新編高中化學魯科版選修4教學案：第2章 第1節(jié) 化學反應的方向 Word版含解析

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1、新編化學精品資料第1節(jié) 化學反應的方向 課標要求1了解自發(fā)和非自發(fā)過程、熵與熵變的概念。2了解焓判據(jù)的基本內(nèi)容。3了解熵變與焓變這兩個因素對化學反應的共同影響，了解定量判斷反應方向的關系式：HTS。,1自發(fā)過程是在一定溫度和壓強下不需借助光、電等外部力量就能自動發(fā)生的過程。2熵是描述體系混亂度的物理量，用S表示，單位是Jmol1K1，熵變是指反應產(chǎn)物總熵和反應物總熵之差，用S表示。同一物質(zhì)S(g)S(l)S(s)。3化學反應方向的判據(jù)為HTS。(1)HTS0自發(fā)進行(2)HTS0平衡狀態(tài)(3)HTS0不能自發(fā)1自發(fā)過程(1)概念：在溫度和壓強一定的條件下，不借助光、電等外部力量就能自動進行的過

2、程稱為自發(fā)過程；反之稱為非自發(fā)過程。(2)實例：水由高處流向低處的過程、熱由高溫物體傳向低溫物體的過程都屬于自發(fā)過程。2反應焓變與反應方向(1)能自發(fā)進行的化學反應多數(shù)是放熱反應，H0。(2)有些吸熱反應在室溫下能自發(fā)進行，還有一些吸熱反應在較高溫度下能自發(fā)進行。(3)反應焓變是與反應能否自發(fā)進行有關的一個因素，但不是唯一因素。特別提醒(1)自發(fā)反應實際上不一定能夠發(fā)生，非自發(fā)反應在一定條件下也可能發(fā)生。(2)自發(fā)過程可以是物理過程，不一定是自發(fā)反應；而自發(fā)反應一定是自發(fā)過程。3反應熵變與反應方向(1)熵及其影響因素概念：描述體系混亂度的物理量。符號為S。特點：混亂度越大，體系越無序，體系的熵

3、值就越大。影響因素a同一物質(zhì)S(高溫)S(低溫)，S(g)S(l)S(s)。b相同條件下，不同物質(zhì)的熵值不同。(2)熵變概念：反應產(chǎn)物總熵和反應物總熵之差。計算公式：SS(反應產(chǎn)物)S(反應物)。正負判斷依據(jù)a氣體體積增大的反應，熵變通常都是正值，是熵增加的反應。b氣體體積減小的反應，熵變通常都是負值，是熵減小的反應。(3)熵變與反應方向熵增加有利于反應的自發(fā)進行。某些熵減小的反應在一定條件下也能自發(fā)進行。熵變是與反應能否自發(fā)進行有關的一個因素，但不是唯一因素。特別提醒(1)相同條件的不同物，分子結構越復雜，熵越大。(2)S混合物S純凈物。1下列說法中正確的是()A能自發(fā)進行的反應一定能迅速發(fā)

4、生B非自發(fā)反應一定不能發(fā)生C能自發(fā)進行的反應也可能沒有發(fā)生D常溫下，2H2O2H2O2，即常溫下水的分解反應是自發(fā)反應解析：選C能否自發(fā)進行與反應進行的快慢沒有必然聯(lián)系，能自發(fā)進行的反應不一定能迅速發(fā)生，因為反應進行的快慢受反應條件的影響，A項錯誤；在一定條件下，非自發(fā)反應也可能發(fā)生，B項錯誤；D項中反應屬于非自發(fā)反應，錯誤。2下列反應可用焓變來解釋的是()A氫氧化鋇與氯化銨反應B2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)H56.7 kJmol1C(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)H74.9 kJmol1D2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1

5、解析：選D焓變可以用來解釋放熱過程的自發(fā)性，前三項中的反應均為吸熱反應。3下列變化過程中，S0的過程；氣體反應生成固體，熵值減小，B項反應的S0。4下列關于化學反應的熵變的敘述中，正確的是()A化學反應的熵變與反應的方向無關B化學反應的熵變直接決定了反應的方向C熵增大的反應都是體系混亂度增大的反應D熵增大的反應都能自發(fā)進行解析：選C熵是描述體系混亂度的物理量，熵值越大，體系混亂度越大。熵變(S)是影響反應方向的因素，但不是唯一因素，故A、B、D項均錯誤，C項正確。1反應方向的判據(jù)在溫度、壓強一定時，反應的方向應用HTS作為判據(jù)。HTS0反應不能自發(fā)進行。2文字描述在溫度、壓強一定的條件下，自發(fā)

6、反應總是向HTS0所以該反應不能自發(fā)進行。2據(jù)1題反應提供的數(shù)據(jù)分析，溫度能否成為反應方向的決定因素？提示：因該反應H0，S0，且焓變和熵變的數(shù)值相差不大，故溫度能影響反應進行的方向。3溫度若能決定反應方向，則1題反應自發(fā)進行的最低溫度是多少？提示：據(jù)GHTS1 111.6 K，所以CaCO3自發(fā)進行分解的最低溫度為1 111.6 K。1放熱和熵增加都對HTS0有所貢獻，因此放熱的熵增加反應一定能自發(fā)進行，吸熱的熵減小反應一定不能自發(fā)進行。2當反應的焓變和熵變的影響相反，且二者大小相差懸殊時，某一因素可能占主導地位。一般常溫下自發(fā)進行的放熱反應，焓變對反應方向起決定性作用。一般常溫下自發(fā)進行的

7、吸熱反應，熵變對反應方向起決定性作用。3如果反應的焓變和熵變的影響相反且相差不大時，溫度可能對反應的方向起決定性作用。溫度與反應方向的關系：4H與S共同影響一個化學反應在一定條件下能否自發(fā)進行，它們與化學反應速率無關。1對反應的方向起作用的因素的判斷中，不正確的是()A有時焓變對反應的方向起決定性作用B有時熵變對反應的方向起決定性作用C焓變和熵變是判斷反應方向的兩個主要因素D任何情況下，溫度都不可能對反應的方向起決定性作用解析：選D當焓變和熵變對反應方向的影響相反且相差不大時，溫度可能對反應的方向起決定性作用。2指出下列反應或過程的S的正、負號，并判斷常溫時，反應能否自發(fā)進行。(1)2H2O2

8、(aq)=2H2O(l)O2(g)S_0，_自發(fā)進行。(2)C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)S_0，_自發(fā)進行。(3)10 的水結冰S_0。解析：(1)反應為S0的反應，能自發(fā)進行；(2)反應的S0，但常溫下不能自發(fā)進行，高溫時能自發(fā)進行；(3)過程S0。答案：(1)能(2)不能(3)三級訓練節(jié)節(jié)過關1下列過程是非自發(fā)的是()A水由高處向低處流B煤炭的燃燒C鐵在潮濕空氣中生銹 D室溫下水結成冰解析：選D自然界中水由高處向低處流、煤炭的燃燒、鐵在潮濕空氣中生銹、室溫下冰的融化，都是自發(fā)過程，其逆向都是非自發(fā)的。2已知：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)H74.9

9、 kJmol1，下列說法中正確的是()A該反應中熵變、焓變皆大于0B該反應是吸熱反應，因此一定不能自發(fā)進行C碳酸鹽分解反應中熵增加，因此任何條件下所有碳酸鹽分解一定能自發(fā)進行D能自發(fā)進行的反應一定是放熱反應，不能自發(fā)進行的反應一定是吸熱反應解析：選A該反應H0，S0，高溫下能自發(fā)進行；S0的反應不一定能自發(fā)進行；反應放熱有利于反應自發(fā)進行，但能自發(fā)進行的反應不一定是放熱反應，不能自發(fā)進行的反應也不一定是吸熱反應。3以下說法中正確的是()AH0的反應均是自發(fā)反應BS為負值的反應均不能自發(fā)進行C冰在室溫下自動融化成水，是熵增的重要結果D高錳酸鉀加熱分解是一個熵減小的過程解析：選CA項，H”“”“”

10、或“”)；(3)該反應_自發(fā)進行(填“能”或“不能”)。解析：根據(jù)圖像可知，該反應是放熱反應，故Q0。根據(jù)反應特點可知，該反應是熵增加的反應，據(jù)此可知該反應能自發(fā)進行。答案：(1)(3)能1反應過程的自發(fā)性可用于()A判斷反應過程的方向B確定反應過程是否一定會發(fā)生C判斷反應速率D判斷反應過程的熱效應解析：選A反應過程的自發(fā)性可用于判斷反應過程的方向，不能確定反應過程是否一定會發(fā)生，也不能確定反應速率。放熱反應常常能自發(fā)進行，但有些吸熱反應也能自發(fā)進行。2下列關于焓變(H)的敘述中正確的是()A化學反應的H直接決定了反應的方向B化學反應的H與反應的方向無關CH0，S0BH0CH0，S0 DH0，

11、S0，S0，反應就不可能自發(fā)進行C如果一個反應H0，S0，S0時，溫度對反應方向起決定性作用，溫度適宜也可能使反應自發(fā)進行，利用HTS是否小于零來判斷反應的自發(fā)性。5下列關于判斷過程的方向的說法正確的是()A所有自發(fā)進行的化學反應都是放熱反應B高溫高壓下可以使石墨轉化為金剛石是自發(fā)的化學反應C由能量判據(jù)和熵判據(jù)組合而成的復合判據(jù)，將更適合于所有的過程D同一物質(zhì)的固、液、氣三種狀態(tài)的熵值相同解析：選C有些吸熱反應也可以自發(fā)進行，如2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)是吸熱反應，又是熵增加的反應，A不正確。高溫高壓使石墨轉化為金剛石，要向體系中輸入能量，本質(zhì)仍然是非自發(fā)的，B不正確。同一物質(zhì)

12、，氣態(tài)時的熵值最大，液態(tài)時次之，固態(tài)時熵值最小，D不正確。6有關下列過程的熵變的判斷不正確的是()A少量食鹽溶于水中：S0B碳和氧氣反應生成CO(g)：S0CH2O(g)變成H2O(l)：S0DCaCO3(s)加熱分解為CaO(s)和CO2(g)：S0解析：選C一般來說，同一種物質(zhì)，不同聚集狀態(tài)，熵的大小關系為氣態(tài)液態(tài)固態(tài)。H2O(g)變成H2O(l)，S0，S0，對反應的影響相反，在1 000 時，HTS180.50 kJmol11 273 K247.7103kJmol1K1134.82 kJmol10，反應能自發(fā)進行；若反應自發(fā)進行，則HTS729 K。8下列反應中，一定不能自發(fā)進行的是(

13、)A2KClO3(s)=2KCl(s)3O2(g)H78.03 kJmol1，S1 110 Jmol1K1BCO(g)=C(s，石墨)O2(g)H110.5 kJmol1，S89.36 Jmol1K1C4Fe(OH)2(s)2H2O(l)O2(g)=4Fe(OH)3(s)H444.3 kJmol1，S280.1 Jmol1K1DNH4HCO3(s)CH3COOH(aq)=CO2(g)CH3COONH4(aq)H2O(l)H37.301 kJmol1，S184.05 Jmol1K1解析：選BA項為放熱的熵增加反應，在任何溫度下都有HTS0，故該反應一定不能自發(fā)進行；C項為放熱的熵減小反應，在低溫

14、時可能有HTS0，因此該反應在低溫下能自發(fā)進行；D項為吸熱的熵增加反應，在高溫時可能有HTS0，因此該反應在高溫下能自發(fā)進行。9.向平底燒瓶中放入氫氧化鋇晶體Ba(OH)28H2O和氯化銨晶體，塞緊瓶塞。在瓶底和木板間滴少量水(如圖所示)。一段時間后，發(fā)現(xiàn)瓶內(nèi)固態(tài)物質(zhì)變稀，有液體生成，瓶壁變冷，小木板黏結在燒瓶底部。這時打開瓶塞，燒瓶中散發(fā)出刺鼻的氣味。(1)下列有關該實驗的結論正確的是_(填字母)。A自發(fā)反應一定是放熱反應B自發(fā)反應一定是吸熱反應C有的吸熱反應也能自發(fā)進行D吸熱反應不能自發(fā)進行(2)發(fā)生反應的化學方程式為_。(3)從化學反應進行方向的角度解釋上述現(xiàn)象：_。解析：(1)由“瓶壁

15、變冷，小木板黏結在燒瓶底部”的實驗現(xiàn)象可判斷該反應為吸熱反應，故不能用焓變來解釋該反應的自發(fā)性，選項A、B錯誤；通過實驗現(xiàn)象可知：該吸熱反應是自發(fā)的，C項正確，D項錯誤。(2)發(fā)生反應的化學方程式為Ba(OH)28H2O2NH4Cl=BaCl22NH310H2O。(3)該反應是吸熱反應，也是熵增加反應，且熵變對反應進行方向起決定性作用。HTS0，常溫下自發(fā)進行，故有題述現(xiàn)象發(fā)生。答案：(1)C(2)Ba(OH)28H2O2NH4Cl=BaCl22NH310H2O(3)該反應是吸熱反應，也是熵增加反應，由于熵變對該反應的方向起決定性作用，即HTS0，該反應常溫下自發(fā)進行，從而產(chǎn)生了上述現(xiàn)象10有

16、A、B、C、D四個反應：反應ABCDH/(kJmol1)10.51.8012611.7S/(Jmol1K1)30.0113.084.0105.0(1)在任何溫度下都能自發(fā)進行的反應是_。(2)在任何溫度下都不能自發(fā)進行的反應是_。(3)在余下的反應中：溫度高于_時可自發(fā)進行的反應是_。溫度低于_時可自發(fā)進行的反應是_。解析：放熱的熵增反應在任何溫度下都能自發(fā)進行，吸熱的熵減反應在任何溫度下都不能自發(fā)進行。放熱的熵減反應在低溫下能自發(fā)進行，吸熱的熵增反應在高溫下可以自發(fā)進行，具體溫度可以根據(jù)HTS0計算出來。答案：(1)C(2)B(3)77A161.6D125 和1.01105 Pa時，反應2N

17、2O5(g)=4NO2(g)O2(g)H56.7 kJmol1能自發(fā)進行，其原因是()A該反應是吸熱反應B該反應是放熱反應C該反應是熵減小的反應D該反應的熵增效應大于能量效應解析：選D題給反應屬于氣體物質(zhì)的量增大的反應，是熵增加反應，能自發(fā)進行；大多數(shù)能自發(fā)進行的化學反應是放熱反應，但該反應是吸熱反應，說明熵增效應大于能量效應。2下列說法中正確的是()A凡是放熱反應都是自發(fā)的，吸熱反應都是非自發(fā)的B自發(fā)反應一定是熵增大，非自發(fā)反應一定是熵減小或不變C熵增加且放熱的反應一定是自發(fā)反應D化學反應能否自發(fā)進行，與反應焓變和熵變有關。當HTS0、H0時，HTS0反應一定能自發(fā)進行，非自發(fā)的反應在高溫下

18、有可能為自發(fā)反應。3下列過程的方向不用熵判據(jù)判斷的是()A氯化銨與結晶氫氧化鋇混合研磨，很快會聞到刺激性氣味B冬天一杯熱水很快變冷C有序排列的火柴散落時成為無序排列D多次洗牌以后，撲克牌毫無規(guī)律的混亂排列的概率大解析：選BA項2NH4ClBa(OH)28H2O=2NH3BaCl210H2O是可以自發(fā)進行的吸熱反應，產(chǎn)生NH3和液態(tài)水混亂度增大，屬于熵判據(jù)。B項有趨向于最低能量狀態(tài)的傾向，屬于能量判據(jù)。C項有序排列的火柴散落時成為無序排列，有趨向于最大混亂度的傾向，屬于熵判據(jù)。D項撲克牌的無序排列也屬于熵判據(jù)。4下列在常溫下均為非自發(fā)反應，在高溫下仍為非自發(fā)反應的是()AAg2O(s)=2Ag(

19、s)O2(g)BFe2O3(s)C(s)=2Fe(s)CO2(g)CN2O4(g)=2NO2(g)D6C(s)6H2O(l)=C6H12O6(s)解析：選D化學反應有向著熵增加的方向進行的趨勢。A、B、C、D四個反應在常溫下不能自發(fā)進行，其中A、B、C三項為熵增加的反應，在高溫下可能為自發(fā)反應，但D項為熵減小的反應，在高溫下仍為非自發(fā)反應。5灰錫結構松散，不能用于制造器皿；而白錫結構堅固，可以制造器皿?，F(xiàn)把白錫制造的器皿放在0 100 kPa的室內(nèi)存放，它會不會變成灰錫而不能繼續(xù)使用(已知在0 100 kPa條件下白錫轉化為灰錫反應的焓變和熵變分別為H2 180.9 Jmol1；S6.61 J

20、mol1K1)()A會變B不會變C不能確定 D升高溫度才會變解析：選A在溫度、壓強一定的條件下，自發(fā)反應總是向著HTS0的方向進行，直至達到平衡態(tài)。該條件下白錫轉化為灰錫反應的HTS2 180.9 Jmol1273 K(6.61 Jmol1K1)376.37 Jmol10，知該過程HTS0是自發(fā)的，而逆過程S0，不能自發(fā)進行，所以D錯。7反應2AB(g)C(g)3D(g)在高溫時能自發(fā)進行，其逆反應在低溫下能自發(fā)進行，則該反應的H、S應為()AH0 BH0，S0，S0 DH0，S0，故其逆反應S0；又知其逆反應在低溫下能自發(fā)進行，可知逆反應的H0。8下列有關說法正確的是()ASO2(g)H2O

21、(g)=H2SO3(l)，該過程是熵增加的過程BSO2(g)=S(s)O2(g)H0、S0，該反應能自發(fā)進行CSO2(g)2H2S(g)=3S(s)2H2O(l)H0解析：選CA項中由氣體生成液體是熵減小的過程；B項中H0、S0，該反應不能自發(fā)進行；C項中反應是一個H0、S0的反應，由HTS可知，該反應在低溫下能自發(fā)進行；D項中SH2SeO4H2TeO4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_熱量(填“放出”或“吸收”)；(2)已知H2Te分解反應的S0，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：H2與硫化合的反應H0，Te與H2反應的S0，所以Te與H2化合的HTS0，不能自發(fā)進行。答案：(1)放出(2)因為化合時H0，S0，故反應不能自發(fā)進行(3)