第6讲2.1化学反应的方向-寒假班高二化学教材知识点精讲练（沪科版2020）

第六讲化学反应的方向知识梳理考点一、化学反应的方向化学反应自发进行方向的判据焓判据——自发反应与焓变的关系：多数能自发进行的化学反应是放热反应，但有很多吸热反应也能自发进行。因此，只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的。反应焓变是与反应进行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、熵（1）定义：熵是衡量体系混乱度大小的物理量。（2）符号和单位：S，常用单位：J/(mol·K)（3）影响熵大小的因素：混乱度越大→体系越无序→熵值越大①与物质的量的关系：物质的量越大→粒子数越多→熵值越大②对于同一物质，当物质的量相同时，S(g)>S(l)>S(s)③不同物质熵值的关系：I、物质组成越复杂→熵值越大II、对于原子种类相同的物质：分子中原子数越多→熵值越大2、熵变（1）定义：发生化学反应时物质熵的变化称为熵变，符号为ΔS（2）计算公式：ΔS=生成物总熵反应物总熵3、熵判据——自发反应与熵变的关系多数能自发进行的化学反应是熵增的反应。熵变是与反应进行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。因此，只根据熵变来判断反应进行的方向是不全面的。考点二、焓变与熵变对反应方向的共同影响自由能与化学反应的方向自由能与化学反应的方向：在等温、等压条件下的封闭体系中（不考虑体积变化做功以外的其他功），自由能（符号为ΔG，单位为kJ/mol）的变化综合反映了体系的焓变和熵变对自发过程的影响：即ΔG=ΔHTΔS。这时，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。即：ΔG=ΔHTΔS<0，反应能自发进行；ΔG=ΔHTΔS=0，反应处于平衡状态；ΔG=ΔHTΔS>0，反应不能自发进行。综合焓变和熵变判断反应是否自发的情况：焓变熵变化学反应能否自发进行ΔH<0ΔS>0任何温度都能自发进行ΔH>0ΔS<0不能自发进行ΔH<0ΔS<0较低温度时自发进行ΔH>0ΔS>0高温时自发进行小结：“大大高温，小小低温”3.应用判据时的注意事项（1）在讨论过程的方向问题时，我们指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。（2）过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率（3）只适用于没有发生的反应注：一般来说，如果一个过程是自发的，则其逆过程往往是非自发的。1．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变和熵变的判断正确的是A．ΔH<0，ΔS<0 B．ΔC．ΔH>0，ΔS>0 D．Δ【答案】A【解析】水汽变成雨的过程中放热，ΔH<0，气体变成固体，混乱度减小，ΔS<0；故选A。2．中国诗词博大精深，下列诗句中包含ΔH>0、ΔA．春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干B．千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲C．少年易老学难成，一寸光阴不可轻D．千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金【答案】B【解析】A．蜡炬燃烧是放热反应，ΔH<0，有气体生成ΔS>0B．石灰石受热分解是吸热反应，ΔH>0，有气体生成ΔS>0C．诗词中没有涉及到化学变化，C不符合题意；D．诗词中没有涉及到化学变化，D不符合题意；答案B。3．载人飞船中通过如下过程实现O2反应①：CO2g+4H2g反应②：2H2Ol=2下列说法正确的是A．H2的燃烧热ΔH=−571.6kJ⋅B．反应2H2g+O2C．反应①中反应物总能量低于生成物总能量D．反应②的熵变Δ【答案】D【解析】A．氢气的燃烧热是1mol氢气燃烧生成液态水放出的能量，H2的燃烧热ΔH=−285.8kJ⋅molB．气态水的能量大于液态水，反应2H2g+O2gC．反应①放热，反应物总能量大于生成物总能量，故C错误；D．反应②气体物质的量增多，熵变ΔS>0选D。4．下列化学反应与能量变化相关的叙述正确的是A．生成物能量一定低于反应物能量B．拆开物质中化学键一定需要吸收能量C．化学反应都伴随着能量变化和其他各种现象的出现D．放热反应在任何条件下都能自发进行【答案】B【解析】A．生成物能量可能低于反应物能量，也可能高于反应物能量，A错误；B．拆开物质中化学键一定需要吸收能量，B正确；C．化学反应都伴随着能量变化，但不一定有明显的反应现象，C错误；D．有的放热反应需要在高温下才能进行，如铝热反应，D错误；故选B。5．在下列变化中，体系熵减的是A．硝酸铵溶于水 B．固体碘升华C．氯酸钾分解制备氧气 D．乙烯聚合为聚乙烯【答案】D【解析】A．硝酸铵溶于水使自由移动离子增多，熵增，A错误；B．固体碘升华为气体，混乱程度增加，B错误；C．氯酸钾分解制备氧气使得气体分子数增加，混乱程度增加，熵增，C错误；D．乙烯聚合为聚乙烯，分子数减小，混乱程度减小，熵减，D正确。故选D。6．热解H2S制H2，根据文献，将H2S和CH4的混合气体导入石英管反应器热解（一边进料，另一边出料），发生如下反应：Ⅰ

2Ⅱ

CH总反应：Ⅲ

2H投料按体积之比V(H2S):V(CH4)=2:1，并用N2稀释；常压，不同温度下反应相同时间后，测得H温度H2/V(%)0.51.53.65.58.5CS2/V(%)0.00.00.10.41.8请回答：(1)反应Ⅲ能自发进行的条件是。(2)下列说法正确的是___________。A．其他条件不变时，用Ar替代N2作稀释气体，对实验结果几乎无影响B．其他条件不变时，温度越高，H2C．由实验数据推出H2S中的S−H键强于CHD．恒温恒压下，增加N2的体积分数，H2的浓度升高(3)若将反应Ⅲ看成由反应Ⅰ和反应Ⅱ两步进行，画出由反应原料经两步生成产物的反应过程能量示意图。【答案】(1)高温(2)AB(3)【解析】（1）根据CS2体积分数表可知，1050℃开始才有CS2生成。故反应自发进行的条件是大于1050℃的高温（或根据盖斯定律，反应Ⅲ=反应Ⅰ+反应Ⅱ，反应Ⅲ的ΔH3=Δ（2）A．N2不是反应物，故使用Ar代替N2对实验结果无影响，A项正确；B．反应Ⅲ为吸热反应，故温度升高，平衡向正反应方向移动，H2S的转化率升高，B项正确；C．题目中所给信息有限，无法根据已有信息推出S—H键与C—H键的键能的大小关系，C项错误；D．恒温恒压下，增