新高考化学一轮复习考点举一反三讲义第04讲 化学反应的方向、化学反应的调控（2份，原卷版+解析版）

这是一份新高考化学一轮复习考点举一反三讲义第04讲 化学反应的方向、化学反应的调控（2份，原卷版+解析版）试卷主要包含了靶向突破等内容，欢迎下载使用。
目录
一、题型精讲TOC \ "1-3" \h \u
\l "_Tc14443" 题型01 自发过程与自发反应 PAGEREF _Tc14443 \h 1
\l "_Tc20313" 题型02 反应焓变与反应方向 PAGEREF _Tc20313 \h 3
\l "_Tc7294" 题型03 反应熵变与反应方向 PAGEREF _Tc7294 \h 4
\l "_Tc21549" 题型04 自由能与反应进行方向的判断 PAGEREF _Tc21549 \h 6
\l "_Tc4341" 题型05 工业合成氨条件的理论分析 PAGEREF _Tc4341 \h 8
\l "_Tc11152" 题型06 工业合成氨的适宜条件 PAGEREF _Tc11152 \h 10
\l "_Tc13206" 题型07 化学反应的调控 PAGEREF _Tc13206 \h 13
二、靶向突破
题型01 自发过程与自发反应
1.自发过程
(1)含义：在一定条件下，不用借助外力就可以自发进行的过程。例如高山流水、自由落体。
(2)特点
①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量)。
②在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向(无序体系更加稳定)。
(3)非自发过程：在一定条件下，需持续借助外力才能进行的过程。
2.自发反应
(1)含义：在给定的条件下，无需外界帮助，一经引发即能自动进行的反应，称为自发反应。例如钢铁生锈。
(2)非自发反应：不能自发进行，必须借助某种外力才能进行的反应。
【特别提醒】自发反应具有方向性，即在一定条件下反应的某个方向是自发进行的，其逆方向在相同条件下一定不能自发进行。自发反应不一定能够实际发生，发生时速率也不一定大。
【例1】下列关于自发过程的叙述正确的是( )
A.只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程
B.需要加热才能进行的过程肯定不是自发过程
C.同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发的可能
D.非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程
【答案】C
【解析】在一定条件下，不用借助外力即可自发进行的过程为自发过程，所以自发过程也需要特定的条件，A、B项错误；可逆反应在不同的条件下，可以向不同方向自发进行，C项正确；改变条件，可以使某些非自发过程转变为自发过程，D项错误。
【变式1-1】化学与生活息息相关。下列不能自发进行的是( )
A.墨汁加到清水中使整杯水变黑
B.水在0 ℃以下结为冰
C.石灰石转化为生石灰
D.水从高处往低处流
【答案】C
【解析】石灰石转化为生石灰需要在高温条件下进行，该变化过程不是自发进行的，C符合题意。
【变式1-2】下列过程中属于自发过程的是 (填序号)。
①铵盐的溶解 ②烧碱与盐酸反应 ③Zn与稀H2SO4反应 ④将地下水抽至地面 ⑤Mg在空气中燃烧 ⑥铝热反应 ⑦墨水在水中的扩散 ⑧电解熔融的氯化钠
【答案】①②③⑤⑥⑦
【解析】将地下水抽至地面需要持续做功，电解熔融的氯化钠要在直流电作用下才能进行，均不属于自发过程。
【变式1-3】 下列不属于自发进行的变化是（ ）
A．红墨水加到清水使整杯水变红
B．冰在室温下融化成水
C．水电解生成氢气和氧气
D．铁器在潮湿的空气中生锈
【答案】C
【解析】红墨水浓度大于水，微粒向浓度低的方向扩散，是自发进行的物理过程，A不符合题意；冰的熔点为0℃，水常温下是液体，冰在室温下融化成水，是自发进行的物理过程，B不符合题意；水电解生成氢气和氧气，是强制发生的氧化还原反应，不能自发进行，C符合题意；铁在潮湿的空气中生锈是发生了电化腐蚀，是自发进行的化学过程，D不符合题意；故选C。
题型02 反应焓变与反应方向
1.放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向，科学家提出用焓变(能量变化)来判断反应进行的方向，这就是焓判据(能量判据)。
2.焓变与化学反应进行方向的关系
①多数放热反应是自发进行的。例如燃烧反应、中和反应等。
②有些吸热反应也可以自发进行，如：
2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋109.8 kJ·ml－1。
结论：只用焓判据判断反应是否自发进行不全面。
【例2】下列关于化学反应的焓变的叙述正确的是( )
A.化学反应的焓变与反应的方向无关
B.化学反应的焓变直接决定了反应的方向
C.焓变为正的反应都是吸热反应
D.焓变为正的反应都能自发进行
【答案】C
【解析】焓变与反应的方向有关，A项错误；化学反应的焓变不能直接决定化学反应的方向，还要结合熵变等条件，B、D项错误。
【变式2-1】 下列自发反应可用焓判据来解释的是( )
A.2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g) ΔH＝+56.7 kJ·ml-1
B.(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)+NH3(g) ΔH＝+74.9 kJ·ml-1
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH＝-571.6 kJ·ml-1
D.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH＝+178.2 kJ·ml-1
【答案】C
【解析】从焓变的角度分析，化学反应由高能状态向低能状态转化，有使体系能量降低的趋势，表现为放热反应较易进行。
【变式2-2】 已知：(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) ΔH＝＋74.9 kJ·ml－1，下列说法正确的是( )
A．该反应中熵变、焓变皆大于0
B．该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行
C．碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定能自发进行
D．能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是吸热反应
【答案】A
【解析】根据化学方程式可知该反应中熵变、焓变都大于0，A项正确；该反应是吸热反应，但也是熵增大的反应，所以有可能自发进行，B项错误；碳酸盐分解反应中熵增加，但不是在任何条件下碳酸盐分解都能够自发进行，如CaCO3的分解仅在高温下自发，C项错误；能自发进行的反应不一定是放热反应，不能自发进行的反应也不一定是吸热反应，D项错误。
题型03 反应熵变与反应方向
1．熵与熵变
(1)熵的含义：熵是衡量一个体系混乱度的物理量，即表示体系的不规则或无序状态程度的物理量。混乱度越大，体系越无序，体系的熵就越大。用符号S表示。同一条件下，不同物质有不同的熵值，同一物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是S(g)>S(l)>S(s)。
(2)熵变的含义：熵变是反应前后体系熵的变化，用ΔS表示，化学反应的ΔS越大，越有利于反应自发进行。
2．化学反应的方向与熵变的关系
化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化，因此存在着熵变。反应的熵变ΔS为反应产物总熵与反应物总熵之差。对于确定的化学反应，在一定条件下具有确定的熵变。
(1)许多熵增加的反应在常温、常压下可以自发进行。产生气体的反应，气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值，为熵增反应。
(2)有些熵增的反应在常温、常压下不能自发进行，但在较高温度下可以自发进行。
(3)铝热反应是熵减的反应，它在一定条件下也可以自发进行。
结论：研究表明，除了热效应外，决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的混乱度，大多数自发反应有趋向于体系混乱度增大的倾向。
【例3】下列对熵的理解错误的是( )
A.同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小
B.体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大
C.与外界隔离的体系，自发过程将导致体系的熵减小
D.25 ℃、1.01×105 Pa时，2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)是熵增反应
【答案】C
【解析】C项，体系都有从有序自发转变为无序的倾向，此过程为熵增过程，错误。
【变式3-1】下列变化过程为熵增的是( )
A.2NH4NO3(s)===2N2(g)+4H2O(g)+O2(g)
B.CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)
C.2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)
D.3O2(g)===2O3(g)
【答案】A
【解析】反应CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)有气体参与反应，但反应前后气体分子数没有变化，熵没有增加，B错误；C、D项反应中均有气体参与反应，反应后气体分子数减少，变化过程为熵减，错误。
【变式3-2】下列判断正确的是( )
A．一定温度下，反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)能自发进行，该反应的ΔH0
【答案】A
【解析】A、B、D中反应均为熵减反应，且在一定温度下均能自发进行，故根据ΔH－TΔS