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文档简介
第2课第5课时化学反应的方向001目标任务课程标准学习目标1.知道化学反应是有方向的,了解焓变和熵变的概念。2.知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。3.能用焓变、熵变判断化学反应进行的方向。1.能从焓变、熵变和自由能角度建立判断化学反应自发进行方向的思维模型,能通过定性分析和定量计算推出合理的结论。2.认识反应条件对化学反应的影响,能根据实验现象和数据概括自发反应的条件、特征和规律。002预习导学自主梳理一、自发过程和自发反应1.自发过程(1)含义:在一定条件下,不用借助于就可以的过程。(2)特点:体系趋向于从状态转变为状态。在密闭条件下,体系有从自发转变为的倾向。2.自发反应:在给定条件下,可以地进行到显著程度的化学反应。二、化学反应进行方向的判据1.焓判据放热反应过程中体系能量,具有自发进行的倾向,因此可用来判断反应进行的方向。2.熵判据(1)熵用来量度体系程度的物理量。熵值越大,程度越大。符号为。(2)熵增原理在与外界隔绝的体系中,自发过程将导致体系的熵,即熵变(符号ΔS)零。(3)熵判据体系有自发地向混乱度(即)的方向转变的倾向,因此可用来判断反应进行的方向。【答案】一、1.(1)外力自发(2)高能低能有序无序2.自发二、1.降低焓变2.(1)混乱混乱S(2)增>(3)增加熵增熵变预习检测1.下列反应或过程没有自发性的是A.高温下,煅烧石灰石 B.常温下,水分解成氢气与氧气C.双氧水在催化作用下分解 D.常温下,冰融化为水【答案】B【解析】A.煅烧石灰水的反应是一个熵增焓增的反应,高温下可自发进行,A不符合题意;B.水分解成氢气与氧气的反应不能自发进行,在外接电源的作用下电解,B项符合题意;C.双氧水在催化作用下自发分解,C不符合题意;D.常温下,冰融化为水为自发过程,D不符合题意;故选B。2.研究化学反应进行的方向对于反应设计等具有重要意义,下列说法正确的是A.知道了某过程有自发性之后,则可确定该过程是否一定会发生B.,低温下能自发进行C.电解水可以得到氢气和氧气,即常温下水的分解反应是自发反应D.溶于水吸热,说明其溶于水不是自发过程【答案】B【解析】A.知道了某过程有自发性之后,不一定能确定该过程是否一定会发生,反应的发生还与外界条件有关,故A错误;B.,该反应是放热反应,熵变减小的反应,因此在低温下能自发进行,故B正确;C.电解水可以得到氢气和氧气,该反应是吸热反应,熵增的反应,因此在高温下水的分解反应是自发反应,故C错误;D.溶于水吸热,说明其溶于水是自发过程,故D错误。综上所述,答案为B。3.下列反应的焓变和熵变与图示过程相符的是A.2Na(g)+Cl2(g)=2NaCl(s)B.N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)C.2N2O5(g)⇌4NO2(g)+O2(g)D.Zn(s)+H2SO4(aq)=ZnSO4(aq)+H2(g)【答案】C【解析】打开可乐瓶时,产生大量气泡,在由溶液到逸出气体过程中,溶解是放热,则逸出是吸热,则ΔH>0,气体增多,则ΔS>0。A.2Na(g)+Cl2(g)=2NaCl(s),该反应是化合反应,ΔH<0,气体减少,ΔS<0,A不符合题意;B.N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),该反应是化合反应,ΔH<0,气体减少,ΔS<0,B不符合题意;C.2N2O5(g)⇌4NO2(g)+O2(g),该反应是分解反应,ΔH>0,气体增多,ΔS>0,C符合题意;D.Zn(s)+H2SO4(aq)=ZnSO4(aq)+H2(g),该反应是放热反应,ΔH<0,气体增多,ΔS>0,D不符合题意;故选:C。4.对于反应2H2O2⇌2H2O+O2,在任何温度下可自发进行的原因是A. B.C. D.【答案】C【解析】根据,反应能自发进行,故在任何温度下可自发进行的原因是、;故选C。5.下列说法正确的是A.,在无催化下不加热也能自发进行,原因是反应有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向B.在常温下,放热反应一般能自发进行,吸热反应都不能自发进行C.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂可以改变化学反应进行的方向D.焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据【答案】A【解析】A.,这个反应是分解反应,由一种固体分解生成多种气体,体系混乱度增加,所以,又由于,时反应才可自发进行,由于体系有自发向混乱度增加的方向转变的倾向,导致反应可以自发进行,在无催化下不加热也能自发进行,故A正确;B.吸热反应常温下也可能自发进行,比如,故B错误C.催化剂只能改变反应速率,不能改变反应的限度和方向,故C错误;D.反应能自发进行的判断依据是,焓变和熵变不可单独作为判断依据,故D错误;故选A。6.下列反应在任何温度下均能自发进行的是A.2N2(g)+O2(g)=2N2O(g)
△H=+163kJ/molB.2Ag(s)+Cl2(g)=2AgCl(s)
△H=-254kJ/molC.2HgO(s)=2Hg(1)+O(g)
△H=+182kJ/mol1D.2H2O2(1)=O2(g)+2H2O(l)
△H=-196kJ/mol【答案】D【解析】反应是否自发进行根据,反应自发进行;A.反应是吸热反应,,大于0,任何温度下不能自发进行,A项错误;B.反应是放热反应,,高温下不能自发进行,B项错误;C.反应是吸热反应,,低温下不能自发进行,C项错误;D.反应是放热反应,,任何温度下都能自发进行,D项正确;答案选D。探究提升03探究提升03►环节一自发过程与自发反应【情境材料】以下过程均为自发反应或自发过程:①甲烷燃烧:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-802.3kJ·mol-1②氢气和氧气反应:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-571.6kJ·mol-1③钠与水反应:2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)ΔH=-368kJ·mol-1④硝酸铵溶于水要吸热。⑤冰融化要吸热。⑥两种或两种以上互不反应的气体通入一密闭容器中,最终会混合均匀。【问题探究】1.对于自发反应①②③,从能量角度分析它们为什么可以自发进行?2.对于自发过程④⑤⑥,这些过程都是自发的,与焓变有关吗?是什么因素决定它们能自发进行?3.合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.2kJ·mol-1,ΔS=-198.2J·mol-1·K-1。根据焓判据分析298K下该反应是否能自发进行?根据熵判据呢?【答案】1.反应①②③的ΔH均小于0,体系从高能态变为低能态,反应为自发反应。2.自发过程④⑤⑥与焓变无关,但它们都是熵增的过程,属于自发过程。3.根据焓判据,因其ΔH<0,故反应能自发进行;但该反应的ΔS<0,根据熵判据可知,该反应不能自发进行。要点归纳1.自发过程与自发反应的比较自发过程自发反应含义在一定条件下,不需要借助外力就能自发进行的过程在给定的条件下,可以自发进行到显著程度的化学反应特征具有方向性,即某个方向在一定条件下是自发的,而其逆方向在该条件下肯定是不能自发进行的举例高山流水,自由落体运动钢铁生锈应用(1)可被用来完成有用功,如水力发电(2)可用来实现化学能转化为电能,如H2燃烧可设计成原电池(3)非自发过程要想发生,必须对它做功。如通电将水分解为H2和O22.自发过程的特点(1)体系趋向于从高能状态转变为低能状态。(2)体系趋向于从有序体系转变为无序体系。(1)一定条件下,如果一个过程是自发的,则其逆过程在相同条件下就是非自发的。(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自发反应和非自发反应是可能相互转化的,某一条件下的自发反应可能在另一条件下就是非自发反应,如2NOg+O2g=2NO2g是常温下的自发反应,而在高温条件下其逆反应是自发反应。典例精讲【例1】(2023春·江苏盐城·高二江苏省响水中学校考期中)下列说法正确的是A.自发反应是指不需要条件就能发生的反应B.非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程C.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂可以改变化学反应进行的方向D.常温下,反应C(s)+CO2(g)2CO(g)不能自发进行,则该反应的△H>0【答案】D【解析】A.自发反应是指在一定温度和压强下,不需要外界帮助即可发生的化学反应,故A错误;B.非自发过程在一定条件下可能变为自发过程,如碳酸钙受热分解的反应是熵增的吸热反应,属于在高温下进行的非自发过程,故B错误;C.使用催化剂只能降低反应的活化能,加快反应速率,但不能改变化学反应进行的方向,故C错误;D.碳与二氧化碳生成一氧化碳的反应是熵增的反应,由常温下该反应不能自发进行可知,反应ΔH—TΔS>0,则该反应的焓变ΔH>0,故D正确;故选D。【例2】(2022秋·河北邢台·高二邢台市第二中学校考阶段练习)下列说法正确的是A.放热反应都能自发进行,吸热反应都不能自发进行B.电解水为自发反应C.反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的△H>0D.W(s)+xG(g)=2Q(g)
△H<0,能自发进行,x可能等于1【答案】D【解析】A.大多数放热反应能自发进行,有些吸热反应也能自发进行,故A错误;B.电解水是在外电场的作用下强制发生的氧化还原反应,不是自发反应,故B错误;C.反应能自发进行的判据是,由反应方程式可知,该反应的,要使,必须满足,故C错误;D.反应,若为1,,该反应一定能自发进行,故D正确;故选D。【例3】(2021秋·陕西咸阳·高二统考期中)碳酸铵[(NH4)2CO3]在室温下就能自发的分解产生氨气,对其说法正确的是A.碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体,使体系的熵增大B.碳酸铵分解是因为外界给予了能量C.碳酸铵分解是吸热反应,根据能量判据能自发分解D.碳酸盐都不稳定,都能自发分解【答案】A【解析】A.碳酸铵自发分解,是因为体系由于氨气和二氧化碳气体的生成而使熵增大,故A正确;B.碳酸铵在室温下就能自发地分解,不需要外界给予了能量,故B错误;C.有些吸热反应也可自发,而焓变不是自发反应的唯一因素,应根据△H-T△S进行判断反应是否自发进行,故C错误;D.有的碳酸盐稳定,不能自发分解,如Na2CO3受热不分解,故D错误;故选:A。►环节二判断化学反应方向的依据【情境材料】汽车尾气中的主要污染物是一氧化氮和一氧化碳,它们是现代化城市中的重要大气污染物。为了减轻大气污染,人们提出通过以下反应来处理汽车尾气:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)。【问题探究】1.阅读素材分析如何判断上述反应能否自发进行?2.查阅资料可知上述反应的ΔH=-746.8kJ·mol-1、ΔS=-197.5J·mol-1·K-1。试着分析该反应室温(298K)下能否自发进行?3.汽车中的尾气处理装置中都使用了催化剂,分析催化剂的作用是什么?【答案】1.可以利用反应的焓变和熵变来综合判断反应能否自发进行。2.该反应室温时,ΔG=ΔH-TΔS≈-687.9kJ·mol-1<0,能自发进行。3.加快反应速率。要点归纳1.化学反应进行的方向与焓变的关系(1)分析下列反应进行的方向与ΔH之间的关系①H2(g)+eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l),燃烧反应是放热反应,ΔH<0,常温下能自发进行。②Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s),该反应是放热反应,ΔH<0,常温下能自发进行。③(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)ΔH=+56.7kJ·mol-1,该反应在常温下能自发进行。④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)ΔH>0,该反应在常温下不能自发进行,但在较高温度下能自发进行。(2)自发反应与焓变的关系大多数放热反应可以自发进行,但也有很多吸热反应能自发进行,因此,反应焓变是与反应进行的方向的有关因素之一,但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。2.化学反应进行的方向与熵变的关系(1)熵的概念熵是衡量体系混乱度大小的物理量,符号为S,熵值越大,体系的混乱度越大。(2)影响熵(S)大小的因素①同一物质的熵在不同状态下熵值不同:S(g)>S(l)>S(s)。②熵值与物质的量的关系:物质的量越大,分子数越多,熵值越大。(3)熵变①概念:发生化学反应时物质熵的变化称为熵变,符号为ΔS。②熵变规律a.物质由固态→液态→气态的过程为熵增的过程,ΔS>0,反之为熵减的过程,ΔS<0。b.气体物质的量增大的反应是熵增大的反应,ΔS>0;气体物质的量减小的反应是熵减小的反应,ΔS<0。(4)ΔS与反应方向的关系①很多熵增的反应是自发进行的,例如:Zn与稀H2SO4的反应、KClO3的分解反应都是ΔS>0的自发进行的反应。因此,熵增(ΔS>0)的反应具有自发进行的倾向,可以用熵变来判断反应进行的方向。②有些熵减(ΔS<0)的反应也可以自发进行。a.实例:乙烯聚合生成聚乙烯反应的ΔS<0,该反应能够自发进行。b.2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)c.4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)=4Fe(OH)3(s)以上反应的ΔS<0,能自发进行。(5)结论多数能自发进行的化学反应的ΔS>0,但有些熵减(ΔS<0)的反应也能自发进行,因此,熵变也是与反应进行的方向的有关因素之一,但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。3.判断化学反应方向的复合判据(1)判据(2)温度对反应方向的影响熵变正、负的判断(1)物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过程,熵变为正值,是熵增加的过程。(2)气体体积增大的反应,熵变通常都是正值,是熵增加的反应。(3)气体体积减小的反应,熵变通常都是负值,是熵减小的反应。典例精讲【例4】(2023·全国·高二假期作业)下列对化学反应预测正确的是选项化学反应方程式已知条件预测AM(s)=X(g)+Y(s)ΔH>0它是非自发反应BW(s)+xG(g)=2Q(g)ΔH<0,自发反应x可能等于1、2、3C4X(g)+5Y(g)=4W(g)+6G(g)能自发反应ΔH一定小于0D4M(s)+N(g)+2W(l)=4Q(s)常温下,自发进行ΔH>0A.A B.B C.C D.D【答案】B【解析】A.反应中气体分子数增大,则ΔS>0,又因ΔH>0,则反应高温自发,A错误;B.反应ΔH<0,且能自发进行,则可能ΔS>0、ΔS=0或ΔS<0,反应中气体分子数可能增大、不变或减小,B正确;C.反应中气体分子数增大,ΔS>0,又反应能自发,则ΔH>0、ΔH=0或ΔH<0都有可能,C错误;D.反应中气体分子数减小,ΔS<0,又常温自发,则必有ΔH<0,D错误;故选B。【例5】(2023春·浙江绍兴·高二统考期末)在298K和100kPa压力下,已知金刚石和石墨的熵、燃烧热和密度分别为:物质S/J/(K·mol)△H/(kJ/mol)ρ/(kg/m3)C(金刚石)2.4-395.403513C(石墨)5.7-393.512260此条件下,对于反应C(石墨)→C(金刚石),下列说法正确的是A.该反应的△H>0,△S<0B.由公式△G=△H-T△S可知,该反应△G=985.29kJ/molC.金刚石比石墨稳定D.相同条件下,1mol金刚石与1mol氧气的能量总和小于1molCO2气体的能量【答案】A【解析】A.在相同条件下,等物质的量的C(石墨)和C(金刚石)燃烧分别放出热量为393.51、395.40,说明C(金刚石)具有更多能量,所以C(石墨)→C(金刚石)为吸热反应,△H>0;△S=S(金刚石)-S(石墨)=-3.3J/(K·mol)<0,故A正确;B.△G=△H-T△S=1.89kJ/mol-298K×(-3.3J/(K·mol))=2.8734kJ/mol,故B错误;C.C(金刚石)具有更多能量,能量越高物质越不稳定,所以石墨更稳定,故C错误;D.金刚石燃烧与氧气反应生成二氧化碳和水,为放热反应,说明反应物总能量大于生成物总能量,故D错误;答案选A。004课堂总结005强化训练探究提升一、单选题1.自发过程:在一定的条件下,不需要外力就可以自动进行的过程。在常温常压下,下列诗句反映的景象与自发过程不一致的一项是A.云开雾散旭风暖 B.飞流直下三千尺C.雪消门外千山绿 D.欲渡黄河冰塞川【答案】D【解析】A.云散开后太阳光照射可使雾蒸发,不需要外力作用,是自发过程,A不选;B.水从势能高的向低的流下,不需要外力,是自发过程,B不选;C.春天到了温度升高,雪融化,是自发过程,C不选;D.想渡过被冰覆盖的黄河,需要借助外力,不是自发过程,D选;故选:D。2.下列说法不正确的是A.反应在低温下能自发进行,说明该反应的B.非自发反应就是不可能发生的反应,自发反应就是能较快进行的反应C.反应的限度越大,说明平衡时产物所占比例越高D.若温度改变,则可逆反应的平衡常数一定改变【答案】B【解析】A.反应在低温下能自发进行,且是熵减的反应,由知,该反应的,A正确;B.自发反应和非自发反应都是从热力学角度来考量的,其没有考虑动力学的影响。非自发进行的反应在一定的条件下可以自发进行,反应的自发性和反应进行的速率快慢之间没有必然联系,能自发进行的反应不一定能迅速发生反应,B错误;C.化学平衡常数是化学反应限度的一个重要参数,该常数表示的意义是可逆反应进行的程度,反应的限度越大,K值越大,说明平衡时产物所占比例越高,C正确;D.平衡常数与温度有关,若温度改变,则可逆反应的平衡常数一定改变,D正确;故选B。3.合成氨反应中物质的能量与反应过程的关系如图所示。已知键能、。下列说法正确的是A.一定条件下,反应能自发进行的原因是B.C.合成氨使用催化剂是为了提高反应物的平衡转化率D.合成氨使用高温的目的是提高反应物的平衡转化率,使用高压的目的是增大反应速率【答案】B【解析】A.根据能量与反应过程图和化学方程式可知,该反应是熵减且放热的反应,因此该反应能自发进行的原因是,A项错误;B.,得到,B项正确;C.催化剂不会改变反应物的平衡转化率,C项错误;D.该反应是放热反应,高温会降低反应物的平衡转化率,D项错误;答案选B。4.下列说法正确的是A.一定温度下,反应MgCl2(l)Mg(l)+Cl2(g)的ΔH>0,ΔS<0B.凡是放热反应都是自发的,凡是吸热反应都是非自发的C.常温下,2H2O2H2↑+O2↑,即常温下水的分解反应是自发反应D.已知2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)
ΔH=﹣78.03kJ·mol-1,ΔS=+494.4J·mol-1·k-1,此反应在任何温度下都能自发进行【答案】D【解析】A.MgCl2(l)Mg(l)+Cl2(g),反应后物质的量增多,且生成了气体,△S>0,故A错误;B.反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的,若△H<0,△S>0,则一定自发,若△H>0,△S<0,则一定不能自发,若△H<0,△S<0或△H>0,△S>0,反应能否自发,和温度有关,故B错误;C.水性质稳定,常温下,水不分解,常温下水的分解反应是不自发反应,故C错误;D.氯酸钾的分解2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2↑(g)△H<0,△S>0,根据△G=△H-T•△S<0一定成立,此反应在任何温度下都能自发进行,故D正确;故选D。5.以下判断正确的是A.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H=+178.5kJ·mol-1,该反应低温才能自发B.通常化学反应的△S越大,越有利于反应自发进行,所以△S>0时反应必能自发C.常温下,反应A(s)+B(g)=2X(g)不能自发进行,则该反应的ΔH>0D.化学反应的速率越大,表明反应的活化能越小,故反应进行的程度就越大【答案】C【解析】A.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H=+178.5kJ·mol-1,该反应△S>0,△H>0,根据吉布斯自由能判断该反应高温才能自发,A错误;B.通常化学反应的△S越大,越有利于反应自发进行,但一个反应是否自发进行还要结合△H判断,所以△S>0时反应未必能自发,B错误;C.常温下,反应A(s)+B(g)=2X(g)不能自发进行,因其熵变△S>0判断自发,则该反应的焓变判断不能自发,即ΔH>0,C正确;D.化学反应的速率越大,表明反应的活化分子浓度越大,活化能决定活化分子能量大小,反应进行的程度表示平衡达到的状态,反应速率决定达到平衡的时间,D错误;故选C。6.下列说法正确的是A.在常温下,放热反应能自发进行吸热反应不能自发进行B.
,能自发进行的原因是>0C.焓变和熵变均可以单独作为反应自发性的判断依据D.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂可以改变化学反应进行的方向【答案】B【解析】A.△H-T△S<0的反应可自发进行,则常温下放热反应、吸热反应均可能自发进行,故A错误;B.△H=+185.57kJ•mol-1,能自发进行的原因是△S>0,可满足△H-T△S<0,故B正确;C.焓变和熵变单独作为反应自发性的判断依据,不够准确,故C错误;D.使用催化剂不能改变化学反应进行的方向,故D错误;故选:B。7.焦炭常用于冶炼工业。已知反应①:2C(s)+O2(g)=2CO(g);反应②:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g),反应①、②的反应趋势与温度关系如图所示。下列说法错误的是A.反应②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)的ΔS<0,ΔH<0B.983K是两个反应主次趋势变化的转折点C.L1对应反应①D.当温度低于983K时,过量焦炭的氧化产物以反应②生成CO2为主【答案】C【解析】A.生成物气体化学计量数系数之和小于反应物气体化学计量系数之和,所以ΔS<0,则-TΔS>0,根据ΔG=ΔH-TΔS,因为能满足ΔG<0,所以ΔH<0,A正确;B.ΔG越小,说明它能够反应的趋势更大,983K时两反应的ΔG相等,之后两反应的ΔG大小关系发生变化,则反应主次趋势发生变化,所以983K是反应趋势变化的转折点,B正确;C.反应①的ΔS>0,则-ΔS<0,ΔG和T成反比,所以斜率小于0,L2对应反应①,C错误;D.当温度低于983K时,L1的ΔG更小,所以以反应②为主,产物以CO2为主,D正确;综上所述答案为C。8.下列关于化学反应方向及其判据的说法中正确的是A.1molSO3在不同状态时的熵值:S[SO3(s)]>S[SO3(1)]>S[SO3(g)]B.常温下,反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自发进行,则该反应的ΔH>0C.放热反应都可以自发进行,而吸热反应不能自发进行D.2KClO3(s)=2KCl(s)+3CO2(g)ΔH>0能否自发进行与温度无关【答案】B【解析】A.物质聚集状态不同熵值不同,气体S>液体S>固体S,1molSO3在不同状态时的熵值:S[SO3(s)]<S[SO3(1)]<S[SO3(g)],故A错误;B.反应的自发性由焓变和熵变共同决定,该反应为,常温不能自发,说明高温时,说明则该反应的ΔH>0,故B正确;C.反应的自发性由焓变和熵变共同决定,当时反应能自发进行,时反应不能自发进行,焓变小于零的反应,,若,高温下可以,反应不能自发进行,熵变大于零的反应,,若,高温下可以时反应可自发进行,故C错误;D.、,由的反应可自发进行,可知能否自发进行与温度有关,故D错误;故答案为B。9.常压下,1g冰熔化成1g水、1g水蒸发成1g水蒸气的焓和熵的变化情况如图所示。已知:熔化过程:蒸发过程:下列说法不正确的是A.; B.;C. D.蒸发过程属于高温自发过程【答案】C【解析】A.水由固态转化为液态吸收能量,熔化过程为吸热过程,则,蒸发过程为吸热过程,则,A正确;B.同种物质不同状态的混乱度:g>l>s,混乱度越大熵变值越大,则,,B正确;C.蒸发过程熵变值更大,即,C错误;D.蒸发过程,,根据自发进行的判据:,该反应需要高温条件自发进行,D正确;故选:C。10.向某密闭容器中充入一定量的、混合气体,一定条件下发生反应:
,平衡时C的物质的量分数与温度、压强的关系如图所示。下列说法正确的是A.该反应的 B.该反应为熵减反应,C.该反应一定能自发进行 D.增大压强,该反应的平衡常数增大【答案】B【解析】A.由图可知,在同一压强下,升高温度,C的物质的量分数增大,平衡正向移动,而升高温度,平衡向吸热的方向进行,说明正反应为吸热反应,,A错误;B.作一条垂直于横坐标的直线可以看出,在同一温度下,增大压强,C的物质的量分数增大,平衡正向移动,而增大压强,平衡向着体积减小的方向移动,则a+b>c+d,该反应为熵减反应,,B正确;C.由选项A和B的分析知,、,则,反应不能自发进行,C错误;D.平衡常数只受温度的影响,温度不变,该反应的平衡常数不变,D错误;故选B。11.分析下列反应,在任何温度下均能自发进行的是A.2N2(g)+O2(g)=2N2O(g)ΔH=+163kJ·mol-1B.Ag(s)+Cl2(g)=AgCl(s)ΔH=-127kJ·mol-1C.HgO(s)=Hg(l)+O2(g)ΔH=+91kJ·mol-1D.H2O2(l)=O2(g)+H2O(l)ΔH=-98kJ·mol-1【答案】D【解析】A.反应是吸热反应,△H>0,△S<0,任何温度下都不能自发进行,A错误;B.反应是放热反应,△H<0,△S<0,高温下不能自发进行,B错误;C.反应是吸热反应,△H>0,△S>0,低温下不能自发进行,C错误;D.反应是放热热反应,△H<0,△S>0,任何温度下能自发进行,D正确;故选D。12.下列关于焓与熵的说法正确的是A.焓与内能无关B.化学反应的反应热等于反应的焓变C.焓与物质的聚集状态有关,熵与物质的聚集状态无关D.孤立体系(与环境没有物质交换和能量交换)的自发过程向着熵增方向进行【答案】D【解析】A.焓是与内能有关的物理量,根据能量守恒定律,化学反应中的内能变化等于反应热和功的和,故A错误;B.当反应在恒压条件下进行,并且能量变化没有电能、光能等其他形式的能发生转化时,反应热效应等于焓变,故B错误;C.焓与物质的聚集状态有关,熵与物质的聚集状态也有关,熵值大小结论是:气态>液态>固态,故C错误;D.热力学第二定律中提出:一切孤立系统都朝着熵增的方向进行,熵增反应是反应自发进行的一个有利因素,故D正确;故选:D。二、填空题13.反应的焓变、熵变随温度的变化较小,假设它们不随温度变化,根据下表数据,思考回答下列问题:化学反应ΔH/kJ·mol-1ΔS/J·mol-1·K-1①2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g)-9857.2②CO2(g)=C(s,石墨)+O2(g)393.5-2.86③HCl(g)+NH3(g)=NH4Cl(s)-176-285④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)178.2169.6(1)根据表中数据可知:反应①在温度下,正向自发进行。(2)有人提出采用适当的催化剂,用热分解法分解CO2,以减少CO2的排放,你认为是否可行?阐述判断的理由。(3)利用综合判据,计算反应③能正向自发进行的温度范围。(4)利用综合判据,计算CaCO3分解的温度条件。【答案】(1)任何都能(2)不可行,该反应为吸热、熵减的化学反应,在任何温度下都不能正向自发进行(3)低于344.5℃时反应③能正向自发进行(4)当温度高于778℃时,CaCO3开始分解【解析】(1)由表中数据可知,反应①2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g)的<0,>0,在任何温度下都有,所以反应①在任何温度下,都能正向自发进行,故答案为:任何;都能;(2)由表中数据可知,反应②CO2(g)=C(s,石墨)+O2(g)的>0,<0,在任何温度下都有,所以在任何温度下都不能正向自发进行,故答案为:不可行,该反应为吸热、熵减的化学反应,在任何温度下都不能正向自发进行;(3)反应③的=-176kJ·mo
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