高三化学复习《化学选修4》第2章 第1节鲁教版知识精讲

用心 爱心 专心 高三化学复习高三化学复习 化学选修化学选修 4 第第 2 章章 第第 1 节鲁教版节鲁教版 本讲教育信息本讲教育信息 一 教学内容 高考第一轮复习 化学选修 4 第 2 章 化学反应的方向 限度和速率 第 1 节 化学反应进行的方向 1 反应焓变与反应方向 2 反应熵变与反应方向 3 焓变与熵变对反应方向的共同影响 二 教学目的 1 理解焓 焓变 熵 熵变的概念 2 理解化学反应方向与焓变和熵变之间的关系 3 掌握化学反应在一定条件下能否自发进行的判断依据 4 能够利用化学反应的焓变和熵变说明化学反应的方向 三 重点和难点 1 焓变和熵变对化学反应方向的共同影响 2 根据定量关系式 H T S 及给定的数据判断反应方向 四 考点分析 本节内容是新课改教材中新加知识 估计在高考中的主要考查点是 1 焓变与熵变的概念及简单计算 2 焓变与反应方向的关系 3 熵变与反应方向的关系 4 焓变与熵变对反应方向的共同影响 5 利用定量关系式 H T S 及给定的数据判断反应方向 五 知识要点 1 熵的含义是 符号是 2 焓是指 符号为 3 熵变是指 4 焓变是指 5 反应在时的 H T S 为 已知 gCOsCaOsCaCO 23 K298 H 178 3kJ S 160 4J 1 mol 1 mol 1 K 6 在温度 压力一定的条件下 自发反应总是向 的方向进行 直至达到平 衡状态 7 反应在 298K 时的 H 176 4kJ H T S sClNHgNHgHCl 43 1 mol 91 1 则 S 1 molkJ 8 常温下 那么 H T S 0 常温下 gNO2gOgN 22 H T S 0 gNO2gOgNO2 22 用心 爱心 专心 注意 1 焓变是判断一个反应能否自发进行的因素之一 而不是决定反应能否自发进行的唯一 因素 因常温下自发进行的反应虽多为放热反应 但也有不少吸热反应也可自发进行 还 有些反应低温下不能自发进行但高温下却可以自发进行 2 对于一个由大量粒子组成的体系 人们用熵来描述体系的混乱度 符号为 S 熵值越 大 体系混乱度越大 在同一条件下不同的物质有不同的熵值 而同一物体的熵值与条件 有关 对同一物质来说 sSlSgS 化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化 因此存在着熵变 反应的熵变 S 为反应产物总熵与反应物总熵之差 对于确定的化学反应 在一定条件下具有确定的熵变 产生气体的反应 气体物质的物质的量增大的反应 熵变通常都是正值 为熵增加反 应 许多熵增加的反应在常温 常压下可以自发进行 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 事实证明 熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素 3 在一定条件下 一个化学反应能否自发进行 既可能与反应焓变有关 又可能与反应 熵变有关 在温度 压力一定的条件下 化学反应的方向是反应的焓变和熵变共同影响的 结果 反应方向的判据为 H T S H T S0反应不能自发进行 这个判据用文字表述为 在温度 压力一定的条件下 自发反应是向 H T S 0 的方 向进行 直至达到平衡状态 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 放热反 应的焓变小于零 熵增加反应的熵变大于零 都对 H T S 0 做出贡献 因此放热和熵增 加有利于反应自发进行 显然 放热的熵增加反应一定能自发进行 而吸热的熵减小反应 一定不能自发进行 当焓变和熵变的作用相反时 如果二者大小相差悬殊 可能某一因素占主导地位 焓 变对反应的方向起决定性作用 H T S 0 常温 常压下反应能自发进行 熵变对反应 的方向起决定性作用 H T S 0 常温 常压下反应能自发进行 此外 如果焓变和熵变的作用相反且相差不大时 温度有可能对反应的方向起决定性 作用 典型例题典型例题 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 分析 分析 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 用心 爱心 专心 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 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 分析 分析 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 Pa1001 1 5 gOgNO4gON2 2252 H H mol kJ 7 56 gNHsHCONHsCONH 334324 mol kJ 9 74 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 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 分析 分析 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 S0 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 答案 A 用心 爱心 专心 例 5 高温时空气中的和会反应生成 NO 而污染大气 2 N 2 O gNO2gOgN 22 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 1 molkJ50 180 1 molJ 7 247 1 K 分析 分析 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 S0 反应不能自发进行 该反应的 H T S 111 KJmol 7 247K1473molkJ50 180 11 molkJ86 364molkJ50 180 0 1 molkJ36 184 所以 该反应在 1200 时能自发进行 2 反应要自发进行 必须 H T S 0 即0KmolJ 7 247TmolkJ50 180 111 反应自发进行的最低温度 K 7 728 KmolJ 7 247 molkJ50 180 T 11 1 答案 答案 1 1200 能自发进行 2 自发进行的最低温度是K 7 728 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 分析 分析 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 43O Fe 43O Fe 定 答案 答案 铁丝红热 火星四射 有黑色固体生成 放热 弱 模拟试题模拟试题 1 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 2 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 3 下列反应中 熵显著增加的反应是 A gOHCHgH2gCO 32 B OHCOCaClHCl2CaCO 2223 C gCOgOsC 22 D gOlHg2sHgO2 2 4 已知方程式 H 则关于方程式 lOH2gOgH2 222 1 molkJ 6 571 用心 爱心 专心 的说法正确的是 HgOgH2lOH2 222 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 1 molkJ 6 571 D 该反应可表示 36g 水分解时的热效应 5 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 6 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 gOgNO4gON2 2252 D 散落的火柴的无序排列 7 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Pa1001 1 5 gOgNO4gON2 2252 8 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 9 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 CONH 324 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 10 已知反应的 H 为正值 S 为负值 设 H 和 S 不随温度而 gOsCgCO 2 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 11 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 用心 爱心 专心 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 12 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 OH8OHBa 22 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 lOH10gNH2sBaClsClNH2sOH8OHBa 232422 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 13 在温度 压强一定的条件下 化学反应方向的判据为 1 H T S0 反应为 14 通过计算判断反应在 25 时能不能自发进行 已知 gOs C2gCO2 2 石墨 1 molkJ221H 11 KmolJ 7 179S 15 计算并判断的分解反应在 100 时能否自发进行 已知 ClNH4 在 100 1 大气压下 此反应的 H gNHsClNH 34 gHCl 1 molkJ 0 176 S 1 molJ2846 0 1 K 16 高炉炼铁常用焦炭还原三氧化二铁得到生铁 请运用所学