专题二十二 化学反应进行的方向 化学反应的调控（精讲+精练）-2023年高考化学大一轮复习精讲精练（解析版）

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专题二十二 化学反应进行的方向 化学反应的调控
【核心素养】
课标要求 核心素养
1、认识化学平衡的调控在生产、生活和科学研究中的重要作用。
2、知道化学反应是有方向的，知道化学反应的方向与反应的焓变和熵
变有关。
变化观念与平衡思想
宏观辨识与微观探析
科学精神与社会责任
证据推理及模型认知
【思维导图】
【重难点深度剖析】
考点一：化学反应进行的方向
1．自发过程
含义 在一定条件下，不需要借助光、电等外力作用就能自动进行的过
程
特点 放热过程可能自发进行
混乱度小转变为混乱度大的过程可能自发进行
2．熵和熵变
(1)熵是量度体系混乱程度的物理量，符号为 S。
(2)影响熵大小的因素：
① 相同条件下，物质不同熵不同。
② 同一物质：S(g)S(l)S(s)。
(3)熵变(ΔS)＝生成物的总熵－反应物的总熵。
[微点拨]　
熵增(ΔS＞0)的常见反应
① 固态反应物生成液态或气态生成物的反应：
C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)。
② 液态反应物生成气态生成物的反应：
如：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。
③ 化学计量数增大的反应：2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)。
3．化学反应方向的判断
(1)焓变(ΔH)＜0，有自发进行的倾向，但有些 ΔH＞0的反应也可自发进行，焓变判断反应进
行的方向不全面。
(2)熵变(ΔS)＞0，有自发进行的倾向，但有些 ΔS＜0的反应也可自发进行，熵变判断反应进
行的方向不全面。
(3)自由能(ΔG)＜0，ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG＜0的反应可自发进行，ΔG＝0，反应处于平衡状态，
ΔG＞0，反应不能自发进行。
[微点拨]　
Δ①H＜0，ΔS＞0时反应能自发进行；
Δ②H＞0，ΔS＜0时反应不能自发进行；
Δ③H＞0，ΔS＞0，高温可能自发进行；
Δ④H＜0，ΔS＜0，低温可能自发进行。
考点二: 化学反应的调控在工农业生产中的应用
1．工业合成氨的条件调控
(1)反应原理
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1
(2)根据反应特点可知
① 合成氨反应速率增大的措施有升高温度、增大压强、增大 N2、H2浓度和使用催化剂；
② 提高平衡混合物中 NH3的含量的措施有降低温度、增大压强、增大反应物浓度。
(3)合成氨条件的调控
① 压强：10 MPa～30 MPa 的压强。压强越大，转化率越大，但对材料设备的要求越高，需
要的动力也越大，增大了生产投资，降低了经济效益。
② 温度：400～500 ℃的温度。温度要适宜，既要考虑速率又要考虑反应速度，同时还要考
虑催化剂的活性温度。
③ 催化剂：使用催化剂可提高反应速率，且不同的催化剂有不同的活性和选择性。
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