第04讲 化学反应的方向、化学反应的调控（培优讲义）（全国通用）2027年高考化学一轮复习高效培优系列

该高中化学高考复习讲义聚焦化学反应方向与调控核心考点，涵盖自发过程、焓变熵变、复合判据及工业合成氨条件选择，按“基础概念→理论判据→工业应用”逻辑架构知识。通过考情分析明确命题规律，知识梳理构建体系，重难突破提炼解题技巧，分层集训强化实战，助力学生系统突破考点。 资料以“方向判断→限度控制→速率优化”逻辑链培养科学思维，如合成氨条件选择通过对比温度、压强对速率与平衡的影响，渗透证据推理。设置基础、能力、真题三层练习，结合考向解析与解题技巧，高效提升学生应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰路径。

第04讲 化学反应的方向、化学反应的调控 内容导航 夯实基础·突破重难·分层提能 考情・分析解读（课标要求 考情解读 备考策略） 知识・归纳梳理（知识导图 核心梳理 方法归纳） 知识点01 自发过程与自发反应 知识点02 焓变熵变对化学反应方向的影响 知识点03 化学反应方向的复合判据及其应用 知识点04 控制反应条件的目的及措施 知识点05 工业合成氨条件的选择 重难・核心突破（核心提炼 解题技巧 命题探究） 考向01 熵变与焓变 解题技巧 焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响 考向02 化学反应方向的判据 解题技巧 化学反应方向的判据 考向03 合成氨反应适宜条件的选择 考向04 工业上选择适宜生产条件的原则 解题技巧 化工生产适宜条件选择的一般原则 拔高・分层集训（基础演练 能力进阶 真题实战） 考情·分析解读 课标要求 1.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。 2.通过“有序”和“无序”的对比，了解熵和熵变的意义。 3.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，知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。 4.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。 5.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。 考题统计 核心考点 2026年 2025年 2024年 考点01 化学反应的方向 广东卷T19（4），2分 海南卷T8，3分 江西卷T12，3分 湖北卷T12，3分 考点02 化学反应的调控 湖北卷T11，3分 云南卷T3，3分 贵州卷T13，3分 贵州卷T17(1)(6)，4分 考情解读 化学反应的方向与调控是高考化学反应原理模块的基本内容，以选择题考查为主，命题围绕焓变（ΔH）、熵变（ΔS）与反应方向的关系展开，重点考查利用复合判据ΔG=ΔH-TΔS判断反应自发进行的方向-。化学反应的调控则侧重以化工生产为背景，考查外界条件（温度、压强、催化剂等）对反应速率与平衡的综合调控。近年试题难度不大，常以工业合成氨等典型调控案例为载体，考查生产条件选择的原则。命题注重“方向判断→限度控制→速率优化→工业应用”的逻辑链条，强调理论在真实生产中的应用。 备考策略 一要结合具体反应实例理解自发过程与自发反应的概念，能准确判断给定条件下反应能否自发进行。 二要重视工业合成氨等典型调控案例的分析，理解温度、压强、催化剂等条件选择的依据与权衡。 三要关注图像与表格信息的提取训练，能从反应时间、投料比、转化率等角度分析生产条件的选择。 基础・知识梳理 知识导图 核心梳理 知识点1 自发过程与自发反应 1．自发过程 (1)含义 在一定条件下，不需要 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 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 自发地转变为 的倾向性(无序体系更加稳定)。 2．自发反应 (1)定义：在给定条件下，可以 地进行到显著程度的化学反应。 (2)自发反应的特征 ①具有 ，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，则其逆反应在该条件下肯定不自发。 ②体系趋向于从 状态转变为 状态。 ③体系趋向于从 转变为 。 知识点2 焓变熵变对化学反应方向的影响 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。 (2)有不少 反应也能自发进行。 (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。 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。 (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。 (3)铝热反应是 的反应，它在一定条件下也可以 进行。 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。 知识点3 化学反应方向的复合判据及其应用 1．复合判据：ΔH－TΔS＜0，反应正向自发进行 (1)适用条件：恒温恒压 (2)局限性：只能判断反应发生的可能性，不能判断反应是否实际发生 2．温度对反应方向的影响 (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： 3．反应自发进行温度的计算 (1)计算依据：△H－T△S≤0 ①若△S＞0，则T≥，为 温度 ②若△S＜0，则T≤，为 温度 (2)注意单位的换算 ①△S的单位为： ②△H的单位为： ③T的单位为： 4．在用判据ΔH－TΔS判断时要注意ΔH与ΔS的单位的差别，需要转换。 (1)不能片面地用焓判据、熵判据孤立判断。 (2)不能忽视温度在大多数化学反应方向判断中的作用。 (3)不能错误认为“自发反应”不需要任何条件。 (4)不能忽视ΔH、T、ΔS单位的协调一致。 知识点4 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 (1)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。 (2)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5 工业合成氨条件的选择 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 根据反应器可使用的钢材质量及综合指标来选择压强( MPa) 温度 适宜温度， ℃ 催化剂 使用铁触媒做 剂(500℃左右时的活性最大) 浓度 N2和H2的物质的量之比为 的投料比，氨及时从混合气中分离出去 (2)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。 (3)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 。 ②400～500℃催化剂活性最大，升高温度，催化剂活性 。 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．工业合成氨的生产流程 (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 。 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 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 ，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。 重难・核心突破 考向01 熵变与焓变 【例1】（2026·安徽合肥·三模）MOF-5是一种金属有机框架材料，由和配体构成，在吸收时会破坏其晶体结构。由于取向不同，导致内部存在两种大小不同的空隙(用圆球表示)，在、时可吸附自身体积数百倍的。下列说法错误的是 A．基态原子价电子排布式为 B．基态原子的电负性： C．吸附的过程中， D．比更易与形成配位键 解题技巧 焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响 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 【变式探究】（2026·江苏·二模）在半导体工业中有重要应用，可由反应生产。下列说法正确的是 A．该反应的 B．及时分离部分可提高的平衡转化率 C．加入降低反应活化能，可加快生成 D．反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为 【变式探究】（2026·天津和平·一模）下列说法不正确的是 A．，， B．，，升高温度，平衡常数减小 C．，，则活化能：(正)(逆) D．，，低温高压下利于铜氨液吸收CO 考向02 化学反应方向的判据 【例2】（2026·浙江宁波·模拟预测）利用石膏可以制备生成硫酸的原料SO2，主要发生如下反应： ①   ②   ③     下列说法不正确的是 A． B．反应①在较高温度下可自发进行 C．恒温下增大压强，再次达到平衡时，SO2浓度增加 D．利用CaSO4与SiO2的混合物制备SO2有利于节约能耗 解题技巧 化学反应方向的判据 ΔG=ΔH-TΔS ΔG<0时，反应能自发进行； ΔG=0时，反应处于平衡状态； ΔG>0时，反应不能自发进行。 【变式探究】（2026·江西景德镇·一模）一定温度下，向恒容密闭容器中充入甲烷和水蒸气，发生反应：  。下列说法正确的是 A．该反应在低温下能自发进行 B．加入高效催化剂有可能提高的平衡产率 C．升高温度和减小压强一定能提高的转化率 D．达到平衡状态后，升高温度，的值变小 【变式探究】9．（2026·湖南长沙·二模）氢气还原辉钼矿()获得钼(Mo)的反应原理为：  。在恒容密闭容器中进行该反应，平衡时正、逆反应平衡常数与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是 A．该反应高温条件下能够自发进行 B．升高温度、减小压强都能提高钼的平衡产率 C．下达平衡时， D．在实际生产中，将水液化，有利于Mo的生成，则采用常温反应为好 考向03 合成氨反应适宜条件的选择 【例3】（2026·北京朝阳·二模）合成氨 生产流程示意图如下。 下列说法不正确的是 A．气体温度的大小：①<②<③ B．将原料气进行压缩、升温的目的；提高原料气的平衡转化率 C．冷却能分离出的原因：分子间可形成氢键，沸点远高于和，易液化 D．合成氨能耗较高的原因：分子中存在氮氮三键，键能大，破坏它需要较大的能量 【变式探究】（2026·云南玉溪·一模）工业上通常采用铁触媒、在400~500℃和10MPa~30MPa的条件下合成氨，合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ∆H=-92.4kJ·mol−1  ΔS=-200 J·K−1·mol−1。下列说法正确的是 A．采用10MPa~30MPa的高压能促进反应正向进行，增大反应的平衡常数 B．采用400-500℃的高温有利于提高单位时间反应物的转化率和氨气产率 C．使用铁触媒可以提高反应速率，但不改变反应热 D．该反应在常温下不能自发 【变式探究】（2026·浙江·模拟预测）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04 工业上选择适宜生产条件的原则 【例4】（2026·云南昭通·模拟预测）硫酸是重要化工原料，工业生产制取硫酸的原理示意图如图。 下列说法不正确的是 A．能与稀硝酸发生氧化还原反应 B．Ⅱ中的反应条件都是为了提高平衡转化率 C．将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生 D．Ⅲ中用98.3%的浓硫酸吸收SO3可避免形成酸雾 解题技巧 化工生产适宜条件选择的一般原则 条件 原则 从化学反应速率分析 既不能过快，又不能太慢 从化学平衡移动分析 既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性，尽可能使化学平衡向生成所需产物的方向移动 从原料的利用率分析 增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，循环利用从而降低生产成本 从实际生产能力分析 既要注意理论上的需要，又要考虑实际生产(如设备条件、安全操作、经济成本等)的可能性 从催化剂的使用分析 ①防止催化剂中毒，增加乳化装置； ②温度对催化剂活性的影响； ③应用催化剂的选择性，控制副反应，提高产率，降低生产成本 【变式探究】（2026·内蒙古赤峰·一模）一定条件下，1-苯基丙炔与的催化加成反应以及不同温度相同时间内产物占比如下所示。 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 温度 产物Ⅰ 产物Ⅱ 96% 4% 7% 93% 已知产物Ⅱ比产物Ⅰ稳定。下列说法正确的是 A．反应焓变： B．反应活化能：反应Ⅰ反应Ⅱ C．使用更优良的催化剂可改变平衡时产物Ⅰ和产物Ⅱ的比例 D．选择合适温度和较短反应时间，可获得更高产率的产物Ⅰ 【变式探究】（2026·福建福州·模拟预测）关于化工生产的叙述中，符合生产实际的是 A．石油化工中，采用干馏的方法把石油分成不同沸点范围的产品 B．硫酸工业中，利用热交换器预热反应物，降低能耗提高生产效率 C．纯碱工业中，侯氏制碱法通过氨气和二氧化碳的循环利用，提高了原料的利用率 D．合成氨工业中，采用高压条件，增大合成氨反应的平衡常数，增大反应速率 拔高・分层集训 基础演练 1.（2026·浙江·模拟预测）化学反应方向的确定不仅与焓变有关，也与温度、熵变有关。实验证明，化学反应的方向应由确定，若，则自发进行，否则不能自发进行。下列说法正确的是 A．在温度、压强一定的条件下，和共同决定一个化学反应的方向 B．温度、压强一定时，增加的反应一定能自发进行 C．是决定反应能否自发进行的唯一因素 D．固体的溶解过程一定是 2.（2026·辽宁·一模）2025年6月，德国化学家宣布合成并捕获中性六氮分子，因其巨大的能量密度被视为极具前景的清洁储能材料。合成过程如下： 下列说法不正确的是 A．和是氮元素的同素异形体 B．该反应的， C．上述合成过程中，每生成的同时生成 D．分子中，N原子采取和两种杂化方式(不考虑端基原子的杂化) 3.（2026·重庆·二模）工业制备白磷常利用总反应：，而此反应为碳还原为，却参加反应，为寻找原因，在上述反应的反应温度下，给出下列分反应方程式：Ⅰ．  ；Ⅱ．  。下列说法有误的是 A．主反应的熵变，且在该温度下总反应的 B．在的参与下，使得主反应的小于0，促使反应正向自发进行 C．设白磷中某一P-P键的键能为E，则形成1 mol白磷时放热为6E D．反应Ⅱ参加反应的物质中有离子晶体和共价晶体 4.（2026·河南郑州·一模）下列说法正确的是 A．常温常压下，和混合无明显现象，则反应在该条件下不自发 B．  ，升高温度，平衡逆移，则反应的平衡常数减小 C．  ，则正反应的活化能大于逆反应的活化能 D．  ，  ，则   5.（2026高二上·江苏南京·一模）在恒压密闭容器中，充入起始量一定的和，主要发生下列反应： 反应I： 反应II： 达平衡时，转化率和CO的选择性随温度的变化如图所示[CO的选择性] 下列说法正确的是 A．反应I的 B．升高温度能提高的平衡产率 C．温度高于300℃时，曲线②随温度升高而升高说明此时主要发生反应I D．同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性，应选择在低温低压条件下反应 6.（2026·黑龙江哈尔滨·一模）氮化镓(GaN)是一种重要的半导体材料，广泛应用于光电信息材料等领域，可利用反应制备。反应历程(TS代表过渡态)如下： 下列说法错误的是 A．反应ⅱ中脱去步骤的活化能为2.69eV B．反应ⅲ在高温条件下自发 C．改用更高效的催化剂，提高的平衡转化率 D．总反应的决速步包含在反应ⅲ中 7.（2026·浙江·一模）反应的历程如图实线所示，方程式为、的反应历程如图虚线所示。下列说法不正确的是 A．可自发进行，反应 B．反应速率时，达到平衡状态 C．升高温度，步骤Ⅳ对平衡的影响大于步骤Ⅰ D．相同恒容密闭装置，降低温度，实线历程和虚线历程的均增大 8.（2026·浙江杭州·一模）相同温度和压强下，下列判断不正确的是（已知：共轭二烯烃比非共轭二烯烃稳定；的计算方法遵循盖斯定律，可类比计算方法） ①     ②     ③     ④     A． B． C． D．根据信息可推测苯分子具有特殊的稳定性 9.（2026·河北·三模）以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下： H₁ CO2的平衡转化率 的选择性 随温度、压强变化如图所示： 已知：S-CH3OH= 下列分析错误的是 A．由信息可知，反应①为低温下自发进行的反应 B．温度介于350-400℃时，体系主要发生反应① C． D．初始 平衡后 若只发生反应①和②，则 H₂的转化率为26% 10.（2026·广东惠州·三模）在的催化作用下，向200℃的恒温恒容密闭容器中充入和，发生反应 ，反应过程及能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．由图可知，反应i和反应ii均为放热反应 B．该反应在任何温度下都不能自发进行 C．其他条件不变，降低温度可以提高总反应中甲烷的转化率 D．其他条件不变，升高温度，该反应化学平衡常数增大 能力进阶 11.（2026·山东滨州·一模）由硫铁矿烧渣(主要成分为Fe3O4、Fe2O3和FeO)得到绿矾(FeSO4·7H2O)，再进一步制备铁黄[FeO(OH)]的流程如下： 下列说法正确的是 A．步骤①最好选用强氧化性酸 B．步骤②涉及的离子方程式为 C．步骤③须控制条件防止绿矾氧化和分解 D．步骤④每生成1 mol FeO(OH)，理论上需消耗空气的体积约为28 L 12.（2026·河北·模拟预测）化学反应速率与限度和生产生活密切相关，下列说法正确的是 A．工业上利用金属钠和氯化钾在高温下反应[]来制备金属钾 B．硫酸工业中，在高温高压催化剂作用下发生反应：，可提高生产效益 C．合成氨工业中，采用循环操作，主要是为了提高平衡混合物中氨的含量 D．使用铜基催化剂，可降低二氧化碳加氢合成甲醇的反应焓变 13.（2026·安徽宿州·一模）合成氨是人类历史上首次实现规模化“从空气制面包”的关键技术，其核心意义在于解决了全球粮食安全的基础——氮肥来源问题，生产流程示意图如下。 下列有关合成氨说法正确的是 A．净化去除原料气中等杂质气体，可以防止催化剂中毒 B．合成氨温度控制在是因为该反应高温下自发 C．当时，反应达到平衡 D．压缩机加压时压强越大越好，无需考虑对设备和动力的要求 14.（2026·湖南·一模）如图所示为工业合成氨的流程图。下列说法正确的是 A．步骤①中“净化”的主要目的是提高产品的纯度 B．步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率，又可以加快反应速率，所以可以无限的增大压强 C．步骤③既可以加快反应速率，又有利于提高原料平衡的转化率 D．步骤④、⑤可以提高原料的转化率，又可以节约原料、降低成本 15.（2026·湖北·一模）工业合成氨不仅解决了粮食问题，还为工业、国防和能源领域提供了关键支撑。合成氨的流程图如下，已知，，下列说法正确的是 A．步骤①的目的是防止混入杂质使催化剂中毒 B．步骤②中“加压”不仅可以提高原料的转化率，还加快反应速率，所以生产中压强越大越好 C．步骤④中反应温度提高至800℃，反应速率加快且催化剂的活性更高 D．步骤④⑤⑥均有利于提高原料的平衡转化率 16.（2026·浙江宁波·一模）如图所示为工业合成氨的流程图。下列说法错误的是 A．步骤①中净化可以防止催化剂中毒 B．步骤③、④、⑤均有利于提高正逆化学反应速率 C．步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率，又可以加快反应速率 D．工业合成氨反应，该反应能在低温自发进行 17.（2026·北京·三模）氨分解制氢是一种极具前景的便携式制氢方法，不同压强下氨的平衡转化率随温度变化如下。下列说法正确的是 A．断开键吸收的能量小于形成键与键放出的能量之和 B．氢气和氮气的物质的量之比保持不变，说明氨分解反应达到平衡状态 C．400K时，对应氨的平衡转化率大于，是因为此情况下，对应的平衡常数比的大 D．生产条件可选择高温、适当压强和加入催化剂 18.（2026·江苏·一模）利用管状透氧膜反应器实现乙醇-水重整制氢，具有无需额外热源、氧气可协助消除积碳等优点。其主要反应为： 反应Ⅰ：C2H5OH(g) + H2O(g) = 2CO(g) + 4H2(g)  ∆H1 = + 256 kJ∙ mol-1。 反应Ⅱ：2C2H5OH(g) + 3O2(g) = 4CO2(g) + 6H2(g)  ∆H2 = -1107 kJ∙ mol-1。 反应Ⅲ：CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g)  ∆H3 = -41 kJ∙ mol-1。 反应Ⅳ：2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g)  ∆H4。 一定温度下，将一定比例的C2H5OH、H2O、Ar气体通过装有催化剂的管状透氧膜反应器。经计算机仿真模拟，控制，平衡时氢醇比随水醇比、膜管长度的变化如图所示。若仅考虑上述反应，下列说法不正确的是 A． B．水醇比为0时，管长度超过10cm后氢醇比下降的原因可能为O2氧化H2 C．水醇比为1、管长度为2cm，若C2H5OH、O2转化率为100%且，则管状透氧膜透过氧气0.3mol D．实际生产中，水醇比越大、管长度越短，氢气产率越高 19.（2026·湖南·一模）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 20.（2026·湖南·一模）工业上利用乙烷和二氧化碳反应脱氢制乙烯的相关反应如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   在923K条件下，向VL恒容密闭容器中充入与一定量发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，平衡时和CO的物质的量分数随起始投料比的变化关系如下图所示。下列说法不正确的是 A．若图中曲线p表示CO，则曲线m表示 B．为了提高乙烯的产率可选择高温 C．当时，平衡时体系中 D．在923K条件下，向容器中再充入和的平衡转化率增大 真题实战 1.（2026·山东·高考真题）研究甲、乙两种催化剂对下列反应的催化作用及产物选择性的影响。 反应Ⅰ：　 反应Ⅱ：　 恒压条件下，，，按体积比投料，分别使用甲或乙作催化剂，在下反应固定时间后测定的实验转化率；不改变其他条件，每间隔重复上述实验。的实验转化率和理论平衡转化率随温度的变化如图所示。已知：甲催化时，选择性在为；甲、乙分别催化时，选择性在均达。下列说法正确的是 A．， B．范围内，使用甲催化时，选择性随温度升高而增大 C．范围内，相同温度下，无论使用甲还是乙催化，产物选择性相同 D．其他条件不变，仅减小投料量，选择性达时的温度仍为 2.（2026·黑吉辽蒙卷·高考真题）恒容密闭容器中，等物质的量的和发生的总反应如下： ，达到平衡时，相关物质平衡组成随温度变化关系如图。下列说法正确的是 A．该反应的， B．点的消耗速率大于物质的生成速率 C．点该反应的（用物质的量分数代替浓度计算） D．点的平衡转化率为75% 3.（2026·山东·高考真题）研究甲、乙两种催化剂对下列反应的催化作用及产物选择性的影响。 反应Ⅰ：　 反应Ⅱ：　 恒压条件下，，，按体积比投料，分别使用甲或乙作催化剂，在下反应固定时间后测定的实验转化率；不改变其他条件，每间隔重复上述实验。的实验转化率和理论平衡转化率随温度的变化如图所示。已知：甲催化时，选择性在为；甲、乙分别催化时，选择性在均达。下列说法正确的是 A．， B．范围内，使用甲催化时，选择性随温度升高而增大 C．范围内，相同温度下，无论使用甲还是乙催化，产物选择性相同 D．其他条件不变，仅减小投料量，选择性达时的温度仍为 4.（2026·重庆·高考真题）碘化铵()在分析检测和医药领域应用广泛。在刚性真空容器中，固体在某温度下快速分解： 反应1：    在时段，压强恒为(之前HI的分解量很小，可忽略)。 后压强发生变化，HI分解： 反应2：    后压强恒为。下列叙述错误的是 A．时段， B．反应2的平衡常数 C．后减小体积，再达平衡后的压强与时相等 D．后升高温度，再达平衡后的体积分数与时相等 5.（2025·江西·高考真题）一定压强下，乙烯水合反应为： 已知： 气体均视为理想气体，下列说法正确的是 A．反应的活化能： B．恒温恒容充入，平衡向左移动 C．随温度升高而降低 D．平衡后，升高温度， 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第04讲 化学反应的方向、化学反应的调控 内容导航 夯实基础·突破重难·分层提能 考情・分析解读（课标要求 考情解读 备考策略） 知识・归纳梳理（知识导图 核心梳理 方法归纳） 知识点01 自发过程与自发反应 知识点02 焓变熵变对化学反应方向的影响 知识点03 化学反应方向的复合判据及其应用 知识点04 控制反应条件的目的及措施 知识点05 工业合成氨条件的选择 重难・核心突破（核心提炼 解题技巧 命题探究） 考向01 熵变与焓变 解题技巧 焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响 考向02 化学反应方向的判据 解题技巧 化学反应方向的判据 考向03 合成氨反应适宜条件的选择 考向04 工业上选择适宜生产条件的原则 解题技巧 化工生产适宜条件选择的一般原则 拔高・分层集训（基础演练 能力进阶 真题实战） 考情·分析解读 课标要求 1.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。 2.通过“有序”和“无序”的对比，了解熵和熵变的意义。 3.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，知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。 4.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。 5.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。 考题统计 核心考点 2026年 2025年 2024年 考点01 化学反应的方向 广东卷T19（4），2分 海南卷T8，3分 江西卷T12，3分 湖北卷T12，3分 考点02 化学反应的调控 湖北卷T11，3分 云南卷T3，3分 贵州卷T13，3分 贵州卷T17(1)(6)，4分 考情解读 化学反应的方向与调控是高考化学反应原理模块的基本内容，以选择题考查为主，命题围绕焓变（ΔH）、熵变（ΔS）与反应方向的关系展开，重点考查利用复合判据ΔG=ΔH-TΔS判断反应自发进行的方向-。化学反应的调控则侧重以化工生产为背景，考查外界条件（温度、压强、催化剂等）对反应速率与平衡的综合调控。近年试题难度不大，常以工业合成氨等典型调控案例为载体，考查生产条件选择的原则。命题注重“方向判断→限度控制→速率优化→工业应用”的逻辑链条，强调理论在真实生产中的应用。 备考策略 一要结合具体反应实例理解自发过程与自发反应的概念，能准确判断给定条件下反应能否自发进行。 二要重视工业合成氨等典型调控案例的分析，理解温度、压强、催化剂等条件选择的依据与权衡。 三要关注图像与表格信息的提取训练，能从反应时间、投料比、转化率等角度分析生产条件的选择。 基础・知识梳理 知识导图 核心梳理 知识点1 自发过程与自发反应 1．自发过程 (1)含义 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，体系有从有序自发地转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。 2．自发反应 (1)定义：在给定条件下，可以自发地进行到显著程度的化学反应。 (2)自发反应的特征 ①具有方向性，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，则其逆反应在该条件下肯定不自发。 ②体系趋向于从高能量状态转变为低能量状态。 ③体系趋向于从有序体系转变为无序体系。 知识点2 焓变熵变对化学反应方向的影响 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。 (2)有不少吸热反应也能自发进行。 (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。 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。 (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。 (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。 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。 知识点3 化学反应方向的复合判据及其应用 1．复合判据：ΔH－TΔS＜0，反应正向自发进行 (1)适用条件：恒温恒压 (2)局限性：只能判断反应发生的可能性，不能判断反应是否实际发生 2．温度对反应方向的影响 (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： 3．反应自发进行温度的计算 (1)计算依据：△H－T△S≤0 ①若△S＞0，则T≥，为最低温度 ②若△S＜0，则T≤，为最高温度 (2)注意单位的换算 ①△S的单位为：J·mol－1·K－1 ②△H的单位为：kJ·mol－1 ③T的单位为：K 4．在用判据ΔH－TΔS判断时要注意ΔH与ΔS的单位的差别，需要转换。 (1)不能片面地用焓判据、熵判据孤立判断。 (2)不能忽视温度在大多数化学反应方向判断中的作用。 (3)不能错误认为“自发反应”不需要任何条件。 (4)不能忽视ΔH、T、ΔS单位的协调一致。 知识点4 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 (1)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。 (2)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5 工业合成氨条件的选择 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)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。 (3)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．工业合成氨的生产流程 (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。 重难・核心突破 考向01 熵变与焓变 【例1】（2026·安徽合肥·三模）MOF-5是一种金属有机框架材料，由和配体构成，在吸收时会破坏其晶体结构。由于取向不同，导致内部存在两种大小不同的空隙(用圆球表示)，在、时可吸附自身体积数百倍的。下列说法错误的是 A．基态原子价电子排布式为 B．基态原子的电负性： C．吸附的过程中， D．比更易与形成配位键 【答案】C 【解析】基态Zn原子的原子序数为30，核外电子排布式为，因此价电子排布式为，A正确；电负性反映原子吸引电子的能力，同周期从左到右电负性递增，C的电负性大于H，O、C、H的电负性顺序为，B正确；MOF-5吸附的过程中，大量气体分子被吸附到材料内部，气体分子的混乱度降低，因此；该过程在常温下能自发进行，根据自发反应判据，结合，可推知（放热），C错误；配位键的形成需要配体提供孤电子对，且空间位阻越小越易配位。中N原子有孤电子对，且分子体积小，与中的配位时空间位阻小；而是体积较大的阴离子配体，空间位阻大，因此比更易配位，D正确；故选C。 解题技巧 焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响 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 【变式探究】（2026·江苏·二模）在半导体工业中有重要应用，可由反应生产。下列说法正确的是 A．该反应的 B．及时分离部分可提高的平衡转化率 C．加入降低反应活化能，可加快生成 D．反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为 【答案】C 【解析】反应前气体总物质的量比反应后气体的物质的量多，体系混乱度减小，，A错误；为固体，改变固体的量不会使平衡发生移动，无法提高的平衡转化率，B错误；是该反应的催化剂，催化剂可降低反应活化能，加快反应速率，因此可加快生成，C正确；反应过程中全部作氧化剂，中仅有作还原剂，氧化剂与还原剂物质的量之比为，D错误；故选C。 【变式探究】（2026·天津和平·一模）下列说法不正确的是 A．，， B．，，升高温度，平衡常数减小 C．，，则活化能：(正)(逆) D．，，低温高压下利于铜氨液吸收CO 【答案】A 【解析】液态水凝固为冰，是放热过程，故，液态变为固态，混乱度减小，故，A错误；该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数K减小，B正确；反应焓变△H=E(正反应活化能)一E(逆反应活化能)，放热反应△H<0，则E(正)<E(逆)，C正确；该反应为放热反应，，该反应为气体分子数减小的反应，则其，结合时，反应可以发生，则低温高压下利于铜氨液吸收CO，D正确；故选A。 考向02 化学反应方向的判据 【例2】（2026·浙江宁波·模拟预测）利用石膏可以制备生成硫酸的原料SO2，主要发生如下反应： ①   ②   ③     下列说法不正确的是 A． B．反应①在较高温度下可自发进行 C．恒温下增大压强，再次达到平衡时，SO2浓度增加 D．利用CaSO4与SiO2的混合物制备SO2有利于节约能耗 【答案】C 【解析】根据盖斯定律，反应③=反应①-反应②，故，A正确；反应①的，反应后生成气体、体系混乱度增大，，根据，较高温度下满足，反应可自发进行，B正确；恒温下平衡常数仅与温度有关，反应的平衡常数表达式为，且平衡时，因此为定值，增大压强再次平衡时浓度不变，C错误；反应③的小于反应①的，反应所需吸收的热量更少，有利于节约能耗，D正确；故选C。 解题技巧 化学反应方向的判据 ΔG=ΔH-TΔS ΔG<0时，反应能自发进行； ΔG=0时，反应处于平衡状态； ΔG>0时，反应不能自发进行。 【变式探究】（2026·江西景德镇·一模）一定温度下，向恒容密闭容器中充入甲烷和水蒸气，发生反应：  。下列说法正确的是 A．该反应在低温下能自发进行 B．加入高效催化剂有可能提高的平衡产率 C．升高温度和减小压强一定能提高的转化率 D．达到平衡状态后，升高温度，的值变小 【答案】C 【解析】该反应ΔH > 0（吸热），ΔS > 0（气体分子数增加），根据ΔG = ΔH - TΔS，低温时ΔG > 0，反应不自发，A错误；催化剂只改变反应速率，不改变平衡状态，因此不能提高CO的平衡产率，B错误；反应吸热（ΔH > 0）且气体分子数增加，升高温度使平衡正向移动，减小压强有利于体积增大的方向，两者均能提高CH4转化率，C正确；该表达式为平衡常数K，反应吸热，升高温度K值增大，故该比值变大，D错误；故选C。 【变式探究】9．（2026·湖南长沙·二模）氢气还原辉钼矿()获得钼(Mo)的反应原理为：  。在恒容密闭容器中进行该反应，平衡时正、逆反应平衡常数与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是 A．该反应高温条件下能够自发进行 B．升高温度、减小压强都能提高钼的平衡产率 C．下达平衡时， D．在实际生产中，将水液化，有利于Mo的生成，则采用常温反应为好 【答案】D 【分析】由图可知，温度升高，增大，平衡向正反应方向移动，则该反应正向为吸热反应，即，据此分析作答。 【解析】由方程式可知，该反应为正向气体体积增大的反应，即，同时由分析可知该反应的，反应自发进行的条件为，该反应高温下自发进行，故A正确；已知该反应正向为吸热反应，即，升高温度，平衡正向移动，可以提高钼的平衡产率；该反应为正向气体体积增大的反应，减小压强平衡正向移动，可以提高钼的平衡产率；故B正确；下达平衡时，由图可知，即，所以，故C正确；该反应的、，则反应在高温下才能自发进行，故D错误；故选D。 考向03 合成氨反应适宜条件的选择 【例3】（2026·北京朝阳·二模）合成氨 生产流程示意图如下。 下列说法不正确的是 A．气体温度的大小：①<②<③ B．将原料气进行压缩、升温的目的；提高原料气的平衡转化率 C．冷却能分离出的原因：分子间可形成氢键，沸点远高于和，易液化 D．合成氨能耗较高的原因：分子中存在氮氮三键，键能大，破坏它需要较大的能量 【答案】B 【分析】干燥净化的氮气和氢气经过压缩机加压，目的是使后面的反应速率加快、平衡正向移动，提高反应物的转化率，经过热交换装置提高进入氮气和氢气的温度，从而降低生成氨气的温度，冷却混合气体，节省能源，从热交换器出来的氮气和氢气进入铁触媒发生合成氨反应，温度进一步提高，生成的氨气等混合气体进入热交换器进行热量交换，之后冷却使氨气液化分离，氮气和氢气循环使用。 【解析】根据分析可知①②③温度逐步提高，A正确；将原料气进行压缩目的是提高原料气的平衡转化率、加快反应速率，该反应为放热反应，升温时平衡逆向移动，原料气的平衡转化率降低，升温的目的是提高化学反应速率，B错误；分子间可形成氢键，沸点远高于和，易液化，故能冷却分离出NH3，C正确；分子中存在氮氮三键，键能大，破坏它需要较大的能量，所以合成氨能耗较高，D正确；故选B。 【变式探究】（2026·云南玉溪·一模）工业上通常采用铁触媒、在400~500℃和10MPa~30MPa的条件下合成氨，合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ∆H=-92.4kJ·mol−1  ΔS=-200 J·K−1·mol−1。下列说法正确的是 A．采用10MPa~30MPa的高压能促进反应正向进行，增大反应的平衡常数 B．采用400-500℃的高温有利于提高单位时间反应物的转化率和氨气产率 C．使用铁触媒可以提高反应速率，但不改变反应热 D．该反应在常温下不能自发 【答案】C 【解析】高压促进反应正向移动，但平衡常数与温度有关，温度不变则平衡常数不变，A错误；高温加快反应速率、有利于提高单位时间反应物的转化率，但使平衡逆向移动，降低氨气的产率，B错误；催化剂降低活化能，加快反应速率，但不影响ΔH，反应热不变，C正确；该反应的，，根据时能自发，得到该反应在常温下的，反应常温下能自发进行，D错误；故选C。 【变式探究】（2026·浙江·模拟预测）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】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；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；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；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；故选C。 考向04 工业上选择适宜生产条件的原则 【例4】（2026·云南昭通·模拟预测）硫酸是重要化工原料，工业生产制取硫酸的原理示意图如图。 下列说法不正确的是 A．能与稀硝酸发生氧化还原反应 B．Ⅱ中的反应条件都是为了提高平衡转化率 C．将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生 D．Ⅲ中用98.3%的浓硫酸吸收SO3可避免形成酸雾 【答案】B 【分析】工业生产硫酸的流程为：将黄铁矿在空气中加热，产物为等和，将净化、干燥后，通入催化反应室，与空气在催化剂作用下发生反应生成，在吸收塔中用98.3%浓硫酸吸收，最后得到硫酸。 【解析】中含有+2价铁元素，稀硝酸具有强氧化性，可将+2价铁氧化为+3价，发生氧化还原反应，A正确；催化氧化反应中：催化剂只改变化学反应速率，不影响平衡移动，不能提高的平衡转化率；该反应正反应放热，升高温度平衡逆向移动，会降低平衡转化率，选择是为了保证催化剂活性、加快反应速率，B错误；黄铁矿煅烧会生成铁的氧化物固体废渣，硫磺燃烧只生成，无固体废渣，因此将黄铁矿换成硫磺可以减少废渣产生，C正确；若用水直接吸收，反应放热易形成酸雾，吸收效率低；用的浓硫酸吸收可避免形成酸雾，D正确；故选B。 解题技巧 化工生产适宜条件选择的一般原则 条件 原则 从化学反应速率分析 既不能过快，又不能太慢 从化学平衡移动分析 既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性，尽可能使化学平衡向生成所需产物的方向移动 从原料的利用率分析 增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，循环利用从而降低生产成本 从实际生产能力分析 既要注意理论上的需要，又要考虑实际生产(如设备条件、安全操作、经济成本等)的可能性 从催化剂的使用分析 ①防止催化剂中毒，增加乳化装置； ②温度对催化剂活性的影响； ③应用催化剂的选择性，控制副反应，提高产率，降低生产成本 【变式探究】（2026·内蒙古赤峰·一模）一定条件下，1-苯基丙炔与的催化加成反应以及不同温度相同时间内产物占比如下所示。 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 温度 产物Ⅰ 产物Ⅱ 96% 4% 7% 93% 已知产物Ⅱ比产物Ⅰ稳定。下列说法正确的是 A．反应焓变： B．反应活化能：反应Ⅰ反应Ⅱ C．使用更优良的催化剂可改变平衡时产物Ⅰ和产物Ⅱ的比例 D．选择合适温度和较短反应时间，可获得更高产率的产物Ⅰ 【答案】D 【解析】根据题目，产物II比产物I更稳定，说明产物II的能量更低，由于两个反应都是放热反应（ΔH < 0），更稳定的产物对应的反应放热更多，ΔH更小，因此，，A错误；根据表格数据，在20℃时，产物I占96%，说明在低温下，反应I的速率远快于反应II，活化能：反应I<反应II，B错误；催化剂只能改变反应速率，不能改变平衡常数，因此不能改变平衡时产物Ⅰ和产物Ⅱ的比例，C错误；根据表格数据，在20℃时，产物Ⅰ的占比为96%，产物Ⅱ的占比为4%。在60℃时，产物Ⅰ的占比为7%，产物Ⅱ的占比为93%，这表明低温有利于产物Ⅰ的生成，高温有利于产物Ⅱ的生成，因此，选择较低温度（如20℃）并控制较短反应时间，可以获得更高产率的产物Ⅰ，D正确；故选D。 【变式探究】（2026·福建福州·模拟预测）关于化工生产的叙述中，符合生产实际的是 A．石油化工中，采用干馏的方法把石油分成不同沸点范围的产品 B．硫酸工业中，利用热交换器预热反应物，降低能耗提高生产效率 C．纯碱工业中，侯氏制碱法通过氨气和二氧化碳的循环利用，提高了原料的利用率 D．合成氨工业中，采用高压条件，增大合成氨反应的平衡常数，增大反应速率 【答案】B 【解析】石油化工采用分馏的方法分离不同沸点范围的产品，干馏是煤的加工方法，A错误；硫酸工业中，利用热交换器将反应放出的热量预热反应物，可节约能源，降低能耗，提高生产效率，B正确；侯氏制碱法中只有二氧化碳循环利用，氨气转化为副产品氯化铵，不参与循环，C错误；化学平衡常数只与温度有关，高压条件不会改变合成氨反应的平衡常数，D错误；故选B。 拔高・分层集训 基础演练 1.（2026·浙江·模拟预测）化学反应方向的确定不仅与焓变有关，也与温度、熵变有关。实验证明，化学反应的方向应由确定，若，则自发进行，否则不能自发进行。下列说法正确的是 A．在温度、压强一定的条件下，和共同决定一个化学反应的方向 B．温度、压强一定时，增加的反应一定能自发进行 C．是决定反应能否自发进行的唯一因素 D．固体的溶解过程一定是 【答案】A 【解析】在温度、压强一定的条件下，化学反应方向由ΔH - TΔS决定，ΔH和ΔS共同影响该判据，因此二者共同决定反应方向，A正确；ΔS增加（熵增）不一定保证ΔH - TΔS < 0，例如若ΔH为正且较大，或温度较低时，反应可能不自发，B错误；反应自发进行由ΔH、ΔS和温度共同决定，ΔH并非唯一因素，C错误；固体溶解过程通常熵增（ΔS > 0），但焓变ΔH可正可负（如硝酸铵溶解吸热，ΔH > 0），因此不一定满足ΔH < 0，D错误；故选A。 2.（2026·辽宁·一模）2025年6月，德国化学家宣布合成并捕获中性六氮分子，因其巨大的能量密度被视为极具前景的清洁储能材料。合成过程如下： 下列说法不正确的是 A．和是氮元素的同素异形体 B．该反应的， C．上述合成过程中，每生成的同时生成 D．分子中，N原子采取和两种杂化方式(不考虑端基原子的杂化) 【答案】B 【解析】和都是氮元素组成的单质，是同素异形体，A正确；由题干可知因为巨大的能量密度被视为极具前景的清洁储能材料，因此分解应为放热反应，B错误；上述最后生成 ，过程中两步都生成，共生成，C正确；2号和5号N(氮链从左往右氮原子依次为1~6号)为杂化，3号和4号N为杂化，D正确；故选B。 3.（2026·重庆·二模）工业制备白磷常利用总反应：，而此反应为碳还原为，却参加反应，为寻找原因，在上述反应的反应温度下，给出下列分反应方程式：Ⅰ．  ；Ⅱ．  。下列说法有误的是 A．主反应的熵变，且在该温度下总反应的 B．在的参与下，使得主反应的小于0，促使反应正向自发进行 C．设白磷中某一P-P键的键能为E，则形成1 mol白磷时放热为6E D．反应Ⅱ参加反应的物质中有离子晶体和共价晶体 【答案】C 【解析】总反应中生成CO，气体分子数增加，ΔS>0，根据盖斯定律，总反应ΔG=反应I+6×反应II，则ΔG=ΔG1+6ΔG2=117 kJ/mol+6×(-92 kJ/mol)=-435 kJ/mol，A正确；反应Ⅰ的ΔG1>0，不自发进行，加入SiO2后发生反应Ⅱ的ΔG2<0，使总反应ΔG<0，反应能够自发进行，B正确；白磷（P4）有6个P-P键，但白磷是磷元素的标准态，其标准生成焓=0 kJ/mol，而键能E>0，故形成1 mol白磷时放热6E ≠ 0，与标准生成焓矛盾，C错误；反应Ⅱ中CaO为离子晶体，SiO2为共价晶体，D正确；故选C。 4.（2026·河南郑州·一模）下列说法正确的是 A．常温常压下，和混合无明显现象，则反应在该条件下不自发 B．  ，升高温度，平衡逆移，则反应的平衡常数减小 C．  ，则正反应的活化能大于逆反应的活化能 D．  ，  ，则   【答案】B 【解析】反应能否自发进行与反应的(ΔH-TΔS)是否小于0有关，与实验现象无关，A错误；合成氨反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，反应的平衡常数减小，B正确；放热反应的正反应活化能小于逆反应活化能，由方程式可知，该反应是反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，所以该反应的正反应的活化能小于逆反应的活化能，C错误；钠单质由固态转化为气态时需要吸收能量，且气态钠原子、氯气分子转化为气态钠离子、氯离子时破坏化学键，需要吸收能量，则反应是焓变大于0的吸热反应，D错误；故选B。 5.（2026高二上·江苏南京·一模）在恒压密闭容器中，充入起始量一定的和，主要发生下列反应： 反应I： 反应II： 达平衡时，转化率和CO的选择性随温度的变化如图所示[CO的选择性] 下列说法正确的是 A．反应I的 B．升高温度能提高的平衡产率 C．温度高于300℃时，曲线②随温度升高而升高说明此时主要发生反应I D．同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性，应选择在低温低压条件下反应 【答案】C 【分析】反应I是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CO的选择性逐渐增大，因此曲线①是CO的选择性随温度的变化、曲线②是转化率随温度的变化。 【解析】反应I能够自发进行，其，根据可知，，故A错误；反应I正向反应是吸热反应，反应Ⅱ正向反应是放热反应，升高温度，反应I正向移动，反应Ⅱ逆向移动，的平衡产率降低，故B错误；根据前面分析，曲线②是转化率随温度的变化曲线，温度高于300℃时，转化率随温度升高而增大，反应I为吸热反应，升温会促进其正向进行，使转化率增大；反应Ⅱ为放热反应，升温会使平衡逆向移动，使转化率减小，总转化率随温度升高而增大，说明此时起主导作用的是吸热的反应I，故C正确；反应Ⅱ正向反应是体积减小的放热反应，要同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性，应选择在低温高压条件下反应，故D错误；故选C。 6.（2026·黑龙江哈尔滨·一模）氮化镓(GaN)是一种重要的半导体材料，广泛应用于光电信息材料等领域，可利用反应制备。反应历程(TS代表过渡态)如下： 下列说法错误的是 A．反应ⅱ中脱去步骤的活化能为2.69eV B．反应ⅲ在高温条件下自发 C．改用更高效的催化剂，提高的平衡转化率 D．总反应的决速步包含在反应ⅲ中 【答案】C 【解析】反应ⅱ中因脱去步骤需要经过TS5，则活化能为0.70eV与TS5的相对能量差，即3.39eV-0.70eV=2.69eV，A正确；反应iii为，反应生成气体，是熵增（）的过程，从能量图可知，该反应的生成物能量高于反应物，为吸热反应（），根据吉布斯自由能判据，高温下项占主导，，反应可自发进行，B正确；改用更高效的催化剂，能增大反应速率，但的平衡转化率不变，C错误；反应ⅲ由生成经历过渡态TS6、TS7，TS7的活化能为，活化能最大，为总反应的决速步，D正确；故选C。 7.（2026·浙江·一模）反应的历程如图实线所示，方程式为、的反应历程如图虚线所示。下列说法不正确的是 A．可自发进行，反应 B．反应速率时，达到平衡状态 C．升高温度，步骤Ⅳ对平衡的影响大于步骤Ⅰ D．相同恒容密闭装置，降低温度，实线历程和虚线历程的均增大 【答案】B 【解析】由图可知反应的。根据，该吸热反应若能在高温下自发进行，则需。题干表述“可自发进行”即暗示了，A正确；达到平衡时，正、逆反应速率应满足 “速率之比等于化学计量数之比”，中，、是反应历程中第一步正逆反应速率，二者相等只能说明第一步反应达到平衡，不能说明达到平衡，B错误；由图可知，步骤Ⅳ的焓变绝对值大于步骤I，改变温度对步骤Ⅳ的平衡移动的影响程度更大，故升高温度，步骤Ⅳ对平衡的影响大于步骤Ⅰ，C正确；总反应为放热反应，平衡状态与反应历程无关。降低温度，平衡向正反应方向移动，产物的物质的量分数增大，反应物S的物质的量分数减小，故比值均增大，D正确；故选B。 8.（2026·浙江杭州·一模）相同温度和压强下，下列判断不正确的是（已知：共轭二烯烃比非共轭二烯烃稳定；的计算方法遵循盖斯定律，可类比计算方法） ①     ②     ③     ④     A． B． C． D．根据信息可推测苯分子具有特殊的稳定性 【答案】B 【解析】反应①消耗1mol，反应③消耗3mol，熵变与反应前后气体分子数的变化相关，消耗的越多，熵变的绝对值越大，越小，故，A正确；反应①是孤立双键加氢，反应②是共轭双键加氢，由于共轭双键具有较高的稳定性，两个反应的焓变不是简单的倍数关系，即，B错误；反应③可由反应④与反应②加和得到，根据盖斯定律，，C正确；由于反应④的，说明苯环与氢气的加成反应是吸热反应，这意味着苯环比共轭二烯烃更稳定，因此，苯环具有特殊的稳定性，D正确；故选B。 9.（2026·河北·三模）以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下： H₁ CO2的平衡转化率 的选择性 随温度、压强变化如图所示： 已知：S-CH3OH= 下列分析错误的是 A．由信息可知，反应①为低温下自发进行的反应 B．温度介于350-400℃时，体系主要发生反应① C． D．初始 平衡后 若只发生反应①和②，则 H₂的转化率为26% 【答案】B 【解析】反应①气体分子数减少（ΔS<0），由图像知，升温时CO2转化率降低，说明ΔH1<0，由ΔG=ΔH1-TΔS可知，低温时ΔG<0，故低温自发，A正确；350-400℃时，CH3OH选择性（S-CH3OH）极低（图像中高温下选择性接近0），说明转化的CO2主要生成CO，体系主要发生反应②，B错误；反应①气体分子数减少，增大压强平衡正向移动，CO2转化率提高，故p1>p2；升温时CO2转化率降低，说明反应①正反应放热（ΔH1<0），C正确；转化的n(CO2)=1 mol×30%=0.3 mol，其中n(CO2→CH3OH)=0.3 mol×80%=0.24 mol，n(CO2→CO)= 0.3 mol-0.24 mol= 0.06 mol。反应①消耗n(H2)=0.24 mol×3=0.72 mol，反应②消耗n(H2)=0.06 mol×1=0.06 mol，总消耗n(H2)= 0.72 mol +0.06 mol =0.78 mol，H2转化率=，D正确；故选B。 10.（2026·广东惠州·三模）在的催化作用下，向200℃的恒温恒容密闭容器中充入和，发生反应 ，反应过程及能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．由图可知，反应i和反应ii均为放热反应 B．该反应在任何温度下都不能自发进行 C．其他条件不变，降低温度可以提高总反应中甲烷的转化率 D．其他条件不变，升高温度，该反应化学平衡常数增大 【答案】C 【解析】由图可知，反应i的反应物总能量低于生成物总能量，属于吸热反应；反应ii的反应物总能量高于生成物总能量，属于放热反应，A错误；反应，是气体分子数增加的反应，即ΔS>0，由能量变化图可知，该反应是放热反应(即ΔH<0)，始终有，则该反应在任何温度下都能自发进行，B错误；总反应是放热反应，其他条件不变，降低温度，平衡正向移动，可以提高总反应中甲烷的转化率，C正确；总反应是放热反应，其他条件不变，升高温度，平衡逆向移动，该反应化学平衡常数减小，D错误；故选C。 能力进阶 11.（2026·山东滨州·一模）由硫铁矿烧渣(主要成分为Fe3O4、Fe2O3和FeO)得到绿矾(FeSO4·7H2O)，再进一步制备铁黄[FeO(OH)]的流程如下： 下列说法正确的是 A．步骤①最好选用强氧化性酸 B．步骤②涉及的离子方程式为 C．步骤③须控制条件防止绿矾氧化和分解 D．步骤④每生成1 mol FeO(OH)，理论上需消耗空气的体积约为28 L 【答案】C 【分析】由题给流程可知，向烧渣中加入硫酸溶液酸溶，将铁的氧化物转化为硫酸盐；向反应后的溶液中加入二硫化铁，将溶液中的硫酸铁转化为硫酸亚铁；反应得到的溶液在无氧环境下经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥得到绿矾；绿矾与氨水、空气中的氧气反应得到铁黄。 【解析】由分析可知，酸溶得到的硫酸铁需要加入二硫化铁将溶液中的硫酸铁转化为硫酸亚铁，且中间产品为绿矾，所以步骤①不能选用强氧化性酸，最好选用稀硫酸，A错误；由分析可知，步骤②加入二硫化铁的目的是将溶液中的硫酸铁转化为硫酸亚铁，反应的离子方程式为：，B错误；绿矾受热易分解失去结晶水，且亚铁离子易被空气中的氧气氧化，所以步骤③为硫酸亚铁溶液在无氧环境下经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥得到绿矾，目的是控制条件防止绿矾氧化和分解，C正确；缺标准状况，无法依据22.4 L/mol计算生成1 mol FeO(OH)时，理论上需消耗空气的体积，D错误；故选C。 12.（2026·河北·模拟预测）化学反应速率与限度和生产生活密切相关，下列说法正确的是 A．工业上利用金属钠和氯化钾在高温下反应[]来制备金属钾 B．硫酸工业中，在高温高压催化剂作用下发生反应：，可提高生产效益 C．合成氨工业中，采用循环操作，主要是为了提高平衡混合物中氨的含量 D．使用铜基催化剂，可降低二氧化碳加氢合成甲醇的反应焓变 【答案】A 【解析】工业上利用金属钠和氯化钾在高温下反应来制备金属钾，该反应能够发生是因为K的沸点低于Na，高温下K以气体形式逸出，使平衡正向移动，从而制得金属钾，A正确；在硫酸工业中，反应的正反应是放热反应，温度过高会使平衡逆向移动，降低的转化率，反而降低生产效益，因此工业上通常采用400-500℃的温度，兼顾反应速率和催化剂活性，B错误；合成氨工业中采用循环操作，主要是为了将未反应的和重新送回合成塔，提高原料的利用率，而不是直接提高平衡混合物中氨的含量，C错误；铜基催化剂可以降低二氧化碳加氢合成甲醇反应的活化能，加快反应速率，但不能改变反应的焓变，焓变只与反应物和生成物的总能量有关，D错误；故选A。 13.（2026·安徽宿州·一模）合成氨是人类历史上首次实现规模化“从空气制面包”的关键技术，其核心意义在于解决了全球粮食安全的基础——氮肥来源问题，生产流程示意图如下。 下列有关合成氨说法正确的是 A．净化去除原料气中等杂质气体，可以防止催化剂中毒 B．合成氨温度控制在是因为该反应高温下自发 C．当时，反应达到平衡 D．压缩机加压时压强越大越好，无需考虑对设备和动力的要求 【答案】A 【分析】氮气和氢气混合气体净化干燥后经过压缩机加压，进入热交换加热后在催化剂作用下发生反应生成氨气，再经过热交换后冷却分离出液态氨，未反应完的氮气和氢气可循环利用。 【解析】合成氨原料气中含有等杂质气体，可以使催化剂中毒，A正确；合成氨控制温度在是因为此时催化剂活性高，反应速率较快，B错误；反应到达平衡时，正逆反应速率相等，，C错误；压缩机加压时，压强过大会引发爆炸等问题，必须考虑对设备和动力的要求，D错误；故选A。 14.（2026·湖南·一模）如图所示为工业合成氨的流程图。下列说法正确的是 A．步骤①中“净化”的主要目的是提高产品的纯度 B．步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率，又可以加快反应速率，所以可以无限的增大压强 C．步骤③既可以加快反应速率，又有利于提高原料平衡的转化率 D．步骤④、⑤可以提高原料的转化率，又可以节约原料、降低成本 【答案】D 【解析】合成氨工艺需要催化剂，“净化”可以防止催化剂中毒，A错误；合成氨反应为气体减少的反应，根据勒夏特列原理，步骤②中加压可以使平衡正向移动，提高原料的转化率，同时又可以加快反应速率，但因为从设备、动力、成本考虑，并不能无限的增大压强，B错误；步骤③催化剂可以加快反应速率，但不影响平衡移动，不能提高原料的平衡转化率；合成氨反应为放热反应，温度低有利于提高原料平衡的转化率，温度500℃是使催化剂活性高，反应速率快，也不是从有利于提高原料平衡的转化率角度考虑，C错误；步骤④将氨气液化分离，可以使合成氨反应正向进行，提高原料的转化率；同时步骤⑤和再循环利用，可以节约原料，降低成本，D正确；故选D。 15.（2026·湖北·一模）工业合成氨不仅解决了粮食问题，还为工业、国防和能源领域提供了关键支撑。合成氨的流程图如下，已知，，下列说法正确的是 A．步骤①的目的是防止混入杂质使催化剂中毒 B．步骤②中“加压”不仅可以提高原料的转化率，还加快反应速率，所以生产中压强越大越好 C．步骤④中反应温度提高至800℃，反应速率加快且催化剂的活性更高 D．步骤④⑤⑥均有利于提高原料的平衡转化率 【答案】A 【分析】合成氨是放热、气体分子数减少的反应。步骤①干燥净化：除去杂质，防止催化剂中毒；步骤②加压：增大压强，平衡正向移动，提高氨的产率；步骤③热交换：利用反应放热预热原料气，节约能源；步骤④ 铁触媒（400-500℃）：催化剂加快反应速率，此温度是催化剂活性最佳温度（虽温度升高平衡逆向，但速率优先）；步骤⑤ 液化分离：分离出液态，使平衡正向移动，提高原料利用率；步骤⑥循环：未反应的、循环利用，提高原料转化率。 【解析】净化反应气是为了防止催化剂中毒，A正确；加压不仅可以提高原料的转化率，还加快反应速率，但也要考虑生产效率和成本，要选择合适的压强，不是压强越大越好，B错误；催化剂铁触煤活性温度为400-500℃，温度过高催化剂活性降低，反应速率减慢，C错误；第④步使用催化剂平衡不移动，不能提高原料的平衡转化率，D错误；故选A。 16.（2026·浙江宁波·一模）如图所示为工业合成氨的流程图。下列说法错误的是 A．步骤①中净化可以防止催化剂中毒 B．步骤③、④、⑤均有利于提高正逆化学反应速率 C．步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率，又可以加快反应速率 D．工业合成氨反应，该反应能在低温自发进行 【答案】B 【分析】和经过除杂干燥后，加压加快反应速率，提高产率，在催化剂和500℃作用下，发生可逆反应：，经过液化分离后，得到氨气，剩余的氮气和氢气则再循环用于下一次生产。 【解析】步骤①中“净化”是除去杂质，以防止催化剂中毒，A正确；步骤③使用催化剂和500℃能提高正逆反应速率；步骤④液化分离出氨气，生成物浓度减小，反应速率减慢；步骤⑤、的循环再利用有利于提高反应速率，B错误；合成氨的反应为气体分子数减小的反应，加压有利于平衡正向移动，提高原料转化率，加压也可以加快反应速率，C正确；工业合成氨反应，气体分子数减少，即，根据吉布斯自由能公式，反应只有在低温的情况下才能小于0，反应才能自发进行，D正确；故选B。 17.（2026·北京·三模）氨分解制氢是一种极具前景的便携式制氢方法，不同压强下氨的平衡转化率随温度变化如下。下列说法正确的是 A．断开键吸收的能量小于形成键与键放出的能量之和 B．氢气和氮气的物质的量之比保持不变，说明氨分解反应达到平衡状态 C．400K时，对应氨的平衡转化率大于，是因为此情况下，对应的平衡常数比的大 D．生产条件可选择高温、适当压强和加入催化剂 【答案】D 【解析】氨分解反应为2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)，由图像知温度升高氨平衡转化率增大，说明正反应吸热ΔH>0。ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和，则断开6mol N-H键吸收的能量大于形成3mol H-H键与1mol N≡N键放出的能量之和，故A错误；该反应中N2和H2的物质的量之比始终为1:3，比值均是恒量，N2和H2的物质的量之比不变，反应不一定平衡，故B错误；平衡常数K仅与温度有关，400K时温度相同，p1和p4的K相等，故C错误；正反应吸热，高温可提高转化率，减小压强平衡正向移动，催化剂加快反应速率，所以生产条件可选择高温、适当压强和加入催化剂，故D正确；故选D。 18.（2026·江苏·一模）利用管状透氧膜反应器实现乙醇-水重整制氢，具有无需额外热源、氧气可协助消除积碳等优点。其主要反应为： 反应Ⅰ：C2H5OH(g) + H2O(g) = 2CO(g) + 4H2(g)  ∆H1 = + 256 kJ∙ mol-1。 反应Ⅱ：2C2H5OH(g) + 3O2(g) = 4CO2(g) + 6H2(g)  ∆H2 = -1107 kJ∙ mol-1。 反应Ⅲ：CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g)  ∆H3 = -41 kJ∙ mol-1。 反应Ⅳ：2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g)  ∆H4。 一定温度下，将一定比例的C2H5OH、H2O、Ar气体通过装有催化剂的管状透氧膜反应器。经计算机仿真模拟，控制，平衡时氢醇比随水醇比、膜管长度的变化如图所示。若仅考虑上述反应，下列说法不正确的是 A． B．水醇比为0时，管长度超过10cm后氢醇比下降的原因可能为O2氧化H2 C．水醇比为1、管长度为2cm，若C2H5OH、O2转化率为100%且，则管状透氧膜透过氧气0.3mol D．实际生产中，水醇比越大、管长度越短，氢气产率越高 【答案】D 【解析】根据盖斯定律，将Ⅱ-Ⅰ- Ⅲ得到Ⅳ，故，A正确；从图可知水醇比为0时，管长度超过10cm后氢醇比下降，可能为O2将氧化H2，导致氢气的量减少，从而使减小，B正确；由题可知，当水醇比为1，。当管长度为2cm，平衡时，，根据氢原子守恒可知；若C2H5OH、O2转化率为100%且，已知乙醇为1mol，根据碳原子守恒，、；根据氧原子守恒，则管状透氧膜透过氧气为，C正确；实际生产中，水醇比越大，氢气产率越高；水醇比为0时，膜管长度为10cm时氢气产率最高，D错误；故选D。 19.（2026·湖南·一模）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】NO→N2的过程即存在π键的形成与断裂，A正确；温度不断升高，催化剂可能失活，致使NO去除率降低，B错误；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；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；故选B。 20.（2026·湖南·一模）工业上利用乙烷和二氧化碳反应脱氢制乙烯的相关反应如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   在923K条件下，向VL恒容密闭容器中充入与一定量发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，平衡时和CO的物质的量分数随起始投料比的变化关系如下图所示。下列说法不正确的是 A．若图中曲线p表示CO，则曲线m表示 B．为了提高乙烯的产率可选择高温 C．当时，平衡时体系中 D．在923K条件下，向容器中再充入和的平衡转化率增大 【答案】D 【解析】图中曲线p表示的物质为CO，随起始投料比比值增大，浓度增大，致使反应Ⅱ正向移动，浓度降低，致使反应Ⅰ也正向移动，乙烯浓度增大，但由于起始的物质的量的增加，乙烯的平衡物质的量分数减小，反应Ⅰ正向移动使乙烷的转化率增大，平衡物质的量减小，平衡物质的量分数减小，因此，乙烷的平衡物质的量分数改变量比乙烯的物质的量分数改变量变化大，故表示的曲线为m， A正确；反应Ⅰ的焓变大于0，为吸热反应，升高温度平衡正向移动，的产率提高， B正确；当时，CO平衡物质的量分数为12%，曲线m与曲线n相交，，利用三段式分析计算： 平衡时为为xmol，，解得，平衡时CO为ymol，总气体物质的量为，代入，总气体为2.7mol，CO平衡物质的量分数为，解得，即平衡时体系中， C正确；恒温恒容条件下，向容器中再充入和，反应Ⅰ逆向移动，的平衡转化率减小， D错误；故选D。 真题实战 1.（2026·山东·高考真题）研究甲、乙两种催化剂对下列反应的催化作用及产物选择性的影响。 反应Ⅰ：　 反应Ⅱ：　 恒压条件下，，，按体积比投料，分别使用甲或乙作催化剂，在下反应固定时间后测定的实验转化率；不改变其他条件，每间隔重复上述实验。的实验转化率和理论平衡转化率随温度的变化如图所示。已知：甲催化时，选择性在为；甲、乙分别催化时，选择性在均达。下列说法正确的是 A．， B．范围内，使用甲催化时，选择性随温度升高而增大 C．范围内，相同温度下，无论使用甲还是乙催化，产物选择性相同 D．其他条件不变，仅减小投料量，选择性达时的温度仍为 【答案】C 【解析】低温下，随着温度升高，理论平衡转化率下降。根据勒夏特列原理，转化率下降说明低温下占据主导的反应平衡逆向移动了。因此，低温下主导的正反应是放热反应。结合题干信息甲催化时，选择性在为可知，低温区主要发生的是反应Ⅰ，故推断；同理，高温区平衡转化率随温度升高，高温下以反应Ⅱ为主，升高温度反应Ⅱ平衡正向移动，故，A错误；反应I放热、反应Ⅱ吸热，升高温度平衡更有利于吸热的反应Ⅱ，的平衡选择性随温度升高降低；且题目仅说明甲催化时下选择性为100%，不能说明范围内选择性随温度升高增大，该范围内转化率升高是温度升高加快反应速率导致，和选择性无关，B错误；由图可知，范围内，甲、乙催化的实验转化率都与理论平衡转化率重合，说明反应已经达到平衡状态。催化剂只改变反应速率，不改变平衡组成，因此相同温度下，无论使用哪种催化剂，平衡状态相同，产物选择性相同，C正确；反应恒压进行，减小投料量，体系总体积减小，反应物分压增大：反应Ⅰ是气体分子数减少的反应，加压促进反应Ⅰ正向移动，相同温度下选择性会降低，因此选择性达到100%需要更高的温度来对抗压强带来的影响，不再是，D错误；故选C。 2.（2026·黑吉辽蒙卷·高考真题）恒容密闭容器中，等物质的量的和发生的总反应如下： ，达到平衡时，相关物质平衡组成随温度变化关系如图。下列说法正确的是 A．该反应的， B．点的消耗速率大于物质的生成速率 C．点该反应的（用物质的量分数代替浓度计算） D．点的平衡转化率为75% 【答案】D 【分析】由于生成物C3H6、H2O、H2S均从零开始增加，且在任何时刻物质的量之比恒为3:2:1，结合图像中a、b、c三条曲线的高低关系可知:曲线a代表C3H6，曲线b代表H2O，曲线c代表H2S。 【解析】观察图像可知，随着温度的升高，C3H8的物质的量分数逐渐降低。这说明升高温度促使平衡向正反应方向移动，根据勒夏特列原理，正反应为吸热反应，因此，另外，反应物气体共4分子，生成物气体共6分子，正反应是气体分子数增大的过程，因此，A错误；前面已推断出a物质是C3H6。在同一个化学反应中，各物质的反应速率之比等于方程式中对应的化学计量数之比。C3H6与C3H8的化学计量数均为3，因此在反应过程中的任何时刻，的消耗速率等于物质()的生成速率，B错误； 列三段式：，M点时，C3H8曲线与b曲线(H2O)相交，意味着两者的物质的量分数相等(即物质的量相等)：1-3x=2x，解得x=0.2，此时各物质的量分别为：C3H8=0.4 mol、SO2=0.8 mol、C3H6=0.6 mol、H2S=0.2mol、H2O=0.4mol。体系总物质的量为2.4 mol。代入物质的量分数平衡常数Kx。进行计算，C错误；N点时，C3H8曲线与c曲线(H2S)相交，说明两者的物质的量分数相等:1-3x=x，解得x=0.25。此时C3H8转化了0.75 mol，故C3H8的平衡转化率为：，D正确；故选D。 3.（2026·山东·高考真题）研究甲、乙两种催化剂对下列反应的催化作用及产物选择性的影响。 反应Ⅰ：　 反应Ⅱ：　 恒压条件下，，，按体积比投料，分别使用甲或乙作催化剂，在下反应固定时间后测定的实验转化率；不改变其他条件，每间隔重复上述实验。的实验转化率和理论平衡转化率随温度的变化如图所示。已知：甲催化时，选择性在为；甲、乙分别催化时，选择性在均达。下列说法正确的是 A．， B．范围内，使用甲催化时，选择性随温度升高而增大 C．范围内，相同温度下，无论使用甲还是乙催化，产物选择性相同 D．其他条件不变，仅减小投料量，选择性达时的温度仍为 【答案】C 【解析】低温下，随着温度升高，理论平衡转化率下降。根据勒夏特列原理，转化率下降说明低温下占据主导的反应平衡逆向移动了。因此，低温下主导的正反应是放热反应。结合题干信息甲催化时，选择性在为可知，低温区主要发生的是反应Ⅰ，故推断；同理，高温区平衡转化率随温度升高，高温下以反应Ⅱ为主，升高温度反应Ⅱ平衡正向移动，故，A错误；反应I放热、反应Ⅱ吸热，升高温度平衡更有利于吸热的反应Ⅱ，的平衡选择性随温度升高降低；且题目仅说明甲催化时下选择性为100%，不能说明范围内选择性随温度升高增大，该范围内转化率升高是温度升高加快反应速率导致，和选择性无关，B错误；由图可知，范围内，甲、乙催化的实验转化率都与理论平衡转化率重合，说明反应已经达到平衡状态。催化剂只改变反应速率，不改变平衡组成，因此相同温度下，无论使用哪种催化剂，平衡状态相同，产物选择性相同，C正确；反应恒压进行，减小投料量，体系总体积减小，反应物分压增大：反应Ⅰ是气体分子数减少的反应，加压促进反应Ⅰ正向移动，相同温度下选择性会降低，因此选择性达到100%需要更高的温度来对抗压强带来的影响，不再是，D错误；故选C。 4.（2026·重庆·高考真题）碘化铵()在分析检测和医药领域应用广泛。在刚性真空容器中，固体在某温度下快速分解： 反应1：    在时段，压强恒为(之前HI的分解量很小，可忽略)。 后压强发生变化，HI分解： 反应2：    后压强恒为。下列叙述错误的是 A．时段， B．反应2的平衡常数 C．后减小体积，再达平衡后的压强与时相等 D．后升高温度，再达平衡后的体积分数与时相等 【答案】B 【分析】在时段，只有反应1发生且达到平衡，所以，； 后两个反应均平衡，压强恒为，设，分解的HI分压为，则，，总压： ，得。 结合，得，，，据此解答。 【解析】，该时段的平均反应速率等于分压变化量绝对值与时间的比值，，HI净分压变化，速率比： ，A正确；反应2：，平衡常数： ，B错误；、，根据物料关系，联立上式，推导可得，因此与体积无关，改变体积再平衡，HI压强不变，C正确；由反应1生成的NH3和HI(g)物质的量始终相等，反应2是反应前后气体分子数不变的反应，故体系中HI(g)、H2、I2（g）的物质的量之和始终等于反应1生成的HI物质的量，故的体积分数始终为50%，这一比例是化学计量关系决定的，不受温度或压强改变的影响，D正确；故选B。 5.（2025·江西·高考真题）一定压强下，乙烯水合反应为： 已知： 气体均视为理想气体，下列说法正确的是 A．反应的活化能： B．恒温恒容充入，平衡向左移动 C．随温度升高而降低 D．平衡后，升高温度， 【答案】C 【解析】ΔH = E正 - E逆，题目中ΔH = -34585 -26.4T，为负值且随温度升高更负，说明E正 < E逆，A错误；恒温恒容充入N2，总压增大但各反应物分压不变，平衡不移动，B错误；由ΔG = ΔH - TΔS代入数据得ΔS = -71.59 -26.4lnT，温度T升高时lnT增大，ΔS更小，ΔS随温度升高而降低，C正确；该反应的ΔH<0，为放热反应，升温使放热反应的逆反应速率增加更多，Δv逆 > Δv正，D错误；故选C。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $