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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 自发过程与自发反应的判断
题型02 化学反应方向的判断
题型03 化学反应的调控
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 自发过程与自发反应的判断
1．下列过程属于非自发过程的是（ ）
A．水由高处向低处流
B．天然气的燃烧
C．铁在潮湿的空气中生锈
D．室温下水结成冰
02 化学反应方向的判断
2．下列关于焓判据和熵判据的说法中，不正确的是
A．放热的自发过程可能是熵减小的过程，吸热的自发过程一定为熵增加的过程
B．4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s) ΔH=-444.3kJ·mol-1，ΔS=-280.1J·mol-1·K-1。此反应在常温常压
下能自发进行
C．碳酸钙分解为吸热反应，该反应室温下不能自发进行，但在高温下则能自发进行
D．吉布斯自由能大于0 的反应一定不能发生
3．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．当ΔH<0，ΔS>0 时，反应能自发进行
C．2NO(g)+ 2CO(g) = N2(g)+ 2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的ΔH>0
D．反应NH3(g) + HCl(g) = NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH<0
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4．通过煤的气化、液化和干馏可以实现煤的综合利用，其中煤的气化发生的反应为
，反应过程中能量变化如图所示。下列有关该反应的
、
的说法中正
确的是
A．
B．
C．
D．
5．以下反应属于自发反应，且可以用熵判据来解释的是：
A．
B．
C．
D．
6．下列内容与结论相对应的是
选项
内容
结论
A
该过程的
B
常温下，硝酸铵固体溶于水可自发进行
该过程的
C
一个反应的
反应一定不能自发进行
D
能自发进行
则该反应的
03 化学反应的调控
7．工业上通常采用铁触媒、在
和
的条件下合成氨。合成氨的反应为
。下列说法正确的是
A．
的
B．采用
的高温是有利于提高平衡转化率
C．采用
的高压能增大反应的平衡常数
D．使用铁触媒可以降低反应的活化能
8．工业上可在高纯氨气下球磨氢化锂以合成高纯度的储氢材料氨基锂，原理可表示为： LiH(s) + NH3(g)=
LiNH2(s) + H2(g)。如图表示在不同氨气分压和不同球磨时间下目标产物LiNH2的相对纯度变化曲线。考虑
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实验安全(氨气压力要小)以及目标产物LiNH2的相对纯度要得到保证(接近98%)，选择合成的最佳条件为
A．0.2MPa，1.0h
B．0.3MPa，2.0 h
C．0.4 MPa，2.0 h
D．0.5MPa， 1.5 h
9．如图所示为工业合成氨的流程图。下列说法错误的是
A．步骤①中“净化”可以防止催化剂“中毒”
B．步骤③、④、⑤均有利于提高原料的平衡转化率
C．工业合成氨反应
，该反应能在低温自发进行
D．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
10．工业制备硫酸的生产过程及相关信息如下。下列有关说法正确的是
温度/℃
不同压强下接触室中
的平衡转化率/
450
99.2
99.7
550
94.9
97.7
工艺流程
A．循环利用的物质是
B．
为放热反应
C．吸收塔中
表现强氧化性
D．实际生产中，接触室中应采用温度
，压强
11．煤气化的一种方法是在气化炉中给煤炭加氢，发生的主要反应为C(s)＋2H2(g)
CH
⇌
4(g)。在V L 的密闭
容器中投入a mol 碳(足量)，同时通入2a mol H2，控制条件使其发生上述反应，实验测得碳的平衡转化率
随压强及温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是
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A．上述正反应为放热反应
B．在4 MPa、1 200 K 时，图中X 点v(H2)正＜v(H2)逆
C．在5 MPa、800 K 时，该反应的平衡常数为
D．工业上维持6 MPa、1 000 K 而不采用10 MPa、1000 K，主要是因为前者碳的转化率高
12．环戊烯(C5H8)是一种重要的有机化工原料，可用环戊二烯(C5H6)制备。T℃时，将环戊二烯和HI 按物质
的量之比1：2 充入容积为2L 的恒容密闭容器中，仅发生反应：
，下列有关该反应的说法正确的是
已知：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
A．该反应在高温下可自发进行
B．升高温度，有利于提高环戊烯的平衡产率
C．反应达到平衡时，环戊二烯和碘化氢的转化率相等
D．降低温度，正反应速率改变程度大于逆反应速率改变程度
13．开发CO2催化加氢可合成二甲醚。其主要反应为：
CO
①
2(g)+ 3H2(g)
CH3OH(g) + H2O(g) ΔH1 =
49.01 kJ·mol
﹣
−1
2CH
②
3OH(g)
CH3OCH3(g) + H2O(g) ΔH2 =
24.52 kJ·mol
﹣
−1
合成二甲醚时还会发生副反应：
CO
③
2(g)+ H2(g)
CO(g) + H2O(g) ΔH3 = + 41.2 kJ·mol−1
其他条件相同时，反应温度对CO2平衡总转化率及反应2.5 小时的CO2实际总转化率影响如图1 所示；反
应温度对二甲醚的平衡选择性及反应2.5 小时的二甲醚实际选择性影响如图2 所示。(已知：CH3OCH3的选
择性=
×100％)。
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下列说法正确的是
A．不改变反应时间和温度，增大压强或增大CO2与H2的投料比都能进一步提高CO2实际总转化率和二甲
醚实际选择性
B．CO2催化加氢合成二甲醚的最佳温度为240℃左右
C．温度高于290℃，CO2平衡总转化率随温度升高而上升的原因为反应①进行程度大于反应③
D．一定温度下，加入多孔CaO(s)或选用高效催化剂，均能提高平衡时H2的转化率
1．闪电时空气中的N2和O2会发生反应：N2(g)＋2O2(g)=2NO2(g) ΔH=＋180.50 kJ·mol-1，ΔS=247.3
J·mol-1·K-1，若不考虑温度对该反应焓变的影响，则下列说法中正确的是
A．在1 000 ℃时，此反应能自发进行
B．在1 000 ℃时，此反应不能自发进行
C．该反应能自发进行的最低温度约为730℃
D．该反应能自发进行的最高温度约为730 K
2．已知：CO2氧化C2H6制C2H4的主反应热化学方程式为：
该反应的历程分为如下两步：
反应①：
(快反应)
反应②：
(慢反应)
下列说法正确的是
A．反应①的活化能
反应②的活化能
B．相比于提高
，提高
对主反应速率影响更大
C．将
液化分离，可以提高反应物的转化率
D．若反应①的
，则该反应自发进行的最高温度T＝1125K
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3．铈锆基稀土催化剂(
)可用于催化处理汽车尾气中的
和
，消除污染。反应为
。下列说法正确的是
A．上述反应的
B．上述反应的平衡常数
C．其他条件不变，提高反应温度，能提高尾气的平衡转化率
D．其他条件相同，选用新型高效催化剂，可提高尾气的转化效率
4．氨对发展农业有着重要意义，也是重要的化工原料。合成氨的生产流程示意如下。
下列说法不正确的是
A．为防止原料气中混有的杂质使催化剂“中毒”而丧失催化活性，原料气必须经过净化
B．压缩机加压过程，既要考虑平衡移动的问题，又要考虑加压对设备材料的强度设备的制造要求的问题
C．合成氨反应的温度控制在500℃左右，此温度下反应物的平衡转化率最大
D．冷却过程，及时将NH3从平衡混合物中分离除去，促使合成氨反应向生成氨气的方向移动
5．工业合成氨反应为
，其能量变化如图所示。在实际生产中，下列有关说
法正确的是
A．温度越高，氮气的平衡转化率越高
B．使用催化剂，E 变小，
不变
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C．压强越大越好，可提升化学反应速率与限度
D．若平衡时
、
和
均为1mol，则
6．若在催化剂作用下
和
合成甲酸主要涉及以下反应：
I．
II．
在
恒容密闭容器中，
和
各投
发生反应，平衡时
的转化率及
和
的选择
性(产物的选择性：生成的
或
与转化的
的比值)随温度变化如图所示。
下列说法正确的是
A．反应II：
B．曲线a 表示平衡时
的转化率
C．
时，反应I 的平衡常数
D．合成甲酸应选择在较高温度下甲酸选择性高的催化剂
7．中国科学家在淀粉人工合成技术上取得重大进展，该实验方法首先将
催化还原为
。已知
催化加氢的主要反应有：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
（1）水煤气也是合成甲醇的重要原料，反应
(用含
和
式子表示)。
（2）在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入
和
，起始压强为4MPa，发生反
应Ⅰ和Ⅱ。平衡时
的转化率为40％，
的物质的量为0.1mol。反应Ⅰ的分压平衡常数
(气体分压=总压×该组分的物质的量分数)。
（3）在恒温恒压反应器中通入
、
气体，
的平衡转化率及
的平衡产率随温度变
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化关系如图a。反应Ⅰ和反应Ⅱ的
、
满足线性关系，如图b 所示。
已知：
的产率=
①下列说法正确的是 。
A．反应过程中，容器内压强不再变化，说明反应Ⅰ达到平衡
B．反应过程中，气体密度维持不变，说明反应Ⅰ达到平衡
C．增大压强能同时提高
的平衡转化率和
的平衡产率
D．加入对反应I 催化效果更佳的催化剂，可以提高CH3OH 的产率
②反应Ⅱ的
0(填“大于”、“小于”或“等于”)；根据图b 中确定直线m 表示的反应是
(填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)。
③图a 中
的平衡转化率A 点之前随温度升高而降低、A 点之后随温度升高而增大的原因是 。
（4）我国科研人员研究出在
催化剂上
氢化合成甲醇的反应历程如图c 所示。结合历
程分析在反应气中加入少量的水蒸气 (填“能”或“不能”)提高甲醇产率，解释其原因
。
8．一碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物为原料生产化工产品的方法。合成气(
和
的混合气
体)是一碳化学的重要原料，焦炭与水蒸气在恒容密闭容器中会发生如下三个反应：
I：
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II：
III：
（1）当反应I 达到平衡后，下列措施可提高正反应速率的是_______(填标号)。
A．加入焦炭
B．通入CO
C．升高温度
D．分离出氢气
（2）若在恒温恒容容器中仅发生反应II，则下列能说明反应达到平衡状态的是_______。
A．容器内气体的压强不变
B．容器内气体的总质量不变
C．容器内气体的平均相对分子质量不变
D．单位时间内，每有2 mol
键断裂，同时有1 mol
键断裂
（3）向容积为
的密闭容器中加入活性炭(足量)和
，发生反应
，
和
的物质的量变化如下表所示。
条件
保持温度为
/℃
时间
0
5min
10min
15min
20min
25min
30min
物质的量
2.0
1.4
1.0
0.70
0.50
0.40
0.40
物质的量
0
0.3
0.50
0.65
0.75
0.80
0.80
①
内，以
表示的该反应速率v (CO2)= ，最终达平衡时
的转化率
，该温度
℃下的平衡常数
。
②保持温度
℃不变，向该
密闭容器中加入该四种反应混合物各
，该时刻，正、逆反应速率的大
小关系为：
(填“>”“<”或“=”)。
（4）已知4CO(g) +2NO2(g)
4CO2(g)+N2 (g) ΔH1 = -1200kJ•mol-1 ，该反应在 (填“高温”、
“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
1．（2024·浙江6 月卷）氢是清洁能源，硼氢化钠(
)是一种环境友好的固体储氢材料，其水解生氢
反应方程式如下：(除非特别说明，本题中反应条件均为
，
)
请回答：
（1）该反应能自发进行的条件是_______。
A．高温
B．低温
C．任意温度
D．无法判断
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2．（2022·辽宁卷）工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得诺贝尔
奖，其反应为：
。回答下列问题：
（1）合成氨反应在常温下_______(填“能”或“不能”)自发。
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