第04讲 化学反应的方向、化学反应的调控（练习）（教师版） 2025年高考化学一轮复习讲练测（新教材新高考）

第04讲化学反应的方向、化学反应的调控01模拟基础练【题型一】化学反应的方向 【题型二】化学反应的调控02重难创新练03真题实战练题型一化学反应的方向1．对于化学反应能否自发进行，下列说法中错误的是A．非自发过程在一定条件下可能变成自发过程B．若△H>0，△S＜0，任何温度下都不能自发进行C．若△H＜0，△S>0，任何温度下都能自发进行D．需要加热才能够进行的过程肯定不是自发过程【答案】D【解析】A．非自发过程在一定条件下可能变成自发过程,如铜和稀硫酸在电解条件下可发生，故A正确；B．若△H>0，△S＜0，则△H-T△S>0任何温度下都不能自发进行，故B正确；C．若△H＜0，△S>0，则△H-T△S<0任何温度下都能自发进行,故C正确；D．需要加热才能够进行的过程可能是自发过程，如碳酸钙高温分解，故D错误；故答案为：D5．下列说法中正确的是A．自发反应速率一定快 B．非自发反应也可能发生C．自发反应实际可能没有发生 D．自发反应的限度一定大【答案】BC【解析】A．反应的自发性和反应进行的速率快慢之间没有必然联系，能自发进行的反应不一定能快速发生反应，故A错误；B．非自发进行的反应在一定条件下也可以进行，如通电可以使水分解，故B正确；C．反应的自发性是反应能否进行的可能性的推断，并不是实际一定能发生，即能自发进行的反应实际可能没有发生反应，故C正确；D．反应的自发性和反应进行的限度之间没有必然联系，能自发进行的反应限度不一定大，故D错误；故选：BC。3．（2024·江苏南通·模拟预测）NH3快速消除烟气中的的反应原理为

。反应装置示意图如图所示。下列关于该反应的说法不正确的是A．该反应B．选择高效催化剂可降低反应的焓变C．选择高效催化剂可提高的转化率D．每消耗1molNH3，转移电子的数目约为【答案】B【解析】A．根据反应方程式可知，反应物气体系数之和小于生成物气体系数之和，即该反应ΔS＞0，故A说法正确；B．使用催化剂，可以降低活化能，但不能降低反应焓变，故B说法错误；C．选择高效催化剂，可以提高反应速率，即可以提高单位时间内NOx的转化率，故C说法正确；D．根据反应方程式可知，NH3中N元素化合价由-3价升高为0价，NO2、NO中N元素化合价降低，因此消耗1molNH3，转移电子物质的量为1mol×3=3mol，即转移电子数目是3×6.02×1023，故D说法正确；故答案为B。4．（2024·黑龙江绥化·模拟预测）一种综合处理含尾气的工艺流程如图所示。下列叙述错误的是A．“吸收”过程中发生反应的离子方程式为B．“吸收”和“氧化”两步反应均为熵减的反应C．分子和固体所含的化学键类型相同D．该流程中可以循环使用的物质为【答案】C【分析】具有还原性，具有氧化性，则“吸收”过程中发生反应的离子方程式为，空气氧化后，Fe2+被氧化为Fe3+，又重新得到，可循环使用。【解析】A．根据分析，“吸收”过程中发生反应的离子方程式为，A正确；B．“吸收”和“氧化”两步反应中，都有气体参与反应，而没有气体生成，“吸收”和“氧化”两步反应均为熵减的反应，B正确；C．分子中含有极性共价键，固体中含有离子键和极性共价键，则和所含的化学键类型不相同，C错误；D．在“吸收”过程中被消耗，在“氧化”过程中生成，则该流程中可以循环使用的物质为，D正确；故选C。5．（2024·山东聊城·二模）我国科学家研发出一种新型双温催化剂，该催化剂催化和合成(反应体系温度为495℃)的原理如图所示，下列分析错误的是A．“热”上的变化属于焓增、熵增的变化B．“热”有利于快速转化为NC．“冷”低于体系温度，有利于提高合成氨反应速率D．该催化剂能较好地解决传统合成氨工艺中存在的反应速率和平衡产率的矛盾【答案】C【分析】由图可知，“热”上的变化为：N2=N，“冷”上发生的变化为：H2=3H，氮原子和氢原子在“冷”上生成氨气，合成氨反应为放热反应，“热”高于体系温度，有利于氮氮共价键的断裂，加快反应速率，“冷”低于体系温度，有利于平衡向正反应方向移动，提高氨气的产率。【解析】A．由分析可知，“热”上的变化为：N2=N，氮气分子发生共价键断裂的变化为焓增、熵增的变化，故A正确；B．由分析可知，“热”高于体系温度，有利于氮氮共价键的断裂，加快反应速率，故B正确；C．由分析可知，“冷”低于体系温度，有利于平衡向正反应方向移动，提高氨气的产率，但降低温度不利于提高合成氨反应速率，故C错误；D．由分析可知，“热”高于体系温度，有利于氮氮共价键的断裂，加快反应速率，“冷”低于体系温度，有利于平衡向正反应方向移动，提高氨气的产率，所以该催化剂能较好地解决传统合成氨工艺中存在的反应速率和平衡产率的矛盾，故D正确；故选C。6．（2024·浙江金华·三模）在葡萄糖水溶液中，链状结构与环状结构的平衡关系及百分含量如下：下列说法不正确的是A．链状葡萄糖成环是-OH与-CHO发生加成反应的结果B．链状葡萄糖成环反应的，C．链状葡萄糖成环后，分子中多了一个手性碳原子D．水溶液中，吡喃葡萄糖比吡喃葡萄糖稳定【答案】B【解析】A．链状葡萄糖成环是-OH与-CHO发生加成反应，故A正确；B．链状葡萄糖成环反应，分子混乱程度降低，，故B错误；C．链状葡萄糖成环后，醛基变为羟基，醛基中的碳原子变为手性碳原子，分子中多了一个手性碳原子，故C正确；D．水溶液中，吡喃葡萄糖比吡喃葡萄糖含量高，更易形成吡喃葡萄糖，说明吡喃葡萄糖比吡喃葡萄糖稳定，故D正确；选B。7．（2024·湖北·一模）CaCN2可以作为固态氮肥，并改善土壤酸性，通过反应制备。下列说法错误的是A．该反应为熵增过程B．该反应实现了氮的固定C．该反应需在无水条件下进行D．的电子式为【答案】A【解析】A．已知反应中除N2为气体之外其余均为固体，即正反应是一个气体体积减小的方向，即该反应为熵减过程，A错误；B．由游离态的氮转化为化合态的氮的过程即为氮的固定，故该反应实现了氮的固定，B正确；C．由于CaC2能与水反应生成Ca(OH)2和C2H2，故该反应需在无水条件下进行，C正确；D．和CO2为等电子体，则其电子式为，D正确；故答案为：A。题型二化学反应的调控8．下列有关合成氨工业的说法正确的是A．N2的量越多，H2

的转化率越大，因此，充入的N2越多越有利于NH3的合成B．恒容条件下充入稀有气体有利于NH3

的合成C．工业合成氨的反应是熵增加的放热反应，在任何温度下都可自发进行D．工业合成氨的反应是熵减小的放热反应，在常温时可自发进行【答案】D【解析】A.N2的量越多，H2

的转化率越大，但加入过多的氮气，未反应的氮气会带走较多的热量，反而不利于氨气的合成，当投料比为n（N2）:n（H2）=1:2.8时，最有利于氨气的合成，故A错误；B.恒容条件下充入稀有气体，参与反应的各物质的浓度没有改变，则平衡不移动，对氨气的合成没有影响，故B错误；C.根据N2＋3H22NH3△H＜0可知，该反应为熵减小的放热反应，故C错误；D.根据△G=△H－T△S＜0时反应可以自发进行，该反应的△H＜0、△S＜0，所以在低温或常温下可自发进行，故D正确；答案选D。9．下列关于工业合成氨反应的说法正确的是A．使用铁做催化剂，可提高合成氨反应的速率和平衡转化率B．500℃左右比室温更有利于合成氨的反应，提高H2的平衡转化率C．合成氨采用2×107～5×107Pa，因为该压强下铁触媒的活性最高D．合成氨工业采用高压，不仅能提高转化率，还能缩短到达平衡的时间【答案】D【解析】A.催化剂可提高合成氨反应的速率，但不影响平衡移动，故不影响平衡转化率。故A错误；B.合成氨是放热反应，所以低温有利于平衡正向移动，利于提高H2的平衡转化率，但反应速率跟温度有关，温度越高速率越大，所以温度是取在既保证一定速率，又保证反应尽量向正反应方向移动，同时还要确保催化剂活性，因为催化剂活性跟温度关系很大，一般合成氨反应500℃是保证催化活性最大，不是为了使化学平衡向正反应方向移动，故B错误；C.合成氨的反应是分子数减小的反应，高压有利于向正反应方向移动，且能提高正反应速率，跟催化剂无关，故C错误；D.合成氨的反应是分子数减小的反应，高压有利于向正反应方向移动，且能提高正反应速率，故合成氨工业采用高压，不仅能提高转化率，还能缩短到达平衡的时间，故D正确；故选D。10.（2024·浙江杭州·模拟预测）已知烯经和在磺酸树脂()作用下可以生成，二元醇，其反应历程的示意图如下(R1、R2、R3、R4均表示烃基或H原子)。下列说法错误的是A．是该反应催化剂B．整个过程的总反C．操作时温度不能过高或过低D．过程中反应的原子利用率为100%【答案】A【解析】A．是该反应的催化剂，是中间产物，最后又转化为，A错误；B．从反应的起始和终止可以看出，整个过程的总反应为：，B正确;C．温度过高H2O2分解，温度过低反应速率慢，C正确；D．过程③中产物为一种，没有其它物质生成，原料分子中的原子全部转化成所需要的产物，原子利用率为100%，D正确；故选A。11．（2024·吉林长春·模拟预测）在盛有CuO/Cu2O载氧体的恒容密闭容器中充入空气，发生反应：2Cu2O(s)+O2(g)4CuO(s)

ΔH，平衡时O2的体积分数φ(O2)随反应温度T变化的曲线如图所示。下列说法错误的是A．该反应在低温条件下能自发进行B．在1030℃时加入催化剂，平衡时φ(O2)>21%C．1030℃，当气体密度不再随时间变化而变化时，反应达到了平衡状态D．985℃达到平衡状态后，充入纯氧，再次达到平衡后，O2浓度不变【答案】B【解析】A．升高温度，氧气含量增加，平衡逆向移动，则为放热反应，且反应为熵减的反应，根据可以自发可知，该反应在低温条件下能自发进行，A正确；B．催化剂通常能加快反应但不影响平衡的移动，不改变氧气含量，B错误；C．恒容密闭容器中，气体体积不变，气体的质量逐渐减少，所以密度一直在减小，当密度不变时，反应达到了平衡状态，C正确；D．985℃达到平衡状态后，充入纯氧不影响平衡常数，，则再次达到平衡后，，φ(O2)=10%，，O2浓度不变，D正确；故选B。12．（2024·江苏扬州·模拟预测）工业生产过程中发生反应。下列说法正确的是A．反应的平衡常数B．该反应、C．使用合适的催化剂，可以降低反应的活化能，加快反应速率D．上述反应中每消耗1mol，转移电子的数目约为【答案】C【解析】A．根据化学平衡常数数学表达式，该反应化学平衡常数表达式为K=，故A错误；B．该反应为放热反应，即ΔH＜0，该反应为气体系数减小的反应，为熵减，即ΔS＞0，故错误；C．使用催化剂，可以降低反应活化能，提高了活化分子百分数，加快反应速率，故C正确；D．消耗1mol氧气，转移电子个数为1×4×6.02×1023，故D错误；答案为C。13．（2024·江苏·一模）对于反应，下列有关说法正确的是A．该反应的B．该反应平衡常数的表达式为C．反应中每消耗22.4L（标准状况），转移电子数约为D．温度不变，提高或增大反应压强，均能提高反应速率和的转化率【答案】D【解析】A．该反应前后气体分子数减少，则，故A错误；B．该反应平衡常数的表达式为，故B错误；C．每消耗22.4L（标准状况），即1mol氧气时，转移4mol电子，转移电子数为，故C错误；D．增大浓度或增大压强均能提高化学反应速率，增大氧气的浓度或增大压强均有利于该反应正向移动，从而提高二氧化硫的转化率，故D正确；故选：D。14．（2024·江苏苏州·三模）合成氨反应为。下列说法正确的是A．该反应B．C．反应中每消耗转移电子D．实际生产中以低温、高压、高活性催化剂的条件来提高氨气产率【答案】C【解析】A．该反应为气体体积减小的反应，ΔS<0，A错误；B．ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和，ΔH=E(N≡N)+3E(H-H)-6E(N-H)，B错误；C．该反应中，H2中的H失电子化合价从0价转化为+1价，每消耗3molH2转移6mol电子，C正确；D．该反应为气体体积减小的放热反应，低温、高压化学平衡正向移动，但是使用高活性催化剂对化学平衡没有影响，无法提高氨气产率，D错误；故答案选C。15．（2023·海南·模拟预测）工业合成甲醇的反应为。反应相同时间，实验测得甲醇的产率与压强，温度的关系分别如图1，图2所示。下列叙述正确的是A．合成甲醇时压强越大越好 B．增大压强，正反应速率增大，逆反应速率减小C．合成甲醇的最佳温度为520K D．520K之前升高温度单位时间内甲醇的产率减小【答案】C【解析】A．虽然增大压强能加快反应速率、使平衡正向移动而提高甲醇的产率，但压强越大，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，故合成甲醇时不是压强越大越好，A项错误；B．增大压强，正、逆反应速率都增大，B项错误；C．根据图2可知，520K时甲醇的产率最大，合成甲醇的最佳温度为520K，C项正确；D．图示曲线为反应相同时间，520K之前反应未达到平衡状态，升高温度，反应速率加快，单位时间内甲醇的产率增大，D项错误；答案选C。16．（2024·全国·一模）2007年诺贝尔化学奖颁给了德国化学家格哈德•埃特尔(GerhardErtl)，以表彰他在固体表面化学研究中取得的开拓性成就。他的成就之一是证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨气的反应过程，模拟示意图如图。关于合成氨工艺，下列说法正确的是A．图①到图③的活化能减去图⑤到图③的活化能就是合成氨反应的反应热B．反应中有极性键的断裂与形成C．当温度、体积一定时，在原料气中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率D．合成氨反应使用的条件高温、高压是为了提高反应物的平衡转化率【答案】A【解析】A．图①到图③为氮气和氢气中的化学键断裂的过程，图⑤到图③为氨气中化学键的断裂的过程，故图①到图③的活化能减去图⑤到图③的活化能就是合成氨反应的反应热，A正确；B．该反应过程为氮气和氢气反应生成氨气，反应过程中只有非极性键的断裂和极性键的形成，B错误；C．当温度、体积一定时，在原料气中添加少量惰性气体不影响各组分的浓度，因此不影响平衡，不能提高平衡转化率，C错误；D．合成氨的反应是气体总体积减小的放热反应，故高压是为了提高反应物的平衡转化率，但高温不是为了提高转化率，D错误；故选A。17．（2024·江苏·三模）焦炉煤气(主要成分：CH4、CO2、H2、CO)在炭催化下，使CH4与CO2重整生成H2和CO。其主要反应为反应I：

反应II：

反应III：

反应IV：

在1×105Pa、将焦炉煤气以一定流速通过装有炭催化剂的反应管，CH4、CO、H2的相对体积和CO2的转化率随温度变化的曲线如图所示。相对体积、相对体积下列说法不正确的是A．温度低于900℃，反应I基本不发生B．850℃～900℃时，主要发生反应ⅣC．增大焦炉煤气流速一定能提高CO的相对体积D．工业生产上需要研发低温下CH4转化率高的催化剂【答案】C【解析】A．从图中可以看出，温度低于900℃时，CH4的相对体积基本上是100%，所以反应I基本不发生，A正确；B．850℃～900℃时，H2、CO的体积分数都增大，且增大的幅度相近，而CH4的相对体积略有减小，可能是CO2转化率增大的原因，所以反应I进行的幅度很小，反应Ⅱ、Ⅲ基本不发生，主要发生反应Ⅳ，B正确；C．从图中可以看出，4个反应均为生成CO的反应，且都为吸热反应，所以若想提高CO的相对体积，应选择升高温度，与增大焦炉煤气的流速无关，C不正确；D．图中信息显示，温度低于900℃，CH4的相对体积基本上是100%，则反应I基本不发生，所以工业生产上需要研发低温下CH4转化率高的催化剂，D正确；故选C。18．（2024·江苏·一模）恒压条件下，密闭容器中将CO2、H2按照体积比为1：3合成CH3OH，其中涉及的主要反应：Ⅰ．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49kJ·moI-1Ⅱ．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=41kJ·moI-1在不同催化剂作用下发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，在相同的时间段内的选择性和产率随温度的变化如图已知：CH3OH的选择性=下列说法正确的是A．保持恒温恒压下充入氮气，不影响CO的产率B．合成甲醇的适宜工业条件是约230°C，催化剂选择CZ(Zr-1)TC．使用CZ(Zr-l)T，230°C以上，升高温度甲醇的产率降低，原因是催化剂的活性降低D．使用CZT，230°C以上，升高温度甲醇的产率降低，是因为反应Ⅰ平衡逆向移动【答案】B【解析】A．充入氮气反应Ⅰ压强减小平衡逆向移动，H2和CO2增加从而导致反应Ⅱ的反应物浓度增大平衡正向，所以CO的产率增加，A项错误；B．相同条件下催化剂CZ(Zr-1)T选择性更高。此催化剂在230℃选择性最高且CH3OH的产率较高，所以甲醇的最适宜条件为约230°C、催化剂选择CZ(Zr-1)T，B项正确；C．230℃以上反应Ⅰ为放热反应升温平衡逆向，而反应Ⅱ为吸热反应升温平衡正向，导致甲醇的产率降低，C项错误；D．CZT，230°C以上甲醇的选择性低，且升温反应Ⅱ正向，所以该条件下主要以反应Ⅱ为主导致甲醇的产率降低，D项错误；故选B。19．（2024·上海·一模）有关合成氨和接触法制硫酸中SO2催化氧化的生产过程，下列叙述正确的是A．都采用较高温度提高产率 B．都是平衡正向移动的措施C．都采用较高压强提高速率 D．都按方程式的系数比投料【答案】B【解析】A．工业合成氨和制硫酸中SO2催化氧化的生产过程都选择了较高的温度，保证反应速率和催化剂的活性，A错误；B．合成氨过程中通过加压低温液化氨气，除去氨气，使得合成氨气的反应正向移动。接触法制硫酸中二氧化硫的催化氧化过程中，通过把热交换器和转化器合为一体，将二氧化硫转化为三氧化硫时产生的热量及时导出，使化学平衡向着生成三氧化硫的方向移动，B正确；C．工业合成氨是高温、高压、催化剂作用下发生的反应，合成三氧化硫是催化剂加热反应,采用常压是因为常压下二氧化硫转化率已经较高，增大压强，二氧化硫转化率变化不大，故C错误；D．工业合成氨氮气和氢气按照1：2.8投料比，二氧化硫的催化氧化是氧气过量，不是按化学方程式中的系数比投料，D错误；故选B。20．（23-24高三上·江苏·期中）NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应。工业尾气中的NH3可通过催化氧化为N2除去。将一定比例的NH3、O2和N2的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，NH3的转化率、生成N2的选择性[100%]与温度的关系如图所示。下列说法正确的是A．其他条件不变，升高温度，NH3的平衡转化率增大B．其他条件不变，在175～300℃范围，随温度的升高，出口处N2和氮氧化物的量均不断增大C．催化氧化除去尾气中的NH3应选择反应温度高于250℃D．高效除去尾气中的NH3，需研发低温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂【答案】D【解析】A．NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应，根据勒夏特列原理，升高温度，平衡向逆反应方向进行，氨气的平衡转化率降低，故A错误；B．根据图像，在175～300℃范围，氮气量先增后减，因为转化率低温区升高更快，故B错误；C．根据图像，温度高于250℃N2的选择率降低，且氨气的转化率变化并不大，浪费能源，根据图像，温度应略小于225℃，此时氨气的转化率、氮气的选择率较大，故C错误；D．氮气对环境无污染，氮的氧化物污染环境，因此高效除去尾气中的NH3，需研发低温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂，故D正确；答案为D。1．（2023·湖北·高考真题）工业制备高纯硅的主要过程如下：石英砂粗硅高纯硅下列说法错误的是A．制备粗硅的反应方程式为B．1molSi含Si-Si键的数目约为C．原料气HCl和应充分去除水和氧气D．生成的反应为熵减过程【答案】B【解析】A.和在高温下发生反应生成和，因此，制备粗硅的反应方程式为，A说法正确；B.在晶体硅中，每个Si与其周围的4个Si形成共价键并形成立体空间网状结构，因此，平均每个Si形成2个共价键，1molSi含Si-Si键的数目约为，B说法错误；C.HCl易与水形成盐酸，在一定的条件下氧气可以将HCl氧化；在高温下遇到氧气能发生反应生成水，且其易燃易爆，其与在高温下反应生成硅和HCl，因此，原料气HCl和应充分去除水和氧气，C说法正确；D.，该反应是气体分子数减少的反应，因此，生成的反应为熵减过程，D说法正确；综上所述，本题选B。2．（2023·江苏·高考真题）金属硫化物()催化反应，既可以除去天然气中的，又可以获得。下列说法正确的是A．该反应的B．该反应的平衡常数C．题图所示的反应机理中，步骤Ⅰ可理解为中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间发生作用D．该反应中每消耗，转移电子的数目约为【答案】C【解析】A．左侧反应物气体计量数之和为3，右侧生成物气体计量数之和为5，，A错误；B．由方程形式知，

，B错误；C．由题图知，经过步骤Ⅰ后，中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间形成了作用力，C正确；D．由方程式知，消耗同时生成，转移，数目为，D错误；故选C。3．（2022·湖北·高考真题）硫代碳酸钠能用于处理废水中的重金属离子，可通过如下反应制备：，下列说法正确的是A．不能被氧化 B．溶液显碱性C．该制备反应是熵减过程 D．的热稳定性比的高【答案】B【解析】A．中硫元素为-2价，还原性比较强，能被氧化，故A错误；B．类比溶液，O与S同主族，可知溶液显碱性，故B正确；C．由反应方程式可知，固体与液体反应制备了硫化氢气体，故该制备反应是熵增过程，故C错误；D．S的原子半径比O大，故C=S键长比C=O键长长，键能小，故的热稳定性比的低，故D错误；故选B。4．（2021·江苏·高考真题）N2是合成