2.3 化学反应的方向（培优分层作业）化学人教版选择性必修1

**基本信息** 本同步练习围绕化学反应方向核心知识点，采用“基础巩固-综合应用-拓展探究”三阶分层设计，通过选择、填空及综合题型，覆盖焓变、熵变、自由能等关键概念，构建从单一判断到工业情境分析的知识巩固路径，适配新授课“概念理解-能力提升”教学需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知层|焓变、熵变及反应自发性基本判断|以选择题（如第9题）和填空题（第11题）为主，直接考查核心概念，强化化学观念| |综合应用层|反应历程、平衡常数与自发性关联分析|结合图表（如第4题压强曲线）和多反应体系（如第1题能量变化），培养科学思维| |拓展探究层|工业反应条件优化及实际应用|设置五氧化二碘除CO（第12题）、甲烷转化（第8题）等情境，体现科学探究与实践|

第三节 化学反应的方向 1．（25-26高二上·安徽亳州·期末）已知反应H2(g)+I2(g)=2HI(g) ΔH1经历了如下反应历程：①I2(g)=2I(g)  ②H2(g)+2I(g)=2HI(g)，反应过程的能量变化如图所示。相关物质的相对熵数据及反应的能量变化如下： 物质 H2(g) I2(g) HI(g) 相对熵S/(J⋅mol-1⋅K-1) 130.7 260.7 206.6 下列说法正确的是 A．该反应在任何温度下均能自发进行 B．升高温度，反应①速率增大，反应②速率减小 C．H2(g)+I2(s)=2HI(g)反应的ΔH2小于ΔH1 D．为防止反应过程中有I(g)大量累积，应选择合适的催化剂降低反应②的焓变 2．（25-26高二上·河南漯河·期末）下列说法中正确的是 A．已知反应平衡常数为K，则的平衡常数为K B．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂不能改变化学反应进行的方向 C．的反应在温度低时，不能自发进行 D．增大反应体系中反应物的浓度可使活化分子百分数增大，增大化学反应速率 3．（25-26高二上·广东东莞·期末）东汉魏伯阳著《周易参同契》记载了“胡粉投火中，色坏”，此过程白色碱式碳酸铅变色：。下列关于该反应的说法正确的是 A．属于熵减反应 B．属于置换反应 C．属于分解反应 D．属于氧化还原反应 4．（25-26高三上·河南三门峡·期末）一定温度下，向体积均为1L的刚性容器中，分别充入4mol HCl和1mol O2，发生反应：，在绝热或恒温条件下发生上述反应，测得体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A．曲线甲表示绝热条件下发生的反应 B．该反应的正反应在低温下自发进行 C．a点逆反应速率小于c点逆反应速率 D．b点时的平衡常数Kp小于0.079kPa-1 5．（25-26高二上·福建宁德·期末）在时，HBr催化氧化反应为，平衡常数为K。研究表明，总反应分三步进行，其反应历程能量变化如图所示。 (Ⅰ) (Ⅱ) (Ⅲ) 下列说法错误的是 A．总反应在低温条件下，能正向自发进行 B．使用催化剂能降低反应的活化能，提高反应速率 C．总反应达到平衡后，升高温度，平衡混合物的颜色变浅 D．时， 6．（25-26高二上·江西萍乡·期末）硫及其化合物有着广泛的作用，合理应用和处理含硫的化合物，在生产生活中有重要意义。某温度下，在1L真空刚性容器中，加入3mol 和4mol ，发生反应。反应达平衡时，，下列说法正确的是 A．再充入1mol 和1mol ，此时v（正）＞v（逆） B．再充入3mol 和4mol ， C．其它条件不变，增大，可以提高的转化率 D．该反应的 7．（25-26高二上·浙江舟山·期末）一定温度下，在密闭容器中发生反应：  。下列说法正确的是 A．在恒容条件下，向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动 B．在恒压条件下，向平衡体系中加入，的转化率不变 C．混合气体的平均分子量、物质的量不再发生变化均可说明反应达到平衡 D．该反应在任何温度下都能自发进行 8．（25-26高二上·江西赣州·期末）邹志刚院士团队首次发现非水相中，氮还原过程中的多米诺效应。如图所示，一旦完成反应①，反应②③将自发完成。下列说法错误的是 A．多米诺过程中仅步骤①的 B．全过程都可以在水溶液中实现 C．步骤②中还原剂与氧化剂之比为6∶1 D．过程总反应方程式： 9．（24-25高二上·河北石家庄·期末）下列说法正确的是 A．铁在潮湿的空气中生锈属于非自发反应 B．乙烯聚合为聚乙烯是熵减的过程 C．自发反应一定是放热反应 D．放热反应一定是自发反应 10．（25-26高二上·广东湛江·期末）按如图装置进行实验。搅拌一段时间后，滴加浓盐酸。不同阶段的现象及其相应推理均合理的是 A．烧瓶壁会变热，说明存在ΔH>0的反应 B．滴加浓盐酸后，有白烟产生，说明有生成 C．试纸会变蓝，说明有生成，产氨反应为熵减反应 D．实验过程中，气球先变大后变小，说明体系先放热后吸热 11．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： 12．（25-26高二上·广东·期末）五氧化二碘（）是一种重要的工业试剂，常温下为白色针状晶体，可作氧化剂，除去空气中的一氧化碳。 反应I：； 反应II：； 反应III：。 回答下列问题： (1)对于上述反应I、II、III： ①_______(用含的代数式表示)，_______(用含的代数式表示)。 ②查阅资料可知，_______(填“低温”“高温”或“任意温度”)有利于反应I自发进行，判断的理由为_______。 (2)时向盛有足量的5 L恒容密闭容器中充入0.25 mol CO，此时压强为，仅发生反应III：。 ①下列对于反应III的说法正确的是_______(填标号)。 A．当时，该反应达到平衡 B．当反应达到平衡后，仅充入少量的，该反应的平衡常数不变 C．该反应中，每生成，同时消耗 D．当反应达到平衡后，仅充入少量的稀有气体，的平衡转化率不变 ②时，若4 min时，反应达到平衡后固体质量减小2.4 g，则内，_______，该反应的平衡常数_______。 ③CO的平衡转化率与的移出率的关系如图所示。 则_______，_______。 1．（2026·浙江嘉兴·一模）一定压强下，乙烯水合反应为： 已知：    下列说法正确的是 A．反应的活化能 B．恒温恒压充入，平衡不移动 C．随温度升高而降低 D．平衡后，升高温度， 2．（25-26高二上·重庆·阶段检测）甲烷氧化偶联制乙烯的反应及工业应用原理如下。 已知：反应①   反应②   反应③   反应④   和的选择性随反应时间的变化如下图所示。(其中表示选择性，) 下列说法正确的是 A．反应④的，且在任何温度下都能自发进行 B．氧化偶联生成分步进行，由图可知，第一步反应的产物为 C．增大体系压强，甲烷的转化率升高，乙烯的选择性增大 D．若初始，，恒容下转化率，和选择性均为，其余转化为，则反应④的平衡常数约为416 kPa(保留整数) 3．（25-26高二上·广东深圳·阶段检测）工业上用乙烯()氧化法制备环氧乙烷(化学式为)，主要涉及反应： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   在恒容密闭容器中充入1 mol乙烯和含1 mol的净化空气(只含和，的体积分数为20%)，发生Ⅰ、Ⅱ两个反应，反应相同时间后测得乙烯的转化率及的分压随温度变化如图所示，已知200℃时测得环氧乙烷的选择性为(某产物的选择性=)。则下列说法不正确的是 A．反应Ⅰ在低温时自发进行 B．点时，乙烯的消耗速率大于生成速率 C．点容器内的总压强为 D．200℃时反应Ⅰ的平衡常数为(以各气体的分压代替浓度计算) 4．（25-26高二上·四川成都·期中）已知在热力学上焓(H)、自由能(G)、熵(S)均是与能量相关的函数，其大小只与反应体系的始态和终态有关，与反应路径无关。相同条件下有如下反应：①；②；③。则有关于三个反应的平衡常数(K)、焓变()、自由能变()、熵变()关系正确的是 A． B． C． D． 5．（25-26高二上·内蒙古赤峰·期中）金属钛具有良好的耐高低温、抗酸碱、高强度和低密度等优良特性，广泛应用于航空航天、医疗等领域。是工业上制备金属钛的重要原料，它的一种制备方法：。下列说法中不正确的是 A．该反应在任何温度下都可以自发进行 B．恒温恒容条件下，混合气体的密度保持不变能说明该反应达到平衡状态 C．该反应在工业生产中的适宜条件是低温、低压 D．恒温恒容条件下，向平衡体系中再加入少量的体积分数将减小 6．（25-26高二上·山东临沂·期中）一定压强下，乙烯水合反应为：。已知：；；气体均视为理想气体。下列说法错误的是 A．反应的活化能： B．恒温恒容充入，平衡向右移动 C．随温度升高而降低 D．平衡后，升高温度， 7．（25-26高二上·四川·期中）乙烯()、丙烯()、丁烯()都是基础化工原料，这三种烯烃之间存在下列三个反应。 反应I：  ， 反应II：  ， 反应Ⅲ：    。 在恒压密闭容器中，反应达到平衡时，三种组分的物质的量分数随温度T的变化关系如图所示。下列说法错误的是 A．反应Ⅲ的，该反应在高温条件下自发进行 B．超过700 K后曲线a下降的原因可能是随着温度升高反应I平衡逆向移动，反应II平衡正向移动 C．提高的物质的量分数，需研发低温条件下活性好且耐高压的催化剂 D．700 K时，反应II的物质的量分数的平衡常数(以物质的量分数代替平衡浓度) 8．（25-26高二上·江苏南通·阶段检测）天然气的主要成分是重要的化工原料。 (1)在无氧环境下，经催化脱氢制备时主要发生如下反应： ⅰ． ⅱ． ①反应ⅰ在________(填“低温”“高温”或“任何温度”)可自发进行。 ②随着反应的进行，转化率和产率均逐渐降低，原因是_________________________。 (2)光催化制乙酸。 在光照条件下，以PdO/Pd为催化剂，向反应器中匀速通入一定比例的和进行反应。在Pd表面产生·OH。生成乙酸的一种机理如图所示。 ①步骤Ⅵ过程中形成碳碳单键，则X的结构为________。步骤Ⅷ需在加热条件下，加入物质Y实现转化，Y可能为________ (填字母)。 A．CO                    B．                  C． ②催化剂中Pd元素总量一定，乙酸的产量和光催化效率随PdO的含量变化如图所示。当PdO的含量大于10 μmol时，随着PdO含量的增加，乙酸的产量逐渐减少，原因是______________________________________________。若催化剂中不含PdO时，在Pd上的反应仍遵循上述反应机理，则反应得到的有机产物有、________ (填结构简式)。 ③在该光催化条件下，比更易活化，生成更多的·OH。若用代替部分进行实验，随着含量的上升，甲烷的消耗量略有增加，乙酸的产量却不升反降，原因是______________________________________。 1．（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% 2（2026·江西新余·模拟预测）天然气的主要成分为甲烷，利用天然气可合成很多附加值更高的原料气。下面两个合成反应的(，时反应能够自发进行)随温度变化如图所示。下列说法错误的是 ①   ②   A．反应①的正反应活化能高于逆反应活化能 B．温度高于1073 K，反应②能够自发进行 C．相同温度时，，说明 D．减小反应①中的浓度，稍后正反应速率将减小 3．（2026·重庆合川·模拟预测）在恒温恒容的密闭容器中，某催化剂表面上发生氨气的分解反应：，在不同起始浓度和催化剂表面积下，氨气浓度随时间变化的图象如图所示(实验①②③中催化剂表面积之比为1：2：1)，下列说法错误的是 A．实验①达平衡时 B．该温度下反应的平衡常数 C．相同条件下，增加氨气浓度，反应速率增大 D． 4．（2026·湖北·模拟预测）甲烷-水蒸气催化重整制氢(SMR)是一种制高纯氢的方法，体系中发生了如下反应： 反应Ⅰ：     反应Ⅱ：     总反应： 在、下，甲烷-水蒸气催化重整反应达到平衡时体系中各组分的摩尔分数(物质的摩尔分数)与水碳投料比的关系如图所示。下列说法错误的是 A．总反应的、 B．曲线②和④分别表示平衡时和的摩尔分数与水碳投料比的关系 C．反应Ⅰ在高温下能自发进行 D．水碳投料比为4时，的分压为的0.75倍 5（2026·福建·模拟预测）在两个体积分别为和的恒容密闭容器中，均充入和，在不同温度下发生反应：，测得的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法错误的是 A．该反应低温下可以自发进行 B．容器体积： C．时，若，则平衡常数 D．其他条件不变，增大投料比，可提高N的平衡转化率 试卷第1页（共3页） / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三节 化学反应的方向 1．（25-26高二上·安徽亳州·期末）已知反应H2(g)+I2(g)=2HI(g) ΔH1经历了如下反应历程：①I2(g)=2I(g)  ②H2(g)+2I(g)=2HI(g)，反应过程的能量变化如图所示。相关物质的相对熵数据及反应的能量变化如下： 物质 H2(g) I2(g) HI(g) 相对熵S/(J⋅mol-1⋅K-1) 130.7 260.7 206.6 下列说法正确的是 A．该反应在任何温度下均能自发进行 B．升高温度，反应①速率增大，反应②速率减小 C．H2(g)+I2(s)=2HI(g)反应的ΔH2小于ΔH1 D．为防止反应过程中有I(g)大量累积，应选择合适的催化剂降低反应②的焓变 【答案】A 【详解】A．该反应，计算得，根据，任意温度下均满足，反应能自发进行，A正确； B．升高温度，活化分子百分数增大，反应①、②的反应速率均增大，B错误； C．变为需要吸收热量，故的，，因此大于，C错误； D．催化剂只能降低反应的活化能，不能改变反应的焓变，焓变由反应物和生成物的总能量差决定，D错误； 故选A。 2．（25-26高二上·河南漯河·期末）下列说法中正确的是 A．已知反应平衡常数为K，则的平衡常数为K B．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂不能改变化学反应进行的方向 C．的反应在温度低时，不能自发进行 D．增大反应体系中反应物的浓度可使活化分子百分数增大，增大化学反应速率 【答案】B 【详解】A．反应的平衡常数为，当反应计量数变为原来的时，新平衡常数为，A错误； B．催化剂只能降低反应活化能、改变反应速率，不改变反应的焓变、熵变，因此不能改变化学反应进行的方向，B正确； C．根据吉布斯自由能公式，、时，任意温度下均满足，反应均可自发进行，C错误； D．增大反应物浓度只能提高单位体积内活化分子的数目，活化分子百分数不变，升高温度、加入催化剂才能增大活化分子百分数，D错误； 故选B。 3．（25-26高二上·广东东莞·期末）东汉魏伯阳著《周易参同契》记载了“胡粉投火中，色坏”，此过程白色碱式碳酸铅变色：。下列关于该反应的说法正确的是 A．属于熵减反应 B．属于置换反应 C．属于分解反应 D．属于氧化还原反应 【答案】C 【详解】A．该反应反应物为固体，生成物包含、两种气体，体系混乱度增大，属于熵增反应，A错误； B．置换反应的特征是单质与化合物反应生成新单质和新化合物，该反应反应物仅一种，且无单质参与或生成，不属于置换反应，B错误； C．该反应由一种反应物分解生成三种不同物质，符合分解反应“一变多”的特征，属于分解反应，C正确； D．反应前后所有元素化合价均未发生变化（为价、为价、为价、为价），无电子转移，不属于氧化还原反应，D错误； 故选C。 4．（25-26高三上·河南三门峡·期末）一定温度下，向体积均为1L的刚性容器中，分别充入4mol HCl和1mol O2，发生反应：，在绝热或恒温条件下发生上述反应，测得体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A．曲线甲表示绝热条件下发生的反应 B．该反应的正反应在低温下自发进行 C．a点逆反应速率小于c点逆反应速率 D．b点时的平衡常数Kp小于0.079kPa-1 【答案】D 【分析】该反应为气态物质系数减小的反应，向体积均为1 L的刚性容器中，分别充入4 molHCl和1 molO2，若维持温度不变，则随着反应的进行，容器内气体的物质的量在减小，压强减小，乙线代表恒温下的反应过程，绝热过程中，若反应是放热反应，随反应的进行，容器内压强随温度升高压强有可能增大，若是吸热反应，容器内温度降低物质的量减小，体系压强只能减小，所以甲线代表的是绝热过程，且可确定正反应是放热反应。 【详解】A．根据以上分析可知，A正确； B．该反应的正反应，反应的可判断反应自发，因此该反应的正反应在低温下自发，B正确； C．乙线代表恒温下的反应过程，a点，随时间延长，正反应速率降低，逆反应速率增大， c点，因此a点逆反应速率小于c点逆反应速率，C正确； D．恒温恒容容器中压强和物质的量成正比，所以根据起始压强和a点压强，可列三段式如下：，达平衡时总压强为44 kPa，因此，，因此a点平衡常数为，由b点温度高于a点且b点压强等于a点压强可知，b点气体总物质的量小于a点，b点正向进行的程度大于a点，所以b点的值大于a点，D错误； 故答案选D。 5．（25-26高二上·福建宁德·期末）在时，HBr催化氧化反应为，平衡常数为K。研究表明，总反应分三步进行，其反应历程能量变化如图所示。 (Ⅰ) (Ⅱ) (Ⅲ) 下列说法错误的是 A．总反应在低温条件下，能正向自发进行 B．使用催化剂能降低反应的活化能，提高反应速率 C．总反应达到平衡后，升高温度，平衡混合物的颜色变浅 D．时， 【答案】D 【详解】A．总反应的反应物总能量高于生成物总能量，，且反应后气体分子数减少，，根据，低温下，反应能正向自发进行，A正确； B．催化剂可以降低反应的活化能，提高活化分子百分数，从而提高反应速率，B正确； C．总反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，浓度减小，平衡混合物颜色变浅，C正确； D．总反应等于反应(Ⅰ)+反应(Ⅱ)+2×反应(Ⅲ)，多重平衡规则下总平衡常数，不是，D错误； 故选D。 6．（25-26高二上·江西萍乡·期末）硫及其化合物有着广泛的作用，合理应用和处理含硫的化合物，在生产生活中有重要意义。某温度下，在1L真空刚性容器中，加入3mol 和4mol ，发生反应。反应达平衡时，，下列说法正确的是 A．再充入1mol 和1mol ，此时v（正）＞v（逆） B．再充入3mol 和4mol ， C．其它条件不变，增大，可以提高的转化率 D．该反应的 【答案】A 【分析】容器体积为1 L，平衡时，结合反应计量数可得，消耗、，生成、；平衡时、、、，平衡常数。 【详解】A．充入1 mol 和1 mol 后，、，计算得浓度商，平衡正向移动，，A正确； B．再充入3 mol 和4 mol 相当于压强加倍，该反应正反应气体分子数增大，加压平衡逆向移动，新平衡，B错误； C．增大的投料，平衡正向移动，转化率升高，自身转化率降低，C错误； D．反应后气体总物质的量增大，混乱度增大，，D错误。 7．（25-26高二上·浙江舟山·期末）一定温度下，在密闭容器中发生反应：  。下列说法正确的是 A．在恒容条件下，向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动 B．在恒压条件下，向平衡体系中加入，的转化率不变 C．混合气体的平均分子量、物质的量不再发生变化均可说明反应达到平衡 D．该反应在任何温度下都能自发进行 【答案】A 【详解】A．恒容条件下充入惰性气体，反应体系中与的浓度均不发生变化，正逆反应速率不变，平衡不移动，A正确； B．恒压条件下加入，容器体积增大，的浓度减小，的浓度增大，浓度商小于平衡常数，平衡正向移动，的转化率增大，B错误； C．反应前后气体总计量数相等，反应过程中气体总物质的量始终不变，因此气体总物质的量不变不能说明反应达到平衡；反应过程中气体总质量随反应进行变化，因此混合气体的平均分子量不变可说明反应达到平衡，C错误； D．反应自发进行的判断依据为，该反应，反应前后气体总物质的量不变，，因此始终大于0，任何温度下反应都不能自发进行，D错误； 故选A。 8．（25-26高二上·江西赣州·期末）邹志刚院士团队首次发现非水相中，氮还原过程中的多米诺效应。如图所示，一旦完成反应①，反应②③将自发完成。下列说法错误的是 A．多米诺过程中仅步骤①的 B．全过程都可以在水溶液中实现 C．步骤②中还原剂与氧化剂之比为6∶1 D．过程总反应方程式： 【答案】B 【详解】A．自发反应的，题干说明反应②③自发，故②③，仅反应①非自发，，A正确； B．Li是活泼金属，可与水反应生成和，且中间产物也会与水反应，题干明确该过程在非水相中实现，无法在水溶液中进行，B错误； C．步骤②的反应为，还原剂为（共6mol），氧化剂为（共1mol），二者物质的量之比为6:1，C正确； D．将三步反应加和，消去中间产物、、，可得总反应为，D正确； 故选B。 9．（24-25高二上·河北石家庄·期末）下列说法正确的是 A．铁在潮湿的空气中生锈属于非自发反应 B．乙烯聚合为聚乙烯是熵减的过程 C．自发反应一定是放热反应 D．放热反应一定是自发反应 【答案】B 【详解】A．铁在潮湿空气中生锈无需外界持续做功即可发生，属于自发反应，A错误； B．乙烯聚合为聚乙烯的过程中，小分子气体转化为高分子固体，体系混乱度减小，属于熵减过程，B正确； C．自发反应不一定是放热反应，如常温下氢氧化钡晶体与氯化铵的吸热反应可自发进行，C错误； D．反应是否自发需结合、和温度共同判断，放热反应不一定是自发反应，如氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙的反应，高温下不能自发进行，D错误； 故选B。 10．（25-26高二上·广东湛江·期末）按如图装置进行实验。搅拌一段时间后，滴加浓盐酸。不同阶段的现象及其相应推理均合理的是 A．烧瓶壁会变热，说明存在ΔH>0的反应 B．滴加浓盐酸后，有白烟产生，说明有生成 C．试纸会变蓝，说明有生成，产氨反应为熵减反应 D．实验过程中，气球先变大后变小，说明体系先放热后吸热 【答案】B 【详解】A．八水合氢氧化钡与氯化铵反应吸热，ΔH>0，烧瓶壁应变冷；若烧瓶壁变热，则说明体系放热，ΔH<0，A错误； B．搅拌后已生成氨气，浓盐酸挥发出的氯化氢与氨气反应，生成氯化铵固体小颗粒，反应为，因此产生白烟，B正确； C．生成的氨气溶于湿润红色石蕊试纸上的水，所得溶液显碱性，试纸变蓝；反应物为固体，反应生成气态氨，体系混乱度增大，ΔS>0，属于熵增反应，C错误； D．第一阶段生成氨气，瓶内气体量增加，气球变大；滴加浓盐酸后，氨气被吸收并反应，瓶内气体量减少，气球变小。气球大小变化反映瓶内气体量变化，不能说明体系先放热后吸热；实际第一阶段吸热、第二阶段放热，D错误； 故选B。 11．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： 【答案】(1)一定能自发 (2)在任何温度下都不能自发 (3)温度 (4) 小于 低温 【详解】（1）由ΔG＝ΔH−TΔS，当T＞0、ΔS＞0时，−TΔS＜0；又ΔH＜0，所以ΔG＜0，反应一定能自发进行； （2）由ΔG＝ΔH−TΔS，当T＞0、ΔS＜0时，−TΔS＞0；又ΔH＞0，所以ΔG始终大于0，反应在任何温度下都不能自发进行； （3）当ΔH＞0、ΔS＞0时，升温使TΔS增大，ΔG可能小于0；当ΔH＜0、ΔS＜0时，降温使−TΔS减小，ΔG可能小于0。因此反应是否自发进行与温度有关； （4）当ΔS＜0时，−TΔS＞0；较低温度下，−TΔS较小，可能不足以抵消ΔH的负值，故ΔH−TΔS可能小于零，低温有利于反应自发进行。 12．（25-26高二上·广东·期末）五氧化二碘（）是一种重要的工业试剂，常温下为白色针状晶体，可作氧化剂，除去空气中的一氧化碳。 反应I：； 反应II：； 反应III：。 回答下列问题： (1)对于上述反应I、II、III： ①_______(用含的代数式表示)，_______(用含的代数式表示)。 ②查阅资料可知，_______(填“低温”“高温”或“任意温度”)有利于反应I自发进行，判断的理由为_______。 (2)时向盛有足量的5 L恒容密闭容器中充入0.25 mol CO，此时压强为，仅发生反应III：。 ①下列对于反应III的说法正确的是_______(填标号)。 A．当时，该反应达到平衡 B．当反应达到平衡后，仅充入少量的，该反应的平衡常数不变 C．该反应中，每生成，同时消耗 D．当反应达到平衡后，仅充入少量的稀有气体，的平衡转化率不变 ②时，若4 min时，反应达到平衡后固体质量减小2.4 g，则内，_______，该反应的平衡常数_______。 ③CO的平衡转化率与的移出率的关系如图所示。 则_______，_______。 【答案】(1) 低温 该反应为熵减、放热反应 (2) BD 0.0075 7.59375 60 62.5 【详解】（1）将反应I的化学计量数乘以，将反应III的化学计量数乘以后相加，所得反应恰为反应II。由盖斯定律，；反应方程式乘以某系数时，平衡常数变为原平衡常数的该系数次幂，故。 反应I为放热反应，且反应前后气体物质的量由5 mol变为0，故其为熵减反应。根据，降低温度有利于反应自发进行； （2）①A．反应中一氧化碳和二氧化碳的化学计量数相同，是化学计量关系造成的恒等关系，不能说明正、逆反应速率相等，A错误； B．温度不变时，充入少量CO(g)会改变反应商并使平衡移动，但平衡常数不变，B正确； C．每生成，按反应计量关系消耗0.1 mol CO(g)，但题目没有给出标准状况，不能确定0.1 mol CO(g)的体积为2.24 L，C错误； D．恒容条件下充入少量稀有气体，一氧化碳和二氧化碳的浓度不变，平衡不移动，CO的平衡转化率不变，D正确； 故选BD。 ②每发生1 mol反应III，固体质量的减少量由确定，所以固体质量减小2.4 g对应0.030 mol反应，生成二氧化碳0.150 mol。由平均反应速率的定义，。 平衡时，，。纯固体不写入平衡常数表达式，因此。 ③横轴为0时没有移出二氧化碳，此时CO的平衡转化率为=60%，故a=60%。设CO的平衡转化率为x，二氧化碳的移出率为y，同温度下平衡常数不变，故。图中纵坐标为80%时，x=0.80，y=b，代入上式得。 1．（2026·浙江嘉兴·一模）一定压强下，乙烯水合反应为： 已知：    下列说法正确的是 A．反应的活化能 B．恒温恒压充入，平衡不移动 C．随温度升高而降低 D．平衡后，升高温度， 【答案】C 【详解】A．根据，由题给表达式可知，故，A错误； B．恒温恒压充入，容器体积增大，相当于减小压强，且该反应为气体分子数减小的反应，平衡向左移动，B错误； C．由，代入题给、表达式，推导得，温度升高时增大，减小，即随温度升高而降低，C正确； D．该反应，为放热反应，升高温度平衡逆向移动，逆反应速率增大幅度大于正反应，即，D错误； 故选C。 2．（25-26高二上·重庆·阶段检测）甲烷氧化偶联制乙烯的反应及工业应用原理如下。 已知：反应①   反应②   反应③   反应④   和的选择性随反应时间的变化如下图所示。(其中表示选择性，) 下列说法正确的是 A．反应④的，且在任何温度下都能自发进行 B．氧化偶联生成分步进行，由图可知，第一步反应的产物为 C．增大体系压强，甲烷的转化率升高，乙烯的选择性增大 D．若初始，，恒容下转化率，和选择性均为，其余转化为，则反应④的平衡常数约为416 kPa(保留整数) 【答案】D 【详解】A．据盖斯定律，将反应②×2 - 反应①可得反应④，则，选项中的数值错误。该反应的，反应④的气体分子数增多，属于熵增反应，，则始终小于0，该反应在任意温度下都能自发，A错误； B．由图像可知，反应初始阶段的选择性很高，随反应进行选择性降低、选择性升高，说明甲烷氧化偶联第一步先生成，后续再转化为，B错误； C．反应②③是气体计量数不变的反应，增大压强平衡不移动，但反应①是气体分子数减少的反应，增大压强平衡正向移动，甲烷转化率升高；生成的反应④气体分子数增大，增大压强平衡逆向移动，乙烯的选择性会降低而非增大，C错误； D．设初始，则初始，转化的总量为，剩余的总量为；根据选择性定义：，对应生成的；，对应生成的；剩余20%的转化甲烷生成，对应；根据H原子守恒，对应生成的，根据O原子守恒，剩余的，则平衡时混合气体的总物质的量为4.395mol，恒容体系总压为；各物质分压：，，，；反应④的，符合描述，D正确； 故选D。 3．（25-26高二上·广东深圳·阶段检测）工业上用乙烯()氧化法制备环氧乙烷(化学式为)，主要涉及反应： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   在恒容密闭容器中充入1 mol乙烯和含1 mol的净化空气(只含和，的体积分数为20%)，发生Ⅰ、Ⅱ两个反应，反应相同时间后测得乙烯的转化率及的分压随温度变化如图所示，已知200℃时测得环氧乙烷的选择性为(某产物的选择性=)。则下列说法不正确的是 A．反应Ⅰ在低温时自发进行 B．点时，乙烯的消耗速率大于生成速率 C．点容器内的总压强为 D．200℃时反应Ⅰ的平衡常数为(以各气体的分压代替浓度计算) 【答案】D 【详解】A．反应Ⅰ： ，反应的，该反应的气体分子数减小，即，根据反应自发进行的条件，低温时自发进行，A正确； B．由图可知，a点时乙烯的转化率还未达到最大值，说明反应正向进行，所以乙烯的消耗速率大于生成速率，B正确； C．充入乙烯和含的净化空气(只含和，的体积分数为20%)，则n(N2)= 4 mol，c点时乙烯的转化率为60%，则有0.6 mol乙烯参加反应，环氧乙烷的选择性为，则有0.4 mol乙烯转化为环氧乙烷，则，，平衡时，，，，，，平衡时气体总物质的量为n总=0.4 mol+0.2 mol+0.4 mol+0.4 mol+0.4 mol+4 mol=5.8 mol，恒容密闭容器中，压强之比等于物质的量之比，按氧气的分压列式，，C正确； D．根据C选项的数据可得： 时反应Ⅰ的平衡常数为，D错误； 故选D。 4．（25-26高二上·四川成都·期中）已知在热力学上焓(H)、自由能(G)、熵(S)均是与能量相关的函数，其大小只与反应体系的始态和终态有关，与反应路径无关。相同条件下有如下反应：①；②；③。则有关于三个反应的平衡常数(K)、焓变()、自由能变()、熵变()关系正确的是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．根据反应关系①+③=2×②，平衡常数满足，即，与选项不符，A错误； B．焓变为广度性质，反应相加时焓变直接相加，由①+③=2×②得，即，与选项不符，B错误； C．自由能变为广度性质，反应相加时自由能变直接相加，由①+③=2×②得，即，与选项不符，C错误； D．熵变为广度性质，反应相加时熵变直接相加，由①+③=2×②得，与选项一致，D正确； 故选D。 5．（25-26高二上·内蒙古赤峰·期中）金属钛具有良好的耐高低温、抗酸碱、高强度和低密度等优良特性，广泛应用于航空航天、医疗等领域。是工业上制备金属钛的重要原料，它的一种制备方法：。下列说法中不正确的是 A．该反应在任何温度下都可以自发进行 B．恒温恒容条件下，混合气体的密度保持不变能说明该反应达到平衡状态 C．该反应在工业生产中的适宜条件是低温、低压 D．恒温恒容条件下，向平衡体系中再加入少量的体积分数将减小 【答案】C 【详解】A．该反应，正反应气体总物质的量增大，故，根据，可知任意温度下均满足，反应可自发进行，A正确； B．恒温恒容条件下，容器体积不变，反应有固体物质参与，混合气体总质量随反应进行变化，当密度不变时，说明气体总质量不变，反应达到平衡状态，B正确； C．工业生产需要考虑反应速率和经济效益，低温会大幅降低反应速率，生产效率极低，低压也会降低反应速率，因此低温、低压不是该反应的适宜工业条件，C错误； D．恒温恒容条件下加入，平衡逆向移动，物质的量减小，同时体系总气体物质的量增大，故的体积分数减小，D正确； 故选C。 6．（25-26高二上·山东临沂·期中）一定压强下，乙烯水合反应为：。已知：；；气体均视为理想气体。下列说法错误的是 A．反应的活化能： B．恒温恒容充入，平衡向右移动 C．随温度升高而降低 D．平衡后，升高温度， 【答案】B 【详解】A．可知，因为热力学温度，则，反应焓变为正反应活化能减去逆反应活化能，则，A正确； B．恒温恒容充入，反应体系中各反应物、生成物的分压不变，浓度不变，平衡不移动，B错误； C．由，则，，温度升高时增大，减小，即随温度升高而降低，C正确； D．该反应，为放热反应，升高温度时逆反应速率增大的幅度大于正反应，故，D正确； 故选B。 7．（25-26高二上·四川·期中）乙烯()、丙烯()、丁烯()都是基础化工原料，这三种烯烃之间存在下列三个反应。 反应I：  ， 反应II：  ， 反应Ⅲ：    。 在恒压密闭容器中，反应达到平衡时，三种组分的物质的量分数随温度T的变化关系如图所示。下列说法错误的是 A．反应Ⅲ的，该反应在高温条件下自发进行 B．超过700 K后曲线a下降的原因可能是随着温度升高反应I平衡逆向移动，反应II平衡正向移动 C．提高的物质的量分数，需研发低温条件下活性好且耐高压的催化剂 D．700 K时，反应II的物质的量分数的平衡常数(以物质的量分数代替平衡浓度) 【答案】B 【详解】A．根据盖斯定律可知，反应Ⅲ=(反应Ⅰ+反应Ⅱ)，得到，反应自发的判据为，该反应、，该反应在高温条件下自发进行，A正确； B．三个反应均为吸热反应，温度升高时，所有平衡都正向移动，根据图中信息丁烯在不断减小，则超过700 K后曲线a下降的原因可能是随着温度升高反应Ⅱ正向移动的程度大于反应Ⅰ正向移动的程度，B错误； C．降低温度或增大压强，反应Ⅰ、反应Ⅱ和反应Ⅲ的化学平衡均逆向移动，的物质的量分数增大，故提高的物质的量分数，需研发低温条件下活性好且耐高压的催化剂，C正确； D．升高温度，反应Ⅰ、反应Ⅱ和反应Ⅲ的化学平衡均正向移动，即丁烯的物质的量分数在不断减少，丙烯的物质的量分数先增加后减少，乙烯的物质的量分数在不断增加，故曲线a代表丙烯，曲线b代表丁烯，曲线c代表乙烯；时，反应II为，以物质的量分数代替浓度的平衡常数表达式为： ，丁烯和乙烯的物质的量分数均为0.2，丙烯的物质的量分数为0.6，反应Ⅱ的物质的量分数的平衡常数，D正确； 故选B。 8．（25-26高二上·江苏南通·阶段检测）天然气的主要成分是重要的化工原料。 (1)在无氧环境下，经催化脱氢制备时主要发生如下反应： ⅰ． ⅱ． ①反应ⅰ在________(填“低温”“高温”或“任何温度”)可自发进行。 ②随着反应的进行，转化率和产率均逐渐降低，原因是_________________________。 (2)光催化制乙酸。 在光照条件下，以PdO/Pd为催化剂，向反应器中匀速通入一定比例的和进行反应。在Pd表面产生·OH。生成乙酸的一种机理如图所示。 ①步骤Ⅵ过程中形成碳碳单键，则X的结构为________。步骤Ⅷ需在加热条件下，加入物质Y实现转化，Y可能为________ (填字母)。 A．CO                    B．                  C． ②催化剂中Pd元素总量一定，乙酸的产量和光催化效率随PdO的含量变化如图所示。当PdO的含量大于10 μmol时，随着PdO含量的增加，乙酸的产量逐渐减少，原因是______________________________________________。若催化剂中不含PdO时，在Pd上的反应仍遵循上述反应机理，则反应得到的有机产物有、________ (填结构简式)。 ③在该光催化条件下，比更易活化，生成更多的·OH。若用代替部分进行实验，随着含量的上升，甲烷的消耗量略有增加，乙酸的产量却不升反降，原因是______________________________________。 【答案】(1) 高温 反应ⅱ中有积炭生成，随着生成的积炭逐渐增多，催化剂表面活性位点减少，催化性能降低，反应速率减慢 (2) 或 B 光催化效率降低，甲烷转化率下降；Pd含量减少，表面产生·OH的量减少；Pd含量减少，甲烷的吸附量减少 装置中产生大量的·OH，直接将甲烷氧化为 【分析】反应ⅰ为吸热且气体物质的量增大的反应，故ΔH>0、ΔS>0，升高温度时−TΔS项使ΔG减小。反应ⅱ生成积炭，积炭覆盖催化剂表面活性位点。机理图中，步骤Ⅰ—Ⅴ先在Pd/PdO表面活化甲烷并逐步氧化，步骤Ⅵ形成碳碳单键，步骤Ⅶ生成乙酸，步骤Ⅷ用氧化性物质补充氧并恢复催化剂表面。曲线显示PdO含量超过10 μmol后，继续增加PdO时光催化效率下降；又因Pd元素总量一定，Pd含量随之减少，使产生羟基自由基和吸附甲烷的位点减少。用氧气代替部分水会产生更多羟基自由基，甲烷虽消耗增多，但深度氧化加剧。 【详解】（1）反应ⅰ吸热且气体总物质的量由6 mol增至10 mol，因此ΔH>0、ΔS>0。由ΔG=ΔH−TΔS可知，温度足够高时ΔG<0，故填“高温”。反应ⅱ生成的积炭逐渐覆盖催化剂表面，使活性位点减少、催化性能下降，反应速率减慢，所以甲烷转化率和苯产率均逐渐降低； （2） ①图中步骤Ⅵ前，甲基与相邻的羰基碳分别吸附在两个Pd位点；形成碳碳单键后，X为或。步骤Ⅷ由含氧空位的表面恢复为含PdO的表面，需要氧化性物质补充氧，故Y可为氧气。 故选B。 ②当PdO含量大于10 μmol时，曲线显示光催化效率随PdO含量增加而下降；Pd元素总量一定，PdO增多使Pd含量减少，而水在Pd表面产生羟基自由基，甲烷也需在Pd表面吸附，因此羟基自由基的生成量和甲烷吸附量均减少，甲烷转化率下降，乙酸产量减少。催化剂不含PdO时，甲基可相互结合生成乙烷，也可与羟基自由基结合生成甲醇。 ③氧气比水更易活化，随着氧气含量上升，生成的羟基自由基增多，甲烷被进一步氧化为二氧化碳的比例增大，因此甲烷消耗量略增而乙酸产量下降。 1．（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。 【详解】A．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； B．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； C．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； D．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。 2（2026·江西新余·模拟预测）天然气的主要成分为甲烷，利用天然气可合成很多附加值更高的原料气。下面两个合成反应的(，时反应能够自发进行)随温度变化如图所示。下列说法错误的是 ①   ②   A．反应①的正反应活化能高于逆反应活化能 B．温度高于1073 K，反应②能够自发进行 C．相同温度时，，说明 D．减小反应①中的浓度，稍后正反应速率将减小 【答案】C 【详解】A．反应①为吸热反应，，根据可知，反应①的正反应活化能高于逆反应活化能，A正确； B．由图像可知，对于反应②，当温度高于1073K后，，反应②能自发进行，B正确； C．根据可知，图像中直线的斜率为，观察图像可知，反应②对应直线的斜率的绝对值大于反应①对应直线的斜率的绝对值，，C错误 D．减小反应①中氢气的浓度，平衡正向移动，反应物的浓度降低，正反应的速率减小，D正确； 故选C。 3．（2026·重庆合川·模拟预测）在恒温恒容的密闭容器中，某催化剂表面上发生氨气的分解反应：，在不同起始浓度和催化剂表面积下，氨气浓度随时间变化的图象如图所示(实验①②③中催化剂表面积之比为1：2：1)，下列说法错误的是 A．实验①达平衡时 B．该温度下反应的平衡常数 C．相同条件下，增加氨气浓度，反应速率增大 D． 【答案】C 【分析】由图可知，氨气的分解实验的速率与起始浓度无关，与催化剂的表面积有关，且催化剂只改变速率，不影响平衡结果。 【详解】A．催化剂只改变速率，不影响平衡结果，实验②与实验①的平衡浓度相等，氨气的浓度变化为可得，A正确； B．温度不变，K值不变，实验②平衡时各组分的浓度分别为、、，，B正确； C．由实验①与实验③可知，浓度的改变，氨气的反应速率不变，C错误； D．由等效思想，实验③相当于在实验①的基础上减压，平衡正向移动，因此实验③的平衡结果比实验②的一半小，　，D正确； 故选C。 4．（2026·湖北·模拟预测）甲烷-水蒸气催化重整制氢(SMR)是一种制高纯氢的方法，体系中发生了如下反应： 反应Ⅰ：     反应Ⅱ：     总反应： 在、下，甲烷-水蒸气催化重整反应达到平衡时体系中各组分的摩尔分数(物质的摩尔分数)与水碳投料比的关系如图所示。下列说法错误的是 A．总反应的、 B．曲线②和④分别表示平衡时和的摩尔分数与水碳投料比的关系 C．反应Ⅰ在高温下能自发进行 D．水碳投料比为4时，的分压为的0.75倍 【答案】B 【详解】A．根据盖斯定律，由反应I+反应II可得到总反应，则，总反应在反应前后气体的物质的量增大，，A正确； B．水碳投料比增大，的转化率增大，平衡时的摩尔分数减小，的摩尔分数增大，且最明显，水碳投料比较大时，会与进一步反应生成，使的摩尔分数减小，的摩尔分数增大，故②和④分别表示和的摩尔分数与水碳投料比的关系，B错误； C．反应I的、，则在高温下有，即反应I在高温下能自发进行，C正确； D．水碳投料比为4时，的摩尔分数为的0.75倍，分压总压摩尔分数，因此的分压为的0.75倍，D正确； 故选B。 5（2026·福建·模拟预测）在两个体积分别为和的恒容密闭容器中，均充入和，在不同温度下发生反应：，测得的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法错误的是 A．该反应低温下可以自发进行 B．容器体积： C．时，若，则平衡常数 D．其他条件不变，增大投料比，可提高N的平衡转化率 【答案】C 【详解】A．由图像可知，升高温度，M的平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应，，反应正向是气体减少的方向，，反应自发需要，故在低温下可自发，A正确； B．该反应正反应气体分子数减少，增大压强，平衡正向移动，M的平衡转化率增大，图像中相同温度下V1对应的转化率高于V2，说明V1压强更大，即V1体积更小，故V1<V2，B正确； C．时V2中M转化率为60%，V2=1 L，初始c(M)=1 mol/L、c(N)=2 mol/L。转化的c(M)=1×60%=0.6 mol/L，根据反应2M+2N⇌2P+Q，转化的c(N)=0.6 mol/L，生成c(P)=0.6 mol/L、c(Q)=0.3 mol/L；平衡时c(M)=0.4 mol/L、c(N)=(2-0.6)mol/L=1.4 mol/L、c(P)=0.6 mol/L、c(Q)=0.3 mol/L；平衡常数，C错误； D．增大投料比即增加M的量，根据平衡移动原理，增加一种反应物浓度，平衡正向移动，另一种反应物转化率增大，D正确； 故选C。 试卷第1页（共3页） / 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 第三节化学反应的方向 柱 能力进阶 1.A 2.B 3.C 4.D 5.D 6.A 7.A 8.B 9.B 10.B 11.(1)一定能自发 (2)在任何温度下都不能自发 3)温度 (4) 小于 低温 12.1) 号4+AM, K×K好 低温 该反应为熵减、放热反应 (2) BD 0.0075 7.59375 60 62.5 综合拔高 1.C 2.D 3.D 4.D 5.c 6.B 7.B 8.(1) 高温 反应ⅱ中有积炭生成，随着生成的积炭逐渐增多，催化剂表面活性位点减少，催化 112 学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 性能降低，反应速率减慢 -OH OH (2) Pa-Pd-O或Pd-Pd-O B 光催化效率降低，甲烷转化率下降：Pd含量减少， CH,OH 表面产生OH的量减少；Pd含量减少，甲烷的吸附量减少 装置中产生大量的 0, OH,直接将甲烷氧化为 良真题挑战 1.D 2.C 3.C 4.B 5.C 212