高二化学选修四第二章-第四节-化学反应进行的方向

1、学习必备欢迎下载第四节化学反应进行的方向一、自发过程与自发反应1 自发过程(1) 含义：在一定条件下，不用借助于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。2 自发反应在给定的一组条件下，一个反应可以自发地进行到显著程度。二、化学反应进行方向的判据1 焓判据 (能量判据 )放热反应过程中体系能量降低，因此具有向最低能量状态进行的倾向，科学家提出用焓变 (能量变化 )来判断反应进行的方向，这就是焓判据(能量判据 )。2 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

2、程度越大。 符号为 S。单位：J·mol 1 1·K。(2)熵值大小的比较：同一种物质在不同状态时的熵值大小为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：用熵变来判断反应进行的方向。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会发生和过程发生的速率。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。知识点一自发过程与自发反应1下列过程是非自发的是(A 水由高处向低处流C铁在潮湿的空气中生锈)B天然气的燃烧D

3、 水在室温下结冰答案D解析自然界中水由高处向低处流、天然气的燃烧、铁在潮湿的空气中生锈、冰在室温下融化，都是自发过程，其逆过程都是非自发过程。2实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法的理解正确的是()A 所有的放热反应都是自发进行的B 所有的自发反应都是放热的D 焓变是决定反应是否具有自发性的惟一判据答案 C解析多数能自发进行的反应都是放热反应，但并不是所有能自发进行的反应都是放热反应，既然说“多数 ” ，必定存在特例，所以只能说焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素，但不是惟一因素。知识点二化学反应进行方向的判据学习必备欢迎下载3碳酸铵 (NH 4)2CO3 在室温下就能自

4、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D 碳酸盐都不稳定，都能自发分解答案 A解析(NH 4)2CO3 的分解为吸热反应，而吸热反应不易自发进行；根据焓变与熵变对化学反应的共同影响，该反应熵值一定增大。4摩尔熵是单位物质的量的物质在一定条件下所具有的熵。 试比较下列两组物质摩尔熵的大小顺序。(1) 相同条件下的气态甲醇、乙醇、丙醇。(2) 气态苯、液态苯、固态苯。答案 (1)S(气态甲醇 )< S(气态乙醇 )<S(气态丙醇 ) (2)S(气态苯 )>S(液态苯 )>S(固态苯解析

5、一般来讲，组成物质的原子种类相同时，一个分子中的原子数目越多，其混乱度)就越大， 熵值也越大； 对于同一种物质， S(g)> S(l)> S(s)。根据以上的规律可知， 对于 (1) ，S(气态甲醇 )<S(气态乙醇 )<S(气态丙醇 )；对于 (2) ，S( 气态苯 )>S(液态苯 )> S(固态苯 )。1对于化学反应方向的判断，下列说法中正确的是()A 温度、压强一定时，放热的熵减小的反应一定能自发进行B 温度、压强一定时，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向D 固体的溶解过程与熵变无关答案 B解析 化学反应的方向由焓变和熵变共同决定，不能仅用焓变或

6、熵变判断反应的方向。2下列说法错误的是()A NH 4NO3 溶于水是自发过程B 同一种物质气态时熵值最大，液态时次之，而固态时最小C借助于外力能自发进行的过程，其体系的能量趋向于从高能状态转变为低能状态D 由能量判据 (以焓变为基础 )和熵判据组合而成的复合判据，更适合于所有的过程答案 C3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、 1.01× 105 Pa 时， 2N 2O5(g)=4NO 2(g) O2 (g)是熵增的反应答案C解析体系都有从有序自发转变

7、为无序的倾向，此过程为熵增过程，故C 错误。4.在图中 A 、B 两容器里，分别收集着两种互不作用的理想气体。若将中间活塞打开所示 )，两种气体分子立即都分布在两个容器中。这是一个不伴随能量变化的自发过程。此过程的下列说法不正确的是()(如图关于A 此过程为混乱程度小的向混乱程度大的方向进行的变化过程，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D 此过程是自发可逆的答案 D学习必备欢迎下载解析 根据题意 H 0， S 0，由 H T S推知该过程能自发进行，气体扩散为熵增过程，而其逆过程不能自发进行。5下列关于自发过程的叙述中，正确的是()A 只有不需要任何条件就能够自动进行

8、的过程才是自发过程B 需要加热才能够进行的过程肯定不是自发过程D 非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程答案 C6以下自发反应能用H 判据来解释的是()A 硝酸铵自发地溶于水B 2N 2O5(g)=4NO 2(g) O2(g) 1H 156.7 kJ mol·C (NH 4)2CO3(s)=NH 4HCO 3(s) NH 3(g)H 74.9 kJ mol· 1D 2H 2(g) O2(g)=2H 2O(l) 1H 285.8 kJ mol·答案 D7汽车尾气 (含烃类、 CO、NO 与 SO2 等 )，是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催

9、化转化器，它使NO 与 CO 反应生成可参与大气生态循环的无毒气体， 1反应原理： 2NO(g) 2CO(g)=N 2 (g) 2CO2(g)，在 298 K、100 kPa 下， H 113 kJ mol·、 1 1)S 145 J mol· ·K。下列说法中错误的是 (A 该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量B 该反应常温下不能自发进行，因此需要高温和催化剂D 汽车尾气中的这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒答案 B解析该反应是放热反应，反应物总能量高于生成物的总能量，A 项正确；常温下，H T S 113 kJ ·mol 1 298 K 

10、15; 145 J ·mol 1·K 1× 103 kJ/J0，故常温下该反应可自发进行，高温和催化剂只是加快反应速率， B 项错误， C 项正确； CO 和 NO 均会与血红蛋白结合而使人中毒。8已知， 一个可逆反应， 若正反应为自发过程， 则其逆反应为非自发过程， 反之，亦然。(1) 已知2CO(g) CO2(g) C(s)， T 980 K 时H T S 0。当体系温度低于980 K 时，估计H TS_0( 填“大于”、“小于”或“等于”，下同)；当体系温度高于980 K 时，估计H TS_0。(2) 电子工业中清洗硅片上的SiO 2(s) 的反应为 SiO

11、 2(s) 4HF(g)=SiF 4(g) 2H2O(g) 1S(298.15 K) 75.8 J mol· 1 1S 不随温度而H (298.15 K) 94.0 kJ mol··K，设 H和变化，则此反应自发进行的温度是_ 。答案(1)小于 大于(2)小于 1 240 K解析(1)C(s) CO2(g)2CO(g) 的反应为吸热反应，H 0，则 2CO(g)CO2(g) C(s)为放热反应，H 0，且该反应S 0，则当 T980 K 时，H T S<0， T980K 时， HT S0。(2) 由题给信息， 要使反应能自发进行， 须有H TS<0，即

12、 94.0 kJ mol· 1 T× 75.8J/(mol K)· × 103 kJ/J<0 则 T<94.0 kJ mol· 1 1.24× 103 K。75.8 J/ mol ·K × 10 3kJ/J9在 298 K 时，下列反应的H 依次为：C2H 5OH(l) 3O2(g) 2CO2(g) 3H2O(l)H1 1 366.8 kJ mol· 1C(石墨 ) O2(g) CO2 (g)H2 393.5 kJ mol· 1H 2(g) 1/2O2 H2O(l)学习必备欢迎下载1

13、H3 285.8 kJ mol·11 1 1乙醇 (C2H 5OH) 、氢气、 石墨和氧气的熵值分别为： 161.0 J mol·、130.6 J mol··K·K、5.74 J mol· 1 11 1乙醇的H、 S及H·K、 205.3 J mol··K，则 298 K 时，由单质生成 1 mol T S 分别为多少？答案H 277.6 kJ mol· 1S 344.93 J/(mol K)·H T·S1174.8 kJ mol·解析H 21285.81H2 3 H3 H1 2× ( 393.5 kJ ·mol ) 3× (kJ ·mol ) ( 1366.8 kJ mol· 1) 277.6 kJ mol· 1S 161.0 J·mol 1·K 1 3× 130.6 J·mol 1 &