1、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_。(
2、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
3、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
4、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、1.01105 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
5、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()AH0、S0、S0CH0 DH0、S06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 kJmol1C(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)H74.9 kJmol1D2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H285.8 kJmol1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2
6、25和1.01105 Pa时，反应：2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)H56.76 kJmol1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)
7、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 kJmol1、S145 Jmol1K1。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
8、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 kJmol1，S0.279 kJmol1K1Fe2O3(s)3H2(g)=2Fe(s)3H2O(g)H98 kJmol1，S0.144 2 kJmol1K17已知：反应CaCO3(s)=CaO(生石灰，s)CO2(g)H(298.15 K)178.3 kJmol1S(298.15 K)169.6 Jmol1K1。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
9、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 kJmol1S(298.15 K)75.8 Jmol1K1，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 kJmol
10、1C(石墨)O2(g)=CO2(g)H2393.5 kJmol1H2(g)1/2O2(g)=H2O(l)H3285.8 kJmol1乙醇(C2H5OH)、氢气、石墨和氧气的熵值分别为：161.0 Jmol1K1、130.6 Jmol1K1、5.74 Jmol1K1、205.3 Jmol1K1，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SJmol1K1(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
11、温度压强HTS0(1)，但在高温下能自发进行，即HT(高)S0，S0。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。3AH0，该反应一定能自发进行；H0，S
12、0，S0，该反应在较高温度下能自发进行；H0，S0，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 kJmol1298 K145 Jmol1K1103 kJJ10，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时该反应能自发进行。用C作还原剂时T1838.0 K；用H2作还
13、原剂时T2679.6 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，HTS0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 kJmol1298.15 K169.6103 kJmol1K1127.7 kJmol10，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HTSH/S178.3 kJmol1/(169.6103 kJmol1K1)1 051 K时，HTS
14、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，HTS0，T980 K时，HTS0。(2)由题给信息，要使反应能自发进行，须有HTS0，即94.0 kJmol1T(75.8 Jmol1K1)103 kJJ10，则T1.24103 K。9H277.6 kJmol1S344.93 Jmol1K1HTS174.8 kJmol1解析H2H23H3H12(393.5 kJmol1)3(285.8 kJmol1)(1 366.8 kJmol1)277.6 kJmol1S161.0 Jmol1K13130.6 Jmol1K125.74 Jmol1K11/2205.3 Jmol1K1344.93 Jmol1K1HTS277.6 kJmol1298 K(344.93103 kJmol1K1)174.8 kJmol1