第8单元 第32讲 化学反应的方向与调控(Word练习)-【高考快车道】2026年高考化学大一轮专题复习总复习

第32讲　化学反应的方向与调控 考点一　化学反应的方向 1.[2025·江西红色十校联考] 下列关于化学反应的方向及其判据的说法,正确的是 (　) A.1 mol SO3在不同状态时的熵值:S[SO3(s)]>S[SO3(l)]>S[SO3(g)] B.2KClO3(s)2KCl(s)+3O2(g)　ΔH=-77.6 kJ·mol-1,常温下该反应不能自发进行 C.放热反应都可以自发进行,吸热反应都不能自发进行 D.反应C(s)+CO2(g)2CO(g)在较高温度下能自发进行,是该反应ΔS的影响为主 2.下列对于化学反应方向的说法正确的是 (　) A.反应 2A(g)+B(g)3C(s)+D(g)在一定条件下能自发进行,说明该反应的ΔH>0 B.常温下,反应2Na2SO3(s)+O2(g)2Na2SO4(s)能自发进行,则有ΔH<0 C.反应2Mg(s)+CO2(g)C(s)+2MgO(s)在一定条件下能自发进行,则该反应的ΔH>0 D.一定温度下,反应2NaCl(s)2Na(s)+Cl2(g)的ΔH<0、ΔS>0 3.下列对化学反应的预测正确的是 (　) 选项 化学方程式 已知条件 预测 A 　A(s)B(g)+C(s) 　ΔH>0 　它一定是非自发反应 B 　A(g)+2B(g)2C(g)+3D(g) 　能自发反应 　ΔH一定小于0 C 　M(s)+aN(g)2Q(g) 　ΔH<0,自发反应 　a可能等于1、2、3 D 　M(s)+N(g)2Q(s) 　常温下,自发进行 　ΔH>0 4.[2025·安徽百师联盟联考] 放热反应可认为是化学反应(体系)将释放的能量传递给了周围的环境,导致环境的熵增加,增加的熵与焓变之间存在关系:ΔS环境=-。当ΔS体系+ΔS环境>0时,反应能自发进行。已知反应:A(g)+B(g)C(s)　ΔH=-176 kJ·mol-1,ΔS=-284 J·mol-1·K-1,下列说法正确的是 (　) A.该反应在任意温度下都能自发进行 B.该反应在任意温度下都不能自发进行 C.T=298 K时该反应能自发进行 D.T=298 K时该反应不能自发进行 5.[2023·福建卷节选] 探究甲醇对丙烷制丙烯的影响。丙烷制烯烃过程主要发生的反应有 ⅰ.C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)　ΔH1=+124 kJ·mol-1　ΔS1=127 J·K-1·mol-1　Kp1 ⅱ.C3H8(g)C2H4(g)+CH4(g)　ΔH2=+82 kJ·mol-1　ΔS2=135 J·K-1·mol-1　Kp2 比较反应自发进行(ΔG=ΔH-TΔS<0)的最低温度,反应ⅰ　　　　反应ⅱ。(填“>”或“<”)  考点二　反应条件的调控 6.[2025·安徽亳州联考] 已知:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)。以空气等为原料合成尿素[CO(NH2)2]的流程如图所示(部分产物略去)。下列叙述错误的是 (　) A.N2与H2的反应是放热反应,合成工艺中温度越低越好 B.利用物质的沸点不同分离空气 C.在高压的条件下更有利于尿素的合成 D.煤与氧气反应放出的热量可提供给合成氨工艺 7.[2025·广东梅州调研] 硫酸是一种重要的化工产品,目前主要采用“接触法”进行生产。有关反应2SO2+O22SO3的说法中不正确的是 (　) A.实际生产中,SO2、O2再循环使用以提高原料利用率 B.实际生产中,为了提高反应速率,压强越高越好 C.在生产中,通入过量空气的目的是提高SO2的转化率 D.实际生产中,选定400~500 ℃作为操作温度的主要原因是催化剂的活性最高 8.[2025·河北保定十校联考] 恒压条件下,密闭容器中将CO2、H2按照体积比为1∶3合成CH3OH,其中涉及的主要反应如下: Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH1=-49 kJ·mol-1 Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH2=+41 kJ·mol-1 在不同催化剂作用下发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,在相同的时间段内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如图所示: 已知:CH3OH的选择性=×100%。下列说法正确的是 (　) A.保持恒温恒压下充入氮气,平衡时不影响CO的产率 B.合成甲醇的适宜工业条件是约230 ℃,催化剂选择CZ(Zr-1)T C.使用CZ(Zr-1)T,230 ℃以上,升高温度甲醇的产率降低,原因是催化剂的活性降低 D.使用CZT,230 ℃以上,升高温度甲醇的产率降低,是因为反应Ⅰ平衡逆向移动 9.氨氮(N)废水造成水体富营养化,必须脱除才能排放,常用的方法有化学沉淀法、氧化法等。 Ⅰ.化学沉淀法 (1)向含有氨氮的废水中添加Na2HPO4·12H2O和MgCl2·6H2O,发生反应生成MgNH4PO4·6H2O沉淀,写出该反应的离子方程式: 　 。  (2)为探究溶液酸碱性对氨氮脱除效果的影响,室温下配制氨氮废水[c(N)=c(Mg2+)=c(P)=1×10-3 mol·L-1],对该废水进行pH与氨氮脱除效果影响的实验研究,研究结果如图所示。 ①氨氮脱除效果最佳的pH范围是　　　　。  a.6~7　　　b.8~10　　　c.10~12 ②pH<7氨氮脱除率较低的原因是  　,  pH>10造成氨氮脱除率随pH增大而减小的可能原因是  　。  Ⅱ.氧化法 (3)NO和NH3在有氧条件及催化剂作用下发生反应:4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)　ΔH<0,当温度升高到550~700 ℃时,NO转化率明显下降,NO2产率明显上升,可能原因是  　。  10.以煤为原料,经由甲醇可制取甲醚,也可以制取烯烃并可取代传统的以石油为原料制取烯烃的路线。 (1)已知:在25 ℃和101 kPa条件下,甲醇的燃烧热为-726.5 kJ·mol-1,乙烯的燃烧热为-1411 kJ·mol-1。则:CH3OH(l)脱水生成C2H4的热化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,该反应自发进行的条件是　　　　　(填“较低”“较高”或“任意”)温度。  (2)以煤为原料气化产生的原料气可以用来合成CH3OH和CH3OCH3,合成气平衡转化率随氢碳比的变化如图甲所示;甲醇制取烃的过程中,会发生多种反应,可以生成CH4、C2H4、C4H8等,一定条件下,测得各烃的质量分数、CH3OH转化率随温度变化情况如图乙所示。 甲 乙 ①下列叙述不正确的是　　　　　。  A.合成CH3OCH3的最佳氢碳比为1.0 B.甲醇制取烃的过程中,相同条件下,温度越高越有利于CH4的生成 C.甲醇制取乙烯的过程中,一般控制在350~400 ℃比较合适 D.甲醇制取烃的过程中,CH3OH的平衡转化率随温度升高先增大后减少 ②原料气合成CH3OH、CH3OCH3过程有如下反应: 反应Ⅰ　2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) ΔH=-91 kJ·mol-1 反应Ⅱ　CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1 反应Ⅲ 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-24 kJ·mol-1 图甲中原料气合成CH3OCH3的转化率高于CH3OH的原因是　 。  学科网（北京）股份有限公司 $ 第32讲　化学反应的方向与调控 1.D　[解析] 同一种物质的熵:气态>液态>固态,则1 mol SO3在不同状态时的熵值:S[SO3(s)]<S[SO3(l)]<S[SO3(g)],A错误;2KClO3(s)2KCl(s)+3O2(g)　ΔH=-77.6 kJ·mol-1,ΔH<0,ΔS>0,则ΔG=ΔH-TΔS<0,常温下反应能自发进行,B错误;反应自发进行的判断依据是ΔG=ΔH-TΔS<0,放热反应也可能是非自发的,吸热反应也可能是自发的,如氢氧化钡晶体与氯化铵的反应,C错误;反应C(s)+CO2(g)2CO(g)的ΔS>0,ΔH>0,依据ΔG=ΔH-TΔS<0反应能自发进行,则此反应在较高温度下能自发进行,是该反应ΔS的影响为主,D正确。 2.B　[解析] 反应2A(g)+B(g)3C(s)+D(g)是熵减的反应,在一定条件下能自发进行,据ΔH-TΔS<0可知,该反应的ΔH<0,A错误;反应2Na2SO3(s)+O2(g)2Na2SO4(s)是熵减的反应,常温下能自发进行,据ΔH-TΔS<0可知,该反应的ΔH<0,B正确;反应2Mg(s)+CO2(g)C(s)+2MgO(s)在一定条件下能自发进行,据ΔH-TΔS<0可知,该反应的ΔH<0,C错误;反应2NaCl(s)2Na(s)+Cl2(g)是分解反应,该反应的ΔH>0,D错误。 3.C　[解析] A(s)B(g)+C(s)为气体分子数增大的反应,ΔS>0,ΔH>0,在高温条件下能自发进行,A错误;A(g)+2B(g)2C(g)+3D(g)为气体分子数增大的反应,ΔS>0,所以当ΔH<0时,一定满足ΔH-TΔS<0,反应一定能够自发进行,当ΔH>0时,高温下,ΔH-TΔS<0成立,也可以自发进行,B错误;M(s)+aN(g)2Q(g)的ΔH<0,若a=1,反应一定自发进行,若a=2,反应也可能自发进行,若a=3,反应在低温下可自发进行,C正确;M(s)+N(g)2Q(s)为气体分子数减小的反应,ΔS<0,当ΔH>0时,ΔH-TΔS>0,一定不能自发进行,D错误。 4.C　[解析] ΔS体系+ΔS环境>0时反应能自发进行,即-284+>0,解得T<619.7,这说明当温度低于619.7 K时反应可以自发进行。 5.>　 [解析] 反应ⅰ的ΔG=124 kJ·mol-1-127×10-3 kJ·K-1·mol-1×T<0时,T> K,同理反应ⅱ的ΔG<0时,T> K,故反应ⅰ自发进行的最低温度比反应ⅱ自发进行的最低温度大。 6.A　[解析] 温度越低,化学反应速率越慢,从而降低产率,故合成工艺中要选择合适的温度,A错误;利用物质的沸点不同将空气分离,B正确;根据反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g),该反应是气体分子数减小的反应,加压平衡正向移动,所以从提高产率角度来说,在加压的条件下反应更有利于尿素的合成,C正确;煤与氧气发生的反应是放热反应,放出的热量可提供给合成氨工艺以保证催化剂活性,D正确。 7.B　[解析] 二氧化硫和氧气的反应为可逆反应,SO2和O2不能反应完,因此SO2和O2需再循环利用以提高原料利用率,A正确;压强过大,设备可能无法承受太大的压强,该反应在常温下即可达到较大转化率,无需加压,B错误;通入过量的空气,则反应平衡正向移动,SO2的转化率提高,C正确;实际生产中,温度为400~500 ℃时,催化剂的活性最高,因此400~500 ℃作为操作温度,D正确。 8.B　[解析] 恒压充入氮气,反应Ⅰ压强减小,平衡逆向移动,H2和CO2增加从而导致反应Ⅱ的反应物浓度增大,平衡正向移动,则CO的产率增加,A错误;相同条件下催化剂CZ(Zr-1)T选择性更高,此催化剂在230 ℃选择性较高且CH3OH的产率最高,所以合成甲醇的最适宜条件是约230 ℃、催化剂选择CZ(Zr-1)T,B正确;230 ℃以上反应Ⅰ为放热反应,升温平衡逆向移动,而反应Ⅱ为吸热反应,升温平衡正向移动,也可能导致甲醇的产率降低,C错误;CZT,230 ℃以上甲醇的选择性降低,且升温反应Ⅱ平衡正向移动,相同时间段内,速率加快,生成CO的量增大,若反应Ⅰ未达平衡,主要以反应Ⅱ为主,可导致甲醇的产率降低,D错误。 9.(1)Mg2++N+HP+6H2OMgNH4PO4·6H2O↓+H+ (2)①b　②pH<7时,部分HP更多地转化为H2P,导致c(P)减小,结合N、Mg2+生成的沉淀减少　pH>10时,HP与OH-反应生成P,P与Mg2+结合生成难溶的Mg3(PO4)2,Mg2+与OH-反应生成难溶的Mg(OH)2;N与OH-反应生成NH3·H2O;以上因素均会造成生成MgNH4PO4·6H2O沉淀减少 (3)当温度升高到550~700 ℃时,平衡逆移,导致NO转化率下降,同时NH3在催化剂作用下与O2反应转化为NO2 [解析] (1)向含有氨氮的废水中添加Na2HPO4·12H2O和MgCl2·6H2O,发生复分解反应,生成MgNH4PO4·6H2O沉淀,反应离子方程式为Mg2++N+HP+6H2OMgNH4PO4·6H2O↓+H+。(2)①由图可知,氨氮脱除效果最佳的pH范围是8~10。②Na2HPO4·12H2O在溶液中完全电离出Na+、HP,HP属于弱酸的酸式根离子,能与H+反应,同时也能与OH-反应生成P,Mg2+能与P和OH-反应生成难溶物,同时N和OH-结合生成NH3·H2O,故pH过大或过小都会造成氨氮脱除率减小。(3)4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)　ΔH<0,当温度升高至一定范围后,平衡逆向移动,同时NH3能被O2氧化并转化为NO2,因此当温度升高到550~700 ℃时,NO转化率明显下降,NO2产率明显上升。 10.(1)2CH3OH(l)C2H4(g)+2H2O(l)　ΔH=-42 kJ·mol-1　任意　(2)①D　②反应Ⅱ耗了反应Ⅲ的生成的水,促进反应Ⅲ的正向移动,提高了原料气生成CH3OCH3的转化率(其他合理的也可以) [解析] (1)在25 ℃和101 kPa条件下,甲醇的燃烧热为 -726.5 kJ·mol-1,乙烯的燃烧热为-1411 kJ·mol-1,则 a　2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=-1453 kJ·mol-1;b　C2H4(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-1411 kJ·mol-1;根据盖斯定律,a-b得CH3OH(l)脱水生成C2H4的热化学方程式是2CH3OH(l)C2H4(g)+2H2O(l)　ΔH=-42 kJ·mol-1,ΔS>0、ΔH<0,所以该反应自发进行的条件是任意温度。(2)①根据图甲,氢碳比为1.0时,合成CH3OCH3的转化率最高,所以最佳氢碳比为1.0,故A正确;甲醇制取烃的过程中,相同条件下,升高温度,甲烷的质量分数逐渐增大,温度越高越有利于CH4的生成,故B正确;甲醇制取乙烯的过程中,350~400 ℃甲醇转化率较高,乙烯的质量分数较大,所以一般控制在350~400 ℃比较合适,故C正确;甲醇制取烃的过程中,由图无法判断是否处于平衡状态,故无法得出CH3OH的平衡转化率的变化趋势,故D错误。②原料气合成CH3OH、CH3OCH3过程有如下反应: 反应Ⅰ　2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)　ΔH=-91 kJ·mol-1 反应Ⅱ　CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH=-41 kJ·mol-1 反应Ⅲ 　2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH=-24 kJ·mol-1 反应Ⅱ耗了反应Ⅲ的生成的水,促进反应Ⅲ的正向移动,提高了生成CH3OCH3的转化率,所以原料气合成CH3OCH3的转化率高于CH3OH。 学科网（北京）股份有限公司 $