06 第32讲 化学反应的方向与调控-（配套练习）【高考快车道】2027年高考化学大一轮总复习

**基本信息** 联考真题汇编，聚焦化学反应方向与调控，涵盖熵变焓变判据、工业反应条件优化，结合合成尿素、环氧乙烷制备等真实情境，注重科学思维与实际应用。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |选择|5|反应方向判据、熵变焓变关系、反应条件影响|联考真题，基础概念辨析，选项设置梯度化| |填空|3|工业反应自发条件、工艺参数调控、环保废水处理|综合应用，结合图表分析，突出真实工业情境|

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.[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 3.(1)[2025·辽宁沈阳二中模拟] 乙醇-水催化重整可获得H2,主要发生以下反应: 反应Ⅰ:C2H5OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g)　ΔH1=+173.3 kJ·mol-1 反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH2=+41.1 kJ·mol-1 反应Ⅰ自发进行的条件是　　　　。  A.低温 B.高温 C.低压 D.高压 (2)[2025·湖北黄冈中学模拟] 锑元素在自然界大多以辉锑矿(主要成分为Sb2S3)形式存在,冶炼的原理如下: 反应:Sb2S3(s)+3ZnO(s)+3C(s)2Sb(s)+3ZnS(s)+3CO(g)　ΔH 已知该反应在400 ℃以上才能自发进行,ΔH　　　　(填“<”“>”或“=”)0。  4.[2025·河北邯郸示范高中联考] 将CO2转化为甲醇的某设想如下: CO2(g)+2H2O(g)CH3OH(g)+O2(g)　ΔH=+676.5 kJ·mol-1 该设想是否合理并说明理由:  　 。  考点二　反应条件的调控 5.[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 6.[2025·湖北七市州联考] 工业上,可用乙烯催化氧化法制取环氧乙烷,涉及下列两个反应: Ⅰ.C2H4(g)+O2(g)C2H4O(g)　ΔH1 Ⅱ.C2H4(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(g)　ΔH2 用银作为催化剂时,C2H4(g)→C2H4O(g)的活化能为Ea1=63.6 kJ·mol-1,C2H4(g)→CO2(g)的活化能为Ea2=82.8 kJ·mol-1,且两个反应的平衡常数均大于105。下列说法不正确的是 (　) A.在银催化下,反应Ⅱ的速率小于反应Ⅰ B.改变压强,对环氧乙烷的平衡产率影响不大 C.从自发的角度,乙烯氧化后倾向于生成CO2 D.若不考虑催化剂银的活性变化,升高温度能提高环氧乙烷的选择性 7.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  　。  8.以煤为原料,经由甲醇可制取二甲醚,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(g)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,根据ΔG=ΔH-TΔS<0时反应自发,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Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应,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.C　[解析] ΔS体系+ΔS环境>0时反应能自发进行,即-284 J·mol-1·K-1+>0,解得T<619.7 K,这说明当温度低于619.7 K时反应可以自发进行。 3.(1)B　(2)> 4.不合理,该反应的ΔH>0、ΔS<0,ΔG=ΔH-TΔS>0,不能自发进行 5.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),该反应正向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。 6.D　[解析] 活化能越低,反应速率越快,在银催化下,反应Ⅱ的活化能大于反应Ⅰ,则反应Ⅱ的速率小于反应Ⅰ,A正确。题目指出两个反应的平衡常数均大于105,说明反应接近完全转化,改变压强,对环氧乙烷的平衡产率影响不大,B正确。反应Ⅱ中,乙烯被完全氧化,因此C2H4发生反应Ⅱ会放热更多,故ΔH2<ΔH1,反应Ⅱ-反应Ⅰ可得反应C2H4O(g)+O2(g)2CO2(g)+2H2O(g),该反应的ΔH=ΔH2-ΔH1<0,且反应过程中气体分子数增加,则ΔS>0,根据ΔG=ΔH-TΔS可知ΔG<0,即该反应在任何温度下均自发进行,故从自发的角度,乙烯氧化后倾向于生成CO2,C正确。若不考虑催化剂银的活性变化,升高温度,反应Ⅰ和反应Ⅱ的反应速率都增大,并且活化能较高的反应速率增长更快,从而加剧副反应生成二氧化碳,降低主产物环氧乙烷的选择性,D错误。 7.(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,P和OH-均能与Mg2+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。 8.(1)2CH3OH(l)C2H4(g)+2H2O(l)　ΔH=-42 kJ·mol-1　任意　(2)①D　②反应Ⅱ消耗了反应Ⅲ生成的水,促进反应Ⅲ的正向进行,提高了原料气生成CH3OCH3的转化率(其他合理答案也可以) [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: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 ℃时甲醇转化率较高,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消耗了反应Ⅲ生成的水,促进反应Ⅲ的正向进行,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 $