第四十三讲化学反应进行的方向及工业化学【考试说明】1、能用焓变和熵变说明常见化学反应的方向。2、认识催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。3、认识化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。【教学设计】一、化学反应进行的方向1．自发过程（1）含义：在一定条件下不借助外部力量就能自动进行的过程。（2）特点：①体系趋向于从状态转变为状态。②在密闭条件下，体系趋向于从状态转变为状态。2．化学反应方向的判据（1）焓判据①用判断反应进行的方向。②焓减原理：自发反应的∆H0，绝大多数放热反应都能自发进行，且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应越完全。（2）熵判据①用判断反应进行的方向。自发反应的∆S0②熵：描述体系的物理量，用符号S表示③熵增原理：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大。大多数熵增加反应都能自发进行，且反应的熵增加越多，体系混乱度增加越多，反应越完全。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（△S＞0），为熵增加反应。④熵的大小：在同一条件下，不同物质的熵不同；同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关，同一种物质，三种状态下，熵值的大小顺序为：气态液态固态（3）焓判断和熵判断的复合判据（自由能变化）:△G=△H—T△SΔH－TΔS＜0反应ΔH－TΔS=0反应ΔH－TΔS＞0反应在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向ΔH－TΔS＜0的方向进行，直至达到平衡状态。【例1】下列过程是非自发的是∶（）A、水由高处向低处流；B、天然气的燃烧；C、铁在潮湿空气中生锈；D、室温下水结成冰【例2】碳酸铵〔（NH4）2CO3〕在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是∶A、其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大；B、其分解是因为外界给予了能量；C、其分解是吸热反应，据能量判据不能自发分解；D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解。【例3】某工业生产中发生反应：2A(g)+B(g)2M(g)，△H＜0。下列有关该工业生产的说法正确中的是（）空气水①分离液化空气N2O2C+O2==CO2H2NH3②CO2煤提供热量C+H2OCO+H2CO+H2OCO2+H2压缩A、工业上在合成M时，一定采用高压条件，因为高压有利于M的生成B、若物质B价廉易得，工业上一般采用加入过量的B，以提高A和B的转化率C、工业上一般采用较高温度合成M，因温度越高，反应物的转化率越高D、工业生产中常采用催化剂，因为使用催化剂可提高M的日产量二、工业化学------合成氨的工业1．原料气的准备思考与交流：怎样以空气、水和煤为原料，制备硝酸铵。写出有关化学反应方程式。2．合成氨工业条件的选择请根据反应特点：N2+3H22NH3(△H<0)，说明合成氨工业选择合适条件的依据。改变条件化学反应速率化学平衡生产措施浓度压强温度催化剂总结合成氨的条件：______________________________________。【例4】化学工业在国民经济中占有极其重要的地位，江苏省是国内最早的硫酸生产基地之一。（1）硫酸生产中，根据化学平衡原理来确定的条件或措施有（填写序号）。A．矿石加入沸腾炉之前先粉碎B．使用V2O5作催化剂C．接触室中不使用很高的温度D．净化后炉气中要有过量的空气E．接触氧化在常温下进行F．吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3（2）在537℃时，往容积可变的密闭容器中充入2molSO2（g）、1molO2（g），此时容器的体积为200L，压强为1.01×105Pa。向容器中加入固体催化剂，并保持恒温恒压，发生反应：2SO2+O22SO3，达到平衡时，平衡气体中SO3的体积分数为0.91。试回答下列问题：①从理论上看，压强增大，平衡向正反应方向移动，SO2的转化率增大。但工业上二氧化硫催化氧化采用常压而不用高压，主要的原因是。②保持上述温度和压强不变，若向容器中只充入2molSO3，并加入固体催化剂，则平衡时SO2的体积分数是，此时平衡混合气体的体积是。③温度仍保持537℃，容器的体积保持200L不变。充入amolSO2和bmolO2，并加入固体催化剂，反应达到平衡时，SO3的体积分数仍为0.91，体系压强为1.01×105Pa。若a:b＝2:1，则a=。（3）硫酸工业的尾气中含有少量的SO2，常加氨水吸收后再加硫酸回收SO2，同时得到化肥硫酸铵，硫酸铵溶液中各离子物质的量浓度由大到小的顺序为。【教学反思】第四十三讲化学反应进行的方向及工业化学(课时作业)1．已知：C(s)＋CO2(g)