专题05 化学反应的方向与调控（知识串讲+专题检测）-2023-2024学年高二化学上学期期中核心考点大通关（人教版2019选择性必修1）

专题05 化学反应的方向与调控 一、化学反应方向判断方法 1.熵变大小判断 (1)从物质状态判断：物质在气态时熵值最大，液态较小，固态时最小，即ΔS(g)>ΔS(l)>ΔS(s)。 (2)从物质的量的大小判断：物质的量越大、分子数越多，熵值越大，ΔS>0。 (3)不同物质熵值间的关系：物质的组成越复杂其熵值越大，一般组成物质的原子种类相同时，一个分子中原子数目越多，其混乱度就越大，熵值也越大，ΔS>0 (4)固体的溶解过程、液体和气体的扩散过程，是熵增加的过程，ΔS>0 (5)产生气体的反应和气体的物质的量增加的反应，是熵增加的过程，ΔS>0 2．用焓变和熵变判断反应的方向 体系的自由能变化(符号为ΔG，单位为 kJ/mol)综合考虑了焓变和熵变对体系的影响，可用于化学反应自发进行的方向的判断，ΔG＝ΔH－TΔS。 (1)ΔG＜0，反应自发进行。 (2)ΔG＞0，反应不能自发进行。 (3)ΔG＝0，即反应达平衡状态。 3．复合判据的应用 二、化学反应的调控 （一）合成氨反应的特点 1.反应：合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) 2.特点： （1）可逆反应 （2）放热反应：ΔH<0 （3）熵减小的反应：ΔS<0 （4）常温(298 K)下，ΔH－TΔS<0，能自发进行。 （二）理论分析 根据合成氨反应的特点，以增大合成氨的反应速率、提高平衡混合物中氨的含量，应选择的反应条件如表所示： 对合成氨反应的影响 影响因素 浓度 温度 压强 催化剂 增大合成氨的反应速率 增大 升高 增大 使用 提高平衡混合物中氨的含量 增大 降低 增大 无影响 （三）工业合成氨的适宜条件的选择 1.压强：目前我国合成氨厂一般采用的压强在10～30 MPa，不采用更高压强的理由是：压强越大，对设备的要求越高、需要的动力越大。 2.温度：升高温度能提高化学反应速率，但工业合成氨温度不能太高的理由是： （1）合成氨反应为放热反应，升高温度，转化率降低。 （2）400～500℃催化剂活性最大，升高温度，催化剂活性减弱。 注意：工业生产中，必须从反应限度和反应速率两个角度选择合成氨的适宜条件，既要考虑尽量增大反应物的转化率，充分利用原料，又要选择较快的反应速率，提高单位时间内的产量，同时还要考虑设备的要求和技术条件。 （四）工业生产中化学反应条件的优化 化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产中起着重要作用，在实际生产中应当运用对立统一规律，综合化学反应速率和化学平衡规律，既考虑反应进行的快慢，又考虑反应的限度，在这个过程中还要坚持以下三个原则： 1.既要注意外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的一致性，又要注意对二者影响的矛盾性。 2.既要注意温度、催化剂对化学反应速率影响的一致性，又要注意催化剂的活性对温度的要求。 3.既要注意理论上的需要，又要考虑实际生产(如设备条件、安全操作、经济成本等)的可能性。 一、单选题 1．下列说法正确的是 A．能够自发进行的反应都是放热反应 B．能够自发进行的反应一定是熵增的过程 C．当ΔH＜0、ΔS＜0时，该反应都能自发进行 D．水凝结成冰的过程：ΔH＜0，ΔS＜0 2．合成氨工业中采用循环操作，主要是为了 A．降低氨的沸点 B．提高氮气和氢气的利用率 C．提高平衡混合物中氨的含量 D．增大化学反应速率 3．对于一定不能自发进行的反应来说，反应后体系的描述正确的是 A．， B．， C．， D．， 4．在固定容积的密闭容器中，进行如下反应：  ，其化学平衡常数与温度的关系如下表。下列说法正确的是 温度(℃) 25 125 225 … 平衡常数 … A．能说明反应已达平衡 B．平衡常数 C．混合气体的平均摩尔质量不再改变不能说明反应已达平衡 D．为提高反应速率和平衡转化率，工业生产时通常选择400~500℃、10~30MPa的反应条件 5．25℃、1.01×105Pa时，反应2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)  ΔH=+109.8kJ·mol-1，该反应能自发进行的原因是 A．该反应是吸热反应 B．该反应是放热反应 C．该反应是熵减小的反应 D．该反应的熵增大效应大于能量效应 6．下列有关合成氨工业的说法正确的是 A．从合成塔出来的混合气体中，其中NH3只占15%，所以合成氨厂的产率都很低 B．由于氨易液化，N2、H2在实际生产中可循环使用，所以总体来说合成氨的产率很高 C．合成氨工业的反应温度控制在400～500℃，目的是使化学平衡向正反应方向移动 D．合成氨厂采用的压强越大，产率越高，无须考虑设备、条件 7．已知ΔG=ΔH-TΔS(设ΔH、ΔS不随温度变化)，当ΔG＜0时反应能自发进行。下列说法错误的是 A．同一物质的熵值：S