化学反应进行的方向.pdf

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1、 1了解自发过程和化学反应的自发性。2通过“有序”和“无序”的对比，了解熵和熵变的概念。3 初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响，能用焓变和熵变解释化学反应的方向。细读教材记主干 1自发过程 不用借助外力就可以自动进行的过程，如高山流水、自由落体。2.化学反应进行的方向(1)焓判据：放热反应过程中体系能量降低，具有自发进行的倾向，因此可用焓变来判断反应进行的方向。(2)熵判据：体系有自发地向混乱度增加(即熵增)的方向转变的倾向，因此可用熵变来判断反应进行的方向。新知探究 1自发过程(1)含义：在一定条件下，不用借助外力就可以自动进行的过程。(2)特点：体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系

2、对外部做功或释放热量)。在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向(无序体系更加稳定)。2自发反应 在一定条件下，有可以发生反应的趋势的一类反应，就称为自发反应。3非自发反应 不能自发进行，必须借助某种外力才能进行的反应。对点演练 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整齐火柴的散落 D室温下水结成冰 解析 自然界中水由高处向低处流，天然气的燃烧，火柴的散落，室温下冰的融化，都是自发过程，其逆向都是非自发的。答案 D 新知探究 1焓判据(1)放热反应过程中体系能量降低，具有自发进行的倾向，因此可用焓变来判断反应进行的方向。(2)焓判据的局限性：放热反应有利于反应自

3、发进行，但有些吸热反应也能自发进行，所以焓变是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。2.熵判据(1)熵：用来量度体系混乱程度的物理量。熵值越大，混乱程度越大。符号为 S。(2)熵值大小的比较：同一种物质不同状态时熵值大小为 S(g)S(l)S(s)。(3)熵增原理：在与外界隔绝的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，即熵变(符号 S)大于零。(4)熵判据：体系有自发地向混乱度增大(即熵增)的方向转变的倾向，因此可用熵变来判断反应进行的方向。熵增有利于反应自发进行，但有些熵值减小的反应，在一定条件下也能自发进行。少 数 熵 减 小 的 反 应，它 在 一 定 条 件 下 也 可 以 自 发

4、进 行。如：NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)S0。所以熵变是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。名师点拨 注意事项(1)焓变和熵变都是与反应能否自发进行有关的因素，但都不能独立作为反应自发性的判据；要判断反应进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变对反应方向的综合影响。(2)判断过程自发性的目的是判断反应进行的方向，并不能判断反应的快慢和热效应，也不能确定反应是否一定能发生。对点演练 2下列说法正确的是()A在常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能自发进行 BNH4HCO3(s)=NH3(g)H2O(g)CO2(g)H kJ/mol，能自发进行，原因是体系有自发地向混

5、乱度增加的方向转变的倾向 C因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据 D在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂可以改变化学反应进行的方向 解析 有些熵增大的吸热反应可以自发进行，如 NH4HCO3的分解，A 项错误，B 项正确；分析一个化学反应的自发性要将焓变和熵变综合起来，即利用复合判据进行判断，C项错误；D 项中使用催化剂只能改变化学反应的速率，不能改变化学反应进行的方向。答案 B 新知探究 在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既与反应焓变有关，又与反应熵变有关。研究表明，在恒温、恒压下，判断化学反应自发性的判据是：体系自由能变化(G、单位：kJ

6、/mol)：GHTS(注意：T 的单位是“K”，不是“”)。(1)GHTS0，反应不能自发进行。名师点拨 类型 H S HTS 反应的自发性 1 永远是“”在任何温度下都是自发反应 2 永远是“”在任何温度下都是非自发反应 3 在高温“”在低温“”在低温是自发反应；在高温是非自发反应 4 在高温“”在低温“”在低温是非自发反应；在高温是自发反应 对点演练 3试判断用于汽车净化的一个反应 2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)在 298 K、100 kPa 下能否自发进行？已知：在 298 K、100 kPa 下该反应的 H kJ/mol，S J/(molK)。解析 HTS kJ/m

7、ol298 K J/(molK)103 kJ/mol0 的反应，能自发进行；(2)反应的 S0，但常温下不能自发进行；(3)过程 S 能(2)不能(3)能 课时达标训练（十）一、选择题 1下列说法正确的是()A凡是放热反应都是自发的，凡是吸热反应都是非自发的 B自发反应熵一定增大，非自发反应熵一定减小或不变 C自发反应在适当条件下才能实现 D自发反应在任何条件下都能实现 解析：选 C 放热反应大多是能够自发进行的过程，而吸热反应有些也是自发反应；自发反应的熵不一定增大，可能减小，也可能不变；过程的自发性只能用于判断过程的方向，反应是否能实现还要看具体的条件。2能用焓判据判断下列过程的方向的是(

8、)A水总是自发地由高处往低处流 B吸热反应不能自发进行 C有序排列的火柴散落时成为无序排列 D多次洗牌以后，扑克牌毫无规律地混乱排列的概率大 解析：选 A A 项，水总是自发地由高处往低处流，有趋向于最低能量状态的倾向，属于焓判据；B 项，某些吸热反应也可以自发进行；C 项，有序排列的火柴散落时成为无序排列，有趋向于最大混乱度的倾向，属于熵判据；D 项，扑克牌的无序排列也属于熵增的过程。3在一定温度下，能够用于判断一个反应是不是自发过程的依据是()A只与焓变有关 B只与熵变有关 C由焓变和熵变共同决定 D与焓变、熵变皆无关 解析：选 C 利用焓判据和熵判据来判断一个反应是否能够自发进行，即 H

9、TS0的反应能自发进行。4在图中 A、B 两容器里，分别收集着两种互不作用的理想气体。若将中间活塞打开，如图，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()理想气体的自发混合 A此过程是从混乱程度小的向混乱程度大的变化过程，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此过程是自发可逆的 D此过程从有序到无序，混乱度增大 解析：选 C 气体混合后，不可能分开，所以此过程不可逆。5“熵”表示体系的混乱度，它的符号是“S”。下列变化中，S0 的是()A3Fe(s)4H2O(g)=Fe3O4(s)4H2(g)B2NO2(g)=

10、N2O4(l)C2IBr(l)=I2(s)Br2(g)D(NH4)2CO3(s)=2NH3(g)CO2(g)H2O(g)解析：选 B 选项 B 中的反应是由气体转化为液体，混乱度减小，S0 且 S0 的是()ANH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)BCaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)C4Al(s)3O2(g)=2Al2O3(s)DHCl(aq)NaOH(aq)=NaCl(aq)H2O(l)解析：选 B A 是熵减的放热反应；C 是熵减的放热反应；D 是放热反应。7250 和105 Pa 时，反应 2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)H kJ/mol，自发进行的原因是()A是吸

11、热反应 B是放热反应 C是熵减反应 D熵增效应大于能量效应 解析：选 D 由所给的热化学方程式可知，该反应为吸热、熵增加的反应，由 HTS0 B炭和氧气反应生成 CO(g)：S0 C气态水变成液态水：S0 DCaCO3(s)受热分解为 CaO(s)和 CO2(g)：S0 解析：选 C 食盐溶于水是典型的熵增加过程；2C(s)O2(g)=2CO(g)，气体的物质的量增大，为熵增加的反应；气态水变成液态水是体系混乱度减小的过程，为熵减小的过程；CaCO3(s)的分解产生了气体，为熵增加反应。9已知反应 2CO(g)=2C(s)O2(g)的 H 为正值，S 为负值。设 H 和 S 不随温度而变，下列

12、说法中正确的是()A低温下能自发进行 B高温下能自发进行 C低温下不能自发进行，高温下能自发进行 D任何温度下都不能自发进行 解析：选 D 根据复合判据 HTS0 时反应非自发进行，又因为 H0，S0，故 HTS0，此反应为非自发进行的反应。10反应 CH3OH(l)NH3(g)=CH3NH2(g)H2O(g)在某温度下自发向右进行，若反应|H|17 kJ/mol，|HTS|17 kJ/mol，则下列正确的是()AH0，HTS0 BH0，HTS0 CH0，HTS0 DH0，HTS0 解析：选 A 该反应在某温度下自发向右进行，说明 HTS17 kJ/mol；又由于该反应气态物质的物质的量增大，

13、是熵增大的反应，其熵变 S 是正值，只有 H17 kJ/mol，才有 HTS17 kJ/mol。11下列关于化学反应的自发性叙述中正确的是()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 解析：选 A 用复合判据 GHTS 判断：当 H0，S0 时，不能判断 GHTS 正负。当 H0，S0，反应为非自发反应。当 H0 时，GHTS0，反应一定是自发反应。当 H0，S0，S0 BH0，S0 CH0，S0 DH0 解析：选 C 根据反应过程中能量变化的情

14、况可知反应物的总能量高于生成物的总能量，反应放热，H0；该反应发生后气体的物质的量减小，S”、“”、“”或“”)。(3)该反应_自发进行(填“能”或“不能”)。(4)升高温度平衡常数 K_(填“增大”、“减小”或“不变”)，平衡向_方向移动。解析：据图像可知，该反应是放热反应，故 Q0；据此可知该反应能自发进行；升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小。答案：(1)(3)能(4)减小 逆反应 14.往平底烧瓶中放入氢氧化钡晶体Ba(OH)28H2O和固态氯化铵晶体，塞紧瓶塞。在瓶底和木板间滴少量水，如图所示。一会儿，就会发现瓶内固态物质变成糊状物，瓶壁变冷，小木板上因少量水冻结而被烧瓶粘住

15、，这时打开瓶塞，出来的气体有氨味，这是自发地发生了反应。(1)下列结论正确的是_。A自发反应一定是放热反应 B自发反应一定是吸热反应 C有的吸热反应也能自发进行 D吸热反应不能自发进行(2)发生反应的化学方程式：_。(3)从化学反应进行的方向角度解释上述现象：_。解析：(1)根据实验现象，推知该反应属于吸热反应且能自发进行。(2)反应的化学方程式为 Ba(OH)28H2O2NH4Cl=BaCl22NH310H2O。(3)虽然该反应是吸热反应，但该反应也是熵增加的反应，要使 HTS0，则熵变效应一定要大于焓变效应，才能使反应在常温下进行。答案：(1)C(2)Ba(OH)28H2O2NH4Cl=B

16、aCl22NH310H2O(3)该反应是吸热反应，也是熵增反应，由于熵变对反应起了决定作用，即 HTS0，则 2CO(g)CO2(g)C(s)为放热反应，H0，且该反应 S0，则当 T980 K 时，HTS980 K 时，HTS0。(2)由题给信息可知，要使反应能自发进行，应有 HTS0，即 kJ/molT103 kJ/(molK)0，则 T0，所以该反应不能自发进行。(2)因为该反应 H0、S0，所以根据 HTS 可知在温度较高的时候，HTS0，反应可自发进行。(3)根据 HTSHS1 K。答案：(1)不能(2)能(3)1 K 17有 A、B、C、D 四反应：反应 A B C D H(kJ/

17、mol)126 S J/(molK)则在任何温度下都能自发进行的反应是_；(填反应序号，下同)任何温度下都不能自发进行的反应是_；另两个反应中，在温度高于_时可自发进行的反应是_；在温度低于_时可自发进行的反应是_。解析：在任何温度下都能自发进行的反应中 HTS 恒小于 0，即 H0，S0，满足此条件的为反应 C。任何温度下都不能自发进行的反应中 HTS 恒大于 0，即 H0，S0，满足此条件的为反应 B。反应 A 的复合判据 HTS10 500 J/molT J/(molK)，当 T350 K，即 t 时，HTS0，反应能自发进行。反应 D 的复合判据HTS11 700 J/molT J/(molK)，当 T K，即 t 时，HTS0，反应能自发进行。答案：C B A D