專題04 化學反應的方向和調(diào)控（考題猜想）（5大題型）（原卷版）-2024-2025學年高二化學上學期期中考點大串講（人教版2019選擇性必修1）

專題04化學反應的方向及調(diào)控題型1自發(fā)過程和自發(fā)反應題型2化學反應方向的判定題型3合成氨適宜條件的選擇題型4工業(yè)生產(chǎn)中反應條件的分析題型5結合工業(yè)生產(chǎn)的化學平衡綜合題▉題型1自發(fā)過程和自發(fā)反應【例1】下列各說法中，正確的是A．能夠自發(fā)進行的反應不一定都是放熱反應B．能夠自發(fā)進行的反應就一定能夠發(fā)生并完成C．同一物質(zhì)：固體→液體→氣體變化是焓減和熵增的過程D．-10℃的水結成冰，可用熵變判據(jù)來解釋該變化過程的自發(fā)性【變式1-1】下列反應屬于非自發(fā)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銨▉題型2化學反應方向的判定【例2】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(fā)反應B4M(s)+N(g)+2W(l)＝4Q(s)常溫下，自發(fā)進行?H＞0C4X(g)+5Y(g)＝4W(g)+6G(g)能自發(fā)進行?H可能大于0DW(s)+G(g)＝2Q(g)?H＞0任何溫度都能自發(fā)進行A．A B．B C．C D．D【變式2-1】已知反應的為正值，為負值。設和不隨溫度而變，下列說法中正確的是A．低溫下能自發(fā)進行 B．高溫下能自發(fā)進行C．低溫下不能自發(fā)進行，高溫下能自發(fā)進行 D．任何溫度下都不能自發(fā)進行【變式2-2】下列說法錯誤的是A．在不同狀態(tài)時的熵值：B．在常溫下能自發(fā)進行，則該反應的C．

能否自發(fā)進行與溫度有關D．常溫下，反應不能自發(fā)進行，則該反應的【變式2-3】某一化學反應，一定條件下反應過程中的能量變化如圖所示。請回答下列問題：（1）Q0(填“>”“<”或“=”)。（2）熵變0(填“>”“<”或“=”)。（3）該反應自發(fā)進行；若改為其他不變，該反應自發(fā)進行。(填“能”、“不能”或“可能”)。（4）反應物鍵能之和數(shù)值生成物鍵能之和(填“>”“<”或“=”)（5）該反應氧化還原反應(填“是”“不是”或“可能是”)▉題型3合成氨適宜條件的選擇【例3】氨對發(fā)展農(nóng)業(yè)有著重要意義，也是重要的化工原料。合成氨的生產(chǎn)流程示意如下。下列說法不正確的是A．原料氣須經(jīng)過凈化處理，以防止催化劑中毒和安全事故發(fā)生B．合成氨一般選擇400~500℃進行，主要是讓鐵觸媒的活性最大，平衡轉化率高C．熱交換的目的是預熱原料氣，同時對合成的氨氣進行降溫利于液化分離D．新型錳系催化劑將合成氨的溫度、壓強分別降到了350℃、1MPa，顯著降低合成氨的能耗【變式3-1】已知，工業(yè)上采用鐵觸媒作該反應的催化劑。下列說法錯誤的是A．1mol與3mol混合后充分反應放出的熱量小于92.4kJB．鐵觸媒能改變合成氨的反應歷程，也能改變反應的焓變C．工業(yè)上選擇溫度為400~500℃，是因為該溫度下鐵觸媒的活性最大D．鐵觸媒能加快合成氨的反應速率，是因為單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目增多【變式3-2】下圖為工業(yè)合成氨的流程圖。圖中為提高原料轉化率而采取的措施是A．①②③ B．①③⑤ C．②④⑤ D．②③④【變式3-3】工業(yè)合成氨是人類科學技術的一項重大突破，目前已有三位科學家因其獲得諾貝爾獎。工業(yè)合成氨生產(chǎn)示意圖如圖所示。（1）下列有關合成氨工業(yè)的說法正確的是___________A．工業(yè)合成氨的反應是熵減小的放熱反應，在低溫或常溫時可自發(fā)進行B．合成氨反應中，反應物的總鍵能小于產(chǎn)物的總鍵能C．合成氨廠一般采用的壓強為，因為該壓強下鐵觸媒的活性最高D．N2的量越多，H2的轉化率越大，因此，充入的N2越多越有利于NH3的合成（2）循環(huán)利用的Y是氮氣和氫氣，目的是。（3）在合成氨工業(yè)中，要使氨的產(chǎn)率增大，同時又能提高反應速率，可采取的措施有(填編號)。①使用催化劑

②恒溫恒容，增大原料氣N2和H2充入量

③及時分離產(chǎn)生的NH3④升高溫度

⑤恒溫恒容，充入惰性氣體Ar使壓強增大（4）氮的固定和氮的循環(huán)是幾百年來科學家一直研究的課題。下表列舉了不同溫度下大氣固氮和工業(yè)固氮的部分K值。反應大氣固氮N2(g)＋O2(g)2NO(g)工業(yè)固氮N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)溫度/℃27200025400450K0.10.5070.152分析數(shù)據(jù)可知：①在400℃下模擬工業(yè)固氮，某時刻c(N2)=c(H2)=c(NH3)=1mol·L-1，此時v正v逆(填“>”“<”或“=”)。②人類不適合大規(guī)模模擬大氣固氮的原因是。▉題型4工業(yè)生產(chǎn)中反應條件的分析【例4】煤氣化的一種方法是在氣化爐中給煤炭加氫，發(fā)生的主要反應為C(s)＋2H2(g)?CH4(g)。在VL的密閉容器中投入amol碳(足量)，同時通入2amolH2，控制條件使其發(fā)生上述反應，實驗測得碳的平衡轉化率隨壓強及溫度的變化關系如圖所示。下列說法正確的是A．上述正反應為放熱反應B．在4MPa、1200K時，圖中X點v(H2)正＜v(H2)逆C．在5MPa、800K時，該反應的平衡常數(shù)為D．工業(yè)上維持6MPa、1000K而不采用10MPa、1000K，主要是因為前者碳的轉化率高【變式4-1】硫酸工業(yè)中通過氧化氧化為：溫度/℃平衡時的轉化率45097.598.999.299.699.755085.692.994.997.798.3根據(jù)反應原理和上表中數(shù)據(jù)分析下列敘述錯誤的是A．實際生產(chǎn)中可以通過通入大量的空氣來提高的轉化率B．常壓下的轉化率已經(jīng)比較大了，所以實際生產(chǎn)中沒必要增大成本采用高壓C．生產(chǎn)中采用溫度主要是考慮催化劑的活性溫度從而提高反應物的轉化率D．尾氣中的必須回收循環(huán)利用防止污染環(huán)境并提高原料的利用率【變式4-2】環(huán)戊烯(C5H8)是一種重要的有機化工原料，可用環(huán)戊二烯(C5H6)制備。T℃時，將環(huán)戊二烯和HI按物質(zhì)的量之比1：2充入容積為2L的恒容密閉容器中，僅發(fā)生反應：，下列有關該反應的說法正確的是已知：反應Ⅰ：反應Ⅱ：反應Ⅲ：A．該反應在高溫下可自發(fā)進行B．升高溫度，有利于提高環(huán)戊烯的平衡產(chǎn)率C．反應達到平衡時，環(huán)戊二烯和碘化氫的轉化率相等D．降低溫度，正反應速率改變程度大于逆反應速率改變程度【變式4-3】某研究小組為探究催化劑對尾氣中CO、NO轉化的影響，將含NO和CO的尾氣在不同溫度下，以一定的流速通過兩種不同的催化劑進行反應：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)

△H<0，測量相同時間內(nèi)逸出氣體中NO的含量，從而確定尾氣脫氮率(脫氮率即NO的轉化率)，結果如圖所示。下列說法不正確的是A．適當加壓有助于脫氮率的提高B．兩種催化劑均能降低反應的活化能，但均不變C．曲線Ⅱ中的催化劑的最適宜溫度為450℃左右D．a(chǎn)點的脫氮率是對應溫度下的平衡脫氮率▉題型5結合工業(yè)生產(chǎn)的化學平衡綜合題 【例5】一碳化學是以分子中只含一個碳原子的化合物為原料生產(chǎn)化工產(chǎn)品的方法。合成氣(和的混合氣體)是一碳化學的重要原料，焦炭與水蒸氣在恒容密閉容器中會發(fā)生如下三個反應：I：II：III：（1）當反應I達到平衡后，下列措施可提高正反應速率的是_______(填標號)。A．加入焦炭 B．通入CO C．升高溫度 D．分離出氫氣（2）若在恒溫恒容容器中僅發(fā)生反應II，則下列能說明反應達到平衡狀態(tài)的是_______。A．容器內(nèi)氣體的壓強不變B．容器內(nèi)氣體的總質(zhì)量不變C．容器內(nèi)氣體的平均相對分子質(zhì)量不變D．單位時間內(nèi)，每有2mol鍵斷裂，同時有1mol鍵斷裂（3）向容積為的密閉容器中加入活性炭(足量)和，發(fā)生反應，和的物質(zhì)的量變化如下表所示。條件保持溫度為/℃時間05min10min15min20min25min30min物質(zhì)的量2.01.41.00.700.500.400.40物質(zhì)的量00.30.500.650.750.800.80①內(nèi)，以表示的該反應速率vCO2=，最終達平衡時的轉化率，該溫度℃下的平衡常數(shù)。②保持溫度℃不變，向該密閉容器中加入該四種反應混合物各，該時刻，正、逆反應速率的大小關系為：(填“>”“<”或“=”)。（4）已知4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g)ΔH1=-1200kJ?mol-1，該反應在(填“高溫”、“低溫”或“任何溫度”)下能自發(fā)進行?！咀兪?-1】通常在乙苯蒸汽中摻混水蒸氣，控制溫度600℃，并保持總壓為常壓。不同溫度下，乙苯的平衡轉化率和某催化劑作用下苯乙烯的選擇性(指除以外的產(chǎn)物中苯乙烯的物質(zhì)的量分數(shù))如圖：（1）摻入水蒸氣能提高乙苯的平衡轉化率，解釋說明該事實。（2）控制反應溫度為600℃的理由是。（3）某機構用代替水蒸氣開發(fā)了乙苯-二氧化碳催化脫氫制苯乙烯。保持常壓和原料氣比例不變，與摻水蒸氣工藝相比，在相同的生產(chǎn)效率下，可降低操作溫度；該工藝中還能夠發(fā)生反應：CO2＋H2=CO＋H2O，CO2＋C=2CO。新工藝的特點有①CO2與H2反應，使乙苯脫氫反應的化學平衡右移②不用高溫水蒸氣，可降低能量消耗③有利于減少積炭④有利用CO2資源利用【變式5-2】隨著我國碳達峰、碳中和目標的確定，二氧化碳資源化利用倍受關注。Ⅰ．以和為原料合成尿素。（1）有利于提高平衡轉化率的措施是（填序號）。A．高溫低壓

B．低溫高壓

C．高溫高壓（2）研究發(fā)現(xiàn)，合成尿素反應分兩步完成，其能量變化如下圖甲所示：第一步：第二步：①圖中。②反應速率較快的是反應（填“第一步”或“第二步”）。Ⅱ．以和催化重整制備合成氣：。（3）在密閉容器中通入物質(zhì)的量均為的和，在一定條件下發(fā)生反應，的平衡轉化率隨溫度、壓強的變化關系如圖乙所示。①若反應在恒溫、恒容密閉容器中進行，下列敘述能說明反應到達平衡狀態(tài)的是（填序號）。A．容器中混合氣體的密度保持不變B．容器內(nèi)混合氣體的壓強保持不變C．反應速率：D．同時斷裂鍵和鍵②由圖乙可知，壓強（填“＞”“＜”或“＝”，下同）；Y點速率。③已知氣體分壓＝氣體總壓×氣體的物質(zhì)的量分數(shù)，用平衡分壓代替平衡濃度可以得到平衡常數(shù)，則X點對應溫度下的（用含的代數(shù)式表示）。（4）同溫下，某研究小組分別在容積相等的兩個恒容密閉容器中加入一定量的反應物，控制反應條件使其僅發(fā)生重整反應，獲得如下效據(jù)：容器編號起始時各物質(zhì)的物質(zhì)的量/mol平衡轉化率達到平衡時體系的壓強達到平衡時體系能量的變化i1200吸收熱量：ii2400①容器i中反應達到平衡時，生成的物質(zhì)的量為，容器ii中反應達到平衡狀態(tài)過程中吸收的熱量（填“＞”、“＜”或“＝”）。②容器i的容積變?yōu)樵瓉淼囊话?，則平衡轉化率（填“＞”“＜”或“＝”）?！咀兪?-3】回答下列問題。（1）已知下列反應的熱化學方程式：①②③i．反應①中，正反應活化能逆反應活化能(填“大于”“小于”或“等于”)。ii．反應③的反應熱。iii．若某溫度下反應①的平衡常數(shù)為，反應②的平衡常數(shù)為，則反應③的平衡常數(shù)(用含、的式子表示)。（2）硫酸在國民經(jīng)濟中占有極其重要的地位，下圖是工業(yè)接觸法制硫酸的簡單流程圖，試回答下列有關問題。①生產(chǎn)時先將黃鐵礦粉碎再投入沸騰爐，目的是。②25℃，101kPa時，每燃燒0.12kgFeS2就會放出853kJ熱量，寫出此狀況下FeS2燃燒的熱化學方程式：。③一定溫度下，在容積固定的密閉容器中發(fā)生反應：。下列選項能充分說明此反應已達到平衡狀態(tài)的是。A．密閉容器中SO2、SO3的物質(zhì)的量之比為1∶1B．密閉容器中壓強不隨時間變化而變化C．D．密