化学反应的方向 化学反应的调控 -2025年高考化学考向分析(共52张PPT)

(共52张PPT)
2025年高考化学考向分析
化学反应的方向
化学反应的调控
化学反应进行的方向
1.（2022浙江1月选考） 型强电解质在水中的溶解（可视作特殊的化学反应）表示为
,其焓变和熵变分别为和。对于不同组成的 型强电
解质,下列说法正确的是( )
D
A.和均大于零 B.和 均小于零
C.可能大于零或小于零,大于零 D.和 均可能大于零或小于零
【解析】 强电解质溶于水放热,,强电解质 溶于水吸热,
。
型强电解质固体溶于水转化为离子，混乱度增加，但离子在水中存在水合
过程，使水的混乱度下降，所以整个溶解过程的熵变取决于固体转化为离子的熵增和水
合过程的熵减两个作用的相对大小，若前者占主导，则溶解过程熵增，反之熵减。
2.（2021浙江6月选考）相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是( )
B
A.
B.
C.
D.（，金刚石）（ ，石墨）
【解析】 相同条件下，的原子个数多于 ，故熵：
。
相同条件下，同一物质的物质的量越大，其熵越大，即熵：
。
等量的同一物质不同状态时的熵：固态 液态 气态，即熵：
。
石墨与金刚石互为同素异形体，由晶体结构可知，金刚石有着更为有序的原子结
构，其熵较低，即熵：（，金刚石）（ ，石墨）。
3.（2022湖南）已知, 的值只取决于反应体系的始态和终态，忽略
、随温度的变化。若,则该反应可以自发进行。根据下图判断: 时，下
列反应不能自发进行的是( )
C
A.
B.
C.
D.
【解析】 分析题图可知， 时
、
的，反应能自发进行； 时
的 ，反
应不能自发进行；在 时，
的约为 ,
的约为 ，
可由 和
相加得到，且 的值只取决于反应体系的始态和
终态，可推知的 ，
反应能自发进行。
4.（2021湖南）氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可
通过氨热分解法制氢气。相关化学键的键能数据如表所示：
化学键
键能 946 436.0 390.8
一定温度下，利用催化剂将分解为和 。
（1） 反应_______ 。
（2） 已知该反应的 ，在下列哪些温度下反应能自发进行？
_____（填标号）。
CD
A. B. C. D.
【解析】 （1）根据 反应物的键能总和-生成物的键能总和，可知反应
的 。
（2）
5.多晶硅是制作光伏电池的关键材料。如图1所示是由粗硅制备多晶硅的简易过程。
图1
回答下列问题：
Ⅰ.硅粉与在时反应生成气体和,放出 热量,该反应的热化学
方程式为_ _____________________________________________________。 的电子
式为_ _______。
Ⅱ.将氢化为 有三种方法,对应的反应依次为:
①
②
③
（1） 氢化过程中所需的高纯度可用惰性电极电解溶液制备,写出产生 的电极
名称______（填“阳极”或“阴极”）,该电极反应式为__________________________。
阴极
（2） 已知体系自由能变,时反应自发进行。三个氢化反应的
与温度的关系如图2所示,可知:反应①能自发进行的最低温度是_________;相同温度下,反
应②比反应①的 小,主要原因是______________________________。
，导致反应②的小
图2
图3
（3） 不同温度下反应②中 转化率如图3所示。下列
叙述正确的是_____（填序号）。
、
点:
.点 点
.反应适宜温度:
（4） 反应③的___________（用、 表示）。
温度升高,反应③的平衡常数 ______（填“增大”“减小”或
“不变”）。
减小
（5） 由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质除、和 外,还有_________
（填分子式）。
、
【解析】 Ⅰ.反应物为固态、气态，生成物是气态的和 ，反应条件是
，配平时将 的化学计量数定为1，由此写出热化学方程式：
。中与1个 、3个
分别形成共价单键，每个周围补上电子以满足8电子稳定结构，故 的电子式
为 。
Ⅱ.
（1）用惰性电极电解溶液，在阳极放电生成 ，电极反应式为
；在阴极不反应，放电生成 ，电极反应式为
（用惰性电极电解溶液等同电解，阴极生成 、
阳极生成）。（2）由题图可以看出，温度达到以上反应①的 才会小于0，
因此反应①能自发进行的最低温度是 。反应①反应前后的气体分子数不变，可
知反应①的变化很小（不同物质的是不同的，但是气体物质的量如果有变化则 变
化较大）；反应②反应前后气体分子数减小，，单从 来看，在同温条件下反
应②的应该偏大，但实际情况是反应②比反应①的 小，原因就是反应①的
、反应②的，导致在相同温度下，反应②比反应①的 小。
（3）题图3是经典的转化率对温度的关系图，在较低温度时，反应速率较慢，在给定的
时间内未达到平衡，所以温度越高，反应速率越快，相同时间内 的转化率增加；在
较高温度时，反应速率快，在给定的时间内已经达到平衡，随着温度升高 的转化率
降低，可知该反应为放热反应。B点未达平衡， 的转化率还能继续增加，可知B点
反应正向进行，正反应速率大于逆反应速率，项正确。点温度高于A点，所以
点点，项错误。之间， 的转化率较高，选择此温度范围比较合
适，项正确。（4）根据盖斯定律，由反应②-反应①得反应③，所以 ；
由于、，所以 必小于0。对放热反应而言，化学平衡常数随着温度
的升高而减小。（5）反应①生成的 可用于流程中粗硅提纯的第1步，三个可逆反应
中剩余的 也可循环使用。
化学反应原理在化工生产中的调控作用
6.（2023湖南）聚苯乙烯是一类重要的高分子材料，可通过苯乙烯聚合制得。
Ⅰ.苯乙烯的制备
（1） 已知下列反应的热化学方程式:
计算反应的______ 。
（2） 在某温度、下，向反应器中充入 气态乙苯发生反应④，其平衡转化
率为，欲将平衡转化率提高至，需要向反应器中充入___ 水蒸气作为稀释
气（计算时忽略副反应）。
5
（3） 在、下，以水蒸气作稀释气、 作催化剂，乙苯除脱氢生成苯
乙烯外，还会发生如下两个副反应:
⑤
⑥
以上反应体系中，芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性
随乙苯转化率的
变化曲线如图所示，其中曲线 代表的产物是______,理由是_____
_________________________________________________________
_________________________________________________________
___________。
甲苯
生成苯乙烯是主反应，选择性最高；而主反应生成的可以加快反应⑥的正反应速率，随着反应逐渐进行，甲苯的选择性相比于苯升高幅度较大
（4） 关于本反应体系中催化剂 的描述错误的是_____。
BD
A.射线衍射技术可测定晶体结构 B. 可改变乙苯平衡转化率
C.降低了乙苯脱氢反应的活化能 D.改变 颗粒大小不影响反应速率
Ⅱ.苯乙烯的聚合
苯乙烯聚合有多种方法，其中一种方法的关键步骤是某（Ⅰ）的配合物促进
（引发剂，表示卤素）生成自由基 ，实现苯乙烯可控聚合。
（5） 引发剂、、 中活性最高的是__________。
（6） 室温下，在配体的水溶液中形成，其反应平衡常数为;
在水中的溶度积常数为。由此可知，在配体 的水溶液中溶解反应的平衡常数
为_______（所有化学方程式中化学计量数关系均为最简整数比）。
【解析】 （1）根据盖斯定律，由 可得
| 。
（2）在某温度、下，向反应器中充入 气态乙苯发生反应④。乙苯的平衡
转化率为，列三段式计算 ，如下：
平衡时总物质的量为
设欲将平衡转化率提高至，充入的物质的量为 （链接大招19），可列
三段式计算，如下：
平衡时总物质的量为（充入的 要列入总物质的量）
（温度不变，不变），解得 。
（3）生成苯乙烯的反应是主反应，选择性肯定比副反应所生成的苯和甲苯高，因此在
乙苯转化率相同的条件下，选择性最高的曲线 代表的产物是苯乙烯。随着反应进行，
反应物乙苯的压强逐渐降低，因此反应④、⑤、⑥的正反应速率应逐渐降低，但由于主
反应④的产物有， 压强的增加可以提高反应⑥的正反应速率，因此反应⑤和⑥相
比，随着反应逐渐进行（即乙苯转化率逐渐升高），反应物乙苯会更多地转化成反应⑥
的产物甲苯，因此选择性升高幅度甲苯会逐渐高于苯，由此可知曲线 代表的产物是甲
苯。
（4）测定晶体结构最常用的仪器是射线衍射仪，因此 射线衍射技术可测定
晶体结构。
是催化剂，催化剂不能使平衡发生移动，不能改变乙苯平衡转化率。
作催化剂，可以降低乙苯脱氢反应的活化能，提高反应速率。
改变 颗粒大小，可以增大固体催化剂与气体反应物的接触表面积，因此可以
改变反应速率。
（5）根据题目所给信息可知，断裂的碳卤键可以生成自由基 ，键
长:,键长越长则键能越小，化学键越易断裂，故 最容易
生成自由基 ，活性最高。
（6）根据题目信息写出平衡常数所对应的可逆反应，即
； ，溶度积常数为
。在配体 的水溶液中溶解所对应的可逆反应为
，该反应可由上述两个可逆反应相加而得，
化学方程式相加则平衡常数相乘，因此在配体 的水溶液中溶解反应的平衡常数为
。
7.（2022辽宁）工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其
获得诺贝尔奖，其反应为
。
回答下列问题：
（1） 合成氨反应在常温下____（填“能”或“不能”）自发进行。
（2） ____温（填“高”或“低”，下同）有利于提高反应速率，____温有利于提高平衡转
化率，综合考虑催化剂（铁触媒）活性等因素，工业常采用 。
能
高
低
（3） 针对反应速率与平衡产率的矛盾，我国科学家提出了以下解决方案：
复合催化剂。
图1
图2
下列说法正确的是__。
时，复合催化剂比单一催化剂效率更高
.同温同压下，复合催化剂有利于提高氨的平衡产率
.温度越高，复合催化剂活性一定越高
（4） 某合成氨速率方程为，根据表中数据， ____。
实验
1
2
3
4
在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为__。
.有利于平衡正向移动
.防止催化剂中毒
.提高正反应速率
【解析】 （1）常温下 ，
，
故合成氨反应在常温下能自发进行。（2）其他条件一定时，升高温度，反应速率加快；合成氨反应是放热反应，温度降低能使平衡正向移动，提高平衡转化率。（3）由题图1可知，时，复合催化剂（有 ）催化时合成氨反应的反应速率比单一催化
剂（没有）催化时大很多，说明时复合催化剂比单一催化剂效率更高， 项正
确。同温同压下，复合催化剂能提高反应速率，但不能改变平衡状态，故不能提高氨的
平衡产率，项错误。温度过高，复合催化剂可能会失去活性，催化效率反而降低， 项
错误。（4）观察表格，挑选、 浓度都相同的实验1、3，分别代入合成氨的
速率方程可得、，联立解得 。合成
氨过程中，不断分离出氨，即降低体系中，平衡正向移动（分离氨气导致 降
低，因此 ，平衡正向移动），值得注意的是分离出氨气不会提高正反应速率，
正确， 错误。产物氨不会使催化剂中毒（如果氨会使这个催化剂中毒，那怎么可能还
使用这个催化剂呢）， 错误。
1.（2022湖北部分学校质检）反应进行的方向是化学反应原理的重要组成部分之一。下
列说法正确的是( )
D
A.一定温度和压强下，某种给定物质的、 均为定值
B.根据反应的自发性可以预测该反应发生的快慢
C.某可逆反应的正反应能够自发进行，则该反应的 一定小于零
D.常温下，反应不能自发进行，则该反应的
【解析】 一定温度和压强下，某种给定物质的、 均为定值。
根据反应的自发性只能判断反应进行的方向，不能预测反应发生的快慢。
由可知，在、 和高温条件下，正反应也具有自发性。
反应不能自发进行，即，由于该反应的，则其 。
2.（2023江苏）金属硫化物 催化反应
，既可以除去天然气中
的,又可以获得 。下列说法正确的是( )
C
A.该反应的
B.该反应的平衡常数
C.题图所示的反应机理中，步骤Ⅰ可理解为 中带部分负电荷
的与催化剂中的 之间发生作用
D.该反应中每消耗 ,转移电子的数目约为
【解析】 ，左侧
反应物气体分子数之和为3，右侧生成物气体分子数之和为
5， 。
由化学方程式结合平衡常数表达式可知，
。
的电负性比大，因此中带部分负电荷，又分析题图可知，经过步骤Ⅰ后
中带部分负电荷的与催化剂中的 之间形成作用力。
中C的化合价为，中C的化合价为，可知每与 反应，
转移电子物质的量为，因此每消耗，转移电子的物质的量为 ，数目
约为 。
3.如图表示生成几种氯化物反应的自由能变化 随温度变化情况。若在图示温度范围内
焓变和熵变不变，且，其中为常数，为温度，反应①②③的
随温度 的变化关系如图所示。
反应①：
反应②：
反应③：
下列说法错误的是( )
D
A.反应①在温度为时的平衡常数 为1
B.反应②的平衡常数随温度升高而减小
C.反应③是熵增反应
D.在温度为时，不能用还原
【解析】 分析题图可知反应①在温度为时 ，又
，故 。
由化学方程式可知，反应②为反应前后气体分子数减小的反
应，其熵变；从题图可知反应②的，
且，可推知 ，平衡常数随温度升高而减小。
反应③的随温度升高而降低，且，因此 。
若能用还原，则还原 的反应可由反应③-反应②得到，即
，温度大于时，反应③的小于反应②的 ，
则的为负值，说明在温度大于（如 ）时
反应能发生，可用还原 。
4.（图像创新）（2023辽宁名校联考） 时，向图1中带隔板的密闭容器两侧各充入
与，抽出隔板发生反应：
（绝对值很小，以下简称“该反应”），反应过程中自由能 （由体系的焓、熵与温度
共同决定：）随体系中氢气的体积分数 变化的示意图如图2所示，
其中 点为曲线最低点。则下列说法错误的是( )
A.自由能由下降到是抽出隔板时与 混合造成的
B.时，在 点该反应达到进行的限度
C.由点点过程中，故该反应在点满足：
D.若时该反应的平衡常数为64，则
√
【解析】 由题图2可知，、的横坐标相同，可知此时反应并未发生，自由能
减小是由体系熵增引起的。
化学反应总是向着体系的自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡， 点为曲线
最低点，时，在 点该反应达到进行的限度。
过程中， 的体积分数增大，说明平衡逆向移动，则逆反应速率大于正反应
速率，正、逆反应速率之比 。
开始充入的和各为，由反应 可知，反应前
后气体的总物质的量不变，平衡时，的体积分数为，的物质的量为 ，反
应的氢气的物质的量为，的物质的量为 ，设容器体积
为，平衡常数， 。
5.（2022上海）铵态氮肥的过度使用会导致水体的富营养化，研究发现，可以用化学方
法和生物方法去除氨氮。现探究去除溶液中氨氮的最适宜条件。
（1） 化学方法一般用次氯酸钠氧化。次氯酸钠可以和水中溶解的氨气反应得到无毒无
害物质，其离子方程式为 。次氯酸钠溶液中含氯
的微粒有____________。
、
（2） 现定义：氨氮脱除率 氨氮脱除率受
溶液和的影响。如表是不同 下的氨氮脱除率:
反应前氮元素质量 反应后氮元素质量 氨氮脱除率
5.8 49.3 24.11
6.9 49.3 19.08
7.7 49.3 16.86
8.8 49.3 18.88
9.3 49.3 25.29
图示为最适宜条件,和 起始投料比例不同的情况下的氨氮脱除率。
试分析为什么最佳时，按照投料氨氮脱除率较低，只有 ，写出两个可能的原因:
____________________________________________________________________________
_________________________________。
次氯酸钠中价的氯元素和产物中价的氯元素发生归中反应，导致次氯酸钠有所消耗；次氯酸根离子发生水解有所消耗
（3） 由上述信息判断，反应的最佳 范围是_________，最佳投料比是_____。
3.25
【解析】 （1）由于为弱酸， 在溶液中会发生水解反应
，因此次氯酸钠溶液中含氯的微粒有和 。（2）根
据反应知，当和的起始投料比为 时，
理论上氨氮的脱除率为，而实际上氨氮的脱除率只有 ，根据
、 可推测其原因。（3）由题
表中数据知，当时，氨氮脱除率，说明 由7.7
增大到，氨氮脱除率一直降低，因此反应的最佳范围为 ，由图中曲线可
以看出，最佳投料比为3.25。
6.（2023山东青岛调研） 甲烷化反应合成替代天然气，是其循环利用的重要路径之
一。
（1） 甲烷化主反应： 。
副反应：Ⅰ． ；
Ⅱ． ；
Ⅲ． 。
则_____ 。
（2） 副反应Ⅱ所生成的 也能发生甲烷化反应，反应的化学方程式为______________
_____________________________________________________________________。
原料气中氢碳比对副反应有影响，实际生产中 值较大时能有效防止积碳的
原因是_________________________________________________。
促进反应正向进行,将积碳消耗
（3） 根据热力学平衡原理，有利于主反应生成更多甲烷的是__（填标号）。
．高温、高压 ．低温、低压
．高压、低温 ．低压、高温
（4） 以和 为初始原料，在催化剂
作用下保持总压为 发生反应
，不同温度下在
相同时间测得 的转化率如图。
① A点的反应速率___（填“ ”“ ”或“ ”）。
② B点的平衡常数 _ ____。
③ 由图像可知，影响该催化剂活性的因素有______________________。
温度和催化剂中含量
（5） 经验公式为（为活化能，单位为； 为速率
常数；和为常数，单位为）。甲烷化反应的速率常数与温度 的
关系如图，___________ （保留3位有效数字）。
【解析】 （1）根据盖斯定律，由主反应-
副反应Ⅰ，可得副反应Ⅲ，故
。（2）
由原子守恒可知， 发生甲烷化反应
（与反应），生成甲烷和 。
增大时，相当于二氧化碳浓度不
变，增大氢气浓度，会促进反应 正向进行，将积碳消耗。（3）
主反应为放热、气体分子数减小的反应，根据化学平衡移动原理，降温、加压其平衡正
向移动，有利于生成更多甲烷，故 正确。（4）①结合催化剂不影响平衡移动及题图知，
B点处于平衡状态，A点转化率小于平衡转化率，反应正向进行，故A点 。
②B点的平衡转化率为 ，列三段式：
平衡时气体的 。则B点平衡常
数 。③分析题图
可知，温度和催化剂中 含量影响催化剂
的活性。（5）将C、D点数据分别代入公式
得 、
，解得
。
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