专题04 化学反应的方向与条件优化（期中专项训练）高二化学上学期鲁科版

专题04 化学反应的方向与条件优化 概念扫盲题 考法聚焦题 考法一 熵变大小判断 考法二 反应自发性判断 考法三 合成氨反应适宜条件的选择 考法四 陌生情境反应条件优化 高频易错题 情境迁移题 概念扫盲题 【涉及概念】自发过程、非自发过程、自发反应、非自发反应、混乱度、熵（S）、熵变（△S）、吉布斯自由能（G）、吉布斯自由能变（△G）等。 1.（26-27高二上·河南·阶段检测）下列不属于自发进行的变化的是 A．干冰的升华 B．Al在空气中生锈 C．水在室温下发生分解反应生成和 D．泄漏后扩散至大气中 2.（26-27高二上·四川泸州·阶段检测）下列说法正确的是 A．放热反应一定可以自发进行 B．的反应低温一定自发 C．反应能否自发由焓变和熵变共同决定 D．自发反应反应速率一定很快 3.（26-27高二上·北京东城·阶段检测）工业合成氨推动了人工固氮的发展，下列有关合成氨工业生产的说法正确的是 A．采用高温条件，是因为高温有利于反应平衡正移 B．提高投料比，可同时提高和的转化率 C．循环使用并及时补充原料气，有利于提高原料利用率 D．采用高压条件，压强越大越好 4.（26-27高二上·辽宁大连·阶段检测）关于工业合成氨的条件选择说法不正确的是 A．为了提高氮气的转化率，可适当增加氢气浓度 B．选择，能用勒夏特列原理解释 C．选择高压，不能改变反应平衡常数，但是可以增大正向进行程度 D．原料气进入合成塔之前，须经过干燥净化，以防止催化剂中毒 5.（26-27高二上·河南·阶段检测）下列说法正确的是 A．粒子无规则排列程度越大，体系的熵值越小 B．高炉炼铁的进风口设置在上端有利于燃料充分燃烧 C．硫酸工业中，为提高的转化率，通入越多越好 D．工业合成氨时，应从实际生产条件考虑，不盲目增大反应压强 考法聚焦题 考法一 熵变大小判断 【速解技巧】熵衡量体系混乱度，混乱度：气体＞液体＞固体。判断熵变优先观察反应前后气体总物质的量，气体分子数增加则熵增△S>0，气体分子数减少则熵减△S<0。固体、液体物质的量变化对熵影响微弱，一般不作重点。切勿直接统计全部物质的总物质的量，忽略物质状态导致判断失误。 1.（26-27高二上·浙江·阶段检测）奥地利物理学家Boltzmann首次将熵与混乱度定量地联系起来，在相同的温度和压强下，下列有关熵大小比较正确的是 A．甲烷(g)丁烷(g) B． C． D． 2.（25-26高二上·陕西渭南·期中）下列过程属于熵减的是 A．下，液态水自动结冰成固态 B．常温下，分解成和 C．NaCl晶体溶于水 D．干冰升华 3.（25-26高二上·福建龙岩·期中）下列反应属于熵增的是 A． B． C． D． 4.（25-26高二上·河南南阳·阶段检测）化学与生活密切相关。下列过程的熵变与其他三项不一样的是 A．水结冰 B．氢氧化钠溶于水 C．稀释浓硫酸 D．氯化钠熔融 考法二 反应自发性判断 【速解技巧】利用△G=△H-T△S快速判断：焓减熵增任意温度自发，焓增熵减任意温度非自发。焓减熵减低温自发，焓增熵增高温自发。牢记关键陷阱：△G<0仅代表反应有自发趋势，和反应速率无关，自发不等于反应容易快速发生，不要混淆反应方向、速率与限度。 5.（25-26高二上·四川眉山·阶段检测）已知ΔG=ΔH-TΔS，ΔG的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略ΔH、ΔS随温度的变化。下列说法正确的是 A．在1000℃时，TiCl4 (g)＋O2 (g) = TiO2 (s)＋2Cl2(g)不能自发进行 B．在600℃时，TiO2 (s)＋C(s)＋2Cl2 (g)=TiCl4 (g)＋CO2 (g)能自发进行 C．依图可知，在800～1100℃反应2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) △G>0 D．反应2C(s)＋O2(g)=2CO(g)的△S<0 6.（25-26高二上·陕西宝鸡·期末）熵变、焓变可作为反应过程进行方向的判据，下列反应一定有自发倾向的是 A．、 B．、 C．、 D．、 7.（25-26高二上·河北保定·期中）下列反应的的是 A．氮气和氢气反应制氨气 B．二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应 C．氯化氢溶于水 D．煅烧大理石 8.（25-26高二上·福建·期中）下列说法正确的是 A．反应能自发进行，则该反应的 B．反应物的总能量一定低于生成物的总能量 C．反应的 D．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 考法三 合成氨反应适宜条件的选择 【速解技巧】合成氨放热、气体分子数减小。答题从平衡、速率、经济三方面作答：低温利于提高转化率，但选用 400～500℃保障催化剂活性；加压有利于平衡正向，结合设备能耗选用中压；催化剂只加快反应速率，不改变平衡转化率。工业条件是多重因素折中，不单一追求最高平衡产率。 9.（25-26高二上·广东广州·期中）工业合成氨反应为，下列关于工业合成氨条件选择的说法正确的是 A．工业合成氨的反应是熵增的放热反应，在任何温度下都能自发进行 B．高温能缩短反应达到平衡所需时间，同时有利于提高合成氨的平衡产率 C．通过液化分离的方式不断移除，有利于增大反应平衡常数，促进反应正向进行 D．原料气进入合成塔之前，须经过干燥净化，以防止催化剂中毒 10.（26-27高二上·天津河西·阶段检测）合成氨生产流程如下图所示，下列说法不正确的有 ①“干燥净化”可以防止催化剂中毒而失活 ②“冷却”液化分离出，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡正向移动 ③“热交换”的目的是预热原料气，同时对合成的气体进行降温，有利于氨的液化分离 ④“压缩机加压”既可以提高原料的平衡转化率，又可以加快反应速率 ⑤使用铁触媒，可以提高单位时间内原料气的产量，缩短达平衡的时间 ⑥“压缩机加压”使活化分子百分数增大，提高有效碰撞的次数 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 11.（25-26高二上·陕西宝鸡·期末）中国是世界上最大的合成氨生产国之一，合成氨反应原理为。下列说法正确的是 A．合成塔中充入的越多，的转化率越大 B．使用催化剂，可提高合成氨的生成速率和平衡产率 C．及时分离出液氨并将、循环利用，可提高原料的利用率 D．实际生产中，常采用低温、超高压的条件提高氨产率 12.（25-26高二上·山东青岛·期中）美国俄勒冈大学的化学家使用了一种名为的新催化剂在常温下合成氨，反应方程式可表示为。下列有关说法正确的是 A．新法合成氨能在常温下进行是因为不需要断裂化学键 B．新法合成氨不需要在高温条件下进行，可节约大量能源 C．传统合成氨方法的ΔH >0，新型合成氨方法的ΔH <0 D．新催化剂提高了单位体积内活化分子数目，加快了化学反应速率，使平衡正向移动 考法四 陌生情境反应条件优化 【速解技巧】先提取反应的焓变、气体计量数变化，从平衡角度分析温度、压强对转化率的影响；再从速率角度判断反应快慢。答题还要兼顾催化剂活性、设备耐压程度与能耗成本，不能只追求最高平衡转化率。按平衡、速率、经济三个维度组织语言，结合题干信息综合选定最优条件。 13.（26-27高二上·河南新乡·阶段检测）工业制硫酸的核心反应为  。下列关于该反应工业生产调控的说法错误的是 A．增大反应物浓度，可以提高活化分子百分数，从而提高反应速率 B．采用适当的温度(400~500℃)，是为了兼顾催化剂的活性和反应速率 C．生产中通入适当过量的空气，可促使平衡正向移动，提高的转化率 D．工业上常采用热交换器，利用反应放出的热量预热反应物气体，节约能源 14.（25-26高二下·江苏·期中）化学反应广泛联系生活、生产及研究领域。下列叙述与化学反应调控无关的是 A．油锅起火，盖上锅盖灭火 B．生产糖果，加入食用色素 C．鲜牛奶冷藏，冷链运输 D．洗衣服时使用加酶洗衣粉 15.（2026·浙江温州·一模）接触室（结构如图1，其中1~4表示催化剂层，5~7表示热交换器层）中发生反应： 　。 已知：①最适宜温度指最大反应速率对应的温度，取决于催化剂最佳活性区间；②图2为接触室中SO2的转化率随温度变化情况。 下列说法不正确的是 A．该反应、，故低温自发 B．降温段为热交换器层6 C．经4次催化反应，显著提高SO2的平衡转化率 D．接触室中主要通过热交换器换热实现最适宜温度 16.（25-26高二下·江苏盐城·期中）在压强、和起始投料一定的条件下，发生反应Ⅰ、Ⅱ： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 实验测得，的平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如下图所示，的选择性。下列说法不正确的是 A．曲线①表示的平衡转化率 B．其它条件不变时，升高温度，的含量增大 C．选择合适的催化剂能够同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性 D．温度高于280℃时，曲线①随温度升高而升高，说明此时主要发生反应Ⅱ 高频易错题 1.【易错点：误认为所有放热反应常温常压一定自发】（26-27高二上·河南开封·阶段检测）运用相关化学知识进行判断，下列结论错误的是 A．冰在室温下自动融化成水，这是熵增的过程 B．的反应在常温常压下都能自发进行 C．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增的过程 D．高锰酸钾受热分解是熵增的过程 2.【易错点：误认为吸收热量后体系温度一定升高】（25-26高二上·北京·阶段检测）下列说法错误的是 A．等质量的同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小 B．体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大 C．发生吸热反应时，周围环境的能量减少；发生反应的物质能量增加，温度升高 D．的反应在任何温度下都可自发进行 3.【易错点：容易混淆平衡移动方向和反应速率、工业实际条件三者关系】（26-27高二上·浙江嘉兴·阶段检测）传统的Haber—Bosch法目前仍是合成氨的主要方式，反应原理为  ，反应条件为高温高压、催化剂，下列有关合成氨反应的说法正确的是 A．工业上合成氨条件选择中，压强越大越好，有利于提高产率 B．加入适宜催化剂，增大了反应物分子中活化分子的百分数 C．将氨气及时液化分离，可加快速率 D．从勒夏特列原理角度分析，500℃左右比室温更有利于合成氨反应平衡正向进行 4.【易错点：混淆四类焓变熵变组合对应的自发温度条件，误判吸热熵增反应常温自发】（26-27高二上·辽宁营口·阶段检测）已知气体分子总数增多的反应是熵增反应。下列反应高温下才能自发进行的是 A．   B．   C．   D． 5.【易错点：忽略工业生产的设备、能耗成本限制】（25-26高三下·天津·统考）工业水煤气“液化反应”是在催化剂作用下，由CO2和H2可制得( )其主要反应如下： 主反应： 副反应： 下列说法错误的是 A．升高温度，副反应平衡正向移动 B．选择合适的催化剂可以降低反应的活化能 C．选择高压条件一定能够提高经济效益 D．选择合适的温度能够提高单位时间内产品的产量 情境迁移题 1．（25-26高二上·四川泸州·期中）天然气可用来制备橡胶工业的炭黑，反应为CH4(g)C(s) +2H2(g)  >0，反应到平衡后，下列说法正确的是 A．增大容器的体积，重新达平衡后，平衡常数减小 B．分离出一部分碳，平衡向正反应方向移动，CH4的转化率增大 C．容器体积不变充入稀有气体，压强增大，平衡向逆反应方向移动 D．升高温度既可加快反应速率，又可增大CH4的转化率 2.（26-27高二上·江苏连云港·阶段检测）我国学者对T℃时铜基催化剂表面甲醇（）的可逆反应机理进行了深入研究，揭示了反应过程中的关键步骤及中间体的演化规律。一种反应机理如图所示： 下列有关说法正确的是 A．该反应在高温下可自发进行 B．反应速率：反应Ⅰ>反应Ⅱ C．反应Ⅰ、Ⅱ的热效应 D．铜基催化剂使该反应的K值增大，活化分子百分数增大 3.（26-27高二上·河北石家庄·阶段检测）已知：工业上制备高纯硅的热化学方程式为，中含有2 mol Si—Si键。下列说法正确的是 A．该反应的熵变 B．高温条件有利于该反应自发进行 C．若表示键能，则 D．当该反应的时，该反应立即停止 4.（25-26高三下·湖北·阶段检测）我国政府基于“多煤贫油少气”的国情，在各国主流发展“气头尿素(天然气为原料)”时，不惜投入地建设了工艺更复杂、环保压力更大的“煤头尿素(煤为原料)”全产业链(生产路线如下图)。美伊以冲突以来，国际上尿素价格暴涨，而我国尿素供应稳定，全国人民的粮食安全得到有力保障。相关说法错误的是 A．气头路线与煤头路线的工艺区别主要在于的制备 B．“脱硫”和“铜洗”工艺均能防止催化剂中毒 C．“造气”“水煤气变换”“合成氨”均为氧化还原反应 D．煤头路线缺点较多，需逐步开发气头路线替代 5.（25-26高二上·湖北荆州·期末）由Si和耦合加氢的热化学方程式为  ，相同条件下，用Cu、CuO和CuCl分别催化上述反应，一段时间内的转化率如下表所示。 催化剂 Cu CuO CuCl 的转化率/% 7.3 14.3 22.3 下列说法正确的是 A．有利于反应自发进行的条件为高温 B．用Cu作催化剂所需要的活化能大于用CuCl作催化剂 C．分离出产物时，可加快正反应速率，平衡正向移动 D．为了加快化学反应速率，反应温度越高越好，但的平衡转化率减小 2 / 24 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 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 专题04化学反应的方向与条件优化 概念扫盲题 1.c 2.C 3.C 4.B 5.D 考法聚焦题 考法一熵变大小判断 1.A 2.A 3.A 4.A 考法二反应自发性判断 5.B 6.A 7.D 8.A 考法三合成氨反应适宜条件的选择 9.D 10.B 11.C。 12.B 1/2 函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 考法四陌生情境反应条件优化 13.A 14.B 15.c 16.C 高频易错题 1.B 2.C 3.B 4.D 5.c 情境迁移题 1.D 2.A 3.B 4.D 5.B 2/2 专题04 化学反应的方向与条件优化 概念扫盲题 考法聚焦题 考法一 熵变大小判断 考法二 反应自发性判断 考法三 合成氨反应适宜条件的选择 考法四 陌生情境反应条件优化 高频易错题 情境迁移题 概念扫盲题 【涉及概念】自发过程、非自发过程、自发反应、非自发反应、混乱度、熵（S）、熵变（△S）、吉布斯自由能（G）、吉布斯自由能变（△G）等。 1.（26-27高二上·河南·阶段检测）下列不属于自发进行的变化的是 A．干冰的升华 B．Al在空气中生锈 C．水在室温下发生分解反应生成和 D．泄漏后扩散至大气中 【答案】C 【解析】A．干冰升华为由固态变为气态的熵增过程，室温下，可自发进行，A不符合题意；B．在空气中与反应生成氧化铝，该反应的，可自发进行，B不符合题意；C．水分解生成和的反应，室温下，无法自发进行，需要通电等外界做功才能发生，C符合题意；D．扩散为熵增的自发过程，无需外界做功即可发生，D不符合题意；故答案选C。 2.（26-27高二上·四川泸州·阶段检测）下列说法正确的是 A．放热反应一定可以自发进行 B．的反应低温一定自发 C．反应能否自发由焓变和熵变共同决定 D．自发反应反应速率一定很快 【答案】C 【解析】A．放热反应的，若，根据自发反应判据，高温时，反应不能自发进行，因此放热反应不一定能自发进行，A错误；B．的反应，若，低温时数值较小，可能存在，反应不能自发，B错误；C．反应自发进行的判据为，由焓变、熵变和温度共同决定，即反应能否自发由焓变和熵变共同决定，C正确；D．反应自发性属于热力学范畴，反应速率属于动力学范畴，二者无必然联系，如铁的生锈是自发反应，但反应速率很慢，D错误；故选C。 3.（26-27高二上·北京东城·阶段检测）工业合成氨推动了人工固氮的发展，下列有关合成氨工业生产的说法正确的是 A．采用高温条件，是因为高温有利于反应平衡正移 B．提高投料比，可同时提高和的转化率 C．循环使用并及时补充原料气，有利于提高原料利用率 D．采用高压条件，压强越大越好 【答案】C 【分析】合成氨反应为，，正反应为气体分子数减小的放热反应，工业生产条件选择需兼顾反应速率、平衡转化率、设备成本与能耗的多重因素。 【解析】A．合成氨正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，工业采用高温是为了提高催化剂活性、加快反应速率，并非有利于平衡正移，A错误；B．提高投料比，转化率升高，自身转化率降低，无法同时提高二者转化率，B错误；C．循环使用未反应的原料气并及时补充原料气，可充分利用反应物，有利于提高原料利用率，C正确；D．高压有利于合成氨反应平衡正向移动，但压强过高会大幅提升设备要求、生产成本和能耗，并非压强越大越好，D错误；故选C。 4.（26-27高二上·辽宁大连·阶段检测）关于工业合成氨的条件选择说法不正确的是 A．为了提高氮气的转化率，可适当增加氢气浓度 B．选择，能用勒夏特列原理解释 C．选择高压，不能改变反应平衡常数，但是可以增大正向进行程度 D．原料气进入合成塔之前，须经过干燥净化，以防止催化剂中毒 【答案】B 【解析】A．增大反应物H2的浓度，根据勒夏特列原理，平衡正向移动，可提高另一反应物N2的转化率，A正确；B．合成氨正反应为放热反应，从平衡移动角度，低温更利于提高反应物转化率、增大平衡时NH3的产率；选择700K左右的温度，主要是为了兼顾铁触媒的催化活性、反应速率，该温度下平衡逆向移动，反而会降低平衡产率，因此这个温度选择不能用勒夏特列原理解释，B错误；C．平衡常数只与温度有关，压强改变不会影响平衡常数；合成氨正反应是气体分子数减小的反应，使用30 MPa的高压，平衡正向移动，能增大反应正向进行的程度，C正确；D．合成氨使用的铁触媒等催化剂，接触杂质容易失去催化活性即发生催化剂中毒，因此原料气进入合成塔前必须干燥净化，D正确；故选B。 5.（26-27高二上·河南·阶段检测）下列说法正确的是 A．粒子无规则排列程度越大，体系的熵值越小 B．高炉炼铁的进风口设置在上端有利于燃料充分燃烧 C．硫酸工业中，为提高的转化率，通入越多越好 D．工业合成氨时，应从实际生产条件考虑，不盲目增大反应压强 【答案】D 【解析】A．熵是衡量体系混乱度的物理量，粒子无规则排列程度越大，体系的熵值越大，A错误；B．高炉炼铁的进风口需要设置在下端，让空气自下而上穿过炉内燃料，保证氧气与燃料充分接触；若进风口在上端，空气难以充分流经下层燃料，无法让燃料充分燃烧，B错误；C．硫酸工业中，为提高的转化率，应通入适量的，C错误；D．工业合成氨虽然从平衡角度看，增大压强可以提升反应物转化率、加快反应速率，但压强过高会对设备耐压能力、动力成本提出极高要求，因此需要从实际生产的设备、成本等条件综合考量，不能盲目增大压强，D正确；故选D。 考法聚焦题 考法一 熵变大小判断 【速解技巧】熵衡量体系混乱度，混乱度：气体＞液体＞固体。判断熵变优先观察反应前后气体总物质的量，气体分子数增加则熵增△S>0，气体分子数减少则熵减△S<0。固体、液体物质的量变化对熵影响微弱，一般不作重点。切勿直接统计全部物质的总物质的量，忽略物质状态导致判断失误。 1.（26-27高二上·浙江·阶段检测）奥地利物理学家Boltzmann首次将熵与混乱度定量地联系起来，在相同的温度和压强下，下列有关熵大小比较正确的是 A．甲烷(g)丁烷(g) B． C． D． 【答案】A 【分析】熵是描述体系混乱度（无序程度）的物理量，是状态函数；粒子越多、分子越复杂、状态越 “松散”（固<液<气），熵越大； 【解析】A．物质的量相同，丁烷分子里原子数目更多，结构更复杂，混乱度更大，熵更大；A正确；B．同物质同状态，物质的量越大，粒子总数越多，熵越大；因此，B错误；C．物质的量相同的同种物质，液态混乱度大于固态，，C错误；D．甲烷分子简单，但3 mol 甲烷总粒子数远多于 1 mol 丙烷，总熵更大，D错误；故答案选A。 2.（25-26高二上·陕西渭南·期中）下列过程属于熵减的是 A．下，液态水自动结冰成固态 B．常温下，分解成和 C．NaCl晶体溶于水 D．干冰升华 【答案】A 【解析】A．液态水变为固态冰，物质由液态变为固态，微粒排列更有序，体系混乱度减小，属于熵减过程，A符合题意；B．分解生成气体，反应后气体分子数增多，体系混乱度增大，属于熵增过程，B不符合题意；C．晶体溶于水，晶体中有序排列的离子变为自由移动的水合离子，体系混乱度增大，属于熵增过程，C不符合题意；D．干冰升华是固态变为气态的过程，体系混乱度增大，属于熵增过程，D不符合题意；故答案为A。 3.（25-26高二上·福建龙岩·期中）下列反应属于熵增的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．反应中固体碳和气态水生成两种气体（），气体物质的量增加，混乱度增加，属于熵增，A正确；B．反应中4 mol气体（和）生成2 mol气体（），气体物质的量减少，混乱度降低，属于熵减，B错误；C．反应中3 mol气体（和）生成2 mol气体（），气体物质的量减少，混乱度降低，属于熵减，C错误；D．反应中1 mol气体（）生成固体（MgO），气体消失，混乱度显著降低，属于熵减，D错误；故选A。 4.（25-26高二上·河南南阳·阶段检测）化学与生活密切相关。下列过程的熵变与其他三项不一样的是 A．水结冰 B．氢氧化钠溶于水 C．稀释浓硫酸 D．氯化钠熔融 【答案】A 【解析】A．水结冰，从混乱度大向混乱度小的方向进行，为有序化过程，熵减；B．氢氧化钠溶于水，溶解前，钠离子和氢氧根离子有序排列，溶解后，在水中可以自由移动，从混乱度小向混乱度大的方向进行，熵增；C．稀释浓硫酸，溶质和溶剂分子的活动范围增大，体系的混乱度增大，熵增；D．氯化钠熔融，离子可以自由移动，从有序态（固体或高浓度）变为更无序态（溶液或熔融态），熵增；综上所述，只有A是熵减的过程，其余均为熵增的过程，故答案选A。 考法二 反应自发性判断 【速解技巧】利用△G=△H-T△S快速判断：焓减熵增任意温度自发，焓增熵减任意温度非自发。焓减熵减低温自发，焓增熵增高温自发。牢记关键陷阱：△G<0仅代表反应有自发趋势，和反应速率无关，自发不等于反应容易快速发生，不要混淆反应方向、速率与限度。 5.（25-26高二上·四川眉山·阶段检测）已知ΔG=ΔH-TΔS，ΔG的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略ΔH、ΔS随温度的变化。下列说法正确的是 A．在1000℃时，TiCl4 (g)＋O2 (g) = TiO2 (s)＋2Cl2(g)不能自发进行 B．在600℃时，TiO2 (s)＋C(s)＋2Cl2 (g)=TiCl4 (g)＋CO2 (g)能自发进行 C．依图可知，在800～1100℃反应2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) △G>0 D．反应2C(s)＋O2(g)=2CO(g)的△S<0 【答案】B 【解析】A．反应是图中的逆反应，1000℃时正反应，故逆反应，能自发进行，A错误；B．目标反应可由图中与相加得到，根据盖斯定律，总反应为两反应之和，600℃时两反应相加后小于0，故能自发进行，B正确；C．反应可由乘以2再，减去得到，计算得800～1100℃时总，C错误；D．反应中气体物质的量增大，混乱度增加，故，D错误；故选B。 6.（25-26高二上·陕西宝鸡·期末）熵变、焓变可作为反应过程进行方向的判据，下列反应一定有自发倾向的是 A．、 B．、 C．、 D．、 【答案】A 【解析】A．根据吉布斯自由能判据（热力学温度），当、时，恒小于0，反应在任何温度下都能自发进行，A符合题意；B．当、时，恒大于0，反应在任何温度下都不能自发进行，B不符合题意；C．当、时，仅低温下、反应自发，高温下反应无法自发，不是一定有自发倾向，C不符合题意；D．当、时，仅高温下、反应自发，低温下反应无法自发，不是一定有自发倾向，D不符合题意；故答案选A。 7.（25-26高二上·河北保定·期中）下列反应的的是 A．氮气和氢气反应制氨气 B．二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应 C．氯化氢溶于水 D．煅烧大理石 【答案】D 【解析】A．氮气和氢气反应生成氨气，气体物质的量减少，混乱度降低，ΔS﹤0，A错误；B．二氧化碳气体与氢氧化钠反应生成液态水和可溶盐，气体消失导致熵减，ΔS﹤0，B错误；C．氯化氢气体溶于水形成离子，气体转化为溶液中的粒子，气体物质的量减少，ΔS﹤0，C错误；D．煅烧大理石生成二氧化碳气体，固体分解产生气体，混乱度显著增加，ΔS﹥0，D正确；故选D。 8.（25-26高二上·福建·期中）下列说法正确的是 A．反应能自发进行，则该反应的 B．反应物的总能量一定低于生成物的总能量 C．反应的 D．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 【答案】A 【解析】A．反应的气体计量数减小，故，反应自发需满足，代入可推知，A正确；B．放热反应的反应物总能量高于生成物总能量，仅吸热反应满足反应物总能量低于生成物总能量，该表述未限定反应类型，结论不成立，B错误；C．反应生成气体，体系混乱度增大，故，C错误；D．反应的吸放热与反应条件无必然关联，如碳的燃烧需要加热引发，但属于放热反应，D错误；故答案选A。 考法三 合成氨反应适宜条件的选择 【速解技巧】合成氨放热、气体分子数减小。答题从平衡、速率、经济三方面作答：低温利于提高转化率，但选用 400～500℃保障催化剂活性；加压有利于平衡正向，结合设备能耗选用中压；催化剂只加快反应速率，不改变平衡转化率。工业条件是多重因素折中，不单一追求最高平衡产率。 9.（25-26高二上·广东广州·期中）工业合成氨反应为，下列关于工业合成氨条件选择的说法正确的是 A．工业合成氨的反应是熵增的放热反应，在任何温度下都能自发进行 B．高温能缩短反应达到平衡所需时间，同时有利于提高合成氨的平衡产率 C．通过液化分离的方式不断移除，有利于增大反应平衡常数，促进反应正向进行 D．原料气进入合成塔之前，须经过干燥净化，以防止催化剂中毒 【答案】D 【解析】A．该反应中气体物质的量由4 mol减为2 mol，体系熵减；且，仅在较低温度下能自发进行，A错误；B．升高温度能增大反应速率，缩短达到平衡所需时间；但该反应为放热反应，升温使平衡向逆反应方向移动，合成氨的平衡产率降低，B错误；C．不断移除产物可促进平衡正向移动，但平衡常数只受温度影响，不会因移除产物而增大，C错误；D．原料气中的水分等杂质会使催化剂中毒，进入合成塔前应干燥净化，D正确；故选D。 10.（26-27高二上·天津河西·阶段检测）合成氨生产流程如下图所示，下列说法不正确的有 ①“干燥净化”可以防止催化剂中毒而失活 ②“冷却”液化分离出，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡正向移动 ③“热交换”的目的是预热原料气，同时对合成的气体进行降温，有利于氨的液化分离 ④“压缩机加压”既可以提高原料的平衡转化率，又可以加快反应速率 ⑤使用铁触媒，可以提高单位时间内原料气的产量，缩短达平衡的时间 ⑥“压缩机加压”使活化分子百分数增大，提高有效碰撞的次数 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 【答案】B 【解析】①原料气中的杂质会使铁触媒中毒失活，“干燥净化”可除去杂质防止催化剂中毒，①正确；②冷却过程温度降低，正、逆反应速率均减小，分离出仅降低生成物浓度，使逆反应速率进一步减小，平衡正向移动，正反应速率不会增大，②错误；③热交换可利用反应后高温混合气的热量预热冷原料气，同时降低混合气温度，有利于后续氨的液化分离，③正确；④合成氨反应为气体分子数减小的放热反应，加压既可以增大反应物浓度加快反应速率，也能使平衡正向移动，提高原料平衡转化率，④正确；⑤铁触媒是反应的催化剂，可降低反应活化能加快反应速率，缩短达到平衡的时间，提高单位时间内原料气的产量，⑤正确；⑥加压仅增大单位体积内活化分子数，活化分子百分数不变，只有升高温度、使用催化剂才能增大活化分子百分数，⑥错误；综上不正确的是②⑥，共2个，故选B。 11.（25-26高二上·陕西宝鸡·期末）中国是世界上最大的合成氨生产国之一，合成氨反应原理为。下列说法正确的是 A．合成塔中充入的越多，的转化率越大 B．使用催化剂，可提高合成氨的生成速率和平衡产率 C．及时分离出液氨并将、循环利用，可提高原料的利用率 D．实际生产中，常采用低温、超高压的条件提高氨产率 【答案】C 【解析】A．增大反应物的浓度，平衡向正反应方向移动，的转化率升高，但自身的转化率降低，A错误；B．催化剂可降低反应活化能，提高合成氨的生成速率，但不影响化学平衡状态，不能提高平衡产率，B错误；C．及时分离出液氨，生成物浓度减小，平衡向正反应方向移动，将未反应的、循环利用，可进一步提高原料的利用率，C正确；D．实际生产中，低温会导致反应速率过慢、催化剂活性低，超高压对设备要求高、生产成本高，常采用适宜温度（催化剂活性温度）、适宜高压的条件提高综合效益，D错误；故选C。 12.（25-26高二上·山东青岛·期中）美国俄勒冈大学的化学家使用了一种名为的新催化剂在常温下合成氨，反应方程式可表示为。下列有关说法正确的是 A．新法合成氨能在常温下进行是因为不需要断裂化学键 B．新法合成氨不需要在高温条件下进行，可节约大量能源 C．传统合成氨方法的ΔH >0，新型合成氨方法的ΔH <0 D．新催化剂提高了单位体积内活化分子数目，加快了化学反应速率，使平衡正向移动 【答案】B 【解析】A．化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成，新法合成氨属于化学反应，所以反应中一定需要断裂化学键，A错误；B．由分析可知，新催化剂可降低反应的活化能，使反应在常温下即可进行，所以与传统合成氨相比，新法合成氨无需高温条件，可节约大量能源，B正确；C．催化剂只能改变反应的活化能，但不能改变反应物和生成物的总能量差，反应的焓变不变，合成氨为放热反应，所以传统和新型合成氨方法的焓变均小于0，C错误；D．新催化剂能降低反应活化能，加快化学反应速率，但平衡不移动，D错误；故选B。 考法四 陌生情境反应条件优化 【速解技巧】先提取反应的焓变、气体计量数变化，从平衡角度分析温度、压强对转化率的影响；再从速率角度判断反应快慢。答题还要兼顾催化剂活性、设备耐压程度与能耗成本，不能只追求最高平衡转化率。按平衡、速率、经济三个维度组织语言，结合题干信息综合选定最优条件。 13.（26-27高二上·河南新乡·阶段检测）工业制硫酸的核心反应为  。下列关于该反应工业生产调控的说法错误的是 A．增大反应物浓度，可以提高活化分子百分数，从而提高反应速率 B．采用适当的温度(400~500℃)，是为了兼顾催化剂的活性和反应速率 C．生产中通入适当过量的空气，可促使平衡正向移动，提高的转化率 D．工业上常采用热交换器，利用反应放出的热量预热反应物气体，节约能源 【答案】A 【解析】A．增大反应物浓度仅能增加单位体积内活化分子的数目，活化分子百分数（仅受温度、催化剂影响）不变，A错误；B．该反应，温度过低反应速率过慢，温度过高平衡逆向移动且催化剂活性下降，400~500℃是催化剂的活性最佳温度，同时可保证较快的反应速率，故采用该温度是为了兼顾催化剂的活性和反应速率，B正确；C．通入适当过量的空气即增大反应物的浓度，会促使平衡正向移动，可提高的转化率，C正确；D．该反应为放热反应，热交换器可利用反应放出的热量预热反应物气体，减少外界能量输入，节约能源，D正确；故选A。 14.（25-26高二下·江苏·期中）化学反应广泛联系生活、生产及研究领域。下列叙述与化学反应调控无关的是 A．油锅起火，盖上锅盖灭火 B．生产糖果，加入食用色素 C．鲜牛奶冷藏，冷链运输 D．洗衣服时使用加酶洗衣粉 【答案】B 【解析】A．盖上锅盖可隔绝氧气，终止燃烧反应，属于调控化学反应的进行，与化学反应调控有关，A不符合题意；B．加入食用色素仅用于改变糖果的色泽，未改变化学反应的速率或限度，与化学反应调控无关，B符合题意；C．冷藏可降低温度，减缓牛奶变质的化学反应速率，属于调控反应条件，与化学反应调控有关，C不符合题意；D．加酶洗衣粉中的酶作为催化剂，可加快污渍分解的反应速率，属于调控化学反应速率，与化学反应调控有关，D不符合题意；故选B。 15.（2026·浙江温州·一模）接触室（结构如图1，其中1~4表示催化剂层，5~7表示热交换器层）中发生反应： 　。 已知：①最适宜温度指最大反应速率对应的温度，取决于催化剂最佳活性区间；②图2为接触室中SO2的转化率随温度变化情况。 下列说法不正确的是 A．该反应、，故低温自发 B．降温段为热交换器层6 C．经4次催化反应，显著提高SO2的平衡转化率 D．接触室中主要通过热交换器换热实现最适宜温度 【答案】C 【解析】A．该反应气体总物质的量减小，故，已知，根据时反应自发，低温下满足，反应可自发进行，A正确；B．由题干图像信息可知，过程温度升高、转化率上升，对应催化剂层中放热反应过程；为降温段，对应热交换器层，结合接触室结构可知对应热交换器层6，B正确；C．催化剂只能改变反应速率，不影响化学平衡状态，无法改变平衡转化率，SO2实际转化率提升是由于降温使平衡正向移动，与催化过程无关，C错误；D．由题干信息可知，反应放热，温度过高会降低催化剂活性、使平衡逆向移动，接触室通过热交换器移出反应热量，维持反应在催化剂最佳活性的最适宜温度下进行，D正确；故答案为：C。 16.（25-26高二下·江苏盐城·期中）在压强、和起始投料一定的条件下，发生反应Ⅰ、Ⅱ： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 实验测得，的平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如下图所示，的选择性。下列说法不正确的是 A．曲线①表示的平衡转化率 B．其它条件不变时，升高温度，的含量增大 C．选择合适的催化剂能够同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性 D．温度高于280℃时，曲线①随温度升高而升高，说明此时主要发生反应Ⅱ 【答案】C 【分析】反应Ⅰ的，反应Ⅱ的，则升高温度，反应Ⅰ平衡逆向移动，平衡时的选择性随温度升高不断减小，反应Ⅱ平衡不断正向移动，所以曲线②表示的选择性，则曲线①表示的平衡转化率。 【解析】A．由分析可知，曲线①表示的平衡转化率，A正确；B．其它条件不变时，升高温度，反应Ⅱ平衡不断正向移动，所以的含量增大，B正确；C．催化剂只能改变化学反应速率，不影响化学平衡状态，故催化剂不能改变的平衡转化率，C错误；D．温度高于280 ℃时，曲线①随温度升高而升高，则表明的转化率不断增大，由于反应Ⅰ平衡逆向移动，的转化率减小，而反应Ⅱ平衡正向移动，的转化率增大，所以此时主要发生反应Ⅱ，D正确；故选C。 高频易错题 1.【易错点：误认为所有放热反应常温常压一定自发】（26-27高二上·河南开封·阶段检测）运用相关化学知识进行判断，下列结论错误的是 A．冰在室温下自动融化成水，这是熵增的过程 B．的反应在常温常压下都能自发进行 C．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增的过程 D．高锰酸钾受热分解是熵增的过程 【答案】B 【解析】A．同种物质的熵值满足液态＞固态，冰熔化为水时体系混乱度增大，属于熵增过程，A正确；B．反应自发进行的判据为，仅时，若，常温常压下可能出现的情况，反应无法自发进行，因此的反应常温常压下不一定都能自发，B错误；C．吸热反应的，反应能自发说明，代入判据可推得，即该反应是熵增过程，C正确；D．高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应后产生气体，体系混乱度明显增大，属于熵增过程，D正确；故选B。 2.【易错点：误认为吸收热量后体系温度一定升高】（25-26高二上·北京·阶段检测）下列说法错误的是 A．等质量的同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小 B．体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大 C．发生吸热反应时，周围环境的能量减少；发生反应的物质能量增加，温度升高 D．的反应在任何温度下都可自发进行 【答案】C 【解析】A．同一物质的气态相比固态和液态具有更高的混乱度，因此熵值最大，固态熵值最小，A正确；B．熵值反映体系混乱程度，有序度越高熵越小，混乱度越大熵越大，B正确；C．吸热反应中，环境的能量转移至反应体系，导致环境能量降低，而反应体系吸收能量后自身能量增加，但温度不一定升高（例如冰的熔化，体系吸收热量但温度不变），C错误；D．（放热）且（熵增）时，恒小于0，反应在任何温度下均自发，D正确；故答案选C。 3.【易错点：容易混淆平衡移动方向和反应速率、工业实际条件三者关系】（26-27高二上·浙江嘉兴·阶段检测）传统的Haber—Bosch法目前仍是合成氨的主要方式，反应原理为  ，反应条件为高温高压、催化剂，下列有关合成氨反应的说法正确的是 A．工业上合成氨条件选择中，压强越大越好，有利于提高产率 B．加入适宜催化剂，增大了反应物分子中活化分子的百分数 C．将氨气及时液化分离，可加快速率 D．从勒夏特列原理角度分析，500℃左右比室温更有利于合成氨反应平衡正向进行 【答案】B 【解析】A．增大压强虽有利于平衡正向移动、提高氨的产率，但压强越大对设备强度、动力和成本的要求越高，工业上要综合经济效益选择适宜压强，并非“越大越好”，A错误；B．催化剂能降低反应的活化能，使更多的反应物分子成为活化分子，活化分子百分数增大，B正确；C．将氨及时液化分离，使生成物浓度减小、平衡正向移动，可提高原料转化率，但反应物浓度随之减小，反应速率并不会加快，C错误；D．合成氨正反应放热，从平衡角度温度越低越有利于平衡正向移动；选择500℃左右主要是为了保证催化剂活性和较快的反应速率，D错误；故选B。 4.【易错点：混淆四类焓变熵变组合对应的自发温度条件，误判吸热熵增反应常温自发】（26-27高二上·辽宁营口·阶段检测）已知气体分子总数增多的反应是熵增反应。下列反应高温下才能自发进行的是 A．   B．   C．   D． 【答案】D 【解析】A．反应中气态物质的化学计量数之和由3减为2，气体分子总数减少，故。又因，根据恒温、恒压下反应自发进行的判据，该反应在低温下能自发进行，不符合题意，A错误；B．反应中气态物质的化学计量数之和由3减为1，气体分子总数减少，故。又因，根据，低温时可满足，因此该反应在低温下能自发进行，不符合题意，B错误；C．反应中气态物质的化学计量数之和由3减为2，气体分子总数减少，故。又因，在时，，该反应在任何温度下均不能自发进行，C错误；D．生成物中的Si为固体，反应中气态物质的化学计量数之和由2增为3，气体分子总数增多，故。又因，只有温度足够高，使时，才有，因此该反应在高温下才能自发进行，D正确；故选D。 5.【易错点：忽略工业生产的设备、能耗成本限制】（25-26高三下·天津·统考）工业水煤气“液化反应”是在催化剂作用下，由CO2和H2可制得( )其主要反应如下： 主反应： 副反应： 下列说法错误的是 A．升高温度，副反应平衡正向移动 B．选择合适的催化剂可以降低反应的活化能 C．选择高压条件一定能够提高经济效益 D．选择合适的温度能够提高单位时间内产品的产量 【答案】C 【解析】A．副反应的，为吸热反应，升高温度平衡正向移动，A正确；B．催化剂通过降低活化能加快反应速率，B正确；C．主反应气体体积减小，高压利于主反应正向移动，但是高压会增加生产成本，经济效益未必提高，C错误；D．选择合适的温度可以加快反应速率，可提高单位时间内产品的产量，D正确；故选C。 情境迁移题 1．（25-26高二上·四川泸州·期中）天然气可用来制备橡胶工业的炭黑，反应为CH4(g)C(s) +2H2(g)  >0，反应到平衡后，下列说法正确的是 A．增大容器的体积，重新达平衡后，平衡常数减小 B．分离出一部分碳，平衡向正反应方向移动，CH4的转化率增大 C．容器体积不变充入稀有气体，压强增大，平衡向逆反应方向移动 D．升高温度既可加快反应速率，又可增大CH4的转化率 【答案】D 【解析】A．平衡常数仅与温度有关，增大容器体积时温度不变，平衡常数不变，A错误；B．为固体，其浓度视为常数，分离出碳不影响平衡移动，转化率不变，B错误；C．容器体积不变充入稀有气体，反应体系中各气体的浓度不变，平衡不移动，C错误；D．升高温度可增大活化分子百分数，加快反应速率；该反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，转化率增大，D正确；故答案选D。 2.（26-27高二上·江苏连云港·阶段检测）我国学者对T℃时铜基催化剂表面甲醇（）的可逆反应机理进行了深入研究，揭示了反应过程中的关键步骤及中间体的演化规律。一种反应机理如图所示： 下列有关说法正确的是 A．该反应在高温下可自发进行 B．反应速率：反应Ⅰ>反应Ⅱ C．反应Ⅰ、Ⅱ的热效应 D．铜基催化剂使该反应的K值增大，活化分子百分数增大 【答案】A 【分析】左图显示，初始物质先转化为，再转化为。右图两峰之间的谷底对应上述中间状态，反应Ⅰ从初始状态进行到中间状态，反应Ⅱ从中间状态进行到最终状态。每一步正反应的活化能对应其峰顶与该步起始状态之间的能量差，焓变对应该步终态与始态之间的能量差。 【解析】A．由反应物和生成物可写出总反应：。能量曲线的终点高于起点，说明总反应吸热，即；反应前后气体化学计量数之和由2增至4，故。用表示热力学温度，当温度足够高时，，于是，正反应可自发进行，A正确；B．第一峰顶与初始状态之间的能量差大于第二峰顶与中间状态之间的能量差，因此反应Ⅰ的正反应活化能大于反应Ⅱ。在其他条件相同时，活化能越大，反应速率越慢，故反应速率为反应Ⅰ<反应Ⅱ，B错误；C．反应Ⅰ的终态为两峰之间的谷底，其能量高于初始状态，所以反应Ⅰ吸热，；反应Ⅱ的终态能量低于该谷底，所以反应Ⅱ放热，。因此两步反应的热效应满足，C错误；D．铜基催化剂能够改变反应途径、降低活化能，使活化分子百分数增大，并同时加快正、逆反应速率。对于确定的反应，化学平衡常数K只与温度有关，加入催化剂不改变K，D错误；故选A。 3.（26-27高二上·河北石家庄·阶段检测）已知：工业上制备高纯硅的热化学方程式为，中含有2 mol Si—Si键。下列说法正确的是 A．该反应的熵变 B．高温条件有利于该反应自发进行 C．若表示键能，则 D．当该反应的时，该反应立即停止 【答案】B 【解析】A．反应前气体总物质的量为2 mol，反应后气体总物质的量为3 mol，混乱度增大，故，A错误；B．反应自发的判据为，该反应、，温度越高越容易满足，故高温有利于反应自发进行，B正确；C．焓变反应物总键能生成物总键能，代入数据得，选项中式子符号相反，C错误；D．时反应达到平衡状态，正、逆反应速率相等，为动态平衡，反应并未停止，D错误；故选B。 4.（25-26高三下·湖北·阶段检测）我国政府基于“多煤贫油少气”的国情，在各国主流发展“气头尿素(天然气为原料)”时，不惜投入地建设了工艺更复杂、环保压力更大的“煤头尿素(煤为原料)”全产业链(生产路线如下图)。美伊以冲突以来，国际上尿素价格暴涨，而我国尿素供应稳定，全国人民的粮食安全得到有力保障。相关说法错误的是 A．气头路线与煤头路线的工艺区别主要在于的制备 B．“脱硫”和“铜洗”工艺均能防止催化剂中毒 C．“造气”“水煤气变换”“合成氨”均为氧化还原反应 D．煤头路线缺点较多，需逐步开发气头路线替代 【答案】D 【解析】A．气头尿素以天然气为原料制备，煤头尿素以煤为原料制备，二者获得、后，后续合成氨、合成尿素的流程一致，因此工艺区别主要是的制备，A正确；B．脱硫除去含硫杂质，铜洗除去CO等少量杂质，含硫、CO等杂质都会使合成氨的催化剂中毒失活，两种工艺都可以防止催化剂中毒，B正确；C．造气过程中煤与水反应生成CO、，存在化合价变化；水煤气变换为，C、H化合价改变；合成氨，存在化合价变化，三者均为氧化还原反应，C正确；D．我国国情为“多煤贫油少气”，天然气资源不足，无法完全用气头路线替代煤头路线，且正是煤头尿素保障了我国尿素供应和粮食安全，D错误；故选D。 5.（25-26高二上·湖北荆州·期末）由Si和耦合加氢的热化学方程式为  ，相同条件下，用Cu、CuO和CuCl分别催化上述反应，一段时间内的转化率如下表所示。 催化剂 Cu CuO CuCl 的转化率/% 7.3 14.3 22.3 下列说法正确的是 A．有利于反应自发进行的条件为高温 B．用Cu作催化剂所需要的活化能大于用CuCl作催化剂 C．分离出产物时，可加快正反应速率，平衡正向移动 D．为了加快化学反应速率，反应温度越高越好，但的平衡转化率减小 【答案】B 【解析】A．反应ΔH = -80 kJ/mol < 0（放热），气体摩尔数减少（5 mol → 4 mol），ΔS < 0，根据ΔG = ΔH - TΔS，高温时ΔG > 0，非自发。因此，高温不利于自发进行，A错误；B．催化剂通过降低活化能加快反应速率。相同条件下，Cu催化时SiCl4转化率（7.3%）低于CuCl催化时（22.3%），说明Cu催化效果较差，所需活化能更高，B正确；C．分离出产物，生成物浓度降低，逆反应速率减小，平衡正向移动，但反应物浓度不变，分离瞬间正反应速率不变，随后随平衡移动正反应速率逐渐减小，并不会加快正反应速率，C错误；D．升高温度通常加快反应速率，但该反应放热（ΔH < 0），升高温度使平衡逆向移动，SiCl4平衡转化率减小；但温度过高可能引起副反应或催化剂失活，D错误；故选B。 2 / 24 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $