2018-2019版高中化學(xué) 專題2 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 第二單元 化學(xué)反應(yīng)的方向和限度 第1課時(shí)學(xué)案 蘇教版選修4.doc

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第1課時(shí)　化學(xué)反應(yīng)方向 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]　1.了解自發(fā)過(guò)程和化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性。2.通過(guò)“有序”和“無(wú)序”的對(duì)比，了解熵和熵變的概念。3.初步了解焓變和熵變對(duì)化學(xué)反應(yīng)方向的影響，能用焓變和熵變說(shuō)明化學(xué)反應(yīng)的方向。 一、自發(fā)過(guò)程和自發(fā)反應(yīng) 1.自發(fā)過(guò)程：在一定條件下，不借助外力而自發(fā)進(jìn)行的過(guò)程。回答下列問題： (1)下列現(xiàn)象的發(fā)生，你認(rèn)為是自發(fā)過(guò)程的是________(填字母)。 A.水由高處往低處流 B.氣溫升高冰雪融化 C.室溫下，水自動(dòng)結(jié)成冰 D.生銹的鐵變光亮 答案　AB (2)自發(fā)過(guò)程具有的特點(diǎn) ①能量角度 體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對(duì)外部做功或者釋放熱量)。 ②混亂度角度 體系趨向于從有序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序狀態(tài)。 2.有下列化學(xué)反應(yīng)： ①白磷自燃、②氯化氫分解、③煤燃燒、④鈉與水反應(yīng)、⑤酸堿中和反應(yīng)，其中屬于能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)(簡(jiǎn)稱自發(fā)反應(yīng))的是①④⑤，屬于放熱反應(yīng)的是①③④⑤。 二、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向與焓變、熵變的關(guān)系 1.化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向與焓變的關(guān)系 (1)分析下列反應(yīng)進(jìn)行的方向與ΔH之間的關(guān)系： ①NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)，酸堿中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH<0，常溫下能自發(fā)進(jìn)行。 ②2Na(s)＋2H2O(l)===2NaOH(aq)＋H2(g)，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH<0，常溫下能自發(fā)進(jìn)行。 ③NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)　ΔH>0，該反應(yīng)在常溫下能自發(fā)進(jìn)行。 ④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH>0，該反應(yīng)在常溫下不能自發(fā)進(jìn)行，但在較高溫度下能自發(fā)進(jìn)行。 (2)自發(fā)反應(yīng)與焓變的關(guān)系 多數(shù)自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)，但也有很多吸熱反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，因此，反應(yīng)焓變是與反應(yīng)進(jìn)行的方向有關(guān)的因素之一，但不是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一因素。 2.化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向與熵變的關(guān)系 (1)熵的概念 自發(fā)過(guò)程的體系趨向于由有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序，體系的混亂度增大。體系的混亂度常用熵來(lái)描述，熵的概念是表示體系的混亂或無(wú)序程度的物理量，其符號(hào)為S。熵值越大，體系的混亂度越大。 (2)影響熵大小的因素 ①同一條件下，不同的物質(zhì)熵值不同。 ②同一物質(zhì)的熵與其聚集狀態(tài)及外界條件有關(guān)，如同一種物質(zhì)不同狀態(tài)時(shí)熵值大小為S(g)>S(l)>S(s)。 ③氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量越大，分子數(shù)越多，熵值越大。 (3)熵判據(jù) 在與外界隔離的體系中，自發(fā)過(guò)程將導(dǎo)致體系的熵增大，即熵變(符號(hào)ΔS)大于零，這個(gè)原理叫做熵增原理。在用熵變來(lái)判斷過(guò)程的方向時(shí)，就稱為熵判據(jù)。 ①當(dāng)ΔS>0時(shí)，反應(yīng)為熵增反應(yīng)，在一定條件下能自發(fā)進(jìn)行。 ②當(dāng)ΔS<0時(shí)，反應(yīng)為熵減反應(yīng)，在一定條件下不能自發(fā)進(jìn)行。 (4)反應(yīng)熵變是與反應(yīng)進(jìn)行的方向有關(guān)的因素之一，但不是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一因素。如：2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)　ΔS＝－39.35 Jmol－1K－1，上述反應(yīng)為熵減少的反應(yīng)，但在一定條件下，該反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行。說(shuō)明“熵判據(jù)”也具有一定的局限性。 (1)從焓變(能量)角度：ΔH<0，有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。 (2)從熵變角度：ΔS>0，有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。 (3)在實(shí)際的化學(xué)反應(yīng)中，若ΔH與ΔS符號(hào)相同時(shí)，對(duì)化學(xué)反應(yīng)的方向的影響作用出現(xiàn)矛盾，因此，在分析一個(gè)具體化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向時(shí)，不能孤立地使用焓判據(jù)或熵判據(jù)來(lái)分析，否則，可能會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)論。 例1　下列自發(fā)反應(yīng)可用焓判據(jù)來(lái)解釋的是(　　) A.2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝56.7 kJmol－1 B.(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) ΔH＝74.9 kJmol－1 C.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJmol－1 D.CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH＝178.2 kJmol－1 答案　C 解析　從焓變的角度分析，化學(xué)反應(yīng)由高能狀態(tài)向低能狀態(tài)轉(zhuǎn)化，使體系能量降低，表現(xiàn)為放熱反應(yīng)，較易進(jìn)行。 考點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向及其判斷 題點(diǎn)　反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向 例2　下列說(shuō)法正確的是(　　) A.在常溫下，放熱反應(yīng)一般能自發(fā)進(jìn)行，吸熱反應(yīng)都不能自發(fā)進(jìn)行 B.NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)　ΔH＝185.57 kJmol－1，能自發(fā)進(jìn)行，原因是體系有自發(fā)地向混亂度增加的傾向 C.因?yàn)殪首兒挽刈兌寂c反應(yīng)的自發(fā)性有關(guān)，因此焓變和熵變均可以單獨(dú)作為反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù) D.在其他外界條件不變的情況下，使用催化劑，可以改變化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向 答案　B 解析　A項(xiàng)，有些能使熵值增大的吸熱反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，焓變和熵變均不能單獨(dú)作為反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，使用催化劑只能降低反應(yīng)的活化能，增大反應(yīng)速率，不能改變反應(yīng)的方向，錯(cuò)誤。 考點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向及其判斷 題點(diǎn)　反應(yīng)焓變、熵變與反應(yīng)方向的綜合 三、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向與自由能變化的關(guān)系 1.用焓變和熵變的復(fù)合判據(jù)判斷反應(yīng)的方向 (1)由焓判據(jù)知放熱反應(yīng)是易自發(fā)進(jìn)行的；由熵判據(jù)知熵值增加是自發(fā)的。很多情況下用不同的判據(jù)判定同一個(gè)反應(yīng)，可能會(huì)出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果。 (2)體系的自由能變化(符號(hào)為ΔG，單位為kJmol－1)綜合考慮了焓變和熵變對(duì)體系的影響，可用于化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向的判斷，ΔG＝ΔH－TΔS。 2.已知反應(yīng)：2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)在298 K、101 kPa的條件下，其ΔH＝－113.0 kJmol－1，ΔS＝－145.3 Jmol－1K－1。 該反應(yīng)______(填“能”或“不能”)用于消除汽車尾氣中的NO，理由為________________ ________________________________________________________________________。 答案　能　該反應(yīng)的ΔH－TΔS≈－69.7 kJmol－1<0，說(shuō)明該反應(yīng)在理論上是可行的，所以能用于消除汽車尾氣中的NO 解析　ΔG＝ΔH－TΔS＝－113.0 kJmol－1－298 K(－145.310－3 kJmol－1K－1)≈－69.7 kJmol－1<0，故理論上該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。 (1)復(fù)合判據(jù)判斷反應(yīng)方向的有關(guān)規(guī)律 ①當(dāng)ΔH<0，ΔS>0，則ΔG<0，反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行。 ②當(dāng)ΔH>0，ΔS<0，則ΔG>0，反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行。 ③當(dāng)ΔH>0，ΔS>0或ΔH<0，ΔS<0時(shí)，反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行與溫度有關(guān)，一般低溫時(shí)焓變影響為主，高溫時(shí)熵變影響為主。 (2)反應(yīng)發(fā)生的條件有多種，ΔG＝ΔH－TΔS這個(gè)判據(jù)只能用于溫度、壓強(qiáng)一定條件下的反應(yīng)，不能用于其他條件(如溫度、體積一定)下的反應(yīng)。 (3)反應(yīng)的自發(fā)性只能判斷方向性，反應(yīng)能否實(shí)現(xiàn)，還要看具體的反應(yīng)條件。 例3　(2017儀征中學(xué)高二4月月考)當(dāng)化學(xué)反應(yīng)的ΔH＜0，ΔS＞0時(shí)，反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行。下列反應(yīng)屬于該情況的是(　　) A.Zn(s)＋2HCl(aq)===ZnCl2(aq)＋H2(g) B.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) C.CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) D.2NH4Cl(s)＋Ca(OH)2(s)===2NH3(g)＋CaCl2(s)＋2H2O(l) 答案　A 解析　A項(xiàng)是放熱反應(yīng)，ΔH＜0，反應(yīng)后氣體體積增大，ΔS＞0，正確；B項(xiàng)是放熱反應(yīng)，ΔH＜0，反應(yīng)后氣體體積減小ΔS<0，錯(cuò)誤；C項(xiàng)是吸熱反應(yīng)，ΔH>0，反應(yīng)后氣體體積增大，ΔS＞0，錯(cuò)誤；D項(xiàng)是吸熱反應(yīng)，ΔH>0，反應(yīng)后氣體體積增大，ΔS＞0，錯(cuò)誤。 考點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向及其判斷 題點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的復(fù)合判據(jù) 例4　回答下列問題： (1)用釕的配合物作催化劑，一定條件下可直接光催化分解CO2，發(fā)生反應(yīng)：2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)，該反應(yīng)的ΔH________(填“>”“<”或“＝”，下同)0，ΔS______0，在低溫下，該反應(yīng)______(填“能”或“不能”)自發(fā)進(jìn)行。 (2)已知在100 kPa、298 K時(shí)石灰石分解反應(yīng)CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)的ΔH>0，ΔS>0，則： ①該反應(yīng)常溫下________(填“能”或“不能”)自發(fā)進(jìn)行。 ②據(jù)本題反應(yīng)數(shù)據(jù)分析，溫度________(填“能”或“不能”)成為反應(yīng)方向的決定因素。 (3)已知CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g) ΔH＝218 kJmol－1，該反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)條件是________。 (4)某吸熱反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的ΔS________(填“>”或“<”)0。 答案　(1)>　>　不能　(2)①不能　②能　(3)高溫 (4)> 解析　(1)該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)后氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和增加，所以ΔH>0，ΔS>0，故低溫下ΔG＝ΔH－TΔS>0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。 (2)①常溫下石灰石不分解。②該反應(yīng)的ΔH>0，ΔS>0，屬于熵增加的吸熱反應(yīng)，故在高溫下該反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行。 (3)自發(fā)反應(yīng)的條件是ΔH－TΔS<0，即ΔH0，故T>，即T值較大，該反應(yīng)應(yīng)在高溫下進(jìn)行。 (4)吸熱反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，即ΔH>0，ΔH－TΔS<0，又知T>0，故ΔS>0。 考點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向及其判斷 題點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的復(fù)合判據(jù) 1.知道了某過(guò)程有自發(fā)性之后，則(　　) A.可判斷過(guò)程的方向 B.可確定過(guò)程是否一定會(huì)發(fā)生 C.可預(yù)測(cè)過(guò)程發(fā)生完成的快慢 D.可判斷過(guò)程的熱效應(yīng) 答案　A 解析　判斷某反應(yīng)是否自發(fā)，只是判斷反應(yīng)的方向，與反應(yīng)是否會(huì)發(fā)生、反應(yīng)的快慢、反應(yīng)的熱效應(yīng)無(wú)關(guān)。 考點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向及其判斷 題點(diǎn)　自發(fā)過(guò)程與自發(fā)反應(yīng)的概念辨析 2.(2017鹽城高二期末)下列反應(yīng)中ΔH＞0，ΔS＞0的是(　　) A.2Mg(s)＋CO2(g)===2MgO(s)＋C(s) B.低溫下能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)：NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s) C.高溫下能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)：SiO2(s)＋2C(s)===Si(s)＋2CO(g) D.任何溫度下均能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)：2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g) 答案　C 解析　反應(yīng)2Mg(s)＋CO2(g)===2MgO(s)＋C(s)的ΔH＜0，ΔS＜0，A項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)的ΔS＜0，低溫下能自發(fā)進(jìn)行，根據(jù)ΔG＝ΔH－TΔS可知ΔH＜0，B項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)SiO2(s)＋2C(s)===Si(s)＋2CO(g)的ΔS＞0，高溫下能自發(fā)進(jìn)行，說(shuō)明反應(yīng)ΔH＞0，C項(xiàng)正確；任何溫度下均能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)說(shuō)明ΔH＜0，ΔS＞0，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 考點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向及其判斷 題點(diǎn)　反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向 3.下列說(shuō)法完全正確的是(　　) A.自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)均是放熱反應(yīng) B.ΔS為正值的反應(yīng)均能自發(fā)進(jìn)行 C.物質(zhì)的量增加的反應(yīng)，ΔS為正值 D.CaCO3(s)受熱分解為CaO(s)和CO2(g)：ΔS>0 答案　D 解析　有些吸熱反應(yīng)也可以自發(fā)進(jìn)行，如(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)，故A錯(cuò)；熵變與反應(yīng)的自發(fā)性有關(guān)，但不能獨(dú)立地作為反應(yīng)是否自發(fā)的判據(jù)，故B錯(cuò)；物質(zhì)的量增加的反應(yīng)，其混亂度不一定增加，即ΔS不一定為正值，如2H2S(g)＋O2(g)===2H2O(l)＋2S(s)，故C錯(cuò)；CaCO3(s)的分解產(chǎn)生了氣體，為熵增加反應(yīng)，故D正確。 考點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向及其判斷 題點(diǎn)　反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向 4.已知在等溫等壓條件下，化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)為 ΔH－TΔS<0　 反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行 ΔH－TΔS＝0　反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài) ΔH－TΔS>0　 反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行 設(shè)反應(yīng)A===D＋E　ΔH－TΔS＝(－4 500＋11T) Jmol－1，要防止反應(yīng)發(fā)生，溫度必須(　　) A.高于409 K B.低于136 K C.高于136 K而低于409 K D.低于409 K 答案　A 解析　要防止反應(yīng)發(fā)生需滿足ΔH－TΔS>0的條件，解不等式得T>409 K，故A正確。 考點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向及其判斷 題點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的復(fù)合判據(jù) 5.向錐形瓶中加入約20 g NH4Cl晶體，在一小木塊上灑少量水，將錐形瓶放在木頭上，再向其中加入約40 g Ba(OH)28H2O，如圖所示。用玻璃棒將固體充分混合均勻，靜置。 回答下列各問題： (1)拿起木塊時(shí)發(fā)現(xiàn)________________________，證明該反應(yīng)的ΔH________0(填“>”或“<”)。 (2)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 該反應(yīng)中有________生成，可證明ΔS________(填“>”或“<”)0。 (3)下列變化過(guò)程與該實(shí)驗(yàn)中的焓變和熵變相同的是________。 A.NH4NO3溶于水 B.CaCO3的分解反應(yīng) C.NaOH溶于水 D.甲烷的燃燒 答案　(1)錐形瓶“粘”在木塊上　> (2)2NH4Cl＋Ba(OH)28H2O===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O　氣體　>　(3)AB 解析　(3)該實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)方程式的特點(diǎn)為ΔH>0，ΔS>0，因此A、B符合，C、D項(xiàng)中反應(yīng)的ΔH<0。 [對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練] 題組一　反應(yīng)的焓變和熵變與反應(yīng)的方向 1.下列說(shuō)法正確的是(　　) A.放熱反應(yīng)的焓變小于零，熵變大于零 B.放熱及熵增加的反應(yīng)，一定能自發(fā)進(jìn)行 C.放熱反應(yīng)的焓變大于零，熵變小于零 D.放熱及熵減小的反應(yīng)，一定能自發(fā)進(jìn)行 答案　B 解析　放熱反應(yīng)的焓變小于0，熵變不一定大于0，A項(xiàng)和C項(xiàng)不正確；放熱及熵增加的反應(yīng)，ΔH－TΔS<0，一定能自發(fā)進(jìn)行，B項(xiàng)正確；放熱及熵減小的反應(yīng)，ΔH－TΔS不一定小于0，不一定能自發(fā)進(jìn)行。 2.已知下列過(guò)程都能自發(fā)進(jìn)行，其中不能用“焓判據(jù)”解釋的是(　　) A.2Na(s)＋Cl2(g)===2NaCl(s)　ΔH<0 B.C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH<0 C.2NH4Cl(s)＋Ca(OH)2(s)===2NH3(g)＋CaCl2(s)＋2H2O(l)　ΔH>0 D.2Mg(s)＋O2(g)===2MgO(s)　ΔH<0 答案　C 解析　焓判據(jù)是指ΔH<0的反應(yīng)有利于自發(fā)進(jìn)行，C項(xiàng)反應(yīng)的ΔH>0，按焓判據(jù)反應(yīng)不能發(fā)生，而題給條件是能自發(fā)進(jìn)行，所以不能用“焓判據(jù)”解釋該反應(yīng)為自發(fā)反應(yīng)。 考點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向及其判斷 題點(diǎn)　反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向 3.下列反應(yīng)在常溫下能自發(fā)進(jìn)行，并既能用焓判據(jù)解釋又能用熵判據(jù)解釋的是(　　) A.HCl(g)＋NH3(g)===NH4Cl(s) B.2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g) C.2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ D.Ba(OH)28H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O 答案　C 解析　A項(xiàng)，兩種氣體生成一種固體，熵減小，不能用熵判據(jù)解釋，不符合題意；B項(xiàng)是吸熱反應(yīng)，不能用焓判據(jù)解釋，不符合題意；C項(xiàng)，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，生成物能量降低，能用焓判據(jù)解釋，同時(shí)，固體與液體反應(yīng)生成了氣體，熵增加，也能用熵判據(jù)解釋，符合題意；D項(xiàng)，NH4Cl與Ba(OH)28H2O反應(yīng)產(chǎn)生NH3，熵增加，能用熵判據(jù)解釋，同時(shí)溫度降低，是一個(gè)吸熱反應(yīng)，不能用焓判據(jù)解釋，不符合題意。 考點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向及其判斷 題點(diǎn)　反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向 4.下列說(shuō)法正確的是(　　) A.反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的ΔH<0，ΔS>0 B.反應(yīng)2CO＋2NO===N2＋2CO2在常溫下能自發(fā)進(jìn)行，則反應(yīng)的ΔH＞0，ΔS＜0 C.反應(yīng)TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g) ΔH>0能自發(fā)進(jìn)行，其原因是ΔS>0 D.反應(yīng)NH3(g)＋HI(g)===NH4I(s)在低溫下可自發(fā)進(jìn)行，則ΔH>0，ΔS>0 答案　C 解析　該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，ΔS<0，A項(xiàng)錯(cuò)誤；從反應(yīng)方程式中氣體物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)來(lái)看，物質(zhì)的量在減小，即熵減小，但反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH<0，B項(xiàng)錯(cuò)誤；一個(gè)吸熱反應(yīng)如果能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)一定是熵增大反應(yīng)，C項(xiàng)正確；該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，即熵減小，但反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，說(shuō)明反應(yīng)一定為放熱反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 考點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向及其判斷 題點(diǎn)　反應(yīng)焓變、熵變與反應(yīng)方向的綜合 5.在圖Ⅰ中A、B兩容器里，分別收集著兩種互不作用的理想氣體。若將中間活塞打開，如圖Ⅱ，兩種氣體分子立即都占有了兩個(gè)容器。這是一個(gè)不伴隨能量變化的自發(fā)過(guò)程。關(guān)于此過(guò)程的下列說(shuō)法不正確的是(　　) 理想氣體的自發(fā)混合 A.此過(guò)程是從混亂程度小的狀態(tài)向混亂程度大的狀態(tài)變化的過(guò)程，即熵增大的過(guò)程 B.此過(guò)程為自發(fā)過(guò)程，而且沒有熱量的吸收或放出 C.此過(guò)程是自發(fā)可逆的 D.此過(guò)程從有序到無(wú)序，混亂度增大 答案　C 解析　氣體擴(kuò)散過(guò)程是熵增加的過(guò)程，A、D正確；該過(guò)程不伴隨能量變化，B正確；兩種氣體混合后，不會(huì)再自發(fā)地分開，所以逆過(guò)程不能自發(fā)進(jìn)行，C不正確。 考點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向及其判斷 題點(diǎn)　反應(yīng)焓變、熵變與反應(yīng)方向的綜合 題組二　化學(xué)反應(yīng)方向的判斷 6.下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性敘述正確的是(　　) A.焓變小于0而熵變大于0的反應(yīng)肯定是自發(fā)的 B.焓變和熵變都小于0的反應(yīng)肯定是自發(fā)的 C.焓變和熵變都大于0的反應(yīng)肯定是自發(fā)的 D.熵變小于0而焓變大于0的反應(yīng)肯定是自發(fā)的 答案　A 解析　ΔG＝ΔH－TΔS ①當(dāng)ΔH>0，ΔS>0時(shí)，不能判斷ΔG＝ΔH－TΔS的正負(fù)，與T有關(guān)； ②當(dāng)ΔH>0，ΔS<0時(shí)，ΔG＝ΔH－TΔS>0，非自發(fā)反應(yīng)； ③當(dāng)ΔH<0，ΔS>0時(shí)，ΔG＝ΔH－TΔS<0，一定是自發(fā)反應(yīng)； ④當(dāng)ΔH<0，ΔS<0時(shí)，不能判斷ΔH的正負(fù)，與T有關(guān)。 考點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向及其判斷 題點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的復(fù)合判據(jù) 7.下列反應(yīng)中，一定不能自發(fā)進(jìn)行的是(　　) A.2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)　ΔH＝－78.03 kJmol－1　ΔS＝1 110 Jmol－1K－1 B.CO(g)===C(s，石墨)＋O2(g)　ΔH＝110.5 kJmol－1　ΔS＝－89.36 Jmol－1K－1 C.4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)　ΔH＝－444.3 kJmol－1　ΔS＝－280.1 Jmol－1K－1 D.NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝37.30 kJmol－1　ΔS＝184.0 Jmol－1K－1 答案　B 解析　根據(jù)ΔH－TΔS<0時(shí)能發(fā)生自發(fā)反應(yīng)來(lái)解答。 考點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向及其判斷 題點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的復(fù)合判據(jù) 8.(2017揚(yáng)州新華中學(xué)期中)下列對(duì)化學(xué)反應(yīng)預(yù)測(cè)正確的是(　　) 選項(xiàng) 化學(xué)方程式 已知條件 預(yù)測(cè) A M(s)===X(g)＋Y(s) ΔH>0 它是非自發(fā)反應(yīng) B W(s)＋xG(g)===2Q(g) ΔH<0，自發(fā)反應(yīng) x可能等于1、2、3 C 4X(g)＋5Y(g)===4W(g)＋6G(g) 能自發(fā)反應(yīng) ΔH一定小于0 D 4M(s)＋N(g)＋2W(l)===4Q(s) 常溫下，自發(fā)進(jìn)行 ΔH>0 答案　B 解析　M(s)===X(g)＋Y(s)，為熵增大的反應(yīng)，ΔS＞0，ΔH＞0，在高溫條件下能自發(fā)進(jìn)行，A項(xiàng)錯(cuò)誤；4X(g)＋5Y(g)===4W(g)＋6G(g)反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，ΔS＞0，所以當(dāng)ΔH＜0時(shí)，一定滿足ΔH－TΔS＜0，反應(yīng)一定能夠自發(fā)進(jìn)行，當(dāng)ΔH＞0時(shí)，當(dāng)高溫時(shí)，ΔH－TΔS＜0成立，可以自發(fā)進(jìn)行，C項(xiàng)錯(cuò)誤；4M(s)＋N(g)＋2W(l)===4Q(s)為氣體體積減小的反應(yīng)，ΔS＜0，當(dāng)ΔH＞0時(shí)，ΔH－TΔS＞0，一定不能自發(fā)進(jìn)行，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 考點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向及其判斷 題點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的復(fù)合判據(jù) 9.已知反應(yīng)FeO(s)＋C(s)===CO(g)＋Fe(s)的ΔH>0(假定ΔH、ΔS不隨溫度而變化)，下列敘述中正確的是(　　) A.低溫下為自發(fā)過(guò)程，高溫下為非自發(fā)過(guò)程 B.高溫下為自發(fā)過(guò)程，低溫下為非自發(fā)過(guò)程 C.任何溫度下均為非自發(fā)過(guò)程 D.任何溫度下均為自發(fā)過(guò)程 答案　B 解析　由反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)ΔH－TΔS知：ΔH>0、ΔS>0時(shí)，ΔH－TΔS的值的正、負(fù)不能確定，此時(shí)將由溫度T決定。當(dāng)處于低溫時(shí)，ΔH－TΔS>0，反應(yīng)非自發(fā)進(jìn)行；當(dāng)溫度升高，TΔS的值增大，當(dāng)TΔS>ΔH，即ΔH－TΔS<0時(shí)，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，所以該反應(yīng)高溫下自發(fā)進(jìn)行，低溫下非自發(fā)進(jìn)行。 考點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向及其判斷 題點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的復(fù)合判據(jù) 10.灰錫結(jié)構(gòu)松散，不能用于制造器皿，而白錫結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，可以制造器皿?，F(xiàn)把白錫制成的器皿放在0 ℃、100 kPa的室內(nèi)存放，它會(huì)不會(huì)變成灰錫而不能再繼續(xù)使用(已知：在0 ℃、100 kPa條件下白錫轉(zhuǎn)化為灰錫的反應(yīng)焓變和熵變分別為ΔH＝－2 180.9 Jmol－1，ΔS＝－6.61 Jmol－1K－1)(　　) A.會(huì)變成灰錫 B.不會(huì)變成灰錫 C.不能確定 D.升高溫度才會(huì)變成灰錫 答案　A 解析　在等溫、等壓條件下，自發(fā)反應(yīng)總是向著ΔH－TΔS＜0的方向進(jìn)行，直至達(dá)到平衡狀態(tài)。因此，在0 ℃、100 kPa條件下，白錫會(huì)不會(huì)變?yōu)榛义a的問題就轉(zhuǎn)化為求算反應(yīng)：白錫→灰錫的ΔH－TΔS值的問題。ΔH－TΔS＝－2 180.9 Jmol－1－273 K(－6.61 Jmol－1K－1)＝－376.37 Jmol－1<0，因此在該條件下白錫會(huì)變?yōu)榛义a。 考點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向及其判斷 題點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的復(fù)合判據(jù) 11.反應(yīng)CH3OH(l)＋NH3(g)===CH3NH2(g)＋H2O(g)在某溫度自發(fā)向右進(jìn)行，若反應(yīng)的|ΔH|＝17 kJmol－1，|ΔH－TΔS|＝17 kJmol－1，則下列正確的是(　　) A.ΔH＞0，ΔH－TΔS<0 B.ΔH<0，ΔH－TΔS＞0 C.ΔH＞0，ΔH－TΔS＞0 D.ΔH<0，ΔH－TΔS<0 答案　A 解析　該反應(yīng)在一定溫度下能夠自發(fā)的向右進(jìn)行，這說(shuō)明ΔH－TΔS一定小于0，根據(jù)方程式可知該反應(yīng)的ΔS＞0，所以如果ΔH＜0，則該反應(yīng)在任何溫度下都是自發(fā)進(jìn)行的，而該反應(yīng)在一定溫度下能夠自發(fā)的向右進(jìn)行，因此該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH＞0，故選A。 考點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向及其判斷 題點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的復(fù)合判據(jù) 12.下列說(shuō)法正確的是(　　) A.2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)在常溫下能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的ΔH>0 B.反應(yīng)NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在室溫下可自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的ΔH<0 C.CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)室溫下不能自發(fā)進(jìn)行，說(shuō)明該反應(yīng)的ΔH<0 D.常溫下，反應(yīng)C(s)＋CO2(g)===2CO(g)不能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的ΔH<0 答案　B 解析　A項(xiàng)，該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，則ΔH－TΔS<0，即ΔH0、ΔS<0(氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)反應(yīng)后減小)，則ΔH<0，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，該反應(yīng)室溫下不能自發(fā)進(jìn)行，則ΔH－TΔS>0，即ΔH>TΔS，又知T>0、ΔS>0(氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)反應(yīng)后增大)，則ΔH>0，C項(xiàng)不正確；D項(xiàng)，該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，則ΔH－TΔS>0，即ΔH>TΔS，又知T>0、ΔS>0(氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)反應(yīng)后增大)，則ΔH>0，D項(xiàng)不正確。 考點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向及其判斷 題點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的復(fù)合判據(jù) [綜合強(qiáng)化] 13.請(qǐng)按要求回答下列各題。 (1)溶解少量蔗糖于水中，ΔS__________0(填“>”或“<”，下同)。 (2)乙烯聚合成聚乙烯，ΔS__________0。 (3)CaCO3(s)加熱分解成CaO(s)和CO2(g)，ΔS_________________________________0。 (4)水蒸氣凝結(jié)成水，ΔS__________0。 (5)25 ℃和1.01105 Pa時(shí)，反應(yīng)2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝56.76 kJmol－1能自發(fā)進(jìn)行的原因是__________________________。 答案　(1)>　(2)<　(3)>　(4)<　(5)該反應(yīng)是熵增反應(yīng)，且常溫下熵變?chǔ)對(duì)反應(yīng)的方向性起決定作用 解析　(1)蔗糖溶于水，混亂度增大，屬于熵增過(guò)程，ΔS>0。(2)乙烯聚合成聚乙烯由氣態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)，混亂度減小，ΔS<0。(3)CaCO3(s)加熱分解成CaO(s)和CO2(g)，物質(zhì)的量增多且有氣體產(chǎn)生，混亂度增大，屬于熵增過(guò)程，ΔS>0。(4)水蒸氣凝結(jié)成水，由氣態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)，混亂度減小，ΔS<0。(5)因ΔH>0，ΔS>0，ΔG＝ΔH－TΔS<0時(shí)自發(fā)反應(yīng)，因此ΔS>0對(duì)自發(fā)反應(yīng)起決定作用。 考點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向及其判斷 題點(diǎn)　反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向 14.有A、B、C、D四個(gè)反應(yīng) 反應(yīng) A B C D ΔH/kJmol－1 10.5 1.80 －126 －11.7 ΔS/Jmol－1K－1 30.0 －113.0 84.0 －105.0 則在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是________(填反應(yīng)字母，下同)；任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是________；在溫度高于________ ℃時(shí)可自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是________；在溫度低于________ ℃時(shí)可自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是________。(T＝273.15＋t) 答案　C　B　76.85　A?。?61.72　D 解析　在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)滿足ΔH－TΔS恒小于0，即ΔH＜0，ΔS＞0，滿足此條件的為反應(yīng)C。任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)滿足ΔH－TΔS恒大于0，即ΔH＞0，ΔS＜0，滿足此條件的為反應(yīng)B。反應(yīng)A的復(fù)合判據(jù)ΔH－TΔS＝10 500 Jmol－1－T30.0 Jmol－1K－1，當(dāng)T＞350 K，即t＞76.85 ℃時(shí)，ΔH－TΔS＜0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。反應(yīng)D的復(fù)合判據(jù)ΔH－TΔS＝－11 700 Jmol－1＋T105.0 Jmol－1K－1，當(dāng)T＜111.43 K，即t＜－161.72 ℃時(shí)，ΔH－TΔS＜0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。 考點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向及其判斷 題點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的復(fù)合判據(jù) 15.已知一個(gè)可逆反應(yīng)，若正反應(yīng)為自發(fā)過(guò)程，則其逆反應(yīng)為非自發(fā)過(guò)程，反之，亦然。 (1)已知2CO(g)CO2(g)＋C(s)，T＝980 K時(shí)，ΔH－TΔS＝0。當(dāng)體系溫度低于980 K時(shí)，估計(jì)ΔH－TΔS________0(填“大于”“小于”或“等于”，下同)；當(dāng)體系溫度高于980 K時(shí)，估計(jì)ΔH－TΔS________0。 (2)電子工業(yè)中清洗硅片上的SiO2(s)的反應(yīng)為SiO2(s)＋4HF(g)===SiF4(g)＋2H2O(g)　ΔH(298.15 K)＝－94.0 kJmol－1、ΔS(298.15 K)＝－75.8 Jmol－1K－1，設(shè)ΔH和ΔS不隨溫度而變化，則此反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的溫度范圍是________。 答案　(1)小于　大于　(2)小于　T＜1 240 K 解析　(1)C(s)＋CO2(g)2CO(g)的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH＞0，則2CO(g)CO2(g)＋C(s)為放熱反應(yīng)，ΔH＜0，且該反應(yīng)ΔS＜0，則當(dāng)T＜980 K時(shí)，ΔH－TΔS＜0，T＞980 K時(shí)，ΔH－TΔS＞0。 (2)由題給信息可知，要使反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，應(yīng)有ΔH－TΔS＜0，即－94.0 kJmol－1－T(－75.810－3 kJmol－1K－1)＜0，則T＜≈1 240 K。 考點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向及其判斷 題點(diǎn)　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的復(fù)合判據(jù)