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第04 讲 化学反应的方向、化学反应的调控 目录 一、题型精 讲 题型01 自发过程与自发反应......................................................................................................................................1 题型02 反应焓变与反应方向......................................................................................................................................2 题型03 反应熵变与反应方向......................................................................................................................................3 题型04 自由能与反应进行方向的判断.....................................................................................................................5 题型05 工业合成氨条件的理论分析.........................................................................................................................7 题型06 工业合成氨的适宜条件.................................................................................................................................8 题型07 化学反应的调控............................................................................................................................................10 二、靶向突破 题型01 自发过程与自发反应 1.自发过程 (1)含义：在一定条件下，不用借助外力就可以自发进行的过程。例如高山流水、自由落体。 (2)特点 ①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量)。 ②在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向(无序体系更加稳定)。 (3)非自发过程：在一定条件下，需持续借助外力才能进行的过程。 2.自发反应 (1)含义：在给定的条件下，无需外界帮助，一经引发即能自动进行的反应，称为自发反应。例如钢铁 生锈。 (2)非自发反应：不能自发进行，必须借助某种外力才能进行的反应。 【特别提醒】自发反应具有方向性，即在一定条件下反应的某个方向是自发进行的，其逆方向在相同条件 下一定不能自发进行。自发反应不一定能够实际发生，发生时速率也不一定大。 【例1】下列关于自发过程的叙述正确的是( ) A.只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程 B.需要加热才能进行的过程肯定不是自发过程 C.同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发的可能 D.非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程 【变式1-1】化学与生活息息相关。下列不能自发进行的是( ) A.墨汁加到清水中使整杯水变黑 B.水在0 ℃以下结为冰 C.石灰石转化为生石灰 D.水从高处往低处流 【变式1-2】下列过程中属于自发过程的是 (填序号)。 ①铵盐的溶解 ②烧碱与盐酸反应 ③Zn 与稀H2SO4反应 ④将地下水抽至地面 ⑤Mg 在空气中燃 烧 ⑥铝热反应 ⑦墨水在水中的扩散 ⑧电解熔融的氯化钠 【变式1-3】 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．水电解生成氢气和氧气 D．铁器在潮湿的空气中生锈 题型02 反应焓变与反应方向 1.放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向，科学家提出用焓变(能量变化)来判断反应进 行的方向，这就是焓判据(能量判据)。 2.焓变与化学反应进行方向的关系 ①多数放热反应是自发进行的。例如燃烧反应、中和反应等。 ②有些吸热反应也可以自发进行，如： 2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋109.8 kJ·mol－1。 结论：只用焓判据判断反应是否自发进行不全面。 【例2】下列关于化学反应的焓变的叙述正确的是( ) A.化学反应的焓变与反应的方向无关 B.化学反应的焓变直接决定了反应的方向 C.焓变为正的反应都是吸热反应 D.焓变为正的反应都能自发进行 【变式2-1】 下列自发反应可用焓判据来解释的是( ) A.2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g) ΔH＝+56.7 kJ·mol-1 B.(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)+NH3(g) ΔH＝+74.9 kJ·mol-1 C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH＝-571.6 kJ·mol-1 D.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH＝+178.2 kJ·mol-1 【变式2-2】 已知：(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1，下列说法正确的是( ) A．该反应中熵变、焓变皆大于0 B．该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行 C．碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定能自发进行 D．能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是吸热反应 题型03 反应熵变与反应方向 1．熵与熵变 (1)熵的含义：熵是衡量一个体系混乱度的物理量，即表示体系的不规则或无序状态程度的物理量。混乱度 越大，体系越无序，体系的熵就越大。用符号S 表示。同一条件下，不同物质有不同的熵值，同一物质在 不同状态下熵值也不同，一般规律是S(g)>S(l)>S(s)。 (2)熵变的含义：熵变是反应前后体系熵的变化，用ΔS 表示，化学反应的ΔS 越大，越有利于反应自发进 行。 2．化学反应的方向与熵变的关系 化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化，因此存在着熵变。反应的熵变ΔS 为反应产物总熵与反 应物总熵之差。对于确定的化学反应，在一定条件下具有确定的熵变。 (1)许多熵增加的反应在常温、常压下可以自发进行。产生气体的反应，气体物质的物质的量增大的反应， 熵变通常都是正值，为熵增反应。 (2)有些熵增的反应在常温、常压下不能自发进行，但在较高温度下可以自发进行。 (3)铝热反应是熵减的反应，它在一定条件下也可以自发进行。 结论：研究表明，除了热效应外，决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的混乱度，大多数自发 反应有趋向于体系混乱度增大的倾向。 【例3】下列对熵的理解错误的是( ) A.同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小 B.体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大 C.与外界隔离的体系，自发过程将导致体系的熵减小 D.25 ℃、1.01×105 Pa 时，2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)是熵增反应 【变式3-1】下列变化过程为熵增的是( ) A.2NH4NO3(s)===2N2(g)+4H2O(g)+O2(g) B.CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) C.2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) D.3O2(g)===2O3(g) 【变式3-2】下列判断正确的是( ) A．一定温度下，反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)能自发进行，该反应的ΔH<0 B．反应4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)常温下可自发进行，该反应为吸热反应 C．反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的ΔH<0，ΔS>0 D．2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的ΔH>0 【变式3-3】实现“节能减排”和“低碳经济”的一个重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目 前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋ H2O(g)，如图表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol－1)的变化。 关于该反应的下列说法中正确的是( ) A．ΔH＞0，ΔS＞0 B．ΔH＞0，ΔS＜0 C．ΔH＜0，ΔS＜0 D．ΔH＜0，ΔS＞0 题型04 自由能与反应进行方向的判断 1．复合判据：ΔH－TΔS＜0，反应正向自发进行 (1)适用条件：恒温恒压 (2)局限性：只能判断反应发生的可能性，不能判断反应是否实际发生 2．温度对反应方向的影响 (1)当ΔH＜0，ΔS＞0 时，ΔG＜0，反应自发进行。 (2)当ΔH＞0，ΔS＜0 时，ΔG＞0，反应不能自发进行。 (3)当ΔH＞0，ΔS＞0 或ΔH＜0，ΔS＜0 时，反应是否自发进行与温度有关，在一定温度下可使ΔG＝0，即 反应达平衡状态。 (4)ΔH<0、ΔS<0 时，则ΔH-TΔS 在较低温度时可能小于零，所以低温有利于反应自发进行。 3．反应自发进行温度的计算 (1)计算依据：△H－T△S≤0 ①若△S＞0，则T≥ △H △S ，为最低温度 ②若△S＜0，则T≤ △H △S ，为最高温度 (2)注意单位的换算 ①△S 的单位为：J·mol－1·K－1 ②△H 的单位为：kJ·mol－1 ③T 的单位为：K 4．在用判据ΔH－TΔS 判断时要注意ΔH 与ΔS 的单位的差别，需要转换。 (1)不能片面地用焓判据、熵判据孤立判断。 (2)不能忽视温度在大多数化学反应方向判断中的作用。 (3)不能错误认为“自发反应”不需要任何条件。 (4)不能忽视ΔH、T、ΔS 单位的协调一致。 【例4】关于反应CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH<0。下列说法正确的是( ) A.该反应是熵增大的反应(即ΔS>0) B.该反应在低温条件下能较快发生 C.该反应是放热反应，能在任何温度下自发进行 D.反应是否自发要综合考虑焓变和熵变两个因素 【变式4-1】下列说法正确的是( ) A.常温下反应C(s)+CO2(g) 2CO(g)不能正向自发进行，则该反应的ΔH<0 B.反应2Mg(s)+CO2(g) C(s)+2MgO(s)能正向自发进行，则该反应的ΔH<0 C.2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g)，该反应低温下能正向自发进行，则ΔH>0 D.反应SiO2(s)+3C(s)===SiC(s)+2CO(g)常温下不能正向自发进行，则该反应的ΔH<0 【变式4-2】氮化硼(BN)是重要的无机材料，可通过下面两个反应制得： 反应Ⅰ：2B(s)+N2(g)===2BN(s) 反应Ⅱ：B2O3(s)+2NH3(g)===2BN(s)+3H2O(g) 已知反应Ⅰ常温下能自发进行，反应Ⅱ常温下不能自发进行。下列说法错误的是( ) A.常温下反应Ⅰ的ΔG<0，但无法判断化学反应速率快慢 B.反应Ⅰ的ΔS<0，ΔH<0 C.性能优良的催化剂可使反应Ⅱ在常温下自发进行 D.反应Ⅱ中有极性键的断裂与生成 【变式4-3】下列反应在任何温度下均能自发进行的是( ) A．2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g) ΔH＝＋163 kJ·mol－1 B．Ag(s)＋Cl2(g)===AgCl(s) ΔH＝－127 kJ·mol－1 C．HgO(s)===Hg(l)＋O2(g) ΔH＝＋91 kJ·mol－1 D．H2O2(l)===O2(g)＋H2O(l) ΔH＝－98 kJ·mol－1 题型05 工业合成氨条件的理论分析 1.合成氨反应的特点 合成氨反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。已知298 K 时：ΔH＝-92.4 kJ·mol-1，ΔS＝-198.2 J·mol-1·K-1。 (1)自发性：常温(298 K)下，ΔH-TΔS<0，能自发进行。 (2)可逆性：反应为可逆反应。 (3)熵变：ΔS<0，正反应是气体体积减小的反应。 (4)焓变：ΔH<0，正反应是放热反应。 2.原理分析 根据合成氨反应的特点，利用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 合成氨的反应速率、提高平衡混合物中氨的含量，请填写下表。 条件 提高反应速率 提高平衡转化率 压强 增大压强 增大压强 温度 升高温度 降低温度 催化剂 使用 无影响 浓度 增大反应物浓度 增大反应物浓度，降低生成物浓度 【例5】在合成氨反应中使用催化剂和施加高压，下列叙述正确的是( ) A.都能提高反应速率，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，只有施加高压对化学平衡有影响 D.使用催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间，而施加高压无此效果 【变式5-1】N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0，向容器中通入1 mol N2和3 mol H2，当反应达到平衡时，下 列措施能提高N2转化率的是( ) ①降低温度 ②维持温度、容积不变，按照物质的量之比为1 3∶再通入一定量的N2和H2 ③增加NH3的物质的量 ④维持恒压条件，通入一定量惰性气体 A.①④ B.①② C.②③ D.③④ 【变式5-2】对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是( ) A．升高温度，对正反应的反应速率影响更大 B．增大压强，对正反应的反应速率影响更大 C．减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大 D．加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大 题型06 工业合成氨的适宜条件 1.合成氨反应的适宜条件 (1)压强 目前我国的合成氨厂一般采用的压强为10~30 MPa。 合成氨时不采用更高压强的理由：压强越大，对材料的强度和设备的制造要求就越高，需要的动力也越 大，这将会大大增加生产投资，并可能降低综合经济效益 (2)温度 实际生产中一般采用的温度为400~500 ℃。 不采用低温的理由：温度降低会使化学反应速率减小，达到平衡所需时间变长，这在工业生产中是很不经 济的，且铁触媒在500 ℃左右时的活性最大 (3)催化剂 ①目前，合成氨工业中普遍使用的是以铁为主体的多成分催化剂，又称铁触媒。 ②催化剂对平衡转化率无影响，但在合成氨工业中还要使用催化剂的原因：即使在高温、高压下，N2和 H2的化合反应仍然进行得十分缓慢。加入催化剂，改变反应历程，降低反应的活化能，使反应物在较低温 度时能较快的发生反应。提高单位时间的生产效率，可提高经济效益 (4)浓度 及时将氨气从反应混合物中分离出去， 将未反应的N2和H2循环使用并及时补充N2和H2，使反应物保 持一定的浓度。 (5)投料比 ①大量实验证明，合成氨反应中当n(N2)∶n(H2)＝1∶3 时，氨的平衡体积分数最大。 ②研究表明，氮气和氢气通过吸附在催化剂表面发生一系列反应生成氨，N2的吸附分解反应活化能高， 速率慢，是合成氨反应的决速步，实际生产中，N2和H2的物质的量之比并非1∶3，而是1∶2.8。 (6)其他：兼顾环境保护和社会效益。 2.合成氨的生产流程示意图 【例6】合成氨对人类生存和发展有着重要意义，1909 年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨， 实现了人工固氮，其合成原理为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0。符合工业合成氨生产实际的是( ) A.V2O5作催化剂 B.反应温度由催化剂决定 C.将N2和H2液化 D.NH3由吸收塔吸收 【变式6-1】工业合成氨的流程如图所示，下列有关说法错误的是( ) A.步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒 B.步骤②中“加压”既可以提高原料的平衡转化率，又可以加快反应速率 C.步骤③、④、⑤均有利于提高原料的平衡转化率 D.产品液氨除可用来生产化肥外，还可用作制冷剂 【变式6-2】合成氨问题，关乎世界化工发展和粮食安全问题。下列对合成氨工业的叙述不正确的是( ) A.高压条件比常压条件更有利于合成氨的反应 B.合成氨时采用循环操作，可以提高原料利用率 C.工业生产采用500 ℃而不采用常温，是为了提高合成氨的转化率 D.铁触媒的使用有利于提高合成氨的生产效率 【变式6-3】诺贝尔化学奖曾授予致力于研究合成氨与催化剂表面积大小关系的德国科学家格哈德·埃特尔， 表彰他在固体表面化学的研究中作出的贡献。下列说法正确的是( ) A.增大催化剂的表面积，能增大氨气的产率 B.增大催化剂的表面积，能加快合成氨的正反应速率、降低逆反应速率 C.采用正向催化剂时，反应的活化能降低，使反应明显加快 D.工业生产中，合成氨采用的压强越高，温度越低，越有利于提高经济效益 题型07 化学反应的调控 1．控制反应条件的目的 (1)促进有利的化学反应：通过控制反应条件，可以加快化学反应速率，提高反应物的转化率，从而促进有 利的化学反应进行。 (2)抑制有害的化学反应：通过控制反应条件，也可以减缓化学反应速率，减少甚至消除有害物质的产生或 控制副反应的发生，从而抑制有害的化学反应继续进行。 2．控制反应条件考虑因素 (1)在实际生产中常常需要结合设备条件、安全操作、经济成本等情况，综合考虑影响化学反应速率和化学 平衡的因素，寻找适宜的生产条件。 (2)还要根据环境保护及社会效益等方面的规定和要求做出分析，权衡利弊，才能实施生产。 3．控制反应条件的基本措施 (1)控制化学反应速率的措施 通过改变反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)、固体的表面积以及使用催化剂等途径调控 反应速率。 (2)提高转化率的措施 通过改变可逆反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)等改变可逆反应的限度，从而提高转化 率。 4．工业上选择适宜生产条件的原则 外界 有利于加快速率 的条件控制 有利于平衡正向移动 的条件控制 综合分析结果 条件 浓度 增大反应物的浓 度 增大反应物的浓度、 减小生成物的浓度 不断地补充反应物、及时地分离出生成物 催化剂 加合适的催化剂 不需要 加合适的催化剂 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，尽量采取高温并考 虑催化剂的活性 压强 高压(有气体参 加) Δνg＜0 高压 在设备条件允许的前提下，尽量采取高压 Δνg＞0 低压 兼顾速率和平衡，选取适宜的压强 【例7】下列关于化学反应调控措施的说法不正确的是( ) A.硫酸工业中，为提高SO2的转化率，通入过量的空气 B.工业上增加炼铁高炉的高度可以有效降低尾气中CO 的含量 C.合成氨工业中，从生产实际条件考虑，不盲目增大反应压强 D.工业以CO 和H2为原料合成甲醇，为提高原料的利用率采用循环操作 【变式7-1】某化工厂生产硝酸的流程如图1 所示；其他条件相同时，装置③中催化剂铂网的成分、温度 与氧化率的关系如图2 所示。下列说法不正确的是( ) A.该流程中，①③④发生了氧化还原反应 B.②中利用氨易液化的性质实现反应物和生成物的分离 C.③中最佳反应条件是铂网成分为纯铂、温度为900 ℃ D.④中通入过量空气可以提高硝酸的产率 【变式7-2】纳米钴常用于CO 加氢反应的催化剂：CO(g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g) ΔH<0，下列说法正 确的是( ) A.纳米技术的应用，优化了催化剂的性能，提高了反应物的转化率 B.缩小容器体积，平衡向正反应方向移动，CO 的浓度增大 C.从平衡体系中分离出H2O(g)能加快正反应速率 D.工业生产中采用高温条件下进行，其目的是提高CO 的平衡转化率 【变式7-3】CH4⁃CO2催化重整可以得到合成气(CO 和H2)，有利于缓解温室效应，其主要反应为CH4(g) +CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH＝+247 kJ·mol-1，同时存在以下反应：CH4(g) C(s)+2H2(g) ΔH＝+75 kJ·mol-1(积碳反应)， CO2(g)+C(s) 2CO(g) ΔH＝+172 kJ·mol-1(消碳反应)，假设体系温度恒定。积碳反 应会影响催化剂的活性，一定时间内积碳量和反应温度的关系如图所示。下列说法正确的是( ) A.高压有利于提高CH4的平衡转化率并减少积碳 B.增大CO2与CH4的物质的量之比有助于减少积碳 C.升高温度，积碳反应的化学平衡常数K1减小，消碳反应的化学平衡常数K2增大 D.温度高于600 ℃，积碳反应的化学反应速率减慢，消碳反应的化学反应速率加快，积碳量减少 1.（24-25 高三上·浙江·期末）工业上以纯度为98%左右的粗硅为原料制备高纯硅的反应如下：① ；② 。当①、 ②反应体系的压强各为 、 时，分别改变进料比和反应温度，二者对 产率和 的平衡转化率 影响如图1、图2 所示。下列说法正确的是 A． B．反应①，增加HCl 浓度，反应速率加快， 产率增大 C．反应①更适合在较低温度下进行 D．反应②，工业上选择反应温度1300℃更合适 2.（24-25 高三上·天津和平·期末）相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是 A． B． C． D． (s，金刚石) (s，石墨) 3.（2025·上海·一模）常用的SO2去除法是钙基固硫。已知：298K、101kPa 时，反应CaO(s) +SO2(g)=CaSO3(s)的∆H=-402.0kJ·mol-1，∆H-T∆S=-345.7kJ·mol-1，若此反应中∆H 和∆S 不随温度变化而变 化，则保持此反应自发进行的温度低于 A．2.127K B．2127K C．1854K D．185.4K 4.（24-25 高三上·河南信阳·期中）现代研究技术表明化学反应历程复杂，通常伴随副反应的发生。如图是 利用计算机测量技术获得的某种反应的能量变化和反应过程的关系。下列说法正确的是 A．升高温度，两个反应的速率都加快 B．反应1 为放热反应 C．物质的稳定性：过渡态1>过渡态2 D．反应2 不需要加热就能发生 5.（2025·江苏·一模）反应 可用于储氢，可能机理如图所示。下列说法 正确的是 A．该反应的 B．步骤I 中 带正电荷的C 与催化剂中的N 之间作用 C．步骤III 中存在非极性键的断裂和形成 D．反应中每消耗 ，转移电子数约为 6.（2025·广西南宁·一模）硫酸是重要化工原料，工业生产制取硫酸的原理如图。下列说法正确的是 A．流程中涉及的反应均为氧化还原反应 B．Ⅱ中的反应条件都是为了提高 的平衡转化率 C．将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生 D．上述生产过程中无需进行尾气处理 7.（2025·浙江绍兴·一模）工业上，可用乙烯催化氧化法制取环氧乙烷，涉及下列两个反应： I． Ⅱ． 用银作为催化剂时， 的活化能为 ， 的活化能为 ，且两个反应的平衡常数均大于 。下列说法不正确的是 A．在银催化下，反应Ⅱ的速率小于反应I B．改变压强，对环氧乙烷的平衡产率影响不大 C．从自发的角度，乙烯氧化后倾向于生成 D．若不考虑催化剂银的活性变化，升高温度能提高环氧乙烷的选择性 8.（2025·山西·一模）向1L 恒容密闭容器中加入1molCH4和一定量的H2O(g)，发生反应的化学方程式为 。CH4的平衡转化率按不同投料比 随温度变化的曲 线如下图所示，已知x1=1.下列说法正确的是 A．x1>x2 B．c 点化学平衡常数 C． D．v 逆(a)>v 逆(b) 9.（2025·重庆·一模）利用丙烷制取丙烯的原理为： 。在总 压分别为 时发生该反应，平衡体系中 和 的体积分数随温度和压强的变化如图所 示。下列说法错误的是 A．增大压强该反应正，逆反应速率均增大 B．总压由 变为 时，平衡常数变大 C．压强、温度不变，充入惰性气体， 的转化率增大 D．曲线④表示 时 的体积分数随温度的变化曲线 10.（2025·安徽·一模）“双碳”战略背景下， 和 的减排和转化利用受到普遍关注，已知 和 催化重整的主反应为 。其他条件一 定，在Ar 作为辅助气体时， 与 的物质的量之比以及气体总流量对重整反应的影响分别如图1、2 所示，下列说法错误的是 A．恒温恒压时，充入气体Ar 有利于提高 和 的平衡转化率 B．主反应的正反应的活化能大于逆反应的活化能 C． 与 物质的量之比达 后 转化率有所下降， 的产率提升并不明显，可能是过量的 发生了反应 D．随气体流量增加，原料气转化率和目标产物产率逐渐降低，所以气体流量越低越好 11.（2025·江西抚州·一模）某温度下，在 恒容密闭容器中通入 和 ，发生反应： ， 时反应达平衡，测得此时 的浓度为 。下列说法错误的 是 A．若升高温度，混合气体平均相对分子质量增大，则 B． 时， C．当 的体积分数不变时，该反应达到了平衡状态 D． 后扩大容器容积，达新平衡时 、 的物质的量浓度变小 12.（2025·山东青岛·一模） 催化加氢生产甲醇涉及反应：① ；② 。一定压强 下，在两个恒容密闭容器中充入 和 ，发生上述反应，测得平衡体系中 及 的摩尔分数随温度的变化关系如图所示。下列说法错误的是 A．反应①在低温时自发进行 B．曲线甲表示压强为 时 随温度的变化 C．温度低于450℃时，以反应①为主 D．温度为 ，压强为 时， 的平衡转化率为 13.（2025·河北衡水·一模）下列操作与实际化工原理相符的是 A．接触法制硫酸时，反应 需在高温、高压条件下进行 B．除去某工业废气中的 ，可用含有铁粉的 溶液 C．燃煤中加入生石灰，可减少酸雨的形成和温室效应 D．在催化剂作用下，汽车尾气中的CO 可将NO 氧化得到无污染的气体 14.（2025·山东·一模）在催化剂作用下，以CO2和H2为原料进行合成CH3OH 的实验。保持压强一定，将 起始 的混合气体通过装有催化剂的反应管，测得出口处CO2的转化率和生成CH3OH 的选择性 与温度的关系如图所示（图中虚线表示平衡时CO2的转 化率或CH3OH 的选择性）。 已知反应管内发生的反应为： 反应1： 反应2： 下列说法正确的是 A． B． 时，延长催化反应管的长度，出口处一定存在： C． 时，反应1 进行速率比反应2 快 D．为提高CH3OH 的平衡产率，应研发高温下催化活性更强的催化剂 15.（24-25 高三上·浙江·期中）氨对发展农业有着重要意义，也是重要的化工原料。合成氨的生产流程示 意如下。 下列说法不正确的是 A．控制原料气 ，是因为 相对易得，适度过量可提高 转化率 B．合成氨一般选择 进行，铁触媒的活性最大，原料气平衡转化率高 C．热交换的目的是预热原料气，同时对合成的氨气进行降温利于液化分离 D．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 16.（24-25 高三下·湖北·期末）工业上以黄铁矿(主要成分 )为原料生产硫酸的主要流程如下。 已知：步骤Ⅱ中 的平衡转化率随温度和压强的变化情况如下表。 温度/℃ 平衡时 的转化率/% 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 下列说法错误的是 A．步骤Ⅰ中出炉气需净化，能防止步骤Ⅱ中催化剂中毒 B．步骤Ⅱ中通入过量的空气，目的是提高 的平衡转化率 C．步骤Ⅱ实际生产中应选择 和 D．步骤Ⅲ中吸收塔内常采用逆流喷淋式，提高 的吸收效率 17.（24-25 高三上·广东东莞·期末）下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确，且具有因果关系的是 选 项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 键能：Si-O 键>Si-Cl 键 熔点：SiO2>SiCl4 B 工业合成氨选用400~500℃高温条件 升温有利于加快合成氨的速率 C 将装有红棕色NO2气体的注射器由10mL 压缩至5mL，气体 颜色变浅 ，增大压强，平衡正向 移动 D H2O(g)的热稳定性比H2S(g)高 H2O 分子间存在氢键 18.（2025·北京东城·二模）硝酸是重要的化工原料。下图为制硝酸的流程示意图。 下列说法正确的是 A．流程中， 、 和NO 作反应物时，均作还原剂 B．合成塔中高温、高压的反应条件均是为了提高 的平衡产率 C．吸收塔中通入空气的目的是提高NO 的转化率 D．可选用铜作为盛装液氨和浓硝酸的罐体材料 19.（2025·浙江·一模）工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，其反应如下： 。下面说法正确的是 A．合成氨一般选择400～500℃的原因主要考虑了温度对速率的影响 B．将生成的氨气及时液化分离，可推动平衡正向移动，加快反应速率 C．增大压强虽能提高平衡产率，但实际生产中常采用20MPa 以节省设备成本 D．由于 在空气中含量高，因此直接将空气与氢气混合通入反应炉 20.（24-25 高三上·山东泰安·期末）甲烷-甲醇-碘甲烷热化学循环如图(图中各物质均为气态)所示。下列说 法错误的是 A．反应①的 B．①②③④均发生氧化还原反应 C．反应③在高温下能自发进行，则其 D．上述热化学循环实现了水的分解 21.（24-25 高三上·湖南长沙·期末）现有两个热化学方程式 (l)+H2(g) (l) ① (l)+2H2(g) (l) ② 下列说法正确的是 A．反应①②中都存在 B．高温时，反应②可自发进行 C．在通常情况下，①②都能自发进行 D．反应①一定不能自发进行 22.（25-26 高三上·浙江·期末）下列说法正确的是 A． ，已知 ，则正反应在较高温度下可自发进行 B． ，已知 ，则船式环己烷比椅式环己烷更 稳定 C．已知 ，达平衡后，温度保持不变，缩小容器体积，重新建立平衡 后， 浓度增大 D． 在绝热恒容容器中反应朝正向进行，若气体总压强增 大，则 23.（2025·安徽·三模）一定温度下，在1L 恒容密闭容器中，发生“甲烷重整”反应： ，其原理如下所示。 已知“甲烷重整”反应在不同温度下的化学平衡常数如下表所示： 温 度/ ℃ 850 100 0 1200 1400 K 0.5 2 275 1772 下列说法错误的是 A．物质a 可能是FeO B．该反应在任何温度下均可自发进行 C．若减小 的值，则 的平衡转化率增大 D．1000℃，若容器中 、 ，则反应处于平衡状态 24.（2025·安徽·一模） 催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体，其反应式为 ，下图为 ，温度在250℃下的甲醇的 物质的量分数 与压强p 的关系及压强在 下的甲醇的物质的量分数 与温 度t 的关系，下列有关说法正确的是 A．由图可知，随压强增大，平衡常数K 增大 B．曲线a 为250℃时等温过程曲线 C．该反应在任何温度下都能自发进行 D．当 时， 的平衡转化率为53.3％ 25.（2025·河北衡水·一模）研究证明“惰性”的超临界二氧化碳(sCO2)流体在输送过程中也会腐蚀金属管 道。模拟该过程的反应机理和在Fe 界面及非界面处sCO2反应过程的相对能量对比如图所示。下列说法错 误的是 A．sCO2腐蚀铁的总反应为Fe+*CO2+*H2O=FeCO3+H2 B．由 与 生成 的反应速率小于生成 的反应速率 C．非界面处，CO2+H2O=H2CO3为自发反应 D．Fe 能促进“惰性”sCO2的活性，起催化作用 26.（24-25 高三上·陕西·期中） 时，向体积均为 的甲、乙两恒容密闭容器中分别充入 和 ，再加入少量 ，发生反应： 。其中甲 容器和乙容器分别在绝热和恒温条件下进行，测得气体压强(kPa)随时间的变化如下表所示。下列叙述正确 的是 时间/min 0 2 4 6 8 10 12 1 4 16 18 甲容器 100 102 10 4 93 86 84 84 8 4 84 84 乙容器 100 95 89 86 84 83 82 8 2 82 82 A．在任何温度下正反应均能自发进行 B． 时正反应速率：甲<乙 C．甲容器在14min 时和乙容器在8min 时气体总物质的量相等 D． 时，该反应的平衡常数
