第07讲化学反应的方向-2023年新高二化学暑假课(人教版2019选择性必修1)(原卷版)_第1页
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第07讲化学反应的方向1.知道化学反应是有方向的;知道熵、熵变的概念和判断。2.知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关;能结合具体事例说明反应自发进行的方向。1.化学反应的方向与反应的焓变、熵变的关系。2.会用复合判据判断反应进行的方向。化学反应的方向与反应的焓变、熵变的关系。水总是自发地从高处流向低处液溴挥发铁生锈铁置换出铜以上这些变化,均不需外界条件可______进行。一、自发过程和自发反应自发过程自发反应含义在一定条件下,不用借助______,一经引发就能自发进行的过程(自发过程的相反过程不能自发进行,通过需要外界做功才能进行,如用水泵将水从低处抽向高处)在____________,无需外界帮助可以自发进行的化学反应(不能自发进行,必须借助某种外力才能进行的反应,以及不能发生的反应为非自发反应)特征具有方向性,即过程的某个方向在一定条件下______进行,而该过程逆方向在该条件下肯定不能自发进行应用①可被用来完成有用功;②非自发过程要想发生,必须对它做功。1.不能认为自发反应都是不需要任何条件就能发生的,自发反应的“一定的条件”,可以是一定的温度和压强,可以是“点燃、光照、加热、高温”等给反应物提供能量的条件,“外界帮助”指通电、放电等,如氢气的燃烧是自发的通过需点燃才能发生;也不能认为非自发反应在任何条件下都是不能发生的,如NaCl在通电条件可分解生成Na和Cl2。2.不能认为自发反应应用普通,非自发反应没有应用价值。将电能、热能转化为化学能的许多非自发反应是制备物质的重要反应,如电解法去冶炼钠、镁、铝和制取氯气等。3.反应能否自发与反应速率——无关!以下反应均可自发进行,这是为什么?H2(g)+F2(g)2HF(g)ΔH=-546.6kJ·mol-12K(s)+2H2O(l)2KOH(aq)+H2(g)ΔH=-393.62kJ·mol-14Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)ΔH=-1648.4kJ·mol-1。放热反应过程中体系能量______,因此具有自发进行的倾向,科学家提出用______(能量变化)来判断反应进行的______,这就是______(能量判据)。那么,对于吸热反应能否自发进行?以下两反应,也能自发进行:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)ΔH=+109.8kJ·mol-1NaHCO3(s)+HCl(aq)NaCl(aq)+CO2(g)+H2O(l)ΔH=+31.4kJ·mol-1。二、焓变与反应的方向1.多数______反应可以自发进行。2.有些______反应也可以自发进行。部分反应不具有自发性,如2CO(g)2C(s)+O2(g)、H2(g)+MgO(s)Mg(s)+H2O(l)等,CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)在常温下不能发生,但在高温下可自发进行。故只用______判断反应是否自发不全面。为什么有些吸热过程也能自发进行?气体扩散水中滴加红墨水硫酸铜溶于水火柴盒里火柴散落以上过程,以自发进行,都是从混乱度______(有序)向混乱度______(无序)的方向进行。对于反应如2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)、NaHCO3(s)+HCl(aq)NaCl(aq)+CO2(g)+H2O(l),也是伴随着体系混乱度的增大。这个混乱度科学家命名为“______”。三、熵变与反应的方向1.熵、熵变的概念熵定义度量体系____________的物理量(体系的有序性越高,混乱度越低,熵值越小)符号S熵变定义物质发生变化时,体系的熵的变化符号ΔS意义混乱度增加的过程或反应为______,ΔS>0;混乱度减小的过程或反应为熵减,ΔS<0(产生气体的反应和气体物质的量增大的反应,熵变为正值ΔS>0,是熵增反应);化学反应的ΔS越大,越有利于反应____________2.熵值大小①体系的熵值:体系的混乱程度______,体系的熵值就______。②同一物质的熵值:S(g)>S(l)>S(s),同一条件下,不同物质的熵值______。3.熵判据体系有______地向混乱度______(即熵增)的方向转变的倾向,因此可用______来判断反应进行的方向——许多熵增的反应是______的,如2KClO3eq\o(=,\s\up7(MnO2),\s\do5(△))2KCl+3O2↑、CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑等。有些熵减的反应也可以自发进行,如:Ca(OH)2(aq)+CO2(g)CaCO3(s)+H2O(l)、NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)。故只用______判断反应是否自发不全面。我们可以用焓变和熵变来综合判断。四、自由能与化学反应的方向1.自由能变化符号为______,单位为____________。2.自由能变化与焓变、熵变的关系ΔG=____________。ΔG不仅与焓变、熵变有关,还与______有关。3.反应方向与自由能的关系ΔHΔSΔH-TΔS反应情况<0>0永远是负值在任何温度下过程均自发进行>0<0永远是正值在任何温度下过程均非自发进行>0>0低温为正低温时非自发高温为负高温时自发<0<0低温为负低温时自发高温为正高温时非自发考点一:焓变与熵变判断例1.(2022·河南邢台高二上学期第一次月考)下列反应的焓变和嫡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)考点二:化学反应与温度的关系例2.(2023·北京清华附中高二上学期期末)下列反应在任何温度下一定能自发进行的是A.2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)ΔH<0B.NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)ΔH<0C.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)ΔH<0D.2CO(g)2C(s)+O2(g)ΔH>0考点三:判断反应的焓变、熵变例3.(2023·河北保定市高二上学期期中)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>0考点四:计算反应温度例5.(2022·河南邢台高二上学期第一次月考)反应NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)ΔH=+37.301kJ·mol-1ΔS=184.0J·mol-1·K-1。该反应能自发进行的最低温度约为A.-168℃ B.202.7℃ C.105.15K D.202.7K1.(2023·河北邢台市高二上学期期末)俗话说“下雪不冷化雪冷”,其中蕴含着化学知识。下列对化雪过程中的焓变和熵变的判断正确的是A.ΔH>0ΔS<0 B.ΔH<0ΔS<0C.ΔH<0ΔS<0 D.ΔH>0ΔS>02.(2023·四川雅安市高二上学期期末)下列有关化学反应的方向及判据的说法不正确的是A.反应CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)能否自发进行,主要由ΔS决定B.焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据C.ΔH<0、ΔS>0的反应在任何温度下都能自发进行D.冰在室温下自动融化成水,是因为体系混乱度增加3.(2023·山东临沂市沂水县高二上学期期中)下列转化在任何温度下都能正向自发进行的是A.2KClO3(s)2KCl(s)+3O2(g)ΔH<0B.2CO(g)2C(s,石墨)+O2(g)ΔH>0C.4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)4Fe(OH)3(s)ΔH<0D.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)ΔH>04.(2023·北京丰台区高二上学期期中)已知反应CO(g)+Cl2(g)COCl2(g),反应过程中能量的变化如图所示,下列有关该反应的ΔH、ΔS的说法中正确的是A.ΔH<0ΔS<0 B.ΔH>0ΔS<0C.ΔH<0ΔS>0 D.ΔH>0ΔS>05.(2023·北京海淀区高二上学期期末)下列说法正确的是A.放热反应一定是自发反应 B.熵增的反应不一定是自发反应C.固体溶解一定是熵减小的过程 D.非自发反应在任何条件下都不能发生6.(2023·北京丰台区高二上学期期中)下列说法正确的是A.凡是放热反应都是自发反应 B.自发反应都是熵增大的反应C.吸热反应可能是自发反应 D.凡是需要加热才能发生的反应都是非自发进行的7.(2023·广东茂名市电白区高二上学期期中)已知“凡气体分子总数增加的反应都是熵增大的反应”。下列反应在任何温度下都不自发进行的是A.2O3(g)3O2(g)ΔH<0B.2CO(g)2C(s)+O2(g)ΔH>0C.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0D.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)ΔH>08.(2022年山西运城市上学期10月月考)下列说法错误的是A.2CO2(g)2CO(g)+O2(g)该反应的ΔH>0,ΔS>0,在低温下,该反应不能自发进行B.2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)该反应的ΔH<0,ΔS<0,在低温下能自发进行C.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)该反应的ΔH>0,ΔS>0,在低温下,该反应能自发进行D.CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)该反应的ΔH>0,ΔS>0,在高温下,该反应能自发进行1.(2023·北京房山区高二上学期期中)1g冰受热转化为1g水蒸气,下列分析不正确的是A.该过程是熵增的过程B.该过程发生的是物理变化C.1g冰与1g水蒸气所具有的内能不同D.H2与O2反应生成1molH2O(l)与生成1molH2O(g)放出的热量相同2.(2023·辽宁凌营口高二上学期开学考)2022年4月以来,辽沈大地遭遇罕见的少雨天气,给农业生产带来不少麻烦,5月24日至25日,利用一次东北冷涡天气过程,辽宁省气象局组织人员向天空云层中撒入干冰,开展了大范围的人工增雨作业。干冰在云层中的变化过程中,其焓变和熵变均正确的是A.ΔH>0,ΔS>0 B.ΔH>0,ΔS<0C.ΔH<0,ΔS>0 D.ΔH<0,ΔS<03.(2022年山东潍坊市上学期期中)工业上制备金属钾的反应为KCl+NaNaCl+K,该反应为吸热反应,反应温度通常为850℃。相关数据如下表所示,下列说法错误的是物质熔点/℃沸点/℃Na97.8883K63.7774NaCl801.01413KCl7701500A.Na比K活泼 B.该反应的ΔH>0C.该反应的ΔS>0 D.该条件下ΔH-TΔS<04.(2023·湖南邵阳市武冈市高二上学期期中)下列有关化学反应方向及其判据的说法中错误的是A.1molH2O在不同状态时的嫡值:S[H2O(l)]<S[H2O(g)]B.反应CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)ΔH>0能否自发进行与温度有关C.H2O2分解和HClO分解均是自发过程,故这两个反应的ΔH和ΔS的变化相同D.常温下,反应4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)4Fe(OH)3(s)能自发进行,则该反应的ΔH<05.(2022·山东高二上学期12月月联合调研)化学反应进行的方向是一个比较复杂的问题。下列有关说法正确的是A.反应SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l)的ΔS>0B.1molCO2在不同状态时的熵值:S[CO2(g)]<S[CO2(s)]C.反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)ΔH>0能否自发进行与温度有关D.ΔH<0或ΔS>0的反应一定能自发进行6.(2022·山东烟台高二上学期期中)下列说法正确的是A.非自发的反应一定可以通过改变条件使其成为自发反应B.相同物质的量的同种物质气态时熵值最小,固态时熵值最大C.反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的ΔH<0D.恒温恒压下,ΔH<0且ΔS>0的反应一定不能自发进行7.(2023·北京石景山区高二上学期期末)下列关于化学反应方向的说法正确的是A.凡是放热反应都是自发反应 B.凡是熵增大的反应都是自发反应C.凡是吸热反应都不是自发反应 D.反应是否自发,不只与反应热有关8.(2023·辽宁鞍山市高二上学期第三次月考)已知2SO2(g)+O2(g)eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do6(Δ))2SO3(g)ΔH<0。若在500℃和催化剂作用下,该反应在容积固定的密闭容器中进行,下列说法正确的是A.因为ΔH<0,所以该反应有自发进行的趋势B达到平衡时,SO2和SO3浓度一定相等C.因为ΔS<0,所以该反应一定不能自发进行D.升高温度是为了提高反应物的转化率9.(2022年安徽池州市贵池区期中)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。现把白锡制成的器皿放在0℃、100kPa的室内存放,它会不会变成灰锡而不能再继续使用(已知:在0℃、100kPa条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为ΔH=2.18kJ·mol-1,ΔS=6.61J·mol-1·K-1)A.会变成灰锡 B.不会变成灰锡C.不能确定 D.升高温度才会变成灰锡10.(1)(2023·湖北宜昌市协作体高二上学期期中)甲烷是重要的气体燃料和化工原料,由CH4制取合成气(CO、H2)的

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