人教版选修4 第2章第4节 化学反应进行的方向 学案 (1).doc

第四节化学反应进行的方向1.能够理解熵的概念与自发反应。2.能初步利用h、s及g来说明化学反应进行的方向。3通过联系生活及自然界的普遍变化规律来理解影响反应自发性的两个因素。知识点一自发过程与自发反应阅读教材p34，思考并填空。1自发过程(1)含义：在一定条件下，不用借助外力就可以自动进行的过程。(2)特点体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或者释放热量)。在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向。(3)自然界中的自发过程自然界中的水由高处往低处流。日常生活中，气温升高，冰雪自动融化。铁器暴露于潮湿的空气中会生锈。2自发反应在一定条件下无需外界帮助就能自发进行的反应。下列过程是非自发过程的是()a自由落体运动b煤炭的燃烧c铜在潮湿空气中生锈 d室温下水结成冰答案：d1并不是自发反应一定能发生，非自发反应一定不能发生。自发反应和非自发反应是指该反应过程是否有自发进行的倾向，而这个过程是否一定会发生则不能确定。例如：碳的燃烧是一个自发反应，但需要借助外界条件“点燃”，反应才能发生。因此，自发反应与反应条件无必然联系。2自发过程与非自发过程，自发反应与非自发反应的关系(1)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。非自发过程要想发生，则必须对它做功，如利用水泵将水从低处抽向高处，通电使水分解成氢气和氧气等。(2)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2no(g)o2(g)=2no2(g)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。总之：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以及过程发生的速率。某些自发反应需要在一定条件下才能自动进行，非自发反应具备了一定条件也能发生。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判断过程的热效应解析大量事实告诉我们，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，所以a正确，b、c错误。放热反应常常能自发进行，但有些吸热反应也能自发进行，d错误。答案a过程的自发性只是一种趋势，如高处的水有自发流下的趋势，但未必就一定流下；过程要发生，则必须具备一定的条件才可以，如手中拿着的一个球，它有下落的自发性，但要让球落下，则必须具备“松开手”这一条件才可以。自发过程与自发反应的理解与判断1下列过程均为自发过程的是()铵盐的溶解烧碱与盐酸反应zn与稀h2so4反应氢气在氧气中燃烧mg在空气中燃烧铝热反应墨水在水中的扩散电解熔融的氯化钠abc d答案：d2下列说法中正确的是()a能自发进行的反应一定能迅速发生b非自发进行的反应一定不能发生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答案：c知识点二化学反应进行的方向阅读教材p34p36，思考并填空。1焓判据(1)放热反应过程中体系能量降低，具有自发进行的倾向，因此可用焓变来判断反应进行的方向。(2)局限性有些吸热反应，也能自发进行。例如：2n2o5(g)=4no2(g)o2(g)h56.7 kj/mol(nh4)2co3(s)=nh4hco3(s)nh3(g)h74.9 kj/mol2熵判据(1)熵用来度量体系混乱程度的物理量。熵值越大，混乱程度越大，符号为s，单位为“j/(molk)”。(2)熵值大小的比较同一种物质不同状态时熵值大小为s(g)s(l)s(s)。(3)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增大，即熵变(符号s)大于零。(4)熵判据体系有自发地向混乱度增加(即熵增)的方向转变的倾向，因此可用熵变来判断反应进行的方向。(5)局限性有些熵值减小的反应，在一定条件下也能自发进行。例如：2al(s)fe2o3(s)=al2o3(s)2fe(s)s39.35 j/(molk)3复合判据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发生和过程发生的速率，若允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。综合考虑焓判据和熵判据的复合判据，将更适合于所有的过程，只根据一个方面来判断反应进行的方向是不全面的。1判断正误(1)自发反应一定很容易发生。()(2)o2转化为o3时，熵减小。()(3)同种物质气态时熵值最大。()(4)合成氨反应n23h22nh3h0，高温有利于其自发进行。()(5)能自发进行的反应不一定真的能发生。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)2以下自发过程可用焓判据来解释的是()a硝酸铵自发地溶于水b2n2o5(g)=4no2(g)o2(g)h56.7 kj/molc(nh4)2co3(s)=nh4hco3(s)nh3(g)h74.9 kj/mold2h2(g)o2(g)=2h2o(l)h571.6 kj/mol解析：选d。焓判据能够说明放热反应为自发反应，而a、b、c三个自发过程均为吸热过程，不能单用焓判据来解释。影响化学反应进行方向的因素1焓变对化学反应的影响(1)多数能自发进行的化学反应是放热反应。例如：naoh(aq)hcl(aq)=nacl(aq)h2o(l)h0。(3)还有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行。例如：caco3(s)cao(s)co2(g)h0。(4)结论焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。2熵变对化学反应的影响(1)许多熵增加的反应在常温、常压下可以自发进行。例如：2h2o2(aq)=2h2o(l)o2(g)s0。(2)有些熵增加的反应在常温、常压下不能自发进行，但在较高温度下可以自发进行。例如：caco3(s)cao(s)co2(g)s0。(3)少数熵减少的反应，在一定条件下也可以自发进行。例如：nh3(g)hcl(g)=nh4cl(s)s0。(4)结论熵变是与反应能否自发进行有关的另一个因素，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。3复合判据对化学反应的影响由焓判据知放热过程常常是自发的；由熵判据知熵增的过程常常是自发的。很多情况下，用不同的判据判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以应两个判据兼顾。为了更准确判断化学反应进行的方向，把焓判据和熵判据结合起来组成复合判据自由能变化(g)判据，更适合于对所有过程的判断。ghts(t为开尔文温度)，g的正、负决定着反应的自发与否。hts0，反应能自发进行；hts0，反应达到平衡状态；hts0，反应不能自发进行。某化学反应在较低温度下能自发进行，较高温度下不能自发进行。有关该反应的下列说法正确的是()ah0，s0bh0，s0ch0 dh0，s0，s0，要使hts0，s0，任何温度下都不能自发进行，b错误；h0，hts0一定成立，任何温度下都能自发进行，c错误；h0，s0，要使hts0，在低温下不能自发进行，故h大于零。温度对反应能否自发进行的影响h和s与反应方向1下列说法正确的是( )a放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能自发进行bnh4hco3(s)=nh3(g)h2o(g)co2(g)h185.7 kjmol1能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向c因为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解析：选b。有些能使熵值增大的吸热反应可以自发进行，如高温时caco3分解，a项错误；要将焓变和熵变综合起来即利用复合判据进行判断，c项错误；使用催化剂只能加快化学反应的速率，不能改变反应的方向，d项错误。2碳铵(nh4hco3)在室温下就能自发地分解产生氨气，下列有关说法中正确的是()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，根据焓判据，不能自发分解d碳酸盐都不稳定，都能自发分解解析：选a。本题考查化学反应进行方向的判据。放热反应常常是容易进行的过程，吸热反应有些也是自发反应，自发反应的熵不一定增大，可能减小，也可能不变。复合判据与反应方向3下列判断错误的是()反应nh3(g)hcl(g)=nh4cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的h0caco3(s)=cao(s)co2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的h0一定温度下，反应mgcl2(l)=mg(l)cl2(g)的h0、s0常温下，反应c(s)co2(g)=2co(g)不能自发进行，则该反应的h0abc d解析：选d。中反应的s0，能自发进行，根据hts0，则h0，正确；中分解反应是吸热反应，焓变大于零，生成气体，是熵增反应，该反应在高温下能自发进行，错误；中有气体生成，是熵增反应，该反应为分解反应，反应吸热，h0，正确；中常温下该反应不能自发进行，则说明hts0，即hts，而该反应气体的量增加，是熵增反应，故s0，则常温下h0，正确。4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 、100 kpa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 、100 kpa条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为h2 180.9 jmol1，s6.61 jmol1k1)()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解析：选a。在等温、等压条件下，自发反应总是向着hts0的方向进行，直至达到平衡状态。因此，在0 、100 kpa条件下，白锡会不会变为灰锡的问题就转化为求算反应：白锡灰锡的hts值的问题。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。 重难易错提炼1.焓判据：放热过程中体系能量降低，h0，反应具有自发进行的倾向。2熵判据：在密闭条件下，体系有自发地向混乱度增加(s0)的方向转变的倾向。3同一物质由固态(s)液态(l)气态(g)的过程为熵值增大的过程，s0；反之，为熵值减小的过程，s0。4当h0、s0时，反应一定能自发进行；当h0、s0时，反应一定不能自发进行。课后达标检测基础巩固1下列说法中正确的是()a凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的b自发反应一定熵增大，非自发反应一定熵减小或不变c熵增加且放热的反应一定是自发反应d非自发反应在任何条件下都不能实现解析：选c。反应的自发性同时受焓变和熵变的影响。放热反应不都是自发的，吸热反应也不都是非自发的。自发反应不一定熵增大，非自发反应也不一定熵减小或不变。反应能不能发生受外界条件的影响，非自发反应在一定条件下也可能发生。2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。将烧瓶放在一块木板上，并在瓶底和木板间滴少量水，一会儿，就会发现瓶内固态物质变稀，有液体生成，瓶壁变冷，小木板因少量水结冰冻结，而将烧瓶黏住，这时打开瓶塞，散发出来的气体有氨味。这是因为自发地发生了反应：ba(oh)28h2o(s)2nh4cl(s)=bacl2(s)2nh3(g)10h2o(l)。下列结论正确的是()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解析：选c。ba(oh)28h2o和nh4cl混合后，瓶壁变冷，说明该反应为吸热反应，又因为该反应能自发进行，故c正确。3美国亚利桑那州大学(asu)和阿贡国家实验室的科学家最近设计出生产氢气的人造树叶，原理为2h2o(g)2h2(g)o2(g)。有关该反应的说法正确的是()ah0bs0c化学能转变为电能 d氢能是理想的绿色能源解析：选d。该反应是熵增的吸热反应，太阳能转化为化学能。4下列关于化学反应的自发性叙述中正确的是()a焓变小于0而熵变大于0的反应肯定是自发的b焓变和熵变都小于0的反应肯定是自发的c焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的d熵变小于0而焓变大于0的反应肯定是自发的解析：选a。用复合判据ghts判断：当h0，s0时，不能判断ghts的正负。当h0，s0时，ghts0，是非自发反应。当h0，s0时，ghts0，一定是自发反应。当h0，s0时，不能判断ghts的正负。5(2016泉州高二检测)在如图所示图1中a、b两容器里，分别收集着两种互不作用的气体。若将中间活塞打开，两种气体分子立即都分布在两个容器中(见图2)。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中不正确的是()a此过程为混乱程度小的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，由hts知该过程的逆过程不能自发进行，所以d错。6(2016南京高二检测)某化学反应其h122 kjmol1，s231 jmol1k1，则此反应在下列哪种情况下可自发进行()a在任何温度下都能自发进行b在任何温度下都不能自发进行c仅在高温下自发进行d仅在低温下自发进行解析：选a。ghts122 kjmol1t231103 kjmol1k10，则t取任意温度反应都能自发进行。7分析下列反应在任何温度下均能自发进行的是()a2n2(g)o2(g)=