备考2024届高考化学一轮复习讲义第七章化学反应速率和化学平衡第4讲化学反应的方向和化学反应的调控考点1化学反应的方向

第4讲化学反应的方向和化学反应的调控课标要求核心考点五年考情核心素养对接1.体会从限度和快慢两个方面去认识和调控化学反应的重要性。2.认识化学变化是有条件的，学习运用变量控制方法研究化学反应，了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。3.知道化学反应是有方向的，知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。4.认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中的重要作用化学反应的方向2022年6月浙江，T29；2022年1月浙江，T20；2022湖南，T17；2019年4月浙江，T30变化观念与平衡思想：能从反应现象中提取信息，建立物质、外界条件与化学反应方向、限度和速率的关系；能利用反应规律解释生产、生活中的条件选择或现象等；能基于反应速率、平衡移动的影响因素调控化学反应；能基于反应规律，从反应方向、速率、限度等角度优化反应条件化学反应的调控2023辽宁，T18；2022山东，T17；2022海南，T16；2022年6月浙江，T24；2022年1月浙江，T29；2021江苏，T14命题分析预测1.氨催化氧化法制备硝酸工艺中的相关反应经常会作为命题载体，综合考查化学反应原理的相关知识，其中氨的催化氧化反应历程分析、正逆反应速率表达式等都是常考点，需要考生重点理解与掌握。2.2025年高考可能仍会考查真实情境下外界条件如温度、催化剂、压强等对反应速率和化学平衡的影响和调控，双重因素影响下转化率变化的原因，反应达到平衡与未达到平衡时，反应速率、转化率与平衡移动的关系定性与定量相结合视角（1）能定量计算平衡常数，并能结合定性（平衡移动）视角分析说明平衡常数为何与温度有关而与浓度、压强、催化剂等无关。（2）能定量计算转化率，并能结合定性视角说明转化率发生变化的原因或判断转化率可能发生的变化。考点1化学反应的方向1.熵定义：用来描述体系（由大量粒子组成）的无序程度的物理量。符号：S。熵值越大，体系的无序程度[1]越大。单位：J·mol－1·K－1。熵的大小：同一种物质，三种聚集状态下，熵值的大小顺序为S（g）[2]＞S（l）[3]＞S（s）。熵变（ΔS）的定义：反应产物的总熵与反应物的总熵之差。2.自发反应的判据判据内容注意事项焓判据放热反应过程中体系能量降低（ΔH＜0），有利于反应自发进行有些吸热反应也可以自发进行，故不能仅用反应焓变来判断反应能否自发进行熵判据熵增加（ΔS＞0）有利于反应自发进行有些熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行，故不能仅用反应熵变来判断反应能否自发进行吉布斯自由能判据（ΔG＝ΔH－TΔS）ΔG[4]＜0，则反应能自发进行ΔG[5]＞0，则反应不能自发进行；ΔG＝0，则反应处于平衡状态3.示例化学反应ΔH/（kJ·mol－1）ΔS/（J·mol－1·K－1）能否自发进行2KClO3（s）2KCl（s）＋3O2（g）－78.03＋494.4ΔH＜0，ΔS＞0，任何温度下都能自发进行CO（g）C（s，石墨）＋12O2（g）＋110.5－89.4ΔH＞0，ΔS＜0，任何温度下都不能自发进行4Fe（OH）2（s）＋2H2O（l）＋O2（g）4Fe（OH）3（s）－444.3－280.1ΔH＜0，ΔS＜0，低温下能自发进行CaCO3（s）CaO（s）＋CO2（g）＋178.2＋169.6ΔH＞0，ΔS＞0，高温下能自发进行1.易错辨析。（1）[天津高考]Na与H2O的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行。（√）（2）[天津高考]某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应。（√）（3）[江苏高考]2NO（g）＋2CO（g）N2（g）＋2CO2（g）在常温下能自发进行，则该反应的ΔH＞0。（✕）（4）放热反应都能自发进行，吸热反应都不能自发进行。（✕）2.下列反应或过程为熵增加的是②④⑤⑥⑦（填序号）。①3H2（g）＋N2（g）⇌2NH3（g）②2N2O5（g）4NO2（g）＋O2（g）③Cu2O（s）＋12O2（g）2CuO（s）④硝酸铵溶于水的过程⑤H2O（s）→H2O（l）→H2O（g）的过程⑥一瓶氯气与一瓶氢气混合的过程⑦墨水在水中扩散的过程3.汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：2CO（g）⇌2C（s）＋O2（g）。已知该反应的ΔH＞0，简述该设想能否实现的依据：不能实现，因为该反应的ΔH＞0、ΔS＜0，ΔG＝ΔH－TΔS＞0，任何温度下均不能自发进行。研透高考明确方向命题点1吉布斯自由能判据1.[2022浙江]AB型强电解质在水中的溶解（可视作特殊的化学反应）表示为AB（s）An＋（aq）＋Bn－（aq），其焓变和熵变分别为ΔH和ΔS。对于不同组成的AB型强电解质，下列说法正确的是（D）A.ΔH和ΔS均大于零B.ΔH和ΔS均小于零C.ΔH可能大于零或小于零，ΔS大于零D.ΔH和ΔS均可能大于零或小于零解析强电解质NaOH溶于水放热，ΔH＜0，强电解质NH4Cl溶于水吸热，ΔH＞0，A、B项错误；AB型强电解质固体溶于水转化为离子，混乱度增加，但离子在水中存在水合过程，使水的混乱度下降，所以整个溶解过程的熵变取决于固体转化为离子的熵增和水合过程的熵减两个作用的相对大小，若前者占主导，则溶解过程熵增，反之熵减，C项错误，D项正确。命题点2吉布斯自由能判据在实际工业生产中的应用2.[2022全国甲改编]TiO2直接氯化反应：TiO2（s）＋2Cl2（g）TiCl4（g）＋O2（g）ΔH1＝＋172kJ·mol－1TiO2碳氯化：TiO2（s）＋2Cl2（g）＋2C（s）TiCl4（g）＋2CO（g）ΔH2＝－51kJ·mol－1碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，其原因是碳氯化反应是熵增大的放热反应，正向反应趋势大。解析TiO2直接氯化反应是气体分子数不变的吸热反应，正向反应趋势小；碳氯化反应是熵增大的放热反应，正向反应趋势大。3.[2022湖南]已知ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略ΔH、ΔS随温度的变化。若ΔG＜0，则该反应可以自发进行。根据下图判断：600℃时，下列反应不能自发进行的是C。A.C（s）＋O2（g）CO2（g）B.2C（s）＋O2（g）2CO（g）C.TiO2（s）＋2Cl2（g）TiCl4（g）＋O2（g）D.TiO2（s）＋C（s）＋2Cl2（g）TiCl4（g）＋CO2（g）解析结合图像可知600