06第32讲化学反应的方向与调控【答案】听课手册

第32讲化学反应的方向与调控考点一●夯实必备知识1.(1)无需借助外力(2)①高能低能做功释放②有序无序2.(1)混乱程度(2)②>>(3)生成物反应物3.(1)<><=>(2)①<>②><③温度低温高温【对点自测】(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×(6)×(7)×(8)×[解析](1)吸热反应也可能自发进行。(4)反应的自发性由焓判据和熵判据共同决定。(5)反应能否自发进行与ΔH、ΔS有关。(6)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。●提升关键能力题组1.A[解析]由ΔG=ΔH-TΔS可得ΔG=-ΔST+ΔH,根据图像结合解析式可知,该直线斜率小于0,纵截距大于0,即-ΔS<0,ΔH>0,故结果为ΔS>0、ΔH>0。2.(1)任何都能(2)不可行该反应为吸热、熵减的化学反应,在任何温度下都不能正向自发进行(3)低于344.5℃(或低于617.5K)(4)温度高于778℃(或高于1051K)[解析](1)由表中数据知,反应①2H2O2(aq)2H2O(l)+O2(g)的ΔH<0、ΔS>0,在任何温度下都有ΔH-TΔS<0,故反应①在任何温度下,都能正向自发进行。(2)由表中数据知,反应②CO2(g)C(s,石墨)+O2(g)的ΔH>0、ΔS<0,在任何温度下都有ΔH-TΔS>0,所以在任何温度下都不能正向自发进行。(3)反应③的ΔH=-176kJ·mol-1,ΔS=-285J·mol-1·K-1,ΔH-TΔS<0时反应正向自发进行,则-176kJ·mol-1+0.285kJ·mol-1·K-1×T<0,T<617.5K≈344.5℃,即低于344.5℃时反应③能正向自发进行。(4)CaCO3分解的条件是ΔH-TΔS<0,代入数据178.2kJ·mol-1-0.1696kJ·mol-1·K-1×T<0,解得T>1051K≈778℃,即当温度高于778℃时,CaCO3开始分解。考点二●夯实必备知识1.(2)可逆减小<<<能2.(2)循环使用铁触媒3.(2)设备条件安全操作经济成本(3)升高增大催化剂●提升关键能力题组1.A[解析]高温高压、催化剂是合成氨的条件,硫酸工业不需要高压,A错误;为提高SO2的转化率,不是通入的空气越多越好,通入空气越多,导致体系温度下降,需要更多的能量,为提高SO2的转化率,可通入稍过量的空气,B正确;升高温度可加快反应速率,合成氨反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,且催化剂的活性与温度有关,则反应温度选择400~500℃是该反应催化剂的催化活性、反应速率、反应限度等角度综合考虑的结果,C正确;工业合成氨,迅速冷却、液化氨气,是为了使化学平衡向生成氨气的方向移动,D正确。2.C[解析]从图中可以看出,温度低于900℃时,CH4的相对体积基本上是100%,所以反应Ⅰ基本不发生,A正确;850~900℃时,H2、CO的相对体积都增大,且增大的幅度相近,而CH4的相对体积略有减小,可能是使CO2转化率增大的原因,则反应Ⅰ进行的幅度很小,反应Ⅱ、Ⅲ基本不发生,主要发生反应Ⅳ,B正确;4个反应均为生成CO的反应,且都为吸热反应,所以若想提高CO的相对体积,应选择升高温度,与增大焦炉煤气的流速无关,C错误;图中信息显示,温度低于900℃,CH4的相对体积基本上是100%,则反应Ⅰ基本不发生,故工业生产上需要研发低温下CH4转化率高的催化剂,D正确。经典真题·明考向1.C[解析]反应NaBH4(s)+2H2O(l)NaBO2(aq)+4H2(g)ΔH<0,ΔS>0,由ΔG=ΔH-TΔS可知,任意温度下,该反应均能自发进行,故答案选C。2.能[解析]反应CH4(g)C(s)+2H2(g)ΔH1=+74.6kJ·mol-1ΔS=+80.84J·mol-1·K-1,在1000K时,ΔG=ΔH-TΔS=+74.6kJ·mol-1-1000K×80.84×10-3kJ·mol-1·K-1=-6.24kJ·mol-1<0,故该反应在1000K3.D[解析]由表可知,相同温度下,乙烷在发生转化时,乙烯的选择性大于50%,反应Ⅰ更易发生,则反应活化能:Ⅰ<Ⅱ,A正确;由表可知,500℃、5min时,乙烷的转化率为9.0%,可得转化的乙烷的总物质的量为2mol×9.0%=0.18mol,而此时乙烯的选择性为80%,则转化为乙烯的乙烷的物质的量为0.18mol×80%=0.144mol,根据方程式可得,生成乙烯的物质的量为0.144mol,则0~5min反应Ⅰ的平均速率为v(C2H4)=0.144mol10L5min=2.88×10-3mol·L-1·min-1,B正确;其他条件不变,平衡后及时移除H2O(g),反应Ⅰ正向进行,可提高乙烯的产率,C正确;其他条件不变,增大投料比n(C2H6)n(C4.(1)(ⅰ)作催化剂(ⅱ)铅室法反应中有NO和NO2放出,污染空气;副产物亚硝基硫酸影响产品质量;铅室法制硫酸的产率不高;制得硫酸浓度相对较低(答案合理即可)(2)(ⅰ)cd(ⅱ)d[解析](1)(ⅰ)根据所给的反应方程式,NO2在反应过程中先消耗再生成,说明NO2在反应中起催化剂的作用。(ⅱ)铅室法最终被接触法代替的原因是在铅室法反应中有NO和NO2放出,污染空气;同时副产物亚硝基硫酸影响产品质量;铅室法制硫酸的产率不高;制得硫酸浓度相对较低。(2)(ⅰ)根据不同转化率下的反应速率曲线可以看出,随着温度的升高反应速率先加快后减慢,a错误;不同温度下平衡转化率不同,α=0.88可能是某一温度下的平衡转化率,且T=490℃时,α能达到0.92,则该温度下平衡转化率一定不是0.88,b错误;从图像可以看出随着转化率的增大,最大反应速率不断减小,最大反应速率对应的温度也逐渐降低,c正确;从图像可以看出随着