1．化學反應方向的判定(1)自發反應在一定條件下無需外界幫助就能自發進行的反應稱為自發反應。(2)熵和熵變的含義①熵的含義熵是衡量一個體系混亂度的物理量。用符號S表示。同一條件下，不同物質有不同的熵值，同一物質在不同狀態下熵值也不同，一般規律是S(g)>S(l)>S(s)。②熵變的含義熵變是反應前后體系熵的變化，用ΔS表示，化學反應的ΔS越大，越有利于反應自發進行。(3)判斷化學反應方向的判據ΔG＝ΔH－TΔSΔG<0時，反應能自發進行；ΔG＝0時，反應達到平衡狀態；ΔG>0時，反應不能自發進行。2．控制反應條件的目的(1)促進有利的化學反應：通過控制反應條件，可以加快化學反應速率，提高反應物的轉化率，從而促進有利的化學反應進行。(2)抑制有害的化學反應：通過控制反應條件，也可以減緩化學反應速率，減少甚至消除有害物質的產生或控制副反應的發生，從而抑制有害的化學反應繼續進行。3．控制反應條件的基本措施(1)控制化學反應速率的措施通過改變反應體系的溫度、溶液的濃度、氣體的壓強(或濃度)、固體的表面積以及使用催化劑等途徑調控反應速率。(2)提高轉化率的措施通過改變可逆反應體系的溫度、溶液的濃度、氣體的壓強(或濃度)等改變可逆反應的限度，從而提高轉化率。如：以工業合成氨為例，理解運用化學反應原理選擇化工生產中的適宜條件①反應原理：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1。②③從反應快慢和反應限度兩個角度選擇反應條件④綜合考慮——選擇適宜的生產條件a．溫度：400～500℃b．壓強：10～30MPac．投料比：eq\f(nN2,nH2)＝eq\f(1,2.8)d．以鐵觸媒作催化劑e．采用循環操作提高原料利用率1．二氧化碳是一種寶貴的碳氧資源。以CO2和NH3為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應可表示如下：反應Ⅰ：2NH3(g)＋CO2(g)NH2COONH4(s)ΔH1＝－159.47kJ·mol－1反應Ⅱ：NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)ΔH2＝＋72.49kJ·mol－1請回答下列問題：(1)寫出CO2和NH3為原料生成尿素和氣態水的熱化學方程式：_______________________，反應Ⅱ自發進行的條件是______________________________________________________。(2)CO2和NH3為原料合成尿素的反應中影響CO2轉化率的因素很多，圖1為某特定條件下，不同水碳比eq\f(nH2O,nCO2)和溫度影響CO2轉化率變化的趨勢曲線。下列說法不正確的是________(填字母)。A．溫度升高該反應平衡常數逐漸減小，移走部分尿素平衡向正方向移動B．當溫度低于190℃，隨溫度升高CO2轉化率逐漸增大，其原因可能是溫度升高平衡向正方向移動C．當溫度高于190℃后，隨溫度升高CO2轉化率逐漸減小，其原因可能是溫度升高發生了副反應D．其他條件相同時，為提高CO2的轉化率，生產中可以采取的措施是提高水碳比(3)某研究小組為探究反應Ⅰ中影響c(CO2)的因素，在恒溫下將0.4molNH3和0.2molCO2放入容積為2L的密閉容器中，t1時達到平衡，其c(CO2)隨時間t變化趨勢曲線如下圖2所示。則其逆反應的平衡常數為________________。答案(1)2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)ΔH＝－86.98kJ·mol－1高溫(2)ABD(3)6.25×10－5解析(1)反應Ⅰ：2NH3(g)＋CO2(g)NH2COONH4(s)ΔH1＝－159.47kJ·mol－1，反應Ⅱ：NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)ΔH2＝＋72.49kJ·mol－1，由蓋斯定律：反應Ⅰ＋反應Ⅱ，得到2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)ΔH3＝－86.98kJ·mol－1；反應Ⅱ：NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)ΔH2＝＋72.49kJ·mol－1的ΔH＞0，ΔS＞0，要使得ΔG＝ΔH－T·ΔS＜0，則T需要較大，即該反應為高溫自發。(2)合成尿素的反應是放熱反應，溫度升高，平衡逆向移動，平衡常數逐漸減小，尿素為固體，移走部分尿素平衡不移動，故A錯誤；溫度越高，發生副反應的可能性越高，會導致二氧化碳轉化率減小，故C正確；根據圖像，水碳比越高，二氧化碳的轉化率越低，故D錯誤。(3)在恒溫下將0.4molNH3和0.2molCO2放入容積為2L的密閉容器中，達到平衡時，

2NH3(g)＋CO2(g)NH2COONH4(s)起始量/mol·L－10.20.10變化量/mol·L－10.150.075平衡量/mol·L－10.050.025逆反應的平衡常數K＝eq\f(c2NH3·cCO2,1)＝0.052×0.025＝6.25×10－5。2．氫能是一種公認的高熱值清潔能源，目前世界各國正致力于將高污染高排放的碳能源過渡成清潔高效低排放的氫能源。(1)我國氫氣的主要來源是焦爐氣制氫，所制得的氫氣含有較多的CO和H2S，中溫干法脫硫是用氧化鐵將硫元素轉化為硫化鐵。干法脫硫反應的化學方程式為_____________________________________________________________________________________________________。(2)我國科研人員用木屑水蒸氣氣化制取氫燃料，在一定條件下，反應器中存在如下反應：i．CO2(g)＋C(s)=2CO(g)ΔH1ii.C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH2iii.C(s)＋2H2(g)=CH4(g)ΔH3iv.CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH4v．CH4(g)＋2H2O(g)=CO2(g)＋4H2(g)ΔH5①ΔH5＝________(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3或ΔH4的式子表示)。②研究中CaO的添加量按照CaO中所含的Ca和松木屑所含碳的物質的量比確定，在750℃，控制水蒸氣流量為0.1g/(min·g)下，探究催化劑加入量對產氣組分和氣化性能的影響，結果如表所示：n(Ca)/n(C)氣體體積分數碳轉化率/%H2COCO2CH4045.5822.7022.377.5461.220.552.9521.7419.115.1456.591.058.6222.3712.605.3161.42由表中數據，eq\f(nCa,nC)＝________時最為合理。eq\f(nCa,nC)由0到0.5時，H2的體積分數顯著增加的原因：_______________________________________________________________________。體系的氣化溫度不僅對木屑的熱解氣化反應有影響，而且對CaO吸收CO2的能力以及CaCO3的分解反應也有很大影響。實驗過程中，控制eq\f(nCa,nC)為1.0，水蒸氣流量為0.1g/(min·g)，將氣化反應溫度從700℃升到850℃，氣化溫度對產氫率、產氣率的影響如表：溫度/℃氣體體積分數碳轉化率/%H2COCO270051.7820.7519.8954.3775058.6222.3712.6061.4280055.6326.0512.7173.4385054.1626.9413.8283.34③從產氫率的角度考慮，最佳操作溫度是________。④隨著反應的進行，發現CaO的吸收能力逐漸降低，原因是______________________。(3)將氫氣儲存于液體燃料中，可以解決氫氣的安全高效存儲和運輸問題。由于甲醇具有單位體積儲氫量高、活化溫度低等優點，是理想的液體儲氫平臺分子。我國學者構建一種雙功能結構的催化劑，反應過程中，在催化劑的表面同時活化水和甲醇。如圖是甲醇脫氫轉化的反應歷程(TS表示過渡態)。根據圖像判斷甲醇脫氫反應中斷裂的化學鍵是______，該反應的ΔH________(填“大于”“等于”或“小于”)0。答案(1)Fe2O3＋3H2S=Fe2S3＋3H2O(2)①2ΔH2－ΔH1－ΔH3(或2ΔH4－ΔH3＋ΔH1或ΔH2＋ΔH4－ΔH3)②1.0CaO作為CO2的吸收劑，使產氣中CO2分壓降低，從而使水煤氣變換反應平衡向生成H2的方向移動③750℃④CaO吸收CO2產生的CaCO3附著在CaO的表面，阻止了CaO對CO2的進一步吸收(3)O—H和C—H小于解析(1)根據題干可知，該反應為氧化鐵與H2S反應，生成硫化鐵和水，反應的化學方程式為：Fe2O3＋3H2S=Fe2S3＋3H2O。(2)①根據蓋斯定律v＝2×ii－i－iii＝2×iv－iii＋i＝ii＋iv－iii，則ΔH5＝2ΔH2－ΔH1－ΔH3＝2ΔH4－ΔH3＋ΔH1＝ΔH2＋ΔH4－ΔH3。②根據表格中產氫率，eq\f(nCa,nC)＝1.0時最高；eq\f(nCa,nC)由0到0.5時，H2的體積分數顯著增加的原因是CaO作為CO2的吸收劑，使產氣中CO2分壓降低，從而使水煤氣變換反應平衡向生成H2的方向移動。③根據表格可知750℃時，產氫率最高。④CaO與二氧化碳反應生成碳酸鈣，附著在CaO的表面，阻止了CaO對CO2的進一步吸收。(3)甲醇的結構簡式為CH3OH，脫氫反應中斷裂的化學鍵是O—H和C—H；該反應的相對能量降低，反應放熱。3．碳、氮能形成多種氧化物、氫化物。(1)已知：①2NO(g)N2(g)＋O2(g)ΔH1＝－180.5kJ·mol－1②CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)CO2(g)ΔH2＝－283kJ·mol－1則NO與CO反應生成兩種無毒氣體的熱化學方程式為________________________________。(2)使用高效催化劑可大大減少汽車尾氣排放出的NOx含量，某研究所的科研人員探究了T1℃時等質量的三種催化劑對CO還原NO的催化效果(其他條件相同)，所得結果如圖1所示。①如果不考慮催化劑價格，則使用催化劑________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)最好；A、B兩狀態下，生成CO2的速率大小關系是________。②若容器容積為2L，開始時加入0.5molNO、0.5molCO，在催化劑Ⅰ的作用下達到如圖1所示平衡，則反應2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)在該溫度下的平衡常數K＝________。③在圖2坐標系中畫出使用催化劑Ⅰ(其他條件相同)時，25s時容器內反應的脫氮率(NO轉化率)與溫度的關系圖。答案(1)2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g)ΔH＝－746.5kJ·mol－1(2)①Ⅰv(A)>v(B)②640③解析(1)NO與CO反應生成兩種無毒氣體，應為CO2和N2，化學方程式應為2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g)；由已知：①2NO(g)N2(g)＋O2(g)ΔH1＝－180.5kJ·mol－1；②CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)CO2(g)ΔH2＝－283kJ·mol－1；1＋(－283kJ·mol－1)×2＝－746.5kJ·mol－1。(2)①據圖可知相同時間內使用催化劑Ⅰ的反應最先