考点28化学反应的方向、化学反应的调控（核心考点精讲精练）-备战2025年高考化学一轮复习考点帮（新高考）（解析版）

考点28化学反应的方向、化学反应的调控目录TOC\o"1-3"\h\u 11.高考真题考点分布 12.命题规律及备考策略 1 2考法01化学反应的方向 2考法02化学反应的调控 5 91.高考真题考点分布考点内容考点分布化学反应的方向2024·湖北卷，3分；2023·江苏卷，3分；2023·湖北卷，3分；2022·江苏卷，2022·湖北卷3分；2022·浙江卷，2分；化学反应的调控2023·辽宁卷，3分；2.命题规律及备考策略【命题规律】高频考点从近几年全国高考试题来看，焓变、熵变与反应方向的关系、化学反应进行方向的判断仍是高考命题的热点。【备考策略】【命题预测】预计2025年高考会以新的情境载体考查自发过程、判断反应是否自发、调控化学反应条件，题目难度一般较小。考法01化学反应的方向1.自发过程(1)含义在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。(2)特点①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量)②在密闭条件下，体系有从有序自发地转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。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。(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不自发。②体系趋向于从高能量状态转变为低能量状态。③体系趋向于从有序体系转变为无序体系。3．焓判据(1)放热过程中体系能量降低，ΔH＜0，具有自发的倾向。(2)实验发现，大多数放热反应是可以自发进行的。例如：Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s)ΔH=-216.8kJ/mol(3)有些吸热反应也可以自发进行，如Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应是吸热的，但是这个反应却是可以自发进行的，故不能只根据放热或者吸热来判断化学反应的方向，焓变只是影响反应方向的一种因素。4．熵判据(1)熵的定义描述体系混乱程度的物理量，一般用S表示。熵值越大，体系的混乱度越大。(2)熵的大小同种物质的熵值与其存在状态有关，S(g)＞S(l)＞S(s)。(3)熵判据体系的混乱度(即熵值)增加，ΔS＞0，反应有自发的倾向。有些熵减的过程也能自发进行，如乙烯聚合为聚乙烯的反应，故熵变只是影响反应方向的一种因素。5．复合判据(自由能ΔG)在等温、等压条件下的封闭体系中(不考虑体积变化做功以外的其他功)，自由能的变化(符号为ΔG，单位为kJ/mol)综合反映了体系的焓变和熵变对自发过程的影响：ΔG=ΔH-TΔS。这时，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。即：当ΔG<0时，反应能自发进行；当ΔG=0时，反应处于平衡状态；当ΔG>0时，反应不能自发进行。情况焓变熵变自由能变化反应能否自发进行①ΔH＜0ΔS＞0ΔG＜0能②ΔH＞0ΔS＜0ΔG＞0不能③ΔH＜0ΔS＜0无法判断无法判断④ΔH＞0ΔS＞0无法判断无法判断请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)放热过程有自发进行的倾向性，但并不一定能自发进行，吸热过程没有自发进行的倾向性，但在一定条件下也可自发进行。()(2)CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH＜0。()(3)某化学反应的ΔH＝－122kJ·mol－1，ΔS＝－431J·mol－1·K－1，则此反应仅在低温下自发进行。()(4)－10℃的水结成冰，可用熵变的判据来解释反应的自发性。()(5)判断过程的自发性能确定过程能否一定发生和过程发生的速率。()(6)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。()(7)2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的ΔH>0()(8)SO2(g)=S(g)＋O2(g)ΔH>0，ΔS>0，该反应不能自发进行()(9)SO2(g)＋2H2S(g)=3S(s)＋2H2O(l)ΔH<0，低温下能自发进行()(10)常温下，反应C(s)＋CO2(g)=2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0()【答案】(1)√(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×(7)×(8)×(9)√(10)√考向01考查反应方向及其判据【例1】（2024·河北秦皇岛·一模）下列有关化学反应方向及其判据的说法中错误的是()A.1molH2O在不同状态时的熵值：S[H2O(l)]＜S[H2O(g)]B.反应CaCO3(s)=CaO(g)＋CO2(g)ΔH＞0能否自发进行与温度有关C.H2O2分解和HClO分解均是自发过程，故这两个反应的ΔH和ΔS的变化相同D.常温下，反应4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)=4Fe(OH)3(s)能自发进行，则该反应的ΔH＜0【答案】C【解析】A.物质聚集状态不同熵值不同，气体＞液体＞固体，1molH2O在不同状态时的熵值：S[H2O(l)]＜S[H2O(g)]，故A正确；B.CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(s)ΔH＞0，ΔS＞0，能否自发进行，ΔH－TΔS＜0与温度有关，故B正确；C.反应自发只能说明ΔH－TΔS＜0，不能说明ΔH和ΔS的变化相同，故C错误；D.反应物有4mol固体、2mol液态物质、1mol气体物质，生成物只有固体，ΔS＜0，若能自发进行，ΔH－TΔS＜0，则ΔH必须小于0，故D正确。考向02考查是否自发进行【例2】（2024·山西临汾·二模）已知凡气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应。一定条件下，下列反应不能自发进行的是()A.3O2(g)=2O3(g)ΔH＞0B.2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＜0C.N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＜0D.CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)ΔH＞0【答案】A【解析】利用ΔG＝ΔH－TΔS进行分析，凡ΔG＜0的反应，能自发进行。A.反应3O2(g)=2O3(g)，ΔH＞0，ΔS<0，ΔG＝ΔH－TΔS>0，该反应一定不能自发进行，A符合题意；B.反应2C(s)＋O2(g)=2CO(g)，ΔH<0，ΔS>0，该反应一定能自发进行，B不合题意；C.反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，ΔH＜0，ΔS＜0，该反应在低温下能自发进行，C不合题意；D.反应CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)，ΔH>0，ΔS>0，该反应在高温下能自发进行，D不合题意。【思维建模】焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响ΔHΔSΔH－TΔS反应情况－＋永远是负值在任何温度下均自发进行＋－永远是正值在任何温度下均非自发进行＋＋低温为正，高温为负低温时非自发，高温时自发－－低温为负，高温为正低温时自发，高温时非自发【对点1】（2024·吉林长春·模拟）工业上利用NH3和CO2制取尿素[CO(NH2)2]，有关反应的热化学方程式如下：反应Ⅰ：2NH3(l)＋CO2(g)H2NCOONH4(l)ΔH＝akJ·mol－1反应Ⅱ：H2NCOONH4(l)H2O(l)＋CO(NH2)2(l)ΔH＝bkJ·mol－1下列有关说法正确的是()A.反应2NH3(l)＋CO2(g)H2O(l)＋CO(NH2)2(l)ΔH＝(a－b)kJ·mol－1B.反应Ⅰ在一定温度下能自发进行，则a>0C.生产过程中及时将水分离出去，可以加快反应Ⅱ的正反应速率D.同压下，等质量的液态水和水蒸气，水蒸气的能量高【答案】D【解析】由盖斯定律可知，反应Ⅰ＋反应Ⅱ得反应2NH3(l)＋CO2(g)H2O(l)＋[CO(NH2)2](l)，则ΔH＝(a＋b)kJ·mol－1，故A错误；反应Ⅰ是一个熵减小的反应，ΔS＜0，由一定温度下能自发进行可知，ΔH－TΔS＜0，则a＜0，故B错误；反应Ⅱ中水为液态，浓度为定值，生产过程中及时将水分离出去，对反应速率无影响，故C错误；水的气态能量大于液态大于固态，故同压下，等质量的液态水和水蒸气，水蒸气的能量高，故D正确。【对点2】（2024·江西吉安·模拟）下列说法正确的是()A.放热反应都能自发进行，吸热反应都不能自发进行B.电解水为自发反应C.反应NH3(g)＋HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH＞0D.W(s)＋xG(g)=2Q(g)ΔH＜0，能自发进行，x可能等于1【答案】D【解析】大多数放热反应能自发进行，有些吸热反应也能自发进行，故A错误；电解水是在外电场的作用下强制发生的氧化还原反应，不是自发反应，故B错误；反应能自发进行的判据是ΔH－TΔS<0，由反应方程式NH3(g)＋HCl(g)=NH4Cl(s)可知，该反应的ΔS<0，要使ΔH－TΔS<0，必须满足ΔH<0，故C错误；反应ΔH<0，若x为1，ΔS>0，该反应一定能自发进行，故D正确。考法02化学反应的调控1.化学反应的调控既要考虑合适的反应速率因素又要考虑反应限度因素。含义通过改变反应条件使一个可能发生的反应按照某一方向进行需要考虑的实际因素在实际生产中常常需要结合设备条件、安全操作、经济成本等情况，综合考虑影响化学反应速率和化学平衡的因素，寻找适宜的生产条件。此外，还要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2.合成氨反应的特点N2(g)＋3H2(g)eq\o(\s\up7(高温、高压),,\s\do7(催化剂))2NH3(g)ΔH＝－92.2kJ·mol－1，ΔS＝－198.2J·K－1·mol－1。3.提高合成氨反应速率和平衡转化率的条件比较条件提高反应速率提高平衡转化率综合结果压强高压高压高压温度高温低温兼顾速率和平衡，催化剂活性催化剂使用无影响使用浓度由反应速率方程可知，增大氮气、氢气的浓度，减小氨气的浓度增大反应物的浓度，降低反应产物的浓度增大反应物的浓度，且不断减小反应产物的浓度4.工业合成氨的适宜条件序号影响因素选择条件(1)温度反应温度控制在400～500℃左右(2)浓度N2、H2投料比为1∶2.8。氨及时从混合气中分离出去，剩余气体循环使用(3)压强1×107～1×108Pa(4)催化剂选择铁做催化剂5.合成氨工业的简要流程①原料气的制取N2：将空气液化、蒸发分离出N2或者将空气中的O2与碳作用生成CO2，除去CO2后得N2。H2：用水和燃料(煤、焦炭、石油、天然气等)在高温下制取。用煤和水制H2的主要反应为C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))CO＋H2，CO＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(催化剂))CO2＋H2。②制得的N2、H2需净化、除杂质，再用压缩机压缩至高压。③氨的合成：在适宜的条件下，在合成塔中进行。④氨的分离：经冷凝使氨液化，将氨分离出来，为提高原料的利用率，将没有完全反应的N2和H2循环送入合成塔，使其被充分利用。请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)充入的N2越多越有利于NH3的合成。()(2)使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出去，可提高原料的利用率。()(3)在工业生产条件优化时，只考虑经济性就行，不用考虑环保。()(4)合成氨反应选择在700K左右进行的重要原因是催化剂在700K左右时的活性最大。()(5)一个化工生产的过程中只考虑反应的限度问题即可。()【答案】(1)×(2)√(3)×(4)√(5)×考向01考查工业合成氨【例1】（2024·湖北荆门·一模）合成氨反应的正反应是气体体积减小的放热反应。合成氨工业的生产流程如下：关于合成氨工业的说法中不正确的是()A.混合气体进行循环利用遵循绿色化学思想B.合成氨反应须在低温下进行C.对原料气进行压缩是为了增大原料气的转化率D.使用催化剂可以提高反应的速率，但是不能使平衡向正反应方向移动【答案】B【解析】低温虽然有利于平衡正向移动，但低温会导致反应速率降低，不利于提高生产效率，答案选B。考向02考查化学反应原理在物质制备中的调控作用【例2】（2024·安徽芜湖·一模）在一定条件下探究二甲醚的制备反应为2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH，测定结果如图所示。下列判断错误的是()A.该反应的ΔH＜0B.该反应伴随着副反应的发生C.工业上选择的较适宜温度为280～290℃D.加入催化剂可以提高CH3OCH3的产率【答案】D【解析】由题图知，随着温度的升高，CO的转化率降低，所以升高温度，平衡逆向移动，则该反应是放热反应，ΔH＜0，A项正确；从图中可知，CO的转化率降低的同时，CH3OCH3的产率在不同温度下差别大，即说明该反应伴随着副反应的发生，B项正确；在280～290℃之间，CH3OCH3的产率很高，C项正确；加入催化剂可以改变反应达到平衡的时间，但不能提高CH3OCH3的产率，D项错误。【思维建模】化工生产适宜条件选择的一般原则条件原则从化学反应速率分析既不能过快，又不能太慢从化学平衡移动分析既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性，尽可能使化学平衡向生成所需产物的方向移动从原料的利用率分析增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，循环利用从而降低生产成本从实际生产能力分析既要注意理论上的需要，又要考虑实际生产(如设备条件、安全操作、经济成本等)的可能性从催化剂的使用分析①防止催化剂中毒，增加乳化装置；②温度对催化剂活性的影响；③应用催化剂的选择性，控制副反应，提高产率，降低生产成本【对点1】（2024·福建三明·模拟）合成氨反应达到平衡时，NH3的体积分数与温度、压强的关系如图所示。根据此图分析合成氨工业最有前途的研究方向是()A.提高分离技术B.研制耐高压的合成塔C.研制低温催化剂D.探索不用N2和H2合成氨的新途径【答案】C【解析】由题图可知，NH3的体积分数随着温度的升高而显著下降，故要提高NH3的体积分数，必须降低温度，但目前所用催化剂铁触媒的活性最高时的温度为500℃，故最有前途的研究方向为研制低温催化剂。【对点2】（2024·广东湛江·模拟）苯乙烯()是生产各种塑料的重要单体，可通过乙苯催化脱氢制得：eq\o(→,\s\up7(催化剂))＋H2(g)ΔH＝＋123.5kJ·mol－1。工业上，通常在乙苯(EB)蒸气中掺混N2(原料气中乙苯和N2的物质的量之比为1∶10，N2不参与反应)，控制反应温度为600℃，并保持体系总压为0.1MPa不变的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图为(1)A、B两点对应的正反应速率较大的是________。(2)掺入N2能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实___________________________。(3)用平衡分压代替平衡浓度计算600℃时的平衡常数Kp＝________。(保留两位有效数字，分压＝总压×物质的量分数)(4)控制反应温度为600℃的理由是_____________________________________________。【答案】(1)B(2)正反应方向气体分子数增加，加入氮气稀释，相当于减压(3)0.019MPa(4)600℃时，乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均较高。温度过低，反应速率慢，转化率低；温度过高，选择性下降。高温还可能使催化剂失活，且能耗大【解析】(1)由图可知，A、B两点对应的温度和压强都相同，A点是乙苯和氮气的混合气体，B点是纯乙苯，则B点乙苯浓度大于A点，浓度越大反应速率越大，则正反应速率B点大于A点。(2)该反应正反应气体分子数增加，加入氮气稀释，相当于减压，减小压强，化学平衡正向移动，乙苯的转化率增大。(3)由图可知，反应温度为600℃，并保持体系总压为0.1MPa时，乙苯转化率为40%，设乙苯起始物质的量为1mol，则依据题意可建立如下三段式：平衡时总物质的量为1.4mol，乙苯的平衡分压为eq\f(0.6,1.4)×0.1MPa，苯乙烯和氢气的平衡分压为eq\f(0.4,1.4)×0.1MPa，则600℃时的平衡常数Kp＝eq\f(（\f(0.4,1.4)×0.1）2,\f(0.6,1.4)×0.1)MPa≈0.019MPa。1．（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。2．（2024·天津和平·三模）下列说法正确的是A．键角：NH3＜NF3 B．放热反应不一定是自发进行的反应C．酸性：FCH2COOH＜ClCH2COOH D．吸热反应一定是非自发进行的【答案】B【解析】A．两者中心原子价层电子对数均为4，已知电负性：F＞N＞H，故NF3中成键电子对离中心原子更远，斥力更小，故键角更小，即键角：NH3＞NF3，A错误；B．焓判据认为放热反应具有自发进行的倾向，能否实现要看反应的条件，即放热反应不一定是自发进行的反应，B正确；C．电负性：F＞Cl，吸引电子的能力：F＞Cl，导致羧基中羟基的极性：FCH2COOH＞ClCH2COOH，极性越大，O-H键越易断裂，越易电离出H+，故酸性：FCH2COOH＞ClCH2COOH，C错误；D．反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素，有些吸热反应也能自发进行，例如2NH4Cl(s)+Ba(OH)2•8H2O(s)=BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)，D错误；故答案为：B。3．（2023·上海徐汇·模拟预测）有关工业合成氨的说法错误的是A．不断移去液氨，有利于反应正向进行 B．400~500℃时，原料的平衡转化率最大C．增大压强，氨的分解速率增加 D．原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒【答案】B【解析】A．如果改变可逆反应的条件(如浓度、压强、温度等)，化学平衡就被破坏，并向减弱这种改变的方向移动，不断将氨气液化，降低生成物浓度，有利于平衡正向移动，故A正确；B．合成氨是放热反应，升高温度平衡逆向移动，原料的平衡转化率降低，控制温度为400℃～500℃是因为此温度催化剂的活性最高，反应速率较大，生产效率较高，故B错误；C．增大压强，化学反应速率增大，氨的分解速率增加，故C正确；D．制备原料气过程中会产生其它杂质，为防止催化剂中毒和安全，原料气须经过净化处理，故D正确；故答案选B。4．（2024·辽宁·模拟预测）向体积均为的甲、乙两个恒容密闭容器中分别充入和，发生反应：。分别在绝热、恒温条件下进行，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是A．正反应在较低温度下能自发进行B．乙在恒温条件下进行，C．a点的正反应速率大于c点的正反应速率D．甲条件下平衡常数K小于20.25【答案】D【解析】由图可知，正反应是放热反应，ΔH<0，气体分子数减小，ΔS<0，ΔG=ΔH-TΔS，ΔG<0反应自发，故该在较低温度下能自发进行，A项正确；曲线甲恒容密闭容器中压强增大，说明甲在绝热过程进行，乙在恒温过程进行，B项正确；平衡时，，a的反应物浓度大于c的反应物浓度，即a的正反应速率大于c的正反应速率，C项正确；D．在恒温恒容条件下，气体压强之比等于总物质的量之比，根据三段式，，解得，b点浓度商，a、b点总压强相等，容器体积相等，a点温度较高，故a点气体的物质的量小于b点，正反应是气体分子数减小的反应，说明a点的转化率大于b点，即a点平衡常数K大于b点Q，D项错误；本题选D。5．（2024·安徽·模拟预测）催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体，其反应式为，下图为，温度在250℃下的甲醇的物质的量分数与压强p的关系及压强在下的甲醇的物质的量分数与温度t的关系，下列有关说法正确的是A．由图可知，随压强增大，平衡常数K增大B．曲线a为250℃时等温过程曲线C．该反应在任何温度下都能自发进行D．当时，的平衡转化率为53.3％【答案】B【分析】该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，甲醇的含量减少，b为等压过程曲线，a为等温过程曲线，据此回答。【解析】平衡常数K只受温度的影响，压强增大，K值不变，A错误；根据分析可知，b为等压过程曲线，a为等温过程曲线，B正确；由于该反应、，根据，不一定小于0，在低温时能够自发，C错误；起始物n(H2)/n(CO2)=3，设n(H2)=3mol，n(CO2)=1mol，设二氧化碳的变化量为x，根据已知条件列三段式：，时，，解得：x=，则的平衡转化率为33.3％，D错误；故选B。6．（2024·湖南·模拟预测）工业上，常用氨气脱硝。向恒容密闭容器中充入NO2和NH3，发生反应：，测得NO2的平衡转化率与温度投料比的关系如图所示。净反应速率。下列叙述正确的是A．该反应为吸热反应，高温下都能自发进行B．投料比：x2<x1C．平衡常数K：a=b>cD．净反应速率：a=b=c【答案】D【分析】相同温度下，NH3与NO2的投料比越大，NO2的平衡转化率越大，因此X2的投料比更大，投料比一定的条件下，随着温度升高，NO2的平衡转化率逐渐减小（纵坐标为从上往下在增大），说明反应为放热反应，据此作答。【解析】根据图示，其他条件相同，升高温度，NO2的平衡转化率降低，平衡逆向移动，正反应是放热反应，该反应气体分子数增多，熵值增大，故在任何温度下都可自发进行，故A错误；增大氨气的浓度，平衡正向移动，NO2的平衡转化率增大，NH3与NO2的投料比越大，NO2的平衡转化率越大，即x2>x1，故B错误；平衡常数只与温度有关，a点对应温度较低，K较大；b、c点对应温度相等，K也相等，故C错误；a、b、c都是平衡点，正、逆反应速率相等，净反应速率等于0，即a、b、c的净反应速率相等，故D正确；故答案选D。7．（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】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；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；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；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。8．（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】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；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；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；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。9．（2024·湖南邵阳·三模）汽车尾气净化反应为：、。向密闭容器中充入、，测得和的物质的量浓度与时间关系如图所示。下列说法正确的是A．当体系中和浓度比不变时达到平衡状态B．段反应速率C．上述正反应在任何温度下都能自发进行D．该温度下，上述反应的逆反应平衡常数【答案】D【解析】向密闭容器中充入、，发生反应：，反应过程中和浓度比是定值，当体系中和浓度比不变时，不能说明反应达到平衡状态，A错误；由曲线与纵坐标交点可知，曲线abcde表示CO，曲线xyzw表示NO，则段反应速率，B错误；根据反应可知ΔH<0，ΔS<0，当较低温度时满足，反应能自发进行，C错误；曲线abcde表示CO，曲线xyzw表示NO，则该温度下，达到平衡时，c(CO)=2.7×10-3mol/L，c(NO)=0.1×10-3mol/L，c(N2)=，c(CO2)=2c(NO)=0.9×10-3mol/L，上述反应的逆反应平衡常数，D正确；故选D。10．（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】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；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；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；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。11．（2024·河北衡水·三模）我国科研团队研究电催化合成氨反应[

]时，发现不同电解质溶液对催化历程的影响如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。下列说法错误的是A．反应放热是合成氨反应自发进行的主要助力B．选用作电解质的反应速率比选用的快C．先吸附于催化剂表面再参加合成氨反应D．形成键合作用时，合成氨反应的的绝对值更大【答案】D【解析】合成氨反应是，该反应的△S<0，反应自发进行，则要满足△G=△H－T△S<0，现在是△S<0，则－T△S>0，若△H>0，则△H－T△S>0，肯定不能自发进行，故只有△H<0，才有可能满足△H－T△S<0，△H<0指的是反应放热，则反应放热是能够自发进行的主要因素，故A项正确；电解质的反应速率对反应历程的影响，看反应活化能，由图可知，选用Li2SO4对应路线的相对能量升高部分更小，则对应活化能更低，反应速率更快，故选Li2SO4作电解质溶液反应速率更快，故B项正确；由图可知，N2﹣开始是生成*N2，根据题中信息，N2是吸附在催化剂表面，然后再参加合成氨反应，故C项正确；焓变=生成物总能量-反应物总能量，合成氨反应是，反应物以及生成物能量不变，故焓变不变，与反应路径无关，故D项错误；故本题选D。12．（2024·河北沧州·三模）工业上用固体作固硫剂，氢气还原辉钼矿()获得钼(Mo)的反应原理为。在恒容密闭容器中进行该反应，平衡时气体的体积分数与温度的关系如图所示。下列说法错误的是A．X、Y、Z分别代表、、COB．该反应在高温下可以自发进行C．图中D．升高温度，反应体系中混合气体的平均相对分子质量增大【答案】C【解析】该反应中，反应物只有一种是气体，生成物有两种是气体，由图可知，随着温度的升高，平衡时一种气体的体积分数减小，两种气体(Y和Z)的体积分数增大，且Y的体积分数是Z的体积分数的2倍，故可推知X、Y、Z分别代表、、，A正确：由化学方程式可知该反应的，由图可知该反应为吸热反应，即，根据可知，该反应在高温下可以自发进行，B正确；由图可知，130℃时，该反应达到平衡时，和的体积分数相等，的体积分数是的体积分数的2倍，三种气体的体积分数之和等于，则，C错误；升高温度，该反应的化学平衡正向移动，反应体系中混合气体的平均相对分子质量增大，D正确；答案选C。13．（2024·安徽马鞍山·三模）已知：反应Ⅰ.反应Ⅱ.在恒压条件下，按投料比进行反应，含碳物质的平衡体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是A．反应Ⅱ高温易自发进行B．加入合适的催化剂可使Q点上移C．随着温度的升高，的转化率减小D．R点反应Ⅰ的平衡常数K的为1【答案】D【解析】反应中的平衡体积分数随着温度升高而减小，说明反应Ⅱ，正反应为放热反应，，反应在低温下易自发进行，故A错误；催化剂可加快反应速率，但不能使平衡发生移动，也不能使Q点上移，故B错误；反应中的平衡体积分数随着温度升高而升高，说明升高温度反应I正向进行，反应中的平衡体积分数随着温度升高而减小，说明升高温度反应Ⅱ逆向进行，的转化率变化取决于两个反应谁占主导，故随着温度的升高，的转化率不一定减小，故C错误；从图中可知R点COS、CO平衡体积分数均为25%，恒压条件下，按投料比进行反应，设，平衡时、、、、，，R点COS、CO平衡体积分数相等均为25%，可知，解得，故、、、，反应Ⅰ的平衡常数，故D正确；故选D。14．（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】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；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；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；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。15．（2023·江苏盐城·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】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；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；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；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。1．（2024·湖北卷）在超高压下转化为平行六面体的分子(如图)。下列说法错误的是A．和互为同素异形体 B．中存在不同的氧氧键C．转化为是熵减反应 D．常压低温下能稳定存在【答案】D【解析】O2和O8是O元素形成的不同单质，两者互为同素异形体，A项正确；O8分子为平行六面体，由其结构知，O8中存在两种氧氧键：上下底面中的氧氧键、上下底面间的氧氧键，B项正确；O2转化为O8可表示为4O2O8，气体分子数减少，故O2转化为O8是熵减反应，C项正确；O2在超高压下转化成O8，则在常压低温下O8会转化成O2，不能稳定存在，D项错误；答案选D。2．（2023·江苏卷）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】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；由方程形式知，

，B错误；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；由方程式知，消耗同时生成，转移，数目为，D错误；故选C。3．（2023·湖北卷）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】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；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；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；，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。4．（2023·辽宁卷）下列有关物质的工业制备反应错误的是A．合成氨：N2+3H2eq\o(\s\up7(高温、高压),,\s\do7(催化剂))2NH3 B．制HCl：H2+Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2HClC．制粗硅：SiO2+2Ceq\o(=,\s\up8(高温))Si+2CO D．冶炼镁：2MgO(熔融)eq\o(=,\s\up8(电解))2Mg+O2↑【答案】D【解析】工业合成氨是利用氮气和氢气在催化剂的条件下反应生成的，反应方程式为N2+3H2eq\o(\s\up7(高温、高压),,\s\do7(催化剂))2NH3，A正确；工业制氯化氢是利用氢气和氯气反应生成的，反应方程式为H2+Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2HCl，B正确；工业制粗硅是将SiO2与C在高温下反应生成粗硅，反应方程式为SiO2+2Ceq\o(=,\s\up8(高温))Si+2CO，C正确；冶炼金属镁是电解熔融氯化镁，反应方程式为MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up8(电解))Mg+Cl2↑，D错误；故选D。5.(2022·江苏卷)乙醇－水催化重整可获得H2。其主要反应为C2H5OH(g)＋3H2O(g)=2CO2(g)＋6H2(g)ΔH＝173.3kJ·mol－1，CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)ΔH＝41.2kJ·mol－1，在1.0×105Pa、n始(C2H5OH)∶n始(H2O)＝1∶3时，若仅考虑上述反应，平衡时CO2和CO的选择性及H2的产率随温度的变化如图所示。CO的选择性eq\f(n生成（CO）,n生成（CO2）＋n生成（CO）)×100%，下列说法正确的是()A.图中曲线①表示平衡时H2产率随温度的变化B.升高温度，平衡时CO的选择性增大C.一定温度下，增大eq\f(n（C2H5