第七章 第34讲 化学反应的方向与调控-【衡中学案】2026年高考化学一轮总复习学案

c(MO+) 时，-g[e(M0)+c]=0.1,M0*的剩余率为10Q1,则其转化 考点二 率为1-10-0[注意换算关系]。(3)(1)由题图可知步骤】中形成了必备知识·梳理夯实 H-0键，M一C键，步骤Ⅱ中形成了C一0键，故涉及氢原子成键变化的1.(1)可逆放热减小增大高高增大减小低高 是步骤【。（ⅱ）由直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素【正误辨析】 时，反应速率会变慢，可知替换后活化能变大，则M0+与CD,反应的能(1)×△H<0,AS<0,高温时△H-TAS>0,使反应不能自发进行。 量变化应为题图中曲线©。（ⅲ）由（ⅱ）问可知直接参与化学键变化的(2)×加压可以加快反应速率，提高氨的产率，但实际生产中，压强也不 元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则产量更低。生成产 宜过高，需要考虑设备的承受能力和实际的转化率。 物CH,DOD需要形成0D键，相较于生成CHD,OH中的0一H键活化(3)V将氨气液化、分离，将未反应的氨气和氢气循环利用，都有利于提 能更高，反应速率更慢，则氘代甲醇的产量CH2DOD<CHD2OH。CHD3 高原料的利用率，能节约生产成本。 的空间结构是以C为中心原子的四面体形，3个D原子的化学环境相 :(4)V升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，转化率可能增大，也可 同，因此只有CHD2OD和CD3OH两种产物。 能减小。 第34讲化学反应的方向与调控 (5)V对合成氨反应，升高温度，转化率减小，选择500℃左右主要是催 化剂（铁触媒）在500℃左右的活性最大。 考点一 考点突破·能力提升 必备知识·梳理夯实 微考点1 2.(1)降低焓变 1.CA项，根据题中数据可知，NH3的生成量为0.8mol,则H2的减少量 (2)混乱混乱增大>增加嫡增嫡变 为1.2mda()-4×100%=30%:B项，降温，平衡正向移动， (3)焓变熵变能平衡不能>> 但气体总质量不变，容器容积不变，则密度不变：C项，容积不变，充人 【正误辨析】 N2,(N2)增大，平衡正向移动；D项，催化剂不能使平衡发生移动，因此 (1)×反应能否自发进行与反应速率无关，如缓慢氧化的反应速率很小。 各物质的转化率不变、产率不变。 (2)×反应能否自发进行与反应的吸、放热无关。 2.B利用NH3易液化的性质分离出NH3,促进平衡正向进行，故A正确； (3)V(NH4),C03自发分解，是因为生成C02和NH3,使熵值增大。 低温有利于提高原料气的转化率，但不利于提高反应速率和催化剂发挥 (4)×用焓判据（△H)和熵判据（△S)的判断比较片面，用吉布斯自由能 催化作用，因此合成氨不采用低温条件，故B错误；增大压强，促进平衡 判断依据比较准确。 正向移动，可以提高原料气的转化率，故C正确；一氧化氮与氧气反应生 (5)V2N0(g)+02(g)—2NO(g)该反应气体减小，所以嫡减小，根 成二氧化氨，二氧化氨、氧气和水反应生成硝酸，A为02，吸收塔中通入 据△G=△H-T△S<0自发，则△H<0,并且低温更有利于自发进行。 A是为了提高原料的利用率，故D正确。 (6)√该反应是熵变增大的反应，4S>0;反应是吸热反应，焓变大于0,3.C该反应为熵减小的反应，若该反应能自发进行，则△H<0,A项错误： △H>0,高温条件下△H-T△S<0,可自发进行。 催化剂不能改变反应的△H,B项错误；其他条件不变，增大起始(N2): 考点突破·能力提升 (H2)的比值，即相当于氢气量不变时，增加氨气的用量，平衡正向移 微考点1 动，可提高H2的平衡转化率，C项正确；化学平衡常数只与温度有关，温 1.C从焓变的角度分析，化学反应由高能状态向低能状态转化，使体系能： 度不变，平衡常数不变，D项错误 量降低的趋势，表现为放热反应较易进行。 微考点2 2.C2Na+2H20=2Na0H+H2↑是放热的，故A错误；3Fe+202 4.(1)放热 Fe04是放热的，故B错误；(NH4)2CO3—NH,HC0,+NH3↑，反应 (2)催化剂的最适活性温度在400℃左右；投料比过低，C0的平衡转化 属于分解反应，是吸热反应，产物气体系数和大于反应物的，是熵增加的 率低，投料比太高，成本太大，而C0的平衡转化率提高不多 反应，故C正确；NaOH+HCl=VaCl+H2O是放热的，故D错误 [解析](1)由题图可知，投料比一定时，C0的转化率随温度的降低而 微考点2 增大，即降低温度，平衡正向移动，所以反应正向放热。(2)由题图可知， 3.D依据吉布斯自由能方程△G=△H-T△S,只要△G<0,反应就可能自 由于投料比过低，C0的平衡转化率低，而投料比在3~5时，C0平衡转 发进行。2N205(g)一4N02(g)+02(g)AS>0,AH>0,则高温时， 化率已经很高，再增加投料比，则成本太大，并且催化剂的活性温度可能 △G<0,A能自发进行；2H2(g)+02(g)=2H20(1)△S<0,△H<0, 则低温时，△G<0,B能自发进行；(NH4)2CO3(s)一一NH4HCO3(s)+ 在40℃左右，所以一般采用40℃左右.P0) p(c0=3-5。 NH3(g)△S>0,△H>0,则高温时，△G<0,C能自发进行；2CO(g) =5.(1)C 2C(s)+02(g)△S<0,△H>0,△G>0,D一定不能自发进行。 (2)300℃反应速率慢，700℃副反应的转化率大于丁烯转化成丙烯的转 4.A常温下，反应2C0(g)+2NO(g)N2(g)+2C02(g)的△H<0、△S 化率 <0,△H-TAS=(-746.8kJ·mol-1)-298K×(-0.1975·mol-1 [解析](1)由图甲可知，300℃时C2H4(g)的质量分数接近于0，而温 ·K-1)=-687.945k·mol-1<0,则该反应常温下能自发进行，A符 度升高，C,H4(g)的质量分数增大，故选择300℃；由图乙可知，压强增 合题意；常温下，△H-T△S<0,但C0和NO通常难以转化为N2和CO2, 大，C2H4(g)的质量分数减小，C,H6(g)的质量分数增大，故选0.5MPa 必须寻找高效催化剂，B不符合题意；该反应的活化能较高，反应速率较 因此控制反应条件为300℃、0.5MPa。(2)温度越低，反应速率越慢，由 慢，故汽车尾气中含有较多的C0和NO,C不符合题意；要有效降低汽车 图甲可知，300℃时反应速率慢；温度升高，C2H4(g)的质量分数增大， 尾气中的C0和NO含量，应该寻找高效廉价的催化剂，降低反应的活化 700℃的副反应的转化率大于丁烯转化成丙筛的转化率。而450℃时， 能，提高反应速率，D不符合题意。 C3H6(g)的质量分数达到最大值，且C2H4(g)的质量分数在10%左右， 5.D物质由气态变为液态，混乱度减小，即△S<0,故A错误；硝酸铵溶于 产物中C3H(g)的含量较高，故450℃更合适。 水吸热，则△H>0,该过程可自发进行，则△G=△H-T△S<0,因此△S>聚焦高考·真题演练 0,故B错误；当△H>0、△S>0时，△G=△H-T△S<0时反应可自发进1.D强电解质溶于水有的放热，如硫酸铜等；有的吸热，如NHCO3等，故 行，高温条件下△G<0,反应能自发进行，故C错误；反应H2(g)+F2(g): 在水中溶解对应的△H可能大于零或小于零。体系越混乱，则嫡越大。 2HF(g)的△H<0、△S>0,则△G=△H-TAS<0,该反应一定可自发 AB型强电解质固体溶于水，存在熵的变化，固体转化为离子，混乱度增 进行，故D正确。 加，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 571 子会更加规则，即水的混乱度下降，故整个溶解过程的熵变△$取决于固 第35讲 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 化学反应速率和平衡图像及分析 是前者占主导，则整个溶解过程熵增，即△S>0,反之，熵减，即△S<0。 考点一 综上所述，D项符合题意。 2.(1)CD 必备知识·梳理夯实 (2)任何温度下都能自发进行，是因为△H<0、△S>0 4.(1)反应放热，溶液温度逐渐升高，增大 [解析](1)AG=△H-T△S<0时，正反应能自发进行，其中△H= (2)溶液中c(H+)逐渐减小，减小 +90.8M:ml,As=198.9J·m1·K,别7> △H 考点突破·能力提升 90.8×103J.mol-1 微考点1 198.9:m,K一456.5K=183.35℃，选项C.D正猜。(2)实验1， 升高温度，任何反应的反应速率均增大，故给该反应升温，（正）增 室用铜与浓硫酸反应制备少量S02的反应为Cu(s)+2H2S04(I) 大，（逆）增大，A错误；由图像可知，压强一定条件下，2时刻改变条件 CuS04(s)+S02(g)+2H20(1)△H=-11.9kJ·mol-1,由于该反应 以后，逆反应速率突然减小，达到新平衡时，与原反应速率相同，故改变 △H<0、△S>0,则△G=△H-TAS<0始终成立，说明该反应在任何温度 的条件是向密闭容器中加NO,B正确：由B项分析可知，2时刻改变的 下都能自发进行。 条件是向密闭容器中加N0,正反应速率增大，逆反应速率减小，则1时 3.(1)能(2)高低(3)a(4)-1a 刻的（逆）小于2时刻的v(正)，C错误；由题干反应方程式可知，反应 [解析](1)对于合成氨反应，常温下，△G=△H-T△S=-92.4kJ· 前后气体的物质的量保持不变，即恒温下容器的容积保持不变，反应正 mdl-1-298K×(-0.2kJ·K-1·mol-1)=-32.8kJ·mol-1<0,故合 向气体质量增加，故若气体的密度不变，则气体质量不变，说明该反应达 成氨反应在常温下能自发。(2)其他条件一定时，升高温度，可以提供更 到平衡，D错误 高的能量，使活化分子百分数增多，反应速率加快；合成氨反应是放热反 2.B在4~2时间段内，逆保持不变，说明达到平衡，=道，故A不正 应，要提高平衡转化率，即使反应平衡正向移动，应降低温度。(3)由题 确；2时刻运突然增大，且达到平衡时速和1~2时间段内速率相等， 图可知，300℃时，复合催化剂催化时合成氨反应的反应速率比单一催 说明改变的条件是向密闭容器中加人C,由于是气体分子数不变的反 化剂催化时大很多，说明300℃时复合催化剂比单一催化剂效率更高，a 应，容器体积发生了变化，故平衡未发生移动，故B正确；I、Ⅱ两过程达 正确：同温同压下，复合催化剂能提高反应速率，但不能使平衡发生移 到平衡时，由于反应前后气体分子数不变及平衡速率设有发生变化，说 动，故不能提高氨的平衡产率，b错误；温度过高，复合催化剂可能会失 明A的体积分数：I=Ⅱ，故C不正确；平衡常数只与温度有关，根据题 去活性，催化效率反而降低，c错误。(4)将实验1、3中数据分别代入合 目中温度恒定，可知I、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数：K1=K1,故D 成氨的速率方程可得：①g=k·m··p',③10g=k·m·nB· 不正确 (0.1p)y,两式联立可得y=-1。合成氨过程中，不断分离出氨，即降低3.C分析时要注意改变条件瞬间（正）、（逆）的变化。增大02的浓度， 体系中(NH3),生成物浓度下降，平衡向正反应方向移动，但不会提高 (正)瞬间增大，（逆）瞬间不变，A正确；增大压强，（正）、（逆）都瞬间 正反应速率，a正确，c错误：反应主产物即氨不能使催化剂中毒，b错误 增大，（正）增大的倍数大于（逆），B正确：升高温度，（正）、（逆）都 4.(1)C(2)a 瞬间增大，速率曲线是不连续的，C错误；加入催化剂，（正）、（逆）同时 [解析](1)由题图可知，600℃时C(s)+02(g)C02(g)的△G< 同倍数增大，D正确。 0,反应自发进行，故A不符合题意；由题图可知，600℃时2C(s)+ 微考点2 O2(g)一一2C0(g)的△G<0,反应自发进行，故B不符合题意：由题图可 4.C曲线I的初始浓度为0，是O2的浓度变化曲线，故A错误；曲线Ⅱ的 知，600℃时Ti02(s)+2CL2(g)-TCL4(g)+02(g)的△G>0,反应不 初始浓度为0.160mol·L-1,是N20的浓度变化曲线，故B错误；在0 能自发进行，故C符合题意；根据盖斯定律，Ti02(s)+C(s)+2C2(g ~1min、1~2min两个时间段里，氧气浓度的变化量分别是0.023mol· -TiCl4(g)+C02(g)可由C(s)+02(g)—C02(g)与Ti02(s)+ L-10.04mol,L-1-0.023mdl·L-1=0.017md·L-1,化学反应速率 2Cl2(g)一一TCl4(g)+02(g)相加得到，再根据题给图像中的数据可 最快的是0~1mi,故C正确；只增大容器体积，压强减小，化学反应速 得，600℃时其△G<0,反应自发进行，故D不符合题意。(2)由已知方 率减小，故D错误。 程式：(2×反应①-反应②)可得反应③，结合盖斯定律得△H3=2△H 5.A随着反应的进行，反应物浓度逐渐下降，生成物浓度逐渐上升，直到 -△H2=-222kJ·mol-1,反应①前后气体分子数不变，升温△G不变 达到平衡，即正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，直到正、逆反 对应线条b,升温促进反应②平衡逆向移动，气体分子数增多，△G值增 应速率相等，反应达到平衡之前正反应速率始终大于逆反应速率，A正 大，对应线条©，升温促进反应③平衡逆向移动，气体分子数减少，△G值 确：化学反应速率之比等于化学计量数之比，即()=32-m c2-c1 减小，对应线条a。 5.(1)(i)催化剂（ⅱ）反应中有污染空气的N0和NO2放出，影响空气 ·L1·s1,B错误；温度不变，平衡常数不变，C错误；时反应达到平 环境、N02可以溶解在硫酸中给产物硫酸带来杂质、产率不高（答案合理 衡，此时的平衡是一种动态平衡，反应并未停止，D错误。 即可)(2)(i)cd(ii)d 6.D正反应是气体分子数减小的反应，当压强不再发生变化时，可以说明 [解析](1)（ⅰ）根据所给的反应方程式，NO2在反应过程中先消耗再 反应已经达到平衡状态，A正确；根据题图可知，只有b点表示的反应体 生成，说明NO2在反应中起催化剂的作用。（ⅱ）铅室法在反应中有污 系中，各物质的浓度不再发生变化，只有b点表示反应处于平衡状态，B 染空气的NO和NO2放出，影响空气环境、同时作为催化剂的NO2可以 正确：25~30min内X的浓度变化量是0.4mol·L1,用X表示化学反 溶解在硫酸中给产物硫酸带来杂质影响产品质量、产率不高（答案合理 应的平均速率为0.4ml.L -=0.08mol·L-1·min-1,C正确：由题图 即可)。(2)()根据不同转化率下的反应速率曲线可以看出，随着温 5 min 度的升高反应速率先加快后减慢，错误；从图中所给出的速率曲线可以 可知，反应进行至25min时，曲线发生变化的原因是X物质的浓度增大， 看出，相同温度下，转化率越低反应速率越快，但在转化率小于88%时的 D错误。 反应速率图像并没有给出，无法判断α=0.88的条件下是平衡转化率，b 考点二 错误；从图像可以看出随着转化率的增大，最大反应速率不断减小，最大 反应速率出现的温度也逐渐降低，C正确；从图像可以看出随着转化率的 考点突破·能力提升 增大，最大反应速率出现的温度也逐渐降低，这时可以根据不同转化率微考点1 选择合适的反应温度以减少能源的消耗，d正确。（ⅱ）为了提高催化剂：1.D图像反应I中任取一曲线，图中随着温度的升高反应物的平衡转化 的综合性能，科学家对催化剂进行了改良，从图中可以看出标号为d的 率减小，升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，A项错 催化剂V-K-Cs-Ce对S02的转化率最好，产率最佳，敌答案选d。 误；在图像反应I的横坐标上任取一点，作横坐标的垂直线与两曲线相 5724.计算压强平衡常数(K)的思维流程 5.反应物种数对平衡转化率的影响 根据“三段式”法计算平衡体系中各物质 ①若按原比例同倍数增加A和B的 当不改变反应物用量 第一步 量，当m+n=p时，A、B的转化率不 平衡受温度或压强改 的物质的量或物质的量浓度 变；当1+>p时，A、B的转化率增 变影响，向正反应方 大；当m+n<p时，A、B的转化率减小 向移动，反应物的转 ②若只增加A的量，平衡向正反应方 计算各气体组分的物质的量分数或体积 向移动，B的转化率增大，A的转化 化率增大；平衡向逆 第二步 率减小 反应方向移动，反应 分数 物的转化率减小 根据分压计算公式求出各气体物质的分 mA(g)+nB(g）=pC(g) 第三步 压，某气体的分压=气体总压强×该气 aA(g) =bB(g)+cC(g) 体的体积分数（或物质的量分数） 若增加A的量，平衡向正反应方向移动，A的转化 率玫变取决于a、b、c的相对大小： 根据平衡常数计算公式代入计算。例如： 当a=b+c时，A的转化率不变： N2(g)+3H2(g)=2NH(g),压强平 当a>b+c时，A的转化率增大； 第四步 当a<b+c时，A的转化率减小 衡常数表达式为K。= p2(NH3) p(N2)·p(H2) 温馨提示：复习至此，请完成练案[33 第34讲 化学反应的方向与调控 218 22 1.了解熵、熵变的含义，会用复合判据判断反应进行的方向。 课标解读 年 2.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。 计 考点一 化学反应进行的方向 衡 必备知识·蓝理夯实 ③熵判据 体系有自发地向混乱度 (即 1.自发过程与自发反应 的方向转变的倾向，因此可用 来判断反应进 (1)自发过程 行的方向。 在一定条件下，不用借助外力就可以自动进行的 (3)复合判据 过程。 综合考虑 和 的复合判据，更适 (2)自发反应 在给定的条件下，可以自发进行到显著程度的化 合所有的反应，只根据一个方面判断化学反应进行的 学反应，称为自发反应。 方向是不全面的。 2.化学反应方向的判据 ①判断依据：△G=△H-T△S。 (1)焓判据 ②判断标准：△G<0时，反应 自发进行； 放热反应过程中体系能量 具有自发进 △G=0时，反应处于 状态； 行的倾向，因此可用 来判断反应进行的方向。 △G>0时，反应 自发进行。 (2)熵判据 例：金属锡的冶炼常用焦炭 ①熵 作还原剂：SnO2(s)+2C(s) 生成物 用来度量体系 程度的物理量。熵值越 =Sn(s)+2C0(g),反应过程 大， 程度越大。符号为S。 中能量的变化如图所示。则该 反应物 ②熵增原理 反应过程 (填“>” 在与外界隔绝的体系中，自发过程将导致体系的 反应的△H 熵 ,即熵变（符号△S)0。 或“<”，下同)0、△S 0。 【正误辨析】 微考点2自由能判据与反应进行方向 (1)能自发进行的反应，反应速率一定很大。( )3.(2025·天津高三检测)下列过程一定不能自发进 (2)能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进 行的是 () 行的反应一定是吸热反应。 (3)(NH),C0,在室温下就能自发地分解产生氨气是 A.2N20,(g)=4N02(g)+02(g）△H>0 因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大。 B.2H2(g)+02(g)=2H20(1)△H<0 C.(NH)2CO3 (s)=NHHCO3 (s)+NH3 (g) (4)用焓判据或嫡判据判断同一反应进行的方向其结 △H>0 果相同。 D.2C0(g)=2C(s)+02(g)△H>0 (5)低温更有利于2N0(g)+02(g)=2N02(g)的自 [析题·图文诠释] 发进行。 ( (6)已知反应：(NH4)2C03(s)一NH4HCO3(s)+ 根据化学方推断△S>0或 结合△H特点 NH(g)△H=+74.9kJ·mol1,该反应中嫡变、 程式特点 △S<0 焓变皆大于0，在高温条件下可自发进行。( 利用△G= 判断反应 考点突破·能力提升 △H-T△S 的自发性 微考点1焓判据和熵判据与反应进行方向 4.随着汽车使用量增大，尾气污染已经受到人们的普 1.(2025·河北衡水检测)下列自发反应可用焓判据 遍关注。研究表明，常温常压下：2C0(g)+2NO(g) 来解释的是 N2(g)+2C02(g)△H=-746.8kJ·mol-, A.2N20,(g)—4N02(g)+02(g) △S=-197.5J·mo1·K-‘。下列说法与事实不 △H=+56.7kJ·mol- 相符合的是 B.(NH)2CO3 (s)=NH4HCO3 (s)+NH3 (g) A.常温下，△H-T△S>0,此反应不能自发进行 高 △H=+74.9kJ·mol-l B.常温下，△H-T△S<0,但C0和NO通常难以转 C.2H2(g)+02(g)=2H20(1) 轮 △H=-571.6kJ·mol-1 化为N,和CO, 总 D.CaCO3 (s)=Ca0(s)+CO2(g) C.汽车尾气中含有较多的C0和NO,是因为该反应 △H=+178.2kJ·mol 的活化能较高 化 2.可用焓变和嫡变来判断化学反应进行的方向，下列 学 D.要有效降低汽车尾气中的C0和NO含量，应该 都是能自发进行的化学反应，其中是吸热反应且反 寻找高效廉价的催化剂 19 应后嫡增的是 5.下列内容与结论对应的是 ( A.2Na +2H2O=2NaOH +H2 B.3Fe+202=fe30 选项 内容 结论 C.(NH)CO =NH.HCO +NH3 A D.NaOH +HCI =NaCl H,O H20(g)变成H20(1) 该过程的△S>0 归纳拓展： 硝酸铵溶于水可自发 焓判据和熵判据与反应进行方向的思维方法 B 该过程的△S<0 进行 放热过程中体系能量降低，△H<0具有 自发进行的倾向，但有些吸热反应也可以 焓判据 一个反应的△H>0、△S 该反应一定不能 自发进行，故焓变只是影响反应方向的 C >0 种因素 自发进行 ①熵的大小：同种物质，熵值大小的一般 H2(g)+F2(g)= 顺序为气态>液态>固态 2HF(g) △H=-271 该反应可自发 D ②体系的混乱度增加（即熵增），△S>0, 熵判据 kJ·mol-l △S=+8 进行 反应有自发进行的倾向，但有些熵减的过 ·mol-l.K-l 程也能自发进行，故熵变只是影响反应方 向的一种因素 考点二 化学反应的调控 工业合成氨 y备知识·梳理夯实 从实际生产能力 如设备承受高温、高压能力等 1.工业合成氨反应的适宜条件 分析 (1)理论分析 从催化剂的使用 ①反应原理：N2(g)+3H2(g)一2NH3(g) △H 活性分析 注意催化剂的活性受温度的限制 =-92.4kJ·mol-l。 ②反应特点：合成氨反应是 反应，正反应 【正误辨析】 是 反应，正反应是气体分子数 的 (1)工业合成氨的反应是熵增加的放热反应，在任何 反应。 温度下都可自发进行。 ③从反应速率和反应限度两个角度选择反应 (2)在合成氨工业中，加压可以加快反应速率，但压强 条件： 过高，氨的产率会降低。 对合成氨反 影响因素 (3)在工业合成氨中，将氨气液化、分离并对原料气循 应的影响 浓度 温度 压强 催化剂 环使用，有利于提高原料的利用率，能节约生产成 本。 增大合成氨 反 使用 (4)升高温度，化学反应速率一定增大，但转化率不一 的反应速率 应物浓度 温 压 定增大。 反 (5)合成氨温度选择500℃左右，主要是从反应速率角 提高平衡混 度考虑。 ( 220 合物中氨的 应物浓度、 温 无影响 生 含量 考点突破·能力提升 成物浓度 微考点1工业合成氨原理分析 (2)实际工业合成氨反应的适宜条件 年 a.温度：400~500℃。 1.(2025·湖北武汉检测)向一容积为2L的恒容密闭 b.压强：10~30MPa。 容器中充人1molN2和4molH2,在一定温度下发 的 c.投料比：n(N2):n(H2)=1:2.8。 生反应：N2(g)+3H(g)一2NH3(g)△H<0。 d以铁触媒为催化剂。 10s时达到平衡，c(NH3)为0.4mol·L'。下列说 计 e.采用循环操作提高原料利用率。 法正确的是 () 衡 2.控制反应条件的基本措施 A.该反应达到平衡时H2的转化率为40% 学 (1)控制化学反应速率的措施 B.降低温度能使混合气体的密度增大 案 通过改变反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压 C.向该容器中充入N2,平衡正向移动 强（或浓度）、固体的表面积以及使用催化剂等途径调 D.研发高效催化剂可大大提高NH3的产率 控反应速率。 2.氨既是一种重要的化工产品，又是一种重要的化工 (2)提高转化率的措施 原料。如图为合成氨以及氨催化制硝酸的流程示意 通过改变可逆反应体系的温度、溶液的浓度、气体 图。下列说法不正确的是 的压强（或浓度）等改变可逆反应的限度，从而提高转 N、H 水 化率。 3.化工生产适宜条件选择的一般原则 合成塔 氨分离器 氧化炉吸收塔 尾气处理装置 条件 原则 硝酸 从化学反应速率 A.可以利用NH3易液化的性质分离出NH 分析 既不能过快，又不能太慢 B.合成氨反应需要在低温下进行 C.对原料气压缩是为了提高原料气的转化率 从化学平衡移动 既要注意外界条件对速率和平衡 D.吸收塔中通入A是为了提高原料的利用率 分析 影响的一致性，又要注意对二者 3.哈伯法合成氨的反应原理为N2(g)+3H2(g) 影响的矛盾性 高温高压2N,(g),新研制的催化剂可使该反应在 催化剂 从原料的利用率 增加易得廉价原料，提高难得高 常温、常压下进行，以氮气和氢气为反应物的燃料电 分析 价原料的利用率，从而降低生产 池是利用氮气的一种新方法。下列有关哈伯法合成 成本 氨反应的说法正确的是 A.若该反应能自发进行，则△H>0 (2)有研究者结合图甲数据并综合考虑各种因素！ B.选用高效催化剂，可降低该反应的△H 认为450℃的反应温度比300℃或700℃更合 C.其他条件不变，增大起始n(N2):n(H2)的比值， 适，从反应原理角度分析其理由可能是 可提高H2的平衡转化率 D.提高体系的压强可增大反应的化学平衡常数 微考点2化工生产条件的分析及选择 聚焦高考·真题演练 4.(2025·山东滨州检测)煤化工通常研究不同条件 下C0的转化率以解决实际问题。已知在催化剂存 :1.(2022·浙江1月选考卷)AB型强电解质在水中的 在条件下发生反应：C0(g)+H,0(g)、=H2(g)+ 溶解（可视作特殊的化学反应）表示为AB(s) 0.()中C0的平衡转化率随投料比2(，0 A"+(aq)+B"-(aq),其焓变和熵变分别为△H和 p(C0) 及温 △S。对于不同组成的AB型强电解质，下列说法正 度变化关系如图所示： 确的是 A.△H和△S均大于零 13 B.△H和△S均小于零 C.△H可能大于零或小于零，△S大于零 D.△H和△S均可能大于零或小于零 2.(1)(2021·湖南选择考节选)氨气中氢含量高，是 7- ↓--1-626 -↓ 1526.℃J 一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运。 5<--1- - -426 定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和 1326℃ H2,反应2NH(g)一N2(g)+3H2(g)△H= -T 1--------7---1--7---1-- +90.8kJ·mol-。已知该反应的△S=198.9 781 -L 82 86 90 94 98 J·mol1·K1,在下列哪些温度下反应能自发 C0的平衡转化率% 进行？ (填标号)。 (1)该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应； A.25℃ B.125℃ (2)在以铁镁为催化剂的工业中，一般控制温度为 C.225℃ D.325℃ 400℃左右，投料比P(H0) (2)(2021·浙江6月选考节选)含硫化合物是实验 p(C0) =3~5,采用此条件 室和工业上的常用化学品。实验室可用铜与浓 的原因可能是 硫酸反应制备少量S02:Cu(s)+2H2S04(1) 复 =CuS04(s)+S02（g）+2H20(1)△H= -11.9kJ·mol1。判断该反应的自发性并说 化 5.“丁烯裂解法”是一种重要的丙烯生产法，在生产过 明理由 程中会有生成乙烯的副反应发生。反应如下： 主反应：3C,H(g)堡化4C,H.(g: [解题关键点拆解](1)怎样判断氨气分解的 副反应：C,H(g) 催化剂2C,H(g)。 温度？ 提示：已知△H和△S,可以运用△G=△H-T△S< 测得上述两反应的平衡体系中，各组分的质量分数0求解反应自发进行的温度。 (w)随温度(T)和压强(p)变化的趋势分别如图甲 (2)怎样判断并说明制备S02反应的自发性？ 和图乙所示： 提示：该反应的△S>0,可以运用△G=△H-T△S 80 、丙烯 是否小于0来判断反应的自发性。 % 50 607 丙烯 3.(2022·辽宁卷，18节选)工业合成氨是人类科学技 40 乙烯 40 乙烯 术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得 烯 20 丁烯 诺贝尔奖，其反应为N2(g)+3H2(g)一2NH(g) 10 AH=-92.4kJ·ml1△S=-200J·K1·m0l。 300400500600 700 0.10.20.30.40.5 T/ P/MPa 回答下列问题： 甲 乙 (1)合成氨反应在常温下 (填“能”或“不 (1)平衡体系中的C,H,(g)和C,H4(g)的质量比是 能”)自发。 工业生产C,H(g)时选择反应条件的重要依据 (2) (填“高”或“低”，下同)温有利于提高 之一，从产物的纯度考虑，该数值越高越好，据 反应速率 温有利于提高平衡转化率， 图甲和图乙判断，反应条件应选择 (填 综合考虑催化剂（铁触媒）活性等因素，工业常 字母)。 采用400~500℃ A.300℃、0.1MPa B.700℃0.1MPa 针对反应速率与平衡产率的矛盾，我国科学家提出 C.300℃0.5MPa D.700℃0.5MPa 了两种解决方案。 (3)方案二：M-LH复合催化剂。 C.TiO2 (s)+2Cl2 (g)=TiCla(g)+02 (g) 10000 D.TiOz (s)+C(s)+2Cl (g)=TiCl (g)+ 1000 C02(g) ◆ (2)(2022·浙江1月选考卷，29节选)在C和02的 100 鲁有LH 反应体系中： 10 女无LH 反应①：C(s)+02(g)=C02(g) 300℃ △H1=-394kJ·mol1 0.1 Mn Fe 反应②：2C0(g)+02(g)=2C02(g) 催化剂 4H2=-566kJ·mol- 10000 反应③：2C(s)+02(g)=2C0(g)△H 3.Jou) 8000 设△G=△H-TAS,反应①、②和③的△G随温度 6000 ◆Fe-LiH T的变化关系如图所示。图中对应于反应③的 4000 Mn-LiH 2000 -Cr-LiH 线条是 0 -250 50100150200250300350400 -300 温度/℃ -350 下列说法正确的是 (填字母)。 -400 a.300℃时，复合催化剂比单一催化剂效率更高 -450 b.同温同压下，复合催化剂有利于提高氨的平 -500 222 衡产率 -550 c.温度越高，复合催化剂活性一定越高 400600800100012001400 T/K 2b26 (4)某合成氨速率方程为v=c“(N2)·(H2)· 5.(2023·辽宁选择考节选)硫酸工业在国民经济中 c'(NH3),根据表中数据，y= 度 占有重要地位。 c(N2) e(H)c(NH3) 实验 (mol·L)(mol·L)(mol·L)(mol·L1·s1) (1)铅室法使用了大容积铅室制备硫酸(76%以 m 下)，副产物为亚硝基硫酸，主要反应如下： 计 2 2m 2q N02+S02+H,0=N0+H2S0. m 0.1p 10g 2N0+02=2N02 中学案 4 2n 2.828g (i)上述过程中NO2的作用为 在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为 (ⅱ)为了适应化工生产的需求，铅室法最终被 (填字母)。 接触法所代替，其主要原因是 a.有利于平衡正向移动 b.防止催化剂中毒 c.提高正反应速率 (答出两点即可)。 4.(1)(2022·湖南选考卷，17节选)已知，△G=△H- (2)接触法制硫酸的关键反应为S02的催化氧化： T△S,△G的值只决定于反应体系的始态和终态， 忽略△H、△S随温度的变化。若△G<0,则该反 s0,(g)+20,(g)S0,(g) 应可以自发进行。根据如图判断：600℃时，下 △H=-98.9kJ·mol-1 列反应不能自发进行的是 (ⅰ)为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳 300 Tios)+2CL(g-TiC+O 生产温度，绘制相应转化率()下反应速率（数 (-Jou 200 100 值已略去)与温度的关系如下图所示，下列说法 0与 正确的是 -300 -400 -500 -726404g5=200e.- d=0.88 50060070080090010001100 a=0.90 温度℃ a=0.92 A.C(s)+02(g)=C02(g) 470480490500510520 B.2C(s)+02(g)=2C0(g) 温度/℃ a.温度越高，反应速率越大 2.化学反应的调控 b.α=0.88的曲线代表平衡转化率 基本要求 c.α越大，反应速率最大值对应温度越低 (1)符合设备条件、操作安全、经济成本低等； d.可根据不同αx下的最大速率，选择最佳生产温度 (2)原料利用率高； (ⅱ)为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家 (3)反应快，产量高。 对其进行了改良。不同催化剂下，温度和转化 3.工业生产中化学反应条件的优化 率关系如下图所示，催化性能最佳的是 、·,从经济效益和社会效益等方面考虑 (填标号)。 (1)从化学反应速率分析 既不能过快，又不能过慢：反应过快可能会有安全 隐患，而过慢又会影响效益。 (2)从化学平衡移动分析 60 a--V-K 既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性， 40 b--V-K-Cs 又要注意二者影响的矛盾性，并结合生产实际进行 c-o-V-K-Ce 20 考虑。 d--V-K-Cs-Ce (3)从原料的利用率分析 300350400 450 500550 增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率， 温度/℃ 从而降低生产成本。 ?本讲要点速记： (4)从实际生产能力分析 1.焓变、熵变和温度对化学反应进行方向的影响 如设备承受高温、高压能力等。 △S (5)从催化剂角度分析 △H<0AS>0 △H>0△S>0 注意催化剂的活性对温度的要求。 所有温度下反应都能 自发进行 高温下反应能自发进行 (6)注意物质和能量的循环利用 -- 所有温度下反应都不 温馨提示：复习至此，请完成练案[34 低温下反应能自发进行 能自发进行 △H<0 △S<0 △H>0△S<0 第35讲 化学反应速率和平衡图像及分析 轮总复习 1.系统掌握常见化学反应速率和平衡图像的分析方法。 课标解读 2.加深外界条件对化学反应速率及化学平衡影响的理解。 223 考点一 化学反应速率图像 必备知识·梳理夯实 t时v'(逆)突然 1.“渐变”类v-t图像及分析 人'（逆） 增大，'（正）逐渐 5时其他条件 (正) o'(正) 增大；'（逆）> 不变，增大生 图像 分析 结论 逆)片 v'(正)，平衡向逆 成物的浓度 t时'（正）突然 反应方向移动 、'(正) (正) 增大，'（逆）逐渐 t,时其他条件 v'(逆) 增大；'（正）> 不变，增大反 t1时v'(逆)突然 逆) '(逆)，平衡向正 应物的浓度 减小，'（正）逐渐（时其他条件 (正)H 反应方向移动 '正) 减小；'（正）> 不变，减小生 逆)V逆) '(逆)，平衡向正 成物的浓度 t,时'（正）突然 反应方向移动 (正) 减小，'（逆）逐渐t时其他条件 解题原则：分清正反应、逆反应及二者的相对大 '(逆) 减小；'（逆）> 不变，减小反 小，分清“突变”和“渐变”；正确判断化学平衡的移动 (逆（正） '(正)，平衡向逆 应物的浓度 方向；熟记浓度、压强、温度、催化剂等对化学平衡移动 反应方向移动 的影响规律。