《2018-2019版高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速率 第1节 化学反应的方向学案 鲁科版选修4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019版高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速率 第1节 化学反应的方向学案 鲁科版选修4（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第第 1 1 节节 化学反应的方向化学反应的方向学习目标定位 1.了解熵和熵变的概念。2.理解焓变与反应方向、熵变与反应方向的关系。3.能综合运用焓变与熵变判断反应进行的方向。一、反应焓变、熵变与反应方向1.反应焓变与反应方向(1)分析下列反应进行的方向与 H之间的关系NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)，酸碱中和反应是放热反应，H0，该反应在常温下能自发进行。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。(2)反应焓变与反应方向的关系能自发进行的化学反应多数是放热反应，HS(l)S(s)。(3)反应熵变概念：
2、反应产物总熵和反应物总熵之差称为反应熵变，符号为 S。正负判断依据a.气体体积增大的反应，熵变通常都是正值，是熵增加的反应。2b.气体体积减小的反应，熵变通常都是负值，是熵减小的反应。(4)反应熵变与反应方向熵增加有利于反应的自发进行。某些熵减小的反应在一定条件下也能自发进行。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。化学反应方向与焓变、熵变的关系(1)从焓变(能量)角度：H0，有利于反应自发进行。(3)在实际的化学反应中，若 H与 S符号相同时，对化学反应的方向的影响作用出现矛盾，因此，在分析一个具体化学反应自发进行的方向时，不能孤立地使用焓判据或熵判据来分析，否则，可能会得出
3、错误的结论。例 1 已知下列过程都能自发进行，其中不能用“焓判据”解释的是( )A.2Na(s)Cl2(g)=2NaCl(s) H0D.2Mg(s)O2(g)=2MgO(s) H0，按焓判据反应不能自发进行，而题给条件是能自发进行，所以不能用“焓判据”解释该反应为自发反应。考点 化学反应的方向及其判断题点 反应焓变与反应方向规律总结 一般常温下自发进行的放热反应，焓变对反应方向起决定性作用。例 2 碳铵(NH4HCO3)在室温下就能自发地分解产生氨气，下列有关说法中正确的是( )A.碳铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大B.碳铵分解是因为外界给予了能量C.碳铵分解是吸热反应，根据焓判
4、据，不能自发分解D.碳酸盐都不稳定，都能自发分解答案 A解析 放热反应常常是容易进行的过程，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，是否能实现还要看具体的条件。考点 化学反应的方向及其判断3题点 反应熵变与反应方向规律总结 一般常温下自发进行的吸热反应，熵变对反应方向起决定性作用。二、焓变与熵变对反应方向的共同影响1.用焓变和熵变的复合判据判断反应的方向(1)由焓判据知放热反应是易进行的；由熵判据知熵值增加是自发的。很多情况下用不同的判据判定同一个反应，可能会出现相反的判断结果。(2)在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向
5、HTS0 反应不能自发进行(3)温度与反应方向的关系图为2.已知反应：2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)在 298 K、101 kPa 的条件下，其 H113.0 kJmol1，S145.3 Jmol1K1。该反应_(填“能”或“不能”)用于消除汽车尾气中的 NO，理由为_。答案 能 该反应的 HTS69.7 kJmol10，故该反应一定不能自发进行；C 项为放热的熵减小反应，在低温时可能有 HTS” “” “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。(4)已知 CaSO4(s)CO(g)
6、CaO(s)SO2(g)CO2(g)H218 kJmol1，该反应能够自发进行的反应条件是_。5(5)某吸热反应能自发进行，则该反应的 S_(填“”或“ 不能 (2) (6)焓变解析 (1)该反应为吸热反应，化学反应后气体的化学计量数之和增加，所以H0，S0，故低温下 HTS0，反应不能自发进行。(2)因为 S0，S0，属于熵增加的吸热反应，故在高温下该反应能够自发进行。(4)自发反应的条件是 HTS0，故T，即T值较大，该反应应在高温下自发进行。H S(5)吸热反应能自发进行，即 H0，HTS0，故 S0。考点 化学反应的方向及其判断题点 化学反应方向的复合判据方法总结 (1)根据常见的放热
7、反应或吸热反应推知 H符号。(2)根据反应前后物质状态的变化及系数的变化推知 S的符号。(3)利用反应方向的复合判据，HTS0答案 D解析 有些吸热反应也可以自发进行，如(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)，故 A 项错误；熵变与反应的自发性有关，但不能独立地作为反应是否自发的判据，故 B 错；物质的量增加的反应，其混乱度不一定增加，即 S不一定为正值，如 2H2S(g)O2(g)=2H2O(l)2S(s)，故 C 错；CaCO3(s)的分解产生了气体，为熵增加反应，故 D 项正确。考点 化学反应的方向及其判断题点 反应熵变与反应方向2.下列关于化学反应的自发性叙述正确的
8、是( )6A.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 由复合判据 HTS综合考虑反应能否自发进行。当 H0，S0 时，不能判断 HTS的正负，与T有关；当 H0，S0，非自发反应；当 H0 时，HTS0 符合题意的要求，故选 D。考点 化学反应的方向及其判断题点 化学反应方向的复合判据4.向平底烧瓶中放入氢氧化钡晶体Ba(OH)28H2O和氯化铵晶体，塞紧瓶塞。在木板上滴少量水，如图所示。一会儿，就会发现瓶内固态物质变成液体，瓶壁变冷
9、，小木板上因少量水冻结而被烧瓶粘住，这时打开瓶塞，出来的气体有氨味。这是自发地发生了反应：Ba(OH)28H2O(s)2NH4Cl(s)=BaCl2(s)2NH3(g)10H2O(l)。下列结论中正确的是( )A.自发反应一定是放热反应B.自发反应一定是吸热反应7C.有的吸热反应也能自发进行D.吸热反应不能自发进行答案 C解析 本反应的 H0，S0，故在一定温度下有的吸热反应可自发进行。考点 化学反应的方向及其判断题点 化学反应方向的复合判据5.某反应 2AB(g)C(g)3D(g)在高温时能自发进行，其逆反应在低温下能自发进行，则该反应的 H、S应为( )A.H0，S0 D.H0，S0答案
10、D解析 该反应是一个气体物质的量增大的反应，即 S0，故其逆反应 S0。考点 化学反应的方向及其判断题点 化学反应方向的复合判据6.回答下列问题：(1)汽车燃油不完全燃烧时产生 CO，有人设想按下列反应除去 CO：2CO(g)=2C(s)O2(g)。已知该反应的 H0，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)1 2b.2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)c.(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)d.MgCO3(s)=MgO(s)CO2(g)(3)25 和 1.01105 Pa 时，反应：
11、2N2O5(g)4NO2(g)O2(g) H56.76 kJ mol1自发进行的原因是_。(4)电子工业中清洗硅片上的 SiO2(s)的反应是 SiO2(s)4HF(g)=SiF4(g)2H2O(g)H(298.15 K)94.0 kJmol1，S(298.15 K)75.8 J mol1K1设 H和 S不随温度变化而变化，试求此反应自发进行的温度(T)条件_。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，HTS0，所以在高温时该反应不能自发进行。(4)要使反应能够自发进行，则HTS0；只有 D 项中 H0B.纯碳和氧气反应
12、生成 CO(g)：S0C.水蒸气变成液态水：S0D.CaCO3(s)加热分解为 CaO(s)和 CO2(g)：S0答案 C解析 水蒸气变成液态水是熵减小的过程。考点 化学反应的方向及其判断题点 反应熵变与反应方向题组 4 反应方向的复合判据7.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B.NH4HCO3(s)=NH3(g)H2O(g)CO2(g)H185.57 kJmol1，能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的倾向C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变和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
13、变化学反应进行的方向答案 B解析 A 项错误，有些能使熵值增大的吸热反应可以自发进行；C 项错误，应利用复合判据进行判断；D 项中使用催化剂只能降低反应的活化能，增大反应速率，不能改变反应的方向。考点 化学反应的方向及其判断题点 化学反应方向的复合判据8.下列说法正确的是( )A.凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的B.自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小C.常温下，反应 C(s)CO2(g)2CO(g)不能自发进行，则该反应的 H011D.反应 2Mg(s)CO2(g)=C(s)2MgO(s)能自发进行，则该反应的 H0答案 C解析 反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的，
14、若 H0，则一定自发，若H0，S0，S0，则能否自发和温度有关，A、B 项错误；C 项中反应的 S0，若 H0，正确；D 项中反应的 S0，且随温度的升高而增大。考点 化学反应的方向及其判断题点 化学反应方向的复合判据10.下列说法正确的是( )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 H0、S0，即 HTS，又知T0、S0(气体化学计量数反应后增大)，则 H0，错误；D 项，该反应不能自发进行，则 HTS0，即 HTS，又知T0、S0(气体化学计量数反应后增大)，则 H0，错误。综合强化11.灰锡结构松散，不能用于制造器皿；而白锡结构坚固，可以制造器皿。现把白锡制造的器皿放在 273 K、100 kPa 的室内存放，它会不会变成灰锡而不能继续使用(已知在 273 K、100 kPa 条件下白锡转化为灰锡的反应，其焓变和熵变分
