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第04 讲 化学反应的方向、化学反应的调控
目录
01 课标达标练
题型01 考查自发过程与自发反应
题型02 考查化学反应方向的判断
题型03 考查熵变
题型04 考查合成氨反应适宜条件的选择
题型05 考查工业上选择适宜生产条件的原则
题型06 考查催化剂在化学反应调控中的作用分析
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 考查自发过程与自发反应
1．（2025·湖南湘潭·模拟预测）工业上利用甲烷制取炭黑的反应是①
；反应过程中容易发生副反应：②
。下列有
关说法中正确的是
A．反应①在常温下就可以自发进行
B．焓变是副反应②自发进行的决定因素
C．制取炭黑允许的最低温度是927.8K
D．温度越高对制取炭黑越有利
【答案】C
【详解】A．反应①的ΔH 为+74.848 kJ/mol，ΔS 为+80.674 J/(mol·K)，常温(298K)时，ΔG=ΔH−TΔS
≈50.8 kJ/mol>0，无法自发进行，A 错误；
B．从焓变角度看，副反应②的ΔH 为+376.426 kJ/mol，为吸热反应，无自发进行倾向；从熵变角度看，
ΔS=+220.211J/(mol·K)>0，有自发进行的倾向，所以熵变才是副反应②自发进行的决定因素，B 错误；
1
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C．反应①自发的最低温度T=
≈927.8K，C 正确；
D．温度过高会促进副反应②的发生，消耗更多甲烷生成乙炔，对制取炭黑越不利，D 错误；
故选C。
2．（2025·湖南长沙·调研）下列说法不正确的是
A．常温常压下
和
混合无明显现象，则反应
在该条件下不自发
B．基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞
C．在硫酸铜溶液中逐滴滴加氨水，得到深蓝色的溶液后加入95%乙醇，可得深蓝色的晶体
D．
，正反应活化能小于逆反应活化能
【答案】A
【详解】A．常温常压下H2和O2混合不反应是因为活化能高，而非不自发。ΔG=ΔH-TΔS，若ΔG<0 则反应自
发。该反应ΔG 可能为负，但需外界条件引发，因此A 的说法错误。
B．基元反应需反应物分子有效碰撞(具备足够能量和正确取向)，碰撞是必要条件，B 正确。
C．硫酸铜与过量氨水生成[Cu(NH3)4]2+深蓝色溶液，加入乙醇降低溶解度析出晶体，C 正确。
D．ΔH<0 表明正反应放热，正反应活化能Ea(正)=Ea(逆)-|ΔH|，故Ea(正)<Ea(逆)，D 正确。
故选A。
3．（2025·湖南·开学考）已知凡气体分子总数增多的反应一定是熵增加的反应。一定条件下，下列反应不
能正向自发进行的是
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【详解】A．气体分子数从2 增至3，ΔS>0，且ΔH<0，ΔG=ΔH−TΔS 始终<0，任何温度下均自发，A 不符合
题意；
B．气体分子数从2 减至1，ΔS<0，且ΔH>0，ΔG=ΔH−TΔS 始终>0，任何温度下均不自发，B 符合题意；
C．气体分子数从4 减至2，ΔS<0，但ΔH<0，低温时ΔG 可能<0，反应可自发，C 不符合题意；
D．气体分子数从0 增至1，ΔS>0，且ΔH>0，高温时ΔG 可能<0，反应可自发，D 不符合题意；
故选B。
4．（2024·湖南长沙·模拟预测）下列有关焓变(
)和熵变(
)说法正确的是
A．能够自发进行的反应一定是
的反应
B．水凝结成冰的过程中，其
，
C．反应
中，其
、
D．一定温度下，反应
能自发进行，该反应的
2
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【答案】D
【详解】能够自发进行的反应：ΔG=ΔH−TΔS<0，据此分析；
A．能够自发进行的反应不一定ΔH<0，可能ΔH>0 但ΔS 足够大且高温下ΔG<0，A 错误；
B．水结冰是放热（ΔH<0），但液态→固态熵减（ΔS<0），B 错误；
C．反应中气体物质的量从3mol 增至4mol，熵增（ΔS>0），C 错误；
D．反应气体物质的量减少（ΔS<0），但该反应在常温下即可自发，说明ΔH<0 足以使ΔG=ΔH−TΔS<0，D 正
确；
故选D。
02 考查化学反应方向的判断
5．（2024·湖南湘潭·调研）乙硼烷(B2H6)是一种高能航天燃料，其燃烧反应如下：B2H6(g)＋3O2(g)=B2O3(s)＋
3H2O(l) ΔH1=-2165kJ/mol
下列说法错误的是
A．在298K 和398K 进行反应，
不同
B．该反应在低温下能自发进行，高温下不能自发进行
C．0.1molB2H6完全燃烧放出的热量可将常温下1kg 水煮沸(水的比热容为4.2J·g－1·K－1
D．已知H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44kJ/mol，1molB2H6完全燃烧生成气态水放热2033kJ
【答案】C
【详解】A．298K 为
，此时的水为液态；当为398K 时温度变为
，此时水为气态；则
会发生
改变导致不同，A 正确；
B．根据
时能自发，现反应的
、
，要使
自发，则T 必须低温才能反
应自发进行；也就表明高温反应不能自发进行，B 正确；
C．根据题目热反应方程式，0.1mol 乙硼烷燃烧释放216.5kJ 热量，但1kg 水从25℃升至100℃需要吸收的
热量为
，热量不足，C 错误；
D．生成气态水时，每mol 水少释放44kJ 的热量，总
，D 正确；
故答案为：C。
6．（2024·湖南·模拟预测）在一定温度下的密闭容器中发生反应：
。下列
说法错误的是
A．该反应的
，
B．平衡后，升高温度，该反应的化学平衡常数减小
C．平衡后，保持温度不变将容器体积压缩为原来的一半，达到新平衡后，
浓度增大
D．若将密闭容器换成敞口容器，则固体中
的含量降低(忽略空气中
的影响)
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【答案】C
【详解】A．
分解吸热，则是一个熵减的放热反应，该反应
的
、
，故A 项正确；
B．由A 项分析可知，升高温度，平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数减小，故B 项正确；
C．该反应的化学平衡常数
，化学平衡常数只与温度有关，体系温度不变，化学平衡常数不变，
将容器体积压缩为原来的一半，达到新平衡后，
浓度不变，故C 项错误；
D．若将密闭容器换成敞口容器，则
不断逸出，平衡向逆反应方向移动，固体中
的含量降低，
故D 项正确。
故选答案C。
7．（2025·湖南永州·模拟预测）下列说法正确的是（ ）
A．电解精炼铜时，阳极泥中含有Zn、Fe、Ag、Au 等金属
B．恒温时，向水中加入少量固体硫酸氢钠，水的电离程度增大
C．2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)在298K 时能自发进行，则它的ΔH<0
D．在硫酸钡悬浊液中加入足量饱和Na2CO3溶液，振荡、过滤、洗涤，沉淀中加入盐 酸有气体产生，
说明Ksp(BaSO4)>Ksp(BaCO3)
【答案】C
【详解】A.电解精炼铜时，在阳极上活动性比Cu 强的金属，如Zn、Fe 会被氧化变为Zn2+、Fe2+进入溶液，
活动性比Cu 弱的金属Ag、Au 等则沉积在阳极底部形成阳极泥，A 错误；
B.恒温时，向水中加入少量固体NaHSO4，NaHSO4是可溶性强电解质，电离产生Na+、H+、SO4
2-，产生的
H+使溶液中c(H+)增大，导致水的电离程度减小，B 错误；
C.反应2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)是气体体积减小的反应，△S<0，在298K 时反应能自发进行，说明
△G=△H-T△S<0，则该反应的ΔH<0，C 正确；
D.在BaSO4悬浊液中加入足量饱和Na2CO3溶液，振荡、过滤、洗涤，沉淀中加入盐酸有气体产生，说明沉
淀中含有BaCO3，这是由于溶液中c(Ba2+)·c(CO3
2-)>Ksp(BaCO3)，与Ksp(BaSO4)、Ksp(BaCO3)的大小无关，D 错误；
故合理选项是C。
8．（2023·湖南娄底·模拟预测）某化学反应其△H＝+122 kJ/mol，∆S＝-231 J/(mol·K)，下列说法正确的是
（ ）
A．在任何温度下都不能自发进行
B．在任何温度下都能自发进行
C．仅在高温下自发进行
D．仅在低温下自发进行
【答案】A
【详解】△H-T
S
△＜0 说明反应自发进行，△H-T
S
△＞0 时反应不能自发进行，△H-T
S=+122kJ•mol
△
-1-T×
（-231×10-3kJ•mol-1•K-1）=122+231×10-3T＞0，所以反应一定为非自发进行的反应，则在任何温度下都不能
自发进行。故B、C、D 错误，A 正确。答案选A。
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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
【详解】A．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；
B．由曲线与纵坐标交点可知，曲线abcde 表示CO，曲线xyzw 表示NO，根据化学方程式可知，
,1—2s
，可计算出y=0.25×10-3mol，则
段
反应速率
，B 错误；
C．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；
D．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(N2)=0.9×10-
3mol/L，上述反应的逆反应平衡常数
，D 正确；
故选D；
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03 考查熵变
10．（2024·湖南长沙·调研）现有两个热化学方程式
(l)+H2(g)
(l)
①
(l)+2H2(g)
(l)
②
下列说法正确的是
A．反应①②中都存在
B．高温时，反应②可自发进行
C．在通常情况下，①②都能自发进行
D．反应①一定不能自发进行
【答案】D
【详解】A．由题中热化学反应方程式可知，反应①②均为熵减反应，即ΔS＜0，A 项错误；
B．由题可知，反应②ΔH＜0，ΔS＜0，则在低温条件下，ΔH-TΔS＜0，即反应②低温时，可自发进行，B 项
错误；
C．由题可知，反应①ΔH＞0，ΔS＜0，则ΔH-TΔS＞0，所有温度下反应都不能自发进行；反应②的ΔH＜
0，ΔS＜0，则在低温条件下，ΔH-TΔS＜0，即反应②低温时，可自发进行，C 项错误；
D．由题可知，反应①ΔH＞0，ΔS＜0，则ΔH-TΔS＞0，所有温度下反应都不能自发进行，D 项正确；
故选D。
11．（24-25 高二上·湖南长沙·开学考）下列说法不正确的是
A．冰在室温下自动熔化成水。这是熵增的过程
B．非自发反应在外界条件改变是可能会自发进行反应
C．若反应
在常温下能自发进行，则该反应的
D．知道了某反应过程有自发性之后，可预测该过程发生反应的快慢
【答案】D
【详解】A．冰熔化成水，物质由固态变为液体，混乱程度增大，属于熵增的过程，A 正确；
B．非自发反应在外界条件改变时可能会自发进行反应，比如在通电的情况下，水可以生成H2和O2，B 正
确；
C．该反应属于熵减过程，△S＜0，依据ΔG=ΔH-TΔS <0，该反应自发进行，则ΔH<0，C 正确；
D．知道了某过程有自发性之后，不可预测反应过程发生的快慢，反应是否自发与反应速率无关，D 错误；
答案选D。
12．（2024·湖南长沙·调研）冰融化的过程中，其焓变和熵变正确的是
A．△H>0，△S>0
B．△H>0，△S＜0
C．△H＜0，△S＜0
D．△H＜0，△S>0
【答案】A
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【详解】冰融化过程中，物质的状态由固体变为液体，熵值增大，则△S＞0；熔化过程吸收能量，因此焓
变△H＞0，故冰融化的过程中，其焓变和熵变均增大，故选A。
13．（24-25 高二上·湖南湘潭·开学考）下列说法中，正确的是
A．H2O(1)分解成H2(g)和O2(g)是熵增过程，该反应在室温下是自发反应
B．吸热反应一定不能自发进行
C．某条件下，反应2AB(g)=C(g)+3D(g) ΔH <0 一定能自发进行
D．合成氨反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH <0 高温有利于自发进行
【答案】C
【详解】A．H2O(1)分解成H2(g)和O2(g)是熵增、吸热的过程，根据
，该反应在高温条件
下进行，A 错误；
B．根据
反应自发进行可知，反应能否自发进行由焓变、熵变及反应温度共同决定，B
错误；
C．该反应
、
，根据
反应自发进行可知，该反应一定能自发进行，C 正确；
D．该反应
、
，根据
反应自发进行可知，该反应低温有利于自发进行，D
错误；
答案选C。
04 考查合成氨反应适宜条件的选择
14．（2024·湖南衡阳·模拟预测）化学是一门以实验为基础的学科。下列实验能达到实验目的的是
选项
A
B
实验
实验目的
模拟工业制备
并检验
该装置可实现随关随停的操作
选项
C
D
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实验
实验目的
用量气管准确测量气体体积
用手捂热试管检查该装置的气密性
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】A
【详解】A．N2和H2在Fe 绒丝作催化剂且加热的条件下生成NH3，NH3可使湿润的红色石蕊试纸变蓝，故A
正确；
B． MnO2是黑色粉末，该装置不能实现随关随停的操作，故B 错误；，
C．要上下移动量气管，使两边液面平齐时，再读数，故C 错误；
D．装置通过长颈漏斗连接外接，用手捂热试管并不能使试管内压强增大，检查装置气密性，故D 错误；
故选A。
15．（2025·湖南岳阳·模拟预测）下图所示为工业合成氨的流程图。有关说法错误的是
A．步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒
B．步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率，又可以加快反应速率
C．步骤③、④、⑤均有利于提高原料平衡的转化率
D．产品液氨除可生产化肥外，还可用作制冷剂
【答案】C
【详解】A 项：合成氨使用含铁催化剂，为防止催化剂中毒，须将原料“净化”处理，A 项正确；
B 项：步骤②中“加压”，可增大氮气、氢气浓度，加快合成氨反应速率又能使平衡右移，提高原料转化
率，B 项正确；
C 项：合成氨反应放热，步骤③使用较高温度不利于提高原料转化率，同时使用催化剂也不能使平衡移动，
步骤④、⑤能有利于提高原料的转化率，故C 项错误；
D 项：产品液氨可用酸吸收生成铵态氮肥。液氨汽化时会吸收大量热，可用作制冷剂，D 项正确。
本题选C。
16．（2025·湖南益阳·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
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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
【答案】C
【详解】A．合成氨选择
，既考虑温度对速率的影响（加快反应速率），也考虑催化剂（铁触
媒）的活性，该温度下催化剂活性高，不只是考虑速率， A 错误；
B．及将氨气及时液化分离，平衡正向移动，但浓度降低了，反应速率会减慢，不是加快，B 错误；
C．增大压强，平衡正向移动，能提高平衡产率，但压强过大对设备要求高、成本高，实际生产采用
20MPa 左右可节省设备成本，C 正确；
D．直接将空气与氢气混合通入反应炉，空气中的氧气会与氢气混合发生爆炸等危险，且空气中含有其他
杂质气体，会影响反应，不能直接混合，D 错误；
故答案选C。
17．（2025·湖南永州·模拟预测）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
【答案】C
【详解】A．在合成氨反应
中，N2中氮元素化合价从0 价降低到-3 价，N2作氧化剂；
在氧化炉中发生反应
，
中氮元素化合价升高，
作还原剂；NO
在吸收塔中发生反应2NO+O2=2NO2，NO 中氮元素化合价升高，NO 作还原剂，A 错误；
B．合成氨的正反应是放热反应，高温会使平衡逆向移动，降低
的平衡产率；高压使平衡正向移动，
能提高
的平衡产率，B 错误；
C．吸收塔中发生反应2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO，通入空气，提供O2，使NO 能充分反应，提
高NO 的转化率，C 正确；
D．浓硝酸具有强氧化性，能与铜反应，不能用铜作为盛装浓硝酸的罐体材料，D 错误；
故选C。
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18．（2025·湖南株洲·调研）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
【答案】A
【详解】A．合成氨的反应是放热反应，合成氨的反应条件中高温不能提高平衡转化率，目的是为了提高
催化剂的活性、加快反应速率，另外加入催化剂也不能提高平衡转化率，A 错误；
B．氧化炉中NH3和O2在催化剂、加热的条件下反应生成NO 和H2O，化学方程式：
，B 正确；
C．流程分析可知M 为空气，氨气的催化氧化需要O2，NO 和水反应生成HNO3需要O2；吸收塔发生反应：
2NO+O2=2NO2，3NO2+H2O=2HNO3+NO，O2与NO 反应生成NO2， NO2被吸收生成HNO3，所以空气的作用是：
将使NO 充分转化为HNO3，C 正确；
D．吸收塔产生的尾气中可能含有未反应的NO 和NO2等氮氧化物，这些气体可以用碱液（如NaOH 溶液）
吸收，生成硝酸盐和亚硝酸盐，D 正确；
故选A。
05 考查工业上选择适宜生产条件的原则
19．（24-25 高三上·湖南·开学考）近日，我国科学研究者利用反应
，
研究发现在t℃，
的体积分数(
)为
时，
催化剂催化上述反应时，NO 的去除率最高。
表示活性氧。下列说法错误的是
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A．反应过程中存在
键的形成与断裂
B．不断升高体系温度，NO 的去除率一定增大
C．由图示可知，NO 通过氮原子与催化剂形成配位键
D．在t℃下，
较高时
与CO 直接反应，致使NO 转化率降低
【答案】B
【详解】A．NO→N2的过程即存在π 键的形成与断裂，A 正确；
B．温度不断升高，催化剂可能失活，致使NO 去除率降低，B 错误；
C．图示中可发现与催化剂成键的主要是N 原子和C 原子，C 正确；
D．CO 与O2反应得到CO2，即CO 还原剂变少，可能导致NO 转化率降低，D 正确；
故答案选B。
20．（2024·湖南岳阳·模拟预测）过氧乙酸(CH3COOOH)是常用的消毒剂，易溶于水、易挥发、见光或受热
易分解。制备原理为：H2O2+CH3COOH
CH3COOOH+H2O △H<0，制得的过氧乙酸(含少量H2O2)含量
测定流程如下，下列说法不正确的是
A．应在密闭、低温、避光条件下保存过氧乙酸
B．在常压条件下采用蒸馏操作将过氧乙酸分离出来
C．溶液由无色变为浅红色且30s 内不变色，说明H2O2已除尽
D．加过量硫酸亚铁溶液目的是还原CH3COOOH
【答案】B
【详解】A. 过氧乙酸(CH3COOOH)易挥发、见光或受热易分解，应在密闭、低温、避光条件下保存过氧乙
酸，故A 正确；
B.因过氧乙酸受热易分解，常压蒸馏会导致过氧乙酸受热分解，故B 错误；
C. 溶液由无色变为浅红色且30s 内不变色，说明高锰酸钾过量，从而证明H2O2已除尽，故C 正确；
D. 加过量的硫酸亚铁还原过氧乙酸，再用重铬酸钾溶液滴定过量的硫酸亚铁溶液，从而确定过氧乙酸的量，
故D 正确；
故选：B。
21．（2024·湖南常德·模拟预测）下列化学实验设计正确的是
A．稀
与Cu 反应产生的气体可用NaOH 溶液完全吸收
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B．将
通入含有碳酸钙的水中制取较高浓度的次氯酸溶液
C．变色硅胶干燥剂含有
，干燥剂呈蓝色时，表示不具有吸水干燥功能
D．探究
浓度对化学反应速率的影响：取两支试管，分别加入
酸性溶液，
然后向一支试管中加入
溶液2mL，向另一支试管中加入
溶液
4mL，比较两支试管褪色的时间
【答案】B
【详解】A. 稀
与Cu 反应产生的气体为NO 不可用NaOH 溶液吸收，故A 错误；
B. 将
通入含有碳酸钙的水中
,盐酸与碳酸钙反应，平衡正移可制取较高浓度的
次氯酸溶液，故B 正确；
C.无水
呈蓝色具有吸水干燥功能，
呈粉红色，不具吸水干燥功能，故C 错误；
D. 探究
浓度对化学反应速率的影响,需控制草酸溶液体积相同浓度不同，故D 错误；
故答案选：B。
22．（2025·湖南娄底·二模）下列实验操作规范、能达到实验目的的是
A．用乙醇作萃取剂萃取碘水中的碘
B．将NO2球放在不同温度的水中探究温度对化学反应速率的影响
C．从海带中提取碘应在烧杯中灼烧海带并用玻璃棒搅拌
D．用酸式滴定管量取25.00mL0.1000mol/L 的HCl 溶液
【答案】D
【详解】A，乙醇与水互溶，不能用乙醇作萃取剂从碘水中萃取碘，A 项不能达到目的；B，NO2球中存在
化学平衡：2NO2
N2O4，将NO2球放在不同温度的水中探究温度对化学平衡的影响，B 项不能达到目的；
C，灼烧海带应使用坩埚，C 项操作不规范；D，HCl 溶液呈酸性，量取HCl 溶液的体积为25.00mL，用酸式
滴定管量取25.00mL 的HCl 溶液，D 项能达到目的；答案选D。
06 考查催化剂在化学反应调控中的作用分析
23．（24-25 高二上·湖南张家界·开学考）合成氨工业在国民生产中有重要意义。工业上合成氨的反应为
，下列说法错误的是
A．使用催化剂是为了增大反应速率，提高生产效率
B．该反应的反应物的键能总和大于生成物的键能总和
C．通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度
D．在上述条件下，每消耗
，同时生成
【答案】B
【详解】A．催化剂可以加快反应速率，缩短生产时间，提高生产效率，A 正确；
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B．正反应放热，反应物断键吸收的总能量低于生成物成键放出的总能量，该反应的反应物的键能总和小
于生成物的键能总和，B 错误；
C．通过调控反应条件，可以使化学平衡正向移动，提高反应进行的程度，C 正确；
D．当反应发生时，根据化学计量数可知，每消耗
，同时生成2molNH3，D 正确；
故选B。
24．（2024·湖南邵阳·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
【答案】C
【详解】A．转化器中二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫，该反应是放热反应，低温时平衡转化率比较大，
500℃左右该反应的平衡转化率不是最大的，A 错误；
B．由于硫酸与铁能够发生反应，不能使用以铁为主的催化剂，B 错误；
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，C 正确；
D．工业制硫酸用浓硫酸吸收三氧化硫，产物是液体，无需高压反应，D 错误；
故选C。
25．（2024·湖南衡阳·调研）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
【答案】C
【详解】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；
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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。
26．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-1
Ⅱ．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)T
C．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
【详解】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
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率降低，D 项错误；
故选B。
1．（2025·湖南株洲·模拟预测）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。下列说法错误的是( )
A．①②③在高温区发生，④⑤在低温区发生
B．该历程中能量变化最大的是2.46eV，是氮分子中氮氮三键的断裂过程
C．在高温区加快了反应速率，低温区提高了氨的产率
D．使用Ti－H－Fe 双温区催化合成氨，不会改变合成氨反应的反应热
【答案】B
【详解】A．①为催化剂吸附N2的过程，②为形成过渡态的过程，③为N2解离为N 的过程，以上都需要在
高温时进行，目的是加快反应速率；而④⑤为了增大平衡产率，需要在低温下进行，故A 正确；
B．由图可知，历程中能量变化最大的是2.46eV，该过程为N2的吸附过程，氮氮三键没有断裂，故B 错误；
C．升高温度可提高反应速率，所以高温区加快了反应速率，但合成氨的反应为放热反应，所以低温区可
提高氨的产率，故C 正确；
D．催化剂能改变反应历程，降低反应的活化能，但不能改变反应的始态和终态，即不能改变反应的反应
热，故D 正确；
故答案为B。
2．（2024·湖南常德·模拟预测）甲硫醇是一种重要的化工原料，硫化氢与甲醇合成甲硫醇的催化过程如图。
下列说法错误的是
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A．甲硫醇的沸点比甲醇低
B．该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
C．反应过程中涉及极性键的断裂和生成
D．该反应的化学方程式为
【答案】B
【详解】A．由于甲醇分子间存在氢键，而甲硫醇分子间存在范德华力，故甲硫醇的沸点比甲醇低，故A
正确；
B．催化剂不影响平衡，不改变平衡转化率，故B 错误；
C．根据反应图中反应物硫化氢的变化得出，硫氢键属于极性键发生了断裂，生成甲硫醇中形成了碳硫的
极性键，故C 正确；
D．根据反应图及原子守恒书写化学方程式，故D 正确；
故选答案B。
3．我国科技工作者利用计算机模拟
在不同催化剂，以及硫酸作电解质溶液的条件下，电解还原制备氨
气反应历程中相对吉布斯自由能变化如图所示(*代表微粒吸附在催化剂表面)。下列说法错误的是
A．该反应历程实现了人工固氮
B．该反应历程在阳极发生
C．从热力学趋势来说该反应能自发进行D．该历程的总反应为
【答案】B
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【详解】A．
变为
，实现了N 从游离态到化合态，A 正确；
B．反应物有
，生成物有
，该过程发生还原反应，在阴极发生，B 错误；
C．该反应的吉布斯自由能变化量为-0．34eV，小于0，能够自发，C 正确；
D．反应物有
，生成物有
，电解质溶液为酸性，所以历程的总反应为
，D 正
确；
故选B。
4．硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是
的催化氧化：
。研究表明，
催化氧化的反应速率方程为
式中：k 为反应速率常数，随温度t 升高而增大；α 为
平衡转化率，α′为某时刻
转化率，n 为常数。在α′=0.90 时，将一系列温度下的k、α 值代入上述速率方程，得到的v-t 曲线如图
所示。下列说法正确的是
A．该反应在任何温度下都能自发
B．
与足量
充分反应，放出的热量为
C．升高温度，能增大单位体积内活化分子百分数和活化分子数
D．反应速率先随温度的升高而增大，原因是温度升高导致k、α 均增大
【答案】C
【详解】A．该反应焓变△H<0，反应前后气体分子数减少，熵变△S<0，依据△G=
H-T
S<0
△
△
反应能自发
进行可知，该反应在低温条件下自发进行，A 错误；
B．二氧化硫与氧气反应为可逆反应，1molSO2与足量氧气充分反应，放出的热量小于98kJ，B 错误；
C．升高温度，活化分子数增加，单位体积内活化分子百分数增加，C 正确；
D．升高温度，反应速率常数增大，该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，二氧化硫平衡转化率降
低，反应速率先随温度的升高而增大，原因是温度升高导致k 增大对v 的提高大于α 引起的降低，D 错误；
答案选C。
5．（24-25 高三下·湖南·开学考）利用
可制备合成气(CO、
)。制备合成气反应历程分两步：
步骤Ⅰ：
；
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步骤Ⅱ：
。
上述反应中C(ads)为吸附性活性炭，反应历程的能量变化如图。下列说法正确的是
A．制备合成气反应可在高温下自发进行
B．决定制备合成气反应速率的是步骤Ⅱ
C．步骤Ⅰ反应的焓变
D．使用更高效的催化剂可以减小该反应的焓变
【答案】A
【详解】A．由图可知，制备合成气反应为吸热、熵增反应，故可在高温下自发进行，A 正确；
B．由图可知，步骤Ⅰ的活化能比步骤Ⅱ的大，步骤Ⅰ速率更慢，所以决定制备合成气反应速率的是步骤
Ⅰ，B 错误；
C．由图可知，步骤Ⅰ反应的焓变△H 应该为
kJ/mol，C 错误；
D．催化剂不能改变反应的焓变，D 错误；
故选A。
6．（24-25 高二上·湖南·开学考）合成氨工业中，原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前
需经过铜氨液处理以除去其中的CO，其反应为
△H＜0，所
得溶液经过处理可使铜氨液再生，重复利用。以下说法正确的是
A．高温、低压条件有利于铜氨液再生
B．除
的反应在任何温度下都能自发进行
C．合成塔使用热交换控制体系控制温度在400～500℃左右，主要目的是使合成氨反应平衡正向移动
D．合成氨过程中的加压、加催化剂都有利于提高原料的平衡转化率
【答案】A
【详解】A．根据铜氨液与CO、NH3的反应可知，需使铜氨液再生，使化学平衡向逆反应方向移动。由于
该反应的正反应是气体体积减小的放热反应，根据平衡移动原理可知，改变的外界条件是升高温度或减小
压强均可使平衡逆向移动，A 正确；
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B．反应的反应热△H＜0，反应后气体分子数减少，△S＜0，根据体系的自由能
，只有在低
温时，反应才能自发进行，B 错误；
C．该反应的正反应是放热反应，要使平衡正向移动，应该采用低温条件。合成塔使用热交换控制体系控
制温度在400～500℃左右，主要目的是使催化剂铁触媒的活性达到最佳状态，C 错误；
D．使用催化剂只能改变反应途径，降低反应的活化能，但是不能使平衡移动，故使用催化剂无法提高原
料的平衡转化率，D 错误；
故合理选项是A。
7．（2025·湖南郴州·模拟预测）已知
下图为工业合成氨的流程图。下列说法正确的是
A．步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率，又可以加快反应速率，所以生产中压强越大越好
B．步骤④中反应温度提高至1000℃，反应速率加快且催化剂的活性更高
C．步骤②④⑤⑥均有利于提高原料的平衡转化率
D．若此反应中△H 和△S 不随温度变化而变化，则保持此反应自发进行的温度应低于466.7K
【答案】D
【详解】A．合成氨的反应为气体分子数减小的反应，加压有利于平衡正向移动，提高原料转化率，加压
也可以提高反应速率，但压强过大对设备要求高，且不经济，A 错误；
B．步骤④中反应温度500℃时催化剂活性较好，提高至1000℃，催化剂的活性下降，B 错误；
C．步骤④加入催化剂只能提高反应速率，不能提高平衡转化率，加压、液化分离出
和
、
的循
环再利用均可以使平衡正向移动，所以步骤②⑤⑥有利于提高原料的平衡转化率，步骤④不能，C 错误；
D．该反应自发进行的最低温度，需使
，即
，得
T<466.7K，因此保持此反应自发进行的温度低于466.7K，D 正确；
故选D。
8．（2024·湖南常德·模拟预测）已知：
，不同条件下反应进程的能量变化
如图所示。下列说法正确的是
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A．该反应达平衡时，升高温度，v(正)增大，v(逆)减小，平衡逆向移动
B．过程b 使用了催化剂，使反应的
减小
C．由
可知，该反应低温能自发进行
D．恒温恒容条件下通入氦气，可使单位体积内
的活化分子数增大
【答案】C
【详解】A．由图可知，该反应为放热反应，升高温度，v(正)增大，v(逆) 增大，平衡逆向移动，故A 错误；
B．过程b 的活化能减小，使用了催化剂，但不能改变反应的ΔH，故B 错误；
C．该反应是气体分子数减小的放热反应，ΔH＜0，ΔS＜0，根据ΔG=ΔH-TΔS＜0，反应才能自发进行，则该
反应低温能自发进行，故C 正确；
D．恒温恒容条件下通入氦气，氧气的浓度不变，单位体积内O2的活化分子数不变，故D 错误；
故选：C。
9．（24-25 高二上·湖南长沙·调研）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，已知反应ⅰ产生的积炭会附着在催化剂的表面。
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)
下，在某密闭容器中充入1molC6H6和5molCH4，发生反应
，平衡时
与
的分压比为4：1，则
的转化率为
，平衡常数K 的计算式为 。
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(5)关于本反应体系中催化剂Fe2O3的描述正确的是___________。
A．Fe2O3溶于水可得到Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体吸附性强可用于净水
B．Fe2O3可改变甲烷平衡转化率
C．Fe2O3降低了甲烷脱氢反应的活化能
D．改变Fe2O3颗粒大小不影响反应速率
(6)甲烷芳构化还可以产生纳米碗
，高温条件下，
可以由
分子经过连续5 步氢抽提和闭
环脱氢反应生成。
的反应机理和能量变化如下：
图示历程包含 个基元反应，其中速率最慢的是第 个。
【答案】(1)能
(2)
(3)反应生成固态炭，覆盖在催化剂表面，减小气体与催化剂的接触面积
(4) 20%
(5)C
(6) 3 三
【详解】（1）反应：
，
，在
时，
=
=
，故反应
在
时能自发进行；
（2）由题给数据可得出以下热化学方程式：：
；
：
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；
：
，
依据盖斯定律，将反应×6-
-
×9 得反应
，所以反应
的
为：
；
（3）由于反应生成固态炭，会覆盖在催化剂表面，从而减小气体与催化剂的接触面积，因此随着反应进
行，单位时间内甲烷转化率和芳烃产率逐渐降低；
（4）起始时
的物质的量为
，CH4的物质的量为
，设参加反应
的物质的量为
，则
可建立如下三段式：
，可得：
，解得
，则平衡时：
，所以
的转化率为：
；平衡常数为：
；
（5）A．实验室制备氢氧化铁胶体是在沸腾的蒸馏水中加入饱和氯化铁溶液，继续煮沸至液体变成红褐色，
即停止加热，A 错误；
B．
作为催化剂，不能使平衡移动，不能改变物质的转化率，B 错误；
C．
作为催化剂，可以降低反应的活化能，以达到加快反应速率的目的，C 正确；
D．改变
颗粒大小，可以改变与反应物的接触面积，影响反应速率，D 错误；
答案为C；
（6）根据反应历程，可知含有：
、
、
3 个基元反应；三步反应的能垒分别是：
、
、
，其中第三步反应的活化能最大，反应速率最慢。
10．（23-24 高二上·湖南益阳·调研）利用甲烷制取氢气等气体是科学家研究的热点课题。
(1)一定条件下，
分解反应
的部分反应历程如下图所示。
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①该历程图表示 步反应，其中正反应活化能最大步骤的反应方程式为 。
②
分解反应 。
A．高温下能自发进行 B．低温下能自发进行
C．任何温度都能自发进行 D．任何温度都不能自发进行
(2)科学家提出以吸附性活性炭
为催化剂，利用
与
制备“合成气”(
、
)。其反应历程
分两步，反应历程的能量变化如下图：
反应Ⅰ：
(慢反应)
反应Ⅱ：
(快反应)
①加入活性炭C(ads)使该反应的活化能 (填“升高”“降低”或“不变”)。
②
与
制备“合成气”的反应为 反应(填“放热”或“吸热”)，其热化学方程式为
(
用
表示)，能量变化图中：
(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1) 4
[或
] A
(2) 降低 吸热
<
【详解】（1）①由图可知，该反应经历了4 步反应，其中活化能最大的反应为：
[或
]；
②
分解反应为
，
，
，所以在高温下可以自发进行，故选A；
（2）①吸附性活性炭
为催化剂，使该反应的活化能降低；
②根据如图所示信息，反应物的总能量低于生成物的总能量，
与
制备“合成气”的反应为吸热反
应，其热化学方程式为
，因为反应I 为慢反应，反应
II 为快反应，所以反应I 的活化能大于反应II 的活化能，所以
，所以
。
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1．据报道，在300℃、70MPa 下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实：2CO2（g）+6H2（g）
CH3CH2OH（g）+3H2O（g），下列叙述错误的是
A．使用催化剂可大大提高生产效率
B．反应需在300℃进行可推测该反应是吸热反应
C．充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D．从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH 和H2O 可提高CO2和H2的利用率
【答案】B
【详解】A 项，使用Cu-Zn-Fe 催化剂可加快反应速率，能大大提高生产效率，A 项正确；
B 项，反应加热与反应放热还是吸热没有直接的关系，如煤的燃烧放热，但需要加热，B 项错误；
C 项，充入大量CO2气体平衡会正向移动，所以可提高H2的转化率，C 项正确；
D 项，从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH 和H2O 会使平衡正向移动，所以可提高CO2和H2的利用率，D 项
正确；
故选B。
2．下列关于硫酸工业生产过程的叙述错误的是( )
A．在接触室中使用铁粉作催化剂
B．在接触室中运用热交换技术可充分利用能源
C．把硫铁矿磨成细粉末，可以提高原料的利用率
D．该反应采用450～500°C 主要是因为该温度下催化剂活性好
【答案】A
【详解】硫酸工业生产过程中，接触室中发生的反应为2SO2＋O2
2SO3，所用催化剂为V2O5。答
案选A。
3．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（ ）
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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相同，温度不同
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
【答案】B
【详解】A．根据装置图可知，从a 进入的气体是含有SO2、O2、N2等的冷气，经过热交换器后从b 处出来
的是热的气体，成分与a 处相同，正确；
B．在c 处出来的气体SO2、O2在催化剂表面发生反应产生的含有SO3及未反应的SO2、O2等气体，该反应是
放热反应，当经过热交换器后被冷的气体降温，SO3被部分分离出来，而且混合气体再次被催化氧化，故
二者含有的气体的成分含量不相同，错误；
C．热交换器的作用是预热待反应的冷的气体，同时冷却反应产生的气体，为SO3的吸收创造条件，正确；
D．C 处气体经过热交换器后再次被催化氧化，目的就是使未反应的SO2进一步反应产生SO3，从而可以提
高SO2的转化率，正确。
4．（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，
【答案】C
【详解】A．ΔH = E 正 - E 逆，题目中ΔH = -34585 -26.4T，为负值且随温度升高更负，说明E 正 < E 逆，A
错误；
B．恒温恒容充入N2，总压增大但各反应物分压不变，平衡不移动，B 错误；
C．由ΔG = ΔH - TΔS 代入数据得ΔS = -71.59 -26.4lnT，温度T 升高时lnT 增大，ΔS 更小，ΔS 随温度升高而
降低，C 正确；
D．该反应的ΔH<0，为放热反应，升温使放热反应的逆反应速率增加更多，Δv 逆 > Δv 正，D 错误；
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故选C。
5．（2022·浙江·高考真题）AB 型强电解质在水中的溶解(可视作特殊的化学反应)表示为AB(s)=An+(aq)+Bn-
(aq)，其焓变和熵变分别为ΔH 和ΔS。对于不同组成的AB 型强电解质，下列说法正确的是
A．ΔH 和ΔS 均大于零
B．ΔH 和ΔS 均小于零
C．ΔH 可能大于零或小于零，ΔS 大于零
D．ΔH 和ΔS 均可能大于零或小于零
【答案】D
【详解】强电解质溶于水有的放热，如硫酸铜等；有的吸热，如碳酸氢钠等，所以在水中溶解对应的ΔH
可能大于零或小于零。熵表示系统混乱程度。体系越混乱，则熵越大。AB 型强电解质固体溶于水，存在熵
的变化。固体转化为离子，混乱度是增加的，但离子在水中存在水合过程，这样会引发水的混乱度的变化，
让水分子会更加规则，即水的混乱度下降，所以整个溶解过程的熵变ΔS，取决于固体转化为离子的熵增与
水合过程的熵减两个作用的相对大小关系。若是前者占主导，则整个溶解过程熵增，即ΔS＞0，反之，熵
减，即ΔS＜0。综上所述，D 项符合题意。故选D。
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