高考化学必修第一册鲁科版1-第三单元　化学反应的方向　化学反应的调控讲解课件

第二章化学反应速率与化学平衡第三单元化学反应的方向化学反应的调控期中期末·全优手册A卷·必备知识全优B卷·关键能力全优一化学反应进行的方向与焓变的关系大多数能自发进行的化学反应是放热反应,但有很多吸热反应也能自发进

行。因此只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的。反应焓变是与反应

进行的方向有关的因素之一,但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。第三节化学反应的方向基础知识全过二化学反应进行的方向与熵变的关系1.熵(1)概念自发过程的体系趋向于由有序转变为无序,体系的混乱度增大。体系的混乱度

常用熵来描述,熵是衡量体系的混乱度的物理量。(2)符号:S。(3)影响熵大小的因素①同一条件下,不同的物质熵值不同。②对于同一物质,S(g)>S(l)>S(s)。③易溶于水的固体,溶解前后熵值不同。如硝酸铵晶体溶于水,S(溶解前)<S(溶

解后)。2.熵变(1)概念:发生化学反应时物质熵的变化称为熵变。(2)符号:ΔS。3.化学反应进行的方向与熵变的关系大多数能自发进行的化学反应是熵增的反应。熵变是与反应进行方向有关的因素之一,但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。因此只根据熵变来判断

反应进行的方向是不全面的。三自由能与化学反应的方向在等温、等压条件下的封闭体系中(不考虑体积变化做功以外的其他功),

自由能(符号为G,单位为kJ/mol)的变化综合反映了体系的焓变和熵变对自发过

程的影响:ΔG=ΔH-TΔS。这时,化学反应总是向着自由能减小的方向进行,直到

体系达到平衡。即:当ΔG<0时,反应能自发进行;当ΔG=0时,反应处于平衡状态;当ΔG>0时,反应不能自发进行。第四节化学反应的调控基础知识全过合成氨反应的特点N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)

ΔH=-92.4kJ/mol(1)可逆反应。(2)正反应是气体分子数减小的反应,即ΔS<0。(3)放热反应:ΔH<0。条件提高反应速率提高平衡转化率综合结果压强高压高压高压温度高温低温兼顾速率和平衡,且考虑催化剂活性催化剂使用无影响使用浓度增大反应物浓度增大反应物浓度,减少生成物浓度增大反应物浓度,且不断减少生成物浓度1.提高合成氨反应速率和平衡转化率的条件比较2.工业合成氨的适宜条件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(10MPa~30MPa)温度适宜温度,400~500℃催化剂使用铁触媒做催化剂浓度将氨气及时从混合气中分离出去,并及时补充氮气和氢气,使反应物保持一定浓度点拨工业生产中,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,还要考虑设备的要求和技术条件。第二章化学反应速率与化学平衡第三单元化学反应的方向化学反应的调控A卷基础达标卷一、选择题1.(回归教材)碘升华的过程中,其焓变和熵变正确的是

(

)A.ΔH>0,ΔS<0B.ΔH>0,ΔS>0C.ΔH<0,ΔS>0D.ΔH<0,ΔS<0B解题思路

碘升华过程中,物质由固态变为气态,为吸热过程,ΔH>0,体系的混乱

度增大,属于熵增的过程,ΔS>0,故选B。2.(2024山东青岛期中)下列说法不正确的是

(

)A.ΔH<0、ΔS>0的反应在任何温度下都能自发进行B.对于同一物质来讲,熵值的大小与其状态有关,固态物质的熵值通常最小C.焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变不可单独作为反应自发

性的判据D.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂可改变化学反应自发进行的方向D解题思路当ΔH<0、ΔS>0时,在任何温度下都满足ΔH-TΔS<0,反应能自发进

行,故A正确;对于同一物质来讲,熵值的大小与其状态有关,气态混乱度最大,熵

值最大,液态次之,固态混乱度最小,熵值最小,故B正确;焓变和熵变都与反应的

自发性有关,焓变或熵变不可单独作为反应自发性的判据,应该用复合判据ΔH-

TΔS进行判断,故C正确;使用催化剂可改变化学反应速率,不能改变化学反应进

行的方向,故D错误。3.(2024银川期中)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AW(s)+xG(g)

2Q(g)ΔH<0,自发反应x可能等于1、2、3BM(s)

X(g)+Y(s)ΔH>0它是非自发反应C4X(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>0A解题思路

W(s)+xG(g)

2Q(g)的ΔH<0,为自发反应,说明ΔH-TΔS<0,则ΔS可能大于0,也可能小于0,x可能等于1、2、3,故A正确;M(s)

X(g)+Y(s)为气体分子数增大的反应,ΔS>0,同时ΔH>0,ΔH-TΔS<0,反应才能自发进行,则该反应在

高温下能自发进行,故B错误;4X(g)+5Y(g)

4W(g)+6G(g)为气体分子数增大的反应,ΔS>0,ΔH-TΔS<0,反应才能自发进行,ΔH可能大于0,也可能小于0,故C错

误;4M(s)+N(g)+2W(l)

4Q(s)为气体分子数减小的反应,ΔS<0,该反应在常温下能自发进行,根据ΔH-TΔS<0,该反应的ΔH<0,故D错误。4.(2024北京西城期中)25℃和1.01×105Pa时,2N2O5(g)

4NO2(g)+O2(g)

ΔH=+56.76kJ/mol,该反应能自发进行的原因是

(

)A.是吸热反应B.是放热反应C.是熵减小的反应D.熵效应大于焓效应D解题思路题给反应是气体分子数增大的吸热反应,ΔH>0、ΔS>0,反应能够自

发进行,必须满足ΔG=ΔH-TΔS<0,所以该反应能自发进行的原因为熵效应大于

焓效应,故选D。5.(2024山东潍坊期中)在密闭容器中,一定量的X和Y发生反应:3X(?)+Y(?)

2Z(g)+W(?)

ΔH<0,平衡时,气体平均摩尔质量随温度的变化如图所示。下列

说法正确的是

(

)A.X、Y、W可能都是固体B.X、Y可能为液体,W可能为气体DC.X、Y、W一定都是气体D.若X、W为气体,则Y可能是固体解题思路若X、Y、W都是固体,气体只有Z,气体Z的摩尔质量不变,故A错误;

若X、Y为液体,W为气体,混合气体中,Z与W的物质的量之比始终是2∶1,则混

合气体的平均摩尔质量不变,故B错误;若X、W为气体,Y是固体,升高温度,平衡

逆向移动,混合气体的物质的量不变,总质量减小,平均摩尔质量减小,故D正确;

X、Y、W不一定都是气体,故C错误。C.过程Ⅱ为吸热过程,过程Ⅲ为放热过程;升高温度,过程Ⅱ、Ⅲ速率均加快D.1molSO2和0.5molO2反应,放出的热量小于99kJ6.工业合成三氧化硫的反应为2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)

ΔH=-198kJ/mol,反应过程可用如图模拟(

表示O2,

表示SO2,

表示催化剂)。下列说法不正确的是

(

)A.过程Ⅱ和过程Ⅲ决定了全部反应进行的程度B.催化剂提高了分子能量,从而使单位体积中活化分子百分数增大,化学反应速

率加快B解题思路过程Ⅰ是吸附过程,过程Ⅱ为旧键断裂过程,过程Ⅲ为新键形成过

程,过程Ⅳ是生成物脱附过程,则过程Ⅱ和过程Ⅲ决定了整个反应进行的程度,A

正确;催化剂通过降低反应的活化能,从而增大单位体积中活化分子百分数,使

化学反应速率加快,B不正确;由A项分析可知,过程Ⅱ为吸热过程,过程Ⅲ为放热

过程,升高温度,过程Ⅱ、Ⅲ速率都加快,C正确;反应2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)

ΔH=-198kJ/mol是可逆反应,所以1molSO2和0.5molO2反应时消耗SO2的物

质的量小于1mol,放出的热量小于99kJ,D正确。7.(2024广东佛山期中)铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示,其中吸附在催化

剂表面的物质用“ad”表示,下列说法正确的是

(

)A.氨气在催化剂表面的脱附是放热过程BB.合成氨反应N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)的ΔH=-92kJ·mol-1C.升高温度、增大压强均能提高原料的平衡转化率D.该历程中反应速率最慢的过程为

N2ad+

H2

Nad+3Had解题思路根据题图可知,脱附是吸热过程,故A错误;根据题图可知,合成氨反

应N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)的ΔH=-92kJ·mol-1,故B正确;合成氨是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,原料的平衡转化率降低,故C错误;反应历程中反应速率最

慢的过程应为活化能最大的过程,由题图可知,

N2ad+

H2

Nad+3Had的活化能不是最大的,故D错误。8.(2024广州月考)焦炭常用于冶炼工业。已知反应①:2C(s)+O2(g)

2CO(g);反应②:2CO(g)+O2(g)

2CO2(g),反应①、②的反应趋势与温度关系如图所示(假设ΔH、ΔS不随温度变化)。下列说法错误的是

(

)

CA.反应②2CO(g)+O2(g)

2CO2(g)的

ΔS<0,ΔH<0B.983K是两个反应主次趋势变化的转折点C.L1对应反应①D.当温度低于983K时,过量焦炭的氧化产物以反应②生成CO2为主解题思路根据化学方程式可知,反应②的ΔS<0,ΔG=ΔH-TΔS,由题图可知ΔG<

0,所以ΔH<0,A正确;ΔG越小,说明反应自发的趋势越大,983K时两反应的ΔG相

等,之后两反应的ΔG大小关系发生变化,则反应主次趋势发生变化,B正确;反应

①的ΔS>0,根据ΔG=ΔH-TΔS,ΔG和T成反比,斜率小于0,所以L2对应反应①,L1对

应反应②,C错误;当温度低于983K时,L1的ΔG更小,所以以反应②为主,产物以

CO2为主,D正确。9.(2024四川广安期中)如图所示为工业合成氨的流程图。下列说法不正确的是

(

)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,又可以加快反应速率CC.步骤③、④、⑤均有利于提高原料的平衡转化率D.为提高反应物的转化率应及时将氨从混合气中分离出去解题思路步骤①中“净化”除去杂质,能防止催化剂中毒,故A正确;合成氨的

反应为气体分子数减小的反应,加压有利于平衡正向移动,提高原料转化率,加

压也可以提高反应速率,故B正确;催化剂只能提高反应速率,不能提高平衡转化

率,合成氨为放热反应,高温不利于平衡正向移动,步骤③不能提高原料的平衡

转化率,故C错误;及时将氨从混合气中分离出去,可使平衡正向移动,能提高反应

物的转化率,故D正确。10.(2024山西大同月考)工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯(HCOOCH3):

CH3OH(g)+CO(g)

HCOOCH3(g),在容积固定的密闭容器中,投入等物质的量的CH3OH和CO,测得相同时间内CO的转化率随温度变化如图所示。下列说法

不正确的是(

)

CA.d点反应速率:v正=v逆B.反应温度控制在80~85℃为宜C.平衡常数K(75℃)>K(85℃),反应速率:vb>vdD.往体系中继续通入CH3OH(g),甲醇转化率减小审题指导由题图可知,约83℃时相同时间内CO的转化率最大,说明此时反应

达到平衡,升高温度,CO的转化率减小,即平衡逆向移动,该反应为放热反应。解题思路d点时反应已达平衡,v正=v逆,A正确;由题图可知,在80~85℃时,CO转

化率较大,反应温度控制在80~85℃为宜,B正确;温度越高反应速率越快,则vb<vd,

C错误;通入甲醇,CO转化率增大,但甲醇转化率减小,D正确。11.(2024北京五中月考)一定条件下,在容积为3L的密闭容器中,发生反应CO(g)

+2H2(g)

CH3OH(g),在不同温度下甲醇的物质的量随时间的变化如图所示。下列叙述正确的是

(

)A.平衡常数K(300℃)<K(500℃)B.300℃,当容器内压强不变时说明反应已经达到平衡C.在其他条件不变的情况下,将E点体系的容积压缩到原来的

,则氢气的浓度减小D.500℃,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率:v(H2)=

mol·L-1·min-1

B解题思路A项,由题图可知,升高温度,平衡时甲醇的物质的量减少,平衡逆向

移动,说明逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,温度升高,平衡常数减小,错误;

B项,CO(g)+2H2(g)

CH3OH(g)是气体分子总数减小的反应,在容积为3L的密闭容器中发生反应,当容器内压强不变时说明反应已经达到平衡,正确;C项,E

点达到平衡状态,压缩容器容积到原来的

,则瞬间所有气体的浓度均增大一倍,由于增压平衡右移,氢气浓度有所下降,但比压缩前浓度大,错误;D项,v(H2)=2v(CH3OH)=2×

mol·L-1·min-1,错误。12.(2024南京六校联合体调研)SCl2可用作有机合成的氯化剂。在体积为VL的

密闭容器中充入0.2molSCl2(g),发生反应:2SCl2(g)

S2Cl2(g)+Cl2(g)。图中所示曲线分别表示反应在amin时和平衡时SCl2的转化率与温度的关系。下列说

法正确的是

(

)

CA.2SCl2(g)

S2Cl2(g)+Cl2(g)的ΔH>0、ΔS<0B.当容器中气体密度恒定不变时,反应达到平衡状态C.55℃,向体积为0.5VL的容器中充入0.2molSCl2(g),amin时SCl2(g)的转化率大于50%D.82℃,起始时在该密闭容器中充入SCl2、S2Cl2和Cl2各0.1mol,此时v(逆)>v(正)解题思路由题图可知,温度升高,SCl2的平衡转化率增大,该反应为吸热反应,ΔH>0,由题意可知,反应2SCl2(g)

S2Cl2(g)+Cl2(g)可自发进行,ΔG=ΔH-TΔS<0,则ΔS>0,A错误。该反应在恒容密闭容器中进行,体积不变,反应物和生成物均为

气体,气体总质量不变,则密度为一个恒定值,即密度恒定不变,不能确定该反应

是否达到平衡状态,B错误。由题图可知,55℃,amin时SCl2(g)的转化率为50%,

但反应未达到平衡,体积缩小为0.5VL,反应物浓度增大,反应速率加快,amin时

SCl2(g)的消耗程度一定加大,故转化率大于50%,C正确。由题图可知,82℃时

SCl2的平衡转化率为90%,列三段式:2SCl2(g)

S2Cl2(g)+Cl2(g)初始/(mol/L)

00变化/(mol/L)

平衡/(mol/L)

则平衡常数K=

,起始时在该密闭容器中充入SCl2、S2Cl2和Cl2各0.1mol,此时浓度商Q=1<K,反应正向进行,所以v(逆)<v(正),D错误。13.(12分)(2024太原期中)氨在国民经济生产中占有重要地位。如图是合成氨的

简要流程,反应的化学方程式为N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)

ΔH<0。

(1)图中混合物X是

,这样操作的目的是

。(2)TK时在容积为2L的恒容密闭容器中充入0.8molN2(g)和1.6molH2(g),5min二、非选择题后达到平衡,测得N2的浓度为0.3mol/L。①计算此段时间内的平均反应速率v(NH3)=

,H2的转化率为

。②已知450K时该反应的平衡常数K=2.04,则T

(填“>”“<”或“=”)

450。(3)科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报

道:在低温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发

生反应:2N2(g)+6H2O(l)

4NH3(g)+3O2(g)

ΔH=+1530.4kJ/mol。进一步研究NH3的生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、压强为1.0×105Pa,反应时间为3h):T/K303313323353NH3的生成量/(×10-6mol)4.85.96.02.0当温度高于323K时,NH3的生成量反而降低的可能原因是

。答案

(每空2分)(1)N2、H2提高原料的利用率

(2)①0.04mol/(L·min)37.5%②>

(3)催化

剂失去活性(或发生副反应如氨气与氧气反应;温度升高液态水脱离催化剂表

面,降低了氮气在催化剂表面与水接触的概率)解题思路

(1)冷凝器将氨气冷凝分离出后,氮气和氢气进入压缩机循环,混合物

X为N2、H2,这样操作的目的是提高原料的利用率。(2)①在容积为2L的恒容密

闭容器中充入0.8molN2(g)和1.6molH2(g),开始时,氮气和氢气的浓度分别为0.4

mol/L和0.8mol/L,5min后达到平衡,测得N2的浓度为0.3mol/L,则氢气的浓度为

0.8mol/L-3×(0.4-0.3)mol/L=0.5mol/L,氨气的浓度为2×(0.4-0.3)mol/L=0.2mol

/L,此段时间内的平均反应速率v(NH3)=

=0.04mol/(L·min),H2的转化率=

×100%=37.5%。②TK时,平衡常数K=

=

≈1.07,450K时该反应的平衡常数K=2.04,相比于450K,平衡常数减小,平衡逆向移动,由于合成氨为放热反应,则T>450。14.(12分)(2024北京育才学校期中节选)二甲醚(CH3OCH3)是重要的化工原料,可

用CO和H2制得,总反应的热化学方程式如下:2CO(g)+4H2(g)

CH3OCH3(g)+H2O(g)

ΔH=-206.0kJ·mol-1,工业中采用“一步法”,通过复合催化剂使下列甲

醇合成和甲醇脱水反应同时进行:ⅰ.甲醇合成反应:

。ⅱ.甲醇脱水反应:2CH3OH(g)

CH3OCH3(g)+H2O(g)

ΔH=-24.0kJ·mol-1。(1)请补全甲醇合成反应的热化学方程式:

。(2)起始时向容器中投入2molCO和4molH2,测得某时刻上述总反应中放出的

热量为51.5kJ,此时CO的转化率为

。(3)在甲、乙两个相同的恒容容器中进行甲醇脱水反应,甲恒温,乙绝热,则CH3OH的转化率:甲

(填“>”“<”或“=”)乙。(4)生产二甲醚的过程中存在以下副反应,与甲醇脱水反应形成竞争:CH3OH(g)+

H2O(g)

CO2(g)+3H2(g)

ΔH=+48.8kJ·mol-1,将反应物混合气按进料比n(CO)∶n(H2)=1∶2通入反应装置,选择合适的催化剂。在不同温度和压强下,反

应相同时间,测得二甲醚的选择性分别如图1、图2所示。资料:二甲醚的选择性是指转化为二甲醚的CO在全部CO反应物中所占的比例。图1图2①图1中,温度一定,压强增大,二甲醚选择性增大的原因是

。②图2中,温度高于265℃后,二甲醚选择性降低的原因是

。答案

(除标注外,每空2分)(1)CO(g)+2H2(g)

CH3OH(g)

ΔH=-91.0kJ·mol-1

(2)25%

(3)>

(4)①增大压强,甲醇脱水反应平衡不移动,副反应平衡逆向移动(3分)②甲醇脱水反应ΔH<0,升高温度平衡逆向移动,副反应ΔH>0,升高温度平衡正向移动(3分)解题思路

(1)已知:①2CO(g)+4H2(g)

CH3OCH3(g)+H2O(g)

ΔH1=-206.0kJ·mol-1,②2CH3OH(g)

CH3OCH3(g)+H2O(g)

ΔH2=-24.0kJ·mol-1,根据盖斯定律,由

×(①-②)得甲醇合成反应的热化学方程式为CO(g)+2H2(g)

CH3OH(g)

ΔH=

×(ΔH1-ΔH2)=-91.0kJ·mol-1。(2)根据热化学方程式计算出总反应放出的热量为51.5kJ时,消耗CO的物质的量为0.5mol,CO转化率为

×100%=25%。(3)甲醇脱水反应为放热反应,则乙容器中体系的温度升高,平衡逆向移

动,甲醇转化率降低,CH3OH的转化率:甲>乙。C.反应物的总能量低于生成物的总能量D.使用催化剂不影响反应速率,能影响反应限度第二章化学反应速率与化学平衡第三单元化学反应的方向化学反应的调控B卷提优检测卷一、选择题1.(2024昆明期末)“液态阳光”能有效助力我国实现“碳达峰”和“碳中和”,

其主要反应之一是CO2(g)+3H2(g)

CH3OH(g)+H2O(g)(放热反应)。下列有关说法正确的是(

)A.升高温度能加快反应速率B.减小H2浓度能加快反应速率A解题思路升高温度能增大活化分子百分数,从而加快反应速率,故A正确;减小

H2浓度,反应速率减慢,故B错误;该反应是放热反应,反应物的总能量高于生成物

的总能量,故C错误;催化剂影响反应速率,不影响反应限度,故D错误。2.(2024北京西城期中)工业合成氨反应N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)

ΔH=-92.4kJ·mol-1,下列说法正确的是(

)A.合成氨为放热反应,高温可提高该反应的限度B.高压条件有利于平衡正向移动,加快正向反应速率,降低逆向反应速率C.使用高效催化剂可以提高原料的平衡转化率D.及时将体系中的NH3液化分离有利于平衡正向移动D解题思路合成氨反应为放热反应,高温不能提高该反应的限度,故A错误;合成

氨反应是气体分子数减小的反应,高压条件有利于平衡正向移动,正向反应速率

和逆向反应速率均加快,故B错误;使用高效催化剂可以增大反应速率,不能提高

原料的平衡转化率,故C错误;及时将体系中的NH3液化分离,有利于平衡正向移

动,故D正确。C.未经循环前,a、b、c三处的混合气体的成分含量各不相同,温度也各不相同D.基于氨气有较强的分子间作用力可将其液化,不断将液氨移去,有利于反应向

生成氨气方向进行3.(2024杭州期中)合成氨生产流程如图所示。下列说法不正确的是

(

)A.为防止原料气中混有的杂质使催化剂中毒,原料气必须经过净化B.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C解题思路合成氨反应使用铁触媒作催化剂,原料气中含有的杂质气体可能会

造成催化剂中毒而使催化剂失去活性,因此原料气需要经过净化,A正确;合成氨

反应为气体体积减小的反应,增大压强既有利于加快反应速率又有利于平衡正

向移动,B正确;未经循环前,a、b两处混合气体的成分含量相同,C错误;冷却过

程,及时将NH3从平衡混合物中分离出去,降低了产物的浓度,促使合成氨反应向

生成氨气的方向移动,D正确。4.(2024浙江宁波期中)奥地利物理学家Boltzmann首次将熵与混乱度定量地联

系起来,即S=klnΩ(k为Boltzmann常数,Ω为混乱度,即微观状态数,可粗略地看作

空间排列的可能性数目)。在相同的温度和压强下,下列有关熵大小的比较正确

的是

(

)A.1mol正戊烷<1mol新戊烷B.1molFeSO4·7H2O(s)<1molFeSO4(s)C.1molNa2SO4(l)<1molNa2SO4(s)D.3molCH4(g)<1molCH3CH2CH3(g)A解题思路正戊烷分子不带支链,新戊烷分子带支链,分子数相同时新戊烷的混

乱度较大,熵较大,故A正确;FeSO4·7H2O(s)的结构比FeSO4(s)的结构复杂,等物质

的量时FeSO4·7H2O的熵较大,故B错误;等物质的量时,同物质液态微观状态数较

多,熵较大,故C错误;气体分子数越多,熵越大,故D错误。5.(2024成都期中)据报道,在300℃、70MPa下由二氧化碳与氢气合成乙醇已成

为现实:2CO2(g)+6H2(g)

CH3CH2OH(g)+3H2O(g)。在2L的密闭容器中充入1molCO2和2molH2模拟此反应,CO2和CH3CH2OH的消耗速率(v)与温度(T)的关

系如图所示,下列说法正确的是

(

)

DA.在一定条件下,升高温度可以提高氢气的平衡转化率B.A、B、C、D四点对应的状态下,只有A点反应达到了平衡C.反应需在300℃以上进行可推测该反应为吸热反应D.相同温度下,若在此容器中再充入1molCO2和2molH2,氢气的平衡转化率升高解题思路

根据题图可知,升高温度,v消耗(CH3CH2OH)增大的幅度大于v消耗(CO2)

增大的幅度,且A点后,v消耗(CH3CH2OH)大于v消耗(CO2),说明平衡逆向移动,氢气的

平衡转化率减小,故A错误;根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,当v消耗(CO2)=2v消耗(CH3CH2OH)时,说明反应达到平衡,则A、B、C、D四点对应的状

态,均未达到平衡,故B错误;反应需要在300℃以上进行,是为了获得较快的反应

速率,不能说明反应是吸热的还是放热的,故C错误;相同温度下,若在此容器中再

充入1molCO2和2molH2,相当于增大压强,平衡正向移动,氢气的平衡转化率升

高,故D正确。6.(2024江苏常州期中)氯化法制备TiCl4的原理为TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)

TiCl4(g)+2CO(g)

ΔH<0,下列有关该反应的说法正确的是

(

)A.其他条件不变,平衡后升温,会导致v正=v逆B.恒容条件下,将平衡体系中的TiCl4(g)液化分离,体系的颜色不变C.该反应的反应物的总键能大于生成物的总键能D.恒温、恒压条件下,通入氩气会导致该平衡正向移动D解题思路

该反应为放热反应,保持其他条件不变,平衡后升高温度,平衡逆向

移动,即升高温度后,v逆>v正,故A错误;恒容条件下,将平衡体系中的TiCl4(g)液化分

离,平衡正向移动,体系中氯气浓度减小,则体系的颜色变浅,故B错误;ΔH=反应

物键能总和-生成物的键能总和<0,则该反应的反应物的总键能小于生成物的总

键能,故C错误;恒温、恒压条件下,通入氩气会使得容器容积增大,平衡向气体分

子数增大的方向移动,即平衡正向移动,故D正确。A.在B、E两点,对应的正反应速率:v(B)>v(E)B.B到D点,平衡逆向移动,针筒内气体颜色比B点深C.在E、H两点中,H点的气体平均相对分子质量大D.B点处NO2的转化率为6%7.(2024河南省实验中学期中)利用传感技术可探究压强对2NO2(g)

N2O4(g)化学平衡移动的影响。往注射器中充入适量NO2气体,再分别在t1s、t2s时快速

移动注射器活塞并保持活塞位置不变,测得注射器内气体总压强随时间变化的

曲线如图所示。下列说法中错误的是

(

)

B解题思路压强越大,反应速率越快,B、E两点压强:B点>E点,对应的正反应速

率:v(B)>v(E),故A正确;t1s时压强迅速减小,说明针筒内气体体积增大,可观察到

气体颜色变浅,B到D点,平衡逆向移动,使气体颜色又逐渐加深,但仍比B点浅,故

B错误;t2s时,压强迅速增大,平衡正向移动,混合气体的物质的量逐渐减小,由M=

可知,H点的气体总物质的量小,对应气体的平均相对分子质量大,故C正确;反应开始时总压强是100kPa,B点处压强是97kPa,减少3kPa,根据物质反应转化关

系可知,反应消耗6kPaNO2,在恒温恒容时气体的物质的量之比等于压强之比,

NO2的转化率=

×100%=6%,故D正确。8.工业合成氨反应包含多个基元反应,其反应机理如图所示,已知各物种在催化

剂表面吸附放出能量。下列说法错误的是

(

)A.从充入反应物到A处,表示N2、H2在催化剂表面吸附放热DB.B→C过程决定了总反应的速率C.工业合成氨温度为700K左右,主要考虑催化剂在此温度下活性较高D.提高催化剂的活性能减小反应热解题思路从充入反应物到A处,物质能量降低,表示N2、H2在催化剂表面吸附

放热,A正确;决定总反应速率的是慢反应,活化能越大反应速率越慢,由题图可

知,B→C过程的活化能最大,决定总反应的速率,B正确;工业合成氨温度为700K

左右,主要考虑催化剂在此温度下活性较高,C正确;催化剂能改变反应速率,但是

不能使化学平衡移动,不能改变反应热,D错误。9.工业合成氨:N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)

ΔH<0。下列与该反应相关的各图中,正确的是

(

)B解题思路

工业合成氨反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,N2平衡转化

率减小,NH3物质的量减小,A、C错误;该反应为气体体积减小的反应,增大压强,

平衡正向移动,N2平衡转化率增大,B正确;催化剂不影响平衡移动,D错误。10.(2024湖南衡阳期中)合成氨的化学反应为N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)

ΔH=-92.4kJ·mol-1。吉林大学与韩国、加拿大科研人员合作研究,提出基于机械化学

(“暴力”干扰使铁活化)在温和条件下由氮气合成氨的新方案(过程如图所示),

利用这种方案所得氨的体积分数最终可高达82.5%。下列有关分析错误的是

(

)BA.铁是该合成氨反应的催化剂B.采用该方案生产氨气,活化能不变C.采用该方案生产氨气,ΔH不变D.该方案氨的含量高,与反应温度较低有关解题思路由题图可知,铁结合活性氮原子参与了反应,最后又生成铁,在反应

前后质量和性质不变,是合成氨反应的催化剂,A正确;使用催化剂能改变活化

能,B错误;催化剂只改变反应历程,ΔH不变,C正确;合成氨反应是放热反应,较低

的反应温度有利于氮气转化率及氨气产率的提高,D正确。11.(2024东北育才学校月考)工业上用丁烷催化脱氢制备丁烯,C4H10(g)

C4H8(g)+H2(g)

ΔH>0,图(a)是丁烷的平衡转化率与反应温度及压强的关系图。将丁

烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活

化催化剂),得到图(b)和图(c)的关系曲线。下列判断不正确的是

(

)

BA.由图(a)可知,x小于0.1B.由图(b)可知,丁烯产率先增大后减小,减小的原因是氢气是产物之一,随着n(氢

气)/n(丁烷)增大,逆反应速率减小C.由图(c)可知,丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是温度升

高平衡正向移动D.由图(c)可知,丁烯产率在590℃之后快速降低的主要原因为高温条件下生成

副产物解题思路A项,正反应是气体分子总数增大的反应,增大压强,平衡逆向移动,

则丁烷的平衡转化率减小,由题图(a)可知,x小于0.1,正确;B项,氢气浓度增大,逆

反应速率增大,错误;C项,正反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,由题图(c)

可知产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是温度升高平衡正向移

动,正确;D项,由题图(c)可知,丁烯产率在590℃之后快速降低的主要原因为丁烯

高温分解生成副产物,正确。12.(2024陕西安康月考)常压下羰基化法精炼镍的原理为Ni(s)+4CO(g)

Ni(CO)4(g)。230℃时,该反应的平衡常数K=2×10-5,已知:Ni(CO)4的沸点为42.2℃,

固体杂质不参与反应。第一阶段:将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4;第二阶

段:将第一阶段反应后的气体分离出来,加热至230℃制得高纯镍。下列判断正

确的是

(

)A.第一阶段,增加c(CO),平衡正向移动,反应的平衡常数增大B.第一阶段,若在30℃和50℃两者之间选择反应温度,应选50℃C.第二阶段的Ni(CO)4分解率较低BD.第一阶段反应达到平衡时,v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO)解题思路

平衡常数只与温度有关,增加c(CO),平衡正向移动,反应的平衡常数

不变,A错误;Ni(CO)4的沸点为42.2℃,所以第一阶段应选择的反应温度为50℃,

B正确;230℃时,反应的平衡常数K=2×10-5,则逆反应的平衡常数为5×104,所以第

二阶段的Ni(CO)4分解率高,C错误;第一阶段反应达到平衡时,4v生成[Ni(CO)4]=v生成(CO),D错误。13.(11分)(2024上海吴淞中学期中创新改编)油气开采、石油化工、煤化工等行

业的废气中均含有硫化氢,需要将其回收处理并加以利用,请回答下列问题:Ⅰ.克劳斯法:2H2S(g)+O2(g)

S2(g)+2H2O(g)已知:2H2S(g)+3O2(g)

2SO2(g)+2H2O(g)

ΔH1=-1036kJ·mol-1;4H2S(g)+2SO2(g)

3S2(g)+4H2O(g)

ΔH2=+94kJ·mol-1。(1)用克劳斯法处理H2S,若生成1molS2(g),放出热量

kJ。Ⅱ.高温热分解法:2H2S(g)

2H2(g)+S2(g)

ΔH=+170kJ·mol-1(2)升高温度,该反应的化学平衡常数

(填“变大”“变小”或“不二、非选择题变”)。(3)能够判断上述反应达到平衡状态的是

(填字母)。A.H2的浓度保持不变B.气体的质量保持不变C.恒容时,容器的压强保持不变D.2v正(H2S)=v逆(S2)(4)工业上,通常在等温、等压条件下将H2S与Ar的混合气体通入反应器,发生H2S热分解反应,达到平衡状态后,若继续向反应器中通入Ar,H2S的平衡转化率会

(填“变大”“变小”或“不变”),利用平衡常数与浓度商的关系说

明理由:

。答案

(除标注外,每空2分)(1)314

(2)变大

(3)AC(4)变大容器容积增大,各反应物和产物浓度减小程度相同,此时Q=

<K,平衡正向移动,H2S的平衡转化率会变大(3分)解题思路

(1)已知:①2H2S(g)+3O2(g)

2SO2(g)+2H2O(g)

ΔH1=-1036kJ·mol-1,②4H2S(g)+2SO2(g)

3S2(g)+4H2O(g)

ΔH2=+94kJ·mol-1,由盖斯定律可知,

(①+②)得到2H2S(g)+O2(g)

S2(g)+2H2O(g)

ΔH=

(ΔH1+ΔH2)=-314kJ·mol-1,若生成1molS2(g),放出热量314kJ。(2)该反应是吸热反应,升高温度,平衡

正向移动,该反应的化学平衡常数变大。(3)H2的浓度保持不变说明消耗氢气和

产生氢气的速率相等,反应达到平衡状态,故A正确;由质量守恒定律,气体的质

量一直保持不变,气体的质量保持不变不能说明反应达到平衡状态,故B错误;该

反应反应前后气体分子数不相等,则恒容时,容器的压强保持不变时,反应达到平衡状态,故C正确;v正(H2S)=2v逆(S2)才能说明反应达到平衡状态,故D错误。14.(13分)二氧化碳催化加氢制甲醇:CO2(g)+3H2(g)

CH3OH(g)+H2O(g)

ΔH=-49kJ·mol-1,有利于减少温室气体二氧化碳,有利于实现“碳达峰,碳中和”。(1)该反应在有、无催化剂条件下的反应历程如下图所示,其中吸附在催化剂表

面上的物种用*标注,TS为过渡态。

该反应历程中,催化剂使决速步骤的活化能降低

eV。(2)将2.0molCO2和6.0mo