2017-2018学年高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速率 第1节 化学反应的方向教学案 选修

1、学必求其心得，业必贵于专精第1节 化学反应的方向 课标要求1了解自发和非自发过程、熵与熵变的概念。2了解焓判据的基本内容.3了解熵变与焓变这两个因素对化学反应的共同影响,了解定量判断反应方向的关系式：hts。，1自发过程是在一定温度和压强下不需借助光、电等外部力量就能自动发生的过程。2熵是描述体系混乱度的物理量，用s表示,单位是jmol1k1,熵变是指反应产物总熵和反应物总熵之差，用s表示。同一物质s(g)s（l)s(s）。3化学反应方向的判据为hts。（1）hts0自发进行（2)hts0平衡状态（3)hts0不能自发1自发过程（1）概念：在温度和压强一定的条件下，不借助光、电等外部力量就能自

2、动进行的过程称为自发过程；反之称为非自发过程。(2）实例:水由高处流向低处的过程、热由高温物体传向低温物体的过程都属于自发过程.2反应焓变与反应方向（1)能自发进行的化学反应多数是放热反应，h0。（2)有些吸热反应在室温下能自发进行,还有一些吸热反应在较高温度下能自发进行。（3）反应焓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.特别提醒（1）自发反应实际上不一定能够发生，非自发反应在一定条件下也可能发生.（2)自发过程可以是物理过程，不一定是自发反应；而自发反应一定是自发过程。3反应熵变与反应方向（1）熵及其影响因素概念：描述体系混乱度的物理量。符号为s。特点:混乱度越大，体系越无序

3、，体系的熵值就越大。影响因素a同一物质s(高温)s(低温），s(g）s(l）s(s）。b相同条件下，不同物质的熵值不同。(2)熵变概念:反应产物总熵和反应物总熵之差.计算公式：ss(反应产物）s(反应物）。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。b气体体积减小的反应，熵变通常都是负值，是熵减小的反应。（3）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。特别提醒(1）相同条件的不同物，分子结构越复杂，熵越大。(2)s混合物s纯净物.1下列说法中正确的是(）a能自发进行的反应一

4、定能迅速发生b非自发反应一定不能发生c能自发进行的反应也可能没有发生d常温下,2h2o2h2o2，即常温下水的分解反应是自发反应解析：选c能否自发进行与反应进行的快慢没有必然联系，能自发进行的反应不一定能迅速发生，因为反应进行的快慢受反应条件的影响，a项错误;在一定条件下，非自发反应也可能发生，b项错误；d项中反应属于非自发反应，错误。2下列反应可用焓变来解释的是()a氢氧化钡与氯化铵反应b2n2o5(g)=4no2（g）o2（g）h56。7 kjmol1c（nh4）2co3(s）=nh4hco3（s）nh3(g)h74。9 kjmol1d2h2(g)o2(g)=2h2o(l)h571。6 k

5、jmol1解析：选d焓变可以用来解释放热过程的自发性，前三项中的反应均为吸热反应。3下列变化过程中，s0反应不能自发进行。2文字描述在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向hts0的方向进行，直至达到平衡状态。1已知在100 kpa、298。15 k时石灰石的分解反应：caco3（s)=cao（s)co2（g)h178.3 kjmol1，s160.4 jmol1k1，该反应能否自发进行?提示：因为hts178.3 kjmol1298.15 k160.4103kjmol1k1130。5 kjmol10所以该反应不能自发进行。2据1题反应提供的数据分析,温度能否成为反应方向的决定因素？提示：因该反

6、应h0，s0，且焓变和熵变的数值相差不大，故温度能影响反应进行的方向.3温度若能决定反应方向,则1题反应自发进行的最低温度是多少？提示：据ghts1 111。6 k，所以caco3自发进行分解的最低温度为1 111。6 k。1放热和熵增加都对hts0有所贡献,因此放热的熵增加反应一定能自发进行,吸热的熵减小反应一定不能自发进行.2当反应的焓变和熵变的影响相反，且二者大小相差悬殊时，某一因素可能占主导地位。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。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.3如果反应的焓变和熵变的影响相反且相差不大时，温度可能对反应的方向起决定性作

7、用.温度与反应方向的关系：4h与s共同影响一个化学反应在一定条件下能否自发进行，它们与化学反应速率无关。1对反应的方向起作用的因素的判断中,不正确的是（)a有时焓变对反应的方向起决定性作用b有时熵变对反应的方向起决定性作用c焓变和熵变是判断反应方向的两个主要因素d任何情况下，温度都不可能对反应的方向起决定性作用解析：选d当焓变和熵变对反应方向的影响相反且相差不大时，温度可能对反应的方向起决定性作用.2指出下列反应或过程的s的正、负号，并判断常温时,反应能否自发进行。(1）2h2o2（aq）=2h2o（l）o2（g)s_0，_自发进行.（2）c(s)h2o（g）=co(g)h2(g）s_0，_自

8、发进行。（3)10 的水结冰s_0。解析：（1）反应为s0的反应，能自发进行;（2)反应的s0，但常温下不能自发进行，高温时能自发进行；(3)过程s0。答案：(1)能（2）不能(3）三级训练节节过关1下列过程是非自发的是（)a水由高处向低处流b煤炭的燃烧c铁在潮湿空气中生锈 d室温下水结成冰解析:选d自然界中水由高处向低处流、煤炭的燃烧、铁在潮湿空气中生锈、室温下冰的融化，都是自发过程，其逆向都是非自发的。2已知：(nh4）2co3（s）=nh4hco3(s）nh3(g）h74.9 kjmol1，下列说法中正确的是（)a该反应中熵变、焓变皆大于0b该反应是吸热反应,因此一定不能自发进行c碳酸盐

9、分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定能自发进行d能自发进行的反应一定是放热反应,不能自发进行的反应一定是吸热反应解析：选a该反应h0，s0，高温下能自发进行;s0的反应不一定能自发进行；反应放热有利于反应自发进行,但能自发进行的反应不一定是放热反应，不能自发进行的反应也不一定是吸热反应。3以下说法中正确的是()ah0的反应均是自发反应bs为负值的反应均不能自发进行c冰在室温下自动融化成水，是熵增的重要结果d高锰酸钾加热分解是一个熵减小的过程解析:选ca项，h0（放热)的反应有的是非自发反应,如合成氨。b项，s为负值（熵减小)的反应有的也能自发进行,如nh3hcl=nh4cl。c项

10、、d项都是体系混乱度增大的过程，都属于熵增加的过程。4已知反应te（s)h2(g)=h2te(g)的h为正值，s为负值，设h与s不随温度而变,下列说法正确的是()a低温下是自发反应b高温下是自发反应c低温下是非自发反应,高温下是自发反应d任何温度下都是非自发变化解析：选d由知hts0，且随温度的升高而增大。5在化学反应a(g)b（g）2c(g)d（g）hq kjmol1过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。（1）q_0(填“”“”“”或“”)；（3)该反应_自发进行(填“能”或“不能)。解析：根据图像可知,该反应是放热反应，故q0。根据反应特点可知，该反应是熵增加的反应，据此可知该反应能自发

11、进行。答案：(1)(2)（3）能1反应过程的自发性可用于()a判断反应过程的方向b确定反应过程是否一定会发生c判断反应速率d判断反应过程的热效应解析:选a反应过程的自发性可用于判断反应过程的方向，不能确定反应过程是否一定会发生，也不能确定反应速率。放热反应常常能自发进行，但有些吸热反应也能自发进行。2下列关于焓变（h)的叙述中正确的是(）a化学反应的h直接决定了反应的方向b化学反应的h与反应的方向无关ch0的反应都是自发进行的dh是影响化学反应是否可以自发进行的一个重要因素解析：选dh是影响化学反应方向的一个重要因素，但不是唯一因素,大多数放热反应是自发的,d正确。3下列关于干冰转化为二氧化碳

12、气体的过程，判断正确的是（)ah0,s0bh0ch0，s0 dh0，s0解析：选c同一物质由固态变为气态的过程需吸热,体系的熵增加。4下列说法正确的是（）a熵变决定反应方向b如果一个反应h0，s0，反应就不可能自发进行c如果一个反应h0，s0,s0时,温度对反应方向起决定性作用，温度适宜也可能使反应自发进行,利用hts是否小于零来判断反应的自发性。5下列关于判断过程的方向的说法正确的是（）a所有自发进行的化学反应都是放热反应b高温高压下可以使石墨转化为金刚石是自发的化学反应c由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程d同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同解析:选c有些吸热反应

13、也可以自发进行，如2n2o5（g)=4no2(g）o2（g)是吸热反应，又是熵增加的反应，a不正确.高温高压使石墨转化为金刚石,要向体系中输入能量，本质仍然是非自发的,b不正确。同一物质，气态时的熵值最大，液态时次之，固态时熵值最小，d不正确。6有关下列过程的熵变的判断不正确的是（）a少量食盐溶于水中：s0b碳和氧气反应生成co（g)：s0ch2o(g）变成h2o(l）：s0dcaco3(s)加热分解为cao（s）和co2（g)：s0解析:选c一般来说,同一种物质，不同聚集状态，熵的大小关系为气态液态固态。h2o(g)变成h2o(l），s0.7闪电时空气中的n2和o2会发生反应：n2（g）o2

14、（g）2no（g）h180。50 kjmol1s247。7 jmol1k1,若不考虑温度对该反应焓变的影响,则下列说法中正确的是（）a在1 000 时，此反应能自发进行b在1 000 时，此反应不能自发进行c该反应能自发进行的最低温度约为729 d该反应能自发进行的最高温度约为729 k解析：选a题中反应h0，s0，对反应的影响相反，在1 000 时,hts180.50 kjmol11 273 k247.7103kjmol1k1134.82 kjmol10，反应能自发进行；若反应自发进行，则hts729 k.8下列反应中，一定不能自发进行的是（)a2kclo3(s)=2kcl(s)3o2（g）

15、h78。03 kjmol1，s1 110 jmol1k1bco(g)=c（s,石墨）o2(g）h110.5 kjmol1，s89.36 jmol1k1c4fe（oh）2(s)2h2o(l）o2（g）=4fe(oh)3(s）h444。3 kjmol1，s280.1 jmol1k1dnh4hco3(s）ch3cooh(aq）=co2（g)ch3coonh4（aq）h2o(l）h37。301 kjmol1,s184。05 jmol1k1解析：选ba项为放热的熵增加反应，在任何温度下都有hts0，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hts0,因此该反应在低温下能自发进行；d

16、项为吸热的熵增加反应，在高温时可能有hts0，因此该反应在高温下能自发进行.9.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。在瓶底和木板间滴少量水（如图所示)。一段时间后，发现瓶内固态物质变稀，有液体生成,瓶壁变冷，小木板黏结在烧瓶底部。这时打开瓶塞，烧瓶中散发出刺鼻的气味。(1)下列有关该实验的结论正确的是_(填字母)。a自发反应一定是放热反应b自发反应一定是吸热反应c有的吸热反应也能自发进行d吸热反应不能自发进行(2)发生反应的化学方程式为_。（3）从化学反应进行方向的角度解释上述现象：_。解析：（1)由“瓶壁变冷，小木板黏结在烧瓶底部的实验现象可判断该反应为

17、吸热反应,故不能用焓变来解释该反应的自发性，选项a、b错误；通过实验现象可知：该吸热反应是自发的，c项正确，d项错误。(2）发生反应的化学方程式为ba（oh）28h2o2nh4cl=bacl22nh310h2o。(3）该反应是吸热反应,也是熵增加反应，且熵变对反应进行方向起决定性作用。hts0，常温下自发进行，故有题述现象发生。答案：(1）c(2）ba（oh）28h2o2nh4cl=bacl22nh310h2o（3)该反应是吸热反应，也是熵增加反应,由于熵变对该反应的方向起决定性作用，即hts0、h0时,hts0反应一定能自发进行，非自发的反应在高温下有可能为自发反应。3下列过程的方向不用熵判

18、据判断的是（)a氯化铵与结晶氢氧化钡混合研磨，很快会闻到刺激性气味b冬天一杯热水很快变冷c有序排列的火柴散落时成为无序排列d多次洗牌以后，扑克牌毫无规律的混乱排列的概率大解析:选ba项2nh4clba(oh)28h2o=2nh3bacl210h2o是可以自发进行的吸热反应，产生nh3和液态水混乱度增大,属于熵判据。b项有趋向于最低能量状态的倾向，属于能量判据。c项有序排列的火柴散落时成为无序排列,有趋向于最大混乱度的倾向,属于熵判据。d项扑克牌的无序排列也属于熵判据.4下列在常温下均为非自发反应，在高温下仍为非自发反应的是（）aag2o(s)=2ag(s）o2（g)bfe2o3(s）c(s)=

19、2fe（s)co2(g）cn2o4(g）=2no2（g)d6c(s）6h2o(l)=c6h12o6(s)解析：选d化学反应有向着熵增加的方向进行的趋势.a、b、c、d四个反应在常温下不能自发进行,其中a、b、c三项为熵增加的反应,在高温下可能为自发反应，但d项为熵减小的反应，在高温下仍为非自发反应。5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0 100 kpa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能继续使用(已知在0 100 kpa条件下白锡转化为灰锡反应的焓变和熵变分别为h2 180。9 jmol1;s6。61 jmol1k1)(）a会变b不会变c不能确定

20、 d升高温度才会变解析：选a在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向着hts0的方向进行，直至达到平衡态.该条件下白锡转化为灰锡反应的hts2 180.9 jmol1273 k（6.61 jmol1k1)376。37 jmol10,因此在该条件下白锡会变为灰锡.6在图甲中的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(如图乙所示)，两种气体分子立即都分布在两个容器中.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此过程为混乱程度小向混乱程度大的方向的变化过程,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此过程从有序到无序，混乱度增大d此过程是自发可逆的解析：选d由题意知h0，s0，知该过程hts0是自发的，而逆过程s0，hts0，不能自发进行，所以