高中化學(xué) 專題2 第二單元 第1課時 化學(xué)反應(yīng)的方向課時作業(yè) 蘇教版選修

1、第二單元 化學(xué)反應(yīng)的方向和限度第1課時化學(xué)反應(yīng)的方向目標(biāo)要求1.了解自發(fā)過程和化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性。2.通過“有序”和“無序”的對比，了解熵和熵變的概念。3.初步了解焓變和熵變對化學(xué)反應(yīng)方向的影響，能用焓變和熵變說明化學(xué)反應(yīng)的方向。一、化學(xué)反應(yīng)的方向1化學(xué)反應(yīng)具有方向性，許多化學(xué)反應(yīng)的正反應(yīng)能自發(fā)進行，而其逆反應(yīng)無法自發(fā)進行。2自發(fā)反應(yīng)：在一定條件下無需外界幫助就能自動進行的反應(yīng)。二、判斷化學(xué)反應(yīng)方向的依據(jù)1能量判據(jù)自然界中的自發(fā)過程，都有由能量較高狀態(tài)向能量較低狀態(tài)轉(zhuǎn)化的傾向；絕大多數(shù)放熱反應(yīng)都能自發(fā)進行，且反應(yīng)放出的熱量越多，體系能量降低得也越多，反應(yīng)越完全。反應(yīng)的焓變是制約化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進

2、行的因素之一。2熵判據(jù)(1)熵用來度量體系混亂程度的物理量。熵值越大，混亂程度越大。符號為S。單位：Jmol1K1。(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)熵變：反應(yīng)前后體系熵的變化，符號為S。若發(fā)生變化后體系的混亂度增大，該過程的S0，反之，S0，反應(yīng)自發(fā)進行；S0，反應(yīng)不能進行。化學(xué)反應(yīng)的S越大，越有利于反應(yīng)自發(fā)進行。3復(fù)合判據(jù)體系能量降低(H0)都有促使反應(yīng)自發(fā)進行的傾向，判斷反應(yīng)的自發(fā)性必須綜合考慮反應(yīng)的焓變和熵變。在恒溫、恒壓時：(1)當(dāng)H0時，反應(yīng)自發(fā)進行。(2)當(dāng)H0，S0時，反應(yīng)不能自發(fā)進行。(3)當(dāng)H0，S0，S0時，反應(yīng)在較高溫度下

3、自發(fā)進行。知識點一能量判據(jù)1實驗證明，多數(shù)能自發(fā)進行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。對此說法的理解正確的是()A所有的放熱反應(yīng)都是自發(fā)進行的B所有的自發(fā)反應(yīng)都是放熱的C焓變是影響反應(yīng)是否具有自發(fā)性的一個重要因素D焓變是決定反應(yīng)是否具有自發(fā)性的惟一判據(jù)答案C解析多數(shù)能自發(fā)進行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，并不是所有自發(fā)進行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，既然說“多數(shù)”，必定存在特例，所以只能說“焓變是影響反應(yīng)是否具有自發(fā)性的一個重要因素，但不是唯一因素”。2下列自發(fā)反應(yīng)可用焓判據(jù)來解釋的是()A2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g) H56.7 kJmol1B(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g) H74

4、.9 kJmol1C2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H286 kJmol1DCaCO3(s)=CaO(s)CO2(g) H178.2 kJmol1答案C解析從焓變的角度分析，化學(xué)反應(yīng)有由高能狀態(tài)向低能狀態(tài)轉(zhuǎn)化、使體系能量降低的趨勢，表現(xiàn)為放熱反應(yīng)較易進行。知識點二熵判據(jù)3碳酸銨(NH4)2CO3在室溫下就能自發(fā)的分解產(chǎn)生氨氣，對其說法正確的是()A碳酸銨分解是因為生成了易揮發(fā)的氣體，使體系的熵增大B碳酸銨分解是因為外界給予了能量C碳酸銨分解是吸熱反應(yīng)，根據(jù)能量判據(jù)不能自發(fā)分解D碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解答案A解析(NH4)2CO3的分解為吸熱反應(yīng)，而吸熱反應(yīng)不易自發(fā)進行；根據(jù)焓變與熵

5、變對化學(xué)反應(yīng)的共同影響，該反應(yīng)熵值一定增大。4摩爾熵是單位物質(zhì)的量的物質(zhì)在一定條件下所具有的熵。試比較下列兩組物質(zhì)摩爾熵的大小順序。(1)相同條件下的氣態(tài)甲醇、乙醇、丙醇。(2)氣態(tài)苯、液態(tài)苯、固態(tài)苯。答案(1)S(氣態(tài)甲醇)S(氣態(tài)乙醇)S(液態(tài)苯)S(固態(tài)苯)解析一般來講，組成物質(zhì)的原子種類相同時，一個分子中的原子數(shù)目越多，其混亂度就越大，熵值也越大；對于同一種物質(zhì)，S(g)S(l)S(s)。根據(jù)以上的規(guī)律可知，對于(1)，S(氣態(tài)甲醇)S(氣態(tài)乙醇)S(液態(tài)苯)S(固態(tài)苯)。知識點三復(fù)合判據(jù)5某反應(yīng)：A=BC在室溫下不能自發(fā)進行，在高溫下能自發(fā)進行，對該反應(yīng)過程H、S的判斷正確的是()A

6、H0、S0 BH0、S0CH0、S0 DH0、S0答案D解析由題意知：該反應(yīng)在室溫下不能自發(fā)反應(yīng)，而高溫下能自發(fā)進行。根據(jù)H和S對反應(yīng)方向的共同影響可推知：H0，S0。6下列反應(yīng)中，常溫常壓下一定不能自發(fā)進行的是()A2KClO3(s)=2KCl(s)3O2(g) H78.03 kJmol1S1 110 Jmol1K1BCO(g)=C(s，石墨)O2(g)H110.5 kJmol1S89.36 Jmol1K1C4Fe(OH)2(s)2H2O(l)O2(g)=4Fe(OH)3(s)H444.3 kJmol1S280.1 Jmol1K1DNH4HCO3(s)CH3COOH(aq)=CO2(g)CH

7、3COONH4(aq)H2O(l)H37.30 kJmol1S184.05 Jmol1K1答案B練基礎(chǔ)落實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)一定是熵增大，非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減小或不變的反應(yīng)C自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)?shù)臈l件下才能實現(xiàn)D自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實現(xiàn)答案C解析放熱反應(yīng)常常是容易進行的過程，吸熱反應(yīng)有些也是自發(fā)的；自發(fā)反應(yīng)的熵不一定增大，可能減小，也可能不變；過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向，是否能實現(xiàn)還要看具體的條件，能量判據(jù)和熵判據(jù)要綜合考慮利用，不能簡單地單一使用。故選C。2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

8、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 、1.01105 Pa時，2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)是熵增的反應(yīng)答案C解析體系都有從有序自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向，此過程為熵增過程，故C錯誤。3.在圖中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(如圖所示)，兩種氣體分子立即都分布在兩個容器中。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變化的過程，即熵增大的過程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)

9、可逆的答案D解析根據(jù)題意H0，S0，由HTS推知該過程能自發(fā)進行，氣體擴散為熵增過程，而其逆過程不能自發(fā)進行。4已知在等溫條件下，化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)為：HTS0，反應(yīng)能逆向自發(fā)進行。(其中H為焓變，S為熵變，T為熱力學(xué)溫度，單位為K)設(shè)反應(yīng)A(s)=D(g)E(g)HTS(4 50011T)Jmol1，要防止反應(yīng)發(fā)生，溫度必須()A高于409 KB低于136 KC高于136 K而且低于409 KD低于409 K答案A525 和1.01105 Pa時，反應(yīng)2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)H56.7 kJ/mol，自發(fā)進行的原因是()A是吸熱反應(yīng) B是放熱反應(yīng)C是熵減少的反應(yīng) D熵增大效

10、應(yīng)大于能量效應(yīng)答案D練方法技巧6石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為C(石墨)O2(g)=CO2(g) H393.51 kJmol1C(金剛石)O2(g)=CO2(g) H395.41 kJmol1關(guān)于金剛石和石墨的相互轉(zhuǎn)化，下列說法正確的是()A石墨轉(zhuǎn)化成金剛石是自發(fā)進行的過程B金剛石轉(zhuǎn)化成石墨是自發(fā)進行的過程C金剛石比石墨更穩(wěn)定D金剛石比石墨能量低答案B解析由熱化學(xué)方程式可知，石墨比金剛石能量低，1 mol石墨轉(zhuǎn)化為1 mol金剛石需吸收1.9 kJ的熱量，金剛石轉(zhuǎn)化為石墨是放熱反應(yīng)，因此金剛石轉(zhuǎn)化為石墨是自發(fā)進行的過程。物質(zhì)所具有的能量越低越穩(wěn)定。點撥：那些不用借助外力就可以自動進行的自

11、發(fā)過程的共同特點是：體系趨于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(這時體系會對外部做功或釋放熱量)，這就是所謂的能量判據(jù)。但是自動進行的自發(fā)反應(yīng)不一定都是由高能狀態(tài)到低能狀態(tài)的過程，例如，硝酸銨溶于水。因而只使用能量判據(jù)來確定變化過程的方向是片面的。對具體反應(yīng)需應(yīng)用能量判據(jù)和熵判據(jù)綜合進行分析，即凡是能夠使體系能量降低、熵增大的方向就是化學(xué)反應(yīng)容易進行的方向。7汽車尾氣(含烴類、CO、NO與SO2等)是城市主要污染源之一，治理的辦法之一是在汽車排氣管上裝催化轉(zhuǎn)化器，它使NO與CO反應(yīng)生成可參與大氣生態(tài)循環(huán)的無毒氣體，其反應(yīng)原理是：2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)，在298 K、100 k

12、Pa下，H113 kJmol1，S145 Jmol1K1。下列說法中錯誤的是()A該反應(yīng)中反應(yīng)物總能量高于生成物的總能量B該反應(yīng)常溫下不能自發(fā)進行，因此需要高溫和催化劑條件C該反應(yīng)常溫下能自發(fā)進行，高溫和催化劑條件只是加快反應(yīng)的速率D汽車尾氣中的這兩種氣體會與人體血紅蛋白結(jié)合而使人中毒思路點撥：解答本題要注意以下兩點：(1)利用GHTS判斷反應(yīng)的方向。(2)注意反應(yīng)發(fā)生的條件。答案B解析因為2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)，298 K時，H113 kJ/mol，S145 Jmol1K1，說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且是熵減的反應(yīng)，生成物的總能量低于反應(yīng)物的總能量。常溫時GHTS11

13、3 kJmol1298 K(145103 kJmol1K1)69.79 kJmol1p2，則此正反應(yīng)為_(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)，也是一個氣體分子數(shù)_(填“減少”或“增大”)的反應(yīng)，由此判斷，此反應(yīng)自發(fā)進行，必須滿足的條件是_。(2)在圖象反應(yīng)中，T1_T2(填“”、“T2，則該反應(yīng)能否自發(fā)進行？答案(1)放熱減少低溫(2)放熱(3)能自發(fā)進行解析本題涉及圖象的分析及化學(xué)平衡的移動和反應(yīng)進行的方向等知識點。反應(yīng)中恒壓下溫度升高，(A)減小，即升高溫度平衡向左移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，Hp2知恒定溫度時壓強越大，(A)越大，即增大壓強平衡向右移動，說明此反應(yīng)為氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)(abc)，

14、即為熵減反應(yīng)，ST2；溫度越高，平衡時C的物質(zhì)的量越小，即升高溫度平衡向左移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，HT2，恒壓下溫度越高(A)越小，說明升高溫度平衡向左移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，H0，則HTS0，反應(yīng)能自發(fā)進行。9已知，一個可逆反應(yīng)，若正反應(yīng)為自發(fā)過程，則其逆反應(yīng)為非自發(fā)過程，反之，亦然。(1)已知2CO(g)CO2(g)C(s)，T980 K時HTS0。當(dāng)體系溫度低于980 K時，估計HTS_0(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)；當(dāng)體系溫度高于980 K時，估計HTS_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)H(29

15、8.15 K)94.0 kJmol1S(298.15 K)75.8 Jmol1K1，設(shè)H和S不隨溫度而變化，則此反應(yīng)自發(fā)進行的溫度是_。答案(1)小于大于(2)小于1 240 K解析(1)C(s)CO2(g)2CO(g)的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，H0，則2CO(g)CO2(g)C(s)為放熱反應(yīng)，H0，且該反應(yīng)S0，則當(dāng)T980 K時，HTS0，T980 K時，HTS0。(2)由題給信息，要使反應(yīng)能自發(fā)進行，須有HTS0，即94.0 kJmol1T(75.8 Jmol1K1)103 kJJ10則T1.24103 K。10在298 K時，下列反應(yīng)的H依次為：C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l) H11 366.8 kJmol1C(石墨)O2(g)=CO2(g)H2393.5 kJmol1H2(g)1/2O2(g)=H2O(l)H3285.8 kJmol1乙醇(C2H5OH)、氫氣、石墨和氧氣的熵值分別為：1610 Jmol1K1、130.6 Jmol1K1、5.74 Jmol1K1、205.3 Jmol1K1，則298 K時，由單質(zhì)生成1 mol乙醇的H、S及