高中化學(xué) 第二章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 2.4 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向?qū)W(xué)案 新人教版選修4

1、第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向1.能夠理解熵的概念與自發(fā)反應(yīng)。2.能初步利用h、s及g來說明化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向。 3通過聯(lián)系生活及自然界的普遍變化規(guī)律來理解影響反應(yīng)自發(fā)性的兩個因素。自發(fā)過程與自發(fā)反應(yīng)1自發(fā)過程(1)含義：在一定條件下，不用借助于外力就可以自動進(jìn)行的過程。(2)特點體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對外部做功或者釋放熱量)。在密閉條件下，體系有從有序自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向。(3)自然界中的自發(fā)過程自然界中的水由高處往低處流。日常生活中，氣溫升高，冰雪自動融化。鐵器暴露于潮濕的空氣中會生銹。2自發(fā)反應(yīng)在一定條件下無需外界幫助就能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)。1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“&

2、#215;”)。(1)自發(fā)過程不需任何條件就能發(fā)生。()(2)水由高處向低處流屬于自發(fā)過程。()(3)鐵在潮濕空氣中生銹屬于非自發(fā)過程。()(4)從高能轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍艿倪^程，一定是自發(fā)過程。()答案：(1)×(2)(3)×(4)×2下列過程是非自發(fā)過程的是()a自由落體運動b煤炭的燃燒c銅在潮濕空氣中生銹 d室溫下水結(jié)成冰答案：d1自發(fā)反應(yīng)不一定能發(fā)生，非自發(fā)反應(yīng)不一定不能發(fā)生。自發(fā)反應(yīng)和非自發(fā)反應(yīng)是指該反應(yīng)過程是否有自發(fā)進(jìn)行的傾向，而這個過程是否一定會發(fā)生則不能確定。例如：碳的燃燒是一個自發(fā)反應(yīng)，但需要借助外界條件“點燃”，反應(yīng)才能發(fā)生。因此，自發(fā)反應(yīng)與反應(yīng)條件無必

3、然聯(lián)系。2自發(fā)過程與非自發(fā)過程，自發(fā)反應(yīng)與非自發(fā)反應(yīng)的關(guān)系(1)一般來說，如果一個過程是自發(fā)的，則其逆過程往往是非自發(fā)的。非自發(fā)過程要想發(fā)生，則必須對它做功，如利用水泵將水從低處抽向高處，通電使水分解成氫氣和氧氣等。(2)自發(fā)反應(yīng)和非自發(fā)反應(yīng)是可能相互轉(zhuǎn)化的，某一條件下的自發(fā)反應(yīng)可能在另一條件下就是非自發(fā)反應(yīng)，如2no(g)o2(g)=2no2(g)是常溫下的自發(fā)反應(yīng)，而在高溫條件下其逆反應(yīng)是自發(fā)反應(yīng)。總之：過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向，不能確定過程是否一定會發(fā)生以及過程發(fā)生的速率。某些自發(fā)反應(yīng)需要在一定條件下才能自動進(jìn)行，非自發(fā)反應(yīng)具備了一定條件也能發(fā)生。過程的自發(fā)性的作用是()a判斷

4、過程的方向b確定過程是否一定會發(fā)生c判斷過程發(fā)生的速率d判斷過程的熱效應(yīng)解析大量事實告訴我們，過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向，不能確定過程是否一定會發(fā)生和過程發(fā)生的速率，所以a正確，b、c錯誤。放熱反應(yīng)常常能自發(fā)進(jìn)行，但有些吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行，d錯誤。答案a過程的自發(fā)性只是一種趨勢，如高處的水有自發(fā)向低處流的趨勢，但未必就一定流下；過程要發(fā)生，則必須具備一定的條件才可以，如手中拿著的一個球，它有下落的自發(fā)性，但要讓球落下，則必須具備“松開手”這一條件才可以。自發(fā)過程與自發(fā)反應(yīng)的理解與判斷1下列過程均為自發(fā)過程的是()銨鹽的溶解燒堿與鹽酸反應(yīng)zn與稀h2so4反應(yīng)氫氣在氧氣中燃燒mg在空氣

5、中燃燒 鋁熱反應(yīng)墨水在水中的擴散電解熔融的氯化鈉abc d答案：d2下列說法中正確的是()a能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定能迅速發(fā)生b非自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定不能發(fā)生c能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)也可能沒有發(fā)生d常溫下，2h2o2h2o2，即常溫下水的分解反應(yīng)是自發(fā)反應(yīng)答案：c化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向1焓判據(jù)(1)放熱反應(yīng)過程中體系能量降低，具有自發(fā)進(jìn)行的傾向，因此可用焓變來判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。(2)局限性有些吸熱反應(yīng)，也能自發(fā)進(jìn)行。例如：2n2o5(g)=4no2(g)o2(g) h56.7 kj/mol(nh4)2co3(s)=nh4hco3(s)nh3(g) h74.9 kj/mol2熵判據(jù)(1)熵用來度量體系混亂(或

6、無序)程度的物理量。熵值越大，混亂程度越大，符號為s，單位為j/(mol·k)。(2)熵值大小的比較同一種物質(zhì)不同狀態(tài)時熵值大小為s(g)s(l)s(s)。(3)熵增原理在與外界隔絕的體系中，自發(fā)過程將導(dǎo)致體系的熵增大，即熵變(符號s)大于零。(4)熵判據(jù)體系有自發(fā)地向混亂度增加(即熵增)的方向轉(zhuǎn)變的傾向，因此可用熵變來判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。(5)局限性有些熵值減小的反應(yīng)，在一定條件下也能自發(fā)進(jìn)行。例如：2al(s)fe2o3(s)=al2o3(s)2fe(s)s39.35 j/(mol·k)該反應(yīng)是熵減過程，但在高溫下能自發(fā)進(jìn)行。3復(fù)合判據(jù)過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向

7、，不能確定過程是否一定發(fā)生和過程發(fā)生的速率，若允許外界對體系施加某種作用，就可能出現(xiàn)相反的結(jié)果。綜合考慮焓判據(jù)和熵判據(jù)的復(fù)合判據(jù)，將更適合于所有的過程，只根據(jù)一個方面來判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向是不全面的。1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“×”)。(1)體系有序性越高，熵值就越大。()(2)自發(fā)過程將導(dǎo)致體系的熵增大。()(3)吸熱反應(yīng)不可以自發(fā)進(jìn)行。()(4)同種物質(zhì)氣態(tài)時熵值最大。()(5)合成氨反應(yīng)n23h22nh3h0，高溫有利于其自發(fā)進(jìn)行。()答案：(1)×(2)(3)×(4)(5)×2以下自發(fā)過程可用焓判據(jù)來解釋的是()a硝酸銨自發(fā)地溶于水b2n2

8、o5(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：選d。焓判據(jù)能夠說明放熱反應(yīng)為自發(fā)反應(yīng)，而a、b、c三個自發(fā)過程均為吸熱過程，不能單用焓判據(jù)來解釋。影響化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的因素1焓變對化學(xué)反應(yīng)的影響(1)多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)。例如：naoh(aq)hcl(aq)=nacl(aq)h2o(l)h<0。(2)有不少吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行。例如：nh4hco3(s)ch3cooh(aq)=co2(g)ch3coon

9、h4(aq)h2o(l)h>0。(3)還有一些吸熱反應(yīng)在室溫條件下不能自發(fā)進(jìn)行，但在較高溫度下則能自發(fā)進(jìn)行。例如：caco3(s)cao(s)co2(g)h>0。(4)結(jié)論焓變是一個與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的因素，但不是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一因素。2熵變對化學(xué)反應(yīng)的影響(1)許多熵增加的反應(yīng)在常溫、常壓下可以自發(fā)進(jìn)行。例如：2h2o2(aq)=2h2o(l)o2(g)s0。(2)有些熵增加的反應(yīng)在常溫、常壓下不能自發(fā)進(jìn)行，但在較高溫度下可以自發(fā)進(jìn)行。例如：caco3(s)cao(s)co2(g)s0。(3)少數(shù)熵減少的反應(yīng)，在一定條件下也可以自發(fā)進(jìn)行。例如：nh3(g)hcl(g

10、)=nh4cl(s)s0。(4)結(jié)論熵變是與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的另一個因素，但不是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一因素。3復(fù)合判據(jù)對化學(xué)反應(yīng)的影響由焓判據(jù)知放熱過程常常是自發(fā)的；由熵判據(jù)知熵增的過程常常是自發(fā)的。很多情況下，用不同的判據(jù)判斷同一個反應(yīng)，可能會出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果，所以應(yīng)兼顧兩個判據(jù)。為了更準(zhǔn)確判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向，把焓判據(jù)和熵判據(jù)結(jié)合起來組成復(fù)合判據(jù)體系自由能變化(g)判據(jù)，更適合于對所有過程的判斷。ghts(t為開爾文溫度)，g的正、負(fù)決定著反應(yīng)的自發(fā)與否。hts0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行；hts0，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；hts0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。下列說法正確的是()a能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)在任

11、何條件下都能發(fā)生b反應(yīng)nh4hco3(s)=nh3(g)h2o(g)co2(g)h185.57 kj·mol1能自發(fā)進(jìn)行，是因為體系有自發(fā)地向混亂度增大的方向轉(zhuǎn)變的傾向c因為焓變和熵變都與反應(yīng)的自發(fā)性有關(guān)，因此焓變或熵變均可以單獨作為判斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的判據(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)行的方向解析能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)并不一定能迅速發(fā)生，a項錯誤；應(yīng)將焓變和熵變二者綜合起來即利用復(fù)合判據(jù)進(jìn)行反應(yīng)自發(fā)性的判斷，c項錯誤；使用催化劑能改變反應(yīng)的活化能，但不能改變反應(yīng)進(jìn)行的方向，d項錯誤。答案b(1)若將b項改為“反應(yīng)ca(oh)2(aq)co2(g)=caco

12、3(s)h2o(l)能自發(fā)進(jìn)行，是因為該反應(yīng)是放熱反應(yīng)”，對嗎？說明理由。(2)若將d項改為“在其他外界條件不變的情況下，改變體系的溫度，可以改變化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向”，對嗎？舉例說明。答案：(1)對。因為該反應(yīng)是熵減的反應(yīng)，因此該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行是因為其是放熱反應(yīng)。(2)對。如常溫下氨氣和氯化氫生成氯化銨，而加熱時氯化銨會分解。溫度對反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的影響h和s與反應(yīng)方向1碳銨(nh4hco3)在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨氣，下列有關(guān)說法中正確的是()a碳銨分解是因為生成了易揮發(fā)的氣體，使體系的熵增大b碳銨分解是因為外界給予了能量c碳銨分解是吸熱反應(yīng)，根據(jù)焓判據(jù)，不能自發(fā)分解d碳酸鹽都不穩(wěn)定，都

13、能自發(fā)分解解析：選a。放熱反應(yīng)常常是容易進(jìn)行的過程，吸熱反應(yīng)有些也是自發(fā)反應(yīng)，自發(fā)反應(yīng)的熵不一定增大，可能減小，也可能不變。復(fù)合判據(jù)與反應(yīng)方向2某化學(xué)反應(yīng)在較低溫度下能自發(fā)進(jìn)行，較高溫度下不能自發(fā)進(jìn)行。下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是()ah>0，s>0bh>0，s<0ch<0，s>0 dh<0，s<0解析：選d。h>0，s>0，要使hts<0，t值應(yīng)較大，即應(yīng)該在高溫下才能自發(fā)進(jìn)行，a錯誤；h>0，s<0，hts>0，任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行，b錯誤；h<0，s>0，hts<0一定成立，任何溫度

14、下都能自發(fā)進(jìn)行，c錯誤；h<0，s<0，要使hts<0，t值應(yīng)較小，即應(yīng)該在低溫下才能自發(fā)進(jìn)行，d正確。3某化學(xué)反應(yīng)其h122 kj/mol，s431 j/(mol·k)，則以下關(guān)于此反應(yīng)的自發(fā)性描述中正確的是()a在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行b僅在低溫下能自發(fā)進(jìn)行c僅在高溫下能自發(fā)進(jìn)行d在任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行解析：選b。因h<0，s<0，由ghts<0判斷，只有低溫時反應(yīng)才能自發(fā)進(jìn)行。 重難易錯提煉1.焓判據(jù)：放熱過程中體系能量降低，h0，反應(yīng)具有自發(fā)進(jìn)行的傾向。2.熵判據(jù)：在密閉條件下，體系有自發(fā)地向混亂度增加(s0)的方向轉(zhuǎn)變的傾向。3.同一

15、物質(zhì)由固態(tài)(s)液態(tài)(l)氣態(tài)(g)的過程為熵值增大的過程，s0；反之，為熵值減小的過程，s0。4.利用熵變判斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行時，要注意其中的反例，如鋁熱反應(yīng)是熵減小的反應(yīng)，它在一定條件下也能自發(fā)進(jìn)行。課后達(dá)標(biāo)檢測基礎(chǔ)鞏固1下列說法中正確的是()a凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的b自發(fā)反應(yīng)一定熵增大，非自發(fā)反應(yīng)一定熵減小或不變c熵增加且放熱的反應(yīng)一定是自發(fā)反應(yīng)d非自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都不能實現(xiàn)解析：選c。反應(yīng)的自發(fā)性同時受焓變和熵變的影響。放熱反應(yīng)不都是自發(fā)的，吸熱反應(yīng)也不都是非自發(fā)的。自發(fā)反應(yīng)不一定熵增大，非自發(fā)反應(yīng)也不一定熵減小或不變。反應(yīng)能不能發(fā)生受外界條件的影響，非自發(fā)反

16、應(yīng)在一定條件下也可能發(fā)生。2下列變化過程中，s<0的是()a氯化鈉溶于水bnh3(g)與hcl(g)反應(yīng)生成nh4cl(s)c干冰(co2)升華dcaco3(s)分解為cao(s)和co2(g)解析：選b。氯化鈉溶于水后發(fā)生電離，混亂度增大，s>0，a錯誤；nh3(g)與hcl(g)反應(yīng)生成nh4cl(s)，氣體減少，s<0，b正確；干冰(co2)升華，混亂度增大，s>0，c錯誤；caco3(s)分解為cao(s)和co2(g)，氣體增多，s>0，d錯誤。3下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)焓變的敘述中，正確的是()a化學(xué)反應(yīng)的焓變與反應(yīng)的方向無關(guān)b化學(xué)反應(yīng)的焓變直接決定了反應(yīng)的方

17、向c焓變?yōu)檎姆磻?yīng)都是吸熱反應(yīng)d焓變?yōu)檎姆磻?yīng)都能自發(fā)進(jìn)行解析：選c。反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行(反應(yīng)進(jìn)行的方向)是由hts決定的，與h、s和t都有關(guān)。焓變只表達(dá)化學(xué)反應(yīng)是釋放能量還是吸收能量，不能用來獨立判斷反應(yīng)的自發(fā)性。4下列對熵的理解不正確的是()a同種物質(zhì)氣態(tài)時熵值最大，固態(tài)時熵值最小b體系越有序，熵值越??；越混亂，熵值越大c與外界隔離的體系，自發(fā)過程將導(dǎo)致體系的熵減小d25 、1.01×105 pa時，2n2o5(g)=4no2(g)o2(g)是熵增的反應(yīng)解析：選c。熵指的是體系混亂程度，越混亂其熵值越大，故b正確；對于同一物質(zhì)，由固液氣三態(tài)熵值逐漸增大，故a正確；自發(fā)過程是熵增的過

18、程，故c錯誤；對于d選項中的反應(yīng)，由于反應(yīng)后氣體分子數(shù)增多，熵值增大，故d正確。5下列反應(yīng)過程中，h>0且s>0的是()anh3(g)hcl(g)=nh4cl(s)bcaco3(s)=cao(s)co2(g)c4al(s)3o2(g)=2al2o3(s)dhcl(aq)naoh(aq)=nacl(aq)h2o(l)解析：選b。a是熵減的放熱反應(yīng)；c是熵減的放熱反應(yīng)；d是放熱反應(yīng)。6已知：(nh4)2co3(s)=nh4hco3(s)nh3(g)h74.9 kj·mol1，下列說法中正確的是()a該反應(yīng)中熵變、焓變皆大于0b該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，因此一定不能自發(fā)進(jìn)行c該反應(yīng)僅在

19、低溫下能自發(fā)進(jìn)行d能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)，不能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)解析：選a。該反應(yīng)h>0，s>0，高溫下能自發(fā)進(jìn)行；s>0的反應(yīng)不一定能自發(fā)進(jìn)行；反應(yīng)放熱有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，但能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)不一定是放熱反應(yīng)，不能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)也不一定是吸熱反應(yīng)。7下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性敘述中正確的是()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)的解析：選a。用復(fù)合判據(jù)ghts判斷：a項，當(dāng)h0，s0時，ghts0，一定是自發(fā)反應(yīng)。b項，當(dāng)h0，s0時，不能

20、判斷ghts的正負(fù)。c項，當(dāng)h0，s0時，不能判斷ghts的正負(fù)。d項，當(dāng)h0，s0時，ghts0，是非自發(fā)反應(yīng)。8在25 、1.01×105 pa時，反應(yīng)2n2o5(g)=4no2(g)o2(g)h56.76 kj/mol，自發(fā)進(jìn)行的原因是()a是吸熱反應(yīng)b是放熱反應(yīng)c是熵減反應(yīng) d熵增效應(yīng)大于能量效應(yīng)解析：選d。由所給的熱化學(xué)方程式可知，該反應(yīng)為吸熱、熵增加的反應(yīng)，其中熵的變化是自發(fā)進(jìn)行的原因。9實現(xiàn)“節(jié)能減排”和“低碳經(jīng)濟”的一項重要課題就是如何將co2轉(zhuǎn)化為可利用的資源。目前工業(yè)上有一種方法是用co2來生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng)：co2(g)3h2(g)ch3oh(g)

21、h2o(g)，如圖表示該反應(yīng)過程中能量(單位為kj·mol1)的變化：下列關(guān)于該反應(yīng)的說法中，正確的是()ah0，s0 bh0，s0ch0，s0 dh0，s0解析：選c。根據(jù)反應(yīng)過程中能量變化的情況可知反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，反應(yīng)放熱，h0；該反應(yīng)發(fā)生后氣體的物質(zhì)的量減小，s0。10在化學(xué)反應(yīng)a(g)b(g)2c(g)d(g)hq kj·mol1過程中的能量變化如圖所示，回答下列問題。(1)q_(填“”“”或“”)0。(2)熵變s_(填“”“”或“”)0。(3)該反應(yīng)_(填“能”或“不能”)自發(fā)進(jìn)行。(4)升高溫度平衡常數(shù)k_(填“增大”“減小”或“不變”)，平衡

22、向_方向移動。解析：(1)據(jù)圖像可知，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故q0；(2)據(jù)反應(yīng)特點可知，該反應(yīng)是熵值增大的反應(yīng)；(3)據(jù)ghts<0可知該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行；(4)升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)減小。答案：(1)(2)(3)能(4)減小逆反應(yīng)11(1)將水蒸氣通過紅熱的炭即可產(chǎn)生水煤氣。反應(yīng)為c(s)h2o(g)co(g)h2(g)h131.3 kj·mol1，該反應(yīng)在常溫下_(填“能”或“不能”)自發(fā)進(jìn)行。(2)有人提出，可以設(shè)計反應(yīng)2co=2co2(h>0、s<0)來消除co對環(huán)境的影響。請你判斷是否可行并說出理由：_。解析：(1)該反應(yīng)h>0，s&g

23、t;0，所以，只有在高溫時才能自發(fā)進(jìn)行。(2)該反應(yīng)的h>0、s<0，所以在任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行。答案：(1)不能(2)不可行，該反應(yīng)是一個焓增、熵減的反應(yīng)，所以不能自發(fā)進(jìn)行能力提升12下列判斷錯誤的是()反應(yīng)4fe(oh)2(s)2h2o(l)o2(g)=4fe(oh)3(s)在室溫下可自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的h0反應(yīng)c(s)h2o(g)=co(g)h2(g)在室溫下不能自發(fā)進(jìn)行，說明該反應(yīng)的h0一定溫度下，反應(yīng)mgcl2(l)=mg(l)cl2(g)的h0、s0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h0a bc d解析：選d。中反應(yīng)的s0，能自發(fā)

24、進(jìn)行，根據(jù)hts0，則h0，正確；中反應(yīng)的s0，在室溫下不能自發(fā)進(jìn)行，根據(jù)hts可知h0，該反應(yīng)在高溫下能自發(fā)進(jìn)行，錯誤；中有氣體生成，是熵增反應(yīng)，該反應(yīng)為分解反應(yīng)，反應(yīng)吸熱，h0，正確；中常溫下該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，則說明hts0，即hts，而該反應(yīng)氣體的量增加，是熵增反應(yīng)，故s0，則常溫下h0，正確。13(2017·泉州高二檢測)如圖所示在圖1 a、b兩容器里，分別收集著兩種互不作用的氣體。若將中間活塞打開，兩種氣體分子立即都分布在兩個容器中(見圖2)。這是一個不伴隨能量變化的自發(fā)過程。關(guān)于此過程的下列說法中不正確的是()a此過程為混亂程度小的向混亂程度大的方向的變化過程，即熵增大

25、的過程b此過程為自發(fā)過程，而且沒有熱量的吸收或放出c此過程從有序到無序，混亂度增大d此過程是自發(fā)可逆的解析：選d。由題意知h0、s0，由hts知該過程的逆過程不能自發(fā)進(jìn)行，所以d錯。14灰錫結(jié)構(gòu)松散，不能用于制造器皿，而白錫結(jié)構(gòu)堅固，可以制造器皿。現(xiàn)把白錫制成的器皿放在0 、100 kpa的室內(nèi)存放，它會不會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h2 180.9 j·mol1，s6.61 j·mol1·k1)()a會變成灰錫 b不會變成灰錫c不能確定 d升高溫度才會變成灰錫解析：選a。在等溫、等壓條件下，自發(fā)

26、反應(yīng)總是向著hts0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，白錫會不會變?yōu)榛义a的問題就轉(zhuǎn)化為求算反應(yīng)：白錫灰錫的hts值的問題。hts2 180.9 j·mol1273 k×(6.61 j·mol1·k1)376.37 j·mol10，因此在該條件下白錫會變?yōu)榛义a。15在其他條件不變時，改變某一條件對aa(g)bb(g)cc(g)化學(xué)平衡的影響，得到如圖所示圖像(表示平衡轉(zhuǎn)化率)，回答下列問題：(1)在反應(yīng)中，已知p1p2，正反應(yīng)為_(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)，也是一個反應(yīng)前后氣體分子數(shù)_(填“減小”或“增大”)的反

27、應(yīng)，由此判斷，此反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行必須滿足的條件是_。(2)在反應(yīng)中，t1_(填“”“”或“”)t2，正反應(yīng)為_(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。(3)在反應(yīng)中，若t1t2，試分析該反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？解析：(1)反應(yīng)中恒壓條件下溫度升高，(a)減小，即升高溫度平衡逆向移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；由p1p2知，恒溫時壓強越大，(a)越大，即增大壓強平衡正向移動，說明正反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)；放熱、熵減的反應(yīng)只能在低溫下自發(fā)進(jìn)行。(2)根據(jù)“先拐先平”的原則判斷，反應(yīng)中t1t2；溫度越高，平衡時c的物質(zhì)的量越小，即升高溫度平衡逆向移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。答案：(1)放熱減小低溫(2)放熱(3)反

28、應(yīng)中在恒溫下壓強對(a)沒有影響，說明此反應(yīng)s0，又t1t2，恒壓下溫度越高，(a)越小，則h0。hts0，則反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。16某化學(xué)興趣小組專門研究了氧族元素及其某些化合物的部分性質(zhì)。所查資料信息如下：酸性：h2so4>h2seo4>h2teo4氧、硫、硒與氫氣化合越來越難，碲與氫氣不能直接化合由元素的單質(zhì)生成等物質(zhì)的量的氫化物的焓變情況如圖請回答下列問題：(1)h2與硫化合的反應(yīng)_(填“放出”或“吸收”)熱量。(2)已知h2te分解反應(yīng)的s>0，請解釋為什么te和h2不能直接化合：_。(3)上述資料信息中能夠說明硫元素非金屬性強于硒元素的是_(填序號)。解析：(1)由圖

29、示可知h2與硫化合的反應(yīng)h<0，故為放熱反應(yīng)。(2)由圖示可知h2與te化合的反應(yīng)h>0，h2te分解時s>0，則te與h2化合時s<0，hts>0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。答案：(1)放出(2)因為化合時h>0，s<0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行(3)章末過關(guān)檢測(二)(時間：60分鐘，滿分：100分)一、選擇題(本題包括16小題，每小題3分，共48分)1a、b、c三個容器分別發(fā)生合成氨反應(yīng)，經(jīng)過相同的一段時間后，測得：容器abc反應(yīng)速率(mol·l1·min1)v(h2)3v(n2)3v(nh3)4則三個容器中合成氨的反應(yīng)速率()av(a)v(

30、b)v(c)bv(b)v(c)v(a)cv(c)v(a)v(b) dv(b)v(a)v(c)解析：選b。合成氨的化學(xué)方程式是3h2(g)n2(g)2nh3(g)(條件略)。換算成同一物質(zhì)來表示該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率即可進(jìn)行比較。根據(jù)物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比，也可以換算成“vkv(某物質(zhì))/該物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)”(單位略)：v(a)k1、v(b)k3、v(c)k2，進(jìn)行比較即可。2一定溫度下，反應(yīng)n2(g)o2(g)2no(g)在密閉容器中進(jìn)行，下列措施不能改變化學(xué)反應(yīng)速率的是()a縮小體積使壓強增大 b恒容，充入n2c恒容，充入he d恒壓，充入he解析：選c。a項，縮小體積使壓

31、強增大，化學(xué)反應(yīng)速率增大；b項，容積不變，充入n2，使反應(yīng)物n2的濃度增大，反應(yīng)速率增大；c項，容積不變，充入he，n2、o2、no的濃度不變，因此反應(yīng)速率不變；d項，壓強不變，充入he，反應(yīng)容器的體積必然增大，n2、o2、no的濃度減小，反應(yīng)速率減小。3(2017·深圳高二檢測)反應(yīng)2a(g)2b(g)c(g)h>0，達(dá)到平衡時，要使逆反應(yīng)速率降低，a的濃度增大，應(yīng)采取的措施是()a減壓 b加壓c增大b的濃度 d降溫解析：選d。題目要求逆反應(yīng)速率降低，則可排除增加b的濃度和增大壓強，即b、c項錯誤。根據(jù)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)可知，降低溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，且速率減小，d項正確；

32、正反應(yīng)氣體物質(zhì)的量增加，則減小壓強，平衡向正反應(yīng)方向移動，a的濃度減小，a項錯誤。4(2017·北京西城區(qū)高二質(zhì)檢)將0.2 mol·l1 ki溶液和0.05 mol·l1 fe2(so4)3溶液等體積混合后，取混合液分別完成下列實驗，能說明溶液中存在化學(xué)平衡2fe32i2fe2i2的是()實驗編號實驗操作實驗現(xiàn)象滴入kscn溶液溶液變紅色滴入agno3溶液有黃色沉淀生成滴入k3fe(cn)6溶液有藍(lán)色沉淀生成滴入淀粉溶液溶液變藍(lán)色a.和 b和c和 d和解析：選d。由濃度及反應(yīng)關(guān)系可知i過量，所以要說明溶液中存在該化學(xué)平衡則只要證明溶液中同時含有fe3和fe2即可

33、。溶液變紅色說明溶液中存在fe3；黃色沉淀是agi，說明溶液中含有i；有藍(lán)色沉淀生成說明溶液中含有fe2；溶液變藍(lán)色說明溶液中含有i2。綜上所述，d項正確。5下列有關(guān)化學(xué)平衡常數(shù)的描述中正確的是()a化學(xué)平衡常數(shù)的大小取決于化學(xué)反應(yīng)本身，與其他外界條件無關(guān)b相同溫度下，反應(yīng)abc與反應(yīng)cab的化學(xué)平衡常數(shù)相同c反應(yīng)2so2(g)o2(g)2so3(g)h<0的化學(xué)平衡常數(shù)隨溫度升高而增大d反應(yīng)a(g)b(g)2c(g)的平衡常數(shù)表達(dá)式為k解析：選d。a項，化學(xué)平衡常數(shù)與溫度有關(guān)；b項，兩反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)互為倒數(shù)；c項，正向反應(yīng)放熱，所以升高溫度，平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小。6將3 mo

34、l o2加入v l的反應(yīng)容器中，在高溫下放電，經(jīng)t1 s建立了平衡體系：3o22o3，此時測知o2的轉(zhuǎn)化率為30%。下列圖像能正確表示氣體的物質(zhì)的量(n)與時間(t)的關(guān)系的是()解析：選c。o2為反應(yīng)物，隨著反應(yīng)的進(jìn)行濃度逐漸減??；o3為生成物，隨著反應(yīng)的進(jìn)行濃度逐漸增大。達(dá)到平衡時n(o2)2.1 mol>n(o3)0.6 mol。7下列關(guān)于熵變的判斷不正確的是()a少量純堿溶解于水中，s>0b固體碳和氧氣反應(yīng)生成co(g)，s>0ch2o(g)變成液態(tài)水，s>0dkclo3(s)加熱分解為kcl(s)和o2(g)，s>0解析：選c。a、b、d選項都是混亂度增

35、大即熵值增大的過程，s>0。c選項是混亂度減小即熵值減小的過程，s<0。8在一定體積的密閉容器中放入3 l氣體r和5 l氣體q，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：2r(g)5q(g)4x(g)ny(g)，反應(yīng)完全后容器溫度不變，混合氣體的壓強是原來的87.5%，則化學(xué)方程式中的n值可能是()a2 b3c4 d5解析：選a。由于反應(yīng)后氣體壓強減小，可知反應(yīng)物與產(chǎn)物化學(xué)計量數(shù)關(guān)系為25>4n，解得n<3，故選a。9在一定容積的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：n2(g)3h2(g)2nh3(g)。已知反應(yīng)過程中某一時刻n2、h2、nh3的濃度分別為0.1 mol/l、0.3 mol/l、0.2 mo

36、l/l。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，可能存在的數(shù)據(jù)是()an2為0.2 mol/l，h2為0.6 mol/lbn2為0.15 mol/lcn2、h2均為0.18 mol/ldnh3為0.4 mol/l解析：選b。本題考查學(xué)生對可逆反應(yīng)特征的理解，解答時應(yīng)注意兩點：(1)可逆反應(yīng)既可向正反應(yīng)方向進(jìn)行，又可向逆反應(yīng)方向進(jìn)行；(2)可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底，只能反應(yīng)到一定程度達(dá)到平衡狀態(tài)，平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量都大于零。對于本題，若反應(yīng)從題給時刻開始向正反應(yīng)方向進(jìn)行并達(dá)到平衡，此時nh3的濃度應(yīng)小于0.4 mol/l；若反應(yīng)從題給時刻開始向逆反應(yīng)方向進(jìn)行并達(dá)到平衡，此時n2的濃度應(yīng)小于0.2 mol/l，h2的濃

37、度應(yīng)小于0.6 mol/l；由各反應(yīng)物的量的關(guān)系可知無論反應(yīng)進(jìn)行到什么程度，c(n2)c(h2)13，因此兩者不可能同時為0.18 mol/l。10在溶液中，反應(yīng)a2bc分別在三種不同實驗條件下進(jìn)行，各物質(zhì)的起始濃度分別為c(a)0.100 mol·l1、c(b)0.200 mol·l1、c(c)0。反應(yīng)物a的濃度隨時間的變化如圖所示。則下列觀點正確的是()a若實驗、的平衡常數(shù)分別為k1、k2，則k1<k2b反應(yīng)a2bc的h>0c實驗平衡時b的轉(zhuǎn)化率為60%d減小實驗的壓強，可以使平衡時c(a)0.060 mol·l1解析：選b。實驗相對于實驗使用了催

38、化劑，化學(xué)平衡常數(shù)不變，a項錯誤；實驗相對于實驗改變的條件是升溫，平衡正向移動，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，b項正確；實驗平衡時b的轉(zhuǎn)化率為40%，c項錯誤；對于溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，改變壓強，對平衡基本沒有影響，d項錯誤。11在一定溫度、不同壓強(p1<p2)下，可逆反應(yīng)2x(g)2y(g)z(g)中，生成物z在反應(yīng)混合物中的體積分?jǐn)?shù)()與反應(yīng)時間(t)的關(guān)系如圖所示，正確的是()解析：選b。根據(jù)“先拐先平，數(shù)值大”的原則，因p1<p2，所以p2應(yīng)先“拐”，所以a和c均錯。根據(jù)化學(xué)方程式特點，增大壓強，平衡逆向移動，即向消耗z的方向移動，即增大壓強，z在平衡體系中的體積分?jǐn)?shù)將減小，b符合題意

39、。12.一定條件下，在某密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：ma(g)nb(g)pc(g)qd(g)，若增大壓強或升高溫度，重新達(dá)到平衡，反應(yīng)速率隨時間的變化過程如圖所示，則對該反應(yīng)的敘述正確的是()a正反應(yīng)是吸熱反應(yīng) b逆反應(yīng)是放熱反應(yīng)cmn<pq dmn>pq解析：選c。升高溫度，由圖像判斷平衡向逆反應(yīng)方向移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，a、b錯誤；增大壓強，由圖像判斷平衡向逆反應(yīng)方向移動，逆反應(yīng)氣體體積減小，c正確、d錯誤。13加熱n2o5時，發(fā)生以下兩個分解反應(yīng)：n2o5n2o3o2，n2o3n2oo2，在1 l密閉容器中加熱4 mol n2o5 達(dá)到化學(xué)平衡時c(o2)為

40、4.50 mol/l，c(n2o3)為1.62 mol/l，則在該溫度下各物質(zhì)的平衡濃度正確的是()ac(n2o5)1.44 mol/lbc(n2o5)0.94 mol/lcc(n2o)1.40 mol/ldc(n2o)3.48 mol/l解析：選b。n2o5n2o3o2起始(mol/l)：400變化(mol/l): x x x平衡(mol/l): 4x x xn2o3n2oo2起始(mol/l): x 0 0變化(mol/l): y y y平衡(mol/l): xy y y根據(jù)題意列方程得解得：x3.06，y1.44；則：c(n2o5)4 mol/l3.06 mol/l0.94 mol/l，

41、c(n2o)1.44 mol/l。14溫度為t時，向2.0 l恒容密閉容器中充入1.0 mol pcl5，反應(yīng)pcl5(g)pcl3(g)cl2(g)經(jīng)過一段時間后達(dá)到平衡。反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表：t/s050150250350n(pcl3)/mol00.160.190.200.20下列說法正確的是()a反應(yīng)在前50 s的平均速率v(pcl3)0.003 2 mol·l1·s1b保持其他條件不變，升高溫度，平衡時c(pcl3)0.11 mol·l1，則反應(yīng)的h<0c相同溫度下，起始時向容器中充入1.0 mol pcl5、0.20 mol pcl3和0

42、.20 mol cl2，反應(yīng)達(dá)到平衡前v正>v逆d相同溫度下，起始時向容器中充入2.0 mol pcl5，達(dá)到平衡時，pcl5的轉(zhuǎn)化率大于20%解析：選c。a項，由表中數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)在前50 s的平均速率v(pcl3)0.001 6 mol·l1·s1。b項，升高溫度，重新達(dá)到平衡時n(pcl3)0.11 mol·l1×2.0 l0.22 mol>0.20 mol，說明升高溫度，平衡正向移動，即正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。c項，q<k，故反應(yīng)達(dá)到平衡前v正>v逆。d項，相當(dāng)于增大壓強，平衡逆向移動，pcl5的轉(zhuǎn)化率小于20%。15(2017

43、·福建六校聯(lián)考)下列能用勒夏特列原理解釋的是()a煅燒粉碎的硫鐵礦有利于so2生成b由h2、i2、hi三種氣體組成的平衡體系加壓后顏色變深c使用鐵觸媒，使n2和h2的混合氣體有利于合成nh3d實驗室常用排飽和食鹽水法收集cl2解析：選d。煅燒粉碎的硫鐵礦能加快反應(yīng)速率，對平衡沒有影響，故a錯誤；由h2、i2、hi三種氣體組成的平衡體系加壓平衡不移動，不能用勒夏特列原理解釋，故b錯誤；使用鐵觸媒，使n2和h2的混合氣體合成nh3的反應(yīng)速率加快，對平衡移動沒有影響，故c錯誤；cl2h2ohclhclo，增大氯離子濃度，使平衡逆向移動，氯氣溶解度減小，所以實驗室常用排飽和食鹽水法收集cl2

44、，能用勒夏特列原理解釋，故d正確。16已知h2(g)i2(g)2hi(g)，現(xiàn)有相同容積且體積可變的兩個絕熱容器甲和乙，甲中加入h2和i2各0.1 mol，乙中加入hi 0.2 mol，在起始溫度相同的條件下分別達(dá)到平衡。下列說法正確的是()a平衡時甲、乙兩容器的體積相等b平衡時甲、乙兩容器中c(h2)相等c平衡時甲、乙兩容器中v(h2)相等d平衡時甲、乙兩容器中氣體總物質(zhì)的量相等解析：選d。由于反應(yīng)的容器是絕熱的，而正反應(yīng)與逆反應(yīng)的熱效應(yīng)相反，故甲、乙兩容器平衡時的溫度不同，因此平衡狀態(tài)不同。根據(jù)反應(yīng)方程式可知，反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量相同，所以d項正確，其余選項均錯誤。二、非選擇題(本題包括

45、4小題，共52分)17(12分)科學(xué)家一直致力于“人工固氮”新方法的研究。(1)傳統(tǒng)“人工固氮”的反應(yīng)為n2(g)3h2(g)2nh3(g)。一定溫度下，將1 mol n2和3 mol h2通入體積為0.5 l的密閉容器中，達(dá)到平衡狀態(tài)時h2的轉(zhuǎn)化率為50%，該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)k_(保留兩位有效數(shù)字)。(2)最新“人工固氮”的研究報道，常溫常壓、光照條件下，n2在催化劑表面與水發(fā)生反應(yīng)：2n2(g)6h2o(l)4nh3(g)3o2(g)hq kj·mol1。已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)k與溫度的關(guān)系如圖所示，則此反應(yīng)為_(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。(3)氨催化氧化法制硝酸的主要反應(yīng)

46、為4nh3(g)5o2(g)4no(g)6h2o(g)h<0；在容積為1 l的密閉容器中發(fā)生該反應(yīng)，容器內(nèi)部分物質(zhì)的含量如下表：物質(zhì)的量時間n(nh3)(mol)n(o2)(mol)n(no)(mol)起始1.603.200.00第2 mina2.700.40第4 min0.601.951.00第6 min0.601.951.00反應(yīng)在第2 min到第4 min時，nh3的平均反應(yīng)速率為_mol·(l·min)1。對于上述反應(yīng)的下列判斷，正確的是_(填序號，下列選項中x%表示x的物質(zhì)的量百分含量)。a若升高反應(yīng)體系的溫度，平衡時體系中nh3%將減小b若增大反應(yīng)體系的壓

47、強，平衡時體系中no%將增大c若升高反應(yīng)體系的溫度，平衡時體系中h2o(g)%將增大d加入催化劑，平衡時體系中o2%保持不變答案：(1)0.15(2)吸熱(3)0.3d18(13分)25 時，在體積為2 l的密閉容器中，氣態(tài)物質(zhì)a、b、c的物質(zhì)的量n隨時間t的變化如圖1所示，已知達(dá)到平衡后，降低溫度，a的轉(zhuǎn)化率增大。t2t3t4t5t5t6t7t8k1k2k3k4(1)根據(jù)圖1，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式k_，從反應(yīng)開始到第一次平衡時的平均速率 v(a) 為_。(2)在57 min內(nèi)，若k值不變，則此處曲線變化的原因是_。(3)如圖2表示此反應(yīng)的反應(yīng)速率v和時間t的關(guān)系

48、圖，各階段的平衡常數(shù)如表所示。k1、k2、k3、k4之間的關(guān)系為_(用“>”“<”或“”連接)。a的轉(zhuǎn)化率最大的一段時間是_。答案：(1)a(g)2b(g)2c(g) 005 mol/(l·min)(2)增大壓強(3)k1>k2k3k4t2t319(14分)在100 時，將0.40 mol二氧化氮氣體充入一個2 l抽空的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：2no2n2o4。每隔一段時間就對該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析，得到下表數(shù)據(jù)：時間/s020406080n(no2)/mol0.40n10.26n3n4n(n2o4)/mol0.000.05n20.080.08(1)在上述條件下，從反

49、應(yīng)開始至20 s時，用二氧化氮表示的平均反應(yīng)速率為_mol·l1·s1。(2)n3_(填“>”“<”或“”)n4；該反應(yīng)的平衡常數(shù)k的數(shù)值為_。(3)若在相同條件下最初向該容器中充入四氧化二氮氣體，要達(dá)到上述平衡狀態(tài)，四氧化二氮的起始濃度是_mol·l1。(4)上一問反應(yīng)達(dá)到平衡后四氧化二氮的轉(zhuǎn)化率為_，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為_。(5)達(dá)到平衡后，如果升高溫度，氣體顏色會變深，則升高溫度后，反應(yīng)2no2n2o4的平衡常數(shù)將_(填“增大”“減小”或“不變”)。(6)達(dá)到平衡后，如果向該密閉容器中再充入0.32 mol he，并把容器體積擴大為4 l，則平衡將_(填“向左移動”“向右移動”或“不移動”)。解析：(1)根據(jù)氮原子守恒可得，20 s時no2的