用。了解反應(yīng)的自發(fā)性和熵的定義及應(yīng)用。
[自主測(cè)評(píng)]1.易錯(cuò)易混辨析(正確的畫“√”，錯(cuò)誤的畫“×”)。(1)催化劑改變反應(yīng)歷程，既可以加快反應(yīng)速率，也可以使
(2)對(duì)于有氣體參與或生成的可逆反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，化學(xué)平
(3)對(duì)于反應(yīng) FeCl3＋3KSCN
Fe(SCN)3＋3KCl，向混合
溶液中加入 KCl 固體，平衡逆向移動(dòng)。(
(4)向合成氨的恒容密閉體系中加入稀有氣體增大壓強(qiáng)，平
(5)同種物質(zhì)氣態(tài)時(shí)熵值最大。(
(6)－10 ℃的水結(jié)成冰，可用熵變的判據(jù)來(lái)解釋反應(yīng)的自發(fā)
錯(cuò)因：催化劑只能加快反應(yīng)速率，對(duì)化學(xué)平
答案：(1)×衡沒有影響。
錯(cuò)因：對(duì)于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng)，增
大壓強(qiáng)，平衡不發(fā)生移動(dòng)。
錯(cuò)因：KCl 沒有參加離子反應(yīng)，加入 KCl 固體不影
錯(cuò)因：若往恒容密閉容器中充入與反應(yīng)無(wú)關(guān)的氣
體，盡管壓強(qiáng)增大，但各物質(zhì)的濃度不變，平衡并不發(fā)生移動(dòng)。(5)√
錯(cuò)因：應(yīng)該用焓變來(lái)解釋。
2.( 教材選擇性必修1 P36實(shí)驗(yàn)2-2 組編題)一定條件下：
N2O4(g) ΔH”“＝”或“c3C.2p21
解析：采用“一邊倒”的方法知甲、乙是兩個(gè)相同的裝置，且甲中生成的 NH3 與乙中分解的 NH3 的和為 2 ml，B 正確；而丙中加入的 NH3 是乙中的兩倍，開始時(shí) c3＝2c2，但丙中壓強(qiáng)亦是乙中的兩倍，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則平衡時(shí) 2c1p3，A、C錯(cuò)誤；增大壓強(qiáng)，不利于NH3 的分解，則α2>α3，故α1＋α30，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，故只用熵變判斷反
(3)復(fù)合判據(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，反應(yīng)方向的復(fù)合判據(jù)為ΔH－TΔS。 0 時(shí)，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行
(1)某些自發(fā)反應(yīng)需在一定條件下才能自動(dòng)進(jìn)行，非自發(fā)反
應(yīng)具備了一定條件也能發(fā)生。
(2)對(duì)于一個(gè)特定的氣相反應(yīng)，熵變的大小取決于反應(yīng)前后
的氣體物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)大小。
(3)反應(yīng)放熱有利于自發(fā)進(jìn)行，反應(yīng)熵增也有利于自發(fā)進(jìn)行；但是放熱反應(yīng)和熵增加的反應(yīng)不一定是自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)。
2H2O(l)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(
【練1】(2021 年佛山模擬)關(guān)于反應(yīng) 2H2(g)＋O2(g)===
A.焓變?chǔ)＜0B.可以把反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化C.由熵變?chǔ)＜0 可知，該反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行D.選用合適的催化劑，有可能使反應(yīng)在相同條件下以較快的速率進(jìn)行
解析：反應(yīng) 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)為放熱反應(yīng)，則ΔH＜0，A 正確；原電池的原理利用的是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，該反應(yīng)可以設(shè)計(jì)成原電池，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化，B 正確；反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)是ΔH－TΔS＜0，則由熵變和焓變共同決定，由熵變?chǔ)＜0 不能得出該反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行，C 錯(cuò)誤；選用合適的催化劑，可以改變反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速率，D 正確。
【練2】(2021年石家莊模擬)研究化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向?qū)?br/>于反應(yīng)設(shè)計(jì)等具有重要意義，下列說(shuō)法正確的是(
A.ΔH＜0、ΔS＞0 的反應(yīng)在溫度低時(shí)不能自發(fā)進(jìn)行B.在其他外界條件不變的情況下，汽車排氣管中使用催化劑，可以改變產(chǎn)生尾氣的反應(yīng)方向C.反應(yīng) CaCO3(s)===CaO(s) ＋CO2(g) 在室溫下不能自發(fā)進(jìn)行，說(shuō)明該反應(yīng)的ΔH＜0D.一定溫度下，反應(yīng) MgCl2(l)===Mg(l)＋Cl2(g)的ΔH＞0、ΔS＞0
解析：根據(jù)ΔG＝ΔH－TΔS，對(duì)于ΔH＜0、ΔS＞0 的反應(yīng)都有ΔG＜0，即在任何溫度下均能自發(fā)進(jìn)行，A 錯(cuò)誤；催化劑只能改變反應(yīng)速率，不改變反應(yīng)進(jìn)行的方向， B 錯(cuò)誤；反應(yīng)CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)中有氣體生成，即ΔS＞0，由于室溫下不能自發(fā)進(jìn)行，所以ΔH－TΔS＞0，即該反應(yīng)的ΔH＞0，C錯(cuò)誤；反應(yīng) MgCl2(l)===Mg(l)＋Cl2(g)中有氣體生成，即ΔS＞0，該分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，即ΔH＞0，D 正確。
[歸納提升] 數(shù)學(xué)象限法判斷化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性
化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
答案：(1) 室溫下，ΔG ＝ΔH －TΔS ＝2171 kJ·ml－1－298K×635.5×10－3 kJ·ml－1·K－1≈1982 kJ·ml－1。因此室溫下反應(yīng)
不能自發(fā)進(jìn)行。該反應(yīng)為吸熱的熵增反應(yīng)，為使反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，假設(shè)反應(yīng)焓變與反應(yīng)熵變不隨溫度變化而變化，當(dāng)ΔG＜0時(shí)，2171×1000－T×635.5＜0，T>3416 K。(2)當(dāng) T＞3416 K 時(shí)(3143 ℃)，該反應(yīng)才能自發(fā)進(jìn)行，而這么高的溫度在工業(yè)生產(chǎn)中一般是很難滿足的。因此，不使用焦炭還原氧化鋁制備金屬鋁。
合成氨反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)
ΔS______0，ΔVg______0 的可逆反應(yīng)。
4.原料氣的充分利用合成氨反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率較低，從原料充分利用的角度分析，工業(yè)生產(chǎn)中可采用循環(huán)操作的方法提高原料的利用率。
化學(xué)平衡原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
【練】(2021年臨朐實(shí)驗(yàn)中學(xué)月考)習(xí)近平總書記十分重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)，多次對(duì)生態(tài)文明建設(shè)作出重要指示。試回答下列與環(huán)境有關(guān)的問題：(1)煤燃燒產(chǎn)生的煙氣中含有氮的氧化物，用 CH4 催化還原 NOx 可消除氮氧化物的污染。已 知 ： ①CH4(g) ＋ 2NO2(g)===N2(g) ＋ CO2(g) ＋2H2O(g)ΔH＝－867.0 kJ·ml－1；
②2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g) ΔH＝－112.2 kJ·ml－1；③適量的 N2 和 O2 完全反應(yīng)，每生成 5.6 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)NO 時(shí)，吸收 22.5 kJ 的熱量。則 CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)
＋CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝________kJ·ml－1；反應(yīng)①在高溫下
________(填“能”或“不能”)自發(fā)進(jìn)行。(2)在汽車排氣系統(tǒng)中安裝三元催化轉(zhuǎn)化器，可發(fā)生下列反
應(yīng)：2NO(g)＋2CO(g)
N2(g)＋2CO2(g)。在某恒容密閉容
器中通入等物質(zhì)的量的 CO 和 NO，在不同溫度(T)下發(fā)生上述反應(yīng)時(shí)，c(CO)隨時(shí)間(t)的變化曲線如圖所示：
①該反應(yīng)的正反應(yīng)為_____(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。②溫度為 T2 時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí) NO 的轉(zhuǎn)化率為________。③溫度為 T1 時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù) K＝________。
(3)目前煙氣脫硝采用的技術(shù)有選擇性非催化還原法(SNCR)脫硝技術(shù)和選擇性催化還原法(SCR)脫硝技術(shù)。若用 NH3 作還
原劑，則主要反應(yīng)可表示為 4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)
ΔH

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