高中化學第2章化學反應方向限度與速率第1節(jié)化學反應方向教學案高二化學教學案

【第1節(jié)化學反響的方向】之小船創(chuàng)作[課標要求]1．認識自覺和非自覺過程、熵與熵變的觀點。2．認識焓判據(jù)的基本內(nèi)容。3．認識熵變與焓變這兩個要素對化學反響的共同影響，認識定量判斷反響方向的關(guān)系式：H－TS。,1．自覺過程是在必定溫度和壓強下不需借助光、電等外面力量就能自動發(fā)生的過程。2．熵是描繪系統(tǒng)雜亂度的物理量，用S表示，－1－1單位是J·mol·K，熵變是指反響產(chǎn)物總熵和反響物總熵之差，用S表示。同一物質(zhì)S(g)>S(l)>S(s)。3．化學反響方向的判據(jù)為H－TS。(1)H－TS＜0自覺進行H－TS＝0均衡狀態(tài)H－TS＞0不可以自覺反響焓變、熵變與反響方向1．自覺過程觀點：在溫度和壓強必定的條件下，不借助光、電等外面力量就能自動進行的過程稱為自覺過程；反之稱為非自覺過程。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覺過程。2．反響焓變與反響方向能自覺進行的化學反響多半是放熱反響，H＜0。有些吸熱反響在室溫下能自覺進行，還有一些吸熱反響在較高溫度下能自覺進行。反響焓變是與反響可否自覺進行相關(guān)的一個要素，但不是獨一要素。[特別提示]自覺反響實質(zhì)上不必定能夠發(fā)生，非自覺反響在必定條件下也可能發(fā)生。自覺過程能夠是物理過程，不必定是自覺反響；而自覺反響必定是自覺過程。3．反響熵變與反響方向熵及其影響要素①觀點：描繪系統(tǒng)雜亂度的物理量。符號為S。②特色：雜亂度越大，系統(tǒng)越無序，系統(tǒng)的熵值就越大。③影響要素a．同一物質(zhì)S(高溫)>S(低溫)，S(g)>S(l)>S(s)。b．同樣條件下，不一樣物質(zhì)的熵值不一樣。熵變①觀點：反響產(chǎn)物總熵和反響物總熵之差。②計算公式：S＝S(反響產(chǎn)物)－S(反響物)。③正負判斷依照a．氣體體積增大的反響，熵變往常都是正當，是熵增加的反響。b．氣體體積減小的反響，熵變往常都是負值，是熵減小的反響。熵變與反響方向①熵增添有益于反響的自覺進行。②某些熵減小的反響在必定條件下也能自覺進行。③熵變是與反響可否自覺進行相關(guān)的一個要素，但不是獨一要素。[特別提示]同樣條件的不一樣物，分子構(gòu)造越復雜，熵越大。S混淆物>S純凈物。1．以下說法中正確的選項是()A．能自覺進行的反響必定能快速發(fā)生B．非自覺反響必定不可以發(fā)生C．能自覺進行的反響也可能沒有發(fā)生．常溫下，通電↑＋↑，即常溫下水的分解D2H2O=====2H2O2反響是自覺反響分析：選C可否自覺進行與反響進行的快慢沒有必定聯(lián)系，能自覺進行的反響不必定能快速發(fā)生，因為反響進行的快慢受反響條件的影響，A項錯誤；在必定條件下，非自發(fā)反響也可能發(fā)生，B項錯誤；D項中反響屬于非自覺反響，錯誤。2．以下反響可用焓變來解說的是()A．氫氧化鋇與氯化銨反響B(tài)．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)H＝＋56.7kJ·mol－1C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)H＝＋74.9kJ·mol－1D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)H＝－571.6kJ·mol－1分析：選D焓變能夠用來解開釋熱過程的自覺性，前三項中的反響均為吸熱反響。3．以下變化過程中，S<0的是()A．氯化鈉固體溶于水B．NH3(g)與HCl(g)反響生成NH4Cl(s)C．干冰(CO2)的升華D．CaCO3(s)分解為CaO(s)和CO2(g)分析：選B氯化鈉固體溶于水，電離為離子，熵值增大，A項為

S>0

的過程；氣體反響生成固體，熵值減小，

B項反響的S<0；物質(zhì)由固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)或固體分解生成氣體，熵值均增大，故C項和D項反響的S>0。4．以下對于化學反響的熵變的表達中，正確的選項是()A．化學反響的熵變與反響的方向沒關(guān)B．化學反響的熵變直接決定了反響的方向C．熵增大的反響都是系統(tǒng)雜亂度增大的反響D．熵增大的反響都能自覺進行分析：選C熵是描繪系統(tǒng)雜亂度的物理量，熵值越大，系統(tǒng)雜亂度越大。熵變(S)是影響反響方向的要素，但不是獨一要素，故A、B、D項均錯誤，C項正確。焓變與熵變對反響方向的共同影響1．反響方向的判據(jù)在溫度、壓強一準時，反響的方向應用H－TS作為判據(jù)。H－TS<0反響能自覺進行，H－TS＝0反響達到均衡狀態(tài)，H－TS>0反響不可以自覺進行。2．文字描繪在溫度、壓強必定的條件下，自覺反響老是向H－S<0的方向進行，直至達到均衡狀態(tài)。1．已知在100kPa、298.15K時石灰石的分解反響：CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)H－1，S＝＋178.3kJ·mol＝160.4J·mol－1－1，該反響可否自覺進行？·K提示：因為－＝178.3kJ·mol－1－298.15HTSK×160.4×10－3kJ·mol－1－1－1>0所以該·K＝130.5kJ·mol反響不可以自覺進行。2．據(jù)1題反響供給的數(shù)據(jù)剖析，溫度可否成為反響方向的決定要素？提示：因該反響H>0，S>0，且焓變和熵變的數(shù)值相差不大，故溫度能影響反響進行的方向。3．溫度若能決定反響方向，則1題反響自覺進行的最低溫度是多少？提示：據(jù)＝－<0時，反響可自覺進行，則GHTS有：>H178.3kJ·mol－1－1＝1111.6K，所以＝－3－1TS160.4×10kJ·mol·KCaCO自覺進行分解的最低溫度為1111.6K。31．放熱和熵增添都對－T＜0有所貢獻，所以放HS熱的熵增添反響必定能自覺進行，吸熱的熵減小反響必定不能自覺進行。2．當反響的焓變和熵變的影響相反，且兩者大小相差懸殊時，某一要素可能占主導地位。一般常溫下自覺進行的放熱反響，焓變對反響方向起決定性作用。一般常溫下自覺進行的吸熱反響，熵變對反響方向起決定性作用。3．假如反響的焓變和熵變的影響相反且相差不大時，溫度可能對反響的方向起決定性作用。溫度與反響方向的關(guān)系：4．H與S共同影響一個化學反響在必定條件下可否自覺進行，它們與化學反響速率沒關(guān)。1．對反響的方向起作用的要素的判斷中，不正確的選項是()A．有時焓變對反響的方向起決定性作用B．有時熵變對反響的方向起決定性作用C．焓變和熵變是判斷反響方向的兩個主要要素D．任何狀況下，溫度都不行能對反響的方向起決定性作用分析：選D當焓變和熵變對反響方向的影響相反且相差不大時，溫度可能對反響的方向起決定性作用。2．指出以下反響或過程的S的正、負號，并判斷常溫時，反響可否自覺進行。(1)2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)S__________0，________自覺進行。(2)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)S________0，________自覺進行。－10℃的水結(jié)冰S。________0分析：(1)反響為＞0的反響，能自覺進行；(2)反S應的S＞0，但常溫下不可以自覺進行，高溫時能自覺進行；過程S＜0。答案：(1)＞能(2)＞不可以(3)＜[三級訓練·節(jié)節(jié)過關(guān)]1．以下過程是非自覺的是()A．水由高處向低處流B．煤炭的焚燒C．鐵在濕潤空氣中生銹D．室溫下水結(jié)成冰分析：選D自然界中水由高處向低處流、煤炭的焚燒、鐵在濕潤空氣中生銹、室溫下冰的消融，都是自覺過程，其逆向都是非自覺的。2．已知：(NH)2CO(s)===NHHCO(s)＋NH(g)＝＋4343374.9kJ·mol－1，以下說法中正確的選項是()A．該反響中熵變、焓變皆大于0B．該反響是吸熱反響，所以必定不可以自覺進行C．碳酸鹽分解反響中熵增添，所以任何條件下全部碳酸鹽分解必定能自覺進行D．能自覺進行的反響必定是放熱反響，不可以自覺進行的反響必定是吸熱反響分析：選

A

該反響

H>0，

S>0，高溫下能自覺進行；S>0的反響不必定能自覺進行；反響放熱有益于反響自覺進行，但能自覺進行的反響不必定是放熱反響，不可以自覺進行的反響也不必定是吸熱反響。3．以下說法中正確的選項是()A．H<0的反響均是自覺反響B(tài)．S為負值的反響均不可以自覺進行C．冰在室溫下自動消融成水，是熵增的重要結(jié)果D．高錳酸鉀加熱分解是一個熵減小的過程分析：選

C

A項，

H<0(

放熱)

的反響有的是非自覺反應，如合成氨。

B項，

S

為負值

(

熵減小

)的反響有的也能自覺進行，如NH3＋HCl===NH4Cl。C項、D項都是系統(tǒng)雜亂度增大的過程，都屬于熵增添的過程。4．已知反響

Te(s)

＋H2(g)===H2Te(g)

的

H為正當，

S為負值，設

H

與

S

不隨溫度而變，以下說法正確的選項是(

)A．低溫下是自覺反響B(tài)．高溫下是自覺反響C．低溫下是非自覺反響，高溫下是自覺反響D．任何溫度下都是非自覺變化H＞0分析：選D由知H－TS＞0，且隨溫度S＜0的高升而增大。5．在化學反響A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g)H＝QkJ·mol－1過程中的能量變化以下圖，回答以下問題。(1)Q________0(填“>”“<”或“＝”)；(2)熵變

S________0(

填“>”“<”或“＝”

)；該反響________自覺進行(填“能”或“不可以”)。分析：依據(jù)圖像可知，該反響是放熱反響，故Q<0。根據(jù)反響特色可知，該反響是熵增添的反響，據(jù)此可知該反響能自覺進行。答案：(1)<(2)>(3)能1．反響過程的自覺性可用于()A．判斷反響過程的方向B．確立反響過程能否必定會發(fā)生C．判斷反響速率D．判斷反響過程的熱效應分析：選A反響過程的自覺性可用于判斷反響過程的方向，不可以確立反響過程能否必定會發(fā)生，也不可以確立反響速率。放熱反響經(jīng)常能自覺進行，但有些吸熱反響也能自覺進行。2．以下對于焓變(H)的表達中正確的選項是()A．化學反響的H直接決定了反響的方向B．化學反響的H與反響的方向沒關(guān)C．H<0的反響都是自覺進行的D．H是影響化學反響能否能夠自覺進行的一個重要因素分析：選DH是影響化學反響方向的一個重要要素，但不是獨一要素，大部分放熱反響是自覺的，D正確。3．以下對于干冰轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸細怏w的過程，判斷正確的是()A．HSB．HS>0，<0<0，>0C．HSD．HS>0，>0<0，<0分析：選C同一物質(zhì)由固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程需吸熱，系統(tǒng)的熵增添。4．以下說法正確的選項是()A．熵變決定反響方向B．假如一個反響H>0，S>0，反響就不行能自覺進行C．假如一個反響H>0，S<0，反響就不行能自覺進行D．任何系統(tǒng)都可用－S來判斷反響可否自覺進HT行分析：選C熵變是影響反響自覺性的一個要素，但不能決定反響方向；在溫度、壓強必定的條件下，焓要素和熵要素共同影響一個化學反響的方向，當

H>0，

S>0

時，溫度對反響方向起決定性作用，溫度適合也可能使反響自覺進行，利用H－TS能否小于零來判斷反響的自覺性。5．以下對于判斷過程的方向的說法正確的選項是()A．全部自覺進行的化學反響都是放熱反響B(tài)．高溫高壓下能夠使石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸亲杂X的化學反響C．由能量判據(jù)和熵判據(jù)組合而成的復合判據(jù)，將更適合于全部的過程D．同一物質(zhì)的固、液、氣三種狀態(tài)的熵值同樣分析：選C有些吸熱反響也能夠自覺進行，如2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)是吸熱反響，又是熵增添的反響，不正確。高溫高壓使石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸?，要向系統(tǒng)中輸入能量，實質(zhì)仍舊是非自覺的，B不正確。同一物質(zhì)，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．相關(guān)以下過程的熵變的判斷不正確的選項是()A．少許食鹽溶于水中：S>0B．碳和氧氣反響生成CO(g)：S>0C．H2O(g)變?yōu)镠2O(l)：S>0D．CaCO3(s)加熱分解為CaO(s)和CO2(g)：S>0分析：選C一般來說，同一種物質(zhì)，不一樣齊集狀態(tài)，熵的大小關(guān)系為氣態(tài)>液態(tài)>固態(tài)。H2O(g)變?yōu)镠2O(l)，<0。S7．閃電時空氣中的N2和O2會發(fā)生反響：N2(g)＋O2(g)2NO(g)H＝＋180.50kJ·mol－1＝247.7J·mol－1－1·K，若不考慮溫度對該反響S焓變的影響，則以下說法中正確的選項是()A．在1000℃時，此反響能自覺進行B．在1000℃時，此反響不可以自覺進行C．該反響能自覺進行的最低溫度約為729℃D．該反響能自覺進行的最高溫度約為729K分析：選A題中反響>0，>0，對反響的影響相HS反，在1000℃時，－·Δ＝180.50kJ·mol－1－1273HTSK×247.7×10－3kJ·mol－1－1－1·K＝－134.82kJ·mol<0，反應能自覺進行；若反響自覺進行，則－<0，所以>HHTSTS＝729K。8．以下反響中，必定不可以自覺進行的是()A．2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)H－1S－1－，·K＝－78.03kJ·mol＝＋1110J·mol11B．CO(g)===C(s，石墨)＋2O2(g)H－1S－1－，·K＝＋110.5kJ·mol＝－89.36J·mol1C．4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)H－1S－1－，·K＝－444.3kJ·mol＝－280.1J·mol1D．NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)H2O(l)HkJ·mol－1，S－1·K＝＋37.301＝＋184.05J·mol1分析：選BA項為放熱的熵增添反響，在任何溫度下都有H－TS<0，所以該反響必定能自覺進行；B項為吸熱的熵減小反響，在任何溫度下都有

H－T

S>0，故該反應必定不可以自覺進行；C項為放熱的熵減小反響，在低溫時可能有H－TS<0，所以該反響在低溫下能自覺進行；D項為吸熱的熵增添反響，在高溫時可能有

H－T

S<0，因此該反響在高溫下能自覺進行。向平底燒瓶中放入氫氧化鋇晶體[Ba(OH)2·8H2O]和氯化銨晶體，塞緊瓶塞。在瓶底和木板間滴少許水(以下圖)。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(jié)在燒瓶底部。這時翻開瓶塞，燒瓶中發(fā)散出刺鼻的氣味。(1)以下相關(guān)該實驗的結(jié)論正確的選項是________(填字母)。A．自覺反響必定是放熱反響B(tài)．自覺反響必定是吸熱反響C．有的吸熱反響也能自覺進行D．吸熱反響不可以自覺進行發(fā)生反響的化學方程式為_______________________________________________________________________________________________________________。從化學反響進行方向的角度解說上述現(xiàn)象：_______________________________________________________________________________________________________。分析：(1)由“瓶壁變冷，小木板黏結(jié)在燒瓶底部”的實驗現(xiàn)象可判斷該反響為吸熱反響，故不可以用焓變來解說該反響的自覺性，選項A、B錯誤；經(jīng)過實驗現(xiàn)象可知：該吸熱反響是自覺的，C項正確，D項錯誤。(2)發(fā)生反響的化學方程式為Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O。該反響是吸熱反響，也是熵增添反響，且熵變對反響進行方向起決定性作用。H－TS<0，常溫下自覺進行，故有題述現(xiàn)象發(fā)生。答案：(1)C(2)Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O該反響是吸熱反響，也是熵增添反響，因為熵變對該反響的方向起決定性作用，即H－TS<0，該反響常溫下自覺進行，進而產(chǎn)生了上述現(xiàn)象10．有A、B、C、D四個反響：反響ABCDH/(kJ·mol－1)＋10.5＋1.80－126－11.7－1－130.0－113.084.0－105.0S/(J·mol·K)在任何溫度下都能自覺進行的反響是________。在任何溫度下都不可以自覺進行的反響是________。在余下的反響中：①溫度高于________℃時可自覺進行的反響是________。②溫度低于________℃時可自覺進行的反響是________。分析：放熱的熵增反響在任何溫度下都能自覺進行，吸熱的熵減反響在任何溫度下都不可以自覺進行。放熱的熵減反應在低溫下能自覺進行，吸熱的熵增反響在高溫下能夠自覺進行，詳細溫度能夠依據(jù)－T＝0計算出來。HS答案：(1)C(2)B(3)①77A②－161.6D1．25℃和1.01×105Pa時，反響2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)＝＋56.7kJ·mol－1能自覺進行，其原由是H()A．該反響是吸熱反響B(tài)．該反響是放熱反響C．該反響是熵減小的反響D．該反響的熵增效應大于能量效應分析：選D題給反響屬于氣體物質(zhì)的量增大的反響，是熵增添反響，能自覺進行；大部分能自覺進行的化學反響是放熱反響，但該反響是吸熱反響，說明熵增效應大于能量效應。2．以下說法中正確的選項是()A．凡是放熱反響都是自覺的，吸熱反響都是非自覺的B．自覺反響必定是熵增大，非自覺反響必定是熵減小或不變C．熵增添且放熱的反響必定是自覺反響D．化學反響可否自覺進行，與反響焓變和熵變相關(guān)。當H－TS<0時，反響非自覺，非自覺反響在任何條件下都不可以實現(xiàn)分析：選C放熱反響經(jīng)常是簡單進行的過程，吸熱反應有些也是自覺反響；自覺反響的熵不必定增添，可能減小，也可能不變；反響可否自覺進行取決于H－TS，當S>0、H<0時，H－TS<0反響必定能自覺進行，非自覺的反應在高溫下有可能為自覺反響。3．以下過程的方向不用熵判據(jù)判斷的是()A．氯化銨與結(jié)晶氫氧化鋇混淆研磨，很快會聞到刺激性氣味B．冬季一杯熱水很快變冷C．有序擺列的火柴散落時成為無序擺列D．多次洗牌此后，撲克牌毫無規(guī)律的雜亂擺列的概率大分析：選BA項2NH4Cl＋Ba(OH)2·8H2O===2NH3↑＋BaCl2＋10H2O是能夠自覺進行的吸熱反響，產(chǎn)生NH3和液態(tài)水雜亂度增大，屬于熵判據(jù)。B項有趨勢于最低能量狀態(tài)的傾向，屬于能量判據(jù)。C項有序擺列的火柴散落時成為無序排列，有趨勢于最大雜亂度的偏向，屬于熵判據(jù)。D項撲克牌的無序擺列也屬于熵判據(jù)。4．以下在常溫下均為非自覺反響，在高溫下仍為非自發(fā)反響的是()1A．Ag2O(s)===2Ag(s)＋2O2(g)B．Fe2O3(s)

3＋2C(s)===2Fe(s)

3＋2CO2(g)C．N2O4(g)===2NO2(g)D．6C(s)＋6H2O(l)===C6H12O6(s)分析：選D化學反響有向著熵增添的方向進行的趨勢。A、B、C、D四個反響在常溫下不可以自覺進行，此中A、B、C三項為熵增添的反響，在高溫下可能為自覺反響，但D項為熵減小的反響，在高溫下仍為非自覺反響。5．灰錫構(gòu)造松懈，不可以用于制造器皿；而白錫構(gòu)造堅固，能夠制造器皿?，F(xiàn)把白錫制造的器皿放在

0℃

100kPa的室內(nèi)寄存，它會不會變?yōu)榛义a而不可以持續(xù)使用

(

已知在

0℃100kPa條件下白錫轉(zhuǎn)變?yōu)榛义a反響的焓變和熵變分別為＝－2180.9J·mol－1；＝－6.61J·mol－1·K－HS1)()A．會變B．不會變C．不可以確立D．高升溫度才會變分析：選A在溫度、壓強必定的條件下，自覺反響總是向著

H－T

S<0

的方向進行，直至達到均衡態(tài)。該條件下白錫轉(zhuǎn)變?yōu)榛义a反響的－＝－2180.9J·mol－1HTS－273K×(－6.61J·mol－1－1)＝－376.37J·mol－1<0，·K所以在該條件下白錫會變?yōu)榛义a。6．在圖甲中的A、B兩容器里，分別采集著兩種互不作用的理想氣體。若將中間活塞翻開(如圖乙所示)，兩種氣體分子立刻都散布在兩個容器中。這是一個不陪伴能量變化的自覺過程。對于此過程的以下說法不正確的選項是()A．此過程為雜亂程度小向雜亂程度大的方向的變化過程，即熵增大的過程B．此過程為自覺過程，并且沒有熱量的汲取或放出C．此過程從有序到無序，雜亂度增大D．此過程是自覺可逆的分析：選D由題意知H＝0，S>0，知該過程H－T<0是自覺的，而逆過程<0，－>0，不可以SSHTS自覺進行，所以D錯。7．反響2AB(g)C(g)＋3D(g)在高溫時能自覺進行，其逆反響在低溫下能自覺進行，則該反響的、S應為H()A．HSB．HS<0，>0<0，<0C．HSD．HS>0，>0>0，<0分析：選C該反響是一個氣體物質(zhì)的量增大的反響，即S>0，故其逆反響S<0；又知其逆反響在低溫下能自發(fā)進行，可知逆反響的H<0，故該反響的H>0。8．以下相關(guān)說法正確的選項是()A．SO2(g)＋H2O(g)===H2SO3(l)，該過程是熵增添的過程B．SO(g)===S(s)＋O(g)>0、<0，該反響能自22發(fā)進行C．SO(g)＋2HS(g)===3S(s)＋2HO(l)H<0，該反響222低溫下能自覺進行1SO(g)>0D．某溫度下，SO(g)＋O(g)2223分析：選CA項中由氣體生成液體是熵減小的過程；B項中H>0、S<0，該反響不可以自覺進行；C項中反響是一個<0、<0的反響，由－S可知，該反響在低HSHT溫下能自覺進行；D項中S<0。9．在冶金工業(yè)中，常以C