人教版高中化学选修4第7讲：化学反应进行的方向(教师版)

化学反应进行的方向____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.了解反应熵变与反应方向。2.了解反应方向判断依据。一、化学反应进行的方向1.反应熵变与反应方向：（1）熵:物质的一个状态函数，用来描述体系的混乱度，符号为S.单位：J•••mol-1•K-1（2）体系趋向于有序转变为无序，导致体系的熵增加，这叫做熵增加原理，也是反应方向判断的依据。.同一物质，在气态时熵值最大，液态时次之，固态时最小。即S(g)〉S(l)〉S(s)方程式中气体计量数增大的方向就是熵增的方向。2.反应方向判断依据在温度、压强一定的条件下，化学反应的判读依据为：ΔH-TΔS〈0反应能自发进行ΔH-TΔS=0反应达到平衡状态ΔH-TΔS〉0反应不能自发进行注意：（1）ΔH为负，ΔS为正时，任何温度反应都能自发进行（2）ΔH为正，ΔS为负时，任何温度反应都不能自发进行知识点一：反应熵变与反应方向例1.下列说法正确的是（）

A.放热反应不一定是自发进行的反应B.吸热反应一定是非自发进行的C.自发进行的反应一定容易发生D.反应速率快的一定是自发进行的解析：A正确。放热反应，能量降低不一定是自发进行的。B不正确。反应的方向必须根据能量变化和熵值变化综合判断。C不正确。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。例如：石墨转化为金刚石的反应，反应在高温高压下是可以自发进行的，但条件比较苛刻。D不正确。反应的自发性用于判断过程的方向，与反应快慢无关。答案：A

例2.能用能量判据判断下列过程的方向的是（）

A.水总是自发地由高处往低处流B.放热反应容易自发进行，吸热反应不能自发进行C.有序排列的火柴散落时成为无序排列D.多次洗牌以后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大解析：A。水总是自发地由高处往低处流，有趋向于最低能量状态的倾向。B。吸热反应也可以自发进行，例如，在25℃和时，，△H，△H=。不难看出，上述两个反应都是吸热反应，又都是熵增的反应，显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的。C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扑克牌的无序排列也属于熵判据。答案：A

例3.对于化学反应方向的确定，下列说法正确的是（）

A.在温度、压力一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向B.温度、压力一定时，放热的熵增加反应一定能自发进行C.反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素D.固体的溶解过程与焓变有关解析：△H-T△S<0，常温、常压下反应能自发进行，所以焓变和熵变是一定温度下化学反应能否自发进行的复合判据，所以A正确，C不正确。放热反应的焓变小于零，熵增加反应熵变大于零，都对△H-T△S<0做出贡献。显然，放热的熵增加反应一定能自发进行，所以B正确。固体的溶解过程，体系的混乱度增大，它是熵增加的过程，所以D不正确。答案：AB

知识点二：反应方向判断依据例4.下列反应中，在高温下不能自发进行的是（）

A.

B.C.D.解析：A、B、C、D都是分解反应，都是吸热反应△H>0。B、C、D三个反应又都是熵增加的反应，所以有可能自发进行，A是熵减小的反应，在高温下一定不能自发进行。答案：A

例5.高温时空气中的和会反应生成NO而污染大气：。试通过计算说明在1200℃的条件下，此反应能否正向自发进行？估算自发进行的最低温度是多少？（已知△H=，△S=）。解析：1200℃=1473K（1）由化学反应能否自发进行的判据△H-T△S可知，若△H-T△S<0，反应能自发进行若△H-T△S=0，反应达到平衡状态若△H-T△S>0，反应不能自发进行该反应的△H-T△S=<0所以，该反应在1200℃（2）反应要自发进行，必须△H-T△S<0。即反应自发进行的最低温度：。答案：（1）1200℃能自发进行（2）自发进行的最低温度是

例6.当铁丝加热后放入氧气中可观察到的现象是_____________，说明这个反应是_____________反应（填“吸热”或“放热”），说明单质铁的稳定性_____________（填“强”或“弱”）于产物。解析：铁丝加热后放入氧气中，可以发生反应，因为反应放出大量的热，使铁丝产生红热现象，最后燃烧，火星四射，生成黑色的。反应后生成的比铁单质更稳定。答案：铁丝红热、火星四射、有黑色固体生成；放热；弱【基础演练】1.碳铵在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是（）

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，根据能量判据不能自发分解D.碳酸盐都不稳定，都能自发分解答案：A2.已知反应的△H为正值，△S为负值。设△H和△S不随温度而变，下列说法中正确的是（）

A.低温下是自发变化B.高温下是自发变化C.低温下是非自发变化，高温下是自发变化D.任何温度下都是非自发变化答案：D3.考察下述自然界的一些自发变化，可发现它们有一些共同的特点。下列说法不正确的是（）

A.都有一定的方向性，按某一物理量标度由高到低自发进行B.都可以用来做功，自发过程一旦发生后体系做功的本领就会降低C.有一定的进行限度，自发过程总是单向地趋向于非平衡状态D.有一定的数据差来判断自发变化能否发生答案：C4.往平底烧瓶中放入氢氧化钡晶体和氯化铵晶体，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，小木板上因少量水冻结，而被烧瓶粘住，这时找开瓶塞，出来的气体有氨味。这是自发地发生了反应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C.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：C5.在温度、压强一定的条件下，化学反应方向的判据为：

（1）△H-T·△S<0，反应为______________。

（2）△H-T·△S=0，反应为______________。

（3）△H-T·△S>0，反应为______________。答案：（1）能自发进行

（2）达到平衡状态

（3）不能自发进行6.通过计算判断反应在25℃时能不能自发进行。（已知，）答案：反应不能自发进行7.计算并判断的分解反应在100℃时能否自发进行？（已知：在100℃，1大气压下，此反应的△H，△S=）答案：不能自发进行8.高炉炼铁常用焦炭还原三氧化二铁得到生铁。请运用所学知识判断用焦炭还原氧化铝的可能性。已知298K下反应：

△S=答案：△H-T△S=，反应不能自发进行【巩固提高】9．在酸性溶液中，碘酸钾(KIO3)和亚硫酸钠可发生如下反应：2IOeq\o\al(－,3)＋5SOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=I2＋5SOeq\o\al(2－,4)＋H2O生成的碘可以用淀粉溶液检验，根据反应溶液出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。某同学设计实验如下表所示：0.01mol·L－1KIO3酸性溶液(含淀粉)的体积/mL0.01mol·L－1Na2SO3溶液的体积/mLH2O的体积/mL实验温度/℃溶液出现蓝色时所需时间/s实验15V13525t1实验2554025t2实验355V20t3(1)碘酸钾与亚硫酸钠的反应是________________(填反应类型)。(2)该实验的目的是①_______________________________；②______________________。(3)表中V2＝__________mL，V1＝__________mL。(4)t1______t2________t3(填“<”、“>”或“＝”)。答案：(1)氧化还原反应(2)①探究温度对反应速率的影响②探究Na2SO3的浓度对反应速率的影响(3)4010(4)<<10．Ⅰ.硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)＋O2(g)=2SO3(g)ΔH＜0某温度下，SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如下图所示。根据图示回答下列问题：(1)将2.0molSO2和1.0molO2置于10L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10MPa。该反应的平衡常数等于__________________。(不需要写表达式)(2)平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)____K(B)(填“＞”、“＜”或“＝”)。(3)此反应在恒温密闭的装置中进行，能充分说明此反应已达到平衡的标志是____________(填字母)。A．接触室中气体的平均相对分子质量不再改变B．接触室中SO2、O2、SO3的浓度相同C．接触室中SO2、SO3的物质的量之比为2∶1∶2D．接触室中压强不随时间变化而变化Ⅱ.已知工业制氢气的反应为CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，反应过程中能量变化如下图所示。在500℃时的平衡常数K＝9。若在2L的密闭容器中CO和水蒸气的起始浓度都是0.1mol/L，10min时达到平衡状态。(4)增加H2O(g)的浓度，CO的转化率将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。(5)平衡常数的表达式K＝__________。400℃时平衡常数K________9(填“>”、“<”或“＝”)。(6)已知2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)ΔH＝－484kJ/mol。结合上图写出CO完全燃烧生成CO2的热化学方程式：_______________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)800L/mol(2)＝(3)AD(4)增大(5)eq\f(cCO2·cH2,cCO·cH2O)＞(6)CO(g)＋1/2O2(g)=CO2(g)ΔH＝－283kJ/mol1.吸热反应一定是（）

A.非自发的化学反应

B.释放能量C.贮存能量

D.反应需要加热答案：C2.过程的自发性的作用是（）

A.判断过程的方向B.确定过程是否一定会发生C.判断过程发生的速率D.判断过程的热效应

答案：A3.下列反应中，熵显著增加的反应是（）

A.B.C.D.

答案：BD4.已知方程式△H=，则关于方程式“”的说法正确的是（）

A.方程式中化学计量数表示分子数B.该反应△H大于零C.该反应△H=D.该反应可表示36g水分解时的热效应

答案：B5.下列说法不正确的是（）

A.铁生锈、氢燃烧均为自发放热过程B.冰融化过程其熵值增加C.无热效应的自发过程是不存在的D.同一物质固态时熵值最小

答案：C6.下列过程属于熵增加的是（）

A.一定条件下，水由气态变为液态B.高温高压条件下使石墨转化为金刚石C.D.散落的火柴的无序排列

答案：CD7.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℃、时，是熵增的反应

答案：C8.下列过程是非自发的是（）

A.水由高处向低处流B.天然气的燃烧C.铁在潮湿空气中生锈D.室温下水结成冰答案：D__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．下列可逆反应达到平衡后，加压或升高温度可使平衡向逆反应方向移动的是()A．A2(g)＋B2(g)2AB(g)ΔH＜0B．4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)ΔH＜0C．W(g)Z(g)ΔH＜0D．2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)ΔH＞0答案：B2．金属钾和金属钠的金属性相近，但K比Na略强，当利用金属钠与KCl共熔制金属钾时，发现钾与钠的共熔体难以分离，如调整温度到一定程度，则可利用钠与KCl反应制取K，下面是四种物质的熔沸点：KNaKClNaCl熔点/℃63.697.8770801沸点/℃774882.915001413根据平衡移动原理，可推知用Na与KCl反应制取金属钾的适宜温度是()A．低于770℃ B．850℃C．高于882.9℃ D．1413℃～1500℃答案：B3．在一定体积的密闭容器中，进行如下的化学反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其eq\f(cCO·cH2O,cCO2·cH2)＝K，K被称为化学平衡常数，其中K和温度的关系如下表：t/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6根据以上信息推断以下说法正确的是()A．此反应为放热反应B．此反应只有达到平衡时，密闭容器中的压强才不会变化C．此反应达到1000℃时的反应速率比700℃时大D．该反应的化学平衡常数越大，反应物的转化率越低答案：C4．一定条件下，在密闭容器中发生如下反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，若开始时只充入amolCH3OH蒸气，达到平衡时，混合物的压强比起始时增大了70%；若开始时充入amolCO和2amolH2的混合气体，达到平衡时H2的转化率为()。A．30% B．35% C．65% D．70%答案：C5．在密闭容器中，一定条件下，进行如下反应：NO(g)＋CO(g)eq\f(1,2)N2(g)＋CO2(g)ΔH＝－373.2kJ/mol，达到平衡后，为提高该反应的速率和NO的转化率，采取的正确措施是()A．加催化剂同时升高温度B．加催化剂同时增大压强C．升高温度同时充入N2D．降低温度同时增大压强答案：B6．一定条件下，在密闭容器中，能表示反应：X(g)＋2Y(g)2Z(g)一定达到化学平衡状态的是()①X、Y、Z的物质的量之比为1∶2∶2；②X、Y、Z的浓度不再发生变化；③容器中的压强不再发生