第七章 第4节 化学反应的方向与调控-【5星学霸·高考白题】2026年高考化学一轮复习

根据图中给出L与L交又点信息，可得1，=0.1，解得a=0.8,K= 1.6 e2(SoCl =64,B正确：降温达新平衡后，反 c(S0Cl2)·c(SCl2)0.20.2 vV 应Ⅱ正向进行，SC,摩尔分数减小，S0C,摩尔分数增大，曲线L,和 L2新交点不可能在a处，可能出现在b处，C错误：T℃，缩小容器体 n(SCl) 积，压强增大，反应Ⅱ平衡不移动，达新平衡后 的值不变， 'n(SOCI) D错误 7,(1)B(2)<>(3)4藏小 解析：(1)对于反应C02(g)+CH,(g)一2C0(g)+2H2(g),根据化 学反应速率之比等于化学计量数之比，平衡时应满足2"运(C02)= "E(C0),而当z(C02)=2E(C0)时，正、逆反应速率不相等，反应 末达到平衡状态，A错误：反应前后气体的总质量不变，但气体的物 质的量在反应过程中发生变化（反应前气体化学计量数之和为1+ 12,反应后气体化学计量数之和为2+2=4)。根据M=公（站，为 平均相对分子质量，m为慈质量，n为总物质的量)，当气体的平均相 对分子质量不再变化时，说明气体的总物质的量不再改变，反应达 到平衡状态，B正确：在恒容密闭容器中，气体的总质量不变，容器体 积不变，根据=四(p为密度，m为质量，V为体积)，气体密度始终 不变，所以密度不再变化不能说明反应达到平衡状态，C错误：起 除时投料比2C0}10,反应过程中cH,和c0,按照1：1的比例 反应，其物质的量之比始终为1：1，不能据此判断反应达到平衡状 态，D错误。(2)C02(g)+CH(g)一2C0(g）+2H2(g)是气体体积 增大的反应，T,℃时，二氧化碳平衡转化率升高，平衡正向移动，即 减小压强向气体体积增大的方向移动，因此压强：P1<2:当温度为 T,℃、初始压强为时，从a点到平衡点，二氧化碳平衡转化率诚 小，说明平衡逆向移动，因此4点时的>E。(3)起始时向容器中 加人1mlCH,和1 mol CO2,在温度为T,℃、初始压强为P2条件下 反应，二氧化碳平衡转化率为50%，列出三段式得： CH4(g)+C02(g)2C0(g)+2H2(g) 开始量(mol) 1 0 0 转化量(ma)】 0.5 0.5 1 平衡量(mol) 0.5 0.5 该反应的平衡常数K■ =4:温度和体积不变的情 0.50.5 11 况下，继续加入1 mol CH。和1mdC02,相当于在原平衡的基础上 增大压强，压强增大使得反应向气体分子数减小的方向移动，导致 平衡逆向移动，所以再次达到平衡后，C02的转化率减小。 8.(1)-16.4(2)c、db(3)A(4)92.3% 0.2po×(0.5p)2 (0.15p)2x(0.05pn)2 (5)0.02mal·L1·min-150% 解析：(1)根据盖斯定律，反应Ⅲ=2×反应Ⅱ-反应I,故AH =24H2-△H1=2×(-381.5kJ·mol1)-(-746.6kJ·mo1)= -16.4k·m1。(2)随温度的变化，说明温度是自变量（横坐标） 温度升高，反应I逆向进行，n(N2)减小，所以曲线c、d符合题意：曲 线a、b则表示不问温度下n(N2)随n(C0)的变化关系，在n(C0) 定时，升高温度，n(N2)减小，所以曲线b的温度高于曲线a。(3)按 反应化学计量数之比投料时，生成物的体积分数最大，所以曲线A 能准确表示N20(g)的平衡体积分数随投料比n(C0):n(NO)变 化。(4)根据反应1、Ⅱ可知，当N2(g)、N20(g)的体积分数分别为 20%和10%时，C02(g)的体积分数则为50%，C0(g)和N0(g)的体 积分数之和为20%。设投料时C0(g)和N0(g)的物质的量均为 一学霸高考·白员 amol,反应达到平衡时总物质的量为nml,生成的N,0的物质的量 为0.1nmol,则有： 反应I: 2C0(g)+2N0(g)=N2(g)+2C02(g) 初始/mol 0 0 转化/mol 2x0.2n2×0.2n 0.2n2×0.2n 平衡/mol a-0.4ma-0.4n 0.2n0.4n 反应Ⅱ： C0(g)+2N0(g)-=N20(g)+C02(g) 初始/mal a-0.4na-0.4n 0 0.4n 转化/mol 0.1n0.2n 0.1n0.1n 平衡/mol a-0.5na-0.6n 0.1n0.5n 所以有a-0.5nta-0.6n=0.2n,解得：a=0.65n,平衡时N0的物质的 量=0.65n-0.6n=0.05n(mol),C0的物质的量=0.65m-0.5n= 0.15n(mdl)。因此，N0(g)的转化率为0.65n-0,05n)mm×100%- 0.65 mol 923%:根据理想气体状态方程，等温下，气体分压之比等于物质的 量之比，即p(C0)=0.15 Po kPa,p(N0)=0.0 5po kPa,p(N2)= 0.2 Po kPa,p(C02)=0.5pkPa;用分压表示反应I的平衡常数K,1= 0.2p×(0.5pu)2 (0.15po)2x(0.05p,)产Pa。(5)根据化学计量数之比可知，每生 成1molC02,生成1molN20或0.5molN2,由所给信息，5min后测 得n(C02)=0.3mol,n(N0)=1.6mol,消耗的n(N0)=0.4mal,设生 成的n(N20)为xmol,生成的n(N2)为ymdl,由2x+2y=0.4mol,x+ 2y=0.3mol,解得n(N2)=n(N20)=0.1mol,(N20)=0.1mol÷ （1Lx5mim)=0.02mmlL1·min.N2的选择性.01mok2× 0.4 mol 100%=50%。 第4节化学反应的方向与调控 1.D解析：N2和H2净化后，通过压缩机加压及催化剂作用下在合成 塔中发生可逆反应生成氨气，将反应后气体经过液化分离得到液 氨，将其分离出去，还有大量未反应的N和H2,将其回流到压缩机 中，通过氮气和氢气的循环使用，可以提高原料的利用常。在反应 达到一定时间及时将氨从混合气中分离出去，使平衡正向移动，故 可保持足够高的原料转化率，A正确：步骤①中“净化"是除去杂质 防止催化剂中毒，B正确：合成氨的反应是放热反应，高温不利于反 应正向进行，操作③中选择“500℃"是催化剂催化活性的最佳温度】 催化效率较高，C正确：操作④液化分离中，将氨从混合气中分离出 去，使平衡正向移动，可以提高原料的转化率，但反应速率变慢，D 错误。 2.C解折：由图可知，热心上的变化为，一N,氯气分子发生 共价键断裂的变化为焙增、嫡增的变化，A正确：“热F”高于体系 温度，有利于氯氯共价键的断裂，加快反应速率，B正确：“冷T”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，C错误：“热F”高于体系温度 有利于氨复共价键的断裂，加快反应速率，“冷下”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， D正确 3.D解析：反应【中，粉碎黄铁矿，能增大反应物之间的接触面积，使 反应更充分，反应速率更快，A正确：二氧化硫与氧气反应生成三氧 化硫，该反应为气体体积诚小的反应，虽然加压能提高转化率但是 提高程度有限，且会显著增加工业成本，同时常压下二氧化硫的转 化率已经较高，可满足生产需要，因此反应Ⅱ选择常压下进行，B正 确：反应Ⅲ，将983%的浓硫酸从吸收塔顶喷淋面下，三氧化硫从下 往上与浓硫酸充分接触，能快速、充分吸收三氧化硫，C正确：反应Ⅱ 中若被入太多空气，则会导致二氧化硫的浓度太低，反应速率减小， 而且鼓人太多空气会使得反应温度降低，反应速率减小，不利于反 应Ⅱ的进行，D错误。 ·化学·037 4.B解析 过程①的活化能为6.05-0.00kJm-6.05kJ,②的 活化能为(11.28-2.08)kJml=9.20kJmo,过程①D的活 化能小于过程②的活化能，过程①的反应追率大于过程 ②的反应速率，故该过程的总反应速率主要由过程②决定 B错误。化合物1经两步反应转化为化合物2，每步反应均 为基元反应，C正确 CO, PrBu, CO TSI: FeC0 ① PrBu, 1T521a e-co 2② PtBu,C-H 化合勒1与C0,反应生成化合物2 1相对能萱低J·ma广 Ts211.28 T81.6.05 1+C0,40.00) 11-2.08) 2(-11.63 反应过程 相对能量曲线 化合物1(s→化合物2s)的反应为放热反应，则 低温有利于反应自发进行，D正确 催化剂可以加快反应速率，从而可以提升单位时间内C02的转化 率，A正确。 5.A解析：熵增的反应有利于反应的进行，由流程可知，“培烧”过程 碳酸锰首先分解为氧化锰，而此时碳酸镁没有分解，故△5最大的不 是MgC0,,A错误：吸热反应不利于反应的自发进行，△G=AH T△S<0反应可以自发进行，“烙烧”过程碳酸钙分解所需的温度最 高，则△H最大的是CC03,B正确：“培烧“过程要求碳酸锰分解而 碳酸镁、酸钙不分解，结合图像可知，“焙烧”温度应控制在6227- 913.3K,C正确：M(NH)sC01生成碳酸锰的反应为分解反应，则 操作X为加热促使Mn(NH)。CO,分解，D正确。 6.B解析：反应CH,(g)一CH6(g)+H,(g〉AH= +124·m是吸热且气体体积增大的反应。升高温度，平衡正 向移动，CH。体积分数降低，CH。体积分数升高：增大压强，平衡 逆向移动，C,H,体积分数增大，C,H。体积分数诚小。曲线④在相 同温度下体积分数相对较小，符合压强为10kPa时C,Hg随温度升 高体积分数降低的变化：曲线①在相同温度下体积分数相对较大， 符合压强为100kPa时C,H,随温度升高体积分数升高的变化：曲线 ②③分别对应不同压强下C,H体积分数随温度的变化。对于有 气体参与的反应，增大压强，气体浓度增大，反应体系中活化分子浓 度增加，有效碰撞几率增大，正、逆反应速率均增大，A正确：总压由 10kPa变为100kPa,温度不变，平衡常数不会改变，B错误：压强 温度不变，充人惰性气体，容器体积会增大，各物质浓度减小，相当 于减小压强，该反应正反应是气体体积增大的反应，诚小压强，平衡： 一学霸高考·白是 正向移动，C:H。的转化率增大，C正确：该反应正反应是气体体积增 大的反应，增大压强，平衡逆向移动，C,H,的体积分数增大。总压 为10kPa时压强小，平衡正向移动程度大，C,H。体积分数相对较 小，且该反应吸热，升高温度平衡正向移动，C,H体积分数诚小，曲 线④符合10kP时C,H,的体积分数随温度的变化，D正确。 7,(1)391.0能(2)①Fe3H2+2LiNH一2NH3+2LiH (3)液化分离NH3加压 解析：(1)由反应热等于反应物的链能之和减生成物的键能之和可 得：(945.8kJ·molP+436kJ·mol1×3)-E(N一H)×6=-92.4 kJ·mol广1，解得E(N一H)=3910k」·mol1,则1molN一H键断裂 吸收的能量为391.0kJ·mal×1mol=391.0kJ:由题给数据可知，常 温条件下反应△H-T△S=(-92.4kJ·mo)- [-02kJ·(K·mol)1]×298K=-32.8kJ·mol1<0,则合成氨反应 能自发进行。(2)①由图可知，无氢化锂时，用铁作催化剂，合成氨 反应的化学反应速率最高，则催化效率最高的金属是铁：②由盖斯 定律可知，反应1+2ⅱ+ⅲ得到合成氨反应，则反应ⅲ的方程式为 3H2+2LNH一2NH,+2IH。(3)合成氨反应是气体体积减小的放 热反应，增大压强、降低温度、及时分离出氨气，都有利于平衡向正 反应方向移动，提高氨气的产率，则综合多种因素，有利于提高合成 氨产率的措流有加人合适的催化剂、周控适宜温度、液化分离氨气、 加压。 专题探究7反应历程、机理的分析应用 1.D解析：第一步反应为慢反应，活化配合物具有高能量，表明反应 的活化能大，且第一步反应需要吸收能量，A错误：活化配合物的能 量越高，反应的活化能越大，第一步的反应速率越慢，B错误：发生有 效碰撞的分子一方面要具有活化分子所具有的最低能量，另一方面 发生碰撤需具有一定的方向，所以第二步活化配合物之间的碰撞不 一定是有效碰撞，C错误：一个化学反应分多步完成时，该反应的反 应速率主要取决于慢反应，即取决于第一步反应，D正确 2.D解析：根据图示箭头可知反应物为NH3、N0和O2(箭头指向圈 内)，生成物为N,和H0(箭头指向圈外)，根据得失电子写出总反 应，A正确：根据总反应4NH,(g+4NO(g)+O,(g)继化剂4N,(g)+ 6H20(g)可知△S>0,若要使该反应在任何条件下可自发进行，则 △G=△H-TAS<0,则需满足△H<0,B正确：Fe3·为该反应的催化 剂，催化剂能降低反应活化能，C正确：催化剂只能降低反应活化能， 改变反应速率，不能改变反应的平衡常数，因而不会提高反应物的 平衡转化率，D错误。 3.A解析：根据图中反应历程可知，第2步燕元反应为CH0··+ C02·+CH,0C00··,A正确：使用催化剂可以提高反应速率， 但是反应热不会变化，B错误：反应进程中经过渡态I的反应能垒最 大，是决速步骤，其能垒为[1031-(-22.6)]×102eV=1.257×10 ©V,C错误；由图可以看出，产物总能量高于反应物总能量，即 2CH,0H+C03→CH,0C00CH+H20△>0，所以升高温度，合 成碳酸二甲酯反应速率增加，平衡向正反应方向移动，D错误。 4.B解析：FS,催化C0还原处理烟气中的S02转化为液态S,W和 Fe5.反应生成0C一S和FS.-1,由原子守恒可知W为C0,Z和 FeS.-1反应生成FeS,则Z为S,Y和0Cs反应生成S和M,则Y 为S02,M为C02。由分析可知，W为C0,M为C02,A正确：由分析 可知，Z为S,M为C02,Y为S02,反应②为20=C=S+S02一3S+ 2C02,反应③为F51+5一FS,结合总反应200+s0,区s+ 2C02可知，②中每生成1molZ,3中有0.5 mol FeS,生成，B错误：由 图2可知，升高温度，S02的平衡转化率减小，说明反应2C0+S02 Fg+200,逆向移动，平衡常数减小，C正确：该过程的总反应为 2C0+S0,Sg+2C0,该反应过程中气体体积减小，增大压强，平衡 正向移动，S02的平衡转化率增大，则p1>P2,D正确。 夏·化学·038一学霸高春白题化学 第4节 化学反。 ☑应用提优考点全面，能力提升限时：30mim 1.(2025·湖北武汉期中)1913年，德国化学家 哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法，从 而大大满足了当时日益增长的人口对粮食的 需求。如图所示为哈伯法的流程图，下列说 法错误的是 N①净亿NH②压 3邻化反应 液化 H,几于搅 2x1011500℃饿化剂)1金高 -NH 5N,和TT 存猫环 A.为保持足够高的原料转化率，应在反应达 到一定时间时将氨从混合气中分离出去 B.操作①中“净化”可以防止催化剂中毒 C.操作③中“500℃”是催化剂催化活性的最 佳温度 D.操作②④⑤均既可以提高原料的转化率， 又可以加快反应速率 2.(2024·山东聊城二模)我国科学家研发出一 种新型双温催化剂Fe-TiO,H,该催化剂催 化N2和H2合成NH,(反应体系温度为 495℃)的原理如图所示，下列分析错误的是 法上e冷Ii双温修化 燕ke(547℃) 冷T415) NIL A.“热Fe”上的变化属于焓增、熵增的变化 B.“热Fe”有利于N,快速转化为N C.“冷T”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 3.(2025·湖北武汉期中)硫酸是重要化工原 料，工业生产制取硫酸的原理示意图如下。 下列说法错误的是 A.反应I,粉碎黄铁矿，增大接触面积，使反 的方向与调控 应充分、反应快 B.反应Ⅱ选择常压下进行的原因是常压 下S02转化率已较高，加压对提高转化率 有限，但显著增加工业成本 C.反应Ⅲ，将98.3%的浓硫酸从吸收塔顶喷 淋而下，快速、充分吸收S0 D.反应Ⅱ，为提高S02平衡转化率，鼓入过量 空气，越多越好 黄铁矿 通空气， -so os so ， 400-500: 浓硫被 高温 常压，肇化射 空气 Fe0 4.(2024·广东梅州一模)中国科学院化学研究 所发表了CO,催化氢化机理。其机理中化合 物1(s)→化合物2(s)的过程和其相对能量 变化如图所示。下列说法不正确的是( C0: >C0 e-co o H PBu,C T521-2 C-I 化合物1与C0,反应生成化合物2 相对能量Jma) 1s2111.28) TS1126.05) 11-z2.08 1+C0,(0.00) 2-11.63) 相对能量曲线 反应过程 A.选择更优催化剂可以提升单位时间内C0, 的转化率 B.该过程的总反应速率主要由过程①决定 C.化合物1(s)→化合物2(s)的过程包含 两个基元反应 D.低温有利于化合物1(s)→化合物2(s)的 反应自发进行 5.从菱锰矿（主要成分为MCO,M为Mn、Mg或 Ca)提取MnC0,的转化关系如下： 箧链焙烧 MnO、 MgCO. CaCO. 速复水Mn(NH).CO 操作X H、 CO. 已知MC0,(s) M0(s)+C02(g) △G= △H-T△S,△G-T关系如图。下列说法错误 的是 ( 150 -Ca 120 .Vg 290 -Mn H83.1K -30 622.7K 913.3K -60 -90 -120 200 ：40060080010001200TK A.“培烧”过程△S最大的是MgCO B.“焙烧”过程△H最大的是CaCO C.“焙烧”温度应控制在622.7~913.3K D.“操作X”为加热 6.(2025·重庆模拟)利用丙烷制取丙烯的原理为 C,H(g)=C,H。(g)+H2(g)△H=+124 kJ·ol。在总压分别为10kPa、100kPa时发 生该反应，平衡体系中C,H。和C,H。的体 积分数随温度和压强的变化如图所示。下列 说法错误的是 70f ■ 60 50 40 30 443 10 500520540560580 温度℃ A.增大压强，该反应正、逆反应速率均增大 B.总压由10kPa变为1O0kPa时，平衡常数变大 C.压强、温度不变，充入惰性气体，CH的转 化率增大 第七章化学反应速率与化学平衡学霸高春 D.曲线④表示10kPa时C,H。的体积分数随 温度的变化曲线 7.(2024·四川南充二模节选)Haber法是工业 上常使用的合成氨技术，对该技术的改进一 直是科学家探索的重要课题，其反应原理 为N2(g)+3H2(g)=2NH(g)》 △H= -92.4kJ·mol△S=-200J·K·mol。 回答下列问题： (1)已知： ⊙⊙ou5能⊙+⊙ 被斯裂 国D文收486hna'能菱( 键新裂 +⑧ 1molN一H键断裂吸收的能量等于 kJ(保留一位小数)，合成氨反应在 常温(T=298K)下 (填“能”或“不 能”)自发进行 (2)针对反应速率与平衡产率之间的矛盾，我 国科学家研究发现采用M-LH(M表示金 属)复合催化剂能在较低的温度下合成NH, 可有效缓解这一矛盾。300℃时，实验测得不 同催化剂反应速率（用单位时间内每克催化 剂所获得的NH的物质的量表示)如图所示： 1000 10K0 10 ·一有LiH 10月 ·一无LiH 0.1 VCre,i催化剂 ①无LH,催化效率最高的金属是 ②有LH,反应速率明显增大。文献报道了 M-LH可能的催化历程经如下三步完成。 第1步：N2=2N(在M表面解离) 第i步：N+LiH =LiNH 第ⅲ步： (3)工业上需考虑多种因素提高合成氨产率， 其措施有：加入合适的催化剂、调控适宜温 度 097