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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；
2
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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
①
ΔH＜0
ΔS＞0
ΔG＜0
能
②
ΔH＞0
ΔS＜0
ΔG＞0
不能
③
ΔH＜0
ΔS＜0
无法判断
无法判断
④
ΔH＞0
ΔS＞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＝－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( )
【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.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
【答案】C
【解析】A.物质聚集状态不同熵值不同，气体＞液体＞固体，1 mol H2O 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4 mol 固体、2 mol 液态物质、1 mol 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
3
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【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
【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
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
【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( )
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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
【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)
\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
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
1×107～1×108 Pa
(4)
催化剂
选择铁做催化剂
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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。( )
【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
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【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
【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( )
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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：
――→
＋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_____________________________________________。
【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)0.019 MPa (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
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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0.1 MPa 时，乙苯转化率为40%，设乙苯起始物质的量为
1 mol，则依据题意可建立如下三段式：
平衡时总物质的量为1.4 mol，乙苯的平衡分压为×0.1 MPa，苯乙烯和氢气的平衡分压为×0.1 MPa，则600
℃时的平衡常数Kp＝ MPa≈0.019 MPa。
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；
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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，
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，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，
11
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，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 < x1
C．平衡常数K：a=b>c
D．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
12
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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
【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
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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
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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
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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
、
、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
【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
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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
【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
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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Ⅳ
C．增大焦炉煤气流速一定能提高CO 的相对体积
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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4O2
O8，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
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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， 1mol Si 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+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↑
【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+3H2
\s\up7(高
温、高压) 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+Cl2=====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+2C=======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)=======Mg+Cl2↑，D 错误；故选D。
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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。
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
【答案】D
【解析】根据已知反应①C2H5OH(g)＋3H2O(g)===2CO2(g)＋6H2(g) ΔH＝173.3 kJ· mol－1，反应②CO2(g)
＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH＝41.2 kJ· mol－1，且反应①的热效应更大，故温度升高的时候对反应①影
响更大一些，即CO2 选择性增大，同时CO 的选择性减小，根据CO 的选择性的定义可知③代表CO2 的
选择性，①代表CO 的选择性，②代表H2 的产率，以此解题。A.由分析可知②代表H2 的产率，错误；B.
由分析可知升高温度，平衡时CO 的选择性减小，错误；C.两种物质参加反应，增大一种物质的浓度，会
降低该物质的平衡转化率，错误；D.加入CaO(s)与水反应放热，对反应①影响较大，可以增大H2产率，或
者选用对反应①影响较大的高效催化剂，也可以增大H2产率，正确。
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
【答案】D
【解析】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。
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：
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，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
【答案】B
【解析】
中硫元素为-2 价，还原性比较强，能被氧化，故A 错误；类比
溶液，O 与S 同主
族，可知
溶液显碱性，故B 正确；由反应方程式可知，固体与液体反应制备了硫化氢气体，故该
制备反应是熵增过程，故C 错误；S 的原子半径比O 大，故C=S 键长比C=O 键长长，键能小，故
的热
稳定性比
的低，故D 错误；故选B。
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)
C．TiO2 (s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋O2(g)
D．TiO2 (s)＋C(s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋CO2(g)
【答案】C
【解析】记①C(s)＋O2(g)=CO2(g)，②2C(s)＋O2(g)=2CO(g)，③TiO2 (s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋O2(g)，
④TiO2 (s)＋C(s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋CO2(g)；A 项，由图可知，600℃时C(s)＋O2(g)=CO2(g)的ΔG＜0，反
应自发进行，故A 不符合题意；B 项，由图可知，600℃时2C(s)＋O2(g)=2CO(g)的ΔG＜0，反应自发进
行，故B 不符合题意；C 项，由图可知，600℃时TiO2 (s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋O2(g)的ΔG＞0，反应不能自
发进行，故C 符合题意；D 项，根据盖斯定律，TiO2 (s)＋C(s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋CO2(g)可由①+③得
到，则600℃时其ΔG＜0，反应自发进行，故D 不符合题意；故选C。
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