高中化学同步讲练：2.1 化学反应的方向1（鲁科版选修4）.doc

精品资料www.ks5u.com第2章化学反应的方向、限度与速率 第1节化学反应的方向目标要求1.理解焓变与反应方向的关系。2.了解熵变的概念，知道化学反应中存在熵变。3.理解熵变与反应方向的关系。4.能综合运用焓变与熵变判断反应进行的方向。一、反应焓变与反应方向1自发过程：在温度和压强一定的条件下，不借助_就能自动进行的过程。2反应焓变与反应方向的关系(1)能自发进行的化学反应多数是_反应。(2)有些_反应也能自发进行。(3)反应焓变与反应能否自发进行有关，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。二、反应熵变与反应方向1熵(1)概念：衡量_的物理量，其符号为_，单位为_。(2)特点：混乱度越大，体系越无序，体系的熵值就_。(3)影响因素同一物质：S(高温)_S(低温)；S(g)_S(l)_S(s)。相同条件下的不同物质：分子结构越复杂，熵值_。S(混合物)_S(纯净物)。2熵变(1)概念：_与_之差。(2)计算式：S_。(3)正负判断依据物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过程，熵变为_，是熵_的过程。气体体积增大的反应，熵变通常都是_，是熵_的反应。气体体积减小的反应，熵变通常都是_，是熵_的反应。3熵变与反应方向(1)熵_有利于反应的自发进行。(2)某些熵_的反应在一定条件下也能自发进行。(3)反应熵变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。三、焓变与熵变对反应方向的共同影响1反应方向的判据(1)HTS_0反应能自发进行。(2)HTS_0反应达到平衡状态。(3)HTS_0反应不能自发进行。2文字表述：在_、_一定的条件下，自发反应总是向_的方向进行，直至达到_状态。3局限性：仅仅可以用于判断恒温、恒压下反应发生的_，不能说明反应在该条件下能否_。知识点一焓变与反应方向1下列说法正确的是()A放热反应一定是自发进行的反应B吸热反应一定是非自发进行的反应C自发进行的反应一定容易发生D有些吸热反应也能自发进行2实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法的理解正确的是()A所有的放热反应都是自发进行的B所有的自发反应都是放热的C焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素D焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据知识点二熵变与反应方向3下列对熵的理解不正确的是()A同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小B体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大C与外界隔离的体系，自发过程将导致体系的熵减小D25、1.01×105 Pa时，2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)是熵增的反应4在图(1)中A、B两个容器里，分别收集着两种不同的理想气体。若将中间活塞打开如图(2)，两种气体分子立即都占有了两个容器。这是一个不伴随能量变化的自发过程。关于此过程的下列说法不正确的是()A此过程是从混乱程度小向混乱程度大变化的过程，即熵增大的过程B此过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出C此过程是从有序到无序，混乱度增大的过程D此过程是自发可逆的知识点三焓变与熵变对反应方向的共同影响5某反应：A=BC在室温下不能自发进行，在高温下能自发进行，对该反应过程H、S的判断正确的是()AH<0、S<0 BH>0、S<0CH<0、S>0 DH>0、S>06以下自发反应可用能量判据来解释的是()A硝酸铵自发地溶于水B2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)H56.7 kJ·mol1C(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)H74.9 kJ·mol1D2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H285.8 kJ·mol1练基础落实1自发进行的反应一定是()A吸热反应 B放热反应C熵增加反应 D熵增加或者放热反应225和1.01×105 Pa时，反应：2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)H56.76 kJ·mol1自发进行的原因是()A是吸热反应B是放热反应C是熵减小的反应D熵增大效应大于能量效应3下列关于化学反应的自发性叙述正确的是()A焓变小于0而熵变大于0的反应肯定是自发的B焓变和熵变都小于0的反应肯定是自发的C焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的D熵变小于0而焓变大于0的反应肯定是自发的4下列反应中，在高温下不能自发进行的是()ACO(g)=C(s)O2(g)B2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)C(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)DMgCO3(s)=MgO(s)CO2(g)练方法技巧5汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，反应原理：2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)，在298 K、101 kPa下，H113 kJ·mol1、S145 J·mol1·K1。下列说法中错误的是()A该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量B该反应常温下不能自发进行，因此需要高温和催化剂C该反应常温下能自发进行，高温和催化剂只是加快反应的速率D汽车尾气中的这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒题号12345答案6.工业上用赤铁矿生产铁，可以选择的还原剂有C和H2。根据所学的知识判断：哪一种还原剂可使反应自发进行的温度较低？已知：Fe2O3(s)C(s)=2Fe(s)CO2(g)H233.8 kJ·mol1，S0.279 kJ·mol1·K1Fe2O3(s)3H2(g)=2Fe(s)3H2O(g)H98 kJ·mol1，S0.144 2 kJ·mol1·K17已知：反应CaCO3(s)=CaO(生石灰，s)CO2(g)H(298.15 K)178.3 kJ·mol1S(298.15 K)169.6 J·mol1·K1。通过计算判断此反应在室温下能否自发进行，并粗略计算此反应能自发进行的最低温度。练综合拓展8已知，一个可逆反应，若正反应为自发过程，则其逆反应为非自发过程，反之，亦然。(1)已知2CO(g)CO2(g)C(s)，T980 K时HTS0。当体系温度低于980 K时，估计HTS_0(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)；当体系温度高于980 K时，估计HTS_0。(2)电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应为SiO2(s)4HF(g)=SiF4(g)2H2O(g)H(298.15 K)94.0 kJ·mol1S(298.15 K)75.8 J·mol1·K1，设H和S不随温度而变化，则此反应自发进行的温度是_。9在298 K时，下列反应的H依次为：C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H11 366.8 kJ·mol1C(石墨)O2(g)=CO2(g)H2393.5 kJ·mol1H2(g)1/2O2(g)=H2O(l)H3285.8 kJ·mol1乙醇(C2H5OH)、氢气、石墨和氧气的熵值分别为：161.0 J·mol1·K1、130.6 J·mol1·K1、5.74 J·mol1·K1、205.3 J·mol1·K1，则298 K时，由单质生成1 mol 乙醇的H、S及HTS分别为多少？基础落实一、1.外部力量2(1)放热(2)吸热二、1.(1)体系混乱度SJ·mol1·K1(2)越大(3)>>>越大>2(1)反应产物总熵反应物总熵(2)S(反应产物)S(反应物)(3)正值增加正值增加负值减小3(1)增加(2)减小三、1.(1)<(2)(3)>2温度压强HTS<0平衡3可能性实际发生对点训练1D放热反应容易自发进行，但不是所有的放热反应都能自发进行，吸热反应不易自发进行，但在一定条件下也可以自发进行；自发反应是在一定条件下进行的，所以A、B、C均不正确。2C多数能自发进行的反应都是放热反应，但并不是所有能自发进行的反应都是放热反应，既然说“多数”，必定存在特例，所以只能说焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素，但不是唯一因素。3C体系都有从有序自发转变为无序的倾向，此过程为熵增过程，故C错误。4D气体扩散为熵增过程，可自发进行，但其逆过程为熵减过程，不能自发进行，D项错误。5D该反应在室温下不能自发进行，根据HTS可知，室温下HT(低)S>0(1)，但在高温下能自发进行，即HT(高)S<0(2)，综合(1)(2)可确定H>0，S>0。6D硝酸铵自发地溶于水，有趋向于最大混乱度的倾向，属于熵判据；B、C都是吸热反应也都是熵增的反应，显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的。课时作业1D自发进行的反应既可能是放热反应，也可能是熵增加反应。当焓变和熵变的作用相反时，如果二者大小相差悬殊且某一因素占主导地位，则有时候焓变占主导因素，有时候熵变占主导因素。2D熵增原理是解释部分自发过程的判据。熵是体系混乱度的量度，体系的混乱度越高，有序性越低，熵值就越高。吸热反应能够自发进行，必定是熵增反应，并且熵增大效应大于能量效应。3AH<0，S>0，该反应一定能自发进行；H>0，S<0，该反应一定不能自发进行；H>0，S>0，该反应在较高温度下能自发进行；H<0，S<0，该反应在较低温度下能自发进行。4A若反应是吸热反应，且熵减小，在任何温度都不能自发进行，而A中由于反应吸热且气体体积减小，熵减小，故A正确。5B该反应是放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，A项正确；常温下，HTS113 kJ·mol1298 K×145 J·mol1·K1×103 kJ·J10，故常温下该反应可自发进行，高温和催化剂只是加快反应速率，B项错误，C项正确；CO和NO均会与血红蛋白结合而使人中毒。6用H2作还原剂时反应自发进行的温度较低。解析根据HTS0为平衡状态，HTS<0为自发状态，故T>时该反应能自发进行。用C作还原剂时T1>838.0 K；用H2作还原剂时T2>679.6 K。故用H2作还原剂时，反应自发进行的温度较低。规律方法涉及到焓变、熵变与化学反应方向的有关计算时，可以以判据HTS0时反应达平衡状态，HTS<0时反应能自发进行，HTS>0时反应不能自发进行为依据，根据题给条件计算相应数据(如反应自发进行的温度条件、反应中的H和S数值)，从而得出结论。7不能自发进行，1 051 K。解析HTS178.3 kJ·mol1298.15 K×169.6×103 kJ·mol1·K1127.7 kJ·mol1>0，因此室温下该反应不能自发进行。由于该反应为吸热的熵增加反应，所以升高温度可使HTS<0，使反应能自发进行。假定反应焓变与熵变不随温度变化，当T>H/S178.3 kJ·mol1/(169.6×103 kJ·mol1·K1)1 051 K时，HTS<0，碳酸钙的分解反应能自发进行，即最低温度为1 051 K。8(1)小于大于(2)小于1 240 K解析(1)C(s)CO2(g)2CO(g)的反应为吸热反应，H0，则2CO(g)CO2(g)C(s)为放热反应，H0，且该反应的S0，则当T980 K时，HTS<0，T980 K时，HTS0。(2)由题给信息，要使反应能自发进行，须有HTS<0，即94.0 kJ·mol1T×(75.8 J·mol1·K1)×103 kJ·J1<0，则T<1.24×103 K。9H277.6 kJ·mol1S344.93 J·mol1·K1HT·S174.8 kJ·mol1解析H2H23H3H12×(393.5 kJ·mol1)3×(285.8 kJ·mol1)(1 366.8 kJ·mol1)277.6 kJ·mol1S161.0 J·mol1·K13×130.6 J·mol1·K12×5.74 J·mol1·K11/2×205.3 J·mol1·K1344.93 J·mol1·K1HTS277.6 kJ·mol1298 K×(344.93×103 kJ·mol1·K1)174.8 kJ·mol1