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考点28 化学反应的方向、化学反应的调控
目录
............................................................................................................................................. 1
1.高考真题考点分布................................................................................................................................... 1
2.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
............................................................................................................................................. 9
1.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
1
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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 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 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 自发地转变为 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 地进行到显著程度的化学反应。
(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。
②体系趋向于从 状态转变为 状态。
③体系趋向于从 转变为 。
3．焓判据
(1)放热过程中体系能量降低，ΔH ＜0 ，具有 的倾向。
(2)实验发现，大多数放热反应是可以 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 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 越大 。
(2)熵的大小
同种物质的熵值与其存在 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 的倾向。
有些熵减的过程也能 ，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： 。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 ；
当ΔG =0 时，反应处于 ；
2
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当ΔG >0 时，反应不能 。
情况
焓变
熵变
自由能变化
反应能否自发进行
①
ΔH＜0
ΔS＞0
ΔG＜0
②
ΔH＞0
ΔS＜0
ΔG＞0
③
ΔH＜0
ΔS＜0
无法判断
④
ΔH＞0
ΔS＞0
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＝－122 kJ·mol－1，ΔS＝－431 J·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( )
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.1 mol H2O 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
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＞0
B.2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＜0
C.N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) ΔH＜0
D.CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH＞0
3
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【思维建模】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＝a kJ·mol－1
反应Ⅱ：H2NCOONH4(l)
H2O(l)＋CO(NH2)2(l) ΔH＝b kJ·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－1
B.反应Ⅰ在一定温度下能自发进行，则a>0
C.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
【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＞0
D.W(s)＋xG(g)===2Q(g) ΔH＜0，能自发进行，x 可能等于1
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 因素又要考虑 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)
\s\up7(高温、高压) 2NH3(g) ΔH＝－92.2 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2 J·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
4
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压强
温度
兼顾速率和平衡，催化剂活性
催化剂
浓度
由反应速率方程可知，增大氮
气、氢气的浓度，减小 的
浓度
反应物的浓度，
降低反应产物的浓度
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 。 及时从混合气中分离出去，剩余气体
(3)
压强
1×107～1×108 Pa
(4)
催化剂
选择 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)=====CO＋H2，CO＋H2O(g)=====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700 K 左右进行的重要原因是催化剂在700 K 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。( )
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：
5
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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
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＜0
B.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
【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
6
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【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
【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：
――→
＋H2(g) ΔH＝＋123.5 kJ·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0.1 MPa 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_____________________________________________。
1．（2024·江苏苏州·三模）合成氨反应为
。下列说法正
7
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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
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
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
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
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
8
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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％
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 < x1
C．平衡常数K：a=b>c
D．净反应速率：a=b=c
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
9
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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
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
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
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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
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
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
11
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A．X、Y、Z 分别代表
、
、CO
B．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
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
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
12
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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
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Ⅳ
C．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
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
13
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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
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
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
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+3H2
\s\up7(高温、高压) 2NH3 B．制HCl：H2+Cl2=====2HCl
C．制粗硅：SiO2+2C=======Si+2CO
D．冶炼镁：2MgO(熔融)=======2Mg+O2↑
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
＝173.3 kJ· mol－1，CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH＝41.2 kJ· mol－1，在1.0×105 Pa、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。
14
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CO 的选择性×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，增大可提高乙醇平衡转化率
D.一定温度下，加入CaO(s)或选用高效催化剂，均能提高平衡时H2产率
6．(2022·浙江省1 月选考，20)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
7．（2022·湖北卷）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
8．(2022·湖南卷)已知ΔG= ΔH-TΔS，
的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略
、
随温度的
变化。若ΔG＜0，则该反应可以自发进行。根据下图判断：600℃时，下列反应不能自发进行的是（ ）
A．C(s)＋O2(g)=CO2(g)
B．2C(s)＋O2(g)=2CO(g)
15
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C．TiO2 (s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋O2(g)
D．TiO2 (s)＋C(s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋CO2(g)
16
