高三化學(xué)第一輪復(fù)習(xí)7.2.6化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向與調(diào)控

化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向與調(diào)控一、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向1．自發(fā)過程(1)含義：在一定條件下，不需要借助外力作用就能自發(fā)進(jìn)行的過程。(2)特點(diǎn)①體系趨向于從

狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

狀態(tài)(體系對(duì)外部

或

熱量)。②在密閉條件下，體系有從

轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

的傾向性(無序體系更加穩(wěn)定)。高能量低能量做功放出有序無序2．化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)(1)焓判據(jù)放熱過程中體系能量

，ΔH

0，具有自發(fā)進(jìn)行的傾向，但有些吸熱反應(yīng)也可以自發(fā)進(jìn)行，故只用焓變判斷反應(yīng)方向不全面。降低＜(2)熵判據(jù)①熵：量度體系

程度的物理量，符號(hào)為

.②熵的大小：同種物質(zhì)，三種狀態(tài)下，熵值由大到小的順序?yàn)?/p>

。混亂S(g)＞S(l)＞S(s)S③熵判據(jù)體系的混亂度

，ΔS

0，反應(yīng)有自發(fā)進(jìn)行的傾向。但有些熵減的過程也能自發(fā)進(jìn)行，故只用熵變來判斷反應(yīng)方向也不全面．增大＞【注意】過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向，不能確定過程是否一定會(huì)發(fā)生和過程發(fā)生的速率。

研究表明：在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行方向的判據(jù)是△G=△H-T△S反應(yīng)進(jìn)行方向的判斷方法：（3）復(fù)合判據(jù)當(dāng)△G

<

0時(shí)，反應(yīng)為自發(fā)反應(yīng)當(dāng)△G

>

0

時(shí)，反應(yīng)為非自發(fā)反應(yīng)注意：△G的單位為kJ·mol-1,

△S要化單位！當(dāng)△G

=

0時(shí)，可逆反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)ΔHΔS高溫下能自發(fā)進(jìn)行一定不能自發(fā)進(jìn)行低溫下能自發(fā)進(jìn)行一定能自發(fā)進(jìn)行（4）圖像法快速判斷練習(xí)1、有A、B、C、D4個(gè)反應(yīng)：在任何溫度都能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是______；任何溫度都不能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是______。CB反應(yīng)ABCDΔH/kJ·mol-110.51.80－126－11.7ΔS/J·mol-1·K-130.0－113.084.0－105.0練習(xí)2、(2021·浙江6月選考)實(shí)驗(yàn)室可用銅與濃硫酸反應(yīng)制備少量SO2：Cu(s)＋2H2SO4(l)=CuSO4(s)＋SO2(g)＋2H2O(l)

ΔH＝－11.9kJ·mol－1。判斷該反應(yīng)的自發(fā)性并說明理由：

。不同溫度下都能自發(fā)，是因?yàn)棣<0、ΔS>0練習(xí)3、判斷下列反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行298K、101Kpa下，CaCO3(s)＝CaO(s)＋CO2(g)△H(298K)＝+178.2kJ·mol－1△S(298K)＝+169.6J·mol－1·K－1T＞1050K，常壓下，1050K以上高溫可以使反應(yīng)正向自發(fā)進(jìn)行，因此溫度是改變反應(yīng)方向的一種手段。若要正向自發(fā)進(jìn)行，假設(shè)?H、?S不隨溫度而變化?G＝?H－T?S＜0＝178.2kJ·mol－1－T×（169.6×10－3）kJ·mol－1·K－1＜0練習(xí)4、2019天津高考.10節(jié)選將SiCl4氫化為SiHCl3對(duì)應(yīng)的反應(yīng)依次為：①SiCl4(g)

+H2

(g)

?SiHCl3(g)+HCl(g)

△H1>0②3SiCl4(g)

+2H2

(g)+Si(s)

?4SiHCl3(g)

△H2<0

已知體系自由能變△G=△H-T△S，△G<0時(shí)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。二個(gè)氫化反應(yīng)的△G與溫度的關(guān)系如圖所示，反應(yīng)①能自發(fā)進(jìn)行的最低溫度是

；1000℃由△H1>0，△H2<0推出△H2<△H1

，

所以△G2<△G1相同溫度下，反應(yīng)②比反應(yīng)①的△G小，主要原因是

。二、化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用1．工業(yè)合成氨的條件調(diào)控(1)反應(yīng)原理N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)

ΔH＝－92.4kJ·mol－1(2)根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn)可知合成氨反應(yīng)速率增大的措施有

、

、

和

；提高平衡混合物中NH3的含量的措施有

、

、

。①壓強(qiáng)：10MPa～30MPa的壓強(qiáng)。壓強(qiáng)越大，轉(zhuǎn)化率越大，但對(duì)材料設(shè)備的要求越高，需要的動(dòng)力也越大，增大了生產(chǎn)投資，降低了經(jīng)濟(jì)效益。②溫度：400～500℃的溫度。溫度要適宜，既要考慮速率又要考慮反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，同時(shí)還要考慮催化劑的活性溫度。(3)合成氨條件的調(diào)控③催化劑：使用催化劑可提高反應(yīng)速率，且不同的催化劑有不同的活性和選擇性。⑤循環(huán)操作：將分離出NH3的原料循環(huán)使用，

提高原料利用④濃度：迅速冷卻NH3，減少c(NH3)，平衡右移。2、化工生產(chǎn)適宜條件選擇的一般原則條件原則從化學(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(dòng)分析既要注意外界條件對(duì)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①增加易得廉價(jià)原料，提高難得高價(jià)原料的利用率，從而降低生產(chǎn)成本②循環(huán)操作從實(shí)際生產(chǎn)能力分析如設(shè)備承受高溫、高壓能力等從催化劑的使用活性分析注意催化劑的活性對(duì)溫度的限制練習(xí)1、(2018·浙江選考)已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)

ΔH＝－197.8kJ·mol－1。起始反應(yīng)物為SO2和O2(物質(zhì)的量之比為2∶1，且總物質(zhì)的量不變)。SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(%)隨溫度和壓強(qiáng)的變化如下表。溫度/K壓強(qiáng)/(105Pa)1.015.0710.125.350.767399.299.699.799.899.972397.598.999.299.599.677393.596.997.898.699.0下列說法不正確的是(

)A．一定壓強(qiáng)下降低溫度，SO2的轉(zhuǎn)化率增大B．在不同溫度、壓強(qiáng)下，轉(zhuǎn)化相同物質(zhì)的量的SO2

所需要的時(shí)間相等C．使用催化劑可以縮短反應(yīng)達(dá)到平衡所需的時(shí)間D．工業(yè)生產(chǎn)通常不采取加壓措施是因?yàn)槌合耂O2的

轉(zhuǎn)化率已相當(dāng)高BDC練習(xí)4、在硫酸工業(yè)中，通過下列反應(yīng)使SO2氧化成SO3：2SO2(g)＋O2(g)?2SO3(g)△H＝－。

下表列出了在不同溫度和壓強(qiáng)下，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率。溫度/℃平衡時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率/%0.1MPa0.5MPa1MPa5MPa10MPa45097.598.999.299.699.755085.692.994.997.798.3低溫、高壓（1）從理論上分析，為了使SO2盡可能多轉(zhuǎn)化為SO3，選擇的條件

是

。（3）在實(shí)際生產(chǎn)中，采用的壓強(qiáng)為常壓，原因是__________（4）在實(shí)際生產(chǎn)中，通入過量空氣，原因是__________（5）尾氣中的SO2必須回收，原因是__________

該溫度是催化劑的活性溫度，選擇此溫度可提高反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)達(dá)到平衡所需要的時(shí)間。在