《化学反应的方向第二课时》习题3

化学反应的方向化学反应的方向 习题习题 目标要求目标要求 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 基础落实基础落实 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 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 反应方向的判据 1 H T S 0 反应能自发进行 2 H T S 0 反应达到平衡状态 3 H T S 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 对点训练对点训练 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 D 25 1 01 105 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 B C 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 A H 0 S0 S 0 C H0 D H 0 S 0 6 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 B 2N2O5 g 4NO2 g O2 g H 56 7 kJ mol 1 C NH4 2CO3 s NH4HCO3 s NH3 g H 74 9 kJ mol 1 D 2H2 g O2 g 2H2O l H 285 8 kJ mol 1 课时作业课时作业 练基础落实练基础落实 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 25 和 1 01 105 Pa 时 反应 2N2O5 g 4NO2 g O2 g H 56 76 kJ mol 1 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 A CO g C s O2 g 1 2 B 2N2O5 g 4NO2 g O2 g C NH4 2CO3 s NH4HCO3 s NH3 g D MgCO3 s MgO s CO2 g 练方法技巧练方法技巧 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 H 113 kJ mol 1 S 145 J mol 1 K 1 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 H 233 8 kJ mol 1 S 0 279 3 2 3 2 kJ mol 1 K 1 Fe2O3 s 3H2 g 2Fe s 3H2O g H 98 kJ mol 1 S 0 144 2 kJ mol 1 K 1 7 已知 反应 CaCO3 s CaO 生石灰 s CO2 g H 298 15 K 178 3 kJ mol 1 S 298 15 K 169 6 J mol 1 K 1 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 则其逆反应为非自发过程 反之 亦然 1 已知 2CO g CO2 g C s T 980 K 时 H T S 0 当体系温度低于 980 K 时 估计 H T S 0 填 大于 小于 或 等于 下同 当体系温度高于 980 K 时 估计 H T S 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 kJ mol 1 S 298 15 K 75 8 J mol 1 K 1 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 H1 1 366 8 kJ mol 1 C 石墨 O2 g CO2 g H2 393 5 kJ mol 1 H2 g 1 2O2 g H2O l H3 285 8 kJ mol 1 乙醇 C2H5OH 氢气 石墨和氧气的熵值分别为 161 0 J mol 1 K 1 130 6 J mol 1 K 1 5 74 J mol 1 K 1 205 3 J mol 1 K 1 则 298 K 时 由单 质生成 1 mol 乙醇的 H S 及 H T S 分别为多少 答案答案 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 S J mol 1 K 1 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 温度 压强 H T S0 1 但在高温下能自发进行 即 H T 高 S0 S 0 6 D 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 1 D 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 2 D 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 3 A H0 该反应一定能自发进行 H 0 S0 S 0 该反应在较高温度下能自发进行 H 0 S 0 该反应在较低温度下能 自发进行 4 A 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 5 B 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 H T S 113 kJ mol 1 298 K 145 J mol 1 K 1 10 3 kJ J 1 0 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 H T S 0 为平衡状态 H T S时该反应能自 H S 发进行 用 C 作还原剂时 T1 838 0 K 用 H2 作还原剂时 H S 233 8 kJ mol 1 0 279 kJ mol 1 K 1 T2 679 6 K 故用 H2 作还原剂时 反应自发进行的温 H S 98 kJ mol 1 0 144 2 kJ mol 1 K 1 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 H T S 0 时 反应达平衡状态 H T S0 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 H T S 178 3 kJ mol 1 298 15 K 169 6 10 3 kJ mol 1 K 1 127 7 kJ mol 1 0 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 H T S H S 178 3 kJ mol 1 169 6 10 3 kJ mol 1 K 1 1 051 K 时 H T S 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 H 0 则 2CO g CO2 g C s 为放热反应 H 0 且该反应的 S 0 则当 T 980 K 时 H T S 0 T 980 K 时 H T S 0 2 由题给信息 要使反应能自发进行 须有 H T S 0 即 94 0 kJ mol 1 T 75 8 J mol 1 K 1 10 3 kJ J 1 0 则 T 1 24 103 K 94 0 kJ mol 1 75 8 J mol 1 K 1 10 3kJ J 1 9 H 277 6 kJ mol 1 S 344 93 J mol 1 K 1 H T S 174 8 kJ mol 1