必考点04 化学反应的方向与调控-【对点变式题】2022-2023学年高二化学上学期期末必考题精准练（人教版2019选择性必修第一册）（原卷版）

必考点04化学反应的方向与调控题型一自发过程的判断例题1：对于反应，下列说法正确的是（）A．一定是自发反应 B．温度升高，化学反应速率加快C．增大压强，平衡一定向正反应方向移动 D．催化剂一定不参与反应例题2：下列过程是非自发的是（）A．水由高处向低处流B．氯气和溴化钾溶液的反应C．铁在潮湿空气中生锈D．室温下水结成冰【解题技巧提炼】1.根据条件判断：不是看是否需要条件，而是看是否需要持续施加外力(如加热等)。2.根据其逆向过程是否自发判断：若逆向过程自发，则正向过程一定不自发；若逆向过程不自发，则正向过程一定自发。题型二化学反应进行方向的判据例题3：已知。若在500℃和催化剂的作用下，该反应在容积固定的密闭容器中进行，下列说法正确的是（）A．因为△H<0，所以该反应有自发进行的趋势B．达到平衡时，SO2和SO3浓度一定相等C．因为△S<0，所以该反应一定不能自发进行D．升高温度是为了提高反应物的转化率例题4：下列说法不正确的是（）A．恒温恒压下，且的反应正向能自发进行B．相同物质的量的同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小C．反应在室温下可自发进行，则该反应的D．非自发的反应一定可以通过改变条件使其成为自发反应【解题技巧提炼】1．焓变与反应的方向：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．熵变与反应的方向(1)熵值大小①体系的熵值：体系的混乱程度越大，体系的熵值就越大。②同一物质的熵值：S(g)＞S(l)＞S(s)，同一条件下，不同物质的熵值不同。(2)熵判据：体系有自发地向混乱度增加(即熵增)的方向转变的倾向，因此可用熵变来判断反应进行的方向。(3)熵变与化学反应进行方向的关系①许多熵增的反应是自发的(多是气体分子数目增多的反应)，如2KClO3eq\o(=,\s\up7(MnO2),\s\do5(△))2KCl＋3O2↑；CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑等。②有些熵减的反应也可以自发进行，如：Ca(OH)2(aq)＋CO2(g)=CaCO3(s)＋H2O(l)。结论：只用熵判据判断反应是否自发不全面。3．自由能与化学反应的方向(1)自由能变化与焓变、熵变的关系：ΔG＝ΔH－TΔS。ΔG不仅与焓变有关，还与温度有关。(2)反应方向与自由能的关系：化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡。①当ΔG＜0时，反应能自发进行；②当ΔG＝0时，反应处于平衡状态；③当ΔG＞0时，反应不能自发进行。题型三化学反应的调控例题5：下列有关合成氨工业的说法正确的是（）A．合成氨工业的反应温度控制在400～500℃，目的是使化学平衡向正反应方向移动B．合成氨厂一般采用的压强为10MPa～30MPa，因为该压强下铁触媒的活性最高C．增大压强，正反应速率和逆反应速率均增大，但对正反应的反应速率影响更大D．的量越多，的转化率越大，因此，充入的越多越有利于的合成例题6：下列关于工业合成氨的说法正确的是（）A．工业合成氨采用20~50MPa，是因为该条件下催化剂的活性最好B．选择不同的催化剂会改变此反应的数值C．合成氨工业中采用低温以提高平衡转化率D．合成氨工业中采用循环操作，主要是为了提高氮气和氢气的利用率【解题技巧提炼】1．合成氨反应的特点合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。已知298K时：ΔH＝－92.4kJ·mol－1，ΔS＝－198.2J·mol－1·K－1。(1)自发性：常温(298K)下，ΔH－TΔS<0，能自发进行。(2)可逆性：反应为可逆反应。(3)体积变化(熵变)：ΔS<0，正反应是气体体积缩小的反应。(4)焓变：ΔH<0，是放热反应。2.选择适宜工业生产条件的流程(1)分析反应特点。主要分析反应的方向性、可逆性、反应热和熵变等。(2)原理分析。根据反应特点，利用影响反应速率的因素和勒夏特列原理分析增大反应速率、提高原料转化率的反应条件。(3)根据实验数据进一步分析反应条件，确定适宜条件的范围及催化剂的筛选。(4)根据工业生产的实际情况、经济效益及环保要求等最终确定适宜的条件。3.工业合成氨的适宜条件(1)压强①原理分析：压强越大越好。②选用条件：目前，我国合成氨厂一般采用的压强为10～30MPa。③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也越高，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①原理分析：低温有利于提高原料的平衡转化率。②选用条件：目前，在实际生产中一般采用的温度为400～500℃。③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。合成氨反应一般选择400～500℃进行的又一重要原因为铁触媒在500℃左右时的活性最大。(3)催化剂①原理分析：在高温、高压下，N2和H2的反应速率仍然很慢。②选用条件：通常采用加入以铁为主体的多成分催化剂，又称铁触媒。③选择催化剂的理由：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地进行反应。另外，为了防止混有的杂质使催化剂“中毒”，原料气必须经过净化。(4)浓度①原理分析：在500℃和30MPa时，平衡混合物中NH3的体积分数及平衡时N2和H2的转化率仍较低。②采取的措施：采取迅速冷却的方法，使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出去；应将NH3分离后的原料气循环使用，并及时补充N2和H2，使反应物保持一定的浓度。③采取该措施的理由：分离出NH3以促使平衡向生成NH3的方向移动，此外原料气的循环使用并及时补充原料气，既提高了原料的利用率，又提高了反应速率，有利于合成氨反应。题型一自发过程的判断1．下列说法正确的是（）A．“爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏”所涉及的反应是吸热反应B．任何熵增的反应都一定是自发反应C．使用催化剂能增加活化分子的百分数从而增大化学反应的速率D．“以醋制铜生绿”所涉及的是析氢腐蚀2．合成氨反应中物质的能量与反应过程的关系如图所示。已知键能、。下列说法正确的是（）A．一定条件下，反应能自发进行的原因是B．C．合成氨使用催化剂是为了提高反应物的平衡转化率D．合成氨使用高温的目的是提高反应物的平衡转化率，使用高压的目的是增大反应速率题型二化学反应进行方向的判据3．已知反应：

，运用该反应处理废气时有关说法正确的是（）A．增大压强有利于反应自发进行B．为了完全消除废气，可延长其反应时间C．降低反应温度可提高去除效率D．标准状况下，该反应中每生成11.2LNO转移电子的数目约为4．下列判断正确的是（）A．一定温度下，反应能自发进行，该反应的△H＜0B．H2O(g)变成液态水，△S＞0C．反应

△H＜0，△S＞0D．凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的题型三化学反应的调控5．下列关于化学反应的调控措施说法不正确的是（）。A．硫酸工业中，为提高的转化率，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．合成氨工业中，为提高氮气和氢气的利用率，采用循环操作6．下列不能用平衡移动原理解释的是（）A．工业合成氨体系中及时分离氨气以提高原料转化率B．将装有的密封玻璃球浸在热水中，玻璃球颜色加深C．工业上催化氧化成的反应，选用常压条件而不选用高压D．一氧化碳严重中毒者需要进高压氧舱中治疗一、选择题1．在下列变化中，体系的熵变小于0的是（）A．红墨水加到清水使整杯水变红 B．冰熔化C．铁器在潮湿的空气中生锈 D．蔗糖在水中溶解2．已知汽车尾气处理反应之一为：。该反应的、。则上述反应在下列什么条件下易自发进行（）A．高温 B．低温 C．任何温度下均不能 D．任意温度下均能3．下列变化过程中，的是（）A．干冰升华B．分解为和C．溴化钾溶于水D．与反应生成4．下列说法错误的是（）A．用综合判据来判断反应的自发性更合理B．△H＜0，△S＞0的反应在温度低时不能自发进行C．反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的△H＜0D．NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)

△H=+185.57kJ•mol-1能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向5．2021年11月，我国报道了新的合成氨催化剂设计策略，该技术可实现温和条件下的氨催化合成。对于反应

kJ⋅mol，下列说法正确的是（）A．高温条件有利于反应的自发进行B．升高温度，反应的化学平衡常数K增大C．增大压强，的转化率减小D．若反应放出92.4kJ热量，则过程中有3mol被氧化6．下列说法不正确的是（）。A．盐酸与碳酸氢钠的反应是吸热的B．乙烯聚合为聚乙烯是一个熵减的过程C．自发反应就是能较快进行的反应，非自发反应就是不可能发生的反应D．反应在低温下能自发进行，则该反应的7．下列说法中正确的是（）A．能够自发进行的反应一定能迅速进行B．ΔH-TΔS＜0的反应，不需要任何条件就可自发进行C．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程D．

ΔH＜0该反应能自发，必须满足b＜38．对于反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)

ΔH=-904kJ·mol-1，下列有关说法不正确的是（）A．该反应一定能自发进行B．达到平衡时，增大容器的体积，v(正)增加、v(逆)减小C．断裂1molN-H键的同时，断裂1molO-H键，说明该反应达到平衡状态D．使用合适的催化剂可以提高单位时间内NH3的转化率9．在一定温度下，氯气溶于水的过程为：①；②，下列说法错误的是（）A．B．②的平衡常数表达式为C．升高温度，氯水中的减小D．取氯水稀释，增大10．氮化硅是一种新型陶瓷材料，它可由二氧化硅与焦炭在氮气流中通过以下反应制得：

。根据勒夏特列原理，该反应的合适条件应为（）A．高温低压 B．低温低压 C．高温高压 D．低温高压11．下列关于化学反应方向的研究与判断，正确的是（）A．化学反应能否发生无需判据，只需实验检验即可B．反应NaHCO3(s)+NaHSO4(aq)=Na2SO4(aq)+CO2↑(g)+H2O(l)常温下能自发发生C．反应CO(g)=C(石墨，s)+O2(g)(△H=110.5kJ·mol-1△S=-89.36J·mol-1·K-1)能自发发生D．任何情况下，温度都不可能对反应的方向其决定性作用12．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是（）A．已知

，则摩尔燃烧焓为B．反应在常温下能自发进行，则该反应的C．已知

，

，则D．在稀溶液中：，若将含0.5mol的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合，放出热量大于57.3kJ13．德国化学家哈伯在合成氨方面的研究促进了人类的发展。合成氨的工业流程如图，下列说法错误的是（）A．增大压强既可以加快反应速率，又可以提高原料转化率B．升高温度既可以加快反应速率，又可以提高平衡转化率C．冷却过程中采用热交换有助于节约能源D．原料循环使用可提高其利用率14．在一定温度下、恒容密闭容器中，发生反应：，达平衡后，下列说法正确的是（）A．该反应的B．将平衡体系升温，平衡常数减小C．向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动D．向平衡体系中加入的平衡转化率增大15．下列叙述中错误的是（）A．常温下，2A(s)+B(g)=2C(g)+D(g)不能自发进行，则该反应△H一定大于0B．常温下，Fe3+(aq)+3SCN-(aq)Fe(SCN)3(aq)达到平衡后，加水稀释至原溶液体积的2倍，平衡逆向移动C．CO、O2与人体血液中的血红蛋白(Hb)建立如下平衡：CO+HbO2HbCO+O2，当CO中毒时，应将中毒患者转移至高压氧仓吸氧D．硫酸工业生产中，2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在高温、高压条件下进行16．下列说法或表示方法不正确的是（）A．CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝-801.3kJ/mol；结论：CH4的燃烧热为-801.3kJ/molB．在稀溶液中：ΔH＝-57.3kJ/mol，含的稀硫酸与含1molNaOH的固体混合，放出的热量大于57.3kJC．，在任何温度下均可自发进行D．2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g)在低温下能自发进行，则该反应的ΔH<0二、非选择题17．“绿水青山就是金山银山”，研究并消除氮氧化物污染对建设美丽家乡，打造宜居环境有重要意义。Ⅰ．已知：2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g)

ΔH1=-114kJ∙mol−1C(s)+O2(g)=CO2(g)

ΔH2=-393.5kJ∙mol−1N2(g)+O2(g)=2NO(g)

ΔH3=＋181kJ∙mol−1(1)若某反应的平衡常数表达式为K=，请写出此反应的热化学方程式_________，该反应自发进行的条件是_________。(填“高温”或“低温”或“任何温度”)Ⅱ．为避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染，需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中发生反应2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)

ΔH1=-746.8kJ∙mol−1(2)T℃时，将体积比为1：1的CO和NO的混合气体充入刚性容器中发生上述反应，每隔一定时间测得容器内的压强如下表所示：时间/min102030405060kPa1.081.020.970.930.900.900.90①反应开始10min内，以CO的压强变化表示该反应的平均反应速率为_________kPa/mol时，该反应的平衡常数Kp=_________kPa-1(用分数表示，Kp为用各气体分压表示的平衡常数。)②反应达到平衡后，若再向容器中加入2molCO2(g)和1molN2，再次达到平衡时NO的百分含量将_________(填“增大””减小”或”不变”)。(3)实验测得，v正=k正c2(NO)·c2(CO)，v逆=k逆c(N2)·c2(CO2)，k正、k逆为速率常数，只与温度有关)。①达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数_________(填“＞”“＜”或“”)k逆增大的倍数。②若在1L的密闭容器中充入1molCO和1molNO，在一定温度下达到平衡时，CO的转化率为40%，则_________。18．多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。回答下列问题：Ⅰ．硅粉与HCl在300℃时反应生成1molSiHCl3气体和H2，放出225kJ热量，(1)该反应的热化学方程式为_______。Ⅱ．将SiCl4氢化为有三种方法，对应的反应依次为：①SiCl4(g)+H2(g)SiHCl3(g)+HCl(g)△H１＞0②3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g)△H2＜0③2SiCl4(g)+H2(g)+Si(s)+HCl(g)=3SiHCl3(g)△H3(2)已知体系自由能变△G=△H-T△S，△G＜0时反应自发进行。三个氢化反应的△G与温度的关系如图1所示，可知：反应①能自发进行的最低温度是_______；相同温度下，反应②比反应①的△G小，主要原因是_______。(3)以上反应在不同温度下反应相同时间的某一时刻，反应②中SiCl4转化率如图2所示。下列叙述正确的是_______(填序号)。a．B点：v正＞v逆

b．v正：A点＞E点

c．反应适宜温度：480-520℃(4)反应③的△H3=_______(用△H1，△H2表示)。温度升高，反应③的平衡常数K_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。(5)由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质除SiCl4、SiHCl3和Si外，还有_______(填分子式)。19．我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。二氧化碳催化加氢制甲醇，可减少排放，并合成清洁能源。回答下列问题：(1)二氧化碳催化加氢制甲醇的总反应可表示为：

该反应一般认为通过如下步骤来实现：a.b.①若反应a为慢反应，图1中能体现上述反应能量变化的是_______(填字母)。②二氧化碳催化加氢制甲醇的总反应在起始物时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为，在下的、在下的如图2所示。图2中对应等温过程的曲线是_______(填“a”或“b”)。当时，的平衡转化率=_______(填分数)，反应条件可能为_______或_______。(2)时，向体积为的恒容密闭容器中通