第34讲 化学反应的方向、合成氨条件的选择（原卷版）-备战2023年高考化学【一轮·夯实基础】复习精讲精练

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备战 2023 年高考化学【一轮·夯实基础】复习精讲精练
第34 讲 化学反应的方向、合成氨条件的选择
【复习目标】
1．了解反应的自发性和熵的定义及应用。
2．能利用化学平衡常数判断化学反应是否达到化学平衡状态以及平衡移动的方向。
3．了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
【知识精讲】
考点一　化学反应方向的判断
1．自发反应
(1)含义：在一定条件下，不需要借助光、电等外力作用就能自发进行的反应称为自发反应。
(2)特点：
2．熵和熵变的含义
(1)熵的含义
熵是衡量一个体系混乱度的物理量。用符号表示。
(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)熵变的含义
① 熵变是反应前后体系熵的变化，用 ΔS表示。
② 熵变＝生成物的总熵－反应物的总熵。
③ 化学反应的 ΔS越大，越有利于反应自发进行。
3．化学反应方向的判断
(1)判据(ΔG＝ΔH－TΔS)
(2)一般规律
Δ①H<0，ΔS>0 的反应任何温度下都能自发进行；
Δ②H>0，ΔS<0 的反应任何温度下都不能自发进行；
Δ③H和ΔS的作用相反，且相差不大时，温度对反应的方向起决定性作用。
当ΔH<0，ΔS<0 时，低温下反应能自发进行；
当ΔH>0，ΔS>0 时，高温下反应能自发进行。
【例题 1】实现“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将 CO2转化为可利用的资源。目前
工业上有一种方法是用 CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应： CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋
H2O(g)，如图表示该反应过程中能量(单位为 kJ·mol－1)的变化：
下列关于该反应的说法中，正确的是(　　)
A．ΔH＞0，ΔS＞0 B．ΔH＞0，ΔS＜0
C．ΔH＜0，ΔS＜0 D．ΔH＜0，ΔS＞0
【例题 2】下列反应不可能自发进行的是(　　)
A．2O3(g)===3O2(g)　ΔH＜0
B．2CO(g)===2C(s)＋O2(g)　ΔH＞0
C．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＜0
D．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH＞0
【例题 3】已知：ΔG＝ΔH－TΔS，当 ΔG<0，反应能自发进行，ΔG>0 反应不能自发进行。下列说法中正确
的是(　　)
A．非自发反应在任何条件下都不能发生
B．熵增加且放热的反应一定是自发反应
C．自发反应一定是熵增加的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应
D．凡是放热反应都是能自发进行的反应，而吸热反应都是非自发进行的反应
【例题 4】CO2催化加氢制取甲醇的研究，对于环境、能源问题都具有重要的意义。反应如下：
反应ⅰ：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－58 kJ· mol－1
反应ⅱ：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝＋42 kJ· mol－1
下列说法不正确的是(　　)
A．增大氢气浓度能提高二氧化碳的转化率
B．增大压强，有利于向生成甲醇的方向进行，反应ⅰ的平衡常数增大
C．升高温度，生成甲醇的速率加快，反应ⅱ的限度同时增加
D．选用理想的催化剂可以提高甲醇在最终产物中的比率
考点二　工业合成氨
1．控制反应条件的目的
(1)促进有利的化学反应进行：通过控制反应条件，可以加快化学反应速率，提高反应物的转化率，从
而促进有利的化学反应进行。
(2)抑制有害的化学反应进行：通过控制反应条件，也可以减缓化学反应速率，减少甚至消除有害物质
的产生或抑制副反应的发生，从而抑制有害的化学反应继续进行。
2．控制反应条件的基本措施
(1)控制化学反应速率的措施
通过改变反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)、固体的表面积以及使用催化剂等措施
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