專題06化學反應的方向及調控

■考點清單01自發過程和自發反應

i.自發過程

(1)含義：在一定條件下，不用借助外力,就能自發進行的過程。

(2)特點

①能量角度：體系趨向于從高能狀態轉變為低能狀態(體系對外部做功或者放出熱量)

②混亂度角度：在密閉條件下，體系有從有序自發轉變為無序的傾向

③具有方向性：即過程的某個方向在一定條件下自發進行，而該過程逆方向在該條件下

肯定不能自發進行

2.自發反應

(1)定義：在給定條件下，可以直發地進行到顯著程度的化學反應。如：食品腐敗

(2)自發反應的特征

①具有方向性，即反應的某個方向在一定條件下是自發的，則其逆反應在該條件下肯定

不自發,如：食物在常溫下會腐敗，但是由腐敗的食物變為食物是不可能自發進行的。

②體系趨向于從高能量狀態轉變為低能量狀態。如：煤炭在一定條件下會自發燃燒成

低能量的二氧化碳。

③體系趨向于從有序體系轉變為無序體系。如：老師離開教室后，學生在無約束的狀態

下會自發地由有序的狀態進入混亂的狀態。

(3)應用

①可被用來完成有用功。如：設計原電池

②非自發過程要想發生，必須對它做功。如：通電將水分解為H2和。2

【溫馨提醒】

①自發反應也需要一定條件引發反應，一旦反應后即可自發進行。如：碳的燃燒需要點

燃。

②一般的，如果一個過程是自發的，則其逆過程就是非自發的。非自發過程要想發生,

則必須對它做功，如利用水泵可將水從低處抽向高出，通電可將水分解生成氫氣和氧氣。

③判斷某反應是否自發，只是判斷反應的方向，與是否會發生、反應的快慢、反應的熱

效應無關。

3.自發過程的判斷

(1)根據條件判斷：不是看是否需要條件，而是看是否需要持續施加外力(如加熱等)

(2)根據其逆向過程是否自發判斷：若逆向過程自發，則正向過程一定不自發；若逆向

過程不自發，則正向過程一定自發。

自發過程自發反應

在一定條件下，不用借助外力，就能自發在給定的條件下，可以自發進行

含義

進行的過程到顯著程度的化學反應

具有方向性，即過程的某個方向在一定條件下自發進行，而該過程逆方向在

特征

該條件下肯定不能自發進行

舉例高山流水，自由落體，冰雪融化鋼鐵生銹

(1)可被用來完成有用功。如H2燃燒可設止-成原電池。

應用

(2)非自發過程要想發生，必須對它做功。.如通電將水分解為H2和。2

■考點清單02嫡和病變

1.燧

(1)定義：■是衡量體系混亂度大小的物理量。

(2)符號和單位：S,常用單位：J/(mol.K)

2.■變

(1)定義：發生化學反應時物質燧的變化稱為燧變，符號為AS

(2)計算公式：AS=生成物總嫡-反應物總燧

3.影響牖大小的因素

(1)同一條件下，不同的物質燧值丕回

(2)同一物質的燧與其聚集狀態及外界條件有關，對同一種物質不同狀態時焙值大小為

S(g)>S(l)>S(s)

(3)不同物質嫡值的關系：

I、物質組成越復雜一燧值越大

II、對于原子種類相同的物質：分子中原子數越多一焙值越大

(4)物質的量越大，分子數越多，?值越大

(5)反應過程中氣體物質的量增加的反應是嫡增大

(6)固體的溶解過程、墨水擴散過程和氣體擴散過程是崎增大

4.熠判據——自發反應與埔變的關系

多數能自發進行的化學反應是燧增的反應。贈變是與反應進行方向有關的因素之一，但

不是決定反應能否自發進行的唯一因素。因此，只根據燧變來判斷反應進行的方向是不全面

的。

考點清單03化學反應方向的判據

1.自由能變化：符號為以，單位為kJ.moir。

2.自由能變化與焰變、埔變的關系：NG=AH—TNS。AG不僅與焰變有關，還與溫度

有關

3.反應方向與自由能的關系：化學反應總是向著自由能減小的方向進行,直到體系達

到平衡。

(1)當AG<0時，反應能自發進行

(2)當AG=0時，反應處于平衡狀態

(3)當AG>0時，反應不能自發進行

4.綜合焰變和燧變判斷反應是否自發的情況:

婚變燧變化學反應能否自發進行

AH<0AS>0任何溫度都能自發進行

AH>0AS<0不能自發進行

AH<0AS<0較低溫度時自發進行

AH>0AS>0高溫時自發進行

小結：“大大高溫，小小低溫”

【溫馨提醒】

(1)在討論過程的方向問題時，我們指的是沒有外界干擾時體系的性質。如果允許外界

對體系施加某種作用，就可能出現相反的結果。

(2)過程的自發性只能用于判斷過程的方向，不能確定過程是否一定會發生和過程發生

的速率

(3)只適用于沒有發生的反應

注：一般來說，如果一個過程是自發的，則其逆過程往往是非自發的

■考點清單04合成氨反應的特點

1.合成氨反應的特點

1

合成氨反應：N2(g)+3H2(g)#2NH3(g)-己知298K時：AH=-92.4kJ-moF,AS=-

198.2J-moFk1

(1)自發性：常溫(298K)下，AH-TAS<0,能自發進行。

(2)可逆性：反應為可逆反應。

(3)嫡變：AS<0,正反應是氣體體積縮小的反應。

(4)熔變：△“<(),是放熱反應。

2.原理分析

根據合成氨反應的特點,利用我們學過的影響反應速率的因素和勒夏特列原理分析應如

何選擇反應條件，以增大合成氨的反應速率、提高平衡混合物中氨的含量，請填寫下表。

條件提IWJ反應速率提高平衡轉化率

壓強增大壓強增大壓強

溫度升高溫度降低溫度

催化劑使用無影響

濃度增大反應物濃度增大反應物濃度,降低生成物濃度

■考點清單05合成氨適宜條件的選擇

1.工業合成氨條件

⑴壓強

①原理分析：壓強越大越好。

②選用條件：目前，我國合成氨廠一般采用的壓強為10?30MPa。

③合成氨時不采用更高壓強的理由：壓強越大,對材料的強度和設備的制造要求也越高,

需要的動力也越大，這將會大大增加生產投資，并可能降低綜合經濟效益。

(2)溫度

①原理分析：低溫有利于提高原料的平衡轉化率。

②選用條件：目前，在實際生產中一般采用的溫度為400?500

③不采用低溫的理由：溫度降低會使化學反應速率減小，達到平衡所需時間變長，這在

工業生產中是很不經濟的。

合成氨反應一般選擇400~500℃進行的又一重要原因為鐵觸媒在500℃左右時的活性

最大。

(3)催化劑

①原理分析：在高溫、高壓下，N2和H2的反應速率仍然很慢。

②選用條件：通常采用加入以鐵為主體的多成分催化劑，又稱鐵觸媒。

③選擇催化劑的理由：改變反應歷程，降低反應的活化能，使反應物在較低溫度時能較

快地進行反應。

另外，為了防止混有的雜質使催化劑“中毒”，原料氣必須經過凈化。

(4)濃度

①原理分析：在500°C和30Mpa時，平衡混合物中NH3的體積分數及平衡時N?和

的轉化率仍較低。

②采取的措施：采取迅速冷卻的方法，使氣態氨變成液氨后及時從平衡混合物中分離出

去；應將NH3分離后的原料氣循環使用，并及時補充N2和H2,使反應物保持一定的濃度。

③采取該措施的理由：分離出NH3以促使平衡向生成NH3的方向移動，此外原料氣的

循環使用并及時補充原料氣，既提高了原料的利用率，又提高了反應速率，有利于合成氨反

應。

2.工業合成氨的適宜條件

外部條件工業合成氨的適宜條件

壓強10?30MPa

溫度400?500℃

催化劑使用鐵觸媒作催化劑

濃度氨及時從混合氣中分離出去，剩余氣體循環使用;及時補充N2和H2

3.合成氨的工藝流程

液態NH3NH3+N2+H2

4.流程分析

(1)原料氣干燥、凈化：除去原料氣中的水蒸氣及其他氣體雜質，防止與催化劑接觸時，

導致催化劑“中毒”而降低或喪失催化活性

(2)壓縮機加壓：增大壓強

(3)熱交換：合成氨反應為放熱反應，反應體系溫度逐漸升高，為原料氣反應提供熱量，

故熱交換可充分利用能源，提高經濟效益。

(4)冷卻：生成物NH3的液化需較低溫度采取迅速冷卻的方法，可使氣態氨變成液氨后

及時從平衡混合物中分離出來，以促使平衡向生成NH3的方向移動。

(5)循環使用原料氣：因合成氨反應為可逆反應，平衡混合物中含有原料氣，將NH3分

離后的原料氣循環利用，并及時補充N2和H2,使反應物保持一定的濃度，以利于合成氨反

應，提高經濟效益。

■考點清單06工業生產中選擇適宜生產條件的思路

1.選擇化工生產適宜條件的分析角度

外界有利于加快有利于平衡正向移

綜合分析結果

條件速率的條件控制動的條件控制

濃度增大反應物的濃增大反應物的濃度、不斷地補充反應物、及時地分離出生

度減小生成物的濃度成物

催化劑加合適的催化劑不需要加合適的催化劑

兼顧速率和平衡，考慮催化劑的適宜

AH<0低溫

溫度

溫度高溫

在設備條件允許的前提下，盡量采取

AH>0高溫

高溫并考慮催化劑的活性

在設備條件允許的前提下，盡量采取

高壓(有氣體參Avg<0高壓

壓強高壓

加)

Avg>0低壓兼顧速率和平衡，選取適宜的壓強

2.選三屋工業合成適宜條4件的原則

⑴溫度

①所選溫度兼顧反應速率快，產品含量高。

②盡可能選擇催化劑的最大溫度。

(2)壓強

①所選壓強對反應物轉化率的影響變化幅度大。

②壓強不能無限大，防止增大設備成本和動力成本。

(3)催化劑

①選用催化效率高的催化劑。

②催化劑對反應有選擇性,同一反應物選用不同的催化劑，產物可能不同。

A+B速幽工cA+BJ^LD

③某些物質能夠使催化劑中毒，失去活性。

(4)濃度：原料盡可能循環利用

①適當增大廉價物質的濃度，提高難獲得原料的轉化率。

②必要時可以采用循坯反應，以增大原料利用率。

(5)反應熱的綜合利用：一般采用熱交換器。

(6)反應容器的選擇：恒壓容器有利于提高反應物的轉化率。

3.化學反應的調控

(1)含義：通過改變反應條件使一個可能發生的反應按照某一方向進行。

(2)調控的目的：促進有利的化學反應,抑制有害的化學反應。

(3)考慮實際因素：結合設備條件、安全操作、經濟成本等情況,綜合考慮影響化學反

應速率和化學平衡的因素，尋找合適的生產條件;根據環境保護及社會效益等方面的規定和

要求做出分析，權衡利弊，才能實施生產。

(4)控制的措施與效果

①加快或減慢反應速率(改變溫度、濃度、壓強，使用催化劑等)。

②提高或降低反應物的轉化率（控制溫度、濃度、壓強等）。

③減少甚至消除有害物質的生成。

④控制副反應的發生。

（5）化工生產中控制反應條件的原則

在化工生產中，為了提高反應進行的程度而調控反應條件時，需要考慮控制反應條件的

成本、安全操作、環境保護和實際可能性等。

（6）化工生產中調控反應的一般思路

1.下列反應屬于非自發反應的是（）

A.鈉與水反應B.氫氣在氧氣中燃燒生成水

C.水分解變成氫氣和氧氣D,氨氣和氯化氫相遇變成氯化錢

【答案】C

2.合成氨解決了地球上因糧食不足而導致的饑餓和死亡問題，下列有關工業合成氨的

說法錯誤的是（）

A.反應物是N2和H2B.過程屬于生物固氮

C.反應屬于可逆反應D.反應條件是高溫、高壓、催化劑

【答案】B

【解析】A項，工業合成氨的原料是N2和H2,故A正確；B項，工業合成氨屬于人

工固氮，故B錯誤；C項，工業合成氨N2+3H2=^2NH3是一個可逆反應，故C正確；D

項，為了有利于合成氨，選擇了500℃左右的高溫，20MPa-50MPa的高壓，同時使用鐵觸

媒做催化劑，故D正確；故選B。

3.下列有關化學反應的方向及判據的說法不正確的是（）

A.反應CaCC^s）=CaO（s）+CO2（g）能否自發進行，主要由AS決定

B.焰變或嫡變均可以單獨作為反應自發性的判據

C.AHVO、AS〉。的反應在任何溫度下都能自發進行

D.冰在室溫下自動融化成水，是因為體系混亂度增加

【答案】B

【解析】A項，氣體的混亂度大于固體，該反應正反應為燧增反應，由崎判據可知燧增

反應有自發進行的傾向，故A正確；B項，焰變、燧變均與反應自發性有關，因此焰變或

燧變均不能單獨作為反應自發性的判據，故B錯誤；C項，AHCO、A5>0,則

這樣的反應在任何溫度下都能自發進行，故C正確；D項，冰在室溫下自動融化成水，是

因為體系混亂度增加，AS〉。，故D正確；故選B。

4.下列反應AS〉。的是()

A.HCl(g)+NH3(g)=NH4Cl(s)B.2CO(g)=2C(s)+O2(g)

C.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)D.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)

【答案】D

【解析】A項，該反應為氣體系數之和減小的反應，AS<0,A不符合題意；B項，該

反應為氣體系數之和減小的反應，AS<0,B不符合題意；C項，該反應為氣體系數之和減

小的反應，AS<0,C不符合題意；D項，該反應為氣體系數之和增大的反應，AS>0,D

符合題意；故選D。

5.冰融化為水的過程的焰變和嫡變正確的是()

A.A//>0,AS<0B.AH<0,AS>0C.AH>0,AS>0D.AH<0,AS<0

【答案】C

【解析】冰融化為水是燧增過程，該過程吸熱，AH>Oo

6.以下判斷正確的是()

A.C(s)+CO2(g)=2CO(g)AH>0,該反應常溫下不能自發

B.2Mg(s)+O2(g)=2MgCXs)4H<3該反應高溫才能自發

C.自發反應的燧一定增大，非自發反應的燧一定減小

D.放熱反應都可以自發進行，而吸熱反應不能自發進行

【答案】A

【解析】A項，在高溫下△G=AH-TAS<0反應能進行，△”>(),該反應常溫下不能自

發，故A正確；B項，△G=AF/-TAS<0反應能進行，由于△?<(),則該反應在常溫就能自

發進行，故B錯誤；C項，自發進行的反應皤值不一定增大，化學反應的方向由焰變和燧

變共同決定，非自發反應的燧不一定減小，故C錯誤；D項，不能根據焰變判斷反應的自

發性，放熱反應不一定都是自發進行的，吸熱反應也可能是自發進行，如碳酸氫鏤的分解,

故D錯誤；故選A。

7.某化學反應A(s)=D(g)+E(g)AH-TAS=(-4500+llT)kJ-moE(其中AH為焰變，AS為

嫡變，T為熱力學溫度，單位為K),要防止反應發生，溫度必須()

A.高于409KB.低于136K

C.高于136K而低于409KD.低于409K

【答案】A

【解析】要防止反應發生，AH-TAS>0,則-4500+llT>0,解得T>409,答案選A。

8.下列變化過程的熔變(AH)和幅變(△5)均大于零的是()

A.H2O(g)^H2O(l)B.N2(g)+O2(g)=2NO(g)

C.2H2O2⑴=2氏0⑴+O2(g)D.Ag+(aq)+Cl-(aq)=AgCl(s)

【答案】B

【解析】燧就是混亂度，混亂度增加，則燧值增大，一般來說，燧值：氣體〉溶液〉液

體〉固體；氣體的系數越大，嫡值越大。A項，H2O(g)TH2O⑴的過程放熱，混亂度降低，

所以焰變(AH)和焙變(AS)均小于零，A錯誤；B項，N2(g)+O2(g)=2NO(g)屬于吸熱反應，焰

變(AH)大于零，反應能夠自發進行，所以大于零，B正確；C項，2H2O2(1)=2H2O(1)+O2(g)

為放熱反應，小于零，氣體系數變大，贈變(AS)均大于零，C錯誤；D項，

Ag+(叫)+C1-(叫尸AgCl(s),由自由移動的陰陽離子轉化成難溶的沉淀，燧變(AS)均小于零，D

錯誤；故選B。

9.(2023?云南省保山市高二期末)下列對化學反應預測正確的是()

選項化學方程式已知條件預測

AM(s)=X(g)+Y(s)△H>0它是非自發反應

B4M(s)+N(g)+2W(l)=4Q(s)常溫下，自發進行△H>0

C4X(g)+5Y(g)=4W(g)+6G(g)能自發進行△H可能大于0

DW(s)+G(g)=2Q(g)△H>0任何溫度都能自發進行

【答案】C

【解析】A項，反應氣體系數增大，為蠟增大的反應，AS>。，AH>0,在高溫條件下

能自發進行，故A錯誤；B項，為氣體系數減小的反應，AS<0,當AH〉。時，AH-TAS〉

0,一定不能自發進行，故B錯誤；C項，反應為氣體系數增大的反應，AS〉。，所以當AH

<0,一定滿足AH-TASVO,反應一定能夠自發進行，當AH>。時，當高溫時，AH-TASVO,

成立，可以自發進行，故C正確；D項，反應為氣體系數增大的反應，AS〉。，由AH〉。，

則滿足AH-TASVO,反應在高溫下自發進行，故D錯誤；故選C。

10.(2023?江蘇省鹽城市高二期中)下列說法正確的是()

A.自發反應是指不需要條件就能發生的反應

B.非自發過程在任何條件下都不可能變為自發過程

C.在其他外界條件不變的情況下，使用催化劑可以改變化學反應進行的方向

D.常溫下，反應C(s)+CO2(g)Ki2CO(g)不能自發進行，則該反應的△”>()

【答案】D

【解析】A項，自發反應是指在一定溫度和壓強下，不需要外界幫助即可發生的化學反

應，故A錯誤；B項，非自發過程在一定條件下可能變為自發過程，如碳酸鈣受熱分解的

反應是嫡增的吸熱反應，屬于在高溫下進行的非自發過程，故B錯誤；C項，使用催化劑

只能降低反應的活化能，加快反應速率，但不能改變化學反應進行的方向，故C錯誤；D

項，碳與二氧化碳生成一氧化碳的反應是燃增的反應，由常溫下該反應不能自發進行可知，

反應AH—7AS>0,則該反應的熔變△”>（）,故D正確；故選D。

11.（2023?云南省大理市高二期中）下列關于反應自發性的說法正確的是（）

A.AH<0,AS>0的反應，有利于自發進行

B.化合反應都是放熱反應，分解反應都是吸熱反應

C.凡是放熱反應都是自發的，吸熱反應都是非自發的

D.自發反應在任何條件下都能自動進行，現象明顯

【答案】A

【解析】A項，△>{<（）,AS>0,所有溫度下AH-TASO,反應自發進行，選項A正確；

B項，大多數化合反應是放熱反應，如C+C02MM2co是吸熱反應，大多數分解反應

是吸熱反應，尿素分解是放熱反應，選項B錯誤；C項，不能單獨用焰判據或蠟判據判斷

反應的自發性，所以吸熱反應不一定是非自發反應，燧增大的反應不一定是自發反應，選項

C錯誤；D項，自發反應是在一定條件下進行的，選項D錯誤。故選A。

12.對于化學反應方向的判斷，下列說法中正確的是（）

A.溫度、壓強一定時，放熱的燧減小的反應一定能自發進行

B.溫度、壓強一定時，焰因素和崎因素共同決定一個化學反應的方向

C.反應熔變是決定反應能否自發進行的唯一因素

D.固體的溶解過程與燧變無關

【答案】B

【解析】化學反應的方向由熔變和燧變共同決定，不能僅用熔變或燧變判斷反應的方向。

13.（2023?河南省新鄉市高二期末）李白有詩：“燕山雪花大如席，片片吹落軒轅臺。”

下列對水汽變成雪的過程中焰變和嫡變的判斷正確的是（）

A.AH<0,AS>0B.AH<0,AS<0

C.AH>0,AS>0D.AH>0,AS<0

【答案】B

【解析】水汽變成雪的過程中放熱，AHVO,氣體變成固體，混亂度減小，△$<（）；故

選B。

14.（20223?浙江省杭州市高二學軍中學期中）已知可逆反應A2（g）+B2（g）2AB（g）A

H<0AS<0,AG<0,下列說法不正確的是（）

A.一般情況下，相同物質的量的不同氣體。它們的蠟不一樣

B.該反應的逆反應AG>0,不能自發進行

C.混合氣體相對分子質量不變，不能作為判斷達到平衡的標準

D.增大壓強，平衡可能會發生移動

【答案】B

【解析】A項，從反應可知，反應前后氣體的總物質的量保持不變，但AS<0說明一般

情況下，相同物質的量的不同氣體，它們的蠟不一樣，A正確；B項，由題干信息可知，該

反應的正反應AGO,則逆反應AG〉。，但由于該反應是一個可逆反應，則逆反應不也自發

進行，B錯誤；C項，從反應可知，反應前后氣體的總物質的量保持不變，混合氣體的質量

一直保持不變，即混合氣體相對分子質量始終保持不變，故混合氣體相對分子質量不變，不

能作為判斷達到平衡的標準，C正確；D項，從反應可知，反應前后氣體的總物質的量保持

不變，當增大壓強到一定程度時，A?、B2或AB可能變為液體，三者不是同時變為液體，

則平衡會發生移動，D正確；故選：Bo

15.已知反應2c(s)+O2(g)===2CO(g)的AHO,AS>0?設AH和AS不隨溫度而變，

下列說法中正確的是()

A.低溫下才能自發進行B.高溫下才能自發進行

C.任何溫度下都能自發進行D.任何溫度下都不能自發進行

【答案】C

【解析】反應自發進行的判斷依據是AH-TASVO,依據焰變、嫡變和溫度分析判斷。

已知反應2c(s)+O2(g)=2CO(g)的△}I<(),AS>0,所以AH-TAS<0,即反應在任何溫

度下都是能自發進行，故選C。

16.下列反應在任何溫度下均能自發進行的是()

1

A.2N2(g)+O2(g)=2N2O(g)NH=+163kJ-moP

,1

B.Ag(s)+^C12(g)=AgCl(s)AH=—127kJ-mol

1

C.HgO(s)=Hg(l)+1o2(g)AH=+91kJ-moF

1

D.H2O2(l)=^O2(g)+H2O(1)A//=-98kJmol

【答案】D

【解析】反應能自發進行的前提條件是反應的AH—TAS<0,溫度的變化可能使TAS

的符號發生變化。A項，AH>0,AS<0,在任何溫度下，AH-TAS>0,即任何溫度下，反應

都不能自發進行；B項，AH<0,A5<0,在較低溫度下，AH-TAS<0,即反應溫度不能過高；

C項，A">。，AS>0,若使反應自發進行，即A〃一TAS<0,必須提高溫度，即反應只有在較

高溫度時能自發進行；D項，NH<0,AS>0,在任何溫度下，kH—TNSe,即在任何溫度下

反應均能自發進行。

17.下列內容與結論相對應的是（）

選項內容結論

AH2(D(g)變成H2O(1)該過程的AS>0

B常溫下，硝酸鏤固體溶于水可自發進行該過程的AS>0

C一個反應的AH>0,AS>0反應一定不能自發進行

H2(g)+F2(g)=2HF(g)的AH=-271kJ-moF1,反應在任意溫度下都不

D

△S=+8J-moFk1能自發進行

【答案】B

【解析】物質由氣態變為液態，體系混亂度減小，即AS<0,A項不符合題意；硝酸鏤

固體溶于水是吸熱過程，可自發進行，說明AS>0,B項符合題意；A”,。，AS>0,根據復合

判據可知,高溫時XH—TXS<0,即高溫條件下，反應能自發進行,C項不符合題意；由AHO,

△S>0知，△”一TAS<0,故該反應在任意溫度下都能自發進行，D項不符合題意。

18.將1H1O1N2和5mO1H2充入某密閉容器中，控制適當條件使其充分反應生成NH3。

下列關于合成氨反應的說法正確的是（）

A.該反應是吸熱反應B.溫度越高，壓強越大，氨的平衡產率越高

C.達到限度時正逆反應速率相等D.該容器中最終得到2moiNH3

【答案】C

【解析】A項，合成氨反應為氮氣和氫氣在催化劑作用下生成氨氣，反應為放熱反應，

A錯誤；B項，合成氨反應為放熱、氣體分子數減小的反應，低溫、高壓利于平衡正向移動

提高氨的平衡產率，B錯誤；C項，達到限度時，平衡不再移動，正逆反應速率相等，C正

確；D項，該反應為可逆反應，反應不能進行完全，反應后容器中最終得到NE的物質的

量小于2mol,D錯誤；故選C。

19.（2023?河南省鶴壁市高二期末）化學反應的調控對于工業生產具有積極意義，下列關

于調控措施的說法錯誤的是（）

A.硫酸工業中，為提高SCh的轉化率，通入的空氣越多越好

B.工業合成氨，從生產實際條件考慮，不盲目增大反應壓強

C.工業合成氨，考慮催化劑的活性選擇400~500℃的反應溫度

D.煉鐵高爐的進風口設置在下端有利于燃料充分利用

【答案】A

【解析】A項，在實際生產中為了增大二氧化硫的轉化率通入稍過量的空氣，若空氣通

入量過多，不僅會增大能源消耗、還會增大動力消耗、對設備的要求也高，A錯誤；B項，

工業合成氨，從生產實際條件考慮，不盲目增大反應壓強，若壓強過大，不僅會增大能源消

耗、還會增大動力消耗、對設備的要求也高，B正確；C項，工業合成氨，400~500℃時催

化劑的活性最大、有利于提高反應速率、提高氨氣產量，故選擇400~500℃的反應溫度，C

正確；D項，煉鐵高爐的進風口設置在下端、固體從設備頂部加入，則有助于固體和氣體充

分接觸、有利于燃料充分利用，D正確；故選A。

20.某工業生產中發生反應：2A（g）+B（g）=^M（g）AH<0o下列有關該工業生產的

說法正確的是（）

A.工業上合成M時，一定采用高壓條件，因為高壓有利于M的生成

B.若物質B廉價易得，工業上一般采用加入過量的B以提高A和B的轉化率

C.工業上一般采用較高溫度合成M,因溫度越高，反應物的轉化率越高

D.工業生產中常采用催化劑，因為生產中使用催化劑可提高M的日產量

【答案】D

【解析】加入過量B只能提高A的轉化率，B的轉化率降低；溫度升高，平衡逆向移

動，反應物的轉化率降低；使用催化劑可降低反應的活化能，提高反應速率。

21.下列敘述中不能用勒夏特列原理來解釋的事實是（）

A.N2（g）+3H2（g）2NH3（g）,高壓有利于合成氨

B.實驗室制取氯氣時用排飽和食鹽水除去氯氣中的氯化氫氣體

C.2so2（g）+O2（g）2SCh（g）,加催化劑可以提高生產效率

D.2NO2（g）N2O4（g）A//<0,升高溫度顏色加深

【答案】C

【解析】A項，N2（g）+3H2（g）2NH3（g）反應為氣體體積減小的可逆反應，加壓平

衡向右移動，有利于合成氨氣，能用勒夏特列原理來解釋，故A不選;B.存在CI2+H2O

H++C1-+HC1O平衡，飽和食鹽水中氯離子濃度較大，增大氯離子濃度，上述平衡向左移動，

有利于氯氣的溢出，降低了氯氣在水中的溶解度，氯化氫氣體和水互溶，實驗室制取氯氣時

用排飽和食鹽水可以除去氯氣中的氯化氫氣體，能用勒夏特列原理來解釋，故B不選；C.催

化劑能夠加快反應速率，但是平衡不移動,不能用勒夏特列原理來解釋，故C可選;D.2NO2（g）

二^N2O4（g）AH<0,該反應放熱，升高溫度，平衡左移，二氧化氮的濃度增大，氣體的

顏色加深，能用勒夏特列原理來解釋，故D不選；故選C。

22.對于反應2so2（g）+Ch（g）2SO3（g）,下列說法正確的是（）

A.反應的AS>0

B.反應的平衡常數可表示為K=泮粵等工

C.增大體系的壓強能提高SO2的反應速率和轉化率

D.使用催化劑能改變反應路徑，提高反應的活化能

【答案】C

【解析】A項，該反應為氣體系數之和減小的反應，AS<0,A錯誤；B項，根據平衡

常數的定義可知該反應的平衡常數為K=J萼Z，B錯誤；C項，加壓后，增大各物

c（S02）-c（.O2）

質的濃度，可以加快反應速率，該反應為氣體系數之和減小的反應，加壓使平衡正向移動,

提高S02的轉化率，C正確；D項，催化劑一般通過降低反應活化能加快反應速率，D錯誤；

故選Co

23.（2023?廣東省廣州市高二期末）1913年德國化學家哈伯發明了以低成本制造大量氨

的方法,從而大太滿足了當時日益增長的人口對糧食的需求。下圖是合成氨生產流程示意圖,

下列說法不正確的是（）

液態NH3NH3,N2>H2

A.“干燥凈化”可以防止催化劑中毒

B.“壓縮機加壓”既提高了原料的轉化率又加快了反應速率

C.“冷卻”提高了原料的平衡轉化率和利用率

D.“鐵觸媒”在生產過程中需使用外加熱源持續加熱

【答案】D

【解析】A項，合成氨反應的原料中含有能使催化劑中毒的雜質，所以“干燥凈化”可以

防止催化劑中毒，故A正確；B項，合成氨反應是氣體體積減小的反應，增大壓強，化學

反應速率加快，平衡向正反應方向移動，原料的轉化率增大，所以“壓縮機加壓”既提高了原

料的轉化率又加快了反應速率，故B正確；C項，氨氣易液化，冷卻時氨氣轉化為液氨，

生成物的濃度減小，平衡向正反應方向移動，原料的轉化率增大，所以“冷卻”提高了原料的

平衡轉化率和利用率，故C正確；D項，合成氨反應為放熱反應，“鐵觸媒”在生產過程中可

以通過反應放出的熱量和熱交換達到反應所需的溫度，不需使用外加熱源持續加熱，故D

錯誤；故選D。

24.硫酸是一種重要的化工產品，目前主要采用“接觸法”進行生產。有關接觸氧化反應

催化劑

2so2+O22sCh的說法中正確的是（）

A.只要選擇適宜的條件，S02和就能全部轉化為S03

B.該反應達到平衡后，反應就完全停止了，即正、逆反應速率均為零

C.在達到平衡的體系中，充入由18。原子組成的02后，S02中18。含量減少，S03中

180含量增多

D.在工業合成SO3時，要同時考慮反應速率和反應能達到的限度兩方面的問題

【答案】D

【解析】該反應為可逆反應，SO2和。2不能全部轉化為SO3,A錯；達到平衡后反應

不停止，正、逆反應速率相等，B錯；達到平衡后充入由180原子組成的02,平衡正向移

動，SO3中18。含量增多，因為反應可逆，S02中隹0含量也增多，c錯。故選D。

25.下述描述中，正確的是()

A.某化學反應其：△H=-122kJ-mol-i,AS=231Jmol'.K1,則此反應在任何溫度下

都能自發進行

B.已知NaOH(aq)+HCl(叫尸NaCl(aq)+H2(XD；AH=-57.4kJ-mol1,則含20.0gNaOH

的稀溶液與稀醋酸完全中和，放出大于28.7kJ的熱量

C.已知：2co(g)+O2(g)=2CO2(g)；AH=—566kJ-moH,可知一氧化碳的標準燃燒

熱為：一283kJ-moE

D.向盛有硫酸銅水溶液的試管里加入過量氨水，可以得到深藍色的透明溶液。向該溶

液加入乙醇后，得到深藍色的晶體是[CU(NH3)4]SC)4

【答案】A

【解析】A項，△H=-122kJ?mol1,△S=231J?molI?K1,則:

AH-TAS=-122kJ?mol1-T0.231KJ?mol1?K-1<0,所以反應一定能自發進行的反應，故A正確；

B項，稀醋酸是弱電解質，在于氫氧化鈉反應過程會持續電離，電離吸熱，導致測得的放出

的熱量減少，即小于28.7kJ,故B錯誤；C項，燃燒熱是Imol可燃物完全燃燒生成穩定氧

化物時放出熱量，故根據題目提供方程式可知可知一氧化碳的標準燃燒熱為：283kJ-moH,

故C錯誤；D項，得到的藍色晶體應為深藍色晶體[CU(NH3)4]SCU?H2O,故D錯誤；故選

A?

26.在容積為1L的密閉容器中，投入lmolN2和3moiH2分別在以下不同實驗條件下進

行反應。下列分析正確的是()

容器編號實驗條件平衡時反應中的能量變化

I恒溫恒容放熱QikJ

11恒溫恒壓放熱Q2kJ

III恒容絕熱放熱Q3kJ

A.平衡常數：II>IB.NH3體積分數：III>I

C.放出熱量：Q1>Q2D.N2轉化率：II>I

【答案】D

【解析】A項，II與I的溫度相同，平衡常數相同，則平衡常數：II=I,A不正確；

B項，因為合成氨反應為放熱反應，則達平衡時III的溫度比I高，III相當于I加熱，平衡逆

向移動，則NH3體積分數：III<I,B不正確；C項，對于合成氨反應，在恒容容器中，達

平衡時，壓強減小，則II相當于I加壓，平衡正向移動，所以放出熱量：QI<Q2,C不正確；

D項，II相當于I加壓，平衡正向移動，則N2轉化率：II>I,D正確；故選D。

27.(2023?浙江省杭州市高二期末)下列關于化學反應的調控措施說法不無聊的是()

A.硫酸工業中，為使黃鐵礦充分燃燒，可將礦石粉碎

B.硝酸工業中，氨的氧化使用催化劑是為了增大反應速率，提高生產效率

C.合成氨工業中，為提高氮氣和氫氣的利用率，采用循環操作

D.對于合成氨的反應，如果調控好反應條件，可使一種反應物的轉化率達到100%

【答案】D

【解析】A項，硫酸工業中，將礦石粉碎可以增大反應物的接觸面積，有利于黃鐵礦的

充分燃燒，故A正確；B項，硝酸工業中，氨的氧化使用催化劑，可以降低反應的活化能，

增大反應速率，提高生產效率，故B正確；C項，合成氨工業中，分離出液氨的混合氣體

中含有的氮氣和氫氣采用循環操作，有利于提高氮氣和氫氣的利用率，故C正確；D項，

合成氨反應為可逆反應，可逆反應不可能完全反應，所以調控反應條件不可能使反應物的轉

化率達到100%,故D錯誤；故選D。

28.(2023?湖北省高二考期末)在硫酸工業中，在催化劑條件下使SO2氧化為SO3：2sCh

1

(g)+O2(g)-2SO3(g)AH=-196.6kJ-molo下表列出了在不同溫度和壓強下，反應達

到平衡時SO2的轉化率。下列說法正確的是()

溫度/C平衡時so2的轉化率/%

O.IMPa0.5MPaIMPa5MPalOMPa

45097.598.999.299.699.7

55085.692.994.997.798.3

A.該反應在任何條件下均能自發進行

B.實際生產中，最適宜的條件是溫度450℃、壓強lOMPa

C.使用催化劑可加快反應速率，提高SO3的平衡產率

D.為提高SO?的轉化率，應適當充入過量的空氣

【答案】D

【解析】A項，反應2so2(g)+O2(g)2SO3(g)是氣體體積減

小的放熱反應，AS<0,AH<0,當△H-TAS<0時，反應能自發進行，則溫度過高，該反應

可能不能自發進行，故A錯誤；B項，由表格可知，450℃、壓強lOMPa時，二氧化硫的轉

化率較高，當沒有測定其它條件時二氧化硫的轉化率，不能確定實際生產中，最適宜的條件

是溫度450℃、壓強lOMPa,故B錯誤；C項，使用催化劑可加快反應速率，但平衡不移動，

不能提高SO3的平衡產率，故C錯誤；D項，充入過量的空氣，平衡正向移動，SO2的轉化

率增大，故D正確；故選D。

29.氮氧化物的有效去除和資源的充分利用是當今社會的重要研究課題。

1

(1)已知：4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)AHi=-907.0kJ.mol-

1

4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)AH2=-1269.0kJ-mol

若4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H0恒)的逆反應活化能為E逆則其正反

應活化能為kJ-mol1(用含E逆的代數式表示)。

⑵已知：①2NO(g)+2ICl(g)2NOC1(g)+I2(g)

②2NOCl(g)=2NO(g)+Cl2(g)

③I2(g)+C12(g)2ICl(g)

若向VL恒容密閉容器中加2moiNO和2moHCl發生上述反應，達到平衡時，容器中

NOCl(g)為amol,Cb(g)為bmol,此時b(g)的濃度為mobL」(用含a、b、V的代數

式表示，下同)，反應③的平衡常數為。

(3)某化工廠排出的尾氣(含CO、N2O)治理的方法為在密閉容器中發生如下反應：

CO(g)+N2O(g)CO2(g)+N2(g),CO、N2O在Pt2。+表面進行反應轉化為無毒氣體，其相

對能量與反應歷程的關系如下圖所示：

用方程式表示N2。在Pt2O表面上的反應_______o

(4)已知4co(g)+2NCh(g)4CCh(g)+N2(g)AHi=-1200kJ?moll,該反應在_____

(填“高溫”、“低溫”或“任何溫度”)下能自發進行，為探究溫度及不同催化劑對該反應的影響，

保持其它初始條件不變重復實驗，在相同時間內測得N2產率與溫度的關系如圖所示。在催

化劑乙作用下，圖中M點對應的速率(對應溫度400℃)v正(填或"=")v

逆，溫度高于400℃,N2產率降低的原因可能是。

【答案】(1)E逆-1812

(2)(a+2b)/2V[2(2-2b-a)2]/[(a+2b)b]

++

(3)N2O+Pt2O=N2+Pt2O2

(4)低溫>溫度升高催化劑活性降低

【解析】⑴①4NH3(g)+5G>2(g)=4NO(g)+6H2O(g)AHi=-907.0kJ?moH；②4NH3(g)

1

+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)AH2=-1269.0kJ-mol；則(5x②-3x①)/2可得熱化學方程式4NH3(g)

+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)AH=

1

5x(-12690)+3x907.°kJ?moT】二4[2kJ-mol-,該反應的逆反應活化能為E逆

kbmol1,即E正-E逆=-1812,則正反應的活化能為￡正=(E逆-1812)kJ?moH；(2)①2NO(g)+2ICl(g)

二^2NOC1(g)+L(g)②2NOCl(g)2NO(g)+Ch(g)；③b(g)+C12(g)21cl(g),向

VL恒容密閉容器中加2moiNO和2moiIC1發生上述反應，達到平衡時，假設反應中一氧

化氮的消耗量為xmol,反應中NOC1的消耗量為ymol,反應中碘的消耗量為zmol,則有容

器中NOCI(g)為x-y=amol,CL(g)為0.5y-z=bmol,此時b(g)的物質的量為(0.5x-z)mol,則

因有三1^+0.5y-z=0.5x-z則碘的物質的量為(0.5a+b)moL物質的量濃度為

(a+2b)/2Vmol/L；氯氣的濃度為b/Vmol/L,氯化碘的濃度為(2-a-2b)/Vmol/L,則反應③的平

(2—CL—2Z7.2

(V

衡常數為=[2(2-2b-a)2]/[(a+2b)b]o(3)NO在Pt2。+表面上的反應為

a+2b2

)x

2V

++

N2O+Pt2O=N2+Pt2O2；(4)已知4C0(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g)AHi=-1200kJ?moH,

該反應為放熱的，焙減的反應，根據AG=AH-TAS<0能自發進行分析，在低溫下能自發進

行。在催化劑乙作用下，圖中M點氮氣的產率較低，說明反應速率較慢，還沒有到平衡，

即對應的速率(對應溫度400℃)v正〉v逆，溫度高于400℃,根據另一種催化劑催化下氮氣

的產率隨溫度的變化曲線可知，該反應仍未達到平衡狀態，