化学反应的方向、化学反应的调控（核心考点）-2025年高考化学一轮复习（原卷版）

考点28化学反应的方向、化学反应的调控

目录

考情探究1

1.高考真题考点分布...........................................................................1

2.命题规律及备考策略........................................................................1

_2

考法01化学反应的方向........................................................................2

考法02化学反应的调控........................................................................5

Q

考情探究

1.高考真题考点分布

考点内容考点分布

2024•湖北卷,3分；2023•江苏卷，3分；2023•湖北卷，3分；2022•江苏卷，2022•湖

化学反应的方向

北卷3分；2022•浙江卷，2分；

化学反应的调控2023•辽宁卷，3分;

2.命题规律及备考策略

【命题规律】

高频考点从近几年全国高考试题来看，熠变、燧变与反应方向的关系、化学反应进行方向的判断仍是高考

命题的热点。

【备考策略】

AG=A—<0,反应能自发进行|

嫡及摘变।~

化学反应NAG=A"-7AS=0,反应处于平衡状态|

的方向

T焙变I-----AG=AH-TAS>0,反应不能自发进行

化学反应

的方向及H催化剂选择|

反应条件T温度选择

的选择反应速率角鹿］一

—压强选择

化学反应条综合效益

T浓度选择>II

件的选择

7

【命题预测】

预计2025年高考会以新的情境载体考查自发过程、判断反应是否自发、调控化学反应条件，题目难度一

般较小。

考点梳理

考法01化学反应的方向

1.自发过程

⑴含义

在一定条件下，不需要就能自动进行的过程。

⑵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。

3.焰判据

(1)放热过程中体系能量降低，AH<0,具有的倾向。

(2)实验发现，大多数放热反应是可以进行的。

例如：Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s)AH=-216.8kJ/mol

(3)有些吸热反应也可以进行，如Ba(OH)2・8H2。晶体与NH4cl晶体的反应是吸热的，但是这个反

应却是可以自发进行的，故不能只根据放热或者吸热来判断化学反应的方向，焰变只是影响反应方向的一

种因素。

4.嫡判据

(1M商的定义

描述体系混乱程度的物理量，一般用s表示。赠值越大，体系的越大。

(2)源的大小

同种物质的燧值与其存在有关，S(g)>S(1)>S(s)o

(3)端判据

体系的混乱度(即燧值)增加，AS>0,反应有的倾向。

有些崎减的过程也能,如乙烯聚合为聚乙烯的反应，故赠变只是影响反应方向的一种因素。

5.复合判据(自由能AG)

在等温、等压条件下的封闭体系中(不考虑体积变化做功以外的其他功)，自由能的变化(符号为AG,单位

为kJ/mol)综合反映了体系的焰变和嫡变对自发过程的影响：o这时，化学反应总是向着自

由能减小的方向进行，直到体系达到平衡。即：

当AGO时，反应能；

当AG=0时，反应处于；

当AG>0时，反应不能0

情况焙变嫡变自由能变化反应能否自发进行

①AH<0AS>0AG<0—

②\H>0AS<0AG>0—

③\H<QASVO无法判断—

④XH>0A5>0无法判断—

易错辨析

--------------110

请判断下列说法的正误(正确的打“小，错误的打“X”)

(1)放热过程有自发进行的倾向性，但并不一定能自发进行，吸热过程没有自发进行的倾向性，但在一定条

件下也可自发进行。()

(2)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的AHVO。()

(3)某化学反应的AH=-122kJ-mo「i,AS=-431J-moF'-K-1,则此反应仅在低温下自发进行。()

(4)—10℃的水结成冰，可用燧变的判据来解释反应的自发性。()

(5)判断过程的自发性能确定过程能否一定发生和过程发生的速率。()

(6)在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向。()

(7)2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的△”>()()

(8)SO2(g)=S(g)+O2(g)AH>0,AS>0,该反应不能自发进行()

(9)SO2(g)+2H2s(g)=3S⑸+2H2(XDAKO,低温下能自发进行()

(10)常温下，反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自发进行，则该反应的△»>()()

典例引领

---------110

考向01考查反应方向及其判据

[例1](2024•河北秦皇岛•一模)下列有关化学反应方向及其判据的说法中错误的是()

A.lmolH2O在不同状态时的燧值：S[H2O(l)]<S[H2O(g)]

B反应CaCO3(s)=CaO(g)+CO2(g)AH>0能否自发进行与温度有关

C.H2O2分解和HC1O分解均是自发过程，故这两个反应的AH和AS的变化相同

D.常温下，反应4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2。⑴=4Fe(OH)3(s)能自发进行，则该反应的AH<0

考向02考查是否自发进行

【例2】(2024•山西临汾・二模)已知凡气体分子总数增多的反应一定是燧增大的反应。一定条件下，下列反

应不能自发进行的是()

A.3O2(g)=2O3(g)AH>0

B.2C(s)+O2(g)=2CO(g)AH<0

C.N2(g)+3H2(g)-2NH3(g)AH<0

D.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)AH>0

【思维建模】蛤变、嫡变和温度对化学反应方向的影响

AHASAH-TAS反应情况

一+永远是负值在任何温度下均自发进行

+一永远是正值在任何温度下均非自发进行

++低温为正，高温为负低温时非自发，高温时自发

一一低温为负，高温为正低温时自发，高温时非自发

对点提升

-------------II<1

【对点1】(2024•吉林长春•模拟)工业上利用NH3和CO2制取尿素［CO(NH2)2］，有关反应的热化学方程式如

下：

反应I：2NH3⑴+CO2(g)-H2NCOONH4⑴A/7=t7kJmoF1

反应II：H2NCOONH4(1)H2O(1)+CO(NH2)2(1)AH=6kJ-mori

下列有关说法正确的是()

A.反应2NH3⑴+CO2(g)-=H2O(1)+CO(NH2)2(1)(a-b)kJ-moC

B.反应I在一定温度下能自发进行，则a>0

C.生产过程中及时将水分离出去，可以加快反应II的正反应速率

D.同压下，等质量的液态水和水蒸气，水蒸气的能量高

【对点2】(2024•江西吉安・模拟)下列说法正确的是()

A.放热反应都能自发进行，吸热反应都不能自发进行

B.电解水为自发反应

C.反应NH3(g)+HCl(g)=NH4CKs)在室温下可自发进行，则该反应的AH>0

D.W(s)+xG(g)=2Q(g)AH<0,能自发进行，x可能等于1

考法02化学反应的调控

1.化学反应的调控

既要考虑合适的________因素又要考虑________因素。

含义通过改变反应条件使一个可能发生的反应按照某一方向进行

需要考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

虑的实应速率和化学平衡的因素，寻找适宜的生产条件。此外，还要根据环境保护及社会效益等

际因素方面的规定和要求做出分析，权衡利弊，才能实施生产

2.合成氨反应的特点

-SrEt

N2(g)+3H2(g).2NH3(g)△〃=—92.2kJ-mo「，AS=-198.2J-K-^mor^

催化剂

合一可逆性：反应为可逆反应

成一体积变化：正反应是气体体积减小的反应

氨

一次含变：AHs。，嫡变：AS£()

反

应—自发性：常温(298K)下,AH-TASj^O,

熊自发进行

3.提高合成氨反应速率和平衡转化率的条件比较

条件提高反应速率提高平衡转化率综合结果

压强———

温度——兼顾速率和平衡，催化剂活性

催化剂———

由反应速率方程可知，增大氮

______反应物的浓度，________反应物的浓度，且不断

浓度气、氢气的浓度，减小______的

降低反应产物的浓度减小反应产物的浓度

浓度

4.工业合成氨的适宜条件

序号影响因素选择条件

(1)温度反应温度控制在400〜500°(£右

(2)浓度N2、H2投料比为______o_____及时从混合气中分离出去，剩余气体_______

(3)压强lx。〜lx/pa

(4)催化剂选择____做催化剂

5.合成氨工业的简要流程

原料

气的

制取

(除尘器)(压缩机)(合成塔)(冷凝器)

①原料气的制取

N2：将空气液化、蒸发分离出N2或者将空气中的。2与碳作用生成C02,除去C02后得N2。

H2：用水和燃料(煤、焦炭、石油、天然气等)在高温下制取。用煤和水制H2的主要反应为

C+H2O(g)^^CO+H2,CO+H2O(g)ttlPCO2+H2»

②制得的N2、H2需净化、除杂质，再用压缩机压缩至高压。

③氨的合成：在适宜的条件下，在合成塔中进行。

④氨的分离：经冷凝使氨液化，将氨分离出来，为提高原料的利用率，将没有完全反应的N2和H2循环送

入合成塔，使其被充分利用。

易错辨析

-----------II<1

请判断下列说法的正误（正确的打“小,错误的打“X”）

⑴充入的N2越多越有利于NH3的合成。（）

（2）使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出去，可提高原料的利用率。（）

（3）在工业生产条件优化时，只考虑经济性就行，不用考虑环保。（）

（4）合成氨反应选择在700K左右进行的重要原因是催化剂在700K左右时的活性最大。（）

（5）一个化工生产的过程中只考虑反应的限度问题即可。（）

典例引领

--------------IK

考向01考查工业合成氨

【例1】（2024•湖北荆门•一模）合成氨反应的正反应是气体体积减小的放热反应。合成氨工业的生产流程

如下：

液氨

关于合成氨工业的说法中不正确的是（）

A.混合气体进行循环利用遵循绿色化学思想

B.合成氨反应须在低温下进行

C.对原料气进行压缩是为了增大原料气的转化率

D.使用催化剂可以提高反应的速率，但是不能使平衡向正反应方向移动

考向02考查化学反应原理在物质制备中的调控作用

[例2]（2024.安徽芜湖•一模）在一定条件下探究二甲醛的制备反应为2CO（g）+4H2（g）-CH3OCH3（g）+

H2O（g）AH,测定结果如图所示。下列判断错误的是（）

A.该反应的AH<0

B.该反应伴随着副反应的发生

C.工业上选择的较适宜温度为280〜290℃

D.加入催化剂可以提高CH30cH3的产率

【思维建模】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

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，

从化学平衡移动分析

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

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

从实际生产能力分析

本等）的可能性

①防止催化剂中毒，增加乳化装置；

从催化剂的使用分析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

对点提升

--------------II<1

【对点1］（2024•福建三明.模拟）合成氨反应达到平衡时，NH3的体积分数与温度、压强的关系如图所

示。根据此图分析合成氨工业最有前途的研究方向是（）

瞬

余

思

这

£

1

之

O

A.提高分离技术

B.研制耐高压的合成塔

C.研制低温催化剂

D.探索不用N2和七合成氨的新途径

【对点2】（2024•广东湛江•模拟）苯乙烯是生产各种塑料的重要单体，可通过乙苯催化

脱氢制得：

5CH（H"）3OCHYH"）+H2（g）△-+123.5kJ-m。「。工业上，通常在乙苯（EB）蒸

气中掺混N2（原料气中乙苯和N2的物质的量之比为1：10,N2不参与反应），控制反应温度为600°C,并保

持体系总压为0.1MPa不变的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下

苯乙烯的选择性（指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数）示意图为

（2）掺入N2能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实。

（3）用平衡分压代替平衡浓度计算600℃时的平衡常数Kp=。（保留两位有效数字，分压=总压x物

质的量分数）

（4）控制反应温度为600℃的理由是-

好题冲关

基础过关

------------II<1

1

1.（2024•江苏苏州•三模）合成氨反应为N2（g）+3Hz（g）B2NH3（g）AH--92.4kJ-moFo下列说法正确

的是

A.该反应AS>0

B.AH=E（N-N）+3E（H-H）-6E（N-H）

C.反应中每消耗3moiH2转移6moi电子

D.实际生产中以低温、高压、高活性催化剂的条件来提高氨气产率

2.（2024•天津和平•三模）下列说法正确的是

A.键角：NH3<NF3B.放热反应不一定是自发进行的反应

C.酸性：FCH2COOH<C1CH2COOHD.吸热反应一定是非自发进行的

3.（2023・上海徐汇.模拟预测）有关工业合成氨的说法错误的是

A.不断移去液氨，有利于反应正向进行B.400~500℃时，原料的平衡转化率最大

C.增大压强，氨的分解速率增加D.原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒

4.（2024•辽宁•模拟预测）向体积均为1L的甲、乙两个恒容密闭容器中分别充入ImolO?和4moiHBr,发生

反应：4HBr（g）+O2（g）^i2Br2（g）+2H2O（g）AH。分别在绝热、恒温条件下进行，两反应体系的压强

随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是

B.乙在恒温条件下进行，AH<0

C.a点的正反应速率大于c点的正反应速率

D.甲条件下平衡常数K小于20.25

5.(2024・安徽•模拟预测)CO2催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体，其反应式为

CO2(g)+3H2(g)^CH3OH(g)+H2O(g)AH<0,下图为“仁02):〃(旦)=1:3,温度在250℃下的甲醇的

物质的量分数X(CH3OH)与压强p的关系及压强在p=5xl()5pa下的甲醇的物质的量分数x(CH3OH)与温

度t的关系，下列有关说法正确的是

p/105Pa

123456789

s—:1

sJ0

s9

(8

Hs.o

o7

xs.o

uo6

)s

xs5

s.o4

.o3

so..o2

s.o1

.o

.o200210220230240250260270280

A.由图可知，随压强增大，平衡常数K增大

B.曲线a为250℃时等温过程曲线

C.该反应在任何温度下都能自发进行

D.当x(CH3OH)=0.1时，凡的平衡转化率为53.3%

6.(2024・湖南•模拟预测)工业上，常用氨气脱硝。向恒容密闭容器中充入NCh和NH3,发生反应:

8NH3(g)+6NO2(g)^7N2(g)+12H2O(g)AH,测得NCh的平衡转化率与温度投料比X

系如图所示。净反应速率△▽=*正)逆)。下列叙述正确的是

40

No

的

平0

5

衡

转0

化

6

率

/%

70

温度逐渐升高

A.该反应为吸热反应，高温下都能自发进行

B.投料比：X2<XI

C.平衡常数K：a=b>c

D.净反应速率：a=b=c

7.（2024・吉林长春•模拟预测）在盛有CuO/CmO载氧体的恒容密闭容器中充入空气，发生反应:

2Cu2O（s）+O2（g）^4CuO（s）AH,平衡时O2的体积分数中（。2）随反应温度T变化的曲线如图所示。下列说

法错误的是

(1030,21)

%

/

(

d

)(985,10)

B

90010001100

77℃

A.该反应在低温条件下能自发进行

B.在1030C时加入催化剂，平衡时（p（O2）>21%

C.1030℃,当气体密度不再随时间变化而变化时，反应达到了平衡状态

D.985℃达到平衡状态后，充入纯氧，再次达到平衡后，02浓度不变

8.（2024.江苏扬州.模拟预测）工业生产H2SO4过程中发生反应2so2（g）+5（g）U2so3（g）。下列说法正

确的是

A.反应的平衡常数长=岂黑誉D

C（SO3）

B.该反应AS<0、AH>0

C.使用合适的催化剂，可以降低反应的活化能，加快反应速率

D.上述反应中每消耗Imol。2,转移电子的数目约为2x6.02x1023

9.（2024・湖南邵阳•三模）汽车尾气净化反应为：

2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)AH=-746.8kJ/mol、AS=-197.5J/(mol-K)o向IL密闭容器中充入

l.Ox10-3molNO>3.6xlO-3molCO,测得NO和CO的物质的量浓度与时间关系如图所示。下列说法正确

的是

7

T

O

U

V

0

D

E

A.当体系中N2和CO2浓度比不变时达到平衡状态

B.y—>Z段反应速率v(NO)=0.1mol/(L-s)

C.上述正反应在任何温度下都能自发进行

D.该温度下，上述反应的逆反应平衡常数K=2x10-4

10.(2024•江苏南通•模拟预测)NH3快速消除烟气中的N0.的反应原理为

催化剂

NO2(g)+NO(g)+2NH3(g)^=2N2(g)+3H2O(g)AH<0。反应装置示意图如图所示。下列关于该反

应的说法不正确的是

A.该反应AS>0

B.选择高效催化剂可降低反应的焰变

C.选择高效催化剂可提高NO.的转化率

D.每消耗ImolNE,转移电子的数目约为3x6.02x1023

能力提升

----------1|<

11.(2024.河北衡水.三模)我国科研团队研究MoS,电催化合成氨反应

[N2(g)+3H2(g)^2NH3(g)AH<0]时，发现不同电解质溶液对催化历程的影响如图所示，其中吸附在催

化剂表面的物种用*标注。下列说法错误的是

2

1一形成Li—S键合作用

—不形成Li—S键合作用

o

«x，_____I/

T

,

A.反应放热是合成氨反应自发进行的主要助力

B.选用Li2so4作电解质的反应速率比选用K2SO4的快

C.电先吸附于催化剂表面再参加合成氨反应

D.形成Li-S键合作用时，合成氨反应的的绝对值更大

12.（2024•河北沧州•三模）工业上用Na2c固体作固硫剂，氢气还原辉铜矿（MoS?）获得铝（Mo）的反应原

理为MoS2（g）+4H2（g）+2Na2co3（s）UMo（s）+2CO（g）+4H2O（g）+2Na2s（s）AH。在恒容密闭容器中进

行该反应，平衡时气体的体积分数与温度的关系如图所示。下列说法错误的是

%

、

禁

中

患

及

£

r及

z

B

M-

A.X、Y、Z分别代表H?、HQ、CO

B.该反应在高温下可以自发进行

C.图中a=30

D.升高温度，反应体系中混合气体的平均相对分子质量增大

13.（2024.安徽马鞍山.三模）已知：反应I.COS（g）+H2（g）UCO（g）+H2s（g）

反应II.COS（g）+3H2（g）UCH30H（g）+H2s（g）

在恒压条件下，按〃（COS）:〃（H2）=1:1投料比进行反应，含碳物质的平衡体积分数随温度的变化如图所

zj\O

?化

H生

整转

和的

?重2

Nh

CO

化CC

催与和

剂积

W

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催

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发成成g（）

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小研合Hg

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%下ABCD1合ABCD1成反反反反在率

250

-T-CH4的相对体积

-的相对体积

-fCC>2的转化率

-fCO的相对体积

700800900100011001200

77℃

产品气V（CH,）

相对体积V（CH,）

原料气V（CH,）

产品气V（co或%）-原料气V3或㈤

相对体积V（co或比）

原料气V（m）

下列说法不正确的是

A.温度低于900℃,反应I基本不发生

B.850℃〜900℃时，主要发生反应IV

C.增大焦炉煤气流速一定能提高CO的相对体积

D.工业生产上需要研发低温下CH4转化率高的催化剂

真题感知

----------110

1.（2024・湖北卷）在超高压下转化为平行六面体的分子（如图）。下列说法错误的是

A.和。8互为同素异形体B.。8中存在不同的氧氧键

C.