《第11讲 化学反应的方向 （解析版）【暑假弯道超车】2024年新高二化学暑假讲义+习题（人教版2019选择性必修1）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第11讲 化学反应的方向 （解析版）【暑假弯道超车】2024年新高二化学暑假讲义+习题（人教版2019选择性必修1）（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第11讲 化学反应的方向 1.知道化学反应是有方向的；知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变的关系。2.能结合具体事例说明反应自发进行的方向性。一、自发过程和自发反应1.自发过程自然界有一些过程是自发进行的，而且是有方向性的。例如，水总是自发地从高处流向低处，而相反的过程却不能自发进行。2.自发反应有些化学反应也是自发进行的，而且具有方向性。3.自发过程的判断(1)根据条件判断：不是看是否需要条件，而是看是否需要持续施加外力(如加热等)。(2)根据其逆向过程是否自发判断：若逆向过程自发，则正向过程一定不自发；若逆向过程不自发，则正向过程一定自发。二、化学反应进行方向的判据1焓变与反应的方向(1)
2、放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向，科学家提出用焓变(能量变化)来判断反应进行的方向，这就是焓判据(能量判据)。(2)焓变与化学反应进行方向的关系多数放热反应是自发进行的。例如燃烧反应、中和反应等。有些吸热反应也可以自发进行，如：2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)H109.8 kJmol1。结论：只用焓判据判断反应是否自发进行不全面。2熵变与反应的方向(1)熵、熵变的概念(2)熵值大小体系的熵值：体系的混乱程度越大，体系的熵值就越大。同一物质的熵值：S(g)S(l)S(s)，同一条件下，不同物质的熵值不同。(3)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
3、，因此可用熵变来判断反应进行的方向。(4)熵变与化学反应进行方向的关系许多熵增的反应是自发的(多是气体分子数目增多的反应)，如Zn(s)H2SO4(aq)=ZnSO4(aq)H2(g)；2KClO3(s)=2KCl(s)3O2(g)有些熵减的反应也可以自发进行，如：2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)；4Fe(OH)2(s)O2(g)2H2O(l)=4Fe(OH)3(s)结论：只用熵判据判断反应是否自发不全面。3自由能与化学反应的方向(1)自由能符号为G，单位为kJmol1。(2)自由能与焓变、熵变的关系GHTS。G不仅与焓变和熵变有关，还与温度有关。(3)反应方向与自由能的关系
4、化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡。当G0时，反应能自发进行；当G0时，反应处于平衡状态；当G0时，反应不能自发进行。 4.判断化学反应自发性的方法焓变(H)熵变(S)反应在某状况下能否自发进行00能自发进行00不能自发进行00取决于温度，低温自发00取决于温度，高温自发考点01 自发过程和自发反应【例1】下列不属于自发进行的变化是A红墨水加到清水使整杯水变红B冰在室温下融化成水C电解饱和食盐水D铁器在潮湿的空气中生锈【答案】C【解析】A扩散现象，是熵增加的自发过程，A不符合题意；B冰的熔点为0，水常温是液体，冰在室温下融化成水，是熵增加的自发过程，B不符合题意；C电解饱和
5、食盐水，是在外电场的作用下强制发生的氧化还原反应，不是自发过程，C符合题意；D铁在潮湿的空气中生锈是发生了自发的氧化还原反应，属于电化学腐蚀，是自发进行的化学过程，D不符合题意；综上所述答案为C。【变式1-1】有下列化学反应：白磷自燃、氯化氢分解、煤气燃烧、钠与水反应、酸碱中和反应，其中属于自发反应的是ABCD【答案】C【解析】自发反应的体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或者释放热量)。常见为可以自发的进行到显著程度的反应。白磷自燃、煤气燃烧、钠与水反应、酸碱中和反应均能自发的进行。C正确。故选：C。【变式1-2】下列关于化学反应的叙述正确的是AH0的化学反应一定不能自发进行B
6、反应的熵(体系混乱度)增大(即S0)C非自发反应在任何条件下都不能发生D熵增加且放热的反应一定是自发反应【答案】D【解析】A 反应是否自发进行由G=H-TS决定，G0的反应能自发进行，H0，S0的反应在高温条件下能自发进行，如碳酸氢铵的分解反应，故A错误；B 反应物为气体，生成物为液体，该反应是熵减少的反应，故B错误；C 非自发反应在改变温度的条件下使G0，则反应就能自发进行，故C错误；D 熵增加且放热的反应，S0，H0，G=H-TS始终小于0，反应一定是自发反应，故D正确；故选D。考点02 焓变和熵变与反应进行方向的判断【例2】夏季，受台风影响，某些地区狂降暴雨。下列有关水汽变成雨的过程中焓
7、变和熵变的判断正确的是A，B，C，D，【答案】A【解析】水汽变成雨的过程中放热，H0，气体变成固体，混乱度减小，S0；故选A。【变式2-1】下列几个过程中，属于熵减的变化是A干冰的升华BNaCl固体溶于水C2Na+Cl22NaClDNH4ClNH3+HCl【答案】C【解析】A干冰的升华是固体变化为气体，熵增大，故A不符合；BNaCl溶于水溶解生成氯离子和钠离子，混乱度增大，熵增大，故B不符合；C2Na+Cl22NaCl反应中气体体积减小，熵减小，故C符合；DNH4ClNH3+HCl反应后生成气体，反应的熵增大，故D不符合。答案选C。【变式2-2】下列反应的H0、S0的是ACO2(g)+C(s)
8、=2CO(g)B2Na(s)+2H2O(l)=2Na+(aq)+2OH-(aq)+H2(g)CN2(g)+3H2(g)2NH3(g)DC(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)【答案】B【解析】A该反应为吸热反应，H0，A不符合题意；B该反应为放热反应，H0；反应发生后体系的混乱程度增大，因此S0，B符合题意；C该反应为放热反应，H0；反应发生后体系的混乱程度减小，因此S0，C不符合题意；D该反应为吸热反应，H0，D不符合题意；故合理选项是B。考点03 自由能(复合判据)与反应进行方向的判断【例3】已知(设、不随温度而变化)，当时反应能自发进行。关于反应，。下列说法正确的是A低温下能自发进行
9、B任意温度下都不能自发进行C高温下能自发进行D任意温度下都能自发进行【答案】C【解析】反应，若，则反应可自发进行，因此T为较大正数时，反应能自发进行，故答案为C。【变式3-1】对于化学反应方向的确定不仅与焓变(H)有关，也与温度(T)、熵变(S)有关，实验证明，化学反应的方向应由HTS确定，若HTS0，则自发进行，否则不能自发进行。下列说法中，正确的是A反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素B温度、压强一定时，熵增加的反应一定能自发进行C在温度、压强一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向D固体的溶解过程只与焓变有关【答案】C【解析】A反应自发进行由焓变、熵变、温度共同决定的，
10、故A错误；B温度、压强一定时，放热的熵增加的反应，H 0，S0，HTS0，反应一定能自发进行，故B错误；C在温度、压强一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向，HTS0，S0BG0CG0，S0DG0，S0【答案】B【解析】由于蔗糖溶解于水的过程是自发过程，所以G=H-TS0；蔗糖从晶体变成溶液，混乱度增大，熵增加，所以S0；故选：B。1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反应能自发进行，则该反应的D常温下，反应不能自发进行，则该反应的【答案】C【解析】A焓变和熵变共同决定反应是否自发，故不一定放热反应都
11、是自发的，也不一定吸热反应都是非自发的，A错误； B焓变和熵变共同决定反应是否自发，所以自发反应的熵不一定增大，非自发反应的熵也不一定减小，B错误；C该反应能自发进行，则G=H-TS0，该反应为熵减反应：S0，要使该反应G=H-TS0，H0，C正确； D常温下，反应为熵增反应，而该反应不能自发进行，则反应为吸热反应，焓变大于0，D错误；故选C。2下列关于化学反应方向的说法正确的是A凡是放热反应都是自发反应B非自发反应任何条件都不能发生C凡是熵增大的反应都是自发反应D反应是否自发与熵变和焓变都有关【答案】D【解析】A若放热反应为熵减反应，当温度较高时，反应不一定能自发进行，故A错误；B非自发反应
12、在一定条件下也能实现，电解就是非自发的氧化还原反应，故B错误；C若熵增反应为吸热反应，在低温时反应难以自发进行，如碳酸钙的分解，故C错误；D反应是否能自发进行，需要从焓判据和熵判据进行综合分析，D正确；故选D。3下列变化中的是A固体溶于水B液态水变为水蒸气CD【答案】C【解析】A固体物质溶于水，其过程均属于熵增加的过程即，A错误；B液态物质变为气态物质，其过程均属于熵增加的过程，即，B错误；C有气体参加或生成的化学反应，通常可由反应前后气体分子数变化来判断其熵变，在化学反应中，反应物气体分子数比生成物气体分子数多的反应，一般属于熵减小的反应，即，C正确；D反应物气体分子数比生成物气体分子数少的
13、反应，一般属于熵增加的反应，即，D错误。故选C。4下列关于的说法，正确的是A该反应的B根据，低温条件下反应可以自发进行C升高温度，逆反应速率增大，正反应速率减小，平衡逆向移动D其他条件不变，增大压强，平衡右移，平衡常数增大【答案】B【解析】A由化学方程式可知，该反应是气体体积减小的反应，属于熵减反应，其S0，故A错误；B由G=HTS可知，该反应的S0，H0，其在低温条件下反应可以自发进行，故B正确；C升高温度，正、逆反应速率都会增大，故C错误；D增大压强，平衡常数不变，平衡常数只受温度的影响，故D错误；故本题选B。5下列不属于自发进行的变化是A红墨水加到清水中使整杯水变红B冰在室温下融化成水C向氢氧化钠溶液中滴加盐酸D常温常压下，石墨转化为金刚石【答案】D【解析】A红墨水浓度大于水，微粒向浓度低的方向扩散，是自发进行的物理过程，A不符合题意；B冰的熔点为0 ，水常温下是液体，冰在室温下融化成水，是自发进行的物理过程，B不符合题意；C向氢氧化钠溶液中滴加盐酸为中和反应，是自发过程，C不符合题意；D石墨是比金刚石稳定的单质，石墨转化为金刚石是吸热反应，且熵变小于0的反应，因此常温常压下是非自发过程，D符合题意。故选D。6下列关于自发反应的叙述中，正确
