專題04化學(xué)反應(yīng)的方向.化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控

目錄

一、考情探究.......................................................................1

1.高考真題考點(diǎn)分布...........................................................................1

2.命題規(guī)律及備考策略.........................................................................2

二、培優(yōu)講練.....................................................

考點(diǎn)01自發(fā)過程與自發(fā)反應(yīng)....................................................................3

考向01考查自發(fā)過程和自發(fā)反應(yīng)的概念.......................................................6

考向02考查化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù).............................................................6

考點(diǎn)02化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控..........................................................................9

考向01考查合成氨反應(yīng)適宜條件的選擇......................................................10

考向02考查工業(yè)上選擇適宜生產(chǎn)條件的原則..................................................11

考向03考查催化劑在化學(xué)反應(yīng)調(diào)控中的作用分析..............................................12

好題沖關(guān).........................................15

基礎(chǔ)過關(guān)...................................................................................15

題型01化學(xué)反應(yīng)自發(fā)過程...................................................................15

題型02化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù).................................................................18

題型03化學(xué)反應(yīng)條件的控制................................................................21

題型04合成氨反應(yīng)適宜條件的選擇..........................................................24

題型05氨的合成...........................................................................27

能力提升.....................................................................................30

真題感知.....................................................................................38

考情探究

L高考真題考點(diǎn)分布

考點(diǎn)內(nèi)容考點(diǎn)分布

化學(xué)反應(yīng)自發(fā)方程2023江蘇卷

化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)2025海南卷,2025江西卷，2024貴州卷，2024湖北卷，2023湖北卷

化學(xué)反應(yīng)條件的控制2025黑吉遼蒙卷

氨的合成2023遼寧卷

2.命題規(guī)律及備考策略

【命題規(guī)律】

從考查題型和內(nèi)容上看，高考命題以選擇題和非選擇題均有呈現(xiàn)，主要考查化學(xué)反應(yīng)的燃變及反應(yīng)進(jìn)行的

方向、化工生產(chǎn)中條件的選擇等。

【備考策略】

1、結(jié)合學(xué)過的化學(xué)反應(yīng)實(shí)例，了解自發(fā)過程和化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)，生。

2、通過“有序”和“無序”的對比，了解端和端變的意義。

3、初步了解焰變和牖變對化學(xué)反應(yīng)方向的影響，能用焙變和婚變解釋化學(xué)反應(yīng)的方向，培養(yǎng)證據(jù)推理與模

型認(rèn)知能力。

4、認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的綜合調(diào)控在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中的重要作用。

5、知道催化劑可以改變反應(yīng)歷程，對調(diào)控化學(xué)反應(yīng)速率具有重要意義。

【命題預(yù)測】

預(yù)計(jì)近年高考仍側(cè)重以化工生產(chǎn)為背景，考查化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡知識在生產(chǎn)中的應(yīng)用，以選擇化工

生產(chǎn)條件。在選擇題中，考查反應(yīng)進(jìn)行的方向，工業(yè)生產(chǎn)適宜關(guān)件的選擇；在非選擇題中，通過圖像或表

格提供信息，從反應(yīng)時間、投料匕值、催化劑的選擇、轉(zhuǎn)化率等角度考查生產(chǎn)條件的選擇。

培優(yōu)講練

考點(diǎn)01自發(fā)過程與自發(fā)反應(yīng)

考點(diǎn)梳理

1、自發(fā)過程

⑴含義：在一定條件下，不用借助外力,就能自發(fā)進(jìn)行的過程。如：高山流水，自由落體，冰雪融化

⑵特點(diǎn)

①能量角度：體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)（體系對外部做功或者蟄放熱量）

②混亂度角度：在密閉條件下，體系有從度序自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向

③具有方向性:即過程的某個方向在一定條件下自發(fā)進(jìn)行，而該過程逆方向在該條件下肯定不能自發(fā)進(jìn)

行

⑶自發(fā)過程的判斷

①根據(jù)條件判斷：不是看是否需要條件，而是看是否需要持續(xù)施加I外力（如加熱等）

②）根據(jù)其逆向過程是否自發(fā)判斷：若逆向過程自發(fā)，則正向過程一定不自發(fā)；若逆向過程不臼發(fā)，則正

向過程■定自發(fā)

2、自發(fā)反應(yīng)

（1）定義：在給定條件下，可以旦發(fā)地進(jìn)行到顯著程度的化學(xué)反應(yīng)。如：鋼鐵生銹

⑵自發(fā)反應(yīng)的特征

一具有方向性,即反應(yīng)的某個方向在一定條件下是自發(fā)的，則其逆反應(yīng)在該條件下肯定不自發(fā)，如：鐵

器暴露于潮濕的空氣中會生銹，是自發(fā)的，則鐵銹變?yōu)殍F在該條件肯定不是自發(fā)的

②體系趨向于從島能量狀態(tài)較變?yōu)榈湍芰繝顟B(tài)

③體系趨向于從立序體系轉(zhuǎn)變?yōu)闊o底體系

（3）應(yīng)用

①可被用來完成有用功。如：比燃燒可設(shè)計(jì)成原電池

②非自發(fā)過程要想發(fā)生，必須對它做功。如：通電將水分解為H2和

【易錯提醒】

1、自發(fā)反應(yīng)也需要一定條件引發(fā)反應(yīng)，一旦反應(yīng)后即可自發(fā)進(jìn)行

2、一般的，如果一個過程是自發(fā)的，則其逆過程就是非自發(fā)的。非自發(fā)過程要想發(fā)生，則必須對它做功，

如利用水泵可將水從低處抽向高出，通也可將水分解生成氫氣和氧氣

3、判斷某反應(yīng)是否自發(fā)，只是判斷反應(yīng)的方向，與是否會發(fā)生、反應(yīng)的快慢、反應(yīng)的熱效應(yīng)無關(guān)

3、燧與尷變

(1)嫡的含義：度量體系混亂程度的物理量,符號為S。燧值越天，體系混亂度越大。

同一條件下，不同物質(zhì)有不同的熔值；同一種物質(zhì)在不同狀態(tài)下燧值也不同，一般規(guī)律是S(g)>S⑴>S(s)。

(2)病變的含義：AS=S(生成物)一5(反應(yīng)物)?；瘜W(xué)反應(yīng)的AS越大，越有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。

4、化學(xué)反應(yīng)的方向與能量的關(guān)系

能量變化是一個與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的因素，但丕是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行?的惟一因素。

(1)多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是螂反應(yīng)。

例如：在常溫、常壓下，氫氧化亞鐵被氧化為氫氧化鐵的反應(yīng)是自發(fā)的，反應(yīng)放熱：

4Fe(OH)2(s)+2H2O(I)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)A，(298K)=-444.3kj/mol

⑵有不少幽反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行。

例如：NH4HCO3(S)4-CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH.^COONH^aq)+H20(1)A”(298K)=+37.30kJ/mol

(3)有一些吸熱反應(yīng)在室溫條件下土能自發(fā)進(jìn)行，但在較高溫度下則能自發(fā)進(jìn)行。

例如：在室溫下和較高溫度下均為吸熱過程的CaCCh的分解反應(yīng)。

CaCOXs)=CaO(s)+CO2(g)A”(298K)=+178.2kJ/molAH(1200K)=+l76.5kJ/mol

結(jié)論；研究表明，對于化學(xué)反應(yīng)而言，絕大多數(shù)放熱反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行，同反應(yīng)放出的熱量越多，體系能

量降低得也越多，反應(yīng)越完全?？梢?，反應(yīng)的焙變是制約化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的因素之一。

【易錯提醒】

1、反應(yīng)能量判據(jù)不是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的惟一因素。

2、有些吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行。

5、化學(xué)反應(yīng)的方向與燧變的關(guān)系

化學(xué)反應(yīng)中要發(fā)生物質(zhì)的變化或物質(zhì)狀態(tài)的變化，因此存在著烯變。反應(yīng)的煽變AS為反應(yīng)產(chǎn)物總燧與反應(yīng)

物總?cè)贾?。對于確定的化學(xué)反應(yīng)，在一定條件下具有確定的爆變。

(1)許多域增加的反應(yīng)在常溫、常壓下可以自發(fā)進(jìn)行。產(chǎn)生氣體的反應(yīng),氣體物質(zhì)的物質(zhì)的量增大的反應(yīng),

埼變通常都是正值，為燧增反應(yīng)。

例如：2H2O2(aq)=2H2O⑴+Ch(g)；NH4HCO3(s)+CH3coOH(aq)=CO2(g)+CH3coONH4(aq)+H2。⑴；

(2)有些烯增的反應(yīng)在?常溫、常壓下不能自發(fā)進(jìn)行,但在較高溫度下可以自發(fā)進(jìn)行。

例如：CaCO3(s)^CaO(s)+C02(g)：C(石墨，s)+H20(g)=C0(g)+H?(g)：

(3)鋁熱反應(yīng)是煙減的反應(yīng)，它在一定條件下也可以自發(fā)進(jìn)行。

例如：2Al(s)+Fe2O3(s)=A12O3(s)+2Fe(s)；

結(jié)論：研究表明，除了熱效應(yīng)外，決定化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的另一個因素是體系的磁度，大多數(shù)自發(fā)

反應(yīng)有趨向于?體系混亂度增大的傾向。

【易錯提醒】

1、少數(shù)炳減少的反應(yīng)在一定條件下也可以自發(fā)進(jìn)行，如NH3(g)+HCI(g)=NH4cl(s)。

2、孤立體系或絕熱體系的自發(fā)過程才向著墉增的方向進(jìn)行。

6、化學(xué)反應(yīng)方向判斷方法

⑴傳統(tǒng)的判斷方法

①由不穩(wěn)定物質(zhì)向穩(wěn)定物質(zhì)轉(zhuǎn)變。2NaHCCh邑Na2cO3+CO2I+H2O,穩(wěn)定性：NaCO3>NaHCO3o

②離子反應(yīng)中，對于復(fù)分解反應(yīng)，一般是由易電離的物質(zhì)向難電離的物質(zhì)轉(zhuǎn)變,或向離子濃度減小的方

向轉(zhuǎn)變。

a、由溶解度大的物質(zhì)向溶解度小的物質(zhì)轉(zhuǎn)變。如Na2s04+CaCb=CaS0U（微溶）+2NaCl,CaSO4+

Na2cO3=CaCO3l+Na2so4,所以溶解性：CaCl2>CaSO4>CaCO3o

b、由相對強(qiáng)酸（堿）向相對弱酸（堿）轉(zhuǎn)變。如2cH3coOH+Na2co3=2CH3coONa+CChT+HzO,NaSiO^

+CO2+H2O=H2SiO31+Na2CO3,所以酸性強(qiáng)弱：CH3COOH>H2COs>H2SiO3o

③由難揮發(fā)（高沸點(diǎn)）性物質(zhì)向易揮發(fā)（低沸點(diǎn)）性物質(zhì)轉(zhuǎn)變。

a、由筵揮發(fā)性酸向易揮發(fā)性酸轉(zhuǎn)變。如NaCl+H2so4（濃）邑NaHSCh+HCf所以沸點(diǎn)：H2soM濃）AHCL

b、由漁揮發(fā)性酸酊向易揮發(fā)性酸酢轉(zhuǎn)變。如CaCQa+SiCh且迺CaSQ+CChT，所以沸點(diǎn)：SiO2>CO2o

c、由漁揮發(fā)性金屬向易揮發(fā)性金屬轉(zhuǎn)變。如2RbCl+Mg迤題MgCh+2Rb,所以沸點(diǎn)：Mg>Rb。

④由氧化性（還原性）強(qiáng)的物質(zhì)向氧化性（還原性凰的物質(zhì)的轉(zhuǎn)變。如2FeCl3+2KI=2FeCh+2KCI+

l2.2FeC12+C12=2FeCh,所以氧化性C12>FcCl3>l2o

⑵用熔變和燧變判斷反應(yīng)的方向：體系的自由能變化（符號為AG,單位為kJ/mol）綜合考慮了焰變和燧

變對體系的影響，可用于化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向的判斷，AG=A/7-TASo

①當(dāng)△”<（）,AS>0時，AGVO,反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。

②當(dāng)△〃>（）,ASVO時，AG>0,反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。

③當(dāng)A〃>0,AS>0或A”V0,ASVO時，反應(yīng)是否自發(fā)進(jìn)行與溫度有關(guān)，在一定溫度下可使AG=O,

即反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài).

④AHvO、AS<0時,，則AH-TAS在較低溫度時可能小于零，所以低溫有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。圖解如下：

A//<0,AW>0,

A5>0AS>0

一定自發(fā)高溫自發(fā)

A〃<0,AH>0,

AS<0AS<0

低溫自發(fā)一定不自發(fā)

【易錯提醒】

1、根據(jù)△//一7△SVO判斷的只是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的可能性，具體的反應(yīng)能否實(shí)際發(fā)生，還涉及到化學(xué)反

應(yīng)速率的問題。

2、判斷一個化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，若無任何外加條件，可以認(rèn)為我們所學(xué)過的化學(xué)反應(yīng)（電解反應(yīng)除外）

都是能夠自發(fā)進(jìn)行的。

請判斷下列說法的正誤（正確的打7”，錯誤的打“X”）

1、同一物質(zhì)的固、液、氣三種狀態(tài)的端值相同（）

2、非自發(fā)反應(yīng)，一定條件下也能使其反應(yīng)發(fā)生（）

3、在其他外界條件不變的情況下，使用催化劑，可以改變化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向（）

4、需要加熱才能夠進(jìn)行的反應(yīng)，肯定不是自發(fā)反應(yīng)（）

【答案】1.x2J3.x4.x

典例引領(lǐng)

考向01考查自發(fā)過程和自發(fā)反應(yīng)的概念

【例1】（2025?江蘇南通?一模）反應(yīng)2NO（g）+2CO（g）?一值）+28相）一定條件下能自發(fā)進(jìn)行,可用于處理

汽車尾氣。下列說法正確的是

A.反應(yīng)的溫度越高，平衡常數(shù)K的數(shù)值越小

B.正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能

C.該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式架十

c（N,）c（CO,）

D.反應(yīng)中每消耗11.2LN0,轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為6.02x1023

【答案】A

【詳解】A.反應(yīng)2NO（g）+2CO（g）-N2（g）+2CO2（g）是氣體體積減小的反應(yīng),AS<0,一定條件卜能自發(fā)進(jìn)行,

說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)的溫度越高，平衡逆向移動，平衡常數(shù)K的數(shù)值越小，A正確；

B.由A可知，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，正反應(yīng)的活化能小于逆反應(yīng)的活化能，B錯誤；

C.該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=里興注察，C錯誤；

cw（NO）-c'（CO）

D.未說明11.2LN0所處的溫度和壓強(qiáng)，無法計(jì)算物質(zhì)的量，D堵誤；

故選Ao

【思維建?！?/p>

關(guān)十反應(yīng)自發(fā)性需要注意

1、化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)指出的僅僅是在一定條件下化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的趨勢，并不能說明在該條件下反應(yīng)

一定能實(shí)際發(fā)生，還要考慮化學(xué)反應(yīng)的快慢問題。

2、自發(fā)過程的兩種傾向：①體系趨向于高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)（體系對外部做功或釋放熱量）。②在密閉

條件下，體系有從有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o用的傾向性（無序體系更加穩(wěn)定）。

考向02考查化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)

【例2】（2025?浙江?一模）相同溫度和壓強(qiáng)下，已知下列反應(yīng)均能自發(fā)進(jìn)行，下列判斷正確的是

C（石墨）+O2（g）=COjg）AH.

co（g）+lo2（g）=co2（g）AH2

7I

§Fe（s）+CO（g）=§Fe；；O3（s）+C（石墨）AH,

2/1,1

^Fe⑸+502（8）二矛€206）加匕

A.A/7IV0,AHx>0B.AA7,>AW2

C.A//5>A/7,D.AH--=0

【答案】c

7i

【詳解】A.石墨完全燃燒生成9為放熱反應(yīng)，AH】<0；；Fe（s）+CO（g）=Fea（s）+C（石墨）能自發(fā)進(jìn)行，

根據(jù)自發(fā)反應(yīng)的判斷依據(jù)△G=A"TA5<0,該反應(yīng)/<0（氣體物質(zhì)的量減少），所以△/<（）,A錯誤；

B.A均是C（石墨）-82的焰變，A也是CO1CO2的次變,因C（石墨”82釋放熱量更多,MhSHz,B錯誤;

C.根據(jù)蓋斯定律，AH產(chǎn)AH4+AH2-因AHJ<AH2,CH2-A據(jù)>0,故C正確;

D.根據(jù)蓋斯定律，尸AHd+AHz-AHL?H2MH3小H4=2/H"H2）血,D錯誤；

故選Co

【思維建?！?/p>

1、反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行需綜合考慮玲變和嫡變對反應(yīng)的影響，復(fù)合判據(jù)△//—「△5K0的反應(yīng)不一定能夠?qū)嶋H

發(fā)生，只是指出了在該條件下化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的趨勢，還要考慮化學(xué)反應(yīng)的快慢問題。

2、婚變、靖變和溫度對化學(xué)反應(yīng)方向的影響

&HLSLH-TLS反應(yīng)情況

—+永遠(yuǎn)是負(fù)值在任何溫度下過程均自發(fā)進(jìn)行

+—永遠(yuǎn)是正值在任何溫度下過程均非自發(fā)進(jìn)行

++低溫為正高溫為負(fù)低溫時非自發(fā)，高溫時自發(fā)

——低溫為負(fù)高溫為正低溫時自發(fā)，高溫時非自發(fā)

對點(diǎn)提升

【對點(diǎn)1]（2025?河北衡水?模擬預(yù)測）研究證明“惰性”的超臨界二氧化碳（SCO?）流體在輸送過程中也會腐蝕

金屬管道。模擬該過程的反應(yīng)機(jī)理和在Fe界面及非界面處SCO2反應(yīng)過程的相對能量對比如圖所不。卜列說

法錯誤的是

謔

玄

罡

,OH+CO,

Fc界面與非界面處sCO,反應(yīng)過程的相對能ht對比

A.SCO?腐蝕鐵的總反應(yīng)為Fe+*CO2+*H2O=FeCO3+H2

B.由*CO?與*也。生成*CO；的反應(yīng)速率小于生成*HCO；的反應(yīng)速率

C.非界面處，CO2+H2OH2c。3為自發(fā)反應(yīng)

D.Fe能促進(jìn)“惰性"SCO?的活性，起催化作用

【答案】C

【詳解】A.從鐵表面在自身腐蝕的作用機(jī)理圖像看：反應(yīng)的結(jié)果生成FeCO3和W，所以判斷發(fā)生反應(yīng)

Fe+*CO2+*H2O=FeCO3+H2,A正確：

B.根據(jù)圖示可知：生成*CO；的活化能大于生成*HCO二的活化能。反應(yīng)的活化能越大，反應(yīng)發(fā)生需消耗的

能量就越多，反應(yīng)就越難發(fā)生，相應(yīng)的反應(yīng)速率就越慢，故由*CO］與*也0生成*CO：的反應(yīng)速率小于生成

*HCO；的反應(yīng)速率，B正確；

C.非界面處H2c03的相對能量高于CO2和出0,所以此狀態(tài)下該反應(yīng)為非自發(fā)反應(yīng)，SCO?保持"惰性〃，C

錯誤；

D.從SC02反應(yīng)過程的相對能量對比圖，在Fe界面反應(yīng)所需能壘為0.67,而非界面處能壘為2.17,且Fe

界面生成*HCO,為自發(fā)反應(yīng)，所以Fe能促進(jìn)"惰性"SC02的活性，起催化作用，D正確；

故合理選項(xiàng)是C.

【對點(diǎn)2】(2025?海南?模擬預(yù)測)某小組探究MgjN?的性質(zhì)，裝置如圖所示，向燒瓶中滴加濃鹽酸，下列

推理錯誤的是

溶液

US04

A.裝置I中可能會發(fā)生端減反應(yīng)并產(chǎn)生"白煙"

B.裝置II可以防止CuSO工溶液倒吸進(jìn)燒瓶中

C.裝置III中最終一定會得到血色沉淀

D.氮化鎂的水解方程式為Mg3N24-6H2O=3Mg(OH)2+2NH.T

【答案】C

【詳解】A.白煙產(chǎn)生為NH3+HQ=NH40,反應(yīng)物為氣體，產(chǎn)物為固體，反應(yīng)為埼減，故A正確；

B.氮化鎂的水解產(chǎn)生的氨氣被濃鹽酸消耗，瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，裝置II可以防止CuSO4溶液倒吸進(jìn)燒瓶中，故

B正確;

C.氮化鎂的水解產(chǎn)生的氨氣被濃鹽酸消耗，無堿性氣體進(jìn)入CuSd溶液，不產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，故C錯誤；

D.氮化鎂的水解方程式為Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3個，故D正確;

故答案為C。

考點(diǎn)02化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控

考點(diǎn)梳理

1、控制反應(yīng)條件的目的及措施

(D控制反應(yīng)條件的目的

①促進(jìn)有利的化學(xué)反應(yīng)：通過控制反應(yīng)條件，可以加快化學(xué)反應(yīng)速率，提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化壟,從而促進(jìn)

有利的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行。

②抑制有害的化學(xué)反應(yīng)：通過控制反應(yīng)條件，也可以減緩化學(xué)反應(yīng)速率,減少甚至消除有化物質(zhì)的產(chǎn)生

或控制副反應(yīng)的發(fā)生，從而抑制有害的化學(xué)反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。

(2)控制反應(yīng)條件考慮因素：在實(shí)際生產(chǎn)中常常需要結(jié)合設(shè)備豺1、安全操作、經(jīng)濟(jì)成本等情況,綜合考慮

影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的因素，尋找適宜的生產(chǎn)條件。此外，還要根據(jù)環(huán)境保護(hù)及社會效益等方面

的規(guī)定和要求做出分析，權(quán)衡利弊，才能實(shí)施生產(chǎn)。

(3)控制反應(yīng)條件的基本措施

①控制化學(xué)反應(yīng)速率的措施：通過改變反應(yīng)體系的溫度、溶液的濃度、氣體的壓強(qiáng)(或濃度)、固體的表面

積以及使用催化劑等途徑調(diào)控反應(yīng)速率。

②提高轉(zhuǎn)化率的措施：通過改變可逆反應(yīng)體系的溫度、溶液的濃度、氣體的壓強(qiáng)(或濃度)等改變可逆反應(yīng)

的限度，從而提高轉(zhuǎn)化率。

(4)工業(yè)上選擇適宜牛產(chǎn)條件的原則

外界有利于加快速率的

有利于平衡正向移動的條件控制綜合分析結(jié)果

條件條件控制

增大反應(yīng)物的濃度、減小生成物

濃度增大反應(yīng)物的濃度不斷地補(bǔ)充反應(yīng)物、及時地分離出生成物

的濃度

催化劑加合適的催化劑不需要加合適的催化劑

△//<()低溫兼顧速率和平衡，考慮催化劑的適宜溫度

溫度局溫在設(shè)備條件允許的前提卜，盡量采取島溫

AW>0高溫

并考慮催化劑的適性

Avg<0高壓在設(shè)備條件允許的前提下，盡量采取高壓

壓強(qiáng)高壓(有氣體參加)

Avg>0低壓兼顧速率和平衡，選取適宜的壓強(qiáng)

2、合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)

合成氨反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)^^2NH3(g)o已知298K時：A/7=-92.4kJmol*,A5=-198.2Jmol'-K

(1)可逆性：反應(yīng)為可逆反應(yīng)

（2）體積變化：正反應(yīng)是氣體體積縮小的反應(yīng)

（3）焰變：A/7<0,烙變：ASgO

（4）自發(fā)性:常溫（298K）下,AH-7AS<0,能自發(fā)進(jìn)行

3、提高合成氨反應(yīng)速率和平衡轉(zhuǎn)化率的條件比較

原理分析：根據(jù)合成軟反應(yīng)的特點(diǎn)，利用影響反應(yīng)速率的因素和勒夏特列原理分析應(yīng)如何選擇反應(yīng)條件,

以增大合成氨的反應(yīng)速率、提高平衡混合物中氨的含量。

條件樨高反應(yīng)速率樨高平衡轉(zhuǎn)化率綜合結(jié)果

壓強(qiáng)高壓高壓高壓

溫度高溫低溫兼顧速率和平衡，且考慮催化劑活性

催化劑使用無影響使用

濃度增大反應(yīng)物濃度增大反應(yīng)物濃度，降低生成物濃度增大反應(yīng)物濃度，且不斷減少生成物濃度

4、工業(yè)合成氨的適宜條件

外部條件工業(yè)合成氨的適宜條件

壓強(qiáng)10?30MPa

溫度400-500℃

催化劑使用鐵觸媒作催化劑

濃度液化氨并及時分離，補(bǔ)充原料氣并循環(huán)利用1〃例2）：〃（比）=1：2.8]

易錯辨析

請判斷下列說法的正誤（正確的打7"，錯誤的打“X”）

1、AH<0,AS>。的反應(yīng)在溫度低時不能自發(fā)進(jìn)行（）

2、反應(yīng)NH3（g）+HCI（g）=NHQ（s）在室溫下可自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的AH<0（）

3、合成氨反應(yīng)中，壓強(qiáng)越大越利于增大反應(yīng)速率和平衡正向移動。（）

4、吸熱且燧增加的反應(yīng)，當(dāng)溫度升高時，反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行。（）

【答案】1.x2W3W4.x

典例引領(lǐng)

考向01考查合成氨反應(yīng)適宜條件的選擇

【例1】（2025?北京東城?二模）硝酸是重要的化工原料。下圖為制硝酸的流程示意圖。

下列說法正確的是

A.流程中，N?、NH,和NO作反應(yīng)物時，均作還原劑

B.合成塔中高溫、高壓的反應(yīng)條件均是為了提高NH,的平衡產(chǎn)率

C.吸收塔中通入空氣的目的是提高NO的轉(zhuǎn)化率

D.可選用銅作為盛裝液氨和濃硝酸的罐體材料

【答案】C

催化劑

【詳解】A.在合成氨反應(yīng)N-3H2尸2N小中，N2中氮元素化合價從0價降低至價，叱作乳化劑；NH3

催化劑

在氧化爐中發(fā)生反應(yīng)41^叫+5。2^----------4NO+6H2O,NH、中氮元素化合價升高，NH,作還原劑；NO在吸

A

收塔中發(fā)牛.反應(yīng)2NO+5=2NO2，NO中氮元素化合價升高，NO作還原劑，A錯誤；

B.合成氨的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，高溫會使平衡逆向移動，降低7H3的平衡產(chǎn)率；鳥壓使平衡正向移動，能

提高N&的平衡產(chǎn)率，B錯誤；

C.吸收塔中發(fā)生反應(yīng)2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO,通入空氣，提供。2，使NO能充分反應(yīng)，提

高NO的轉(zhuǎn)化率，C正確：

D.濃硝酸具有強(qiáng)氧化性，能與銅反應(yīng)，不能用銅作為盛裝濃硝酸的罐體材料，D錯誤：

故選C。

【思維建?！?/p>

工業(yè)生產(chǎn)中，必須從反應(yīng)限度和反應(yīng)速率兩個角度選擇合成氨的適宜條件，既要考慮盡量增大反應(yīng)物的轉(zhuǎn)

化率，充分利用原料，又要選擇較快的反應(yīng)速率，提高單位時間內(nèi)的產(chǎn)量，同時還要考慮設(shè)備的要求和技

術(shù)條件。

考向02考查工業(yè)上選擇適宜生產(chǎn)條件的原則

【例2】（2025?甘肅金昌?三模）碳酸錦￡02?：03）3］是一種稀土材料，工業(yè)上常以氟碳錦礦（主要成.分為CeFCO3.

BaO、SiO2）為原料制備碳酸鈍，其工藝流程如圖所示：

Na2sO,NaOHHC1

H2SO4溶液硫麻溶液溶液溶液

濾渣1濾液1濾渣2

NH4HCO3

CejCCOaJs'*----沉淀<---CeCl3*-

4^

濾液2

已知：①“酸浸"后鈾元素主要以［CeF?產(chǎn)的形式存在；②Ce3+在空氣中易被氧化為Ce，+,兩者均能形成氫氧

_S

化物沉淀；③“還原”時，加入硫版（||）的目的是將［CeFzF還原為Ce3+,硫腺被氧化為（SCN2H3）2。

HjN-C-NHj

下列說法錯誤的是

A.為了使“焙燒”更充分，應(yīng)當(dāng)從焙燒室的底部通入空氣

B.“酸浸”的目的是除去氟碳鈾礦中的BaO,因此〃濾渣1”為3aSO4

C.加入硫腺后發(fā)生“還原〃，反應(yīng)的圖子方程式為2SC（NH2）2+2[CeF2]2+=（SCN小3）2+2HF+2F+2Ce3+

D."堿轉(zhuǎn)酸浸〃最好隔絕空氣進(jìn)行

【答案】B

【詳解】A.“焙燒〃時，從焙燒室的底部通入空氣可以增大反應(yīng)物的接觸面積，使焙燒更充分，A正確；

B.氟碳缽礦中含有SiCh和BaO,"酸浸”時,硫酸會與BaO反應(yīng)生成BaSCU,但Si5難溶于硫酸,故“濾渣1〃

中應(yīng)含有BaSO4和SiO2,B錯誤；

S

C."還原”時，加入硫麻（||）的目的是將[CeF2產(chǎn)還原為Ce3+,硫腺被氧化為（SCN2H3）2,反應(yīng)的

H2N—c—NH2

離子方程式為2SC（）2+2[C*r=（SOV2H3）2+2HF+2F+2Ce3+,C正確；

D.Ce3?在空氣中易被氧化為Ce，+,因此“堿轉(zhuǎn)酸浸”最好隔絕空氣進(jìn)行，D正確；

故選B。

【思維建?！?/p>

化學(xué)反應(yīng)適宜條件選擇的思維流程和原則

1、化學(xué)反應(yīng)適宜條件選擇的思維流程

化學(xué)平衡

確

明

定

確反應(yīng)速率

反

目

應(yīng)

的設(shè)備可行

成本核算

2、化工生產(chǎn)適宜條件選擇的一般原則

條件原則

從化學(xué)反應(yīng)速率分析既不能過快，又不能太慢

既要注意外界條件對速率和平衡影響的一致性，又要注意二者影響的矛盾性，

從化學(xué)平衡移動分析

盡可能使化學(xué)平衡向生成所需產(chǎn)物的方向移動

從原料的利用率分析增加易得廉價原料，提高難得高價原料的利用率，循環(huán)利用從而降低生產(chǎn)成本

既要注意理論上的需要，又要考慮實(shí)際生產(chǎn)（如設(shè)備條件、安全操作、經(jīng)濟(jì)成

從實(shí)際生產(chǎn)能力分析

本等）的可能性

①防止催化劑中毒，增加乳化裝直；

從催化劑的使用分析②溫度對催化劑活性的影響；

③應(yīng)用灌化劑的選擇性，控制副反應(yīng)，提高產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本

考向03考查催化劑在化學(xué)反應(yīng)調(diào)控中的作用分析

【例3】（2025?山東聊城?模擬預(yù)測）我國科學(xué)家研發(fā)出一種新型雙溫催化劑Fe-TiO^H,,該催化劑催化N?

和H?合成N&（反應(yīng)體系溫度為495班的原理如圖所示，下列分析錯誤的是

熱Fe冷Ti雙溫催化

熱Fe(547℃)

O冷Ti(415℃)

A."熱Fe”上的變化屬于焰增、嫡增的變化

B.“熱Fe”有利于N?快速轉(zhuǎn)化為N

C.“冷Ti”低于體系溫度，有利于提高合成氨反應(yīng)速率

D.該催化劑能較好地解決傳統(tǒng)合成氨工藝中存在的反應(yīng)速率和平衡產(chǎn)率的矛盾

【答案】C

【詳解】A.由分析可知，"熱Fe"上的變化為：yN2=N,氮?dú)夥肿影l(fā)生共價鍵斷裂的變化為炒增、牖增的變

化，故A正確；

B.由分析可知，"熱Fe"高于體系溫度，有利于氮氮共價鍵的斷裂，加快反應(yīng)速率，故B正確；

C.由分析可知，“冷Ti”低于體系溫度，有利于平衡向正反應(yīng)方向移動，提高氨氣的產(chǎn)率，但降低溫度不

利干提高合成氨反應(yīng)速率，故C錯誤；

D.由分析可知，“熱Fe”高于體系溫度，有利于氮氮共價鍵的斷裂，加快反應(yīng)速率，"冷Ti”低于體系溫度，

有利于平衡向正反應(yīng)方向移動，提高氨氣的產(chǎn)率，所以該催化劑能較好地解決傳統(tǒng)合成氨工藝中存在的反

應(yīng)速率和平衡產(chǎn)率的矛盾，故D正確；

故選C。

對點(diǎn)提升

【對點(diǎn)1】（2025?北京延慶?一模）硝酸是重要化工原料，工業(yè)合成氨以及氮氧化制取硝酸的原理示意圖如口

N2'H2------A-------水

Iim_____

合成塔I—域分國器I劣化爐卜丑收塔卜一|陽處理/理

I

硝酸

卜冽說法不?正?確?的是

A.合成塔中合成氨的反應(yīng)條件都是為了提高平衡轉(zhuǎn)化率

催化劑

B.氧化爐中反應(yīng)的化學(xué)方程式：4NH#5O,^—4NO+6H,0

A

C.A物質(zhì)可以是空氣或氧氣，目的是使NO盡量充分的轉(zhuǎn)化為HNO,

D.生產(chǎn)過程中吸收塔產(chǎn)生的尾氣可用堿液吸收

【答案】A

【詳解】A.合成氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，合成氨的反應(yīng)條件中高溫不能提高平衡轉(zhuǎn)化率，目的是為了提高催

化劑的活性、加快反應(yīng)速率，另外加入催化劑也不能提高平衡轉(zhuǎn)化率，A錯誤；

B.氧化爐中NH3和。2在催化劑、加熱的條件下反應(yīng)生成NO和也0,化學(xué)方程式：

催化劑

4NH3+5O2△4NO+6H2。B正確；

C.流程分析可知M為空氣，氮?dú)獾拇呋趸枰?2,NO和水反應(yīng)生成HN03需要。2；吸收塔發(fā)生反應(yīng):

2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O=2HNO34-NO,5與NO反應(yīng)生成NO2，N。?被吸收生成HNO3，所以空氣的作用

是：將使N。充分轉(zhuǎn)化為HNO3,C正確；

D.吸收塔產(chǎn)生的尾氣中可能含有未反應(yīng)的NO和N02等氮氧化物，這些氣體可以用堿液（如\laOH溶液）

吸收，牛.成硝酸鹽和亞硝酸鹽，D正確；

故選A。

【對點(diǎn)2】（2025?黑龍江哈爾濱,二模）硼氫化鈉（NaBH』）具有優(yōu)良的還原性，在有機(jī)化學(xué)和無機(jī)化學(xué)領(lǐng)域有

著廣泛的應(yīng)用。用硼精他（主要成分為含有少量AhO,、SiO2,FeClJ制取NaBH^q流程如圖：

已知：偏硼酸鈉（NaBO?）易溶于水，在堿性條件下穩(wěn)定存在。

下列說法正確的是

A.濾渣1的成分為SiO?和Fe{OH%

B.濾渣2是Na03CaO-AhO/〃Si02,該物質(zhì)屬于氧化物

C.“制取〃時必須在干燥無氧環(huán)境下進(jìn)行

D.上述流程涉及的反應(yīng)存在氧化還原反應(yīng)

【答案】C

【詳解】A.由分析知，濾渣1的成分為Fe（OH）3,A錯誤；

B.濾渣2是NaQTCadAiqiSQ,該物質(zhì)屈于硅酸鹽，B錯誤；

C.NaB也具有優(yōu)良的還原性，易被氧氣氧化，故“制取〃時必須在干燥無氧環(huán)境下進(jìn)行，C正確；

D.硼精礦（主要成分為BzO-含芍少量Al。，、SiO2,FcC4等）加NaOH溶解為0八A?SiO2,分別

生成NaBCh、NaAIO2>Na2SiO3,同時生成Fe（0H）3,該過程元素化合價沒有變化,加入CaO生成

Na2O-3CaOAI2O3HSiO2,該過程元素化合價沒有變化，MgW與NaBCh在一定條件下發(fā)生反應(yīng)生成NaBH4

和MgO,該過程元素化合價沒有變化，故上述流程涉及的反應(yīng)不存在氧化還原反應(yīng)，D錯誤；

故選C。

【對點(diǎn)3】（2025?上海徐匯?模擬預(yù)測）冶銅煙氣可以作為工業(yè)制硫酸為原料。下列的說法正確的是

A.500（3左右，轉(zhuǎn)化器中反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率最大

B.使用以鐵為主的催化劑

C.冶煉煙氣在進(jìn)入轉(zhuǎn)化器之前，必須進(jìn)行除塵、干燥等凈化操作，防止催化劑中毒

D.壓強(qiáng)一般采用20~50MPa

【答案】C

【詳解】A.轉(zhuǎn)化器中二氧化硫與氧氣反應(yīng)生成三氧化硫，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，低溫時平衡轉(zhuǎn)化率比較大,

50時左右該反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率不是最大的，A錯誤；

B.由于硫酸與鐵能夠發(fā)生反應(yīng)，不能使用以鐵為主的催化劑，B錯誤；

C.冶煉煙氣在進(jìn)入轉(zhuǎn)化器之前，必須進(jìn)行除塵、干燥等凈化操作，防止催化劑中毒，C正確；

D.工業(yè)制硫酸用濃硫酸吸收三氧化硫，產(chǎn)物是液體，無需高壓反應(yīng)，D錯誤；

故選C。

好題沖關(guān)

基礎(chǔ)過關(guān)

題型01化學(xué)反應(yīng)自發(fā)過程

,、,、催化劑,、

1.（2025?江蘇?一模）反應(yīng)H2（g）+CO2（g）^=HCOOH⑴可用于儲氫，可能機(jī)理如圖所示。下列說法正

確的是

HCOOH+H2O

A.該反應(yīng)的AS>0

B.步驟I中co2帶正電荷的C與催化劑中的N之間作用

C.步驟III中存在非極性鍵的斷裂和形成

D.反應(yīng)中每消耗ImolCO2,轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為4x6.02x10”

【答案】B

【詳解】A.根據(jù)反應(yīng)方程式可知：該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，所以該反應(yīng)的ASvO,A錯誤:

B.由題圖所示的反應(yīng)機(jī)理可知，CO2中C顯正價，。顯負(fù)價，步驟I可理解為CO?中帶部分正電荷的C與

催化劑中的N之間作用，B正確；

C.步驟川中不存在非極性鍵的斷裂和形成，C錯誤：

D.該反應(yīng)中C02中C元素的化合價由+4價降低到+2價,每消耗lmoICCh轉(zhuǎn)移電子的數(shù)R約為2x6.02x1()23,

D錯誤；

故選Bo

2.(2025?安徽?調(diào)研)?定溫度下，在1L恒容密閉容器中,發(fā)生“甲烷重整”反應(yīng)：

CH4(g)+H2O(g).CO(g)+3H2(g),其原理如下所示。

已知“甲烷重整〃反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)如下表所示:

溫

度850100012001400

/0

K0.522751772

下列說法錯誤的是

A.物質(zhì)a可能是FeO

B.該反應(yīng)在任何溫度下均可自發(fā)進(jìn)行

C.若減小〃￡匕):〃(也0)的值，則CH,的平衡轉(zhuǎn)化率增大

D.10000,若容器中〃(CHj=〃(H2O)=，z(H2)=lmol、w(CO)=2mol,則反應(yīng)處于平衡狀態(tài)

【答案】B

【詳解】A.由反應(yīng)①可知，氫元素被還原，則鐵元素被氧化，所以物質(zhì)a可能是FeO,A正確；

B.該反應(yīng)的AS>0,根據(jù)表中數(shù)據(jù)，升高溫度，化學(xué)平衡常數(shù)增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，AH>0,根據(jù)

M-TASvO反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行，可知該反應(yīng)在高溫下可能自發(fā)進(jìn)行，B錯誤；

C.若減小〃(<2匕):〃(乩0)的值，即相當(dāng)于增加水蒸氣的濃度，化學(xué)平衡正向移動，則CH4的平衡轉(zhuǎn)化率

增大，c正確；

D.10000,若容器中〃(<3匕)=〃(也0)=/?(凡)=1萬01,〃(CO)=2moI,貝I」

2mol(ImolY

二ILIILJ=2*則此時反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，D正確；

C(CH4)C(H2O)ImolxImol

ILIL

故選Bo

3.(2025?黑龍江雙鴨山?調(diào)研)以饌基化合物為載體運(yùn)用化學(xué)平衡分離、提純某納米級活性鐵粉，反應(yīng)原理

為Fe(s)+5CO(g).,Fe(COMg)裝置如下：

已知溫度：［CT?.對于該過程理解不正確的是

A.Fe(s)+5CO(g)=Fe(CO)5(g)為放熱反應(yīng)

B.Fe(CO)s是以Fe為中心原子，CO為配體的配合物

C.工作時，工區(qū)域和T2區(qū)域發(fā)生反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)關(guān)系

D.Fe(s)+5CO(g)=Fe(CO*(g)，溫度升高，反應(yīng)AG增大

【答案】C

【詳解】A.已知「VT2,當(dāng)瓶基合鐵揮發(fā)到較高溫度區(qū)域T2時，五默基臺鐵分解，純鐵粉殘留在右端，-

氧化碳循環(huán)利用，鐵粉和?氧化碳化合成五鍛基合鐵時放出熱量，反應(yīng)Fe(s)+5CO(g).Fe(CO)5(g)(3HV

0,為放熱反應(yīng)，故A正確：

B.配合物Fe(CO),中心原子為Fe提供空軌道，CO提供電子作為配體，故B正確；

C.1區(qū)域Fe(s)+5CO(g)-Fe(CO)s(g)K「T:區(qū)域發(fā)生反應(yīng)Fe(CO)$(g)uFe(s)+5CO(g)K?,兩者溫

度不同，則平衡常數(shù)不是互為倒數(shù)關(guān)系，故C錯誤；

D.該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，病變小于0,根據(jù)反應(yīng)△GMHTAS,升高溫度不利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，反應(yīng)4G增大，

故D正確；

故選Co

4.(2025?河南洛陽?調(diào)研)在含鐵配離子(用山-Fc-表示)存在下，某一物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理和相對

過濾態(tài)1

過濁態(tài)2

453

帶\

S0.06

O-2

W1?\

++2

P.Hn42.

+6-4F6

DOH0IV+

4OO+.+

UOHOg

卷H

uO+

友+CJ=

HO++

輕OU.

OHO,

UOO

HUO

HU

H

反應(yīng)進(jìn)程

A.反應(yīng)過程中Fe的成鍵數(shù)「不變

B.反應(yīng)過程中斷裂與形成的共價鍵類型相同

C.決定整個反應(yīng)快慢的反應(yīng)為[LFeHJ=[LFeH「+凡T

D.若無[L-Fe-H]?存在，則HCOOH無法轉(zhuǎn)化為CO?、H2

【答案】C

【詳解】A.由題中左圖知，反應(yīng)①中Fe的成鍵數(shù)目由2變?yōu)?,A項(xiàng)錯誤；

B.整個過程中沒有非極性鍵斷裂但有非極性鍵形成（生成H?）,B項(xiàng)錯誤：

C.反應(yīng)的適化能越大，反應(yīng)速率越慢，慢反應(yīng)決定整個反應(yīng)的決慢，由題中右圖知因玲I過程反應(yīng)的活化能

最大，反應(yīng)速率最慢，C項(xiàng)正確；

催化劑

D.總反應(yīng)HCOOH⑴---