度有关D．ΔH＜0或ΔS>0的反应一定能自发进行4．某化学反应A(s)=D(g)+E(g)ΔH-TΔS=(-4500+11T)kJ·mol-1(其中ΔH为焓变，ΔS为熵变，T为热力学温度，单位为K)，要防止反应发生，温度必须()A．高于409KB．低于136KC．高于136K而低于409KD．低于409K5．下列生活和生产中的做法或事实，与调控反应速率无关的是()A．牛奶放在冰箱中冷藏B．使用加酶洗衣粉洗涤衣物C．汽车的橡胶轮胎中要添加抑制剂D．工业合成氨时，及时将氨气液化分离6．不符合工业合成氨生产实际的是A．铁触媒作催化剂B．N2、H2循环使用C．NH3液化分离D．反应在常压下进行7．在合成氨工业中，为增加NH3的日产量，下列操作与平衡移动无关的是()A．不断将氨分离出来B．使用催化剂C．采用500℃左右的高温而不是700℃的高温D．采用2×107～5×107Pa的压强8．已知可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，该反应达到平衡后，为了使H2的转化率增大，下列选项中采用的三种方法都正确的是()A．升高温度，减小压强，增加氮气B．降低温度，增大压强，加入催化剂C．升高温度，增大压强，增加氮气D．降低温度，增大压强，分离出部分氨9．下列有关合成氨工业的叙述，可用勒夏特列原理来解释的是A．使用铁触媒，使N2和H2混合气体有利于合成氨B．高压比常压条件更有利于合成氨的反应C．700K左右比室温更有利于合成氨的反应D．合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率10．在合成氨反应中使用催化剂和增大压强，下列叙述中正确的是()A．都能增大反应速率，都对化学平衡无影响B．都对化学平衡有影响，但都不影响达到平衡状态所用的时间C．都能缩短达到平衡状态所用的时间，只有增大压强对化学平衡有影响D．使用催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间，而增大压强无此效果11．下列有关合成氨工业的说法中正确的是()A．铁触媒作催化剂可加快反应速率，且有利于化学平衡向合成氨的方向移动B．升高温度可以加快反应速率，且有利于化学平衡向合成氨的方向移动C．增大压强能缩短达到平衡状态所用的时间D．合成氨采用的压强是10~30MPa，因为该压强下铁触媒的活性最高12．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．①②③B．①③⑤C．②④⑤D．②③④13．下列关于反应N2+3H22NH3的反应速率与时间的关系图中，纵坐标为反应速率v，横坐标为时间t，当反应达到平衡后，改变的条件与反应速率变化的关系中不符合实际的是()14．自然界中存在天然的大气固氮过程为：N2(g)+O2(g)2NO(g)，人工固氮则主要依靠工业合成氨，下列结论不正确的是()反应大气固氮工业固氮温度/℃27200025350400450平衡常数/K3.84×10-310.15×1081.8470.5070.152A．工业固氮为熵减反应B．常温下，大气固氮很难进行，而工业固氮却容易进行C．人类大规模模拟大气固氮应用于工业上意义不大D．工业固氮温度越低，氮气与氢气反应越完全15．在一定条件下，对于密闭容器中的反应：N2＋3H22NH3，下列说法正确的是()A．当氮气和氢气投料比(物质的量之比)为1∶3时，达到平衡时氨的体积分数最大B．增加铁触媒的接触面积，不可能提高合成氨工厂的年产量C．达到平衡时，氢气和氨气的浓度比一定为3∶2D．分别用氮气和氢气来表示该反应的转化率时，数值大小一定相同16．SO2在400~600℃下的催化氧化：2SO2+O22SO3，已知此正反应放热。如果反应在密闭容器中进行，下列有关说法中错误的是()A．在上述条件下，SO2不可能完全转化为SO3B．达到平衡时，SO2的浓度与SO3的浓度一定相等C．使用催化剂是为了加快反应速率，提高生产效率D．为了提高SO2的转化率，可适当提高O2的浓度17．工业上，合成氨反应N2+3H22NH3的微观历程如下图所示。用、、分别表示N2、H2、NH3，下列说法正确的是()A．①→②催化剂在吸附N2、H2时，形成新的化学键B．②→③形成N原子和H原子是放热过程C．①→⑤N2和H2全部化合成氨气D．使用合适的催化剂，能提高合成氨反应的效率18．已知在100kPa、298.15K时石灰石分解反应：CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)ΔH=178.3kJ·mol-1ΔS=160.4J·(mol·K)-1，则：(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“不能”)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________________________。重难突破练(测试时间：20分钟)1．下列说法正确的是()A．相同温度和压强下，熵值：1molC(s，金刚石)＞1molC(s，石墨)B．Ca(g)→Ca2+(g)+2e-ΔH小于0C．NH4NO3溶于水，ΔH，ΔSD．分子间氢键数量：1molH2O(g)1molH2O(l)1molH2O(s)2．AB型强电解质在水中的溶解(可视作特殊的化学反应)表示为AB(s)=An+(aq)+Bn-(aq)，其焓变和熵变分别为ΔH和ΔS。对于不同组成的AB型强电解质，下列说法正确的是()A．ΔH和ΔS均大于零B．ΔH和ΔS均小于零C．ΔH可能大于零或小于零，ΔS大于零D．ΔH和ΔS均可能大于零或小于零3．已知体系自由能变化时反应能自发进行．两个氢化反应的与温度的关系如图所示，下列说法正确的是()A．反应①的∆SB．反应②在时的反应速率很快C．温度大于时，反应①能自发进行D．反应②的∆H4．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，混合过程自发进行B．若X2、Y2均为O2，则，混合过程不自发C．若X2、Y2分别为N2与O2，则，混合过程自发进行D．若X2、Y2分别为N2与O2，则，混合过程不自发5．已知甲烷隔绝空气在不同温度下有可能发生如下两个裂解反应：①CH4(g)C(s)+2H2(g)；②2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)某同学为了得到用天然气制取炭黑的允许温度范围和最佳温度，在图书馆中查到了如下热力学数据：反应①的ΔH(298K)=+74.848kJ·mol-1，ΔS(298K)=+80.674J·mol-1·K-1。反应②的ΔH(298K)=+376.426kJ·mol-1，ΔS(298K)=+220.211J·mol-1·K-1。已知焓变和熵变随温度变化很小。请参考上述信息，回答下列问题：(1)这两个反应在_______________(填“高温”或“低温”)下自发进行。(2)反应①在常温下_______________(填“能”或“不能”)自发进行。(3)制取炭黑的允许温度范围为_______________。(4)为了提高甲烷的炭化程度，下面四个温度中最合适的是_______________(填字母)。A．905.2KB．927KC．1273KD．2000K6．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。7．工业制取硫酸最重要的一步反应为：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)△H<0。(1)研究温度对SO2的平衡转化率和对催化剂催化效率的影响，结果如左图所示。在实际生产中，SO2催化氧化反应的条件选择450℃左右(对应图中M点)，而没有选择SO2转化率更高的O或N点对应的反应条件，其原因分别是。(2)在实际生产中，SO2催化氧化反应的条件选择常压、450℃左右(对应右图中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。8．在硫酸工业中，通过下列反应将SO2氧化成SO3：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

ΔH<0。已知催化剂是V2O5，在400℃-500℃左右时催化效果最好。下表为不同温度和压强下SO2的转化率：压强1×105Pa1×106Pa5×106Pa1×107Pa450℃时SO2的转化率97.5%99.2%99.6%99.7%550℃时SO2的转化率85.6%94.9%97.7%98.3%试回答：(1)根据化学理论和以上数据综合分析，为了使二氧化硫尽快地转化为三氧化硫，从化学反应速率的角度考虑，应该选择什么样的条件？______(2)根据化学理论和以上数据综合分析，为了使二氧化硫尽量多地转化为三氧化硫，从化学反应限度的角度考虑，应该选择什么样的条件？______(3)在实际生产中，选定450℃左右作为操作温度，其原因是什么？______(4)根据表中的数据分析，制取SO3时采用的压强是多少？原因是什么？______(5)在生产中，通入过量空气的目的是什么？______(6)根据上述分析，实际工业生产中该反应应选择的条件是什么？______9．工业合成氨的反应为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol-1(1)根据下表数据计算___________。化学键键能/kJ/mol436386x(2)在体积为的恒容密闭容器中发生上述反应，其平衡常数与温度的关系如表：T/K298398498平衡常数K4.1K1K2判断K1___________K2(填“”、“”或“”)。②398K时进行合成氨反应，下列能说明该反应已达到平衡状态的是_______(填字母)。A．混合气体的平均摩尔质量保持不变B．v正(N2)=3v逆(H2)C．容器内压强保持不变D．混合气体的密度保持不变(3)甲同学为了探究外界条件对反应的影响，以c0mol·L－1H2参加合成氨反应，在a、、两种条件下分别达到平衡，测得H2的浓度与反应时间的关系如图甲所示。①条件下，0-t0的平均反应速率v(N2)=_________mol·L－1·min－1。相对而言，可能改变的条件是____________________。③在条件下，t1时刻将容器容积压缩至原来的，t2时刻重新建立平衡状态。则图甲中在t1：t2时刻c(H2)的变化曲线可能为___________(填“A”、“B”、“”或“D”)。(4)乙同学向一恒温恒压容器中充入9molN2和23molH2，模拟合成氨的反应，图乙表示温度时平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(P)的关系。若体系在60MPa下达到平衡①此时N2的平衡分压为___________MPa。(分压总压物质的量分数)②经计算可得此时的平衡常数KP=______