专题06化学反应的方向及调控

专题06 化学反应的方向及调控
01自发过程和自发反应
1．自发过程
(1)含义：
(2)特点
①能量角度：体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或者放出热量)
②混乱度角度：在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向
③具有方向性：即过程的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程逆方向在该条件下肯定不能自发进行
2．自发反应
(1)定义：在给定条件下，可以自发地进行到显著程度的化学反应。

如：食品腐败
(2)自发反应的特征
①具有方向性，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，则其逆反应在该条件下肯定
食物在常温下会腐败，但是由腐败的食物变为食物是不可能自发进行的。

②体系趋向于从高能量状态转变为低能量状态。

如：煤炭在一定条件下会自发燃烧成低能量的二氧化碳。

③体系趋向于从有序体系转变为无序体系。

如：老师离开教室后，学生在无约束的状态下会自发地由有序的状态进入混乱的状态。

(3)应用
①可被用来完成有用功。

如：设计原电池
②非自发过程要想发生，必须对它做功。

如：通电将水分解为H2和O2
【温馨提醒】
①自发反应也需要一定条件引发反应，一旦反应后即可自发进行。

如：碳的燃烧需要点燃。

②一般的，如果一个过程是自发的，则其逆过程就是非自发的。

非自发过程要想发生，则必须对它做功，如利用水泵可将水从低处抽向高出，通电可将水分解生成氢气和氧气。

③判断某反应是否自发，只是判断反应的方向，与是否会发生、反应的快慢、反应的热效应无关。

3．自发过程的判断
(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。

02
熵和熵变
1．熵
(1)定义：
(2)符号和单位：S ，常用单位：J/(mol·K)
2．熵变
(1)定义ΔS
(2)计算公式：ΔS=生成物总熵反应物总熵
3．影响熵大小的因素 (1)同一条件下，不同的物质熵值不同 (2)同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关，对同一种物质不同状态时熵值大小为S(g)>S(l)>S(s)
(3)不同物质熵值的关系：
I 、物质组成越复杂→II 、对于原子种类相同的物质：分子中原子数越多→(4)物质的量越大，分子数越多，熵值越大
(5)反应过程中气体物质的量增加的反应是熵增大
(6)固体的溶解过程、墨水扩散过程和气体扩散过程是熵增大
4．熵判据——自发反应与熵变的关系
多数能自发进行的化学反应是熵增的反应。

熵变是与反应进行方向有关的因素之一，但因此，只根据熵变来判断反应进行的方向是不全面的。

03化学反应方向的判据
1．自由能变化：符号为ΔG ，单位为kJ·mol －
1。

2．自由能变化与焓变、熵变的关系：ΔG ＝ΔH －T ΔS 。

ΔG 不仅与焓变有关，还与温度
有关
3．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
4．综合焓变和熵变判断反应是否自发的情况：
【温馨提醒】
(1)在讨论过程的方向问题时，我们指的是没有外界干扰时体系的性质。

如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。

(2)过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率
(3)只适用于没有发生的反应
注：一般来说，如果一个过程是自发的，则其逆过程往往是非自发的
04合成氨反应的特点
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
(3)熵变：ΔS<0
(4)焓变：ΔH<0
2．原理分析
根据合成氨反应的特点，利用我们学过的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。

05合成氨适宜条件的选择
1．工业合成氨条件
(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。

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。

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。

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”
(4)浓度
①原理分析：在500 ℃和30 MPa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。

2．工业合成氨的适宜条件
4．流程分析
(1)原料气干燥、净化：除去原料气中的水蒸气及其他气体杂质，防止与催化剂接触时，导致催化剂“中毒”而降低或丧失催化活性
(2)压缩机加压：增大压强
(3)热交换：合成氨反应为放热反应，反应体系温度逐渐升高，为原料气反应提供热量，故热交换可充分利用能源，提高经济效益。

(4)冷却：生成物NH3的液化需较低温度采取迅速冷却的方法，可使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出来，以促使平衡向生成NH3的方向移动。

(5)循环使用原料气：因合成氨反应为可逆反应，平衡混合物中含有原料气，将NH3分离后的原料气循环利用，并及时补充N2和H2，使反应物保持一定的浓度，以利于合成氨反应，提高经济效益。

06工业生产中选择适宜生产条件的思路1．选择化工生产适宜条件的分析角度
(1)温度
(2)压强
(3)催化剂
①选用催化效率高的催化剂。

A+B C A+B D
③某些物质能够使催化剂中毒，失去活性。

(4)浓度：原料尽可能循环利用
(5)反应热的综合利用
(6)反应容器的选择
3．化学反应的调控
(1)
(2)
(3)
应速率和化学平衡的因素，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。

(4)控制的措施与效果
①加快或减慢反应速率(改变温度、浓度、压强，使用催化剂等)。

②提高或降低反应物的转化率(控制温度、浓度、压强等)。

③减少甚至消除有害物质的生成。

④控制副反应的发生。

(5)化工生产中控制反应条件的原则
在化工生产中，为了提高反应进行的程度而调控反应条件时，需要考虑控制反应条件的成本、安全操作、环境保护和实际可能性等。

(6)化工生产中调控反应的一般思路
1．下列反应属于非自发反应的是()
A．钠与水反应B．氢气在氧气中燃烧生成水
C．水分解变成氢气和氧气D．氨气和氯化氢相遇变成氯化铵
【答案】C
A．反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)能否自发进行，主要由△S决定
B．焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据
C．△H＜0、△S＞0的反应在任何温度下都能自发进行
D．冰在室温下自动融化成水，是因为体系混乱度增加
【答案】B
【解析】A项，气体的混乱度大于固体，该反应正反应为熵增反应，由熵判据可知熵增反应有自发进行的倾向，故A正确；B项，焓变、熵变均与反应自发性有关，因此焓变或熵变均不能单独作为反应自发性的判据，故B错误；C项，△H＜0、△S＞0，则△HT△S＜0，这样的反应在任何温度下都能自发进行，故C正确；D项，冰在室温下自动融化成水，是因为体系混乱度增加，△S＞0，故D正确；故选B。

4．下列反应△S>0的是( )
A．HCl(g)+NH3(g)=NH4Cl(s) B．2CO(g)=2C(s)+O2(g)
C．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)
【答案】D
【解析】A项，该反应为气体系数之和减小的反应，ΔS＜0，A不符合题意；B项，该反应为气体系数之和减小的反应，ΔS＜0，B不符合题意；C项，该反应为气体系数之和减小的反应，ΔS＜0，C不符合题意；D项，该反应为气体系数之和增大的反应，ΔS＞0，D 符合题意；故选D。

5．冰融化为水的过程的焓变和熵变正确的是()
A．ΔH>0，ΔS<0 B．ΔH<0，ΔS>0 C．ΔH>0，ΔS>0 D．ΔH<0，ΔS<0【答案】C
【解析】冰融化为水是熵增过程，该过程吸热，ΔH>0。

6．以下判断正确的是( )
A．C(s)+CO2(g)=2CO(g) △H＞0，该反应常温下不能自发
B．2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s) △H＜0，该反应高温才能自发
C．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小
D．放热反应都可以自发进行，而吸热反应不能自发进行
【答案】A
【解析】A项，在高温下△G=△H T△S＜0反应能进行，△H＞0，该反应常温下不能自发，故A正确；B项，△G=△H T△S＜0反应能进行，由于△H＜0，则该反应在常温就能自发进行，故B错误；C项，自发进行的反应熵值不一定增大，化学反应的方向由焓变和熵变共同决定，非自发反应的熵不一定减小，故C错误；D项，不能根据焓变判断反应的自发性，放热反应不一定都是自发进行的，吸热反应也可能是自发进行，如碳酸氢铵的分解，故D 错误；故选A。

A．自发反应是指不需要条件就能发生的反应
B．非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程
C．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂可以改变化学反应进行的方向
D．常温下，反应C(s)+CO2(g)2CO(g)不能自发进行，则该反应的△H＞0
【答案】D
【解析】A项，自发反应是指在一定温度和压强下，不需要外界帮助即可发生的化学反应，故A错误；B项，非自发过程在一定条件下可能变为自发过程，如碳酸钙受热分解的反应是熵增的吸热反应，属于在高温下进行的非自发过程，故B错误；C项，使用催化剂只能降低反应的活化能，加快反应速率，但不能改变化学反应进行的方向，故C错误；D 项，碳与二氧化碳生成一氧化碳的反应是熵增的反应，由常温下该反应不能自发进行可知，反应ΔH—TΔS＞0，则该反应的焓变ΔH＞0，故D正确；故选D。

11．(2023·云南省大理市高二期中)下列关于反应自发性的说法正确的是( )
A．△H＜0、△S＞0的反应，有利于自发进行
B．化合反应都是放热反应，分解反应都是吸热反应
C．凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的
D．自发反应在任何条件下都能自动进行，现象明显
【答案】A
【解析】A项，△H<0，△S>0，所有温度下△HT△S<0，反应自发进行，选项A正确；B项，大多数化合反应是放热反应，如C+CO22CO是吸热反应，大多数分解反应是吸热反应，尿素分解是放热反应，选项B错误；C项，不能单独用焓判据或熵判据判断反应的自发性，所以吸热反应不一定是非自发反应，熵增大的反应不一定是自发反应，选项C错误；D项，自发反应是在一定条件下进行的，选项D错误。

故选A。

12．对于化学反应方向的判断，下列说法中正确的是()
A．温度、压强一定时，放热的熵减小的反应一定能自发进行
B．温度、压强一定时，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向
C．反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素
D．固体的溶解过程与熵变无关
【答案】B
【解析】化学反应的方向由焓变和熵变共同决定，不能仅用焓变或熵变判断反应的方向。

度下都是能自发进行，故选C 。

16．下列反应在任何温度下均能自发进行的是( )
A ．2N 2(g)＋O 2(g)===2N 2O(g) ΔH ＝＋163 kJ·mol －1
B ．Ag(s)＋12
Cl 2(g)===AgCl(s) ΔH ＝－127 kJ·mol －1 C ．HgO(s)===Hg(l)＋12
O 2(g) ΔH ＝＋91 kJ·mol －1 D ．H 2O 2(l)===12
O 2(g)＋H 2O(l) ΔH ＝－98 kJ·mol －1 【答案】D
【解析】反应能自发进行的前提条件是反应的ΔH －T ΔS <0，温度的变化可能使ΔH －T ΔS 的符号发生变化。

A 项，ΔH >0，ΔS <0，在任何温度下，ΔH －T ΔS >0，即任何温度下，反应都不能自发进行；B 项，ΔH <0，ΔS <0，在较低温度下，ΔH －T ΔS <0，即反应温度不能过高；C 项，ΔH >0，ΔS >0，若使反应自发进行，即ΔH －T ΔS <0，必须提高温度，即反应只有在较高温度时能自发进行；D 项，ΔH <0，ΔS >0，在任何温度下，ΔH －T ΔS <0，即在任何温度下反应均能自发进行。

17．下列内容与结论相对应的是( )
【解析】物质由气态变为液态，体系混乱度减小，即ΔS <0，A 项不符合题意；硝酸铵固体溶于水是吸热过程，可自发进行，说明ΔS >0，B 项符合题意；ΔH >0，ΔS >0，根据复合判据可知，高温时ΔH －T ΔS <0，即高温条件下，反应能自发进行，C 项不符合题意；由ΔH <0，ΔS >0知，ΔH －T ΔS <0，故该反应在任意温度下都能自发进行，D 项不符合题意。

18．将1 molN 2 和5 molH 2充入某密闭容器中，控制适当条件使其充分反应生成NH 3。

下列关于合成氨反应的说法正确的是( )
A ．该反应是吸热反应
B ．温度越高，压强越大，氨的平衡产率越高
C ．达到限度时正逆反应速率相等
D ．该容器中最终得到2 molNH 3
【答案】C
【解析】A 项，合成氨反应为氮气和氢气在催化剂作用下生成氨气，反应为放热反应，A 错误；B 项，合成氨反应为放热、气体分子数减小的反应，低温、高压利于平衡正向移动
提高氨的平衡产率，B错误；C项，达到限度时，平衡不再移动，正逆反应速率相等，C正确；D项，该反应为可逆反应，反应不能进行完全，反应后容器中最终得到NH3的物质的量小于2mol，D错误；故选C。

19．(2023·河南省鹤壁市高二期末)化学反应的调控对于工业生产具有积极意义，下列关于调控措施的说法错误的是( )
A．硫酸工业中，为提高SO2的转化率，通入的空气越多越好
B．工业合成氨，从生产实际条件考虑，不盲目增大反应压强
C．工业合成氨，考虑催化剂的活性选择400~500℃的反应温度
D．炼铁高炉的进风口设置在下端有利于燃料充分利用
【答案】A
【解析】A项，在实际生产中为了增大二氧化硫的转化率通入稍过量的空气，若空气通入量过多，不仅会增大能源消耗、还会增大动力消耗、对设备的要求也高，A错误；B项，工业合成氨，从生产实际条件考虑，不盲目增大反应压强，若压强过大，不仅会增大能源消耗、还会增大动力消耗、对设备的要求也高，B正确；C项，工业合成氨，400~500℃时催化剂的活性最大、有利于提高反应速率、提高氨气产量，故选择400~500℃的反应温度，C 正确；D项，炼铁高炉的进风口设置在下端、固体从设备顶部加入，则有助于固体和气体充分接触、有利于燃料充分利用，D正确；故选A。

20．某工业生产中发生反应：2A(g)＋B(g)M(g)ΔH<0。

下列有关该工业生产的说法正确的是()
A．工业上合成M时，一定采用高压条件，因为高压有利于M的生成
B．若物质B廉价易得，工业上一般采用加入过量的B以提高A和B的转化率
C．工业上一般采用较高温度合成M，因温度越高，反应物的转化率越高
D．工业生产中常采用催化剂，因为生产中使用催化剂可提高M的日产量
【答案】D
【解析】加入过量B只能提高A的转化率，B的转化率降低；温度升高，平衡逆向移动，反应物的转化率降低；使用催化剂可降低反应的活化能，提高反应速率。

的方法，从而大太满足了当时日益增长的人口对粮食的需求。

下图是合成氨生产流程示意图，下列说法不正确的是( )
A．“干燥净化”可以防止催化剂中毒
B．“压缩机加压”既提高了原料的转化率又加快了反应速率
C．“冷却”提高了原料的平衡转化率和利用率
D．“铁触媒”在生产过程中需使用外加热源持续加热
【答案】D
【解析】A项，合成氨反应的原料中含有能使催化剂中毒的杂质，所以“干燥净化”可以防止催化剂中毒，故A正确；B项，合成氨反应是气体体积减小的反应，增大压强，化学反应速率加快，平衡向正反应方向移动，原料的转化率增大，所以“压缩机加压”既提高了原料的转化率又加快了反应速率，故B正确；C项，氨气易液化，冷却时氨气转化为液氨，生成物的浓度减小，平衡向正反应方向移动，原料的转化率增大，所以“冷却”提高了原料的平衡转化率和利用率，故C正确；D项，合成氨反应为放热反应，“铁触媒”在生产过程中可以通过反应放出的热量和热交换达到反应所需的温度，不需使用外加热源持续加热，故D
错误；故选D 。

24．硫酸是一种重要的化工产品，目前主要采用“接触法”进行生产。

有关接触氧化反应2SO 2+O
22SO 3的说法中正确的是( )
A ．只要选择适宜的条件，SO 2和O 2就能全部转化为SO 3
B ．该反应达到平衡后，反应就完全停止了，即正、逆反应速率均为零
C ．在达到平衡的体系中，充入由18O 原子组成的O 2后，SO 2中18O 含量减少，SO 3中18O 含量增多
D ．在工业合成SO 3时，要同时考虑反应速率和反应能达到的限度两方面的问题
【答案】D
【解析】该反应为可逆反应，SO 2和O 2不能全部转化为SO 3，A 错；达到平衡后反应不停止，正、逆反应速率相等，B 错；达到平衡后充入由18O 原子组成的O 2，平衡正向移动，SO 3中18O 含量增多，因为反应可逆，SO 2中18O 含量也增多，C 错。

故选D 。

催化剂 加热
．．．A．硫酸工业中，为使黄铁矿充分燃烧，可将矿石粉碎
B．硝酸工业中，氨的氧化使用催化剂是为了增大反应速率，提高生产效率
C．合成氨工业中，为提高氮气和氢气的利用率，采用循环操作
D．对于合成氨的反应，如果调控好反应条件，可使一种反应物的转化率达到100%【答案】D
【解析】A项，硫酸工业中，将矿石粉碎可以增大反应物的接触面积，有利于黄铁矿的充分燃烧，故A正确；B项，硝酸工业中，氨的氧化使用催化剂，可以降低反应的活化能，增大反应速率，提高生产效率，故B正确；C项，合成氨工业中，分离出液氨的混合气体中含有的氮气和氢气采用循环操作，有利于提高氮气和氢气的利用率，故C正确；D项，合成氨反应为可逆反应，可逆反应不可能完全反应，所以调控反应条件不可能使反应物的转化率达到100%，故D错误；故选D。

/C平衡时
0.1MPa
+3O 2(g)=2N 2(g)+6H 2O(g) ΔH 2= 1269.0 kJ•mol 1；则(5×②3×①)/2可得热化学方程式4NH 3(g) +6NO(g)5N 2(g) +6H 2O(g) ΔH=
，该反应的逆反应活化能为 E 逆
kJ•mol 1，即E 正E 逆=1812，则正反应的活化能为E 正= (E 逆1812)kJ•mol 1；
(2)①2NO(g)+2ICl(g)2NOCl (g)+I 2(g) ②2NOCl(g)2NO(g)+Cl 2(g)；③I 2(g)+Cl 2(g)2ICl(g)， 向VL 恒容密闭容器中加 2mol NO 和 2mol ICl 发生上述反应，达到平衡时，假设反应中一氧化氮的消耗量为xmol ，反应中NOCl 的消耗量为ymol ，反应中碘的消耗量为zmol ，则有容器中 NOCl (g)为xy=amol ，Cl 2(g)为0.5yz=b mol ，此时 I 2(g)的物质的量为(0.5xz)mol ，则因有0.50.52
x y y z x z ++-=- 则碘的物质的量为(0.5a+b)mol ，物质的量浓度为(a+2b)/2Vmol/L ；氯气的浓度为b/Vmol/L ，氯化碘的浓度为(2a2b)/V mol/L ，则反应③的平衡常数为
222(
)2()()2a b V a b b V V --+⨯=[2(22ba)2]/[(a+2b)b]。

(3)N 2O 在Pt 2O +表面上的反应为N 2O+Pt 2O +=N 2+Pt 2O 2+；(4)已知4CO(g) +2NO 2(g)4CO 2(g)+N 2 (g) ΔH 1 = 1200kJ•mol 1，该反应为放热的，熵减的反应，根据ΔG=ΔHTΔS ＜0能自发进行分析，在低温下能自发进行。

在催化剂乙作用下，图中 M 点氮气的产率较低，说明反应速率较慢，还没有到平衡，即对应的速率(对应温度400℃)v 正＞ v 逆，温度高于400℃，根据另一种催化剂催化下氮气的产率随温度的变化曲线可知，该反应仍未达到平衡状态，故N 2产率降低的原因一定是因为反应速率减小，故可能是温度升高导致催化剂活性降低。

30．合成氨对人类的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。

(1)反应N 2(g)+3H 2(g) 2NH 3(g)的化学平衡常数表达式为 。

(2)请结合下列数据分析，工业上选用氮气与氢气反应固氮，而没有选用氮气和氧气反应固氮的原因是 。

223
①该反应为(
②其他条件不变时，温度升高氨的平衡含量减小的原因是(填字母序号)。

A．温度升高，正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡逆向移动
B．温度升高，浓度商(Q)变大，Q>K，平衡逆向移动
C．温度升高，活化分子数增多，反应速率加快
D．温度升高，K变小，平衡逆向移动
③哈伯选用的条件是550℃、10MPa，而非200℃、10MPa，可能的原因是。

(4)图1表示500℃、60.0 MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。

根据图中M点数据计算N2的平衡体积分数；
(5)图2是合成氨反应平衡混合气中NH3的体积分数随温度或压强变化的曲线，图中L(L1、L2)、X分别代表温度或压强。

其中X代表的是(填“温度”或“压强”)；判断L1、L2的大小关系并说明理由。

【答案】(1)K=
() ()()
2
3
3
22 c NH
c N c H
(2)氮气与氢气反应的限度
．．．．．．．．．．(．或化学平衡常数
．．．．．．．)．远大于
．．．氮气与氧气反应的限度
(3)①放热②d ③提高合成氨反应的化学反应速率
(4)8% 压强
(5)L1<L2合成氨反应为放热反应，压强相同时，升高温度，N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，平衡逆向移动，NH3的体积分数降低。

【解析】(1)平衡常数指平衡时生成物浓度幂次方乘积比上反应物浓度幂次方乘积，故
该反应平衡常数表达式为K=
()
()()
2
3
3
22
c NH
c N c H
；(2)平衡常数越大，说明反应物转化率越高，
N2与H2反应的平衡常数远大于N2与O2反应的平衡常数，所以与H2反应时，N2转化率更高，故此处填：氮气与氢气反应的限度(或化学平衡常数)远大于氮气与氧气反应的限度；(3)①由数据知，温度升高，NH3的平衡含量降低，说明平衡逆向移动，故逆向为吸热反应，则正反应为放热反应，故此处填“放热”；②a项，温度升高，正逆反应速率都增大，a错误；b 项，温度升高瞬间，容器体积不变，气体浓度不变，故Q不变，但K减小，故平衡逆向移动，b错误；c正确，但未解释氨平衡含量减小的原因，c不符合题意；d项，温度升高，平衡逆向移动，K减小，导致氨平衡含量减小，d符合题意；故选d；③高温不利于平衡正向移动，故哈伯选择550℃不是考虑平衡移动的原因，而是为了增强催化剂的活性，加快反应速率，故此处填提高合成氨反应的化学反应速率；(4)M点对应H2、N2投料比为4，假设H2为4 mol，N2为1mol，平衡时N2转化x mol，列三段式如下：
平衡时气体总物质的量=(1x+43x+2x) mol=(52x) mol，则NH3的体积分数=
2x
×100%=40%
5-2x
，
解得x=5
7
，则N2的体积分数=；(5)若X代表温度，温度升
高，平衡逆向移动，NH3体积分数减小，与图示不符，故X代表压强，L代表温度；合成氨反应为放热反应，压强相同时，升高温度，N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) 平衡逆向移动，NH3的体积分数降低，故L2＞L1。

31．(2023·湖北省武汉市高二期中)工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已
mol和1 mol时，由于容器的容积是0.5 L，则c(NH3)=6 mol/L，c(N2)=4 mol/L，c(H2)=2 mol/L，Q c=，化学反应未达到平衡状态，化学反应正向进行，故反应速率：v(N2正)＞v(N2逆)；(4)A项，化学反应速率越快，单位时间内生产的产品越多，化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品，A正确；B项，勒夏特列原理即平衡移动原理，可指导怎样使用有限原料多出产品，B正确；C项，加了催化剂，平衡不移动，催化剂不能提高产品产率，C错误；D项，正确利用化学反应速率和化学反应限度理论都可以提高化工生产的综合经济效益，D正确；故选C。

33．(2023·新疆哈密高二期末)工业上合成氨是在一定条件下进行反应：N(g)＋3H(g)
能使平衡移动，故c正确；故选ac。