第03讲 化学平衡移动、化学反应的方向和调控 （复习讲义）（广东专用）2026年高考化学一轮复习讲练测

第03讲 化学平衡移动、化学反应的方向和调控 目录 01 02 体系构建·思维可视 03 核心突破·靶向攻坚 考点一 化学平衡移动 知识点1 化学平衡的移动 知识点2 影响化学平衡的因素 知识点3 勒夏特列原理 考向1 考查化学平衡的移动方向的判断 思维建模 判断化学平衡移动方向的思维模型 考向2 考查勒夏特列原理的应用 考点二 化学反应的方向 知识点1 自发过程与自发反应 知识点2 化学反应的方向与能量、熵变的关系 知识点3 化学反应方向判断方法 考向1 考查自发过程和自发反应的概念 考向2 考查化学反应方向的判据 思维建模 吉布斯自由能的应用 考点三 化学反应的调控 知识点1 控制反应条件的目的及措施 知识点2 工业合成氨的条件选择 考向1 考查合成氨反应适宜条件的选择 考向2 考查工业上选择适宜生产条件的原则 思维建模 化学反应适宜条件选择的思维流程 04 考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年 化学平衡移动 选择题 非选择题 T15，4分 T13，4分 化学反应的方向 选择题 非选择题 T19，2分 化学反应的调控 选择题 非选择题 T18，2分 考情分析： 1．从考查题型和内容上看，高考命题以选择题和非选择题呈现，主要考查平衡移动的影响因素及平衡移动引起的浓度、转化率等的判断，化学反应的熵变及反应进行的方向、化工生产中条件的选择等。 2．从命题思路上看，侧重以化工生产为背景，考查结合反应速率及焓变考查化工生产条件的选择。 （1）选择题：结合化学反应机理、化学平衡图像或图表考查外界条件对化学平衡的影响，或与化学反应速率结合的综合应用。 （2）非选择题：常常与基本理论、工业生产相联系，通过图像或表格提供信息，从反应时间、投料比值、催化剂的选择、转化率等角度考查生产条件的选择； 3．根据高考命题特点和规律，复习时要注意以下方面：平衡原理在化工生产中的综合应用。 复习目标： 1．理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。 2．结合学过的化学反应实例，了解自发过程和化学反应的自发性。 3. 通过“有序”和“无序”的对比，了解熵和熵变的意义。 4. 初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响，能用焓变和熵变解释化学反应的方向，培养证据推理与模型认知能力。 5. 认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中的重要作用。 6. 知道催化剂可以改变反应历程，对调控化学反应速率具有重要意义。 考点一 化学平衡移动 知识点1 化学平衡的移动 1.概念：一个可逆反应，达到化学平衡状态以后，若改变反应条件（如温度、压强、浓度等），使正、逆反应的速率 ，化学平衡发生移动。最终在新的条件下，会建立新的化学平衡，这个过程叫作化学平衡的移动。 2．化学平衡移动的过程 3．化学平衡移动方向与化学反应速率的关系 （1）v正>v逆：平衡向 反应方向移动。 （2）v正＝v逆：反应 平衡状态，平衡 。 （3）v正＜v逆：平衡向 反应方向移动。 知识点2 影响化学平衡的因素 1.改变下列条件对化学平衡的影响 改变的条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向 反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动 压强(对有气体参加的反应) 反应前后气 体体积改变 增大压强 向气体分子总数 的方向移动 减小压强 向气体分子总数 的方向移动 反应前后气 体体积不变 改变压强 平衡 温度 升高温度 向 反应方向移动 降低温度 向 反应方向移动 催化剂 同等程度改变v正、v逆，平衡 2.化学平衡中的特殊情况 （1）当反应物或生成物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时，由于其“浓度”是 ，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或液体的 ，对化学平衡没影响。 （2） 程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。 （3）温度不变时浓度因素的“决定性作用”——分析“惰性气体(不参加反应的气体)”对化学平衡的影响。 ①恒温恒容条件 原平衡体系体系总压强增大―→体系中各组分的浓度 ―→平衡不移动 ②恒温恒压条件 原平衡体系容器容积 ―→体系中各组分的浓度同倍数 （等效于 ) 得分速记 压强对化学平衡的影响主要看改变压强能否引起反应物和生成物的浓度变化，只有引起物质的浓度变化才会造成平衡移动，否则压强对平衡无影响。 3.图示影响化学平衡移动的因素 知识点3 勒夏特列原理 1.内容：对于一个已经达到平衡的体系，如果改变影响化学平衡的一个条件 (如 、 、 )，平衡将向着能够 这种改变的方向移动。 2.理解勒夏特列原理的注意问题 （1）勒夏特列原理适用于任何动态平衡(如溶解平衡、电离平衡等)， 状态不能用此来分析。 （2）勒夏特列原理可判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时，才能根据勒夏特列原理进行判断。 （3）平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响，而不是“ ”外界条件的影响，更不是“扭转”外界条件的影响。 3.应用：可以更加科学有效地调控和利用化学反应，尽可能让化学反应按照人们的需要进行。 考向1 考查化学平衡的移动方向的判断 例1 （2025·广东深圳·一模）下列陈述Ⅰ与陈述II均正确，且具有因果关系的是 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A H2O的热稳定性比H2S的强 H2O可形成分子间氢键 B 压缩装有NO2的注射器后气体颜色变深 加压，平衡向气体体积减小方向移动 C N2较稳定，常温下不易发生反应 N的电负性较大 D 缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中浸泡一段时间后会慢慢变为完美的立方体块 晶体具有自范性 【变式训练1】（2025·广东广州·二模）反应，正反应速率可表示为，逆反应速率可表示为，其中、分别为正、逆反应的速率常数，只与温度有关，反应的与关系如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的 B．升高温度，减小、增大 C．达到平衡时， D．平衡后加水稀释，达到新平衡后减小 【变式训练2】（2025·广东佛山·二模）DMO和以固定流速通过两种催化剂(Cu负载量分别为5%和20%)制EG的历程如图所示，其中使用Cu负载量为5%的催化剂时原料转化率更高。下列说法正确的是 A．图中实线是Cu负载量为5%的催化剂作用下的历程 B．改变Cu负载量，可调控EG的平衡产率 C．仅升高温度，增大 D．仅加快流速，DMO转化率一定增大 思维建模 判断化学平衡移动方向的思维模型 考向2 考查勒夏特列原理的应用 例2（2025·广东·模拟预测）下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是 A．用排饱和食盐水法收集氯气 B．加催化剂，使和在一定的条件下转化为 C．将球浸泡在热水中颜色加深 D．加压条件下有利于和H2反应生成 【变式训练1】（2025·广东广州·期中）下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．实验室新制氯水经光照后颜色变浅 B．夏天打开冰镇可乐瓶盖时产生大量泡沫 C．反应2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)达到平衡后，缩小容器体积加压，气体颜色加深 D．合成氨工业中采用高压有利于提高原料的平衡转化率 【变式训练2】（2025·广东茂名·阶段测试）下列事实能用平衡移动原理解释的是 A．生铁比高纯度的铁在空气中更容易发生电化学腐蚀 B．用分解制取氧气时加入少量固体可加速的分解 C．密闭烧瓶内存在平衡体系：，缩小容器的容积，混合气体颜色加深 D．漂白粉水溶液中滴入少量醋酸，漂白效果增强 考点二 化学反应的方向 知识点1 自发过程与自发反应 1．自发过程 （1）概念：在一定条件下， 就能自动进行的过程。 （2）特点： ①体系趋向于从 状态转变为 状态(体系对外部 或 热量)。 ②在密闭条件下，体系有从 转变为 的倾向性(无序体系更加 )。 2．自发反应 （1）概念：在一定条件下 就能自发进行的反应称为自发反应。 （2）特点： ①自发反应具有 ，即反应的某个方向在一定条件下 进行，而该反应的逆方向在该条件下肯定 进行。 ②能够自发进行的反应在常温下 能够发生，自发性只能用于判断反应的 ,不能确定反应 一定会发生和发生的速率。 知识点2 化学反应的方向与能量、熵变的关系 1．熵与熵变 （1）熵的含义：熵是衡量一个体系 的物理量，即表示体系的 或 的物理量。 越大,体系越 ,体系的熵就越 。用符号S表示。同一条件下，不同物质有不同的熵值，同一物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是S(g) S(l) S(s)。 （2）熵变的含义：熵变是反应前后体系 ，用 表示，化学反应的 越大，越有利于反应 进行。 2．化学反应的方向与能量的关系 能量变化是一个与反应能否自发进行有关的因素，但 决定反应能否自发进行的惟一因素。 （1）多数能自发进行的化学反应是 反应。 例如：在常温、常压下，氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁的反应是自发的，反应放热： 4Fe(OH)2(s)＋2H2O（1）＋O2(g)===4Fe(OH)3(s) ΔH(298 K)＝－444.3 kJ/mol （2）有不少 反应也能自发进行。 例如：NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O（1） ΔH(298 K)＝＋37.30 kJ/mol （3）有一些吸热反应在室温条件下 自发进行，但在 温度下则能自发进行。 例如：在室温下和较高温度下均为吸热过程的CaCO3的分解反应。 CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH(298 K)＝＋178.2 kJ/mol ΔH(1 200 K)＝＋176.5 kJ/mol 结论：研究表明，对于化学反应而言，绝大多数放热反应都能自发进行，且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应越完全。可见，反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一。 注意：①反应能量判据 决定反应能否自发进行的惟一因素。②有些 反应也能自发进行。 3．化学反应的方向与熵变的关系 化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化，因此存在着熵变。反应的熵变ΔS为反应产物总熵与反应物总熵之差。对于确定的化学反应，在一定条件下具有确定的熵变。 （1）许多 的反应在常温、常压下可以自发进行。产生 的反应，气体物质的 的反应，熵变通常都是正值，为 反应。 例如：2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)；NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)； （2）有些熵增的反应在常温、常压下 自发进行，但在 温度下可以自发进行。 例如：CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)；C(石墨，s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)； （3）铝热反应是 的反应，它在一定条件下也可以 进行。 例如：2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)； 结论：研究表明，除了热效应外，决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的 ， 自发反应有趋向于体系 的倾向。 注意：①少数熵减少的反应在一定条件下也可以自发进行,如NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)。②孤立体系或绝热体系的自发过程才向着熵增的方向进行。 知识点3 化学反应方向判断方法 1．传统的判断方法 （1）由 物质向 物质转变 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，稳定性：NaCO3＞NaHCO3。 （2）离子反应中，对于复分解反应，一般是由 的物质向 的物质转变，或向离子浓度 的方向转变。 ①由溶解度 的物质向溶解度 的物质转变。 如Na2SO4＋CaCl2===CaSO4↓(微溶)＋2NaCl，CaSO4＋Na2CO3===CaCO3↓＋Na2SO4，所以溶解性：CaCl2＞CaSO4＞CaCO3。 ②由相对 酸(碱)向相对 酸(碱)转变。 如2CH3COOH＋Na2CO3===2CH3COONa＋CO2↑＋H2O，NaSiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，所以酸性强弱：CH3COOH＞H2CO3＞H2SiO3。 （3）由难挥发(高沸点)性物质向易挥发(低沸点)性物质转变。 ①由 挥发性酸向 挥发性酸转变。 如NaCl＋H2SO4(浓)NaHSO4＋HCl↑，所以沸点：H2SO4(浓)＞HCl。 ②由 挥发性酸酐向 挥发性酸酐转变。 如CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑，所以沸点：SiO2＞CO2。 ③由 挥发性金属向 挥发性金属转变。 如2RbCl＋MgMgCl2＋2Rb，所以沸点：Mg＞Rb。 （4）由氧化性(还原性) 的物质向氧化性(还原性) 的物质的转变。 如2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2,2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，所以氧化性Cl2＞FeCl3＞I2。 2．用焓变和熵变判断反应的方向 体系的自由能变化(符号为 ，单位为 kJ/mol)综合考虑了焓变和熵变对体系的影响，可用于化学反应自发进行的方向的判断，ΔG＝ 。 （1）当ΔH＜0，ΔS＞0时，ΔG＜0，反应 进行。 （2）当ΔH＞0，ΔS＜0时，ΔG＞0，反应 进行。 （3）当ΔH＞0，ΔS＞0或ΔH＜0，ΔS＜0时，反应是否自发进行与 有关，在一定温度下可使ΔG＝0，即反应达平衡状态。 （4）ΔH<0、ΔS<0时,则ΔH-TΔS在较低温度时可能 零,所以 有利于反应自发进行。图解如下: 得分速记 ①根据ΔH－TΔS＜0判断的只是反应能否自发进行的 ，具体的反应能否实际发生，还涉及到 的问题。 ②判断一个化学反应能否自发进行，若无任何外加条件，可以认为我们所学过的化学反应(电解反应除外)都是能够自发进行的。 考向1 考查自发过程和自发反应的概念 例1 （2025·广东广州·阶段测试）运用相关化学知识进行判断，下列结论错误的是 A．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应 B．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程 C．放热反应在常温常压下都能自发进行 D．高锰酸钾受热分解是一个熵增的过程 【变式训练1】（2025·广东广州·模拟预测）下列说法正确的是 A． kJ⋅mol-1，高温条件下反应可以自发进行 B．室温下不能自发进行，则该反应的 C．反应在室温下可自发进行，则该反应的 D．其他条件不变，增大压强，平衡右移，平衡常数增大 【变式训练2】（2025·浙江宁波·模拟预测）研究发现，铁粉球磨法可实现温和条件(45℃、101kPa)合成氨：，其反应过程如图所示，氨的体积分数可高达82.5%。 下列说法不正确的是 A．采用高压条件有利于提高球磨法合成氨的氨产率和经济效益 B．合成氨反应ΔH＜0、ΔS＜0，常温常压下能自发反应 C．过程Ⅰ铁粉球磨活化后产生的缺陷越多，反应速率越快 D．过程Ⅱ中N≡N断裂所需能量来自机械碰撞 考向2 考查化学反应方向的判据 例2980℃时，在恒容密闭容器中发生反应： 。下列叙述正确的是 A．正反应在任何温度下都能自发进行 B．升高温度，正反应速率大于逆反应速率，平衡常数增大 C．当气体摩尔质量或气体压强不变时一定达到平衡 D．达到平衡时再充入，重新达到平衡时浓度增大 【变式训练1】（2025·河南郑州·三模）工业制硝酸的过程中涉及反应。一定条件下NO和进入合成塔发生反应，其他条件相同时测得的实验数据如下表。下列关于该反应的说法错误的是 压强/(Pa) 温度/℃ 达到所列转化率需要的时间/s 50% 90% 98% 1.0 30 12 250 2830 90 25 510 5780 8.0 30 0.2 3.9 36 90 0.6 7.9 74 A．， B．增大的量，能提高的平衡转化率 C．根据上述表格，升高温度该反应速率加快 D．在、90℃下，6s时反应的 【变式训练2】NO可催化分解空气中的臭氧，反应历程如图所示，下列说法正确的是 A．臭氧是由非极性键构成的极性分子 B．第2步为反应的决速步 C．所有的基元反应均放热 D．反应3O2(g)=2O3(g)不能自发进行 思维建模 吉布斯自由能的应用 1．反应能否自发进行需综合考虑焓变和熵变对反应的影响，复合判据ΔH－TΔS<0的反应不一定能够实际发生，只是指出了在该条件下化学反应自发进行的趋势，还要考虑化学反应的快慢问题。 2．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 在任何温度下过程均自发进行 ＋ － 永远是正值 在任何温度下过程均非自发进行 ＋ ＋ 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 考点三 化学反应的调控 知识点1 控制反应条件的目的及措施 1．控制反应条件的目的 （1）促进有利的化学反应：通过控制反应条件，可以 化学反应速率， 反应物的转化率，从而促进有利的化学反应进行。 （2）抑制有害的化学反应：通过控制反应条件，也可以 化学反应速率， 有害物质的产生或控制副反应的发生，从而抑制有害的化学反应继续进行。 2.控制反应条件考虑因素：在实际生产中常常需要结合 、 、 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 及 等方面的规定和要求做出分析，权衡利弊，才能实施生产。 3．控制反应条件的基本措施 （1）控制化学反应速率的措施 通过改变反应体系的 、溶液的 、气体的 (或 )、固体的 以及使用 等途径调控反应速率。 （2）提高转化率的措施 通过改变可逆反应体系的 、溶液的 、气体的 (或 )等改变可逆反应的限度，从而 转化率。 4.工业上选择适宜生产条件的原则 外界 条件 有利于加快速率的条件控制 有利于平衡正向移动的条件控制 综合分析结果 浓度 反应物的浓度 反应物的浓度、减小生成物的浓度 不断地 反应物、及时地 出生成物 催化剂 加合适的 不需要 加合适的 温度 ΔH＜0 兼顾速率和平衡，考虑催化剂的 ΔH＞0 在设备条件允许的前提下，尽量采取 并考虑催化剂的 压强 (有气体参加) Δνg＜0 在设备条件允许的前提下，尽量采取 Δνg＞0 兼顾速率和平衡，选取 知识点2 工业合成氨的条件选择 1、合成氨反应的特点 （1）反应：合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。已知298 K时：ΔH＝－92.4 kJmol－1，ΔS＝－198.2 Jmol－1K－1。 （2）特点： ① 反应 ② 反应：ΔH<0 ③ 的反应：ΔS<0 ④常温(298 K)下，ΔH－TΔS<0， 进行。 2、合成氨反应特点的分析 对合成氨反应的影响 影响因素 浓度 温度 压强 催化剂 增大合成氨的反应速率 提高平衡混合物中氨的含量 3、工业合成氨的适宜条件 1）工业合成氨的适宜条件 外部条件 工业合成氨的适宜条件 压强 温度 催化剂 浓度 2）问题讨论 （1）压强：目前我国合成氨厂一般采用的压强在10～30 MPa，不采用更高压强的理由是：压强越大，对设备的要求越高、需要的动力越大。 （2）温度：升高温度能提高化学反应速率，但工业合成氨温度不能太高的理由是： ①合成氨反应为放热反应，升高温度，转化率降低。 ②400～500_℃催化剂活性最大，升高温度，催化剂活性减弱。 注意：工业生产中，必须从反应限度和反应速率两个角度选择合成氨的适宜条件，既要考虑尽量增大反应物的转化率，充分利用原料，又要选择较快的反应速率，提高单位时间内的产量，同时还要考虑设备的要求和技术条件。 4、合成氨的生产流程 （1）生产流程 （2）流程分析 ①原料气干燥、净化：除去原料气中的水蒸气及其他气体杂质，防止与催化剂接触时，导致催化剂“中毒”而降低或丧失催化活性 ②压缩机加压：增大压强 ③热交换：合成氨反应为放热反应，反应体系温度逐渐升高，为原料气反应提供热量，故热交换可充分利用能源，提高经济效益。 ④冷却：生成物NH3的液化需较低温度采取迅速冷却的方法，可使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出来，以促使平衡向生成NH3的方向移动。 ⑤循环使用原料气：因合成氨反应为可逆反应，平衡混合物中含有原料气，将NH3分离后的原料气循环利用，并及时补充N2和H2,使反应物保持一定的浓度，以利于合成氨反应，提高经济效益。 考向1 考查合成氨反应适宜条件的选择 例1 （2025·广东·二模）下表中陈述I与Ⅱ均正确，且具有因果关系的是 选项 陈述I 陈述Ⅱ A 沸点：HF＞HCl 键能：H—F＞H—Cl B NaHSO3溶液呈酸性 Ka1(H2SO3)·Ka2(H2SO3)＞Kw C 工业合成氨需在高温下进行 合成氨反应是放热反应 D 用甲醛与尿素合成脲醛树脂 甲醛与尿素间发生加聚反应 【变式训练1】（2025·广东珠海·一模）下列陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确且有因果关系的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 相同浓度的溶液碱性： 电离的能力： B 工业通常采用铁触媒、在400~500℃和10MPa~30MPa的条件下合成氨 催化剂能提高的平衡产率 C 常温下，用pH试纸测得金属钠与水反应后溶液的显碱性 钠与水反应过程抑制了水的电离 D 用作开关的酚醛树脂是热固性塑料 苯酚与甲醛通过缩聚反应生成具有线型结构的酚醛树脂 【变式训练2】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 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 考向2 考查工业上选择适宜生产条件的原则 例2 下列说法不正确的是 A．  采用多层催化剂间隔催化，有利于提高反应速率、产率 B．，高压可提高CO吸收率 C．，其他条件不变，添加少量纳米CaO可以增大的平衡体积分数 D．基元反应的速率较小，则所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量 【变式训练1】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 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 【变式训练2】工业合成甲醇的反应为。反应相同时间，实验测得甲醇的产率与压强，温度的关系分别如图1，图2所示。下列叙述正确的是 A．合成甲醇时压强越大越好 B．增大压强，正反应速率增大，逆反应速率减小 C．合成甲醇的最佳温度为520K D．520K之前升高温度单位时间内甲醇的产率减小 思维建模 化学反应适宜条件选择的思维流程 1．（2025·甘肃卷）加氢转化成甲烷，是综合利用实现“碳中和”和“碳达峰”的重要方式。525℃，101kPa下，。反应达到平衡时，能使平衡向正反应方向移动的是 A．减小体系压强 B．升高温度 C．增大浓度 D．恒容下充入惰性气体 2．（2024·湖南卷）恒压下，向某密闭容器中充入一定量的和，发生如下反应： 主反应：   副反应：   在不同温度下，反应达到平衡时，测得两种含碳产物的分布分数随投料比x(物质的量之比)的变化关系如图所示，下列说法正确的是 A．投料比x代表 B．曲线c代表乙酸的分布分数 C．， D．L、M、N三点的平衡常数： 3．（2024·浙江6月）为探究化学平衡移动的影响因素，设计方案并进行实验，观察到相关现象。其中方案设计和结论都正确的是 选项 影响因素 方案设计 现象 结论 A 浓度 向溶液中加入溶液 黄色溶液变橙色 增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动 B 压强 向恒温恒容密闭玻璃容器中充入气体，分解达到平衡后再充入 气体颜色不变 对于反应前后气体总体积不变的可逆反应，改变压强平衡不移动 C 温度 将封装有和混合气体的烧瓶浸泡在热水中 气体颜色变深 升高温度，平衡向吸热反应方向移动 D 催化剂 向乙酸乙酯中加入溶液，水浴加热 上层液体逐渐减少 使用合适的催化剂可使平衡向正反应方向移动 4．（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 5．（2022·浙江卷）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 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第03讲 化学平衡移动、化学反应的方向和调控 目录 01 02 体系构建·思维可视 03 核心突破·靶向攻坚 考点一 化学平衡移动 知识点1 化学平衡的移动 知识点2 影响化学平衡的因素 知识点3 勒夏特列原理 考向1 考查化学平衡的移动方向的判断 思维建模 判断化学平衡移动方向的思维模型 考向2 考查勒夏特列原理的应用 考点二 化学反应的方向 知识点1 自发过程与自发反应 知识点2 化学反应的方向与能量、熵变的关系 知识点3 化学反应方向判断方法 考向1 考查自发过程和自发反应的概念 考向2 考查化学反应方向的判据 思维建模 吉布斯自由能的应用 考点三 化学反应的调控 知识点1 控制反应条件的目的及措施 知识点2 工业合成氨的条件选择 考向1 考查合成氨反应适宜条件的选择 考向2 考查工业上选择适宜生产条件的原则 思维建模 化学反应适宜条件选择的思维流程 04 考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年 化学平衡移动 选择题 非选择题 T15，4分 T13，4分 化学反应的方向 选择题 非选择题 T19，2分 化学反应的调控 选择题 非选择题 T18，2分 考情分析： 1．从考查题型和内容上看，高考命题以选择题和非选择题呈现，主要考查平衡移动的影响因素及平衡移动引起的浓度、转化率等的判断，化学反应的熵变及反应进行的方向、化工生产中条件的选择等。 2．从命题思路上看，侧重以化工生产为背景，考查结合反应速率及焓变考查化工生产条件的选择。 （1）选择题：结合化学反应机理、化学平衡图像或图表考查外界条件对化学平衡的影响，或与化学反应速率结合的综合应用。 （2）非选择题：常常与基本理论、工业生产相联系，通过图像或表格提供信息，从反应时间、投料比值、催化剂的选择、转化率等角度考查生产条件的选择； 3．根据高考命题特点和规律，复习时要注意以下方面：平衡原理在化工生产中的综合应用。 复习目标： 1．理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。 2．结合学过的化学反应实例，了解自发过程和化学反应的自发性。 3. 通过“有序”和“无序”的对比，了解熵和熵变的意义。 4. 初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响，能用焓变和熵变解释化学反应的方向，培养证据推理与模型认知能力。 5. 认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中的重要作用。 6. 知道催化剂可以改变反应历程，对调控化学反应速率具有重要意义。 考点一 化学平衡移动 知识点1 化学平衡的移动 1.概念：一个可逆反应，达到化学平衡状态以后，若改变反应条件（如温度、压强、浓度等），使正、逆反应的速率不相等，化学平衡发生移动。最终在新的条件下，会建立新的化学平衡，这个过程叫作化学平衡的移动。 2．化学平衡移动的过程 3．化学平衡移动方向与化学反应速率的关系 （1）v正>v逆：平衡向正反应方向移动。 （2）v正＝v逆：反应达到平衡状态，平衡不发生移动。 （3）v正＜v逆：平衡向逆反应方向移动。 知识点2 影响化学平衡的因素 1.改变下列条件对化学平衡的影响 改变的条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向正反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动 压强(对有气体参加的反应) 反应前后气 体体积改变 增大压强 向气体分子总数减小的方向移动 减小压强 向气体分子总数增大的方向移动 反应前后气 体体积不变 改变压强 平衡不移动 温度 升高温度 向吸热反应方向移动 降低温度 向放热反应方向移动 催化剂 同等程度改变v正、v逆，平衡不移动 2.化学平衡中的特殊情况 （1）当反应物或生成物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时，由于其“浓度”是恒定的，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或液体的量，对化学平衡没影响。 （2）同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。 （3）温度不变时浓度因素的“决定性作用”——分析“惰性气体(不参加反应的气体)”对化学平衡的影响。 ①恒温恒容条件 原平衡体系体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动 ②恒温恒压条件 原平衡体系容器容积增大―→体系中各组分的浓度同倍数减小（等效于减压) 得分速记 压强对化学平衡的影响主要看改变压强能否引起反应物和生成物的浓度变化，只有引起物质的浓度变化才会造成平衡移动，否则压强对平衡无影响。 3.图示影响化学平衡移动的因素 知识点3 勒夏特列原理 1.内容：对于一个已经达到平衡的体系，如果改变影响化学平衡的一个条件 (如浓度、温度、压强)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。 2.理解勒夏特列原理的注意问题 （1）勒夏特列原理适用于任何动态平衡(如溶解平衡、电离平衡等)，非平衡状态不能用此来分析。 （2）勒夏特列原理可判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时，才能根据勒夏特列原理进行判断。 （3）平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响，而不是“消除”外界条件的影响，更不是“扭转”外界条件的影响。 3.应用：可以更加科学有效地调控和利用化学反应，尽可能让化学反应按照人们的需要进行。 考向1 考查化学平衡的移动方向的判断 例1 （2025·广东深圳·一模）下列陈述Ⅰ与陈述II均正确，且具有因果关系的是 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A H2O的热稳定性比H2S的强 H2O可形成分子间氢键 B 压缩装有NO2的注射器后气体颜色变深 加压，平衡向气体体积减小方向移动 C N2较稳定，常温下不易发生反应 N的电负性较大 D 缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中浸泡一段时间后会慢慢变为完美的立方体块 晶体具有自范性 【答案】D 【解析】A．分子的稳定性与共价键键能有关，H2O比H2S稳定是因为水分子中H-O的键能大于H2S中H-S的键能，分子间是否形成氢键决定分子熔沸点大小，故A错误； B．，增加压强平衡向气体体积减小方向移动，即向N2O4生成方向移动，由于容器体积减小，NO2浓度增加，导致气体颜色加深，故B错误； C．分子稳定性与键能有关，N≡N键键能大，N2较稳定，常温下不易发生反应，故C错误； D．晶体具有自范性，溶质从溶液中析出，可形成晶体，故D正确； 故答案为D。 【变式训练1】（2025·广东广州·二模）反应，正反应速率可表示为，逆反应速率可表示为，其中、分别为正、逆反应的速率常数，只与温度有关，反应的与关系如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的 B．升高温度，减小、增大 C．达到平衡时， D．平衡后加水稀释，达到新平衡后减小 【答案】D 【分析】从与关系图所示，随着温度升高，逐渐增大，且增大更多，说明升高温度，逆反应速率增加更多，平衡应逆向移动，则该反应正向应为放热反应。 【解析】A．由分析可知，该反应正向应为放热反应，的，A错误； B．升高温度，、均增大，B错误； C．达到平衡时正逆反应速率相等，则有，所以，C错误； D．平衡后加水稀释，各物质浓度均减小，但，平衡逆向移动，达到新平衡后减小，D正确； 故选D。 【变式训练2】（2025·广东佛山·二模）DMO和以固定流速通过两种催化剂(Cu负载量分别为5%和20%)制EG的历程如图所示，其中使用Cu负载量为5%的催化剂时原料转化率更高。下列说法正确的是 A．图中实线是Cu负载量为5%的催化剂作用下的历程 B．改变Cu负载量，可调控EG的平衡产率 C．仅升高温度，增大 D．仅加快流速，DMO转化率一定增大 【答案】A 【解析】A．过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，DMO和流速固定时，使用Cu负载量为5%的催化剂时原料转化率更高，则其反应中活化能较小，故实线是Cu负载量为5%的催化剂作用下的历程，A正确； B．催化剂可以改变反应速率，但是不能变平衡的移动，故改变Cu负载量，不可调控EG的平衡产率，B错误； C．由图，生成物能量高于反应物，则反应为放热反应，仅升高温度，使得平衡逆向移动，则减小，C错误； D．仅加快流速，会减少反应时间，可能会导致DMO转化率降低，D错误； 故选A。 思维建模 判断化学平衡移动方向的思维模型 考向2 考查勒夏特列原理的应用 例2（2025·广东·模拟预测）下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是 A．用排饱和食盐水法收集氯气 B．加催化剂，使和在一定的条件下转化为 C．将球浸泡在热水中颜色加深 D．加压条件下有利于和H2反应生成 【答案】B 【解析】A．氯气溶于水发生可逆反应：Cl2+H2OHCl+HClO，在饱和食盐水中有大量的Cl-，可以阻止氯气溶在水中，故A可以用平衡移动原理解释； B．催化剂不影响平衡，故B不能用平衡移动原理解释； C．NO2和N2O4存在平衡：2NO2N2O4，该反应的正反应是放热的，升高温度，平衡逆向移动，NO2是红棕色的，N2O4是无色的，则混合气颜色加深，故C可以用平衡移动原理解释； D．氮气和氢气合成氨气是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，有利于合成氨，故D可以用平衡移动原理解释； 故选B。 【变式训练1】（2025·广东广州·期中）下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．实验室新制氯水经光照后颜色变浅 B．夏天打开冰镇可乐瓶盖时产生大量泡沫 C．反应2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)达到平衡后，缩小容器体积加压，气体颜色加深 D．合成氨工业中采用高压有利于提高原料的平衡转化率 【答案】C 【解析】A．新制的氯水在光照条件下颜色变浅，由于次氯酸光照分解生成盐酸和氧气，次氯酸的浓度减小，氯气与水反应平衡正向移动，颜色变浅，能用勒夏特列原理，A不符合题意； B．可乐瓶中存在可逆过程CO2(g)+H2O⇌H2CO3(aq)，打开可乐瓶盖后，减小压强，该平衡逆向移动，观察到有大量泡沫逸出，能用勒夏特列原理解释，B不符合题意； C．反应2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)达到平衡后，缩小容器体积加压后颜色变深，浓度增大，但平衡没有移动，不能用勒夏特列原理，C符合题意； D．工业上合成氨存在平衡，是气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，可以提高氨气的产量，能用勒夏特列原理解释，D不符合题意； 答案为C。 【变式训练2】（2025·广东茂名·阶段测试）下列事实能用平衡移动原理解释的是 A．生铁比高纯度的铁在空气中更容易发生电化学腐蚀 B．用分解制取氧气时加入少量固体可加速的分解 C．密闭烧瓶内存在平衡体系：，缩小容器的容积，混合气体颜色加深 D．漂白粉水溶液中滴入少量醋酸，漂白效果增强 【答案】D 【解析】A．生铁为碳铁合金，铁与碳构成微型原电池，加速铁的腐蚀，与平衡移动无关，A不符合题意；B．对的分解有催化作用，与平衡移动无关， B不符合题意；C．对于反应，该反应前后气体的分子数不变，混合气体的颜色加深是由于容器的容积缩小，浓度增大所致，与平衡移动无关，C不符合题意；D．漂白粉的有效成分为次氯酸钙，其在水中存在水解平衡：，滴入少量醋酸，消耗氢氧根离子，水解平衡向生成的方向移动，漂白效果增强，D符合题意；故选D。 考点二 化学反应的方向 知识点1 自发过程与自发反应 1．自发过程 （1）概念：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，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。 2．自发反应 （1）概念：在一定条件下无需外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。 （2）特点： ①自发反应具有方向性，即反应的某个方向在一定条件下自发进行，而该反应的逆方向在该条件下肯定不能自发进行。 ②能够自发进行的反应在常温下不一定能够发生，自发性只能用于判断反应的方向,不能确定反应是否一定会发生和发生的速率。 知识点2 化学反应的方向与能量、熵变的关系 1．熵与熵变 （1）熵的含义：熵是衡量一个体系混乱度的物理量，即表示体系的不规则或无序状态程度的物理量。混乱度越大,体系越无序,体系的熵就越大。用符号S表示。同一条件下，不同物质有不同的熵值，同一物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是S(g)>S(l)>S(s)。 （2）熵变的含义：熵变是反应前后体系熵的变化，用ΔS表示，化学反应的ΔS越大，越有利于反应自发进行。 2．化学反应的方向与能量的关系 能量变化是一个与反应能否自发进行有关的因素，但不是决定反应能否自发进行的惟一因素。 （1）多数能自发进行的化学反应是放热反应。 例如：在常温、常压下，氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁的反应是自发的，反应放热： 4Fe(OH)2(s)＋2H2O（1）＋O2(g)===4Fe(OH)3(s) ΔH(298 K)＝－444.3 kJ/mol （2）有不少吸热反应也能自发进行。 例如：NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O（1） ΔH(298 K)＝＋37.30 kJ/mol （3）有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行。 例如：在室温下和较高温度下均为吸热过程的CaCO3的分解反应。 CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH(298 K)＝＋178.2 kJ/mol ΔH(1 200 K)＝＋176.5 kJ/mol 结论：研究表明，对于化学反应而言，绝大多数放热反应都能自发进行，且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应越完全。可见，反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一。 注意：①反应能量判据不是决定反应能否自发进行的惟一因素。②有些吸热反应也能自发进行。 3．化学反应的方向与熵变的关系 化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化，因此存在着熵变。反应的熵变ΔS为反应产物总熵与反应物总熵之差。对于确定的化学反应，在一定条件下具有确定的熵变。 （1）许多熵增加的反应在常温、常压下可以自发进行。产生气体的反应，气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值，为熵增反应。 例如：2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)；NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)； （2）有些熵增的反应在常温、常压下不能自发进行，但在较高温度下可以自发进行。 例如：CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)；C(石墨，s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)； （3）铝热反应是熵减的反应，它在一定条件下也可以自发进行。 例如：2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)； 结论：研究表明，除了热效应外，决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的混乱度，大多数自发反应有趋向于体系混乱度增大的倾向。 注意：①少数熵减少的反应在一定条件下也可以自发进行,如NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)。②孤立体系或绝热体系的自发过程才向着熵增的方向进行。 知识点3 化学反应方向判断方法 1．传统的判断方法 （1）由不稳定物质向稳定物质转变 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，稳定性：NaCO3＞NaHCO3。 （2）离子反应中，对于复分解反应，一般是由易电离的物质向难电离的物质转变，或向离子浓度减小的方向转变。 ①由溶解度大的物质向溶解度小的物质转变。 如Na2SO4＋CaCl2===CaSO4↓(微溶)＋2NaCl，CaSO4＋Na2CO3===CaCO3↓＋Na2SO4，所以溶解性：CaCl2＞CaSO4＞CaCO3。 ②由相对强酸(碱)向相对弱酸(碱)转变。 如2CH3COOH＋Na2CO3===2CH3COONa＋CO2↑＋H2O，NaSiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，所以酸性强弱：CH3COOH＞H2CO3＞H2SiO3。 （3）由难挥发(高沸点)性物质向易挥发(低沸点)性物质转变。 ①由难挥发性酸向易挥发性酸转变。 如NaCl＋H2SO4(浓)NaHSO4＋HCl↑，所以沸点：H2SO4(浓)＞HCl。 ②由难挥发性酸酐向易挥发性酸酐转变。 如CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑，所以沸点：SiO2＞CO2。 ③由难挥发性金属向易挥发性金属转变。 如2RbCl＋MgMgCl2＋2Rb，所以沸点：Mg＞Rb。 （4）由氧化性(还原性)强的物质向氧化性(还原性)弱的物质的转变。 如2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2,2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，所以氧化性Cl2＞FeCl3＞I2。 2．用焓变和熵变判断反应的方向 体系的自由能变化(符号为ΔG，单位为 kJ/mol)综合考虑了焓变和熵变对体系的影响，可用于化学反应自发进行的方向的判断，ΔG＝ΔH－TΔS。 （1）当ΔH＜0，ΔS＞0时，ΔG＜0，反应自发进行。 （2）当ΔH＞0，ΔS＜0时，ΔG＞0，反应不能自发进行。 （3）当ΔH＞0，ΔS＞0或ΔH＜0，ΔS＜0时，反应是否自发进行与温度有关，在一定温度下可使ΔG＝0，即反应达平衡状态。 （4）ΔH<0、ΔS<0时,则ΔH-TΔS在较低温度时可能小于零,所以低温有利于反应自发进行。图解如下: 得分速记 ①根据ΔH－TΔS＜0判断的只是反应能否自发进行的可能性，具体的反应能否实际发生，还涉及到化学反应速率的问题。 ②判断一个化学反应能否自发进行，若无任何外加条件，可以认为我们所学过的化学反应(电解反应除外)都是能够自发进行的。 考向1 考查自发过程和自发反应的概念 例1 （2025·广东广州·阶段测试）运用相关化学知识进行判断，下列结论错误的是 A．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应 B．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程 C．放热反应在常温常压下都能自发进行 D．高锰酸钾受热分解是一个熵增的过程 【答案】C 【解析】A．吸热反应可以自发进行，△H>0，若满足△H﹣T△S＜0，必须是熵增的反应，故A正确； B．反应向熵值方向进行，同种物质熵值：液体>固体，冰在室温下自动熔化成水，是熵增的结果，故B正确； C．放热反应与反应条件无关，如燃烧反应为放热反应，需要加热或点燃，常温不反应，故C错误； D．高锰酸钾分解生成气体，混乱度增加，熵值增大，故D正确； 答案选C。 【变式训练1】（2025·广东广州·模拟预测）下列说法正确的是 A． kJ⋅mol-1，高温条件下反应可以自发进行 B．室温下不能自发进行，则该反应的 C．反应在室温下可自发进行，则该反应的 D．其他条件不变，增大压强，平衡右移，平衡常数增大 【答案】C 【解析】A．该反应的，，根据时反应可以自发进行，故该反应在低温条件下可以自发进行，高温条件下不可自发进行，A错误； B．该反应的，且室温下不能自发进行，则在高温下可以自发进行，根据时反应才能自发进行，则，B错误； C．该反应的，且在室温下可自发进行，根据时反应才能自发进行，则，C正确； D．其他条件不变，增大压强，该反应的平衡右移，而平衡常数只受温度影响，平衡常数不变，D错误； 故选C。 【变式训练2】（2025·浙江宁波·模拟预测）研究发现，铁粉球磨法可实现温和条件(45℃、101kPa)合成氨：，其反应过程如图所示，氨的体积分数可高达82.5%。 下列说法不正确的是 A．采用高压条件有利于提高球磨法合成氨的氨产率和经济效益 B．合成氨反应ΔH＜0、ΔS＜0，常温常压下能自发反应 C．过程Ⅰ铁粉球磨活化后产生的缺陷越多，反应速率越快 D．过程Ⅱ中N≡N断裂所需能量来自机械碰撞 【答案】A 【分析】由分析可知，N2和H2在铁粉做催化剂条件下反应得到NH3。 【解析】A．采用高压条件有利于提高球磨法合成氨的氨产率，成本增大不利于提供经济效益，A错误； B．根据ΔG=ΔH-TΔS<0反应可自发进行，合成氨反应ΔH＜0、ΔS＜0，常温常压下能自发反应，B正确； C．过程Ⅰ铁粉球磨活化后产生的缺陷越多，N2的吸附率越高，反应速率越快，C正确； D．由图示可知，过程Ⅱ中N≡N断裂所需能量来自机械碰撞，D正确； 答案选A。 考向2 考查化学反应方向的判据 例2980℃时，在恒容密闭容器中发生反应： 。下列叙述正确的是 A．正反应在任何温度下都能自发进行 B．升高温度，正反应速率大于逆反应速率，平衡常数增大 C．当气体摩尔质量或气体压强不变时一定达到平衡 D．达到平衡时再充入，重新达到平衡时浓度增大 【答案】B 【解析】A．正反应为气体分子数增大的反应，它是熵增、焓增的反应，，高温下能自发进行，A错误； B．升高温度，平衡向吸热方向移动，正反应速率大于逆反应速率，平衡常数增大，B正确； C．反应物为固体，产物只有一种气体，气体摩尔质量恒定，不能根据气体摩尔质量判断平衡状态；恒温恒容条件下，对于气体分子数增大的反应，压强不变时能判断达到平衡状态，C错误； D．达到平衡时，再充入，平衡向左移动，达到新平衡时，温度不变，不变，故浓度不变，D错误； 故选B。 【变式训练1】（2025·河南郑州·三模）工业制硝酸的过程中涉及反应。一定条件下NO和进入合成塔发生反应，其他条件相同时测得的实验数据如下表。下列关于该反应的说法错误的是 压强/(Pa) 温度/℃ 达到所列转化率需要的时间/s 50% 90% 98% 1.0 30 12 250 2830 90 25 510 5780 8.0 30 0.2 3.9 36 90 0.6 7.9 74 A．， B．增大的量，能提高的平衡转化率 C．根据上述表格，升高温度该反应速率加快 D．在、90℃下，6s时反应的 【答案】C 【解析】A．是气体体积减小的反应，，该反应在一定条件下能够自发进行，说明在一定条件下成立，则，A正确； B．增大的量，正向进行，能提高的平衡转化率，B正确； C．表格中，升高温度后，相同压强下达到相同转化率所需时间延长（如1.0×105Pa下50%转化率时间从12s增至25s），说明升温导致反应速率减慢，C错误； D．在、90℃下，6s后NO的转化率仍然会增大，说明此时反应还未达到平衡，，D正确； 故选C。 【变式训练2】NO可催化分解空气中的臭氧，反应历程如图所示，下列说法正确的是 A．臭氧是由非极性键构成的极性分子 B．第2步为反应的决速步 C．所有的基元反应均放热 D．反应3O2(g)=2O3(g)不能自发进行 【答案】D 【解析】A．臭氧是由极性键构成的极性分子，A错误； B．活化能越大，反应速率越慢，慢反应为总反应的决速步，根据题图可知第1步的活化能更大，则决速步为第1步，B错误； C．题给反应历程中有三个波峰，一个波峰代表1个基元反应，从左到右第1个基元反应吸热，第2个、第3个基元反应放热，C错误； D．由图可知，3O2(g)=2O3(g)为吸热反应，，正反应气体分子数减少，，根据时反应可自发进行可知，反应3O2(g)=2O3(g)不能自发进行，D正确； 故答案为：D。 思维建模 吉布斯自由能的应用 1．反应能否自发进行需综合考虑焓变和熵变对反应的影响，复合判据ΔH－TΔS<0的反应不一定能够实际发生，只是指出了在该条件下化学反应自发进行的趋势，还要考虑化学反应的快慢问题。 2．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 在任何温度下过程均自发进行 ＋ － 永远是正值 在任何温度下过程均非自发进行 ＋ ＋ 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 考点三 化学反应的调控 知识点1 控制反应条件的目的及措施 1．控制反应条件的目的 （1）促进有利的化学反应：通过控制反应条件，可以加快化学反应速率，提高反应物的转化率，从而促进有利的化学反应进行。 （2）抑制有害的化学反应：通过控制反应条件，也可以减缓化学反应速率，减少甚至消除有害物质的产生或控制副反应的发生，从而抑制有害的化学反应继续进行。 2.控制反应条件考虑因素：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。 3．控制反应条件的基本措施 （1）控制化学反应速率的措施 通过改变反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)、固体的表面积以及使用催化剂等途径调控反应速率。 （2）提高转化率的措施 通过改变可逆反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)等改变可逆反应的限度，从而提高转化率。 4.工业上选择适宜生产条件的原则 外界 条件 有利于加快速率的条件控制 有利于平衡正向移动的条件控制 综合分析结果 浓度 增大反应物的浓度 增大反应物的浓度、减小生成物的浓度 不断地补充反应物、及时地分离出生成物 催化剂 加合适的催化剂 不需要 加合适的催化剂 温度 高温 ΔH＜0 低温 兼顾速率和平衡，考虑催化剂的适宜温度 ΔH＞0 高温 在设备条件允许的前提下，尽量采取高温并考虑催化剂的活性 压强 高压(有气体参加) Δνg＜0 高压 在设备条件允许的前提下，尽量采取高压 Δνg＞0 低压 兼顾速率和平衡，选取适宜的压强 知识点2 工业合成氨的条件选择 1、合成氨反应的特点 （1）反应：合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。已知298 K时：ΔH＝－92.4 kJmol－1，ΔS＝－198.2 Jmol－1K－1。 （2）特点： ①可逆反应 ②放热反应：ΔH<0 ③熵减的反应：ΔS<0 ④常温(298 K)下，ΔH－TΔS<0，能自发进行。 2、合成氨反应特点的分析 对合成氨反应的影响 影响因素 浓度 温度 压强 催化剂 增大合成氨的反应速率 增大 升高 增大 使用 提高平衡混合物中氨的含量 增大 降低 增大 无影响 3、工业合成氨的适宜条件 1）工业合成氨的适宜条件 外部条件 工业合成氨的适宜条件 压强 根据反应器可使用的钢材质量及综合指标来选择压强(10～30 MPa) 温度 适宜温度，400～500 ℃ 催化剂 使用铁触媒做催化剂（500℃左右时的活性最大） 浓度 N2和H2的物质的量之比为1∶2.8的投料比，氨及时从混合气中分离出去 2）问题讨论 （1）压强：目前我国合成氨厂一般采用的压强在10～30 MPa，不采用更高压强的理由是：压强越大，对设备的要求越高、需要的动力越大。 （2）温度：升高温度能提高化学反应速率，但工业合成氨温度不能太高的理由是： ①合成氨反应为放热反应，升高温度，转化率降低。 ②400～500_℃催化剂活性最大，升高温度，催化剂活性减弱。 注意：工业生产中，必须从反应限度和反应速率两个角度选择合成氨的适宜条件，既要考虑尽量增大反应物的转化率，充分利用原料，又要选择较快的反应速率，提高单位时间内的产量，同时还要考虑设备的要求和技术条件。 4、合成氨的生产流程 （1）生产流程 （2）流程分析 ①原料气干燥、净化：除去原料气中的水蒸气及其他气体杂质，防止与催化剂接触时，导致催化剂“中毒”而降低或丧失催化活性 ②压缩机加压：增大压强 ③热交换：合成氨反应为放热反应，反应体系温度逐渐升高，为原料气反应提供热量，故热交换可充分利用能源，提高经济效益。 ④冷却：生成物NH3的液化需较低温度采取迅速冷却的方法，可使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出来，以促使平衡向生成NH3的方向移动。 ⑤循环使用原料气：因合成氨反应为可逆反应，平衡混合物中含有原料气，将NH3分离后的原料气循环利用，并及时补充N2和H2,使反应物保持一定的浓度，以利于合成氨反应，提高经济效益。 考向1 考查合成氨反应适宜条件的选择 例1 （2025·广东·二模）下表中陈述I与Ⅱ均正确，且具有因果关系的是 选项 陈述I 陈述Ⅱ A 沸点：HF＞HCl 键能：H—F＞H—Cl B NaHSO3溶液呈酸性 Ka1(H2SO3)·Ka2(H2SO3)＞Kw C 工业合成氨需在高温下进行 合成氨反应是放热反应 D 用甲醛与尿素合成脲醛树脂 甲醛与尿素间发生加聚反应 【答案】B 【解析】A．HF、HCl都形成分子晶体，沸点的高低与分子间作用力(含氢键)有关，与分子内的键能无关，A不符合题意； B．NaHSO3溶液中，Ka1(H2SO3)·Ka2(H2SO3)＞Kw，则Ka2(H2SO3)＞=Kh2()，所以NaHSO3溶液呈酸性，B符合题意； C．合成氨反应是放热反应，低温对提高氨的平衡产率有利，高温条件下催化剂的活性大，对提高氨的平衡产率不利，C不符合题意； D．用甲醛与尿素合成脲醛树脂，甲醛与尿素间发生缩聚反应，而不是加聚反应，D不符合题意； 故选B。 【变式训练1】（2025·广东珠海·一模）下列陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确且有因果关系的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 相同浓度的溶液碱性： 电离的能力： B 工业通常采用铁触媒、在400~500℃和10MPa~30MPa的条件下合成氨 催化剂能提高的平衡产率 C 常温下，用pH试纸测得金属钠与水反应后溶液的显碱性 钠与水反应过程抑制了水的电离 D 用作开关的酚醛树脂是热固性塑料 苯酚与甲醛通过缩聚反应生成具有线型结构的酚醛树脂 【答案】A 【解析】A．等浓度的三氟乙酸钠溶液的pH小于三氯乙酸钠溶液，说明三氟乙酸根离子在溶液中的水解程度小于三氯乙酸根离子，由盐类水解规律可知，三氟乙酸的酸性强于三氯乙酸，电离氢离子的能力强于三氯乙酸，故A正确； B．催化剂能加快反应速率，但化学平衡不移动，不能提高氨气的产率，故B错误； C．钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，反应的实质是钠与水电离出的氢离子反应生成钠离子和氢气，促进水的电离，故C错误； D．苯酚与甲醛通过缩聚反应生成具有网状结构的酚醛树脂，酚醛树脂是热固性塑料，可以用作开关，故D错误； 故选A。 【变式训练2】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 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 【解析】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。 考向2 考查工业上选择适宜生产条件的原则 例2 下列说法不正确的是 A．  采用多层催化剂间隔催化，有利于提高反应速率、产率 B．，高压可提高CO吸收率 C．，其他条件不变，添加少量纳米CaO可以增大的平衡体积分数 D．基元反应的速率较小，则所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量 【答案】D 【解析】A．反应采用多层催化剂间隔催化，有利于提高反应速率，合适的催化剂可减小副反应发生，有利于产率提高，故A正确； B．反应正向气体分子数减小，高压有利于平衡正向移动，可提高CO吸收率，故B正确； C．其他条件不变，添加少量纳米CaO，可吸收生成的二氧化碳，使平衡正向移动，可以增大H2的平衡体积分数，故C正确； D．基元反应的速率较小，说明单位体积内活化分子数少，故D错误； 故选：D。 【变式训练1】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 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 【解析】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。 【变式训练2】工业合成甲醇的反应为。反应相同时间，实验测得甲醇的产率与压强，温度的关系分别如图1，图2所示。下列叙述正确的是 A．合成甲醇时压强越大越好 B．增大压强，正反应速率增大，逆反应速率减小 C．合成甲醇的最佳温度为520K D．520K之前升高温度单位时间内甲醇的产率减小 【答案】C 【解析】A．虽然增大压强能加快反应速率、使平衡正向移动而提高甲醇的产率，但压强越大，对材料的强度和设备的制造要求也越高，需要的动力也越大，这将会大大增加生产投资，并可能降低综合经济效益，故合成甲醇时不是压强越大越好，A项错误； B．增大压强，正、逆反应速率都增大，B项错误； C．根据图2可知，520K时甲醇的产率最大，合成甲醇的最佳温度为520K，C项正确； D．图示曲线为反应相同时间，520K之前反应未达到平衡状态，升高温度，反应速率加快，单位时间内甲醇的产率增大，D项错误； 答案选C。 思维建模 化学反应适宜条件选择的思维流程 1．（2025·甘肃卷）加氢转化成甲烷，是综合利用实现“碳中和”和“碳达峰”的重要方式。525℃，101kPa下，。反应达到平衡时，能使平衡向正反应方向移动的是 A．减小体系压强 B．升高温度 C．增大浓度 D．恒容下充入惰性气体 【答案】C 【解析】A．反应物气体总物质的量为5mol，生成物为3mol，减小压强会使平衡向气体体积增大的方向（逆反应）移动，A不符合题意； B．该反应为放热反应，升高温度会使平衡向吸热的逆反应方向移动，B不符合题意； C．增大浓度会提高反应物浓度，根据勒夏特列原理，平衡向正反应方向移动以消耗增加的，C符合题意； D．恒容充入惰性气体不改变各物质浓度，对平衡无影响，D不符合题意； 故选C。 2．（2024·湖南卷）恒压下，向某密闭容器中充入一定量的和，发生如下反应： 主反应：   副反应：   在不同温度下，反应达到平衡时，测得两种含碳产物的分布分数随投料比x(物质的量之比)的变化关系如图所示，下列说法正确的是 A．投料比x代表 B．曲线c代表乙酸的分布分数 C．， D．L、M、N三点的平衡常数： 【答案】D 【分析】题干明确指出，图中曲线表示的是测得两种含碳产物的分布分数即分别为、，若投料比x代表，x越大，可看作是CH3OH的量增多，则对于主、副反应可知生成的CH3COOCH3越多，CH3COOCH3分布分数越高，则曲线a或曲线b表示CH3COOCH3分布分数，曲线c或曲线d表示CH3COOH分布分数，据此分析可知AB均正确，可知如此假设错误，则可知投料比x代表，曲线a或曲线b表示，曲线c或曲线d表示，据此作答。 【解析】A．根据分析可知，投料比x代表，故A错误； B．根据分析可知，曲线c表示CH3COOCH3分布分数，故B错误； C．根据分析可知，曲线a或曲线b表示，当同一投料比时，观察图像可知T2时大于T1时，而可知，温度越高则越大，说明温度升高主反应的平衡正向移动，；曲线c或曲线d表示，当同一投料比时，观察可知T1时大于T2时，而可知，温度越高则越小，说明温度升高副反应的平衡逆向移动，，故C错误； D．L、M、N三点对应副反应，且，升高温度平衡逆向移动，，故D正确； 故答案选D。 3．（2024·浙江6月）为探究化学平衡移动的影响因素，设计方案并进行实验，观察到相关现象。其中方案设计和结论都正确的是 选项 影响因素 方案设计 现象 结论 A 浓度 向溶液中加入溶液 黄色溶液变橙色 增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动 B 压强 向恒温恒容密闭玻璃容器中充入气体，分解达到平衡后再充入 气体颜色不变 对于反应前后气体总体积不变的可逆反应，改变压强平衡不移动 C 温度 将封装有和混合气体的烧瓶浸泡在热水中 气体颜色变深 升高温度，平衡向吸热反应方向移动 D 催化剂 向乙酸乙酯中加入溶液，水浴加热 上层液体逐渐减少 使用合适的催化剂可使平衡向正反应方向移动 【答案】C 【解析】A． ，向溶液中加入溶液，H+浓度增大，平衡正向移动，实验现象应为溶液橙色加深，A错误； B．反应2HIH2+I2为反应前后气体总体积不变的可逆反应，向恒温恒容密闭玻璃容器中充入气体，分解达到平衡后再充入，平衡不发生移动，气体颜色不变，应得到的结论是：对于反应前后气体总体积不变的可逆反应，恒温恒容时，改变压强平衡不移动，B错误； C．反应为放热反应，升高温度，气体颜色变深，说明平衡逆向移动，即向吸热反应方向移动，C正确； D．催化剂只会改变化学反应速率，不影响平衡移动，D错误； 答案选C。 4．（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】A. 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； B. 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； C. 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； D. ，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。 5．（2022·浙江卷）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。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$