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

專題04化學(xué)反應(yīng)的方向及調(diào)控題型1自發(fā)過程和自發(fā)反應(yīng)題型2化學(xué)反應(yīng)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(yīng)條件的分析題型5結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)的化學(xué)平衡綜合題▉題型1自發(fā)過程和自發(fā)反應(yīng)【例1】下列各說法中，正確的是A．能夠自發(fā)進行的反應(yīng)不一定都是放熱反應(yīng)B．能夠自發(fā)進行的反應(yīng)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(jié)成冰，可用熵變判據(jù)來解釋該變化過程的自發(fā)性【答案】A【解析】A．反應(yīng)放熱有利于反應(yīng)的自發(fā)進行，但焓變不是唯一的判據(jù)。能夠自發(fā)進行的反應(yīng)不一定都是放熱反應(yīng)，有些吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進行，A正確；B．有些自發(fā)進行的反應(yīng)需要在一定的溫度下才能發(fā)生，比如碳酸鈣的分解常溫很難自發(fā)進行，但加熱到一定溫度碳酸鈣分解為二氧化碳和氧化鈣，B錯誤；C．同一物質(zhì)：由固體→液體→氣體變化體系混亂程度增加，是熵增的過程，C錯誤；D．水結(jié)成冰是熵減小的過程，依據(jù)熵判據(jù)應(yīng)該是非自發(fā)的，D錯誤；故答案為：A。【變式1-1】下列反應(yīng)屬于非自發(fā)反應(yīng)的是A．鈉與水反應(yīng) 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【答案】C【解析】A．鈉與水在常溫下能夠發(fā)生反應(yīng)，A錯誤；B．雖然需要點燃或加熱，但反應(yīng)一旦發(fā)生，就能自發(fā)地進行下去，B錯誤；C．水分解變成氫氣和氧氣需要持續(xù)不斷的通電，所以水分解變成氫氣和氧氣是非自發(fā)的反應(yīng)，C正確；D．氨氣與氯化氫相遇變成氯化銨，在常溫條件下能夠發(fā)生，D錯誤；故選C。▉題型2化學(xué)反應(yīng)方向的判定【例2】下列對化學(xué)反應(yīng)預(yù)測正確的是選項化學(xué)方程式已知條件預(yù)測AM(s)＝X(g)+Y(s)?H＞0它是非自發(fā)反應(yīng)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【答案】C【解析】在等溫、等壓條件下，化學(xué)反應(yīng)的方向是由反應(yīng)的焓變和熵變共同決定的。化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進行的最終判據(jù)是吉布斯自由能變，自由能一般用?G來表示，且?G＝?H－T?S，當(dāng)?G＝?H－T?S＜0時，反應(yīng)向正反應(yīng)方向能自發(fā)進行；當(dāng)?G＝?H－T?S＝0時，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)；當(dāng)?G＝?H－T?S＞0時，反應(yīng)不能向正反應(yīng)方向自發(fā)進行；據(jù)此解答。A項，反應(yīng)氣體系數(shù)增大，為熵增大的反應(yīng)，?S＞0，?H＞0，在高溫條件下能自發(fā)進行，錯誤；B項，為氣體系數(shù)減小的反應(yīng)，?S＜0，當(dāng)?H＞0時，?H－T?S＞0，一定不能自發(fā)進行，錯誤；C項，反應(yīng)為氣體系數(shù)增大的反應(yīng)，?S＞0，所以當(dāng)?H＜0，一定滿足?H－T?S＜0，反應(yīng)一定能夠自發(fā)進行，當(dāng)?H＞0時，當(dāng)高溫時，?H－T?S＜0，成立，可以自發(fā)進行，正確；D項，反應(yīng)為氣體系數(shù)增大的反應(yīng)，?S＞0，由?H＞0，則滿足?H－T?S＜0，反應(yīng)在高溫下自發(fā)進行，錯誤。【變式2-1】已知反應(yīng)的為正值，為負值。設(shè)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【答案】D【解析】ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG<0時，反應(yīng)能自發(fā)進行。因為ΔH>0，ΔS<0，T>0，故ΔH－TΔS>0，此反應(yīng)任何溫度下非自發(fā)，D正確。【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(yīng)的C．

能否自發(fā)進行與溫度有關(guān)D．常溫下，反應(yīng)不能自發(fā)進行，則該反應(yīng)的【答案】B【解析】A．物質(zhì)聚集狀態(tài)不同熵值不同，同種物質(zhì)，氣體>液體>固體，的熵值：，A正確；B．該反應(yīng)為氣體體積減少的反應(yīng)，，若該反應(yīng)，則在任何條件下反應(yīng)都不能自發(fā)進行，而在常溫下能自發(fā)進行，說明該反應(yīng)的，B錯誤；C．該反應(yīng)的、，則反應(yīng)自發(fā)進行需要，該反應(yīng)在高溫能自發(fā)進行，反應(yīng)能否自發(fā)進行與溫度有關(guān)，C正確；D．反應(yīng)為，若該反應(yīng)為，則在任何溫度下反應(yīng)都能自發(fā)進行，常溫下，不能自發(fā)進行，說明反應(yīng)不是，則則該反應(yīng)的，D正確；答案選B?！咀兪?-3】某一化學(xué)反應(yīng)，一定條件下反應(yīng)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(yīng)自發(fā)進行；若改為其他不變，該反應(yīng)自發(fā)進行。(填“能”、“不能”或“可能”)。（4）反應(yīng)物鍵能之和數(shù)值生成物鍵能之和(填“>”“<”或“=”)（5）該反應(yīng)氧化還原反應(yīng)(填“是”“不是”或“可能是”)【答案】（1）<（2）>（3）能可能（4）<（5）可能是【分析】通過比較反應(yīng)物總能量和生成物總能量的大小可以看出反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，圖中反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，，E1代表反應(yīng)物斷鍵吸收的總能量，E2代表形成生成物時成鍵釋放的總能量?！窘馕觥浚?）根據(jù)反應(yīng)過程的能量變化可以看出反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，，所以Q<0.（2）根據(jù)方程式可以看出反應(yīng)后氣體總分子數(shù)大于反應(yīng)前氣體總分子數(shù)，是熵增加的反應(yīng)，所以熵變大于0。（3）由于該反應(yīng)，，所以，反應(yīng)能自發(fā)進行；若改為其他不變，，當(dāng)溫度低時可以使，所以該反應(yīng)可能自發(fā)進行。（4）由圖可知，E1代表反應(yīng)物斷鍵吸收的總能量，E2代表形成生成物時成鍵釋放的總能量，所以反應(yīng)物鍵能之和數(shù)值小于生成物鍵能之和。（5）該反應(yīng)沒有給出具體元素種類，無法進行明確判斷，可能是氧化還原反應(yīng)。▉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(zhuǎn)化率高C．熱交換的目的是預(yù)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【答案】B【分析】氮氣和氫氣混合氣體凈化干燥后經(jīng)過壓縮機加壓，進入熱交換加熱后在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)生成氨氣，再經(jīng)過熱交換后冷卻分離出液態(tài)氨，未反應(yīng)完的氮氣和氫氣可循環(huán)利用?！窘馕觥緼．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，A正確；B．合成氨一般選擇400~500℃進行，主要是讓鐵觸媒的活性最大，反應(yīng)速率增大，溫度升高，該反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率降低，B錯誤；C．熱交換將氨氣的熱量轉(zhuǎn)給N2和H2，目的是預(yù)熱原料氣，同時對合成的氨氣進行降溫利于液化分離，C正確；D．新型錳系催化劑將合成氨的溫度、壓強分別從400~500℃、10-30MPa降到了350℃、1MPa，顯著降低合成氨的能耗，D正確；故選B?！咀兪?-1】已知，工業(yè)上采用鐵觸媒作該反應(yīng)的催化劑。下列說法錯誤的是A．1mol與3mol混合后充分反應(yīng)放出的熱量小于92.4kJB．鐵觸媒能改變合成氨的反應(yīng)歷程，也能改變反應(yīng)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(yīng)速率，是因為單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目增多【答案】B【解析】A．氮氣和氫氣反應(yīng)生成氨氣的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，因此1molN2與3molH2混合后充分反應(yīng)放出的熱量小于92.4kJ，A正確；B．催化劑降低反應(yīng)活化能，不能改變反應(yīng)的焓變，B錯誤；C．選擇400~500℃的原因之一是鐵觸媒在該溫度下活性最大，C正確；D．催化劑能降低反應(yīng)的活化能，增大活化分子百分數(shù)，加快反應(yīng)速率，D正確；故選B?！咀兪?-2】下圖為工業(yè)合成氨的流程圖。圖中為提高原料轉(zhuǎn)化率而采取的措施是A．①②③ B．①③⑤ C．②④⑤ D．②③④【答案】C【解析】工業(yè)合成氨的化學(xué)方程式為N2+3H22NH3，反應(yīng)是可逆反應(yīng)，反應(yīng)前后氣體體積減小，反應(yīng)是放熱反應(yīng)；依據(jù)合成氨的流程圖，其中為提高原料轉(zhuǎn)化率而采取的措施為：增大壓強，平衡向體積減小的方向進行，提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率；液化分離出氨氣，促進平衡正向進行，提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率；氮氣和氫氣的循環(huán)使用，也可提高原料的轉(zhuǎn)化率，故答案為：C?！咀兪?-3】工業(yè)合成氨是人類科學(xué)技術(shù)的一項重大突破，目前已有三位科學(xué)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(guān)合成氨工業(yè)的說法正確的是___________A．工業(yè)合成氨的反應(yīng)是熵減小的放熱反應(yīng)，在低溫或常溫時可自發(fā)進行B．合成氨反應(yīng)中，反應(yīng)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(zhuǎn)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(yīng)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(xué)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(yīng)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。【答案】（1）AB（2）提高氮氣和氫氣轉(zhuǎn)化率（3）②（4）<大氣固氮為吸熱反應(yīng)，溫度高達2000℃時，K值仍然很小，正向進行的程度很小，轉(zhuǎn)化率很低，不適合大規(guī)模生產(chǎn)【解析】（1）A項，根據(jù)ΔG=ΔH-TΔS<0時反應(yīng)自發(fā)進行，該反應(yīng)ΔH<0，ΔS<0，則在低溫或常溫時自發(fā)進行，故A正確；B項，合成氨為放熱反應(yīng)，說明反應(yīng)物斷鍵吸收能量小于產(chǎn)物成鍵放出能量，故B正確；C項，合成氨廠一般采用的壓強為10MPa~30MPa，因為高壓利于氨的合成，且能提高反應(yīng)速率，與催化劑活性無關(guān)，故C錯誤；D項，N2的量越多，H2的轉(zhuǎn)化率越大，當(dāng)氫氣轉(zhuǎn)化至一定程度，多余的氮氣對反應(yīng)無促進作用，故D錯誤；故選AB；（2）合成氨的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，氮氣和氫氣不能完全轉(zhuǎn)化，循環(huán)使用可提高氮氣和氫氣轉(zhuǎn)化率；（3）①使用催化劑，只能提高反應(yīng)速率，不能提高產(chǎn)率；②恒溫恒容，增大原料氣N2和H2充入量，反應(yīng)物濃度增大，提高反應(yīng)速率，壓強增大，提高產(chǎn)率；③及時分離產(chǎn)生的NH3，可提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率，但不能提升反應(yīng)速率；④該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，可提高反應(yīng)速率，但平衡逆向移動，不能提高產(chǎn)率；⑤恒溫恒容，充入惰性氣體Ar使壓強增大，反應(yīng)物濃度不變，速率不變；所以要使氨的產(chǎn)率增大，同時又能提高反應(yīng)速率，可采取的措施②；（4）①在400℃下模擬工業(yè)固氮，某時刻c(N2)=c(H2)=c(NH3)=1mol·L-1，此時濃度商，說明平衡逆向移動，所以v正<v逆；②根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，溫度升高到2000℃，K=0.1，轉(zhuǎn)化率較低，不適合大規(guī)模生產(chǎn)。▉題型4工業(yè)生產(chǎn)中反應(yīng)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(yīng)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(yīng)，實驗測得碳的平衡轉(zhuǎn)化率隨壓強及溫度的變化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是A．上述正反應(yīng)為放熱反應(yīng)B．在4MPa、1200K時，圖中X點v(H2)正＜v(H2)逆C．在5MPa、800K時，該反應(yīng)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(zhuǎn)化率高【答案】C【解析】A．升高溫度，碳的平衡轉(zhuǎn)化率增大，則平衡正向移動，上述正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，A不正確；B．在4MPa、1200K時，圖中X點未達平衡，碳的轉(zhuǎn)化率應(yīng)不斷升高，直至達到平衡，所以v(H2)正＞v(H2)逆，B不正確；C．在5MPa、800K時，碳的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，則平衡時H2的物質(zhì)的量為amol，CH4的物質(zhì)的量為0.5amol，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為=，C正確；D．從圖中可以看出，從6MPa、1000K到10MPa、1000K，碳的平衡轉(zhuǎn)化率增大，但幅度不大，而對消耗的動力增加、對設(shè)備的要求提高，經(jīng)濟上不合算，所以工業(yè)上維持6MPa、1000K而不采用10MPa、1000K，D不正確；故選C?！咀兪?-1】硫酸工業(yè)中通過氧化氧化為：溫度/℃平衡時的轉(zhuǎn)化率45097.598.999.299.699.755085.692.994.997.798.3根據(jù)反應(yīng)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(zhuǎn)化率B．常壓下的轉(zhuǎn)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(yīng)物的轉(zhuǎn)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【答案】C【解析】A．空氣的成本較低，在實際生產(chǎn)中，通入過量的空氣，反應(yīng)物濃度增大，反應(yīng)速率加快，平衡正向移動，從而可提高成本較高的二氧化硫的轉(zhuǎn)化率，故A正確；B．由表格數(shù)據(jù)可知，在常壓及400～500℃時，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，繼續(xù)增大壓強，雖然二氧化硫的平衡轉(zhuǎn)化率會提高，但不明顯，且會增加設(shè)備成本，增大投資和能量消耗，故B正確；C．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，從理論上分析，溫度越低越有利于平衡正向移動，但溫度過低反應(yīng)速率太小，且影響催化劑的催化活性，所以工業(yè)上選擇溫度450～550℃，主要原因是考慮催化劑的活性最佳，故C錯誤；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，故D正確；故選C。【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(yīng)：，下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是已知：反應(yīng)Ⅰ：反應(yīng)Ⅱ：反應(yīng)Ⅲ：A．該反應(yīng)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(yīng)達到平衡時，環(huán)戊二烯和碘化氫的轉(zhuǎn)化率相等D．降低溫度，正反應(yīng)速率改變程度大于逆反應(yīng)速率改變程度【答案】C【解析】A．據(jù)蓋斯定律：Ⅰ-Ⅲ得C5H6(g)+2HI(g)?C5H8(g)+I2(g)ΔH=(-100.5+11)kJ?mol-1=-89.54kJ?mol-1，該反應(yīng)ΔH＜0，ΔS＜0，根據(jù)ΔG=ΔH-TΔS，在低溫時ΔG＜0，該反應(yīng)能自發(fā)進行，故A錯誤；B．該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，不利于提高環(huán)戊烯的產(chǎn)率，故B錯誤；C．起始將環(huán)戊二烯和HI物質(zhì)的量之比1：2，根據(jù)方程式，轉(zhuǎn)化環(huán)戊二烯和HI物質(zhì)的量之比1：2，則反應(yīng)達到平衡時，C5H6和HI的轉(zhuǎn)化率相等，故C正確；D．反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡正向進行，逆反應(yīng)速率改變程度大于正反應(yīng)速率改變程度，故D錯誤；故選：C。【變式4-3】某研究小組為探究催化劑對尾氣中CO、NO轉(zhuǎn)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(yīng)：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(zhuǎn)化率)，結(jié)果如圖所示。下列說法不正確的是A．適當(dāng)加壓有助于脫氮率的提高B．兩種催化劑均能降低反應(yīng)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(yīng)溫度下的平衡脫氮率【答案】D【解析】A．該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，適當(dāng)加壓，平衡正向移動，脫氮率增大，故A正確，不符合題意；B．催化劑可降低反應(yīng)的活化能，但不改變反應(yīng)的，故B正確，不符合題意；C．由圖可知，曲線Ⅱ中450℃左右脫氮率最大，則曲線Ⅱ中的催化劑的最適宜溫度為450℃左右，故C正確，不符合題意；D．因為該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡正向移動，則a點對應(yīng)溫度下的平衡脫氮率應(yīng)大于450℃下的脫氮率，故D錯誤，符合題意；答案選D。▉題型5結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)的化學(xué)平衡綜合題 【例5】一碳化學(xué)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(xué)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(yīng)：I：II：III：（1）當(dāng)反應(yīng)I達到平衡后，下列措施可提高正反應(yīng)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(yīng)II，則下列能說明反應(yīng)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(yīng)，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(yīng)速率vCO2=，最終達平衡時的轉(zhuǎn)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(yīng)混合物各，該時刻，正、逆反應(yīng)速率的大小關(guān)系為：(填“>”“<”或“=”)。（4）已知4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g)ΔH1=-1200kJ?mol-1，該反應(yīng)在(填“高溫”、“低溫”或“任何溫度”)下能自發(fā)進行?！敬鸢浮浚?）BC（2）D（3）0.03mol/(L?min)80%4＞（4）低溫【解析】（1）A．焦炭是固體，加入焦炭，反應(yīng)速率幾乎不變，故不選A；B．通入CO，生成物濃度增大，平衡逆向移動，逆反應(yīng)速率先增大后減小，正反應(yīng)速率增大，故選B；C．升高溫度，反應(yīng)速率加快，故選C；D．分離出氫氣，生成物濃度減小，平衡正向移動，逆反應(yīng)速率先減小后增大，正反應(yīng)速率減小，故不選D；選BC。（2）A．反應(yīng)前后氣體系數(shù)和相同，壓強是恒量，容器內(nèi)氣體的壓強不變，反應(yīng)不一定平衡，故不選A；B．根據(jù)質(zhì)量守恒定律，氣體總質(zhì)量是恒量，容器內(nèi)氣體的總質(zhì)量不變，反應(yīng)不一定平衡，故不選B；C．氣體總質(zhì)量不變、氣體總物質(zhì)的量不變，平均相對分子質(zhì)量是恒量，容器內(nèi)氣體的平均相對分子質(zhì)量不變，反應(yīng)不一定平衡，故不選C；D．單位時間內(nèi)，每有2mol鍵斷裂，同時有1mol鍵斷裂，正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài)，故選D；選D。（3）①0～5min內(nèi)，Δn(NO)=2.0mol-1.4mol=0.6mol，則Δn(CO2)=0.5×0.6mol=0.3mol，濃度變化量是0.15mol/L，則v(CO2)=0.15mol/L÷5min=0.03mol/(L?min)；根據(jù)表格數(shù)據(jù)，25min時，反應(yīng)已達到平衡，列化學(xué)平衡三段式（單位是mol），則最終達平衡時NO的轉(zhuǎn)化率a=×100%=80%，K==4；②保持溫度T℃不變，向該2L密閉容器中加入該四種反應(yīng)混合物各2mol，濃度均是1mol/L，Qc=＝1＜4，所以反應(yīng)正向進行，v正(NO)＞v逆(NO)。（4）已知4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g)ΔH1=-1200kJ?mol-1，該反應(yīng)為放熱的，熵減的反應(yīng)，根據(jù)ΔG=ΔH-TΔS＜0能自發(fā)進行分析，在低溫下能自發(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(zhuǎn)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(zhuǎn)化率，解釋說明該事實。（2）控制反應(yīng)溫度為600℃的理由是。（3）某機構(gòu)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(yīng)：CO2＋H2=CO＋H2O，CO2＋C=2CO。新工藝的特點有①CO2與H2反應(yīng)，使乙苯脫氫反應(yīng)的化學(xué)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【答案】（1）加入水蒸氣導(dǎo)致乙苯的分壓降低，平衡向氣體分子數(shù)大的方向移動，即正方向移動，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率提高（2）600℃，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率和苯乙烯的選擇性均較高，溫度過低，乙苯轉(zhuǎn)化率降低，溫度過高，苯乙烯選擇性下降，高溫可能使催化劑失活，耗能大（3）①②③④【解析】（1）該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，加入水蒸氣，導(dǎo)致乙苯的分壓降低，平衡(g)(g)+H2(g)正向移動，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率提高；（2）由圖得出，600℃，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率和苯乙烯的選擇性均較高，溫度過低，乙苯轉(zhuǎn)化率降低，反應(yīng)速率也減慢，溫度過高，苯乙烯選擇性下降，而且高溫可能使催化劑失活，耗能大；（3）①CO2消耗H2，使乙苯脫氫反應(yīng)的化平衡正向移動，提高產(chǎn)率，①合理；②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，不用高溫水蒸氣，可降低能量消耗，②符合；③該工藝發(fā)生反應(yīng)：CO2＋H2=CO＋H2O，CO2＋C=2CO，將C消耗，有利于減少積炭，③符合；④CO2能與H2反應(yīng)，有利用CO2資源利用，④符合；綜上所述，①②③④均合理，故選①②③④?！咀兪?-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(guān)注。Ⅰ．以和為原料合成尿素。（1）有利于提高平衡轉(zhuǎn)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(yīng)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(yīng)速率較快的是反應(yīng)（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(yīng)，的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強的變化關(guān)系如圖乙所示。①若反應(yīng)在恒溫、恒容密閉容器中進行，下列敘述能說明反應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)物，控制反應(yīng)條件使其僅發(fā)生重整反應(yīng)，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(zhuǎn)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(yīng)達到平衡時，生成的物質(zhì)的量為，容器ii中反應(yīng)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)樵瓉淼囊话耄瑒t平衡轉(zhuǎn)化率（填“＞”“＜”或“＝”）?！敬鸢浮浚?）B（2）72.5第一步（3）BD<>（4）1mol＜=【解析】（1）由可知，該正反應(yīng)方向為氣體體積減小的放熱反應(yīng)，因此低溫高壓有利于平衡正向移動，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率提高，故選B。（2）①已知，由圖可知，=72.5kJ/mol；②由圖可知，第一步的活化能比第二步小，活化能越小，反應(yīng)速率越快，則反應(yīng)速率較快的是第一步反應(yīng)。（3）①A．在恒溫、恒容密閉容器中發(fā)生，參加反應(yīng)的各組分都是氣體，密度不變不能說明反應(yīng)達到平衡，A錯誤；B．反應(yīng)正向氣體體積增大，恒容容器中，壓強隨著反應(yīng)正向進行而增大，壓強不變時說明各組分的含量不再變化反應(yīng)達到平衡，B正確；C．和均表示正反應(yīng)速率，化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，任意時刻都有，不能說明反應(yīng)達到平衡，C錯誤；D．?dāng)嗔?molC-H鍵時生成1molH-H鍵，同時又斷裂1molH-H鍵，正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速，反應(yīng)達到平衡，D正確；故選BD；②反應(yīng)正向氣體體積增大，增大壓強，平衡逆向移動，甲烷的轉(zhuǎn)化率減小，結(jié)合圖中信息可知，p1<p2；Y點甲烷轉(zhuǎn)化率低于平衡時轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)正向進行，v正>v逆；③X點對應(yīng)溫度下甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，可列三段式：平衡常數(shù)Kp=。（4）①已知，即生成2molCO時放出247kJ熱量，容器ⅰ放出熱量123.5kJ，即生成的CO為1mol；容器ii的投料為容器ⅰ的2倍，在恒溫恒容的容器中相當(dāng)于增大壓強，平衡會逆向移動，即生成CO小于2mol，所以放出的熱量會小于247kJ；②容器ⅰ的體積若變成原來的一半，則與容器ii的壓強相等，二者為等效平衡，故轉(zhuǎn)化率等于容器ii?！咀兪?-3】回答下列問題。（1）已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：①②③i．反應(yīng)①中，正反應(yīng)活化能逆反應(yīng)活化能(填“大于”“小于”或“等于”)。ii．反應(yīng)③的反應(yīng)熱。iii．若某溫度下反應(yīng)①的平衡常數(shù)為，反應(yīng)②的平衡常數(shù)為，則反應(yīng)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