1、第二单元化学反应的方向和限度第1课时化学反应的方向学习目标定位知识内容必考要求加试要求1.自发反应的概念。2.熵变的概念。3.用熵变、焓变判断化学反应的方向。a a c课时要求1.了解自发过程和自发反应的主要特点。2.了解焓判据、熵判据的含义，会用焓变和熵变判断反应进行的方向。一自发过程和自发反应1.根据是否有外力作用，过程可分为自发过程和非自发过程。自发过程是在一定条件下，不借助外力而自发进行的过程。回答下列问题：(1)下列现象的发生，你认为是自发过程的是_。A.水由高处往低处流B.气温升高冰雪融化C.室温下，水自动结成冰D.生锈的铁变光亮答案AB(2)自发过程具有的特点体系趋向于从高能状态
2、转变为低能状态(体系对外部做功或者释放热量)。在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向。2.有下列化学反应：白磷自燃、氯化氢分解、煤燃烧、钠与水反应、酸碱中和反应，其中属于能自发进行的化学反应(简称自发反应)的是，属于放热反应的是。自发反应二化学反应的方向与焓变的关系1.根据下图，回答有关问题。(1)图1表示的反应释放能量，为放热反应，体系能量由高到低，趋向稳定，该过程一般能自发进行。(2)图2表示的反应吸收能量，为吸热反应，体系能量由低到高，趋向不稳定，根据自发过程的特点，该反应一般不能自发进行。2.分析下列反应进行的方向与H之间的关系：(1)NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(
3、aq)H2O(l)，酸碱中和反应是放热反应，H0，常温下能自发进行。(2)2Na(s)2H2O(l)=2NaOH(aq)H2(g)，该反应是放热反应，H0，该反应在常温下能自发进行。(4)CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H0，该反应在常温下不能自发进行，但在较高温度下能自发进行。自发反应与焓变的关系多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有很多吸热反应能自发进行，因此，反应焓变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。1.下列关于焓变与反应方向的叙述中正确的是()A.化学反应的焓变与其反应的方向无关B.化学反应的焓变直接决定了反应的方向C.反应焓变为正值时
4、不利于反应自发进行D.焓变为负值的反应都能自发进行答案C解析可逆反应的两个反应其焓变的数值相等，但是符号(变化趋势)相反，A项错误；焓变对反应方向有直接影响，但不能决定反应进行的方向，B项错误；焓变为负值的反应多数能自发进行，但有的也不是自发反应，D项错误；焓变为正值，吸收热量，体系能量升高，不利于反应自发进行，C项正确。2.下列自发反应可用焓判据来解释的是()A.2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g) H56.7 kJmol1B.(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g) H74.9 kJmol1C.2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H571.6 kJmol1D.C
5、aCO3(s)=CaO(s)CO2(g) H178.2 kJmol1答案C解析从焓变的角度分析，化学反应由高能状态向低能状态转化，使体系能量降低的趋势，表现为放热反应较易进行。三化学反应的方向与熵变的关系1.熵的概念自发过程的体系趋向于由有序转变为无序，体系的混乱度增大。体系的混乱度常用熵来描述，熵的概念是衡量一个体系混乱度的物理量，其符号为S。熵值越大，体系的混乱度越大。2.影响熵大小的因素(1)同一条件下，不同的物质熵值不同。(2)同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关，如对同一种物质不同状态时熵值大小为S(g)S(l)S(s)。3.熵判据在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，
6、这个原理叫做熵增原理。在用熵变来判断过程的方向时，就称为熵判据。(1)当S0时，反应为熵增反应，在一定条件下能自发进行。(2)当S0答案D2.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答案A解析当H0、S0时，高温能自发进行。当H0、S0时，是非自发反应。当H0时，能自发进行。当H0，S0，简述该设想能否实现的依据：_。(2)下列反应中，在高温下不能自发进行的是_(填字母)。a.CO(g)=C(s)O2(g)b.2N2O5(g)=
7、4NO2(g)O2(g)c.(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)d.MgCO3(s)=MgO(s)CO2(g)答案(1)该反应是H0、S0、S0，故不能实现该反应。(2)a、b、c、d的H0，b、c、d反应的S0，高温下能自发进行。a项S0，所任何条件下均不能自发进行。40分钟课时作业基础过关题组1反应的焓变和熵变与反应的方向1.下列说法正确的是()A.放热反应的焓变小于零，熵变大于零B.放热及熵增加的反应，一定能自发进行C.放热反应的焓变大于零，熵变小于零D.放热及熵减小的反应，一定能自发进行答案B解析放热反应的焓变小于0，熵变不一定大于0，A项和C项不正确；放热及熵增
8、加的反应，HTS0，一定能自发进行，B项正确；放热及熵减小的反应，不一定能自发进行。2.下列反应中，一定不能自发进行的是()A.2KClO3(s)=2KCl(s)3O2(g) H78.03 kJmol1S1 110 Jmol1K1B.CO(g)=C(s，石墨)O2(g)H110.5 kJmol1S89.36 Jmol1K1C.4Fe(OH)2(s)2H2O(l)O2(g)=4Fe(OH)3(s) H444.3 kJmol1S280.1 Jmol1K1D.NH4HCO3(s)CH3COOH(aq)=CO2(g)CH3COONH4(aq)H2O(l)H37.30 kJmol1S184.0 Jmol
9、1K1答案B解析根据HTS0(假定H、S不随温度而变化)，下列叙述中正确的是()A.低温下为自发过程，高温下为非自发过程B.高温下为自发过程，低温下为非自发过程C.任何温度下均为非自发过程D.任何温度下均为自发过程答案B5.下列内容与结论相对应的是()选项内容结论AH2O(g)变成H2O(l)S0B硝酸铵溶于水可自发进行因为S0C一个反应的H0，S0反应一定不自发进行DH2(g)F2(g)=2HF(g) H271 kJmol1S8 Jmol1K1反应在任意外界条件下均可自发进行答案B解析物质由气态变为液态，S0，使过程可自发进行，B正确；H0，S0时，在高温下能自发进行，C错误；因反应的H、S
10、均是在标准状况下测定的，故反应能否自发进行与外界条件有关，D错误。6.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状态向混乱程度大的状态变化过程，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，混乱度增大答案C解析气体扩散过程是熵增加的过程，A、D正确；该过程不伴随能量变化，B正确；两种气体混合后，不会再自发地分开，所以逆过程不能自发进行，C不正确。7.下列
11、说法正确的是()A.2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的H0B.反应NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的H0C.CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的H0D.常温下，反应C(s)CO2(g)=2CO(g)不能自发进行，则该反应的H0答案B解析A项，S0，则一定不能自发进行，A项不正确；B项，S0(气体化学计量)，则H0，若H0，S0该反应能自发进行答案D解析熵值大小与物质的状态、物质的量等有关，生成物中出现气体或气态物质变多，S0，混乱度增加。A中反应，气体的物质的量减少，S0，
12、错误；B项中H0，S0，S0，反应能自发，正确。能力提升9.试判断下列体系的熵变(填“0”或“0(2)0(4)0。(2)乙烯聚合成聚乙烯由气态转化为固态，混乱度减小，S0。(4)水蒸气凝结成水，由气态转化为液态，混乱度减小，S0，S0，GHTS0对自发反应起决定作用。10.HTS是过程自发性进行的判据， HTS0的过程能自发进行。(1)在298 K时，NaCl在水中的溶解度为26 g，如将1 mol NaCl溶解在1 L水中，此溶解过程中，体系的HTS和熵的变化情况是_(填字母)。A.HTS0，S0B.HTS0, S0C.HTS0，S0D.HTS0，S0(2)已知在100 kPa时，石灰石分解
13、反应的有关数据如下：CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g) H178.3 kJ mol1S160.4 J mol1 K1试判断在298.15 K时反应的自发性及能自发进行的最低温度：_。答案(1)B(2)298.15 K时，反应不能自发进行。能自发进行的最低温度为1 112 K解析(1)NaCl能自发溶解在水中，即HTS0；NaCl固体溶于水后，电离成离子，体系的熵值增大，S0，B符合题意。(2)HTS178.3 kJ mol1298.15 K160.4103kJmol1 K1130.5 kJmol10，该反应为非自发反应。若使反应能自发进行，则HTS0，即：T1 112 K。11.回答下
14、列问题：(1)超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式为2NO2CO2CO2N2。反应在常温下能够自发进行，则反应的H_(填“”“0，S0，则：该反应常温下_(填“能”或“不能”)自发进行。据本题反应数据分析，温度_(填“能”或“不能”)成为反应方向的决定因素。(3)已知CaSO4(s)CO(g) CaO(s)SO2(g)CO2(g)H218 kJmol1，该反应能够自发进行的反应条件是_。(4)某吸热反应能自发进行，则该反应的S_(填“”或“”)0。答案(1)解析(1)因为S0，故H0，S0，属于熵增加的
15、吸热反应，故在高温下该反应能够自发进行。(3)该反应S0，H0应在高温下进行。(4)吸热反应能自发进行，须S0。12.某化学兴趣小组专门研究了氧族元素及其某些化合物的部分性质。所查资料信息如下：酸性：H2SO4H2SeO4H2TeO4氧、硫、硒与氢气化合越来越难，碲与氢气不能直接化合由元素的单质生成等物质的量的氢化物的焓变情况如图请回答下列问题：(1)H2与硫化合的反应_(填“放出”或“吸收”)热量。(2)已知H2Te分解反应的S0，请解释为什么Te和H2不能直接化合：_。答案(1)放出(2)因为化合时H0、S0，反应不能自发进行解析(1)由图示可知H2与硫化合的反应H0，由H2Te分解时S0知，化合时S0，反应不能自发进行。
