高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)過關(guān)練考點(diǎn)41化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向(含解析)

考點(diǎn)41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，不需要借助外力就可以自動(dòng)進(jìn)行的過程。（2）特點(diǎn)①體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對(duì)外部做功或釋放熱量)；②在密閉條件下，體系有從有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序的傾向(無(wú)序體系更加穩(wěn)定)。2．化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)（1）焓判據(jù)放熱反應(yīng)過程中體系能量降低，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)進(jìn)行的方向有一定的局限性。（2）熵判據(jù)①熵：衡量體系混亂程度的物理量，符號(hào)為S，單位為J·mol?1·K?1。②熵的大?。和N物質(zhì)，三種聚集狀態(tài)下，熵值由大到小的順序?yàn)镾(g)>S(l)>S(s)。③熵判據(jù)：體系的混亂度增加，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)進(jìn)行的方向也不全面。（3）復(fù)合判據(jù)——自由能變化判據(jù)在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向是反應(yīng)的焓變和熵變共同影響的結(jié)果，因此，把焓變和熵變判據(jù)結(jié)合起來組成的復(fù)合判據(jù)即自由能變化ΔG，更適合于所有過程的判斷。ΔG=ΔH?TΔS（T為開爾文溫度），ΔG的正、負(fù)決定著反應(yīng)的自發(fā)與否。①ΔH－TΔS<0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。②ΔH－TΔS＝0，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。③ΔH－TΔS>0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。考向化學(xué)反應(yīng)方向的判定典例1下列過程一定不能自發(fā)進(jìn)行的是A．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)ΔH＞0B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＜0C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＞0D．2CO(g)===2C(s)＋O2(g)ΔH＞0【解析】A.ΔH＞0，ΔS＞0，在較高溫度下可滿足ΔH－T·ΔS＜0，即在較高溫度下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，故A不選；B.ΔH＜0，ΔS＜0，溫度較低時(shí)即可滿足ΔH－T·ΔS＜0，能自發(fā)進(jìn)行，故B不選；C.ΔH＞0，ΔS＞0，在較高溫度下可滿足ΔH－T·ΔS＜0，即在較高溫度下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，故C不選；D.ΔH＞0，ΔS＜0，一般情況下ΔG＝ΔH－T·ΔS＞0，不能自發(fā)進(jìn)行，故選D?！敬鸢浮緿焓變、熵變和溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)方向的影響ΔHΔSΔH?TΔS反應(yīng)情況?+始終是負(fù)值在任何溫度下反應(yīng)均自發(fā)進(jìn)行+?始終是正值在任何溫度下反應(yīng)均非自發(fā)進(jìn)行++低溫為正高溫為負(fù)低溫時(shí)非自發(fā)，高溫時(shí)自發(fā)??低溫為負(fù)高溫為正低溫時(shí)自發(fā)，高溫時(shí)非自發(fā)1．下列說法不正確的是A．焓變是一個(gè)與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的因素，多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是放熱反應(yīng)B．在同一條件下不同物質(zhì)有不同的熵值，其體系的混亂程度越大，熵值越大C．一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行取決于該反應(yīng)是放熱還是吸熱D．一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，與焓變和熵變的共同影響有關(guān)2．已知：(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)ΔH=+74.9kJ·mol?1，下列說法中正確的是A．該反應(yīng)中熵變、焓變皆大于0B．該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，因此一定不能自發(fā)進(jìn)行C．碳酸鹽分解反應(yīng)中熵增加，因此任何條件下所有碳酸鹽分解一定自發(fā)進(jìn)行D．能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)，不能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)3．下列變化過程中，ΔS＜0的是A．氯化鈉溶于水中B．NH3(g)與HCl(g)反應(yīng)生成NH4Cl(s)C．干冰(CO2)的升華D．CaCO3(s)分解為CaO(s)和CO2(g)4．某反應(yīng)2AB(g)C(g)＋3D(g)在高溫時(shí)能自發(fā)進(jìn)行，其逆反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的正反應(yīng)的ΔH、ΔS應(yīng)為A．ΔH＜0，ΔS＞0 B．ΔH＜0，ΔS＜0C．ΔH＞0，ΔS＞0 D．ΔH＞0，ΔS＜05．下列反應(yīng)中，一定不能自發(fā)進(jìn)行的是A．2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)ΔH＝－78.03kJ·mol－1ΔS＝1110J·mol－1·K－1B．CO(g)===C(石墨)＋O2(g)ΔH＝110.5kJ·mol－1ΔS＝－89.36J·mol－1·K－1C．4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)ΔH＝－444.3kJ·mol－1ΔS＝－280.1J·mol－1·K－1D．NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)ΔH＝37.30kJ·mol－1ΔS＝184.05J·mol－1·K－16．在一定條件下，對(duì)于反應(yīng)：mA(g)+nB(g)cC(g)+dD(g)，C物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（C%）與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖，下列判斷正確的是A．△H＜0△S＞0 B．△H＞0△S＜0C．△H＞0△S＞0 D．△H＜0△S＜07．下列對(duì)化學(xué)反應(yīng)預(yù)測(cè)正確的是選項(xiàng)化學(xué)反應(yīng)方程式已知條件預(yù)測(cè)AM(s)X(g)+Y(s)ΔH>0它是非自發(fā)反應(yīng)BW(s)+xG(g)2Q(g)ΔH<0，自發(fā)反應(yīng)x可能等于1、2、3C4X(g)+5Y(g)4W(g)+6G(g)能自發(fā)反應(yīng)ΔH一定小于0D4M(s)+N(g)+2W(l)4Q(s)常溫下，自發(fā)進(jìn)行ΔH>08．選擇性催化還原法(SCR)煙氣脫硝技術(shù)是一種成熟的NOx控制處理方法。這種方法是指在有氧條件下且合適的溫度范圍內(nèi)，用還原劑NH3在催化劑的作用下將NOx有選擇性地還原為氮?dú)夂退饕磻?yīng)式如下：反應(yīng)Ⅰ：NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)N2(g)＋H2O(g)ΔH1＝akJ·mol－1反應(yīng)Ⅱ：4NH3(g)＋2NO2(g)＋O2(g)3N2(g)＋6H2O(g)ΔH2＝bkJ·mol－1當(dāng)反應(yīng)溫度過高時(shí)，會(huì)發(fā)生以下副反應(yīng)：反應(yīng)Ⅲ：2NH3(g)＋2O2(g)N2O(g)＋3H2O(g)ΔH3＝ckJ·mol－1反應(yīng)Ⅳ：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)ΔH4＝dkJ·mol－1請(qǐng)回答下列問題：（1）配平反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式：NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)N2(g)＋H2O(g)（2）研究反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)(K)與溫度(T)的關(guān)系，得到如圖甲所示的關(guān)系。①反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)表達(dá)式為。②反應(yīng)Ⅱ能夠自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)條件是。（3）反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的ΔH＝kJ·mol－1(用含a、b、d的式子表示)。（4）為研究NH3選擇性催化還原脫硝的反應(yīng)條件，某科研小組通過一系列實(shí)驗(yàn)，分別得出脫硝率與溫度、氨氮比的關(guān)系[其中表示氨氮比，O2%表示氧氣含量]。①圖乙中，當(dāng)溫度高于405℃后，NOx的脫除率會(huì)逐漸減小，原因是。②圖丙中，最佳氨氮比為2.0，理由是。（5）請(qǐng)?jiān)趫D丁中，用實(shí)線畫出不使用催化劑情況下(其他條件完全相同)的圖示。1．［2015江蘇］［雙選］在體積均為1.0L的兩恒容密閉容器中加入足量的相同的炭粉，再分別加入0.1molCO2和0.2molCO2，在不同溫度下反應(yīng)CO2(g)+C(s)2CO(g)達(dá)到平衡，平衡時(shí)CO2的物質(zhì)的量濃度c(CO2)隨溫度的變化如圖所示(圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ點(diǎn)均處于曲線上)。下列說法正確的是A．反應(yīng)CO2(g)+C(s)2CO(g)的ΔS>0、ΔH<0B．體系的總壓強(qiáng)p總：p總(狀態(tài)Ⅱ)>2p總(狀態(tài)Ⅰ)C．體系中c(CO)：c(CO，狀態(tài)Ⅱ)<2c(CO，狀態(tài)Ⅲ)D．逆反應(yīng)速率v逆：v逆(狀態(tài)Ⅰ)>v逆(狀態(tài)Ⅲ)2．下列有關(guān)說法不正確的是A．(2013·江蘇高考)反應(yīng)NH3(g)＋HCl(g)NH4Cl(s)在室溫下可自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的ΔH＜0B．(2012·江蘇高考)CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)室溫下不能自發(fā)進(jìn)行，說明該反應(yīng)的ΔH＜0C．(2011·江蘇高考)一定溫度下，反應(yīng)MgCl2(l)Mg(l)＋Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>0D．(2015·天津高考)Na與H2O的反應(yīng)是熵增的放熱反應(yīng)，該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行變式拓展變式拓展考點(diǎn)沖關(guān)考點(diǎn)沖關(guān)1．【答案】C【解析】一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行要由該反應(yīng)的熵變和焓變共同判斷，C項(xiàng)錯(cuò)誤。2．【答案】A【解析】由方程式可知，該反應(yīng)分解有氣體生成，是一個(gè)熵增的過程，ΔS>0，ΔH>0，A正確；B項(xiàng)中當(dāng)ΔH?TΔS<0時(shí)，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，錯(cuò)誤；碳酸鈉、碳酸鉀穩(wěn)定性好，不能自發(fā)進(jìn)行分解，C錯(cuò)誤；焓變和熵變共同決定化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向，D錯(cuò)誤。3．【答案】B【解析】A.氯化鈉溶于水中，固體變成溶液，混亂度增大，ΔS＞0，故A錯(cuò)誤；B.NH3(g)與HCl(g)反應(yīng)生成NH4Cl(s)，氣體體積減小，反應(yīng)后熵變減小，ΔS＜0，故B正確；C.干冰(CO2)的升華，混亂度增大，ΔS＞0，故C錯(cuò)誤；D.CaCO3(s)分解為CaO(s)和CO2(g)，氣體體積增大，混亂度增大，ΔS＞0，故D錯(cuò)誤。4．【答案】C【解析】反應(yīng)2AB(g)C(g)＋3D(g)的正反應(yīng)為氣體總分子數(shù)增加的反應(yīng)，則有ΔS＞0。在高溫時(shí)能自發(fā)進(jìn)行，其逆反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行，說明正反應(yīng)高溫時(shí)的ΔH－TΔS＜0，而低溫時(shí)的ΔH－TΔS＞0，從而可得ΔH＞0。【易錯(cuò)提醒】反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判斷誤區(qū)（1）反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，需要綜合考慮焓變和熵變對(duì)反應(yīng)的影響。（2）復(fù)合判據(jù)ΔH-TΔS<0的反應(yīng)不一定能夠?qū)嶋H發(fā)生。（3）自發(fā)反應(yīng)的熵不一定增大，非自發(fā)反應(yīng)的熵也不一定減小。5．【答案】B【解析】A項(xiàng)，反應(yīng)為放熱的熵增加反應(yīng)，一定能自發(fā)進(jìn)行；C項(xiàng)，常溫、常壓下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行；D項(xiàng)，常溫、常壓下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。6．【答案】A【解析】采取定一議二法分析，由圖像可知，壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度越高，C物質(zhì)的濃度越小，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；溫度一定時(shí)，壓強(qiáng)越高，C物質(zhì)的濃度越小，說明增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，據(jù)此答題。由圖像可知，壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度越高，C物質(zhì)的濃度越小，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即△H＜0；溫度一定時(shí)，壓強(qiáng)越高，C物質(zhì)的濃度越小，說明增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，增大壓強(qiáng)平衡向體積減小的方向移動(dòng)，即△S＞0，故A正確。故選A?！军c(diǎn)睛】對(duì)于化學(xué)平衡的有關(guān)圖象問題可以采用定一議二的方法，當(dāng)圖象中有三個(gè)量時(shí)，先確定一個(gè)量不變，再討論另外兩個(gè)量的關(guān)系。7．【答案】B【解析】根據(jù)復(fù)合判據(jù)：ΔG=ΔH-T·ΔS，M(s)X(g)+Y(s)，固體分解生成氣體，為熵增反應(yīng)，ΔH>0，在高溫下，能自發(fā)進(jìn)行，A錯(cuò)誤；W(s)+xG(g)2Q(g)ΔH<0，能自發(fā)進(jìn)行，若熵增，任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行，若熵減，在低溫條件下能自發(fā)進(jìn)行，所以，G的計(jì)量數(shù)不確定，x等于1、2或3時(shí)，都符合題意，B正確；4X(g)+5Y(g)4W(g)+6G(g)是熵增反應(yīng)，當(dāng)ΔH>0時(shí)，在高溫下可能自發(fā)進(jìn)行，C錯(cuò)誤；4M(s)+N(g)+2W(l)4Q(s)為熵減反應(yīng)，常溫下能自發(fā)進(jìn)行，說明該反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)，D錯(cuò)誤。8．【答案】（1）446（2）①K＝②高溫（3）（4）①溫度過高時(shí)，NH3會(huì)與O2發(fā)生副反應(yīng)生成N2O、NO②氨氮比從2.0到2.2，脫硝率變化不大，但氨的濃度增加較大，成本提高（5）【解析】（1）根據(jù)方程式可知NH3中氮元素化合價(jià)從－3價(jià)升高到0價(jià)，NO中氮元素化合價(jià)從＋2價(jià)降低到0價(jià)，O2中氧元素化合價(jià)從0價(jià)降低到－2價(jià)，根據(jù)電子得失守恒以及原子守恒可配平方程式為4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g)。（2）①化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值，根據(jù)方程式可知該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝。②根據(jù)圖像可知，升高溫度平衡常數(shù)增大，說明正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，ΔH＞0。由于正反應(yīng)是熵值增大的反應(yīng)，則根據(jù)ΔG＝ΔH－T·ΔS可知滿足自發(fā)進(jìn)行的條件應(yīng)該是高溫。（3）已知反應(yīng)①4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g)ΔH1＝akJ·mol－1，②4NH3(g)＋2NO2(g)＋O2(g)3N2(g)＋6H2O(g)ΔH2＝bkJ·mol－1，③4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)ΔH4＝dkJ·mol－1，根據(jù)蓋斯定律可知，即可得到反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)，則ΔH＝kJ·mol－1。（4）①由于當(dāng)溫度過高時(shí)，NH3會(huì)與O2發(fā)生副反應(yīng)生成N2O、NO，從而使NOx的脫除率逐漸減小。②根據(jù)圖像可知氨氮比從2.0到2.2，脫硝率變化不大，但氨的濃度增加較大，成本提高。因此，最佳氨氮比為2.0。（5）使用催化劑，只能加快反應(yīng)速率從而縮短到達(dá)平衡的時(shí)間，對(duì)平衡狀態(tài)無(wú)影響，由于橫坐標(biāo)是氧氣含量，縱坐標(biāo)是脫硝率，其他條件都保持不變，是否使用催化劑對(duì)平衡點(diǎn)無(wú)影響，所以作出的圖應(yīng)與原圖一致。直通高考