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专题04 化学反应的方向、化学反应的调控
目录
一、
考情探究
2
1.高考真题考点分布..................................................................................................................................................2
2.命题规律及备考策略..............................................................................................................................................2
二、培优讲练........................................................................................................................................3
考点01 自发过程与自发反应..................................................................................................................................3
考向01 考查自发过程和自发反应的概念.........................................................................................................6
考向02 考查化学反应方向的判据......................................................................................................................6
考点02 化学反应的调控..............................................................................................................................................8
考向01 考查合成氨反应适宜条件的选择.........................................................................................................9
考向02 考查工业上选择适宜生产条件的原则...............................................................................................10
考向03 考查催化剂在化学反应调控中的作用分析.......................................................................................11
好题冲关..............................................................................................................................................12
基础过关...............................................................................................................................................................12
题型01 化学反应自发过程................................................................................................................................12
题型02 化学反应方向的判据............................................................................................................................14
题型03 化学反应条件的控制............................................................................................................................16
题型04 合成氨反应适宜条件的选择................................................................................................................18
题型05 氨的合成................................................................................................................................................19
能力提升...................................................................................................................................................................21
真题感知...................................................................................................................................................................25
1
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1.高考真题考点分布
考点内容
考点分布
化学反应自发方程
2023 江苏卷
化学反应进行方向的判
据
2025 海南卷，2025 江西卷，2024 贵州卷，2024 湖北卷，2023 湖北卷
化学反应条件的控制
2025 黑吉辽蒙卷
氨的合成
2023 辽宁卷
2.命题规律及备考策略
【命题规律】
从考查题型和内容上看，高考命题以选择题和非选择题均有呈现，主要考查化学反应的熵变及反应进行的
方向、化工生产中条件的选择等。
【备考策略】
1、结合学过的化学反应实例，了解自发过程和化学反应的自发性。
2、通过“有序”和“无序”的对比，了解熵和熵变的意义。
3、初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响，能用焓变和熵变解释化学反应的方向，培养证据推理与
模型认知能力。
4、认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中的重要作用。
5、知道催化剂可以改变反应历程，对调控化学反应速率具有重要意义。
【命题预测】
预计近年高考仍侧重以化工生产为背景，考查化学反应速率和化学平衡知识在生产中的应用，以选择化工
生产条件。在选择题中，考查反应进行的方向，工业生产适宜条件的选择；在非选择题中，通过图像或表
格提供信息，从反应时间、投料比值、催化剂的选择、转化率等角度考查生产条件的选择。
2
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考点01 自发过程与自发反应
1、自发过程
(1)含义：在一定条件下， ，就能自发进行的过程。如：高山流水，自由落体，冰雪融化
(2)特点
①能量角度：体系趋向于从 状态转变为 状态(体系对外部 或者 热量)
②混乱度角度：在密闭条件下，体系有从 自发转变为 的倾向
③具有 ：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
(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
2、自发反应
(1)定义：在给定条件下，可以 地进行到显著程度的化学反应。如：钢铁生锈
(2)自发反应的特征
①具有 ，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，如：
铁器暴露于潮湿的空气中会生锈，是自发的，则铁锈变为铁在该条件肯定不是自发的
②体系趋向于从 状态转变为 状态
③体系趋向于从 体系转变为 体系
(3)应用
①可被用来完成有用功。如：H2燃烧可设计成原电池
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
【易错提醒】
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
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、熵与熵变
(1)熵的含义：度量体系 的物理量，符号为S。熵值越大，体系混乱度 。
同一条件下，不同物质有不同的熵值；同一种物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是S(g)>S(l)>S(s)。
(2)熵变的含义：ΔS＝S(生成物)－S(反应物)。化学反应的ΔS 越大，越有利于反应 。
4、化学反应的方向与能量的关系
能量变化是一个与反应能否自发进行有关的因素，但 决定反应能否自发进行的惟一因素。
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(1)多数能自发进行的化学反应是 反应。
例如：在常温、常压下，氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁的反应是自发的，反应放热：
4Fe(OH)2(s)＋2H2O（1）＋O2(g)===4Fe(OH)3(s) ΔH(298 K)＝－444.3 kJ/mol
(2)有不少 反应也能自发进行。
例如：NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O（1） ΔH(298 K)＝＋37.30 kJ/mol
(3)有一些吸热反应在室温条件下 自发进行，但在 温度下则能自发进行。
例如：在室温下和较高温度下均为吸热过程的CaCO3的分解反应。
CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH(298 K)＝＋178.2 kJ/mol ΔH(1 200 K)＝＋176.5 kJ/mol
结论：研究表明，对于化学反应而言，绝大多数放热反应都能自发进行，且反应放出的热量越多，体系能
量降低得也越多，反应越完全。可见，反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一。
【易错提醒】
1、反应能量判据不是决定反应能否自发进行的惟一因素。
2、有些吸热反应也能自发进行。
5、化学反应的方向与熵变的关系
化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化，因此存在着熵变。反应的熵变ΔS 为反应产物总熵与反
应物总熵之差。对于确定的化学反应，在一定条件下具有确定的熵变。
(1) 许多 的反应在常温、常压下可以自发进行。产生 的反应，气体物质的
的反应，熵变通常都是正值，为 反应。
例如：2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)；NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)；
(2)有些熵增的反应在常温、常压下 自发进行，但在 温度下可以自发进行。
例如：CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)；C(石墨，s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)；
(3)铝热反应是 的反应，它在一定条件下也可以 进行。
例如：2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)；
结论：研究表明，除了热效应外，决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的 ， 自
发反应有趋向于体系 的倾向。
【易错提醒】
1、少数熵减少的反应在一定条件下也可以自发进行,如NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)。
2、孤立体系或绝热体系的自发过程才向着熵增的方向进行。
6、化学反应方向判断方法
(1)传统的判断方法
①由 物质向 物质转变。2NaHCO3
Na2CO3＋CO2↑＋H2O，稳定性：NaCO3＞NaHCO3。
②离子反应中，对于复分解反应，一般是由 的物质向 的物质转变，或向离子浓度
的方向转变。
a、由溶解度 的物质向溶解度 的物质转变。如Na2SO4＋CaCl2===CaSO4↓(微溶)＋2NaCl，
CaSO4＋Na2CO3===CaCO3↓＋Na2SO4，所以溶解性：CaCl2＞CaSO4＞CaCO3。
b、由相对 酸(碱)向相对 酸(碱)转变。如2CH3COOH＋Na2CO3===2CH3COONa＋CO2↑＋
H2O，NaSiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，所以酸性强弱：CH3COOH＞H2CO3＞H2SiO3。
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③由难挥发(高沸点)性物质向易挥发(低沸点)性物质转变。
a、由 挥发性酸向 挥发性酸转变。如NaCl＋H2SO4(浓)
NaHSO4＋HCl↑，所以沸点：
H2SO4(浓)＞HCl。
b、由 挥发性酸酐向 挥发性酸酐转变。如CaCO3＋SiO2=====CaSiO3＋CO2↑，所以沸点：
SiO2＞CO2。
c、由 挥发性金属向 挥发性金属转变。如2RbCl＋Mg=====MgCl2＋2Rb，所以沸点：Mg＞
Rb。
④由氧化性(还原性) 的物质向氧化性(还原性) 的物质的转变。如2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋
2KCl＋I2,2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，所以氧化性Cl2＞FeCl3＞I2。
(2)用焓变和熵变判断反应的方向：体系的自由能变化(符号为 ，单位为 kJ/mol)综合考虑了焓变
和熵变对体系的影响，可用于化学反应自发进行的方向的判断，ΔG＝ 。
①当ΔH＜0，ΔS＞0 时，ΔG＜0，反应 进行。
②当ΔH＞0，ΔS＜0 时，ΔG＞0，反应 进行。
③当ΔH＞0，ΔS＞0 或ΔH＜0，ΔS＜0 时，反应是否自发进行与 有关，在一定温度下可使ΔG＝
0，即反应达平衡状态。
④ΔH<0、ΔS<0 时,则ΔH-TΔS 在较低温度时可能 零,所以 有利于反应自发进行。图解如
下:
【易错提醒】
1、根据ΔH－TΔS＜0 判断的只是反应能否自发进行的可能性，具体的反应能否实际发生，还涉及到化学
反应速率的问题。
2、判断一个化学反应能否自发进行，若无任何外加条件，可以认为我们所学过的化学反应(电解反应除
外)都是能够自发进行的。
请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
1、同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同( )
2、非自发反应，一定条件下也能使其反应发生( )
3、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( )
4、需要加热才能够进行的反应，肯定不是自发反应( )
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考向01 考查自发过程和自发反应的概念
【例1】（2025·江苏南通·一模）反应2NO(g)＋2CO(g)
N2(g)＋2CO2(g)一定条件下能自发进行，可用于处
理汽车尾气。下列说法正确的是
A．反应的温度越高，平衡常数K 的数值越小
B．正反应的活化能大于逆反应的活化能
C．该反应的平衡常数表达式K=
D．反应中每消耗11.2LNO，转移电子数目为6.02×1023
【思维建模】
关于反应自发性需要注意
1、化学反应方向的判据指出的仅仅是在一定条件下化学反应自发进行的趋势，并不能说明在该条件下反
应一定能实际发生，还要考虑化学反应的快慢问题。
2、自发过程的两种倾向：①体系趋向于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，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。
考向02 考查化学反应方向的判据
【例2】（2025·浙江·一模）相同温度和压强下，已知下列反应均能自发进行，下列判断正确的是
A．
，
B．
C．
D．
【思维建模】
1、反应能否自发进行需综合考虑焓变和熵变对反应的影响，复合判据ΔH－TΔS<0 的反应不一定能够实际
发生，只是指出了在该条件下化学反应自发进行的趋势，还要考虑化学反应的快慢问题。
2、焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响
ΔH
ΔS
ΔH－TΔS
反应情况
－
＋
永远是负值
在任何温度下过程均自发进行
＋
－
永远是正值
在任何温度下过程均非自发进行
＋
＋
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
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【对点1】（2025·河北衡水·模拟预测）研究证明“惰性”的超临界二氧化碳(sCO2)流体在输送过程中也会
腐蚀金属管道。模拟该过程的反应机理和在Fe 界面及非界面处sCO2反应过程的相对能量对比如图所示。
下列说法错误的是
A．sCO2腐蚀铁的总反应为Fe+*CO2+*H2O=FeCO3+H2
B．由
与
生成
的反应速率小于生成
的反应速率
C．非界面处，CO2+H2O=H2CO3为自发反应
D．Fe 能促进“惰性”sCO2的活性，起催化作用
【对点2】（2025·海南·模拟预测）某小组探究
的性质，装置如图所示，向烧瓶中滴加浓盐酸，下列
推理错误的是
A．装置I 中可能会发生熵减反应并产生“白烟”
B．装置II 可以防止
溶液倒吸进烧瓶中
C．装置III 中最终一定会得到蓝色沉淀
D．氮化镁的水解方程式为
考点02 化学反应的调控
1、控制反应条件的目的及措施
(1)控制反应条件的目的
①促进有利的化学反应：通过控制反应条件，可以 化学反应速率， 反应物的转化率，从
而促进有利的化学反应进行。
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②抑制有害的化学反应：通过控制反应条件，也可以 化学反应速率， 有害物质
的产生或控制副反应的发生，从而抑制有害的化学反应继续进行。
(2)控制反应条件考虑因素：在实际生产中常常需要结合 、 、 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 及 等方面的规
定和要求做出分析，权衡利弊，才能实施生产。
(3)控制反应条件的基本措施
①控制化学反应速率的措施：通过改变反应体系的 、溶液的 、气体的 (或
)、固体的 以及使用 等途径调控反应速率。
②提高转化率的措施：通过改变可逆反应体系的 、溶液的 、气体的 (或 )
等改变可逆反应的限度，从而 转化率。
(4)工业上选择适宜生产条件的原则
外界
条件
有利于加快速率的
条件控制
有利于平衡正向移动
的条件控制
综合分析结果
浓度
反应物的
浓度
反应物的浓
度、减小生成物的浓
度
不断地 反应物、及时地 出生成物
催化剂
加合适的
不需要
加合适的
温度
ΔH＜0
兼顾速率和平衡，考虑催化剂的
ΔH＞0
在设备条件允许的前提下，尽量采取 并
考虑催化剂的
压强
(有气体参
加)
Δνg＜0
在设备条件允许的前提下，尽量采取
Δνg＞0
兼顾速率和平衡，选取
2、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)可逆性：反应为 反应
(2)体积变化：正反应是气体体积 的反应
(3)焓变：ΔH 0，熵变：ΔS 0
(4)自发性：常温(298 K)下，ΔH－TΔS 0， 自发进行
3、提高合成氨反应速率和平衡转化率的条件比较
原理分析：根据合成氨反应的特点，利用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。
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，且考虑催化剂活性
催化剂
使用
无影响
使用
浓度
增大反应物浓度
增大反应物浓度，降低生成物浓
度
增大反应物浓度，且不断减少生成物浓度
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4、工业合成氨的适宜条件
外部条件
工业合成氨的适宜条件
压强
10～30 MPa
温度
400～500 ℃
催化剂
使用铁触媒作催化剂
浓度
液化氨并及时分离，补充原料气并循环利用[n(N2)∶n(H2)＝1∶2.8]
请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
1、ΔH<0，ΔS>0 的反应在温度低时不能自发进行( )
2、反应NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH<0( )
3、合成氨反应中，压强越大越利于增大反应速率和平衡正向移动。( )
4、吸热且熵增加的反应，当温度升高时，反应一定能自发进行。( )
考向01 考查合成氨反应适宜条件的选择
【例1】（2025·北京东城·二模）硝酸是重要的化工原料。下图为制硝酸的流程示意图。
下列说法正确的是
A．流程中，
、
和NO 作反应物时，均作还原剂
B．合成塔中高温、高压的反应条件均是为了提高
的平衡产率
C．吸收塔中通入空气的目的是提高NO 的转化率
D．可选用铜作为盛装液氨和浓硝酸的罐体材料
【思维建模】
工业生产中，必须从反应限度和反应速率两个角度选择合成氨的适宜条件，既要考虑尽量增大反应物的转
化率，充分利用原料，又要选择较快的反应速率，提高单位时间内的产量，同时还要考虑设备的要求和技
术条件。
考向02 考查工业上选择适宜生产条件的原则
【例2】（2025·甘肃金昌·三模）碳酸铈[Ce2(CO3)3]是一种稀土材料，工业上常以氟碳铈矿(主要成分为
CeFCO3、BaO、SiO2)为原料制备碳酸铈，其工艺流程如图所示：
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已知：①“酸浸”后铈元素主要以[CeF2]2+的形式存在；②Ce3+在空气中易被氧化为Ce4+，两者均能形成氢
氧化物沉淀；③“还原”时，加入硫脲(
)的目的是将[CeF2]2+还原为Ce3+，硫脲被氧化为
(SCN2H3)2。下列说法错误的是
A．为了使“焙烧”更充分，应当从焙烧室的底部通入空气
B．“酸浸”的目的是除去氟碳铈矿中的BaO，因此“滤渣1”为BaSO4
C．加入硫脲后发生“还原”，反应的离子方程式为2SC(NH2)2+2[CeF2]2+=(SCN2H3)2+2HF+2F-+2Ce3+
D．“碱转酸浸”最好隔绝空气进行
【思维建模】
化学反应适宜条件选择的思维流程和原则
1、化学反应适宜条件选择的思维流程
2、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
考向03 考查催化剂在化学反应调控中的作用分析
【例3】（2025·山东聊城·模拟预测）我国科学家研发出一种新型双温催化剂
，该催化剂催化
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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N
C．“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
【对点1】（2025·北京延庆·一模）硝酸是重要化工原料，工业合成氨以及氨氧化制取硝酸的原理示意图如
下。
下列说法不正确的是
A．合成塔中合成氨的反应条件都是为了提高平衡转化率
B．氧化炉中反应的化学方程式：
C．A 物质可以是空气或氧气，目的是使
尽量充分的转化为
D．生产过程中吸收塔产生的尾气可用碱液吸收
【对点2】（2025·黑龙江哈尔滨·二模）硼氢化钠(
)具有优良的还原性，在有机化学和无机化学领域
有着广泛的应用。用硼精矿(主要成分为
，含有少量
、
、
)制取
的流程如图：
已知：偏硼酸钠(
)易溶于水，在碱性条件下稳定存在。
下列说法正确的是
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A．滤渣1 的成分为
和
B．滤渣2 是
，该物质属于氧化物
C．“制取”时必须在干燥无氧环境下进行
D．上述流程涉及的反应存在氧化还原反应
【对点3】（2025·上海徐汇·模拟预测）冶铜烟气可以作为工业制硫酸为原料。下列的说法正确的是
A．500℃左右，转化器中反应的平衡转化率最大
B．使用以铁为主的催化剂
C．冶炼烟气在进入转化器之前，必须进行除尘、干燥等净化操作，防止催化剂中毒
D．压强一般采用20~50MPa
题型01 化学反应自发过程
1．（2025·江苏·一模）反应
可用于储氢，可能机理如图所示。下列说法
正确的是
A．该反应的
B．步骤I 中
带正电荷的C 与催化剂中的N 之间作用
C．步骤III 中存在非极性键的断裂和形成
D．反应中每消耗
，转移电子数约为
2．（2025·安徽·调研）一定温度下，在1L 恒容密闭容器中，发生“甲烷重整”反应：
，其原理如下所示。
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已知“甲烷重整”反应在不同温度下的化学平衡常数如下表所示：
温
度
/
℃
85
0
100
0
120
0
140
0
K
0.5
2
275
177
2
下列说法错误的是
A．物质a 可能是FeO
B．该反应在任何温度下均可自发进行
C．若减小
的值，则
的平衡转化率增大
D．1000℃，若容器中
、
，则反应处于平衡状态
3．（2025·黑龙江双鸭山·调研）以羰基化合物为载体运用化学平衡分离、提纯某纳米级活性铁粉，反应原
理为
装置如下：
已知温度：
.对于该过程理解不正确的是
A．
为放热反应
B．
是以
为中心原子，
为配体的配合物
C．工作时，
区域和
区域发生反应的平衡常数互为倒数关系
D．
，温度升高，反应
增大
4．（2025·河南洛阳·调研）在含铁配离子(用
表示)存在下，某一物质发生反应的反应机理和相
对能量变化如图所示：
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下列说法正确的是
A．反应过程中Fe 的成键数目不变
B．反应过程中断裂与形成的共价键类型相同
C．决定整个反应快慢的反应为
D．若无
存在，则HCOOH 无法转化为
题型02 化学反应方向的判据
1．（2025·浙江·一模）化学与生产生活密切相关，下列说法不正确的是
A．利用硝酸铵和水合碳酸钠的反应可制冷敷袋，该反应能发生的原理是熵增
B．二氧化硅可用作牙膏的摩擦剂，说明它难溶于水
C．La-Ni 合金在一定条件下能吸放氢气，故可用作储氢合金
D．氢氟酸呈酸性，故可用于刻蚀玻璃器皿
2．（2025·甘肃白银·模拟预测）利用CO2与H2在活化后的催化剂表面发生可逆反应制备甲醇，反应历程如
图所示，已知该反应为放热反应。下列说法正确的是
A．上述反应在低温下为自发反应
B．温度越高，上述反应速率越快
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C．恒容条件下充入Ar，可增大CO2的平衡转化率
D．反应历程仅涉及极性键的断裂和形成
3．（2025·山西太原·模拟预测）铋基催化剂对
电化学还原制取甲酸(HCOOH)具有高效的选择性。其反
应历程与相对能量变化如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。
下列说法正确的是
A．使用Bi 催化剂更有利于
的吸附，该吸附过程的熵变
B．反应
的
C．使用
催化剂时，最大能垒(活化能)是-0.32eV
D．反应
中涉及极性键的形成
4．（2025·四川广安·模拟预测）工业上利用CO 和H2O 制备H2，利用计算机模拟
的反应历程如下，其中吸附在Pt/SiO2催化剂表面用“·”标注，Ts 表示过
渡态。下列说法不正确的是
A．该反应的正反应活化能小于逆反应活化能
B．反应历程中反应速率最快步骤的化学方程式为·OH+·H=H2O
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C．该反应高温自发进行
D．使用催化剂可提高单位时间内原料气的转化率
5．（2025·重庆·三模）由
直接脱氢制
的反应为
。在密闭容器
中发生该反应，测得
的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示，下列说法正确的是
A．X、Z 两点平衡常数：
B．该反应在任何条件下都能自发进行
C．X、Y 两点的化学反应速率：
D．
的平衡转化率：
6．（2025·全国·模拟预测）下列操作与实际化工原理相符的是
A．接触法制硫酸时，反应
需在高温、高压条件下进行
B．除去某工业废气中的
，可用含有铁粉的
溶液
C．燃煤中加入生石灰，可减少酸雨的形成和温室效应
D．在催化剂作用下，汽车尾气中的CO 可将NO 氧化得到无污染的气体
题型03 化学反应条件的控制
1．（2025·广东惠州·调研）一定条件下，1-苯基丙炔(Ph-C=C-CH3)可与HCl 发生催化加成，反应如下：
反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知：反应I、Ⅲ为放热反应)，下列说法不正确的
是
A．反应活化能：反应I<反应Ⅱ
B．反应焓变：反应I<反应Ⅱ
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C．增加HCl 浓度不会改变平衡时产物Ⅱ和产物I 的比例
D．选择相对较短的反应时间，及时分离可获得高产率的产物Ⅰ
2．（2025·河北邯郸·调研）对于放热的可逆反应，某一给定转化率下，最大反应速率对应的温度称为最适
宜温度。反应
在催化剂作用下原料的总转化率与最适宜温度(曲线Ⅰ)、
原料的总平衡转化率与温度(曲线Ⅱ)的关系曲线示意图最合理的是
A．
B．
C．
D．
3．（2025·广东湛江·调研）下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确，且具有因果关系的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
氨气的水溶液能导电
氨气是电解质
B
H—F 键能比H—Cl 键能大
HF 的沸点比HCl 高
C
工业合成氨需在高温、高压下才能进
行
该反应是吸热反应
D
浓硫酸具有吸水性
可用于
、
等气体干燥
A．A
B．B
C．C
D．D
4．（2025·江苏·模拟预测）一种生产环氧乙烷的反应为：
下列说法正确的是
A．该反应
B．使用
是为了提高乙烯的平衡转化率
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C．该反应中每消耗
乙烯，转移电子的数目为
D．实际生产投料时，
值越大，平衡体系中环氧乙烷物质的量分数越大
题型04 合成氨反应适宜条件的选择
1．（2025·湖北黄石·二模）化学与生产、生活息息相关。下列说法错误的是
A．工业生产中一般采用400~500℃合成氨，原因之一是铁触媒在500℃左右时的活性最大
B．味精能增加食品的鲜味，是一种常用的增味剂，其主要成分为谷氨酸钠
C．水玻璃具有黏结力强、耐高温等特性，可用作黏合剂和防火剂，它是一种强电解质
D．锅炉水垢中含有的CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，后用盐酸除去
2．（2025·浙江·模拟预测）工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，其反应如下：
。下面说法正确的是
A．合成氨一般选择400～500℃的原因主要考虑了温度对速率的影响
B．将生成的氨气及时液化分离，可推动平衡正向移动，加快反应速率
C．增大压强虽能提高平衡产率，但实际生产中常采用20MPa 以节省设备成本
D．由于
在空气中含量高，因此直接将空气与氢气混合通入反应炉
3．（2025·陕西·三模）下列事实不能用平衡移动原理解释的是
A．工业合成氨时，选择在500℃条件下进行
B．密闭烧瓶内的
和
的混合气体，受热后颜色加深
C．用饱和食盐水除去氯气中混有的少量氯化氢
D．乙醇和乙酸在浓硫酸作用下加热制取乙酸乙酯
4．（2025·上海宝山·一模）氨是最基本的化工原料之一，用途广泛。自1913 年合成氨工业化以来，科学
家一直致力于合成氨技术的研究和发展。已知：
△H=-92 kJ∙mol-1。
(1)有关温度对该反应自发性的影响，下列说法正确的是___________。
A．低温自发
B．高温自发
C．任何温度下均自发
D．任何温度下均不自发
(2)合成氨反应中部分共价键的键能如下表所示：
共价键
键能(kJ∙mol-1)
436
946
计算N-H 的键能为___________ kJ∙mol-1。
A．1173
B．782
C．391
D．360
下图为使用铁催化剂和未使用催化剂合成氨反应历程的一部分。
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(3)上图反应历程中，表示使用了铁催化剂的是___________线，基元反应有___________个。
A．实，4
B．虚，5
C．实，6
D．虚，7
(4)上图反应历程中，控速步骤的反应为___________。
A．
B．
C．
D．
(5)工业合成氨采用铁催化剂，需将反应温度控制在500℃左右的主要原因是 。
题型05 氨的合成
1．（2025·吉林·一模）下列说法错误的是
A．海水提溴过程中鼓入热空气的目的是除去多余的氯气
B．接触法制硫酸，用98.3%
吸收
，而不是用水吸收
C．将
通入冷的石灰乳中，可制得有效成分为
的漂白粉
D．合成氨反应的原料气必须经过净化
2．（2025·四川成都·模拟预测）下列有关实验装置不能达成实验目的的是
A．合成氨并检验氨的生成
B．验证锌比铁活泼
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C．检验1-溴丁烷消去产物
D．趁热过滤去除苯甲酸中不溶物
A．A
B．B
C．C
D．D
3．（2025·陕西·三模）下列说法错误的是
A．门捷列夫绘制了第一张元素周期表，并成功预测了某些未知元素及其特性
B．哈伯因开发合成氨技术获诺贝尔奖，该工艺通过直接氧化氮气生产氨
C．维勒首次在实验室合成尿素，打破了有机物必须由生命体合成的观念
D．嫦娥五号探测器使用了新型碳化硅复合材料，碳化硅属于无机非金属材料
4．（2025·江苏·调研）氨是最重要的氮肥，是产量最大的化工产品之一，传统的工业合成氨技术是德国人
哈伯(FritzHaber)在1905 年发明的，因此也被称为哈伯法合成氨。哈伯本人也因此获得了1918 年度诺贝尔
化学奖。哈伯法合成氨需要20~50MPa 的高压和500℃的高温，并用铁作催化剂。氢气和氮气在催化剂、
高温、高压下合成氨，近一个世纪，全世界都这样生产氨。
(1)哈伯法制氨气的化学反应方程式为 。
(2)从结构角度分析植物难以利用氮气作为氮源的原因是 。
最近，韩国蔚山国家科学技术研究所(UNIST)与吉林大学、加拿大卡尔加里大学的研究人员合作，提出一种
基于机械化学在温和条件下由氮气合成氨的新方案“球磨法”是在温和的条件下(45℃和1bar，
1bar=100kPa)合成氨，氨的最终体积分数可高达82.5%。
该法分为两个步骤(如图)：第一步，铁粉在球磨过程中被反复剧烈碰撞而活化，产生高密度的缺陷，氮分
子被吸附在这些缺陷上([Fe(N*)])，有助于氮分子的解离。第二步，N*发生加氢反应得到NHx(x=1~3)，剧烈
碰撞中，NHx从催化剂表面脱附得到产物氨。
(3)“球磨法”与“哈伯法”相比较，下列说法中正确的是 。
A．催化剂(Fe)缺陷密度越高，N2的吸附率越高
B．“哈伯法”采用高温主要用于解离氮氮三键，而“球磨法”不用解离氮氮三键
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C．“球磨法”中“剧烈碰撞”仅仅为了产生“活化缺陷”
D．“球磨法”不采用高压，是因为低压产率已经较高，加压会增大成本
(4)机械碰撞有助于催化剂缺陷的形成，而摩擦生热会使体系温度升高。图甲是N2吸附量、体系温度随球磨
转速变化曲线，则应选择的最佳转速约 转/min；若选择500 转/min 的转速，N2的吸附量降低的原因是
。
1．（2025·上海金山·调研）在硫酸工业生产中，为了有利于SO2的转化，且能充分利用热能，采用了中间
有热交换器的接触室(见图)。下列说法错误的是
A．a、b 两处的混合气体成分含量相同，温度不同
B．c、d 两处的混合气体成分含量不同，温度相同
C．热交换器的作用是预热待反应的气体，冷却反应后的气体
D．c 处气体经热交换后再次催化氧化的目的是提高SO2的转化率
2．（2025·安徽安庆·调研）固体界面上的吸附和离解是多相化学在环境、催化等科学领域研究的重要课题
如图为气流中的CO2被捕获到固体界面催化加氢合成重要的化工原料甲酸的程示意图。下列叙述错误的是
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A．在捕获过程中，N(C2H5)3能够协助二氧化碳到达催化剂表面
B．在固体界面因反应活化能降低使H2迅速参与反应
C．CO2催化加氢合成甲酸是原子利用率几乎达100%的反应
D．标准状况下，22.4L 甲酸(HCOOH)中所含的共价键数目为5NA
3．（2025·湖北·模拟预测）从蚀刻废液中回收硫酸铜的工艺流程如图：
下列说法错误的是
A．混合时酸性过强或碱性过强，铜的回收率均会降低
B．“滤液”中，
C．混合过程中发生的反应之一为
D．溶解滤渣时用浓硫酸而不用稀硫酸，有利于提高产品纯度和铜回收率
4．（2025·浙江嘉兴·调研）2019 年9 月我国科研人员研制出Ti—H—Fe 双温区催化剂，其中Ti—H 区域和
Fe 区域的温度差可超过100℃。Ti—H—Fe 双温区催化合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面
上的物种用*标注。下列说法正确的是
A．①②③在Fe 区域发生，处于低温区
B．④过程表示N 原子由Fe 区域向Ti—H 区域传递
C．该历程中能量变化最大的是2.46eV，①是氮分子中氮氮三键的断裂过程
D．使用Ti—H 一Fe 双温区催化合成氨，使合成氨反应转化为吸热反应
5．（2025·湖南·一模）乙烷催化裂解制备乙烯和氢气的反应式为C2H6(g)
C2H4(g)+H2(g)ΔH，工业上在裂解
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过程中可以实现边反应边分离出生成的氢气。在不同温度下，1.0molC2H6(g)在恒容密闭容器中发生该反应。
H2的移出率α 不同时，乙烷的平衡转化率与温度的关系如图所示。
已知：
下列说法错误的是
A．由图可知：α1>α2>α3
B．该反应在高温可以自发进行
C．α2=50%，则A 点体系中乙烯的体积分数约为60%
D．若恒温恒压条件下向体系中充入适量水蒸气，可提高C2H6转化率
6．（2025·甘肃金昌·二模）在标准状况下，气态反应物、生成物及活化分子[A(B)表示“A+B→产物”的活
化分子]的相对能量如表所示：
物质
NO(g)
NO2(g)
SO2(g)
SO3(g)
相对能量/
(kJ·mol-1)
91.3
33.2
-296.8
-395.7
物质
O2(g)
O3(g)
NO(O3)
SO2(O3)
相对能量/
(kJ·mol-1)
0
142.7
237.2
-96.1
下列说法错误的是。
A．NO2(g)+SO2(g)=NO(g)+SO3(g) ΔH=-40.8 kJ·mol-1
B．反应3O2(g)=2O3(g)能自发进行
C．相同条件下，SO2(g)+O3(g)
SO
⇌
3(g)+O2(g)的反应速率比NO(g)+O3(g)
NO
⇌
2(g)+O2(g)的小
D．1 mol NO2(g)的总键能大于1 mol NO(g)的总键能
7．（2025·贵州遵义·一模）“碳中和”是当前全球应对气候变化的重要目标，通过特定技术将二氧化碳转
化成有用产品是实现该目标的关键路径之一。
(1)一定条件下，
加氢可转化为绿色产品
。该转化体系涉及以下三个反应：
反应Ⅰ：
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反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
①一定温度下，反应Ⅱ能自发进行，则
0（填“＞”“＜”或“＝”）
②计算
的
。
③在一定条件下，反应Ⅰ的正、逆反应速率方程：正反应速率
，逆反应速率
（
、
分别为正、逆反应速率常数，只与温度有关，x 为物质的量分数）。
达到平衡后，升高温度，
增大的倍数
增大的倍数（填“＞”“＜”或“＝”）。
(2)一定条件下，
可转化为高附加值产品HCOOH。该转化体系涉及以下两个反应：
.
Ⅰ主反应：
.
Ⅱ副反应：
①在恒容密闭容器中加入等物质的量的
和
，起始压强为
kPa，平衡时压强为P kPa，CO 与
HCOOH 的浓度相等，用各物质的平衡分压表示反应Ⅱ的平衡常数
（用含
和P 的代数式
表示）；能提高HCOOH 平衡产率的措施有 （至少写出两种）。
②实验测得平衡时
的转化率及HCOOH 和CO 的选择性（产物的选择性：生成的HCOOH 或CO 与转化的
的比值）随温度变化如图所示。
曲线a 表示 ；曲线b 表示 ；温度高于240℃时，随着温度升高曲线a 和b 均呈下降趋
势的原因是 。
8．（2025·甘肃白银·模拟预测）
常用作脱硝催化剂，采用共沉淀法等比掺入金属M 后，催化剂
的脱硝性能及抗硫中毒性能会发生改变。烟气脱硝的主要副产物为
，主反应如下：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
(1)已知：
。则
。
(2)某条件下对于反应Ⅰ，
，
，
、
为速率常数。当
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时，降低温度，
变为
，
变为
，则
(填“>”“<”或“=”)
。
(3)利用某分子筛作催化剂，
可脱除废气中的NO 和
，其反应历程如下图所示。图中生成X 的离子
方程式为 ，历程图中总反应的化学方程式为 。
(4)将模拟烟气按一定流速通到催化剂表面，不同温度下，在气体出口处测定相关物质浓度，得出NO 的转
化率、
的选择性、
的生成量随温度变化的关系如下图。
①选择
，温度高于
时NO 的转化率下降的原因为 。
②综合分析，该脱硝过程应选择的最佳催化剂为 。
(5)
、
下，向恒温、恒压的密闭容器中通入
、
、
(假设仅发生反应Ⅰ、
Ⅱ)。达到平衡后测得
的转化率为
，体系中
的物质的量为1.2 mol。则NO 的转化率为
，反应Ⅰ的
(分压=总压物质的量分数)(写出计算式即可)。
1．（2023·辽宁·高考真题）下列有关物质的工业制备反应错误的是
A．合成氨：N2+3H2
2NH3
B．制HCl：H2+Cl2
2HCl
C．制粗硅：SiO2+2C
Si+2CO
D．冶炼镁：2MgO(熔融)
2Mg+O2↑
2．（2025·海南·高考真题）等温等压下，
。此反应放出的热
用于火力发电，能量转化效率为
。下列说法错误的是
A．该反应
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B．产物为
时，反应放出的热量减少
C．该反应在燃料电池模式下进行，反应焓变为
，
D．该反应在燃料电池模式下做电功，转化效率为
，
3．（2025·江西·高考真题）一定压强下，乙烯水合反应为：
已知：
气体均视为理想气体，下列说法正确的是
A．反应的活化能：
B．恒温恒容充入
，平衡向左移动
C．
随温度升高而降低
D．平衡后，升高温度，
4．（2024·湖北·高考真题）
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
5．（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
6．（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
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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
7．（2024·贵州·高考真题）在无氧环境下，CH4经催化脱氢芳构化可以直接转化为高附加值的芳烃产品。
一定温度下，CH4芳构化时同时存在如下反应：
ⅰ．
ⅱ．
回答下列问题：
(1)反应ⅰ在1000K 时 (选填“能”或“不能”)自发进行。
(2)已知25℃时有关物质的燃烧热数据如表，则反应ⅱ的
(用含
的代数式表
示)。
物质
(3)受反应ⅰ影响，随着反应进行，单位时间内甲烷转化率和芳烃产率逐渐降低，原因是 。
(4)对催化剂在不同的pH 条件下进行处理，能够改变催化剂的活性。将催化剂在5 种不同pH 条件下处理后
分别用于催化CH4芳构化，相同反应时间内测定相关数据如下表，其中最佳pH 为 ，理由是 。
pH
CH4平均转化率/%
芳烃平均产率/%
产物中积碳平均含
量/%
2.4
9.60
5.35
40.75
4.0
9.80
4.60
45.85
7.0
9.25
4.05
46.80
10.0
10.45
6.45
33.10
12.0
9.95
4.10
49.45
(5)
下，在某密闭容器中按
充入气体，发生反应
，平衡时
与
的分压比为4:1，则
的平衡转化率为
，平衡常数Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压
总压物质的量分数，列出计算式即可)。
(6)引入丙烷可促进甲烷芳构化制备苯和二甲苯，反应如下：
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(两个反应可视为同级数的平行反应)
对于同级数的平行反应有
，其中v、k 分别为反应速率和反应速率常数，Ea为反应活
化能，A1、A2为定值，R 为常数，T 为温度，同一温度下
是定值。已知
，若要提高苯的产
率，可采取的措施有 。
8．（2025·江苏·高考真题）合成气(
和
)是重要的工业原料气。
(1)合成气制备甲醇：
。
的结构式为
，估算该反应的
需要
(填数字)种化学键的键能数据。
(2)合成气经“变换”“脱碳”获得纯
。
①合成气变换。向绝热反应器中通入
和过量的
：
。催化作用受接触面积和温度等因素影响，
的比热容较大。
过量能有效防止催化剂活性下降，其原因有 。
②脱碳在钢制吸收塔中进行，吸收液成分：质量分数30%的
吸收剂、
(
正价有
)缓
蚀剂等。
溶液浓度偏高会堵塞设备，导致堵塞的物质是 (填化学式)。
减缓设备腐蚀
的原理是 。
(3)研究
与不同配比的铁铈载氧体[
是活泼金属，正价有
]反应，气体分步制备原理示意如图甲所示。相同条件下，先后以一定流速通入固定体积的
，依次发生的主要反应：
步骤Ⅰ
步骤Ⅱ
①步骤Ⅰ中，产物气体积分数、
转化率、
与x 的关系如图乙所示。
时，
大于理论
值2 的可能原因有 ；
时，通入标准状况下
的
至反应结束，
的选择性
，则生成标准状况下
和
的总体积为
。
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②
时，新制载氧体、与
反应后的载氧体的X 射线衍射谱图如图丙所示(X 射线衍射用于判断某晶
态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。步骤Ⅱ中，能与
反应的物质有
(填化学式)。
③结合图示综合分析，步骤Ⅰ中
的作用、气体分步制备的价值： 。
29
