1/3專題04化學(xué)反應(yīng)的方向和調(diào)控（期末復(fù)習(xí)講義）內(nèi)容導(dǎo)航明·期末考情：把握考試趨勢方向，精準(zhǔn)備考理·核心要點：系統(tǒng)歸納知識脈絡(luò)，構(gòu)建體系破·重難題型：攻克典型疑難問題，突破瓶頸過·分層驗收：階梯式檢測與評估，穩(wěn)步提升考查重點命題角度化學(xué)反應(yīng)的方向化學(xué)反應(yīng)的方向與焓變和熵變的關(guān)系化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的綜合調(diào)控復(fù)合判據(jù)的應(yīng)用利用復(fù)合判據(jù)判斷反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行所需條件要點01自發(fā)過程與自發(fā)反應(yīng)1.自發(fā)過程(1)含義：在一定條件下，不用借助外力就可以的過程。例如高山流水、自由落體。(2)特點①體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對外部做功或釋放熱量)。②在密閉條件下，體系有從有序自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向(無序體系更加穩(wěn)定)。(3)非自發(fā)過程：在一定條件下，需持續(xù)才能進(jìn)行的過程。2.自發(fā)反應(yīng)(1)含義：在給定的條件下，無需外界幫助，一經(jīng)引發(fā)即能自動進(jìn)行的反應(yīng)，稱為自發(fā)反應(yīng)。例如鋼鐵生銹。(2)非自發(fā)反應(yīng)：不能自發(fā)進(jìn)行，必須借助某種外力才能進(jìn)行的反應(yīng)。(3)自發(fā)反應(yīng)具有，即在一定條件下反應(yīng)的某個方向是自發(fā)進(jìn)行的，其逆方向在相同條件下一定不能自發(fā)進(jìn)行。自發(fā)反應(yīng)能夠?qū)嶋H發(fā)生，發(fā)生時速率也不一定大。歸｜納｜總｜結(jié)(1)自發(fā)反應(yīng)可被用來做“有用功”。(2)非自發(fā)過程要想發(fā)生，必須對它做功。(3)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。(4)非自發(fā)反應(yīng)在一定條件下能發(fā)生。要點02化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)1.焓變與化學(xué)反應(yīng)的方向放熱反應(yīng)過程中體系能量降低，因此具有自發(fā)進(jìn)行的傾向，利用焓變來判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向，這就是焓判據(jù)。大多數(shù)放熱反應(yīng)是可以的。有些吸熱反應(yīng)也可以，如：2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)ΔH＝+109.8kJ·mol-1，故不能只根據(jù)放熱或吸熱來判斷反應(yīng)的方向。只用焓判據(jù)判斷反應(yīng)是否自發(fā)不全面。2.熵變與化學(xué)反應(yīng)的方向(1)熵值大小①體系的熵值：體系的混亂程度越大，體系的熵值就越大。②同一種物質(zhì)的熵值：S(g)>S(l)>S(s)；同一條件下，不同物質(zhì)的熵值不同。(2)熵變與化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的關(guān)系①自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)大多是的過程，有些熵減的過程也能。不能只根據(jù)熵增或熵減來判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向。②與環(huán)境既沒有物質(zhì)交換也沒有能量交換的孤立體系或絕熱體系，自發(fā)過程才向著熵增的方向進(jìn)行。3.自由能與化學(xué)反應(yīng)的方向(1)自由能變化符號為ΔG，單位為kJ·mol-1。(2)自由能變化與焓變、熵變的關(guān)系ΔG＝ΔH-TΔS。ΔG不僅與焓變和熵變有關(guān)，還與溫度有關(guān)。歸｜納｜總｜結(jié)反應(yīng)方向與自由能的關(guān)系化學(xué)反應(yīng)總是向著自由能減小的方向進(jìn)行，直到體系達(dá)到平衡。①當(dāng)ΔG<0時，反應(yīng)能；②當(dāng)ΔG＝0時，反應(yīng)處于；③當(dāng)ΔG>0時，反應(yīng)不能。類型ΔHΔSΔG反應(yīng)的自發(fā)性1<0>0<0一定能自發(fā)2>0<0>0一定不能自發(fā)3<0<0正負(fù)決定于溫度低溫能自發(fā)4>0>0高溫能自發(fā)要點03理論分析合成氨反應(yīng)的條件1.合成氨反應(yīng)的特點合成氨反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。已知298K時：ΔH＝-92.4kJ·mol-1，ΔS＝-198.2J·mol-1·K-1。(1)自發(fā)性：常溫(298K)下，ΔH-TΔS<0，能。(2)可逆性：反應(yīng)為。(3)熵變：ΔS<0，正反應(yīng)是氣體的反應(yīng)。(4)焓變：ΔH<0，正反應(yīng)是。2.原理分析根據(jù)合成氨反應(yīng)的特點，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。條件提高反應(yīng)速率提高平衡轉(zhuǎn)化率壓強(qiáng)溫度催化劑濃度3.數(shù)據(jù)分析根據(jù)在不同溫度和壓強(qiáng)下(初始時N2和H2的體積比為1∶3)，平衡混合物中氨的含量實驗數(shù)據(jù)分析，提高反應(yīng)速率的條件是升高溫度、增大壓強(qiáng)；提高平衡混合物中氨的含量的條件是降低溫度、增大壓強(qiáng)。二者在溫度這一措施上是不一致的。實驗數(shù)據(jù)的分析與理論分析的結(jié)論是一致的。要點04實際工業(yè)合成氨的適宜條件1.工業(yè)生產(chǎn)中，必須從反應(yīng)速率和反應(yīng)限度兩個角度選擇合成氨的適宜條件。(1)盡量增大反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，充分利用原料。(2)選擇較快的化學(xué)反應(yīng)速率，提高單位時間內(nèi)的產(chǎn)量。(3)考慮設(shè)備的要求和技術(shù)條件等。2.合成氨反應(yīng)的適宜條件(1)壓強(qiáng)目前我國的合成氨廠一般采用的壓強(qiáng)為。

壓強(qiáng)越大，對材料的強(qiáng)度和設(shè)備的制造要求就越高，需要的動力也越大，這將會大大增加生產(chǎn)投資，并可能降低綜合經(jīng)濟(jì)效益。(2)溫度實際生產(chǎn)中一般采用的溫度為。

溫度降低會使化學(xué)反應(yīng)速率減小，達(dá)到平衡所需時間變長，這在工業(yè)生產(chǎn)中是很不經(jīng)濟(jì)的，且鐵觸媒在500℃左右時的活性最大(3)催化劑①目前，合成氨工業(yè)中普遍使用的是以鐵為主體的多成分，又稱鐵觸媒。②即使在高溫、高壓下，N2和H2的化合反應(yīng)仍然進(jìn)行得十分緩慢。加入催化劑，改變反應(yīng)歷程，降低反應(yīng)的活化能，使反應(yīng)物在較低溫度時能較快的發(fā)生反應(yīng)。提高單位時間的生產(chǎn)效率，可提高經(jīng)濟(jì)效益。(4)濃度及時將氨氣從反應(yīng)混合物中出去，將未反應(yīng)的N2和H2循環(huán)使用并及時補(bǔ)充N2和H2，使反應(yīng)物保持一定的濃度。(5)投料比①大量實驗證明，合成氨反應(yīng)中當(dāng)n(N2)∶n(H2)＝1∶3時，氨的平衡體積分?jǐn)?shù)最大。②研究表明，氮氣和氫氣通過吸附在催化劑表面發(fā)生一系列反應(yīng)生成氨，N2的吸附分解反應(yīng)活化能高，速率慢，是合成氨反應(yīng)的決速步。N2相對易得，適度過量有利于提高H2的轉(zhuǎn)化率，適當(dāng)提高N2比例，加快合成氨的速率實際生產(chǎn)中，N2和H2的物質(zhì)的量之比并非1∶3，而是1∶2.8。

3.合成氨的生產(chǎn)流程示意圖題型01自發(fā)過程和自發(fā)反應(yīng)【典例1】下列關(guān)于自發(fā)過程的敘述正確的是()A.只有不需要任何條件就能夠自動進(jìn)行的過程才是自發(fā)過程B.需要加熱才能進(jìn)行的過程肯定不是自發(fā)過程C.同一可逆反應(yīng)的正、逆反應(yīng)在不同條件下都有自發(fā)的可能D.非自發(fā)過程在任何條件下都不可能變?yōu)樽园l(fā)過程【變式1-1】下列關(guān)于自發(fā)過程的敘述正確的是()A．只有不需要任何條件就能夠自動進(jìn)行的過程才是自發(fā)過程B．需要加熱才能進(jìn)行的過程肯定不是自發(fā)過程C．同一可逆反應(yīng)的正、逆反應(yīng)在不同條件下都有自發(fā)的可能D．非自發(fā)過程在任何條件下都不可能變?yōu)樽园l(fā)過程【變式1-2】下列說法不正確的是()A．Na與H2O的反應(yīng)是熵增的放熱反應(yīng)，該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行B．某吸熱反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)是熵增反應(yīng)C．碳酸銨[eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH4))2CO3]在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨氣是因為外界給予了能量D．CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(l)是一個熵減反應(yīng)題型02反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向【典例2】下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的焓變的敘述正確的是()A.化學(xué)反應(yīng)的焓變與反應(yīng)的方向無關(guān)B.化學(xué)反應(yīng)的焓變直接決定了反應(yīng)的方向C.焓變?yōu)檎姆磻?yīng)都是吸熱反應(yīng)D.焓變?yōu)檎姆磻?yīng)都能自發(fā)進(jìn)行【變式2-1】下列自發(fā)反應(yīng)可用焓判據(jù)來解釋的是()A.2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)ΔH＝+56.7kJ·mol-1B.(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)ΔH＝+74.9kJ·mol-1C.2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH＝-571.6kJ·mol-1D.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)ΔH＝+178.2kJ·mol-1【變式2-2】下列對于化學(xué)反應(yīng)方向說法正確的是()A.常溫下，反應(yīng)C(s)＋CO2(g)=2CO(g)不能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的ΔH>0B.4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(g)=4Fe(OH)3(s)的ΔH<0，常溫常壓下能自發(fā)進(jìn)行，對該反應(yīng)的方向起決定作用的是溫度C.反應(yīng)2Mg(s)＋CO2(g)=C(s)＋2MgO(s)在一定條件下能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的ΔH>0D.一定溫度下，反應(yīng)2NaCl(s)=2Na(s)＋Cl2(g)的ΔH<0，ΔS>0題型03反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向【典例3】下列對熵的理解錯誤的是()A.同種物質(zhì)氣態(tài)時熵值最大，固態(tài)時熵值最小B.體系越有序，熵值越?。辉交靵y，熵值越大C.與外界隔離的體系，自發(fā)過程將導(dǎo)致體系的熵減小D.25℃、1.01×105Pa時，2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)是熵增反應(yīng)方｜法｜點｜撥常見的熵增過程和熵增反應(yīng)(1)常見的熵增過程：固體的溶解，氣體的擴(kuò)散，水的汽化等。(2)常見的熵增反應(yīng)：產(chǎn)生氣體的反應(yīng)，氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)?！咀兪?-1】下列變化過程為熵增的是()A.2NH4NO3(s)2N2(g)+4H2O(g)+O2(g)B.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)C.2CO(g)+O2(g)2CO2(g)D.3O2(g)2O3(g)【變式3-2】下列對熵的理解錯誤的是()A．同種物質(zhì)氣態(tài)時熵值最大，固態(tài)時熵值最小B．體系越有序，熵值越小；越混亂，熵值越大C．與外界隔離的體系，自發(fā)過程將導(dǎo)致體系的熵減小D．25℃、1.01×105Pa時，2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)是熵增反應(yīng)題型04自由能與反應(yīng)進(jìn)行方向的判斷【典例4】關(guān)于反應(yīng)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH<0。下列說法正確的是()A.該反應(yīng)是熵增大的反應(yīng)(即ΔS>0)B.該反應(yīng)在低溫條件下能較快發(fā)生C.該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，能在任何溫度下自發(fā)進(jìn)行D.反應(yīng)是否自發(fā)要綜合考慮焓變和熵變兩個因素方｜法｜點｜撥利用自由能公式計算反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的最低溫度若題目提供了ΔH和ΔS的數(shù)據(jù)，可利用ΔG＝ΔH－TΔS<0，來計算反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的最低溫度。計算時要注意以下兩點：(1)給出的ΔH的單位通常為kJ/mol，ΔS的單位通常為J/(mol·K)，進(jìn)行計算時要將二者的單位統(tǒng)一，即將ΔS的單位換算為kJ/(mol·K)或?qū)ⅵ的單位換算為J/mol，再代入數(shù)值進(jìn)行計算。(2)溫度用絕對溫度K，而不能用℃，其中T＝(273＋t)K?！咀兪?-1】氮化硼(BN)是重要的無機(jī)材料，可通過下面兩個反應(yīng)制得：反應(yīng)Ⅰ：2B(s)+N2(g)2BN(s)反應(yīng)Ⅱ：B2O3(s)+2NH3(g)2BN(s)+3H2O(g)已知反應(yīng)Ⅰ常溫下能自發(fā)進(jìn)行，反應(yīng)Ⅱ常溫下不能自發(fā)進(jìn)行。下列說法錯誤的是()A.常溫下反應(yīng)Ⅰ的ΔG<0，但無法判斷化學(xué)反應(yīng)速率快慢B.反應(yīng)Ⅰ的ΔS<0，ΔH<0C.性能優(yōu)良的催化劑可使反應(yīng)Ⅱ在常溫下自發(fā)進(jìn)行D.反應(yīng)Ⅱ中有極性鍵的斷裂與生成【變式4-2】下列敘述不正確的是()A．混亂度減小的吸熱反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行B．在溫度、壓強(qiáng)一定條件下，自發(fā)反應(yīng)總是向ΔG＝ΔH－TΔS＜0的方向進(jìn)行C．碳酸氫鈉加熱可以分解，因為升高溫度利于熵增的方向自發(fā)進(jìn)行D．水結(jié)冰的過程不能自發(fā)進(jìn)行的原因是熵減的過程，改變條件也不可能自發(fā)進(jìn)行題型05工業(yè)合成氨的適宜條件【典例5】合成氨對人類生存和發(fā)展有著重要意義，1909年哈伯在實驗室中首次利用氮氣與氫氣反應(yīng)合成氨，實現(xiàn)了人工固氮，其合成原理為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0。符合工業(yè)合成氨生產(chǎn)實際的是()A.V2O5作催化劑B.反應(yīng)溫度由催化劑決定C.將N2和H2液化D.NH3由吸收塔吸收【變式5-1】工業(yè)合成氨的流程如圖所示，下列有關(guān)說法錯誤的是()A.步驟①中“凈化”可以防止催化劑中毒B.步驟②中“加壓”既可以提高原料的平衡轉(zhuǎn)化率，又可以加快反應(yīng)速率C.步驟③、④、⑤均有利于提高原料的平衡轉(zhuǎn)化率D.產(chǎn)品液氨除可用來生產(chǎn)化肥外，還可用作制冷劑【變式5-2】合成氨問題，關(guān)乎世界化工發(fā)展和糧食安全問題。下列對合成氨工業(yè)的敘述不正確的是()A.高壓條件比常壓條件更有利于合成氨的反應(yīng)B.合成氨時采用循環(huán)操作，可以提高原料利用率C.工業(yè)生產(chǎn)采用500℃而不采用常溫，是為了提高合成氨的轉(zhuǎn)化率D.鐵觸媒的使用有利于提高合成氨的生產(chǎn)效率題型06化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控【典例6】下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)調(diào)控措施的說法不正確的是()A.硫酸工業(yè)中，為提高SO2的轉(zhuǎn)化率，通入過量的空氣B.工業(yè)上增加煉鐵高爐的高度可以有效降低尾氣中CO的含量C.合成氨工業(yè)中，從生產(chǎn)實際條件考慮，不盲目增大反應(yīng)壓強(qiáng)D.工業(yè)以CO和H2為原料合成甲醇，為提高原料的利用率采用循環(huán)操作方｜法｜點｜撥選擇化工生產(chǎn)適宜條件的分析角度分析角度原則要求從化學(xué)反應(yīng)速率分析既不能過快，又不能太慢從化學(xué)平衡移動分析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，從而降低生產(chǎn)成本從實際生產(chǎn)能力分析如設(shè)備承受高溫、高壓的能力等從催化劑的使用活性分析注意催化劑的活性對溫度的限制【變式6-1】某化工廠生產(chǎn)硝酸的流程如圖1所示；其他條件相同時，裝置③中催化劑鉑網(wǎng)的成分、溫度與氧化率的關(guān)系如圖2所示。下列說法不正確的是()A.該流程中，①③④發(fā)生了氧化還原反應(yīng)B.②中利用氨易液化的性質(zhì)實現(xiàn)反應(yīng)物和生成物的分離C.③中最佳反應(yīng)條件是鉑網(wǎng)成分為純鉑、溫度為900℃D.④中通入過量空氣可以提高硝酸的產(chǎn)率【變式6-2】納米鈷常用于CO加氫反應(yīng)的催化劑：CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)ΔH<0，下列說法正確的是()A.納米技術(shù)的應(yīng)用，優(yōu)化了催化劑的性能，提高了反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率B.縮小容器體積，平衡向正反應(yīng)方向移動，CO的濃度增大C.從平衡體系中分離出H2O(g)能加快正反應(yīng)速率D.工業(yè)生產(chǎn)中采用高溫條件下進(jìn)行，其目的是提高CO的平衡轉(zhuǎn)化率期末基礎(chǔ)通關(guān)練（測試時間：15分鐘）1．（25-26高二上·北京·期中）下列說法中，正確的是A．室溫下，冰自動熔化成水及水自動揮發(fā)成水蒸氣均是熵增的過程B．ΔH<0C．活化分子發(fā)生的碰撞均是有效碰撞D．能夠自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)均是熵增的過程2．（25-26高二上·河北邯鄲·期中）已知分解1molH2O2放出98kJ的熱，在含少量I?的溶液中，A．該反應(yīng)的速率主要由步驟①決定B．反應(yīng)的速率與I?C．①的活化能大于②的活化能且該反應(yīng)的逆反應(yīng)活化能大于98D．該反應(yīng)在通常條件下可自發(fā)進(jìn)行，是因為ΔH<0，3．（25-26高二上·廣東深圳·期中）下列說法正確的是A．水在室溫下自動蒸發(fā)成水蒸氣，這是熵減的過程B．當(dāng)ΔH>0，ΔC．反應(yīng)CaCO3sD．反應(yīng)2H24．（25-26高二上·天津南開·月考）關(guān)于化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向，下列敘述正確的是A．反應(yīng)CaCO3sB．液態(tài)水凝結(jié)成冰的過程中，ΔH<0，C．自由能變化ΔG<0D．常溫常壓下H2g和O25．（25-26高二上·天津河西·期中）下列變化中，屬于熵減的是A．干冰的升華 B．蔗糖在水中溶解C．NaHCO3受熱分解 6．（25-26高二上·黑龍江齊齊哈爾·期中）固態(tài)碘單質(zhì)升華變成碘蒸氣的過程中焓變和熵變均正確的是A．ΔH>0，ΔS<0 B．ΔC．ΔH<0，ΔS>0 D．Δ7．（25-26高二上·廣東惠州·月考）對于處于平衡狀態(tài)的可逆反應(yīng)：A(g)+2B(g)?2A．增大A的濃度，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速度減小，平衡正向移動B．恒容狀態(tài)下，充入Ar，平衡正向移動C．使用催化劑，ΔHD．該反應(yīng)在高溫下可自發(fā)進(jìn)行8．（25-26高二上·江蘇蘇州·期中）下列說法正確的是A．液態(tài)水凝結(jié)成冰的過程，ΔH>0，B．固體溶解于水過程一定是ΔS>0，ΔC．As=D．Ms+a?N9．（25-26高二上·遼寧阜新·期中）有關(guān)工業(yè)合成氨的說法正確的是A．使用鐵催化劑可提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率B．將氨氣液化分離后，可提高氨氣的產(chǎn)率C．升高溫度有利于向合成氨反應(yīng)方向進(jìn)行D．增大壓強(qiáng)有利于加快反應(yīng)速率，所以壓強(qiáng)越大越好10．（25-26高二上·海南省·月考）下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)方向和調(diào)控的說法不正確的是A．ΔH<0，ΔS>0時，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，如金屬鈉和水的反應(yīng)B．硫酸工業(yè)中，為提高SO2的轉(zhuǎn)化率，通入的空氣越多越好C．硝酸工業(yè)中，氨的氧化使用催化劑是為了增大反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率D．合成氨工業(yè)中，為提高氮氣和氫氣的利用率，采用分離液氨并循環(huán)利用原料氣的方法期末重難突破練（測試時間：25分鐘）11．（25-26高二上·黑龍江大慶·期中）下列與化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向有關(guān)的敘述中錯誤的是A．體系的熵增越大、焓變越小，化學(xué)反應(yīng)速率越快B．能量越低，混亂度越大，體系越穩(wěn)定C．絕熱狀態(tài)下體系會自發(fā)趨向混亂度增大方向進(jìn)行D．CaCO3s?12．（25-26高二上·山西太原·月考）下列說法正確的是A．常溫下，若反應(yīng)As+B．已知2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)

ΔH=-78.03kJ·mol-1，此反應(yīng)只有在高溫下才能自發(fā)進(jìn)行C．熵增的反應(yīng)都是自發(fā)的，自發(fā)反應(yīng)的現(xiàn)象一定非常明顯D．已知Cs+CO13．（25-26高二上·陜西商洛·期中）下列對于反應(yīng)的預(yù)測正確的是選項化學(xué)反應(yīng)方程式已知條件預(yù)測ACaCO室溫下不能自發(fā)進(jìn)行ΔH<0BM(s)=X(g)+Y(s)ΔH>0不能自發(fā)進(jìn)行CW(s)+ΔH<0，低溫下自發(fā)反應(yīng)x可能等于3DaΔH<0，能自發(fā)反應(yīng)ΔA．A B．B C．C D．D14．（25-26高二上·河北邯鄲·月考）已知：某反應(yīng)為aXg+b選項條件判斷Aa+b>c，Δ較低溫度下能自發(fā)進(jìn)行Ba+b>c，Δ較高溫度下能自發(fā)進(jìn)行Ca+b<c，Δ任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行Da+b<c，Δ任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行A．A B．B C．C D．D15．（25-26高二上·北京房山·期中）工業(yè)制硫酸中的重要步驟之一是：2SO2g+OA．采用常壓而非高壓 B．采用400～500℃而非低溫C．加入V2O5作為催化劑16．（25-26高二上·廣東佛山·期中）已知反應(yīng)：2COg+2NOgA．降溫，可提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率B．此時反應(yīng)不再發(fā)生C．使用催化劑，可以使反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動D．保持容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，向容器中通入氮氣，平衡不發(fā)生移動17．（25-26高二上·甘肅蘭州·期中）在硫酸工業(yè)中，2SO2(g)+O2溫度/℃平衡時SO20.1MPa1MPa10MPa45097.599.299.755085.694.998.3A．實際生產(chǎn)中應(yīng)采用50MPa高壓 B．通入過量SO2C．回收并循環(huán)使用尾氣中的SO2可提高其轉(zhuǎn)化率 18．（25-26高二上·甘肅蘭州·月考）一定溫度下，在兩個容積相等的密閉容器中加入一定量的反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)：COg+H2容器編號起始時各物質(zhì)的物質(zhì)的量/mol達(dá)到平衡的時間/min達(dá)到平衡時體系能量的變化COHCOH①1400t放出熱量：32.8kJ②2800t放出熱量：QA．容器①中CO的轉(zhuǎn)化率為80% B．容器②中反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1C．若不考慮熱量損失，則Q>65.6kJ D．平衡反應(yīng)速率：容器②>容器①19．（25-26高二上·黑龍江大慶·期中）下圖所示為工業(yè)合成氨的流程圖。有關(guān)說法錯誤的是A．步驟①中“凈化”可以防止催化劑中毒B．步驟②中“加壓”既可以加快反應(yīng)速率，也可以增大平衡常數(shù)C．步驟④、⑤均有利于提高原料的平衡轉(zhuǎn)化率D．步驟⑤的目的是將未反應(yīng)的N2和H20．（25-26高二上·河南鄭州·期中）TiCl4用于制備海綿鈦和鈦白粉。一定條件下，可利用金紅石(TiO2)、C和Ⅰ.TiO2sⅡ.TiO2sⅢ.Cs+若在100kPa下，足量的TiO2、C和Cl2發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡后，氣相中TiCl4、CO下列說法正確的是A．反應(yīng)Ⅰ在較高溫度下才能自發(fā)進(jìn)行B．由圖可知，實際生產(chǎn)中反應(yīng)溫度最好選擇1200～C．200℃時，若向平衡體系中再通入少量Cl2，D．1200℃時，反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)

專題04化學(xué)反應(yīng)的方向和調(diào)控（期末復(fù)習(xí)講義）內(nèi)容導(dǎo)航明·期末考情：把握考試趨勢方向，精準(zhǔn)備考理·核心要點：系統(tǒng)歸納知識脈絡(luò)，構(gòu)建體系破·重難題型：攻克典型疑難問題，突破瓶頸過·分層驗收：階梯式檢測與評估，穩(wěn)步提升考查重點命題角度化學(xué)反應(yīng)的方向化學(xué)反應(yīng)的方向與焓變和熵變的關(guān)系化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的綜合調(diào)控復(fù)合判據(jù)的應(yīng)用利用復(fù)合判據(jù)判斷反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行所需條件要點01自發(fā)過程與自發(fā)反應(yīng)1.自發(fā)過程(1)含義：在一定條件下，不用借助外力就可以自發(fā)進(jìn)行的過程。例如高山流水、自由落體。(2)特點①體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對外部做功或釋放熱量)。②在密閉條件下，體系有從有序自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向(無序體系更加穩(wěn)定)。(3)非自發(fā)過程：在一定條件下，需持續(xù)借助外力才能進(jìn)行的過程。2.自發(fā)反應(yīng)(1)含義：在給定的條件下，無需外界幫助，一經(jīng)引發(fā)即能自動進(jìn)行的反應(yīng)，稱為自發(fā)反應(yīng)。例如鋼鐵生銹。(2)非自發(fā)反應(yīng)：不能自發(fā)進(jìn)行，必須借助某種外力才能進(jìn)行的反應(yīng)。(3)自發(fā)反應(yīng)具有方向性，即在一定條件下反應(yīng)的某個方向是自發(fā)進(jìn)行的，其逆方向在相同條件下一定不能自發(fā)進(jìn)行。自發(fā)反應(yīng)不一定能夠?qū)嶋H發(fā)生，發(fā)生時速率也不一定大。歸｜納｜總｜結(jié)(1)自發(fā)反應(yīng)可被用來做“有用功”。(2)非自發(fā)過程要想發(fā)生，必須對它做功。(3)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。(4)非自發(fā)反應(yīng)在一定條件下能發(fā)生。要點02化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)1.焓變與化學(xué)反應(yīng)的方向放熱反應(yīng)過程中體系能量降低，因此具有自發(fā)進(jìn)行的傾向，利用焓變來判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向，這就是焓判據(jù)。大多數(shù)放熱反應(yīng)是可以自發(fā)進(jìn)行的。有些吸熱反應(yīng)也可以自發(fā)進(jìn)行，如：2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)ΔH＝+109.8kJ·mol-1，故不能只根據(jù)放熱或吸熱來判斷反應(yīng)的方向。只用焓判據(jù)判斷反應(yīng)是否自發(fā)不全面。2.熵變與化學(xué)反應(yīng)的方向(1)熵值大?、袤w系的熵值：體系的混亂程度越大，體系的熵值就越大。②同一種物質(zhì)的熵值：S(g)>S(l)>S(s)；同一條件下，不同物質(zhì)的熵值不同。(2)熵變與化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的關(guān)系①自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)大多是熵增的過程，有些熵減的過程也能自發(fā)進(jìn)行。不能只根據(jù)熵增或熵減來判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向。②與環(huán)境既沒有物質(zhì)交換也沒有能量交換的孤立體系或絕熱體系，自發(fā)過程才向著熵增的方向進(jìn)行。3.自由能與化學(xué)反應(yīng)的方向(1)自由能變化符號為ΔG，單位為kJ·mol-1。(2)自由能變化與焓變、熵變的關(guān)系ΔG＝ΔH-TΔS。ΔG不僅與焓變和熵變有關(guān)，還與溫度有關(guān)。歸｜納｜總｜結(jié)反應(yīng)方向與自由能的關(guān)系化學(xué)反應(yīng)總是向著自由能減小的方向進(jìn)行，直到體系達(dá)到平衡。①當(dāng)ΔG<0時，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行；②當(dāng)ΔG＝0時，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；③當(dāng)ΔG>0時，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。類型ΔHΔSΔG反應(yīng)的自發(fā)性1<0>0<0一定能自發(fā)2>0<0>0一定不能自發(fā)3<0<0正負(fù)決定于溫度低溫能自發(fā)4>0>0高溫能自發(fā)要點03理論分析合成氨反應(yīng)的條件1.合成氨反應(yīng)的特點合成氨反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。已知298K時：ΔH＝-92.4kJ·mol-1，ΔS＝-198.2J·mol-1·K-1。(1)自發(fā)性：常溫(298K)下，ΔH-TΔS<0，能自發(fā)進(jìn)行。(2)可逆性：反應(yīng)為可逆反應(yīng)。(3)熵變：ΔS<0，正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)。(4)焓變：ΔH<0，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。2.原理分析根據(jù)合成氨反應(yīng)的特點，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。條件提高反應(yīng)速率提高平衡轉(zhuǎn)化率壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)溫度升高溫度降低溫度催化劑使用無影響濃度增大反應(yīng)物濃度增大反應(yīng)物濃度，降低生成物濃度3.數(shù)據(jù)分析根據(jù)在不同溫度和壓強(qiáng)下(初始時N2和H2的體積比為1∶3)，平衡混合物中氨的含量實驗數(shù)據(jù)分析，提高反應(yīng)速率的條件是升高溫度、增大壓強(qiáng)；提高平衡混合物中氨的含量的條件是降低溫度、增大壓強(qiáng)。二者在溫度這一措施上是不一致的。實驗數(shù)據(jù)的分析與理論分析的結(jié)論是一致的。要點04實際工業(yè)合成氨的適宜條件1.工業(yè)生產(chǎn)中，必須從反應(yīng)速率和反應(yīng)限度兩個角度選擇合成氨的適宜條件。(1)盡量增大反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，充分利用原料。(2)選擇較快的化學(xué)反應(yīng)速率，提高單位時間內(nèi)的產(chǎn)量。(3)考慮設(shè)備的要求和技術(shù)條件等。2.合成氨反應(yīng)的適宜條件(1)壓強(qiáng)目前我國的合成氨廠一般采用的壓強(qiáng)為10~30MPa。

壓強(qiáng)越大，對材料的強(qiáng)度和設(shè)備的制造要求就越高，需要的動力也越大，這將會大大增加生產(chǎn)投資，并可能降低綜合經(jīng)濟(jì)效益。(2)溫度實際生產(chǎn)中一般采用的溫度為400~500℃。

溫度降低會使化學(xué)反應(yīng)速率減小，達(dá)到平衡所需時間變長，這在工業(yè)生產(chǎn)中是很不經(jīng)濟(jì)的，且鐵觸媒在500℃左右時的活性最大(3)催化劑①目前，合成氨工業(yè)中普遍使用的是以鐵為主體的多成分催化劑，又稱鐵觸媒。②即使在高溫、高壓下，N2和H2的化合反應(yīng)仍然進(jìn)行得十分緩慢。加入催化劑，改變反應(yīng)歷程，降低反應(yīng)的活化能，使反應(yīng)物在較低溫度時能較快的發(fā)生反應(yīng)。提高單位時間的生產(chǎn)效率，可提高經(jīng)濟(jì)效益。(4)濃度及時將氨氣從反應(yīng)混合物中分離出去，將未反應(yīng)的N2和H2循環(huán)使用并及時補(bǔ)充N2和H2，使反應(yīng)物保持一定的濃度。(5)投料比①大量實驗證明，合成氨反應(yīng)中當(dāng)n(N2)∶n(H2)＝1∶3時，氨的平衡體積分?jǐn)?shù)最大。②研究表明，氮氣和氫氣通過吸附在催化劑表面發(fā)生一系列反應(yīng)生成氨，N2的吸附分解反應(yīng)活化能高，速率慢，是合成氨反應(yīng)的決速步。N2相對易得，適度過量有利于提高H2的轉(zhuǎn)化率，適當(dāng)提高N2比例，加快合成氨的速率實際生產(chǎn)中，N2和H2的物質(zhì)的量之比并非1∶3，而是1∶2.8。

3.合成氨的生產(chǎn)流程示意圖題型01自發(fā)過程和自發(fā)反應(yīng)【典例1】下列關(guān)于自發(fā)過程的敘述正確的是()A.只有不需要任何條件就能夠自動進(jìn)行的過程才是自發(fā)過程B.需要加熱才能進(jìn)行的過程肯定不是自發(fā)過程C.同一可逆反應(yīng)的正、逆反應(yīng)在不同條件下都有自發(fā)的可能D.非自發(fā)過程在任何條件下都不可能變?yōu)樽园l(fā)過程【答案】C【解析】在一定條件下，不用借助外力即可自發(fā)進(jìn)行的過程為自發(fā)過程，所以自發(fā)過程也需要特定的條件，A、B項錯誤；可逆反應(yīng)在不同的條件下，可以向不同方向自發(fā)進(jìn)行，C項正確；改變條件，可以使某些非自發(fā)過程轉(zhuǎn)變?yōu)樽园l(fā)過程，D項錯誤。【變式1-1】下列關(guān)于自發(fā)過程的敘述正確的是()A．只有不需要任何條件就能夠自動進(jìn)行的過程才是自發(fā)過程B．需要加熱才能進(jìn)行的過程肯定不是自發(fā)過程C．同一可逆反應(yīng)的正、逆反應(yīng)在不同條件下都有自發(fā)的可能D．非自發(fā)過程在任何條件下都不可能變?yōu)樽园l(fā)過程【答案】C【解析】在一定條件下，不用借助外力即可自發(fā)進(jìn)行的過程為自發(fā)過程，所以自發(fā)過程也需要特定的條件，A、B項錯誤；可逆反應(yīng)在不同的條件下，可以向不同方向自發(fā)進(jìn)行，C項正確；改變條件，可以使某些非自發(fā)過程轉(zhuǎn)變?yōu)樽园l(fā)過程，D項錯誤?！咀兪?-2】下列說法不正確的是()A．Na與H2O的反應(yīng)是熵增的放熱反應(yīng)，該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行B．某吸熱反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)是熵增反應(yīng)C．碳酸銨[eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH4))2CO3]在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨氣是因為外界給予了能量D．CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(l)是一個熵減反應(yīng)【答案】C【解析】Na與水反應(yīng)生成H2，ΔS>0，此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則ΔH<0，故ΔH－TΔS<0，該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，A項正確；吸熱反應(yīng)ΔH>0，能自發(fā)進(jìn)行必須滿足ΔH－TΔS<0，所以ΔS>0，B項正確；碳酸銨在室溫下自發(fā)分解產(chǎn)生氨氣，是因為該反應(yīng)的ΔS>0，C項錯誤；反應(yīng)CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(l)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，該反應(yīng)是一個熵減反應(yīng)，D項正確。題型02反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向【典例2】下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的焓變的敘述正確的是()A.化學(xué)反應(yīng)的焓變與反應(yīng)的方向無關(guān)B.化學(xué)反應(yīng)的焓變直接決定了反應(yīng)的方向C.焓變?yōu)檎姆磻?yīng)都是吸熱反應(yīng)D.焓變?yōu)檎姆磻?yīng)都能自發(fā)進(jìn)行【答案】C【解析】焓變與反應(yīng)的方向有關(guān)，A項錯誤；化學(xué)反應(yīng)的焓變不能直接決定化學(xué)反應(yīng)的方向，還要結(jié)合熵變等條件，B、D項錯誤。【變式2-1】下列自發(fā)反應(yīng)可用焓判據(jù)來解釋的是()A.2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)ΔH＝+56.7kJ·mol-1B.(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)ΔH＝+74.9kJ·mol-1C.2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH＝-571.6kJ·mol-1D.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)ΔH＝+178.2kJ·mol-1【答案】C【解析】從焓變的角度分析，化學(xué)反應(yīng)由高能狀態(tài)向低能狀態(tài)轉(zhuǎn)化，有使體系能量降低的趨勢，表現(xiàn)為放熱反應(yīng)較易進(jìn)行?！咀兪?-2】下列對于化學(xué)反應(yīng)方向說法正確的是()A.常溫下，反應(yīng)C(s)＋CO2(g)=2CO(g)不能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的ΔH>0B.4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(g)=4Fe(OH)3(s)的ΔH<0，常溫常壓下能自發(fā)進(jìn)行，對該反應(yīng)的方向起決定作用的是溫度C.反應(yīng)2Mg(s)＋CO2(g)=C(s)＋2MgO(s)在一定條件下能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的ΔH>0D.一定溫度下，反應(yīng)2NaCl(s)=2Na(s)＋Cl2(g)的ΔH<0，ΔS>0【答案】B【解析】反應(yīng)的ΔS＞0，常溫下反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，則ΔH＜0或＞0，A錯誤；該反應(yīng)為熵減的反應(yīng)，ΔH<0，常溫常壓下能自發(fā)進(jìn)行，故對該反應(yīng)的方向起決定作用的是溫度，B正確；反應(yīng)的ΔS＜0，由ΔG＝ΔH－T·ΔS＜0時，反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行可知，ΔH＜0，C錯誤；反應(yīng)的ΔS＞0，ΔH＞0，D錯誤。題型03反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向【典例3】下列對熵的理解錯誤的是()A.同種物質(zhì)氣態(tài)時熵值最大，固態(tài)時熵值最小B.體系越有序，熵值越小；越混亂，熵值越大C.與外界隔離的體系，自發(fā)過程將導(dǎo)致體系的熵減小D.25℃、1.01×105Pa時，2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)是熵增反應(yīng)【答案】C【解析】C項，體系都有從有序自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向，此過程為熵增過程，錯誤。方｜法｜點｜撥常見的熵增過程和熵增反應(yīng)(1)常見的熵增過程：固體的溶解，氣體的擴(kuò)散，水的汽化等。(2)常見的熵增反應(yīng)：產(chǎn)生氣體的反應(yīng)，氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)?！咀兪?-1】下列變化過程為熵增的是()A.2NH4NO3(s)2N2(g)+4H2O(g)+O2(g)B.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)C.2CO(g)+O2(g)2CO2(g)D.3O2(g)2O3(g)【答案】A【解析】反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)有氣體參與反應(yīng)，但反應(yīng)前后氣體分子數(shù)沒有變化，熵沒有增加，B錯誤；C、D項反應(yīng)中均有氣體參與反應(yīng)，反應(yīng)后氣體分子數(shù)減少，變化過程為熵減，錯誤?！咀兪?-2】下列對熵的理解錯誤的是()A．同種物質(zhì)氣態(tài)時熵值最大，固態(tài)時熵值最小B．體系越有序，熵值越小；越混亂，熵值越大C．與外界隔離的體系，自發(fā)過程將導(dǎo)致體系的熵減小D．25℃、1.01×105Pa時，2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)是熵增反應(yīng)【答案】C【解析】C項，體系都有從有序自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向，此過程為熵增過程，錯誤。題型04自由能與反應(yīng)進(jìn)行方向的判斷【典例4】關(guān)于反應(yīng)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH<0。下列說法正確的是()A.該反應(yīng)是熵增大的反應(yīng)(即ΔS>0)B.該反應(yīng)在低溫條件下能較快發(fā)生C.該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，能在任何溫度下自發(fā)進(jìn)行D.反應(yīng)是否自發(fā)要綜合考慮焓變和熵變兩個因素【答案】D【解析】該反應(yīng)反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量減小，是熵減小的反應(yīng)，A錯誤；ΔH-TΔS<0的反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行，該反應(yīng)的ΔH<0、ΔS<0，即該反應(yīng)在低溫時可自發(fā)進(jìn)行，但反應(yīng)速率較慢，B、C錯誤；反應(yīng)是否自發(fā)要綜合考慮焓變和熵變兩個因素，D正確。方｜法｜點｜撥利用自由能公式計算反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的最低溫度若題目提供了ΔH和ΔS的數(shù)據(jù)，可利用ΔG＝ΔH－TΔS<0，來計算反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的最低溫度。計算時要注意以下兩點：(1)給出的ΔH的單位通常為kJ/mol，ΔS的單位通常為J/(mol·K)，進(jìn)行計算時要將二者的單位統(tǒng)一，即將ΔS的單位換算為kJ/(mol·K)或?qū)ⅵ的單位換算為J/mol，再代入數(shù)值進(jìn)行計算。(2)溫度用絕對溫度K，而不能用℃，其中T＝(273＋t)K。【變式4-1】氮化硼(BN)是重要的無機(jī)材料，可通過下面兩個反應(yīng)制得：反應(yīng)Ⅰ：2B(s)+N2(g)2BN(s)反應(yīng)Ⅱ：B2O3(s)+2NH3(g)2BN(s)+3H2O(g)已知反應(yīng)Ⅰ常溫下能自發(fā)進(jìn)行，反應(yīng)Ⅱ常溫下不能自發(fā)進(jìn)行。下列說法錯誤的是()A.常溫下反應(yīng)Ⅰ的ΔG<0，但無法判斷化學(xué)反應(yīng)速率快慢B.反應(yīng)Ⅰ的ΔS<0，ΔH<0C.性能優(yōu)良的催化劑可使反應(yīng)Ⅱ在常溫下自發(fā)進(jìn)行D.反應(yīng)Ⅱ中有極性鍵的斷裂與生成【答案】C【解析】常溫下反應(yīng)Ⅰ的ΔG<0，說明反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行，但不能判斷化學(xué)反應(yīng)速率的快慢，A正確；2B(s)+N2(g)2BN(s)是熵減的反應(yīng)，ΔS<0，該反應(yīng)常溫下能自發(fā)進(jìn)行，則ΔH<0，B正確；反應(yīng)Ⅱ在常溫下不能自發(fā)進(jìn)行，催化劑不能使不能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)變?yōu)槟茏园l(fā)進(jìn)行的反應(yīng)，C錯誤；反應(yīng)Ⅱ中有N—H的斷裂及O—H的生成，故反應(yīng)Ⅱ中有極性鍵的斷裂與生成，D正確?！咀兪?-2】下列敘述不正確的是()A．混亂度減小的吸熱反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行B．在溫度、壓強(qiáng)一定條件下，自發(fā)反應(yīng)總是向ΔG＝ΔH－TΔS＜0的方向進(jìn)行C．碳酸氫鈉加熱可以分解，因為升高溫度利于熵增的方向自發(fā)進(jìn)行D．水結(jié)冰的過程不能自發(fā)進(jìn)行的原因是熵減的過程，改變條件也不可能自發(fā)進(jìn)行【答案】D【解析】混亂度減小的吸熱反應(yīng)是ΔS＜0、ΔH>0的反應(yīng)，該反應(yīng)的ΔH－TΔS>0，一定不能自發(fā)進(jìn)行，故A正確；自發(fā)反應(yīng)有向ΔG＜0的方向進(jìn)行的趨勢，即溫度、壓強(qiáng)一定時，ΔG＝ΔH－TΔS＜0的反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行，故B正確；碳酸氫鈉加熱可以分解，即升高溫度反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，由于該反應(yīng)生成的氣體增多，ΔS>0，所以升高溫度利于熵增的方向自發(fā)進(jìn)行，故C正確；水結(jié)冰的過程是熵減的放熱過程，通常情況下不能自發(fā)進(jìn)行，但降溫時該過程能自發(fā)進(jìn)行，故D錯誤。題型05工業(yè)合成氨的適宜條件【典例5】合成氨對人類生存和發(fā)展有著重要意義，1909年哈伯在實驗室中首次利用氮氣與氫氣反應(yīng)合成氨，實現(xiàn)了人工固氮，其合成原理為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0。符合工業(yè)合成氨生產(chǎn)實際的是()A.V2O5作催化劑B.反應(yīng)溫度由催化劑決定C.將N2和H2液化D.NH3由吸收塔吸收【答案】B【解析】工業(yè)合成氨的催化劑是鐵觸媒，A錯誤；催化劑在特定溫度下活性最大，催化效率最高，反應(yīng)溫度由催化劑決定，B正確；將N2和H2液化分離平衡逆向移動，不利于合成氨，C錯誤；合成氨的生產(chǎn)設(shè)備中沒有吸收塔，D錯誤?！咀兪?-1】工業(yè)合成氨的流程如圖所示，下列有關(guān)說法錯誤的是()A.步驟①中“凈化”可以防止催化劑中毒B.步驟②中“加壓”既可以提高原料的平衡轉(zhuǎn)化率，又可以加快反應(yīng)速率C.步驟③、④、⑤均有利于提高原料的平衡轉(zhuǎn)化率D.產(chǎn)品液氨除可用來生產(chǎn)化肥外，還可用作制冷劑【答案】C【解析】合成氨使用鐵觸媒催化劑，為防止催化劑中毒，必須將原料“凈化”處理，A項正確；步驟②中“加壓”，可加快合成氨反應(yīng)速率，又能使平衡右移，提高原料的平衡轉(zhuǎn)化率，B項正確；步驟③不能提高原料的平衡轉(zhuǎn)化率，C項錯誤；產(chǎn)品液氨可用酸吸收生產(chǎn)銨態(tài)氮肥，液氨汽化時會吸收大量熱，可用作制冷劑，D項正確。【變式5-2】合成氨問題，關(guān)乎世界化工發(fā)展和糧食安全問題。下列對合成氨工業(yè)的敘述不正確的是()A.高壓條件比常壓條件更有利于合成氨的反應(yīng)B.合成氨時采用循環(huán)操作，可以提高原料利用率C.工業(yè)生產(chǎn)采用500℃而不采用常溫，是為了提高合成氨的轉(zhuǎn)化率D.鐵觸媒的使用有利于提高合成氨的生產(chǎn)效率【答案】C【解析】合成氨的反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)有利于反應(yīng)正向進(jìn)行，A正確；合成氨的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，原料不能完全反應(yīng)，采用循環(huán)操作，可以提高原料利用率，B正確；合成氨的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫會使平衡逆向移動，工業(yè)生產(chǎn)采用500℃而不采用常溫，是為了提高反應(yīng)速率，C錯誤；鐵觸媒為催化劑，可以大大提高反應(yīng)速率，有利于提高合成氨的生產(chǎn)效率，D正確。題型06化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控【典例6】下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)調(diào)控措施的說法不正確的是()A.硫酸工業(yè)中，為提高SO2的轉(zhuǎn)化率，通入過量的空氣B.工業(yè)上增加煉鐵高爐的高度可以有效降低尾氣中CO的含量C.合成氨工業(yè)中，從生產(chǎn)實際條件考慮，不盲目增大反應(yīng)壓強(qiáng)D.工業(yè)以CO和H2為原料合成甲醇，為提高原料的利用率采用循環(huán)操作【答案】B【解析】硫酸工業(yè)中涉及反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，通入過量空氣，平衡正向移動，SO2轉(zhuǎn)化率提高，A正確；高爐煉鐵時發(fā)生反應(yīng)：Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)，增加高爐的高度不能降低尾氣中CO的含量，B錯誤；工業(yè)合成氨中，若壓強(qiáng)過大，不僅會增大能源消耗，還會增大動力消耗，對設(shè)備的要求也高，C正確；工業(yè)合成甲醇，采用原料循環(huán)操作可提高原料的利用率，D正確。方｜法｜點｜撥選擇化工生產(chǎn)適宜條件的分析角度分析角度原則要求從化學(xué)反應(yīng)速率分析既不能過快，又不能太慢從化學(xué)平衡移動分析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，從而降低生產(chǎn)成本從實際生產(chǎn)能力分析如設(shè)備承受高溫、高壓的能力等從催化劑的使用活性分析注意催化劑的活性對溫度的限制【變式6-1】某化工廠生產(chǎn)硝酸的流程如圖1所示；其他條件相同時，裝置③中催化劑鉑網(wǎng)的成分、溫度與氧化率的關(guān)系如圖2所示。下列說法不正確的是()A.該流程中，①③④發(fā)生了氧化還原反應(yīng)B.②中利用氨易液化的性質(zhì)實現(xiàn)反應(yīng)物和生成物的分離C.③中最佳反應(yīng)條件是鉑網(wǎng)成分為純鉑、溫度為900℃D.④中通入過量空氣可以提高硝酸的產(chǎn)率【答案】C【解析】該流程中，①中發(fā)生N2、H2合成氨的反應(yīng)，③中存在氨的催化氧化反應(yīng)，④中氮的氧化物被氧化成HNO3，因此均發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，A正確；②中利用氨易液化的性質(zhì)實現(xiàn)反應(yīng)物和生成物的分離，B正確；③中最佳反應(yīng)條件是鉑網(wǎng)成分為含10%銠的鉑、溫度為900℃，C錯誤；④中通入過量空氣，可使氮的氧化物充分反應(yīng)，可以提高硝酸的產(chǎn)率，D正確?！咀兪?-2】納米鈷常用于CO加氫反應(yīng)的催化劑：CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)ΔH<0，下列說法正確的是()A.納米技術(shù)的應(yīng)用，優(yōu)化了催化劑的性能，提高了反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率B.縮小容器體積，平衡向正反應(yīng)方向移動，CO的濃度增大C.從平衡體系中分離出H2O(g)能加快正反應(yīng)速率D.工業(yè)生產(chǎn)中采用高溫條件下進(jìn)行，其目的是提高CO的平衡轉(zhuǎn)化率【答案】B【解析】催化劑的優(yōu)化不影響平衡的移動，不能提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，A項錯誤；縮小容器體積即增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向即正向移動，體系中各組分濃度均增大，B項正確；減小c(H2O)時正反應(yīng)速率瞬間不變，v逆減小，平衡正向移動，C項錯誤；升高溫度，平衡逆向移動，CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低，D項錯誤。期末基礎(chǔ)通關(guān)練（測試時間：15分鐘）1．（25-26高二上·北京·期中）下列說法中，正確的是A．室溫下，冰自動熔化成水及水自動揮發(fā)成水蒸氣均是熵增的過程B．ΔH<0C．活化分子發(fā)生的碰撞均是有效碰撞D．能夠自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)均是熵增的過程【答案】A【解析】冰熔化（固態(tài)→液態(tài)）和水揮發(fā)（液態(tài)→氣態(tài)）均為分子混亂度增加的過程，熵值增大，屬于熵增過程，A正確；ΔH＜0（放熱）僅是判斷反應(yīng)自發(fā)性的因素之一，還需結(jié)合熵變（ΔS）和溫度（T），例如：ΔS＜0的反應(yīng)高溫可能不自發(fā)，B錯誤；活化分子碰撞需滿足能量和合適取向才能成為有效碰撞，僅活化分子碰撞不一定是有效的，C錯誤；自發(fā)反應(yīng)可能由ΔH主導(dǎo)（如放熱且熵減的低溫反應(yīng)），并非一定熵增，例如水結(jié)冰（熵減）在低溫下自發(fā)，D錯誤；故選A。2．（25-26高二上·河北邯鄲·期中）已知分解1molH2O2放出98kJ的熱，在含少量I?的溶液中，A．該反應(yīng)的速率主要由步驟①決定B．反應(yīng)的速率與I?C．①的活化能大于②的活化能且該反應(yīng)的逆反應(yīng)活化能大于98D．該反應(yīng)在通常條件下可自發(fā)進(jìn)行，是因為ΔH<0，【答案】B【解析】反應(yīng)速率由最慢步驟（步驟①）決定，故A正確；步驟①的速率與I?濃度相關(guān)，總速率也與之相關(guān)，故B錯誤；慢反應(yīng)活化能更高，逆反應(yīng)活化能=正反應(yīng)活化能+98kJ/mol，必然大于98kJ/mol，故C正確；ΔH<0且ΔS>0時，ΔG恒為負(fù)，反應(yīng)自發(fā)，故D正確。故選B。3．（25-26高二上·廣東深圳·期中）下列說法正確的是A．水在室溫下自動蒸發(fā)成水蒸氣，這是熵減的過程B．當(dāng)ΔH>0，ΔC．反應(yīng)CaCO3sD．反應(yīng)2H2【答案】C【解析】水蒸發(fā)成水蒸氣，由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，混亂度增大，屬于熵增過程，A錯誤；當(dāng)ΔH>0且ΔS<0時，ΔG=ΔH-TΔS>0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，B錯誤；反應(yīng)CaCO3分解生成CO2氣體，ΔS>0。高溫下自發(fā)需ΔG<0，即高溫滿足ΔH-TΔS<0，因ΔS>0，故ΔH必須>0才能使高溫時TΔS足夠大，C正確；反應(yīng)生成液態(tài)水，氣體減少，ΔS<0。室溫下自發(fā)說明ΔH足夠負(fù)（ΔH-TΔS<0），但ΔS本身為負(fù)，D錯誤；故選C。4．（25-26高二上·天津南開·月考）關(guān)于化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向，下列敘述正確的是A．反應(yīng)CaCO3sB．液態(tài)水凝結(jié)成冰的過程中，ΔH<0，C．自由能變化ΔG<0D．常溫常壓下H2g和O2【答案】B【解析】反應(yīng)CaCO3分解在常溫下ΔG>0，因生成氣體ΔS>0，故ΔH必須為正才能在低溫下不自發(fā)，A錯誤；液態(tài)水→冰為放熱，ΔH<0，且熵減，ΔS<0，B正確；ΔG<0僅說明反應(yīng)自發(fā)，與反應(yīng)速率無關(guān)，C錯誤；H2和O2生成H2O在常溫下ΔG<0，為自發(fā)反應(yīng)，無明顯現(xiàn)象因反應(yīng)速率慢，D錯誤；故選B。5．（25-26高二上·天津河西·期中）下列變化中，屬于熵減的是A．干冰的升華 B．蔗糖在水中溶解C．NaHCO3受熱分解 【答案】D【解析】干冰升華是固體變?yōu)闅怏w，混亂度升高，屬于熵增變化，A不符合題意；蔗糖溶解后分散為溶液中的分子，混亂度增大，屬于熵增變化，B不符合題意；NaHCO3分解生成Na2CO3、CO2和H2O（氣態(tài)），氣體增多導(dǎo)致熵增，C不符合題意；乙烯聚合為聚乙烯時，小分子變?yōu)殚L鏈大分子，氣體轉(zhuǎn)化為固體，有序性增強(qiáng)，混亂度降低，屬于熵減，D符合題意；故選D。6．（25-26高二上·黑龍江齊齊哈爾·期中）固態(tài)碘單質(zhì)升華變成碘蒸氣的過程中焓變和熵變均正確的是A．ΔH>0，ΔS<0 B．ΔC．ΔH<0，ΔS>0 D．Δ【答案】B【解析】固態(tài)碘升華，碘單質(zhì)由固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，能量升高，是吸熱過程,），且氣體分子混亂度顯著高于固體，熵增大,ΔS>07．（25-26高二上·廣東惠州·月考）對于處于平衡狀態(tài)的可逆反應(yīng)：A(g)+2B(g)?2A．增大A的濃度，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速度減小，平衡正向移動B．恒容狀態(tài)下，充入Ar，平衡正向移動C．使用催化劑，ΔHD．該反應(yīng)在高溫下可自發(fā)進(jìn)行【答案】C【解析】增大A的濃度，正反應(yīng)速率瞬間增大，瞬間逆反應(yīng)速率不變，后正反應(yīng)速率在瞬間增大的基礎(chǔ)上減小、逆反應(yīng)速率逐漸增大，平衡正向移動，A錯誤；恒容狀態(tài)下，充入Ar，壓強(qiáng)增大，但各組分濃度未變，平衡不移動，B錯誤；使用催化劑，ΔH不變，正、逆反應(yīng)速率同等程度的增大，平衡不移動，但可縮短達(dá)到平衡所需時間，C正確；該反應(yīng)ΔH<0，正反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，因此ΔS<0，要使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行則ΔG=ΔH?TΔ8．（25-26高二上·江蘇蘇州·期中）下列說法正確的是A．液態(tài)水凝結(jié)成冰的過程，ΔH>0，B．固體溶解于水過程一定是ΔS>0，ΔC．As=D．Ms+a?N【答案】D【解析】同種物質(zhì)，液態(tài)的能量大于固態(tài)，則水凝結(jié)成冰的過程是放熱過程，即ΔH<0，液態(tài)時的熵大于固態(tài)時的熵，則水凝結(jié)成冰的過程是熵減小的過程，即ΔS<0，故A錯誤；當(dāng)固體物質(zhì)在水中溶解時，粒子從有序排列轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂蛇\(yùn)動，這一變化增加了熵。然而，由于水分子在溶質(zhì)粒子周圍形成了更為有序的排列，這又導(dǎo)致了熵的減小。由于水分子的溶劑化作用非常顯著，因此整個溶解過程可能是熵增加的，也可能是熵減小的，故固體溶解于水過程不一定是ΔS>0，如Ca(OH)2(s)溶于水，由于溶劑水分子被有序地束縛在水合離子周圍，導(dǎo)致體系的熵減小，即ΔS<0，固體溶于水可能是放熱也可能是吸熱，故ΔS、ΔH的變化均不確定，故B錯誤；As=Bs9．（25-26高二上·遼寧阜新·期中）有關(guān)工業(yè)合成氨的說法正確的是A．使用鐵催化劑可提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率B．將氨氣液化分離后，可提高氨氣的產(chǎn)率C．升高溫度有利于向合成氨反應(yīng)方向進(jìn)行D．增大壓強(qiáng)有利于加快反應(yīng)速率，所以壓強(qiáng)越大越好【答案】B【解析】催化劑只能加快反應(yīng)速率，不影響化學(xué)平衡，因此無法提高平衡轉(zhuǎn)化率，A錯誤；將氨氣液化分離后，減少了生成物濃度，促使平衡向正反應(yīng)方向移動，從而提高氨氣產(chǎn)率，B正確；合成氨是放熱反應(yīng)，升高溫度會使平衡逆向移動，不利于合成氨反應(yīng)的進(jìn)行，C錯誤；增大壓強(qiáng)雖加快反應(yīng)速率且有利于合成氨，但過高的壓強(qiáng)對設(shè)備要求苛刻、且增加動力，實際生產(chǎn)中需綜合考慮成本和安全，并非越大越好，D錯誤；故選B。10．（25-26高二上·海南省·月考）下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)方向和調(diào)控的說法不正確的是A．ΔH<0，ΔS>0時，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，如金屬鈉和水的反應(yīng)B．硫酸工業(yè)中，為提高SO2的轉(zhuǎn)化率，通入的空氣越多越好C．硝酸工業(yè)中，氨的氧化使用催化劑是為了增大反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率D．合成氨工業(yè)中，為提高氮氣和氫氣的利用率，采用分離液氨并循環(huán)利用原料氣的方法【答案】B【解析】ΔH<0、ΔS>0時，ΔG始終小于0，反應(yīng)在任何溫度下均自發(fā)進(jìn)行，鈉與水反應(yīng)符合該條件，A正確；硫酸工業(yè)中，雖然增加O2濃度可提高SO2轉(zhuǎn)化率，但過量空氣會稀釋反應(yīng)物濃度，降低反應(yīng)速率，且增加能耗，并非“越多越好”，B錯誤；催化劑通過降低活化能加快反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡的時間，從而提高生產(chǎn)效率，C正確；分離液氨使平衡正向移動，未反應(yīng)的N2和H2循環(huán)利用以提高利用率，D正確；故選B。期末重難突破練（測試時間：25分鐘）11．（25-26高二上·黑龍江大慶·期中）下列與化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向有關(guān)的敘述中錯誤的是A．體系的熵增越大、焓變越小，化學(xué)反應(yīng)速率越快B．能量越低，混亂度越大，體系越穩(wěn)定C．絕熱狀態(tài)下體系會自發(fā)趨向混亂度增大方向進(jìn)行D．CaCO3s?【答案】A【解析】熵增和焓變是熱力學(xué)參數(shù)，影響反應(yīng)方向而非速率；化學(xué)反應(yīng)速率由活化能等因素決定，與ΔH和ΔS無關(guān)，A錯誤；放熱反應(yīng)易發(fā)生、熵增反應(yīng)易發(fā)生，能量越低，混亂度越大，體系越穩(wěn)定，B正確；絕熱體系可視為孤立體系，自發(fā)過程遵循熵增原理，趨向混亂度增大方向，C正確；該反應(yīng)ΔH>0（吸熱）且ΔS>0（生成氣體），高溫時TΔS可能大于ΔH，使ΔG=12．（25-26高二上·山西太原·月考）下列說法正確的是A．常溫下，若反應(yīng)As+B．已知2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)

ΔH=-78.03kJ·mol-1，此反應(yīng)只有在高溫下才能自發(fā)進(jìn)行C．熵增的反應(yīng)都是自發(fā)的，自發(fā)反應(yīng)的現(xiàn)象一定非常明顯D．已知Cs+CO【答案】A【解析】反應(yīng)A(s)+B(g)→C(g)+D(g)的氣體物質(zhì)的量增加，ΔS>0。常溫下不能自發(fā)，說明ΔG=ΔH-TΔS>0。由于ΔS>0，ΔH必須大于TΔS，而常溫下溫度較低，因此ΔH>0，A正確；反應(yīng)2KClO3(s)→2KCl(s)+3O2(g)的ΔH<0（放熱），ΔS>0（氣體生成）。根據(jù)ΔG=ΔH-TΔS，當(dāng)ΔH<0且ΔS>0時，ΔG在任何溫度下均<0，反應(yīng)均能自發(fā)，B錯誤；熵增僅是自發(fā)性的一個因素，還需考慮焓變，例如ΔH>0且ΔS>0時，高溫下可能自發(fā)，但低溫下不自發(fā)。此外，自發(fā)反應(yīng)的現(xiàn)象未必明顯（如緩慢氧化），C錯誤；反應(yīng)C(s)+CO2(g)→2CO(g)的ΔH>0，ΔS>0，高溫時TΔS可能超過ΔH，使ΔG<0，反應(yīng)自發(fā)，因此該反應(yīng)在高溫下可自發(fā)，D錯誤；答案選A。13．（25-26高二上·陜西商洛·期中）下列對于反應(yīng)的預(yù)測正確的是選項化學(xué)反應(yīng)方程式已知條件預(yù)測ACaCO室溫下不能自發(fā)進(jìn)行ΔH<0BM(s)=X(g)+Y(s)ΔH>0不能自發(fā)進(jìn)行CW(s)+ΔH<0，低溫下自發(fā)反應(yīng)x可能等于3DaΔH<0，能自發(fā)反應(yīng)ΔA．A B．B C．C D．D【答案】C【解析】該反應(yīng)生成氣體，屬于熵增（ΔS>0）反應(yīng)，室溫下不能自發(fā)說明ΔH-TΔS>0，因TΔS為正，故ΔH必須大于TΔS，即ΔH>0，預(yù)測ΔH<0錯誤；A錯誤；該反應(yīng)生成氣體導(dǎo)致ΔS>0，已知ΔH>0，當(dāng)ΔH-TΔS<0時反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行，即高溫下該反應(yīng)可能自發(fā)進(jìn)行，預(yù)測“不能自發(fā)”不成立；B錯誤；若x=3，反應(yīng)為氣體分子數(shù)減少，即熵減（ΔS<0）的反應(yīng)，已知ΔH<0，低溫下ΔH主導(dǎo)，滿足ΔG<0，則預(yù)測的x可以等于3正確，C正確；已知該反應(yīng)ΔH<0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，即ΔH-TΔS<0成立，若ΔS>0，反應(yīng)在所有溫度下均能自發(fā)，若ΔS<0，則在低溫時反應(yīng)也自發(fā)進(jìn)行，兩種情況均符合“能自發(fā)反應(yīng)”的條件，故無法斷定ΔS<0，預(yù)測錯誤，D錯誤；答案選C。14．（25-26高二上·河北邯鄲·月考）已知：某反應(yīng)為aXg+b選項條件判斷Aa+b>c，Δ較低溫度下能自發(fā)進(jìn)行Ba+b>c，Δ較高溫度下能自發(fā)進(jìn)行Ca+b<c，Δ任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行Da+b<c，Δ任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行A．A B．B C．C D．D【答案】D【解析】a+b>c時，正向氣體的物質(zhì)的量減少，熵減（ΔS<0）；結(jié)合ΔH>0（吸熱反應(yīng)）知，ΔG=ΔH?TΔS始終為正，任何溫度下都不能自發(fā)，A錯誤；a+b>c時，ΔS<0，ΔH<0（放熱反應(yīng)），低溫下ΔG可能為負(fù)，高溫時ΔG轉(zhuǎn)為正，故應(yīng)在低溫下自發(fā)，B錯誤；a+b<c時，熵增（ΔS>0），ΔH>0（吸熱反應(yīng)），