2011版高中化学全程学习方略课件：21 化学反应的方向(鲁科版选修4)(共67张PPT).ppt

1、,【例1】以下自发过程可用焓判据来解释的是 A.硝酸铵固体自发地溶于水 B.2N2O5（g）= 4NO2（g）+O2（g） H=+56.7 kJmol-1 C.(NH4)2CO3(s) = NH4HCO3(s)+NH3(g) H=+74.9 kJmol-1,D.2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l) H=-571.6 kJmol-1 【规范解答】选D。解题时明确放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向。这一经验规律就是焓判据。因为A、B、C三个自发反应均为吸热反应，显然不能用焓判据解释。,【变式训练】（2010宣城高二检测）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

2、木板上滴少量水，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，这时打开瓶塞，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( ) 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。焓判据只是判断反应能否自发进行的一个方面，不能完全依靠焓判据判断反应的自发性，要根据HTS0综合判断。,【例2】碳酸铵(NH4)2CO3在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是 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

3、吸热反应，此反应不应该自发进行，必须借助外力才能进行 D.碳酸盐都不稳定，都能自发分解,【规范解答】选A。(NH4)2CO3分解的过程气体分子数增多，是一个熵值增加的过程，用熵判据。,【变式训练】下列几个过程中，属于熵减的变化是( ) A.干冰的升华 B.NaCl溶于水 C.NH3(g)+HCl(g) = NH4Cl(s) D.2Na+2H2O = 2NaOH+H2 【解析】选C。只有C项是气体分子数减小的反应。,【例3】下列说法正确的是 A.同温同压下，H2(g)+Cl2(g) = 2HCl(g)在光照和点燃的条件下H不同 B.常温下，反应2C(s)+O2(g)= 2CO(g)不能自发进行，

4、则该反应的H0 C.某反应低温条件下能够自发进行，则高温条件下一定能够自发 D.KNO3溶于水的过程熵值减小,【思路点拨】 【自主解答】选B。,【互动探究】根据C选项，讨论反应在什么情况下一定能够自发？ 提示：根据反应自发的条件HTS0，要想使这个条件永远成立，则应该是放热的熵增加的反应。,1.(2010福州高二检测)过程的自发性的作用是( ) A.判断过程的方向 B.判断过程是否一定能够发生 C.判断过程发生的速率 D.判断过程的热效应 【解析】选A。过程的自发性只能用于判断反应的方向，而不能判断过程是否发生以及反应的速率。,2.已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为： C(金刚石

5、，s)+O2(g) = CO2(g) H1-395.41 kJmol-1 C(石墨，s)+O2(g) = CO2(g) H2-393.51 kJmol-1 关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是( ) A.金刚石转化成石墨是自发进行的过程 B.石墨转化成金刚石是自发进行的过程,C.反应是一个熵增加的过程 D.金刚石比石墨能量低 【解析】选A。金刚石转变为石墨是放热（H0）反应，所以任何温度下都能自发，不需借助外力。,3.已知在等温等压条件下，化学反应的判据为： HTS0 反应不能自发进行 （其中H为焓变，S为熵变，T为热力学温度，单位为K）。设反应A（s）=D（g）+E（g）的HTS =（-

6、4 500+11T）Jmol-1，要防止此反应发生，温度必须( ) A.高于409 K B.高于136 K而低于409 K,C.低于136 K D.低于409 K 【解析】选A。要使反应不发生，则有HTS0，T4 500/11 K409 K。,4.(2010泰安高二检测)下列反应属于熵减小的反应的是( ) A.2CO(g) = 2C(s)+O2(g) B.2CuO(s) = Cu2O(s)+ O2(g) C.MgCO3(s) = MgO(s)+CO2(g) D.SnO2(s)+C(s) = Sn(s)+ CO2(g) 【解析】选A。气体分子数目减小的过程就是熵减小的过程，只有A选项符合题意。,

7、5.有A、B、C、D四个反应： 则在任何温度下都能自发进行的反应是_；任何温度下都不能自发进行的反应是_；另两个反应中，在温度高于_时可自发进行的反应是_；在温度低于_时可自发进行的反应是_。,【解析】解题时明确H、S与反应方向的关系。放热的熵增反应在任何温度下都能自发进行，吸热的熵减反应在任何温度下都不能自发进行。放热的熵减反应在低温下能自发进行，吸热的熵增反应在高温下可以自发进行，具体温度可以根据H-TS=0计算出来。故C在任意温度下均自发进行，B在任意温度下均不能自发进行。,对于A反应H-TS=+10.5 kJmol-1-T30.0 10-3 kJmol-1K-1=0，故T=350 K，

8、即t=77 ；对于D反应H-TS=-11.7 kJmol-1-T(-105.0) 10-3 kJmol-1K-1=0，故T=111.4 K，即t=-161.6 。答案：C B 77 A -161.6 D,A 组 （30分钟 50分） 一、选择题（本题包括4小题，每小题6分，共24分） 1.实验证明，大多数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.所有的吸热反应都是非自发进行的 B.所有的自发反应都是放热反应 C.反应焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素 D.反应焓变是决定反应是否能够自发进行的惟一因素,【解析】选C。多数能自发进行的反应都是放热反应，既然说“多数”，必

9、定存在特例，并不是所有的自发进行的反应都是放热反应，所以焓变可作为反应是否自发发生的一个判断依据，但不是惟一依据。,2.下列关于化学反应的熵变的叙述中正确的是( ) A.化学反应的熵变与反应的方向无关 B.化学反应的熵变直接决定了反应的方向 C.熵值增大的反应都是混乱度增大的反应 D.熵值增大的反应都能自发进行 【解析】选C。解题时明确熵及熵变的含义及与反应方向的关系。熵是描述体系混乱度的物理量，熵值越大，混乱度越大。熵变S是影响反应方向的因素，但不是惟一的因素，故A、B、D均错误，C正确。,3.对于平衡体系mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),下列结 论正确的是（ ） A.若升高温

10、度，平衡向左移动，则此反应的焓变大于0 B.若m+n0 C.根据H-TS，若此反应的H0，S0 ，则该反应在任何条件下均可自发进行 D.该反应无论m+n与p+q大小如何，均是熵值增加的过程,【解析】选B。,4.（2010周口高二检测）对于化学反应方向的确定，下列说法中正确的是( ) A.温度、压强一定时，吸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 C.反应焓变是决定反应能否进行的惟一因素 D.固体的溶解过程与熵变无关,【解析】选B。,二、非选择题（本题包括2小题，共26分） 5.（12分）（2010青岛高二检测）能源是人类生存和 发展的重要

11、支柱。研究化学反应中的能量变化在能源紧 缺的今天具有重要的意义。已知下列热化学方程式： 2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l) H=-570 kJ/mol H2(g)+ O2(g) = H2O(g) H=-242 kJ/mol C(s)+ O2(g) = CO(g) H=-110.5 kJ/mol C(s)+O2(g) = CO2(g) H=-393.5 kJ/mol,CO2(g)+2H2O(g) = CH4(g)+2O2(g) H=+890 kJ/mol 回答下列问题： (1)上述反应中属于放热反应的是(填序号)_。 (2)盖斯定律在生产和科学研究中具有很重要的意义。有些反应的反应热虽

12、然很难直接测量，但可通过间接的方法求得。根据以上反应的H值求出反应C(s)+H2O(g) = H2(g)+CO(g)的H=_。,（3）（2）中反应的熵S_0(选填“”、“=”或“”)；又已知： G=H-TS (T指温度)，当G0时可自发进行。则该反应在什么条件下可自发进行_。,【解析】(1)放热反应的H应该小于0。(2)根据盖斯定律，此反应的H=H3-H2=+131.5 kJmol-1。（设反应的焓变为H1H5） (3)由(2)中方程式可知，该反应前后气体分子数增加，所以S0。(4)由H-TS 高温,6.（14分）已知C2H5OH(l) = C2H5OH(g) H=42.3 kJmol1 S=

13、121 Jmol-1K-1 已知焓变和熵变随温度变化很小，试回答下面问题： (1)在298K下，C2H5OH(l)能否自发转变为C2H5OH(g)？ (2)在373K下，C2H5OH(l)能否自发转变为C2H5OH(g)？ (3)请估算C2H5OH的沸点。 【解析】(1)298 K时HTS42.3 kJmol-1 298 K121103kJmol1K16.2 kJmol1 0，所以在298 K时乙醇不能自发蒸发为气体。,(2)373 K时HTS42.3 kJmol1373 K 121103kJmol1K12.8 kJmol10，所以在373 K时乙醇能自发蒸发为气体。 (3)HTS0时为此变化

14、的平衡态即沸点。 所以TH/S349 K，即乙醇的沸点约为76 。 答案：（1）不能 （2）能 （3）76 ,B 组 1.（2010楠江高二检测）某化学反应其H = 122 kJ/mol，S = 231 J/(molK)，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C。当H -TS0时反应可以自发进行，由于该反应的H 、S均为正值，则只有在高温时H -TS才可能为负值，反应才可自发进行，故选C。,2.在冶金工业中，以C作为还原剂，如温度高于980 K 时，氧化产物以CO为主，低于980

15、 K时以CO2为主。 （1）已知2CO（g） CO2（g）+C（s），T=980 K时 H-TS=0。当体系温度低于980 K时，估计H-TS _0（选填“大于”、“小于”或“等于”，下同）；当体系温度高于980 K时，该反应_自发进行（填“能”或“不能”）。,（2）电子工业中清洗硅片上的SiO2（s）的反应为 SiO2（s）+4HF（g）= SiF4（g）+2H2O（g） H（298.15 K)=-94.0 kJmol-1, S(298.15 K)=-75.8 Jmol-1K-1,设H和S不随 温度变化而变化，则此反应自发进行的温度是_。 【解析】（1）C（s）+CO2（g） 2CO（g）的

16、反应为 吸热反应，H0，则2CO（g） CO2（g）+C（s） 为放热反应，H980 K时，H-TS0，该反应不 能自发进行。,（2）由题给信息，要使反应能自发进行，须有H- TS0， 即-94.0 kJmol-1-T-75.8 J/(molK） 10-3 kJ/J0, 则T =1.24103 K。 答案：（1）小于 不能 （2）小于1 240 K,碳黑约六百万吨，着色和其他用途等特殊碳黑约为二十 五万吨。已知甲烷隔绝空气在不同温度下有可能发生如 下两个裂解反应：CH4(g) C(s)2H2(g) 2CH4(g) C2H2(g)3H2(g)。某同学为了得到用天 然气制取碳黑的允许温度范围和最佳

17、温度，在图书馆查 到如下热力学数据： 的H(298 K)=74.848 kJmol1 S(298 K)=80.674 Jmol1K1 的H(298 K)=376.426 kJmol1 S(298 K)=220.211 Jmol1K1,已知焓变和熵变随温度变化很小。请帮助这位同学考虑如下问题： (1)判断该反应高温自发还是低温自发_（填“高温”或“低温”）。 (2)判断此反应自发进行由焓变还是熵变决定_。 (3)通过计算判断此反应在常温下_(填“能”或“否”)自发进行。 (4)求算制取碳黑的允许温度范围_。,(5)为了提高甲烷的碳化程度，你认为下面四个温度中最合适的是_。 A.905.2 K B.927 K C.1 273 K D.2 000 K 【解析】（1）由HTS0可知，此反应在高温下可以自发进行。（2）由HTS0得，此反应能否自发反应主要是由熵变决定。,（3）HTS=74.848 kJmol-180.674 103kJ/(molK)298 K50.807 kJ/mol0,所以该反应在常温下不能自发进行。（4）裂解为碳黑时，HTS=74.84