化學(xué)反應(yīng)的方向與調(diào)控

［復(fù)習(xí)目標］1.知道化學(xué)反應(yīng)是有方向的，知道化學(xué)反應(yīng)的方向與反應(yīng)的焰變和嫡變有關(guān)。

2.認識化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的綜合調(diào)控在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中的重要作用。

考點一化學(xué)反應(yīng)的方向

■整合

1.自發(fā)反應(yīng)

在一定條件下，無需外界幫助就能自發(fā)進行的反應(yīng)稱為自發(fā)反應(yīng)。

2.炳和病變的含義

⑴端的含義

度量體系混亂程度的物理量，符號為嫡值越大，體系混亂度越大。同一條件下，不同物

質(zhì)有不同的貨商值；同一種物質(zhì)在不同狀態(tài)下嫡值也不同，一般規(guī)律是S(g)步⑴巳S(s)。

(2)嫡變的含義

AS=S(生成物)一S(反應(yīng)物)?；瘜W(xué)反應(yīng)的AS越大，越有利于反應(yīng)自發(fā)進行。

3.判斷化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)

AGO時，反應(yīng)能自發(fā)進行；

AG=0時，反應(yīng)處于平衡狀態(tài);

AG>0時，反應(yīng)不能自發(fā)進行。

五易錯辨析

1.同一物質(zhì)的固、液、氣三種狀態(tài)的嫡值相同()

2.非自發(fā)反應(yīng)，一定條件下也能使其反應(yīng)發(fā)生()

3.在其他外界條件不變的情況下，使用催化劑，可以改變化學(xué)反應(yīng)進行的方向()

4.需要加熱才能夠進行的反應(yīng)，肯定不是自發(fā)反應(yīng)()

5.A/MO,AA0的反應(yīng)在溫度低時不能自發(fā)進行()

6.一定溫度下，反應(yīng)MgCb(l)Mg(l)+Cb(g)的A/AO、A5>0()

7.反應(yīng)NH3(g)+HCl(g)=NH4CKs)在室溫下可自發(fā)進行，則該反應(yīng)的△/次()()

答案1.X2.V3.X4.X5.X6.V7.V

■提升關(guān)鍵能力

綜合判斷化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性

1.(2022?浙江1月選考，20)AB型強電解質(zhì)在水中的溶解(可視作特殊的化學(xué)反應(yīng))表示為

AB(s)=A"+(aq)+B「(aq),其焰變和婚變分別為△”和AS。對于不同組成的AB型強電解質(zhì)，

下列說法正確的是()

A.A8和AS均大于零

B.M■和AS均小于零

C.Mr可能大于零或小于零，AS大于零

D.A/f和AS均可能大于零或小于零

答案D

解析強電解質(zhì)溶于水有的放熱，如硫酸銅等；有的吸熱，如碳酸氫鈉等，所以在水中溶解

對應(yīng)的△〃可能大于零或小于零。滴表示系統(tǒng)混亂程度，體系越混亂，則嫡越大。AB型強電

解質(zhì)固體溶于水，存在燃的變化，固體轉(zhuǎn)化為離子，混亂度是增加的，但離子在水中存在水

合過程，這樣會引發(fā)水的混亂度的變化，讓水分子會更加規(guī)則，即水的混亂度下降，所以整

個溶解過程的端變AS取決于固體轉(zhuǎn)化為離子的嫌增與水合過程的M減兩個作用的相對大小

關(guān)系，若是前者占主導(dǎo)，則整個溶解過程靖增，即AS>0,反之，靖減，即AS<0。

2.(1)汽車燃油不完全燃燒時產(chǎn)生CO,有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去CO：2CO(g)=2C(s)+O2(g)=

已知該反應(yīng)的A〃>0,簡述該設(shè)想能否實現(xiàn)的依據(jù)：

(2)超音速飛機在平流層飛行時，尾氣中的NO會破壞臭氧層?？茖W(xué)家正在研究利用催化技術(shù)

將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2,化學(xué)方程式為2NO+2co2cO2+N2。反應(yīng)能

夠自發(fā)進行，則反應(yīng)的0(填“>”或“=")，理由是

1

(3)已知CaS04(s)+C0(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)+218kJ-mol_,該反應(yīng)能夠自

發(fā)進行的反應(yīng)條件是o

答案⑴不能實現(xiàn)，因為該反應(yīng)的AS<0,AG>0,反應(yīng)不可能自發(fā)進行該

反應(yīng)的AS<0,因該反應(yīng)能自發(fā)進行，根據(jù)AG=AH-TAS<0可知(3)高溫

3.[2022?湖南，17(1)]已知AG=A〃-TAS,AG的值只決定于反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)，忽略

△H、AS隨溫度的變化。若AGO,則該反應(yīng)可以自發(fā)進行。根據(jù)下圖判斷：600°C時，下列

反應(yīng)不能自發(fā)進行的是。

300

7200型也④=TiCl：(g)+o/g)

O一I..........i.....................

F100

工

)0

9、

V-300

C(s)+O2(g)=CO；(g)

-500

50060070080090010001100

溫度代

A.C(s)+O2(g)=CO2(g)

B.2C(s)+O2(g)=2CO(g)

C.TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g)

D.TiO2(s)+C(s)+2C12(g)=TiCl4(g)+CO2(g)

答案C

解析由圖可知，600°C時C(s)+O2(g)==CO2(g)的AGO,反應(yīng)自發(fā)進行，故A不符合題意;

600℃時2c(s)+O2(g)=2CO(g)的AGO,反應(yīng)自發(fā)進行，故B不符合題意；600℃時TiC)2(s)

+2C12(g)==TiC14(g)+O2(g)的AG>0,反應(yīng)不能自發(fā)進行，故C符合題意；根據(jù)蓋斯定律，

TiO2(s)+C(s)+2C12(g)=TiCl4(g)+CO2(g)可由A+C得到，且由圖中數(shù)據(jù)可知600℃時其

AGO,反應(yīng)自發(fā)進行，故D不符合題意。

考點二化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控——工業(yè)合成氨

■整合必備知識

1.化工生產(chǎn)適宜條件選擇的一般原則

條件原則

從化學(xué)反應(yīng)速率分析既不能過快，又不能太慢

既要注意外界條件對速率和平衡影響的一致性，又要注意

從化學(xué)平衡移動分析

對二者影響的矛盾性

增加易得廉價原料，提高難得高價原料的利用率，從而降

從原料的利用率分析

低生產(chǎn)成本

從實際生產(chǎn)能力分析如設(shè)備承受高溫、高壓能力等

從催化劑的使用活性分析注意催化劑的活性受溫度的限制

2.控制反應(yīng)條件的基本措施

(1)控制化學(xué)反應(yīng)速率的措施

通過改變反應(yīng)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(diào)控反應(yīng)速率。

(2)提高轉(zhuǎn)化率的措施

通過改變可逆反應(yīng)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(yīng)的限度，

從而提高轉(zhuǎn)化率。

■提升關(guān)鍵能力

一、工業(yè)合成氨適宜條件選擇

1.如圖是工業(yè)合成氨的工藝，根據(jù)流程解答下列問題:

液態(tài)NH,NH3+N2+H2

(1)工業(yè)合成氨是人類科學(xué)技術(shù)的一項重大突破,其熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

△〃=—92.4kJ-mori,結(jié)合反應(yīng)的化學(xué)方程式分析哪些措施可以提高合成氨的反應(yīng)速率？哪

些措施可以提高氮氣或氫氣的轉(zhuǎn)化率？

提示升高溫度、增大壓強、增大反應(yīng)物的濃度、使用催化劑等，都可以使合成氨的反應(yīng)速

率增大；降低溫度、增大壓強、增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度等有利于提高氮氣或氫氣

的轉(zhuǎn)化率。

(2)工業(yè)合成氨中，使用鐵觸媒作催化劑。

①鐵觸媒加快化學(xué)反應(yīng)速率的原因是什么？

提示使用鐵觸媒作催化劑改變了反應(yīng)歷程，降低了反應(yīng)的活化能，提高了活化分子的百分

數(shù)，有效碰撞次數(shù)增加，反應(yīng)速率加快。

②鐵觸媒能提高氫氣的平衡轉(zhuǎn)化率嗎？簡述理由。

提示不能。因為催化劑對化學(xué)平衡無影響。

③鐵觸媒能提高反應(yīng)混合物中氨的體積分數(shù)嗎？

提示能。因為實際合成氨過程為非平衡狀態(tài)下進行，反應(yīng)速率大，單位時間里生產(chǎn)的氨氣

的量多。

(3)合成氨時選擇500。。而不采用常溫主要考慮什么因素？

提示考慮速率因素，500℃時催化劑的催化活性最好。

⑷合成氨時一般采用的壓強為10MPa~30MPa的原因是什么？

提示合成氨時增大壓強盡管可以同時提高反應(yīng)速率和反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。但是，壓強越大，

對材料的強度和設(shè)備的要求也越高，增加生產(chǎn)投資將降低綜合經(jīng)濟效益。

(5)合成氨工業(yè)中，為提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，還采取哪些措施？

提示使氨氣冷卻成液氨并及時分離，分離后的原料氣循環(huán)使用。

■歸納總結(jié)

外部條件工業(yè)合成氨的適宜條件

壓強根據(jù)反應(yīng)器可使用鋼材的質(zhì)量及綜合指標來選擇壓強

溫度適宜溫度，700K左右

催化劑使用鐵觸媒做催化劑(為防止催化劑中毒，原料氣要凈化處理)

濃度N2和H2的物質(zhì)的量之比為1：2.8的投料比，將氨及時地從混合氣中分離出來

二、綜合分析其他工業(yè)生產(chǎn)的適宜條件

2.鉀是一種活潑的金屬，工業(yè)上通常用金屬鈉和氯化鉀在高溫下反應(yīng)制取。該反應(yīng)為Na(l)

+KC1(1)NaCl(l)+K(g)A^>0o

該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為K=c(K),各物質(zhì)的沸點與壓強的關(guān)系見下表：

壓強/kPa13.3353.32101.3

K的沸點/℃590710770

Na的沸點/℃700830890

NaCl的沸點/℃一一1437

KC1的沸點/℃一—1465

(1)在常壓下金屬鉀轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)從反應(yīng)混合物中分離的最低溫度約為,而反應(yīng)的最高

溫度應(yīng)低于o

(2)制取鉀的過程中，為了提高原料的轉(zhuǎn)化率可以采取的措施是=

(3)常壓下，當反應(yīng)溫度升高到900°C時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為0

答案(1)770℃890℃(2)降低壓強或移去鉀蒸氣、適當升高溫度(3/=旦玲

c(Na)

3.(2023?河南新鄉(xiāng)模擬)甲烷化反應(yīng)即為氫氣和碳氧化物反應(yīng)生成甲烷，有利于實現(xiàn)碳循環(huán)利

用。

已知涉及的反應(yīng)如下：

1

反應(yīng)I：CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)A^i=-206.2kJmor

反應(yīng)II：CO(g)+H2O(g)CC)2(g)+H2(g)NHi

1

反應(yīng)m：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)A/73=-165.0kJmor

積碳反應(yīng)(CO的歧化反應(yīng)和CH4的裂解反應(yīng)是催化劑積碳的主要成因)：2CO(g)CO2(g)

+C(s)(反應(yīng)W)；CH4(g)C(s)+2H2(g)(反應(yīng)V)。

回答下列問題:

(1)AH2kJmor'o

(2)在360℃時，在固定容積的容器中進行上述反應(yīng)(不考慮積碳反應(yīng))，平衡時CO和H2的轉(zhuǎn)

化率及CH4和CO2的產(chǎn)率隨必1垃變化的情況如圖1所示。

①圖中表示CO轉(zhuǎn)化率、C出產(chǎn)率變化的曲線分別是.(填字母)，A、C兩

點皿1的值相同，c點通過改變溫度達到A點，則A、B、C三點溫度由大到小的順序是

?(CO)

②按皿1=3：1向恒容容器內(nèi)投料，初始壓強為外，若僅發(fā)生I、II兩個反應(yīng)，達到平衡

"(CO)

時總壓為駟，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為0,則CH4的選擇性=%[CH4的選擇性=

4

"W-X100%]；反應(yīng)I的Kp=(用平衡分壓表示，分壓=總壓X物質(zhì)的量

n(CO2)+n(CH4)------------

分數(shù))。

(3)已知各反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度的變化曲線如圖2所示，相同時間內(nèi)甲烷產(chǎn)率隨溫度升高的

變化曲線如圖3。

圖2

CH&產(chǎn)率/%

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0溫度/t

200250300350400450500550600

圖3

由圖2可知，CO的歧化反應(yīng)屬于(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)，相同時間內(nèi)CH4

的產(chǎn)率在溫度高于330℃時降低的可能原因之一是催化劑活性降低，高溫導(dǎo)致催化劑活性降

低的原因是

答案(1)-41.2(2)?bcB=C>A②卻——~;(3)放熱高溫時，積碳反應(yīng)主

a(l+a)3Xpg

要發(fā)生CH4裂解，導(dǎo)致催化劑積碳，活性降低

1

解析(1)根據(jù)蓋斯定律知，反應(yīng)11=反應(yīng)I一反應(yīng)III,A7/2=A//I-A//3=-206.2kJ-moF

—(—165.0kJ，mo「i)=—41.2kJmoP'o

(2)①結(jié)合反應(yīng)，也垃越大，CO轉(zhuǎn)化率越大，直到接近100%,故b表示CO轉(zhuǎn)化率變化的

〃(CO)

曲線；隨著迪D的增大，CO接近完全轉(zhuǎn)化，CH4產(chǎn)率逐漸增大，直到接近100%,故c表

〃(CO)

示CH4產(chǎn)率變化的曲線；b表示CO轉(zhuǎn)化率變化的曲線，B、C均在曲線b上，溫度：B=C,

結(jié)合反應(yīng)I、II,兩反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，則溫度越低CO轉(zhuǎn)化率越高，A點轉(zhuǎn)化率高于C,

故溫度：B=C>Ao

②設(shè)起始投料〃(CO)=〃mol,則?(H2)=3Mmol,列出反應(yīng)I三段式:

CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)

起始/moln3n00

轉(zhuǎn)化/molX3xXX

平衡/moln-x3n~3xXX

反應(yīng)II前后氣體體積不變，反應(yīng)I前后總物質(zhì)的量減少2xmol,根據(jù)初始壓強為po,達到平

x+x+〃-x+3〃-3x3

衡時總壓為則解得x=0.5〃；CO的平衡轉(zhuǎn)化率為Q,列出反應(yīng)

4〃4,

II三段式:

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

起始/mol0.5〃0.5〃01.5n

轉(zhuǎn)化/molna~0.5nna~0.5nna—0.5〃na~0.5n

平衡/moln(\~a)w(l—a)〃(Q—0.5)?(1+Q)

則CH4的選擇性=-----------X100%=—%;平衡時，C0的分壓為"（l—"）x3po=

（q—0.5）〃+0.5〃a3〃4

（1—"）叫出的分壓為"（1+"）><320=（1+。）。。、CH4的分壓為g1義鄉(xiāng)外二次、H2O的分壓為

43〃443n48

(l-a>opo

,^^88

〃(1-Q)x/3(1-Q)/70

x70=反應(yīng)［的Kp=Fz_i_、n—~~o

3n4(I-MXT10、Q+不義而

4

課時精練

1.25°C、1.01X105pa時，反應(yīng)2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）AH=+109.8kJ-mor1,該反

應(yīng)能自發(fā)進行的原因是（）

A.該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)

B.該反應(yīng)是放熱反應(yīng)

C.該反應(yīng)是熠減小的反應(yīng)

D.該反應(yīng)的燧增大效應(yīng)大于能量效應(yīng)

答案D

2.下列反應(yīng)在任何溫度下均能自發(fā)進行的是（）

A.2N2（g）+O2（g）=2N2O（g）AH=+16kJmo「

B.Ag（s）+^C12（g）^=AgCl（s）AH——127kJmol1

C.HgO（s）^=Hg（l）+^O2（g）A//=+91kJmol1

D.H2O2（l）=1o2（g）+H2O（1）AH=-98kJmor'

答案D

解析A項，NH>0,ASO,在任何溫度下，AH-TAS>0,即任何溫度下反應(yīng)都不能自發(fā)進

行；B項，AH<0,AS<0,低溫下反應(yīng)能自發(fā)進行；C項，AH>0,A1s>0,較高溫度時能自發(fā)

進行；D項，NH<0,A5>0,在任何溫度下，NH-TNS<0,即在任何溫度下反應(yīng)均能自發(fā)進

行。

3.下列對化學(xué)反應(yīng)的預(yù)測正確的是（）

選項化學(xué)方程式己知條件預(yù)測

AA(s)=B(g)+C(s)AH>0它一定是非自發(fā)反應(yīng)

BA(g)+2B(g)=2C(g)+3D(g)能自發(fā)反應(yīng)A〃一定小于0

CM(s)+aN(g)=2Q(g)AH<0,自發(fā)反應(yīng)?？赡艿扔?、2、3

DM(s)+N(g)=2Q(s)常溫下，自發(fā)進行A/7>0

答案C

解析A(s)=B(g)+C(s)的AS>0,KH>0,在高溫條件下能自發(fā)進行，故A錯誤；A(g)+

2B(g)=2C(g)+3D(g)的AS>0,所以當A/fVO時，一定滿足A/f—TASVO,反應(yīng)一定能夠自

發(fā)進行，當時，高溫下，7As<0成立，也可以自發(fā)進行，故B錯誤：M(s)+

N(g)=2Q(s)的AS<0,當AH>0時，AH~TAS>0,一定不能自發(fā)進行，故D錯誤。

4.合成氨反應(yīng)達到平衡時，NIL的體積分數(shù)與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。根據(jù)此圖分析合

成氨工業(yè)最有前途的研究方向是()

瞬

東

生

投

g

E

N

O

A.提高分離技術(shù)

B.研制耐高壓的合成塔

C.研制低溫催化劑

D.探索不用N?和H2合成氨的新途徑

答案C

解析由題圖可知，NH3的體積分數(shù)隨著溫度的升高而顯著下降，故要提高NH3的體積分數(shù),

必須降低溫度，但目前所用催化劑鐵觸媒的活性最高時的溫度為500℃,故最有前途的研究

方向為研制低溫催化劑。

5.(2023?青島一模)2007年諾貝爾化學(xué)獎頒給了德國化學(xué)家格哈德?埃特爾(GerhardErtl),以

表彰他在固體表面化學(xué)研究中取得的開拓性成就。他的成就之一是證實了氫氣與氮氣在固體

催化劑表面合成氨氣的反應(yīng)過程，模擬示意圖如圖。關(guān)于合成氨工藝，下列說法正確的是

()

圖①圖②

現(xiàn)99落9―敘提,以吸/

圖③圖④圖⑤

20、60、念(分別代表NZ、H2、NH3)

A.圖①到圖③的活化能減去圖⑤到圖③的活化能就是合成氨反應(yīng)的反應(yīng)熱

B.反應(yīng)中有極性鍵的斷裂與形成

C.當溫度、體積一定時，在原料氣中添加少量惰性氣體，有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率

D.合成氨反應(yīng)使用的條件高溫、高壓是為了提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率

答案A

解析圖①到圖③為氮氣和氫氣中的化學(xué)鍵斷裂的過程，圖⑤到圖③為氮氣中化學(xué)鍵斷裂的

過程，故圖①到圖③的活化能減去圖⑤到圖③的活化能就是合成氨反應(yīng)的反應(yīng)熱，A正確；

該反應(yīng)過程中只有非極性鍵的斷裂和極性鍵的形成，B錯誤；當溫度、體積一定時，在原料

氣中添加少量惰性氣體不影響各組分的濃度，因此不影響平衡，不能提高平衡轉(zhuǎn)化率，C錯

誤；合成氨的反應(yīng)是氣體總體積減小的放熱反應(yīng)，故高壓是為了提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率，

但高溫不是為了提高轉(zhuǎn)化率，D錯誤。

6.已知體系自由能變化AG=AH-7AS,AG<0時反應(yīng)能自發(fā)進行，兩個氫化反應(yīng)的AG與溫

度的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是（）

8o

7

O4o

E

?o

工

)4o

9、-

V-8O

20040060080010001200

溫度/七

A.反應(yīng)①的ASO

B.反應(yīng)②在600℃時的反應(yīng)速率很快

C.溫度大于1000°C時，反應(yīng)①能自發(fā)進行

D.反應(yīng)②的A/7>0

答案C

解析反應(yīng)①隨溫度的升高，AG逐漸減小，則AS>0,故A錯誤；該題可以推測自發(fā)反應(yīng)時

的溫度，但無法推測什么溫度的反應(yīng)速率快慢，故B錯誤；反應(yīng)①在溫度大于1000℃時47<0,

故此時反應(yīng)①能自發(fā)進行，故C正確；根據(jù)圖像和數(shù)學(xué)知識可知，反應(yīng)②的△〃<（）,故D錯

、口

快1O

7.在密閉容器中投入一定量反應(yīng)物發(fā)生儲氫反應(yīng)：LaNi5（s）+3H2（g）LaNi5H6（s）AH=~

301kJmoF'o在某溫度下，達到平衡狀態(tài)，測得氫氣壓強為2MPa。下列說法不正確的是

（）

A.當LaNis的濃度不再變化時，該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)

B.若溫度不變，縮小容器的容積至原來的一半，重新達到平衡時H?的壓強等于2MPa

C.擴大容器的容積，重新達到平衡時"（上）增多

D.增大壓強，降低溫度，有利于儲氫

答案A

解析LaNis是固體，不能根據(jù)固體的濃度不變判斷反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，A錯誤；溫度不變,

縮小容器的容積至原來的一半，平衡常數(shù)Kp=一'—不變，則重新達到平衡時H2的壓強仍為

曲山）

2MPa,B正確；擴大容器的容積，相當于減小壓強，平衡向逆反應(yīng)方向移動，則"(H2)增多，

C正確；該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體分子總數(shù)減小的放熱反應(yīng)，因此增大壓強、降低溫度，平衡

正向移動，有利于儲氫，D正確。

8.已知反應(yīng)：CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)=起始以物質(zhì)的量之比為1：1充入反應(yīng)物,

不同壓強條件下，論的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化情況如圖所示(M、N點標記為上)。下列有關(guān)

說法正確的是()

100

90

80

70

60

50

40

350400500600700800

溫度/K

A.上述反應(yīng)的

B.N點時的反應(yīng)速率一定比M點的快

C.降低溫度，H2的轉(zhuǎn)化率可達到100%

D.工業(yè)上用此法制取甲烷應(yīng)采用更高的壓強

答案A

解析根據(jù)題圖，隨著溫度的升高，比的平衡轉(zhuǎn)化率降低，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，故

正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即A/MO,A項正確；N點壓強大于M點，M點溫度高于N點，因此無

法確定兩點反應(yīng)速率的快慢，B項錯誤；此反應(yīng)是可逆反應(yīng)，不能完全進行到底，C項錯誤;

采用更高的壓強對設(shè)備的要求更高，增加經(jīng)濟成本，D項錯誤。

9.將金紅石(TiCh)轉(zhuǎn)化為TiC14是生產(chǎn)金屬鈦的關(guān)鍵步驟。在1.0X105pa,將TiCh、C、Cl2

以物質(zhì)的量之比為1:2：2進行反應(yīng)，平衡體系中主要物質(zhì)的物質(zhì)的量分數(shù)(x)隨溫度變化理

論計算結(jié)果如圖所示。

Q7

S6

K(

)S5

繇

東S4

姍

S3

三

眼S2

晝

1

0.

02004006008001000120014001600

溫度”

下列說法不正確的是()

A.200?1600℃反應(yīng)達到平衡時，TiO2的轉(zhuǎn)化率均已接近100%

B.將400°C時的平衡體系加熱至800℃,平衡C⑸+CO2(g)2co(g)向正反應(yīng)方向移動

C.1000℃時，測得某時刻x(TiC14)=0.2。其他條件不變，延長反應(yīng)時間能使x(TiC14)超過該

溫度下平衡時的MTiCL)

D.實際生產(chǎn)時反應(yīng)溫度選擇900℃而不選擇200°C,其主要原因是900°C比200℃時化學(xué)

反應(yīng)速率更快，生產(chǎn)效益更高

答案c

解析在1.0X105Pa,將TiC>2、c、。2以物質(zhì)的量之比為1：2：2進行反應(yīng)：TiO2+2C+

2Cl2=^=TiCl4+2CO,三者完全反應(yīng)時，生成TiCl4>CO的物質(zhì)的量之比為1：2,此時TiCL(

的物質(zhì)的量分數(shù)約為33.3%,結(jié)合圖像可知，200?1600°。反應(yīng)達到平衡時，TiCL的物質(zhì)的

量分數(shù)約為33.3%,則TiO2轉(zhuǎn)化率均已接近100%,A正確；結(jié)合圖像可知，將400℃時的

平衡體系加熱至800℃,二氧化碳含量減小、一氧化碳含量增加，則平衡C(s)+

CO2(g)2co(g)向正反應(yīng)方向移動，B正確；延長時間不能改變平衡時物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率，C

錯誤。

10.(1)[2021?浙江6月選考，29(1)]實驗室可用銅與濃硫酸反應(yīng)制備少量SO2：Cu(s)+

1

2H2SO4(1)=CUSO4(S)+SO2(g)+2H2O(1)kJ-moP,判斷該反應(yīng)的自發(fā)性并說明

理由：=

(2)[2021?湖南，16(1)(2)]氨熱分解法制氫氣

相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)

化學(xué)鍵N三NH—HN—H

鍵能E/(kJ-mo「)946436.0390.8

在一定溫度下，利用催化劑將NH3分解為N2和H2?；卮鹣铝袉栴}：

1

①反應(yīng)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)NH=kJ-moF-

②己知該反應(yīng)的AS=198.9Jnol-LK-i,在下列哪些溫度下反應(yīng)能自發(fā)進行？

____________(填字母)。

A.25℃B.125℃C.225℃D.325℃

答案(1)任何溫度下都能自發(fā)進行，是因為A〃<0、A5>0

⑵①+90.8②CD

解析(2)①根據(jù)反應(yīng)熱=反應(yīng)物的總鍵能一生成物的總鍵能，2NH3(g)N2(g)+3H2(g)

A//=390.8kJmol_1X3X2-(946kJmor1+436.0kJmor1X3)=+90.8kJmor1o

②若反應(yīng)自發(fā)進行，則需AH-TASO,7>—=90-8X1°3J，tno1-^456.5K,即溫度應(yīng)高于

AS198.9Jmor^K-1

(456.5-273)℃=183.5℃。

1a

11.N2和H2生成NH3的反應(yīng)為:N2(g)+：H2(g)NH3(g)AH(298K)=-46.2kJ-moP'o

請回答:

（1）有利于提高合成氨平衡產(chǎn)率的條件有（填字母）。

A.低溫B.高溫C.低壓D.高壓E.催化劑

⑵夕以、夕用、PH,為各組分的平衡分壓，如夕n=/為。，。為平衡總壓，石碼為平衡系

統(tǒng)中氨氣的物質(zhì)的量分數(shù)，Nz、比起始物質(zhì)的量之比是1:3,反應(yīng)在恒定溫度和總壓強p（單

位是Pa）下進行，NH3的平衡產(chǎn)率是以，用分壓代替物質(zhì)的量濃度計算平衡常數(shù)七=

4(4/(2—(A/)

答案(1)AD(2)

3廊(1—助2

1Q

解析（2）由題意知，設(shè)起始〃（N2）=：mol,"32）=：mol,列三段式:

13

2N2(g)+|H2(g)NH3(g)

13

起始/mol--0

22

w3

轉(zhuǎn)化/mol—~ww

22

iw33

平衡/mol——-----ww

2222

442—(A7)

3?(1-面

12.[2020?全國卷I,28（2）（4）]硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品，接觸法制硫酸生產(chǎn)中的關(guān)鍵

工序是SO2的催化氧化：S02（g）+[02（g）—遮鯉-S03（g）AH=-98kJ-mol'o回答下列問

題：

（2）當S02（g）、02（g）和N2（g）起始的物質(zhì)的量分數(shù)分別為7.5%、10.5%和82%時，在0.5MPa、

2.5MPa和5.0MPa壓強下，SCh平衡轉(zhuǎn)化率a隨溫度的變化如圖（b）所示。反應(yīng)在5.0MPa、

550℃時的a=,判斷的依據(jù)是o

影響a的因素有。

（4）研究表明，SO2催化氧化的反應(yīng)速率方程為：kk?--1）08（1—"，）。式中：力為反應(yīng)速

a

率常數(shù)，隨溫度/升高而增大；a為SO2平衡轉(zhuǎn)化率，a'為某時刻SO2轉(zhuǎn)化率