第34讲 化学反应的方向、合成氨条件的选择（解析版）-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
【答案】C
【解析】
根据反应过程中能量变化的情况可知反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放热， ΔH＜0；该反应发
生后气体的物质的量减小，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
【答案】B
【解析】
ΔH＜0，ΔS＞0，可满足 ΔH－TΔS＜0，反应能自发进行，故 A不选；ΔH＞0，ΔS＜0，不能满足 ΔG＝ΔH
－TΔS<0，不能自发进行，故 B选；ΔH＜0，ΔS＜0，温度较低时即可满足 ΔH－TΔS＜0，能自发进行，故
C不选；ΔH＞0，ΔS＞0，温度较高时即可满足 ΔH－TΔS＜0，能自发进行，故 D不选。
【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
【答案】B
【解析】
A．非自发反应在一定条件下也能发生，如碳酸钙的分解反应在常温下不能自发进行，在高温下就可以自
发进行，故 A错误；B.熵增加且放热的反应，ΔS>0、ΔH<0，则 ΔG＝ΔH－TΔS<0，反应一定能自发进行，
故B正确；C.反应能否自发进行，由熵变、焓变和反应温度共同决定，所以熵增加、熵减小或熵不变的反
应都可能自发进行，故 C错误；D.根据上述分析可知，反应能否自发进行，由熵变、焓变和反应温度共同
决定，所以放热反应或吸热反应都可能自发进行，故 D错误。
【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(　　)
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