考點28化學反應的方向、化學反應的調控

目錄

考情探究1

1.高考真題考點分布...........................................................................1

2.命題規(guī)律及備考策略........................................................................1

_2

考法01化學反應的方向........................................................................2

考法02化學反應的調控........................................................................5

Q

考情探究

1.高考真題考點分布

考點內容考點分布

2024?湖北卷,3分；2023?江蘇卷，3分；2023?湖北卷，3分；2022?江蘇卷，2022?湖

化學反應的方向

北卷3分；2022?浙江卷，2分；

化學反應的調控2023?遼寧卷，3分;

2.命題規(guī)律及備考策略

【命題規(guī)律】

高頻考點從近幾年全國高考試題來看，熠變、燧變與反應方向的關系、化學反應進行方向的判斷仍是高考

命題的熱點。

【備考策略】

AG=A—<0,反應能自發(fā)進行|

嫡及摘變?~

化學反應NAG=A"-7AS=0,反應處于平衡狀態(tài)|

的方向

T焙變I-----AG=AH-TAS>0,反應不能自發(fā)進行

化學反應

的方向及H催化劑選擇|

反應條件T溫度選擇

的選擇反應速率角鹿］一

—壓強選擇

化學反應條綜合效益

T濃度選擇>II

件的選擇

7

【命題預測】

預計2025年高考會以新的情境載體考查自發(fā)過程、判斷反應是否自發(fā)、調控化學反應條件，題目難度一

般較小。

考點梳理

考法01化學反應的方向

1.自發(fā)過程

⑴含義

在一定條件下，不需要就能自動進行的過程。

⑵特點

①體系趨向于從高能狀態(tài)轉變?yōu)闋顟B(tài)(體系對外部做功或釋放熱量)

②在密閉條件下，體系有從自發(fā)地轉變?yōu)榈膬A向性(無序體系更加穩(wěn)定)。

2.自發(fā)反應

(1)定義：在給定條件下，可以地進行到顯著程度的化學反應。

(2)自發(fā)反應的特征

①具有，即反應的某個方向在一定條件下是自發(fā)的，則其逆反應在該條件下肯定不自發(fā)。

②體系趨向于從狀態(tài)轉變?yōu)闋顟B(tài)。

③體系趨向于從轉變?yōu)椤?/p>

3.焰判據(jù)

(1)放熱過程中體系能量降低，AH<0,具有的傾向。

(2)實驗發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)放熱反應是可以進行的。

例如：Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s)AH=-216.8kJ/mol

(3)有些吸熱反應也可以進行，如Ba(OH)2?8H2。晶體與NH4cl晶體的反應是吸熱的，但是這個反

應卻是可以自發(fā)進行的，故不能只根據(jù)放熱或者吸熱來判斷化學反應的方向，焰變只是影響反應方向的一

種因素。

4.嫡判據(jù)

(1M商的定義

描述體系混亂程度的物理量，一般用s表示。贈值越大，體系的越大。

(2)源的大小

同種物質的燧值與其存在有關，S(g)>S(1)>S(s)o

(3)端判據(jù)

體系的混亂度(即燧值)增加，AS>0,反應有的傾向。

有些崎減的過程也能,如乙烯聚合為聚乙烯的反應，故贈變只是影響反應方向的一種因素。

5.復合判據(jù)(自由能AG)

在等溫、等壓條件下的封閉體系中(不考慮體積變化做功以外的其他功)，自由能的變化(符號為AG,單位

為kJ/mol)綜合反映了體系的焰變和嫡變對自發(fā)過程的影響：o這時，化學反應總是向著自

由能減小的方向進行，直到體系達到平衡。即：

當AGO時，反應能；

當AG=0時，反應處于；

當AG>0時，反應不能0

情況焙變嫡變自由能變化反應能否自發(fā)進行

①AH<0AS>0AG<0—

②\H>0AS<0AG>0—

③\H<QASVO無法判斷—

④XH>0A5>0無法判斷—

易錯辨析

--------------110

請判斷下列說法的正誤(正確的打“小，錯誤的打“X”)

(1)放熱過程有自發(fā)進行的傾向性，但并不一定能自發(fā)進行，吸熱過程沒有自發(fā)進行的傾向性，但在一定條

件下也可自發(fā)進行。()

(2)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)室溫下不能自發(fā)進行，說明該反應的AHVO。()

(3)某化學反應的AH=-122kJ-mo「i,AS=-431J-moF'-K-1,則此反應僅在低溫下自發(fā)進行。()

(4)—10℃的水結成冰，可用燧變的判據(jù)來解釋反應的自發(fā)性。()

(5)判斷過程的自發(fā)性能確定過程能否一定發(fā)生和過程發(fā)生的速率。()

(6)在其他外界條件不變的情況下，使用催化劑，可以改變化學反應進行的方向。()

(7)2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)在常溫下能自發(fā)進行，則該反應的△”>()()

(8)SO2(g)=S(g)+O2(g)AH>0,AS>0,該反應不能自發(fā)進行()

(9)SO2(g)+2H2s(g)=3S⑸+2H2(XDAKO,低溫下能自發(fā)進行()

(10)常溫下，反應C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自發(fā)進行，則該反應的△?>()()

典例引領

---------110

考向01考查反應方向及其判據(jù)

[例1](2024?河北秦皇島?一模)下列有關化學反應方向及其判據(jù)的說法中錯誤的是()

A.lmolH2O在不同狀態(tài)時的燧值：S[H2O(l)]<S[H2O(g)]

B反應CaCO3(s)=CaO(g)+CO2(g)AH>0能否自發(fā)進行與溫度有關

C.H2O2分解和HC1O分解均是自發(fā)過程，故這兩個反應的AH和AS的變化相同

D.常溫下，反應4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2。⑴=4Fe(OH)3(s)能自發(fā)進行，則該反應的AH<0

考向02考查是否自發(fā)進行

【例2】(2024?山西臨汾?二模)已知凡氣體分子總數(shù)增多的反應一定是燧增大的反應。一定條件下，下列反

應不能自發(fā)進行的是()

A.3O2(g)=2O3(g)AH>0

B.2C(s)+O2(g)=2CO(g)AH<0

C.N2(g)+3H2(g)-2NH3(g)AH<0

D.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)AH>0

【思維建?！扛蜃?、嫡變和溫度對化學反應方向的影響

AHASAH-TAS反應情況

一+永遠是負值在任何溫度下均自發(fā)進行

+一永遠是正值在任何溫度下均非自發(fā)進行

++低溫為正，高溫為負低溫時非自發(fā)，高溫時自發(fā)

一一低溫為負，高溫為正低溫時自發(fā)，高溫時非自發(fā)

對點提升

-------------II<1

【對點1】(2024?吉林長春?模擬)工業(yè)上利用NH3和CO2制取尿素［CO(NH2)2］，有關反應的熱化學方程式如

下：

反應I：2NH3⑴+CO2(g)-H2NCOONH4⑴A/7=t7kJmoF1

反應II：H2NCOONH4(1)H2O(1)+CO(NH2)2(1)AH=6kJ-mori

下列有關說法正確的是()

A.反應2NH3⑴+CO2(g)-=H2O(1)+CO(NH2)2(1)(a-b)kJ-moC

B.反應I在一定溫度下能自發(fā)進行，則a>0

C.生產(chǎn)過程中及時將水分離出去，可以加快反應II的正反應速率

D.同壓下，等質量的液態(tài)水和水蒸氣，水蒸氣的能量高

【對點2】(2024?江西吉安?模擬)下列說法正確的是()

A.放熱反應都能自發(fā)進行，吸熱反應都不能自發(fā)進行

B.電解水為自發(fā)反應

C.反應NH3(g)+HCl(g)=NH4CKs)在室溫下可自發(fā)進行，則該反應的AH>0

D.W(s)+xG(g)=2Q(g)AH<0,能自發(fā)進行，x可能等于1

考法02化學反應的調控

1.化學反應的調控

既要考慮合適的________因素又要考慮________因素。

含義通過改變反應條件使一個可能發(fā)生的反應按照某一方向進行

需要考在實際生產(chǎn)中常常需要結合設備條件、安全操作、經(jīng)濟成本等情況，綜合考慮影響化學反

慮的實應速率和化學平衡的因素，尋找適宜的生產(chǎn)條件。此外，還要根據(jù)環(huán)境保護及社會效益等

際因素方面的規(guī)定和要求做出分析，權衡利弊，才能實施生產(chǎn)

2.合成氨反應的特點

-SrEt

N2(g)+3H2(g).2NH3(g)△〃=—92.2kJ-mo「，AS=-198.2J-K-^mor^

催化劑

合一可逆性：反應為可逆反應

成一體積變化：正反應是氣體體積減小的反應

氨

一次含變：AHs。，嫡變：AS￡()

反

應—自發(fā)性：常溫(298K)下,AH-TASj^O,

熊自發(fā)進行

3.提高合成氨反應速率和平衡轉化率的條件比較

條件提高反應速率提高平衡轉化率綜合結果

壓強———

溫度——兼顧速率和平衡，催化劑活性

催化劑———

由反應速率方程可知，增大氮

______反應物的濃度，________反應物的濃度，且不斷

濃度氣、氫氣的濃度，減小______的

降低反應產(chǎn)物的濃度減小反應產(chǎn)物的濃度

濃度

4.工業(yè)合成氨的適宜條件

序號影響因素選擇條件

(1)溫度反應溫度控制在400?500°(￡右

(2)濃度N2、H2投料比為______o_____及時從混合氣中分離出去，剩余氣體_______

(3)壓強lx。?lx/pa

(4)催化劑選擇____做催化劑

5.合成氨工業(yè)的簡要流程

原料

氣的

制取

(除塵器)(壓縮機)(合成塔)(冷凝器)

①原料氣的制取

N2：將空氣液化、蒸發(fā)分離出N2或者將空氣中的。2與碳作用生成C02,除去C02后得N2。

H2：用水和燃料(煤、焦炭、石油、天然氣等)在高溫下制取。用煤和水制H2的主要反應為

C+H2O(g)^^CO+H2,CO+H2O(g)ttlPCO2+H2?

②制得的N2、H2需凈化、除雜質，再用壓縮機壓縮至高壓。

③氨的合成：在適宜的條件下，在合成塔中進行。

④氨的分離：經(jīng)冷凝使氨液化，將氨分離出來，為提高原料的利用率，將沒有完全反應的N2和H2循環(huán)送

入合成塔，使其被充分利用。

易錯辨析

-----------II<1

請判斷下列說法的正誤（正確的打“小,錯誤的打“X”）

⑴充入的N2越多越有利于NH3的合成。（）

（2）使氣態(tài)氨變成液氨后及時從平衡混合物中分離出去，可提高原料的利用率。（）

（3）在工業(yè)生產(chǎn)條件優(yōu)化時，只考慮經(jīng)濟性就行，不用考慮環(huán)保。（）

（4）合成氨反應選擇在700K左右進行的重要原因是催化劑在700K左右時的活性最大。（）

（5）一個化工生產(chǎn)的過程中只考慮反應的限度問題即可。（）

典例引領

--------------IK

考向01考查工業(yè)合成氨

【例1】（2024?湖北荊門?一模）合成氨反應的正反應是氣體體積減小的放熱反應。合成氨工業(yè)的生產(chǎn)流程

如下：

液氨

關于合成氨工業(yè)的說法中不正確的是（）

A.混合氣體進行循環(huán)利用遵循綠色化學思想

B.合成氨反應須在低溫下進行

C.對原料氣進行壓縮是為了增大原料氣的轉化率

D.使用催化劑可以提高反應的速率，但是不能使平衡向正反應方向移動

考向02考查化學反應原理在物質制備中的調控作用

[例2]（2024.安徽蕪湖?一模）在一定條件下探究二甲醛的制備反應為2CO（g）+4H2（g）-CH3OCH3（g）+

H2O（g）AH,測定結果如圖所示。下列判斷錯誤的是（）

A.該反應的AH<0

B.該反應伴隨著副反應的發(fā)生

C.工業(yè)上選擇的較適宜溫度為280?290℃

D.加入催化劑可以提高CH30cH3的產(chǎn)率

【思維建?！炕どa(chǎn)適宜條件選擇的一般原則

條件原則

從化學反應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，又要注意二者影響的矛盾性，

從化學平衡移動分析

盡可能使化學平衡向生成所需產(chǎn)物的方向移動

從原料的利用率分析增加易得廉價原料，提高難得高價原料的利用率，循環(huán)利用從而降低生產(chǎn)成本

既要注意理論上的需要，又要考慮實際生產(chǎn)（如設備條件、安全操作、經(jīng)濟成

從實際生產(chǎn)能力分析

本等）的可能性

①防止催化劑中毒，增加乳化裝置；

從催化劑的使用分析②溫度對催化劑活性的影響；

③應用催化劑的選擇性，控制副反應，提高產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本

對點提升

--------------II<1

【對點1］（2024?福建三明.模擬）合成氨反應達到平衡時，NH3的體積分數(shù)與溫度、壓強的關系如圖所

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

余

思

這

￡

1

之

O

A.提高分離技術

B.研制耐高壓的合成塔

C.研制低溫催化劑

D.探索不用N2和七合成氨的新途徑

【對點2】（2024?廣東湛江?模擬）苯乙烯是生產(chǎn)各種塑料的重要單體，可通過乙苯催化

脫氫制得：

5CH（H"）3OCHYH"）+H2（g）△-+123.5kJ-m。「。工業(yè)上，通常在乙苯（EB）蒸

氣中摻混N2（原料氣中乙苯和N2的物質的量之比為1：10,N2不參與反應），控制反應溫度為600°C,并保

持體系總壓為0.1MPa不變的條件下進行反應。在不同反應溫度下，乙苯的平衡轉化率和某催化劑作用下

苯乙烯的選擇性（指除了H2以外的產(chǎn)物中苯乙烯的物質的量分數(shù)）示意圖為

（2）摻入N2能提高乙苯的平衡轉化率，解釋說明該事實。

（3）用平衡分壓代替平衡濃度計算600℃時的平衡常數(shù)Kp=。（保留兩位有效數(shù)字，分壓=總壓x物

質的量分數(shù)）

（4）控制反應溫度為600℃的理由是-

好題沖關

基礎過關

------------II<1

1

1.（2024?江蘇蘇州?三模）合成氨反應為N2（g）+3Hz（g）B2NH3（g）AH--92.4kJ-moFo下列說法正確

的是

A.該反應AS>0

B.AH=E（N-N）+3E（H-H）-6E（N-H）

C.反應中每消耗3moiH2轉移6moi電子

D.實際生產(chǎn)中以低溫、高壓、高活性催化劑的條件來提高氨氣產(chǎn)率

2.（2024?天津和平?三模）下列說法正確的是

A.鍵角：NH3<NF3B.放熱反應不一定是自發(fā)進行的反應

C.酸性：FCH2COOH<C1CH2COOHD.吸熱反應一定是非自發(fā)進行的

3.（2023?上海徐匯.模擬預測）有關工業(yè)合成氨的說法錯誤的是

A.不斷移去液氨，有利于反應正向進行B.400~500℃時，原料的平衡轉化率最大

C.增大壓強，氨的分解速率增加D.原料氣須經(jīng)過凈化處理，以防止催化劑中毒

4.（2024?遼寧?模擬預測）向體積均為1L的甲、乙兩個恒容密閉容器中分別充入ImolO?和4moiHBr,發(fā)生

反應：4HBr（g）+O2（g）^i2Br2（g）+2H2O（g）AH。分別在絕熱、恒溫條件下進行，兩反應體系的壓強

隨時間的變化曲線如圖所示。下列說法錯誤的是

B.乙在恒溫條件下進行，AH<0

C.a點的正反應速率大于c點的正反應速率

D.甲條件下平衡常數(shù)K小于20.25

5.(2024?安徽?模擬預測)CO2催化加氫制甲醇，有利于減少溫室氣體，其反應式為

CO2(g)+3H2(g)^CH3OH(g)+H2O(g)AH<0,下圖為“仁02):〃(旦)=1:3,溫度在250℃下的甲醇的

物質的量分數(shù)X(CH3OH)與壓強p的關系及壓強在p=5xl()5pa下的甲醇的物質的量分數(shù)x(CH3OH)與溫

度t的關系，下列有關說法正確的是

p/105Pa

123456789

s—:1

sJ0

s9

(8

Hs.o

o7

xs.o

uo6

)s

xs5

s.o4

.o3

so..o2

s.o1

.o

.o200210220230240250260270280

A.由圖可知，隨壓強增大，平衡常數(shù)K增大

B.曲線a為250℃時等溫過程曲線

C.該反應在任何溫度下都能自發(fā)進行

D.當x(CH3OH)=0.1時，凡的平衡轉化率為53.3%

6.(2024?湖南?模擬預測)工業(yè)上，常用氨氣脫硝。向恒容密閉容器中充入NCh和NH3,發(fā)生反應:

8NH3(g)+6NO2(g)^7N2(g)+12H2O(g)AH,測得NCh的平衡轉化率與溫度投料比X

系如圖所示。凈反應速率△▽=*正)逆)。下列敘述正確的是

40

No

的

平0

5

衡

轉0

化

6

率

/%

70

溫度逐漸升高

A.該反應為吸熱反應，高溫下都能自發(fā)進行

B.投料比：X2<XI

C.平衡常數(shù)K：a=b>c

D.凈反應速率：a=b=c

7.（2024?吉林長春?模擬預測）在盛有CuO/CmO載氧體的恒容密閉容器中充入空氣，發(fā)生反應:

2Cu2O（s）+O2（g）^4CuO（s）AH,平衡時O2的體積分數(shù)中（。2）隨反應溫度T變化的曲線如圖所示。下列說

法錯誤的是

(1030,21)

%

/

(

d

)(985,10)

B

90010001100

77℃

A.該反應在低溫條件下能自發(fā)進行

B.在1030C時加入催化劑，平衡時（p（O2）>21%

C.1030℃,當氣體密度不再隨時間變化而變化時，反應達到了平衡狀態(tài)

D.985℃達到平衡狀態(tài)后，充入純氧，再次達到平衡后，02濃度不變

8.（2024.江蘇揚州.模擬預測）工業(yè)生產(chǎn)H2SO4過程中發(fā)生反應2so2（g）+5（g）U2so3（g）。下列說法正

確的是

A.反應的平衡常數(shù)長=豈黑譽D

C（SO3）

B.該反應AS<0、AH>0

C.使用合適的催化劑，可以降低反應的活化能，加快反應速率

D.上述反應中每消耗Imol。2,轉移電子的數(shù)目約為2x6.02x1023

9.（2024?湖南邵陽?三模）汽車尾氣凈化反應為：

2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)AH=-746.8kJ/mol、AS=-197.5J/(mol-K)o向IL密閉容器中充入

l.Ox10-3molNO>3.6xlO-3molCO,測得NO和CO的物質的量濃度與時間關系如圖所示。下列說法正確

的是

7

T

O

U

V

0

D

E

A.當體系中N2和CO2濃度比不變時達到平衡狀態(tài)

B.y—>Z段反應速率v(NO)=0.1mol/(L-s)

C.上述正反應在任何溫度下都能自發(fā)進行

D.該溫度下，上述反應的逆反應平衡常數(shù)K=2x10-4

10.(2024?江蘇南通?模擬預測)NH3快速消除煙氣中的N0.的反應原理為

催化劑

NO2(g)+NO(g)+2NH3(g)^=2N2(g)+3H2O(g)AH<0。反應裝置示意圖如圖所示。下列關于該反

應的說法不正確的是

A.該反應AS>0

B.選擇高效催化劑可降低反應的焰變

C.選擇高效催化劑可提高NO.的轉化率

D.每消耗ImolNE,轉移電子的數(shù)目約為3x6.02x1023

能力提升

----------1|<

11.(2024.河北衡水.三模)我國科研團隊研究MoS,電催化合成氨反應

[N2(g)+3H2(g)^2NH3(g)AH<0]時，發(fā)現(xiàn)不同電解質溶液對催化歷程的影響如圖所示，其中吸附在催

化劑表面的物種用*標注。下列說法錯誤的是

2

1一形成Li—S鍵合作用

—不形成Li—S鍵合作用

o

?x，_____I/

T

,

A.反應放熱是合成氨反應自發(fā)進行的主要助力

B.選用Li2so4作電解質的反應速率比選用K2SO4的快

C.電先吸附于催化劑表面再參加合成氨反應

D.形成Li-S鍵合作用時，合成氨反應的的絕對值更大

12.（2024?河北滄州?三模）工業(yè)上用Na2c固體作固硫劑，氫氣還原輝銅礦（MoS?）獲得鋁（Mo）的反應原

理為MoS2（g）+4H2（g）+2Na2co3（s）UMo（s）+2CO（g）+4H2O（g）+2Na2s（s）AH。在恒容密閉容器中進

行該反應，平衡時氣體的體積分數(shù)與溫度的關系如圖所示。下列說法錯誤的是

%

、

禁

中

患

及

￡

r及

z

B

M-

A.X、Y、Z分別代表H?、HQ、CO

B.該反應在高溫下可以自發(fā)進行

C.圖中a=30

D.升高溫度，反應體系中混合氣體的平均相對分子質量增大

13.（2024.安徽馬鞍山.三模）已知：反應I.COS（g）+H2（g）UCO（g）+H2s（g）

反應II.COS（g）+3H2（g）UCH30H（g）+H2s（g）

在恒壓條件下，按〃（COS）:〃（H2）=1:1投料比進行反應，含碳物質的平衡體積分數(shù)隨溫度的變化如圖所

zj\O

?化

H生

整轉

和的

?重2

Nh

CO

化CC

催與和

劑積

W

化C體

催

使對

該，相

，

下的

也氏

r盾化

2矛催、

的O

Oi炭C

率

T-在、

產(chǎn)）4

e是O1

F衡CrH

劑的o1r『C

平、oo，

化誤?m-m

錯和HJm1-J管

催、krk

析率2Jo9應

溫速1.k2反

分O72.m-.

雙應C41J1的

型列、24k3

下率反4=21劑

新,==

，速的H27化

種CHH1

示應在A=4催

一反：A3A

0所存炭

5出分）H

8圖氨中A有

發(fā)成成g（）

如化藝要2g（）裝

小研合Hg

0理變工主2O（過

5減家高（22

7原的氨+H通

移率1學增提成氣）H

的Ng+）+速

0上化為科）于煤（））

5嫡為合gg（流

6點轉的國℃利爐O（g（。

5、化統(tǒng)COO定

C的我9有焦2O示

QK增傳CC一

0AS4轉=2C

5度行使數(shù)）焰，決）為）==以所

5O模為速模）=）

溫進可C常于度解應g（g）氣圖

二度快三2（gg（

劑化溫?反2（如

0發(fā)，衡.溫屬?地O2煤

5催N系城要OO2線

4自化高平城系化好CO爐

是聊溫于體鹽主+CCH曲

易催升的體變較）+++焦

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%下ABCD1合ABCD1成反反反反在率

250

-T-CH4的相對體積

-的相對體積

-fCC>2的轉化率

-fCO的相對體積

700800900100011001200

77℃

產(chǎn)品氣V（CH,）

相對體積V（CH,）

原料氣V（CH,）

產(chǎn)品氣V（co或%）-原料氣V3或㈤

相對體積V（co或比）

原料氣V（m）

下列說法不正確的是

A.溫度低于900℃,反應I基本不發(fā)生

B.850℃?900℃時，主要發(fā)生反應IV

C.增大焦爐煤氣流速一定能提高CO的相對體積

D.工業(yè)生產(chǎn)上需要研發(fā)低溫下CH4轉化率高的催化劑

真題感知

----------110

1.（2024?湖北卷）在超高壓下轉化為平行六面體的分子（如圖）。下列說法錯誤的是

A.和。8互為同素異形體B.。8中存在不同的氧氧鍵

C.