2024年高考重点复习知识点之“化学反应进行的方向”

复习材料

考点41化学反响进行的方向

■知识整多

1.自发过程

11)含义

在肯定条件下，不需要借助外力就可以自动进行的过程。

⑵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，体系有从有序自发地转变为无序的倾向(无序体系更加稳定)。

2.化学反响方向的判据

⑴焰判据

放热反响过程中体系能量降低，A^<0,具有自发进行的倾向。

但有些吸热反响也可以自发进行，故只用婚变推断反响进行的方向有肯定的局限性。

⑵燧判据

①嫡：衡量体系混乱程度的物理量，符号为S,单位为『moLKT。

②燧的大小：同种物质，三种聚集状态下，嫡值由大到小的顺序为S(g)>S(l)>S(s)。

③焙判据：体系的混乱度增加，A出0,反响有自发进行的倾向。但有些焙减的过程也能自发进行，故只

用燧变来推断反响进行的方向也不全面。

〔3〕复合判据一自由能变化判据

在温度、压强肯定的条件下，化学反响进行的方向是反响的焰变和嫡变共同影响的结果，因此，把焰变

和嫡变判据结合起来组成的复合判据即自由能变化AG,更适宜于全部过程的推断。NG=NH-TNS〔7为

开尔文温度〕，AG的正、负决定着反响的自发与否。

AS-

AH<0AH>0

AS>0AS>0

任何温度下反应高温下反应

都能自发进行能自发进行

AH<0AH>0AH

AS<0AS<0

低温下反应任何温度下反应

能自发进行都不能自发进行

复习材料

①A/7—TAS<0,反响能自发进行。

②AH-7As=0,反响到达平衡状态。

③AH—TA5X),反响不能自发进行。

点考向,

考向化学反响方向的判定

典例引领

典例1以下过程肯定不能自发进行的是

A.2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)A/7>0

B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)A/7<0

C.(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)+NH3(g)A7/>0

D.2CO(g)===2C(s)+O2(g)A^>0

【解析】A.A〃>0,^S>0,在较高温度下可满足A7/—T2S<0,即在较高温度下反响能自发进行，故

A不选；BAH<0,AS<0,温度较低时即可满足AH-7AS<0,能自发进行，故B不选；C.AH>0,AS>

0,在较高温度下可满足M-7AS<0,即在较高温度下反响能自发进行，故C不选；DAH>0,AS<0,

一般情况下AG=A“-7ZS>0,不能自发进行，应选D。

【答案】D

变式拓展

1.已知反响2co(g)^=2C(s)+C>2(g)的M■为正值，AS为负值，设AH和AS不随温度的改变而改变。则以

下说法中，正确的选项是

A.低温下是自发变化

B.高温下是自发变化

C.低温下是非自发变化，高温下是自发变化

D.任何温度下是非自发变化

燃变、炳变和温度对化学反响方向的影响

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A7/△SKH-TKS反响情况

-+始终是负值在任何温度下反响均自发进行

+-始终是正值在任何温度下反响均非自发进行

++低温为正高温为负低温时非自发，高温时自发

--低温为负高温为正低温时自发，高温时非自发

、.亨点冲关它

1.以下说法不正确的选项是

A.焰变是一个与反响能否自发进行有关的因素，多数能自发进行的反响是放热反响

B.在同一条件下不同物质有不同的嫡值，其体系的混乱程度越大，燧值越大

C.一个反响能否自发进行取决于该反响是放热还是吸热

D.一个反响能否自发进行，与焰变和燧变的共同影响有关

2.已知：(NH4)2CO3(S)=NH4HCO3(s)+NH3(g)A8=+74.9kJmoll以下说法中正确的选项是

A.该反响中崎变、焰变皆大于0

B.该反响是吸热反响，因此肯定不能自发进行

C.碳酸盐分解反响中嫡增加，因此任何条件下全部碳酸盐分解肯定自发进行

D.能自发进行的反响肯定是放热反响，不能自发进行的反响肯定是吸热反响

3.以下变化过程中，AS<0的是

A.氯化钠溶于水中

B.NH3®与HCl(g)反响生成NH4cl(s)

C.干冰(CO2)的升华

D.CaCO3(s)分解为CaO(s)和CO2(g)

4.某反响2AB(g)=^C(g)+3D(g)在高温时能自发进行，其逆反响在低温下能自发进行，则该反响的正反

响的AH、AS应为

A.AZ/<0,AS>0B.A//<0,AS<0

C.住H>0,^S>0D.AH>0,AS<0

5.以下反响中，肯定不能自发进行的是

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1

A.2KC1O3(S)===2KC1(S)+3O2(g)AZ7=-78.03kJmol^AS=1110Jmol^'K-'

B.CO(g尸==C(石墨)+；C)2(g)△〃=110.5kJ-moLA5=-89.36J-mol-1-^1

1

C.4Fe(OH)2(s)+2H2O(1)+O2(g)===4Fe(OH)3(s)A/7=—444.3kJ-moLA5=-280.1Jmol'K-

D.NH4HCO3(S)+CH3COOH(aq)===CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(1)A;/=37.30kJ-mol-AS=

184.05J-mol-'K-1

6.在肯定条件下，对于反响：mA(g)+nB(g)=^cC(g)+dD(g),C物质的质量分数［C%)与温度、压强的

A.AH<0AS>0B.AH>0AS<0

C.AH>0AS>0D.AH<0AS<0

7.以下对化学反响预测正确的选项是

选项化学反响方程式已知条件预测

AM(s)—X(g)+Y(s)A7/>0它是非自发反响

BW(s)+xG(g)^2Q(g)AH<0,自发反响x可能等于1、2、3

C4X(g)+5Y(g)—4W(g)+6G(g)能自发反响Mr肯定小于0

D4M(s)+N(g)+2W(l)—4Q(s)常温下，自发进行AH>0

8.选择性催化复原法(SCR)烟气脱硝技术是一种成熟的NO,操作处理方法。这种方法是指在有氧条件下且

适宜的温度范围内，用复原剂NH3在催化剂的作用下将NO*有选择性地复原为氮气和水，主要反响式如

下：

反响I：QNH3(g)+4NO(g)+O2(g).-、□均值)+口出。®AHi=akJ-moL

1

反响H：4NH3(g)+2NO2(g)+O2(g),——53N2(g)+6H2O(g)AH2=Z>kJmol-

当反响温度过高时，会发生以下副反响：

1

反响ni：2NH3(g)+2O2(g)i=iN2O(g)+3H2O(g)A773=ckJmol-

1

反响IV：4NH3(g)+5O2(g)s=MNO(g)+6H2O(g)AH4=t/kJmol

请答复以下问题：

复习材料

(1)配平反响I的化学方程式:

]NH3(g)+4NO(g)+O2(g)5=^□N2(g)+QH2O(g)

[2)研究反响n的平衡常数(应与温度(7)的关系，得到如图甲所示的关系。

①反响n的平衡常数表达式为o

②反响n能够自发进行的反响条件是o

[3[反响2NO(g)+O2(g)==i2N()2(g)的△〃=kJ,moL(用含a、b、d的式子表示)。

(4)为研究NH3选择性催化复原脱硝的反响条件，某科研小组通过一系列实验，分别得出脱硝率与温

NH.

度、氨氮比的关系[其中而1表示氨氮比，。2%表示氧气含量]。

100100

9090

8o

80%

7o一

70»

6o60

50整

5o40吧

4o30«

20O

3oZ

2O

1010

0

260280300320340360380400420

温度/t

乙

11OO

009O

908O

兴80/

/7O/9o

70#

606O褪

造7o

505O爱

塞

蜥5o7=380%：

404OS

303OO3o

O202O

N10N

。1O1o

O

1.02.03.04.05.0

02%

丁

①图乙中，当温度高于405(后，NO1的脱除率会逐渐减小，原因是.

②图丙中，最正确氨氮比为2.0,理由是o

15)请在图丁中，用实线画出不使用催化剂情况下(其他条件完全相同)的图示。

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昌通高考班

I.［江苏］［双选］在体积均为1.0L的两恒容密闭容器中参加足量的相同的炭粉，再分别参加0.1molCC）2

和0.2molC02,在不同温度下反响C02（g）+C（s）12co（g）到达平衡，平衡时C02的物质的量浓度c（CO2）

随温度的变化如下列图（图中I、II、III点均处于曲线上）。以下说法正确的选项是

0.20

m

0.16

(

0.12

00.08

9

。0.04

A.反响CO2（g）+C（s）=2CO（g）的AA0、AH<0

B.体系的总压强p总：〃总（状态n）＞20总（状态I）

C.体系中c（CO）：c（CO,状态H）＜2c（C0,状态III）口

D.逆反响速率v逆：v逆（状态I）＞v逆（状态III）

2.以下有关说法不正确的选项是

A.（江苏高考）反响NH3（g）+HCl（g）=NH4CKs）在室温下可自发进行，则该反响的△”＜（）

B.（江苏高考）CaCCMs）=Ca（Xs）+C02（g）室温下不能自发进行，说明该反响的A//＜0

C.（江苏高考）肯定温度下，反响MgC12（l）=Mg（l）+Cb（g）的凶＞0、A^O

D.（天津高考）Na与H2O的反响是燧增的放热反响，该反响能自发进行

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1.【答案】D

【解析】题中反响的AH为正值，A5为负值，则AG=ZW-7Als>0恒成立，所以任何温度下反响都不能自发

进行。

考点冲关

--------

1.【答案】C

【解析】一个反响能否自发进行要由该反响的嫡变和焙变共同推断，C项错误。

2.【答案】A

【解析】由方程式可知，该反响分解有气体生成，是一个埼增的过程，\S>0,AH>0,A正确；B项中当

A77-TAS<0时，反响能自发进行，错误；碳酸钠、碳酸钾稳定性好，不能自发进行分解，C错误；蛤变

和埼变共同决定化学反响进行的方向，D错误。

3.【答案】B

【解析】A.氯化钠溶于水中，固体变成溶液，混乱度增大，AS>0,故A错误；B.NH3(g)与HCl(g)反响

生成NH4cl(s),气体体积减小，反清脆埼变减小，AS<0,故B正确；C.干冰(CO?)的升华，混乱度增大，

AS>0,故C错误；D.CaCCMs)分解为CaO(s)和CC)2(g),气体体积增大，混乱度增大，AS>0,故D错

、口

7天。

4.【答案】C

【解析】反响2AB(g)_鼠：(g)+3D(g)的正反响为气体总分子数增加的反响，则有A£>0。在高温时能

自发进行，其逆反响在低温下能自发进行，说明正反响高温时的A〃一TAS<0,而低温时的A/7—TAS>

0,从而可得AH>0。

【易错提示】反响自发进行的推断误区

〔1〕反响能否自发进行，需要综合考虑婚变和滴变对反响的影响。

〔2〕复合判据AH-7As<0的反响不肯定能够实际发生。

〔3〕自发反响的熠不肯定增大，非自发反响的滴也不肯定减小。

5.【答案】B

【解析】A项，反响为放热的嫡增加反响，肯定能自发进行；C项，常温、常压下反响能自发进行；D

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项，常温、常压下反响能自发进行。

6.【答案】A

【解析】采取定一议二法分析，由图像可知，压强肯定时，温度越高，C物质的浓度越小，说明升高温

度平衡向逆反响方向移动；温度肯定时，压强越高，C物质的浓度越小，说明增大压强平衡向逆反响方

向移动，据此答题。

由图像可知，压强肯定时，温度越高，C物质的浓度越小，说明升高温度平衡向逆反响方向移动，升高

温度平衡向吸热反响方向移动，说明正反响为放热反响，即△>!<();温度肯定时，压强越高，C物质的

浓度越小，说明增大压强平衡向逆反响方向移动，增大压强平衡向体积减小的方向移动，即△$>(),故

A正确。应选A。

【点睛】对于化学平衡的有关图象问题可以采纳定一议二的方法，当图象中有三个量时，先确定一个量

不变，再商量其它两个量的关系。

7.【答案】B

【解析】依据复合判据：AG=AH-TAS,M(s)^X(g)+Y(s),固体分解生成气体，为嫡增反响，A^>0,

在高温下，能自发进行，A错误；W(s)+xG(g)——2Q(g)AH<0,能自发进行，假设浦增，任何温度下都

能自发进行，假设埼减，在低温条件下能自发进行，所以，G的计量数不确定，x等于1、2或3时，都

符合题意，B正确；4X(g)+5Y(g)——4W(g)+6G(g)是嫡增反响，当AH>0时，在高温下可能自发进行，C

错误；4M(s)+N(g)+2W(l)==4Q(s)为滴减反响，常温下能自发进行，说明该反响肯定是放热反响，D错

、口

o

8.【答案】〔1〕446

C3(N)-C6(HO)3a-4b+d

〔〕①“22②商温〔〕

2423

C(NH3)-C(NO2)-C(O2)4

〔4〕①温度过高时，NH3会与。2发生副反响生成N?。、NO

②氨氮比从2.0到2.2,脱硝率变化不大，但氨的浓度增加较大，本钱提高

5

W

诳

g贺

d

N

【解析】〔1〕依据方程式可知NH3中氮元素化合价从一3价升高到0价，NO中氮元素化合价从+2价

降低到0价，0。中氧元素化合价从0价降低到一2价，依据电子得失守恒以及原子守恒可配平方程式为

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4NH3(g)+4NO(g)+O2(g),-4N2(g)+6H2O(g)o

〔2〕①化学平衡常数是在肯定条件下，当可逆反响到达平衡状态时，生成物浓度的森之积和反响物浓度

的赛之积的比值，依据方程式可知该反响的平衡常数表达式为K=、，小二：小、。②依据图

c(NH3)-C(N02)-C(02)

像可知，升高温度平衡常数增大，说明正反响是吸热反响，A/f>Oo由于正反响是嫡值增大的反响，则

依据\G=NH—T-NS可知满足自发进行的条件应该是高温。

〔3〕已知反响①4NH3(g)+4NO(g)+C)2(g>™^4N2(g)+6H2O(g)KHX=akJnoL,②4NH3(g)+2NC)2(g)

+O2(g)i=^3N2(g)+6H2O(g)AH2=6kJmolT,③4NH3(g)+5C)2(g)5=^4NO(g)+6H2O(g)AH4=d

kJmol-1,依据盖斯定律可知，包色喳受巴即可得到反响2NO(g)+O2(g)L=2NC)2(g),则

〔4〕①由于当温度过高时，NH3会与。2发生副反响生成N2O、NO,从而使NO、.的脱除率逐渐减小。②

依据图像可知氨氮比从2.0到2.2,脱硝率变化不大，但氨的浓度增加较大，本钱提高。因此，最正确氮

氮比为2.0o

〔5〕使用催化剂，只能加快反响速率从而缩短到达平衡的时间，对平衡状态无影响，由于横坐标是氧气

含量，纵坐标是脱硝率，其他