2023新教材人教版化學(xué)作業(yè)與測(cè)評(píng)課件第2章 第3節(jié)

第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡01預(yù)習(xí)作業(yè)(建議用時(shí)：15分鐘)

1．自發(fā)過程：在溫度和壓強(qiáng)一定的條件下，不借助光、電等外部力量就能自動(dòng)進(jìn)行的過程。2．自發(fā)過程的方向與焓變有關(guān)，ΔH______0有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。3．自發(fā)過程的方向也與熵變有關(guān)。熵(符號(hào)：S)是度量體系混亂度的物理量，熵值越大，混亂程度________，對(duì)于同一物質(zhì)：S(g)________S(l)________S(s)。熵變(符號(hào)：ΔS)是生成物與反應(yīng)物的熵值差。ΔS________0有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。<越大>>>4．焓變和熵變都________單獨(dú)作為判斷反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行方向的依據(jù)，必須綜合考慮。ΔG＝ΔH－TΔS________0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行；ΔG＝ΔH－TΔS________0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。不能<>1．下列關(guān)于判斷過程方向的說法正確的是(

)A．所有自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)B．高溫、高壓下可以使石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是自發(fā)的化學(xué)反應(yīng)C．判斷反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向，必須綜合考慮體系的焓變和熵變D．同一物質(zhì)的固、液、氣三種狀態(tài)的熵值相同答案解析

有些吸熱反應(yīng)也可以自發(fā)進(jìn)行，如2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)是吸熱反應(yīng)，又是熵增的反應(yīng)，高溫下可自發(fā)進(jìn)行，A不正確。高溫、高壓使石墨轉(zhuǎn)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)：氣態(tài)時(shí)的熵值最大，液態(tài)時(shí)次之，固態(tài)時(shí)熵值最小，D不正確。解析答案3．研究化學(xué)反應(yīng)的方向具有重要意義。下列說法正確的是(

)A．電解水的反應(yīng)屬于自發(fā)反應(yīng)B．能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定能迅速發(fā)生C．自發(fā)反應(yīng)的熵一定增大，非自發(fā)反應(yīng)的熵一定減小D．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答案解析

電解水的反應(yīng)屬于非自發(fā)反應(yīng)，常溫下水無法分解為氫氣和氧氣，A錯(cuò)誤；能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)，其反應(yīng)速率和濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等因素有關(guān)，不一定能迅速發(fā)生，B錯(cuò)誤；自發(fā)反應(yīng)的熵不一定增大，非自發(fā)反應(yīng)的熵不一定減小，C錯(cuò)誤；反應(yīng)2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)的氣體分子數(shù)減小，熵減小，在常溫下能自發(fā)進(jìn)行，則一定是放熱反應(yīng)，ΔH<0，D正確。解析4．“熵”表示體系的混亂度，它的符號(hào)是“S”。下列變化中，ΔS<0的是(

)A．3Fe(s)＋4H2O(g)===Fe3O4(s)＋4H2(g)B．2NO2(g)===N2O4(l)C．2IBr(l)===I2(s)＋Br2(g)D．(NH4)2CO3(s)===2NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(g)解析

選項(xiàng)B中的反應(yīng)是由氣體轉(zhuǎn)化為液體，混亂度減小，ΔS<0。解析答案5．已知在100kPa、298.15K時(shí)石灰石分解反應(yīng)：CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)

ΔH＝＋178.3kJ·mol－1

ΔS＝＋160.4J·mol－1·K－1，則：(1)在此條件下該反應(yīng)________(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)若溫度能決定反應(yīng)方向，則該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的最低溫度為________K(結(jié)果保留一位小數(shù))。不能能1111.6解析02

課時(shí)分層練(建議用時(shí)：40分鐘)[學(xué)習(xí)·理解]1．下列過程是自發(fā)的是(

)A．雷電固氮B．熱水變冷水C．植物的光合作用D．工業(yè)上用NaCl和水制備NaOH、Cl2和H2答案解析

雷電固氮是N2和O2借助雷電這一外力生成NO，是非自發(fā)的；熱水變冷水能量降低，是自發(fā)的；植物的光合作用是CO2和H2O在葉綠素的作用下借助光能轉(zhuǎn)化為糖類和O2，是非自發(fā)的；工業(yè)上用NaCl和水制備NaOH、Cl2和H2是電解飽和食鹽水，借助電能，是非自發(fā)的。[重難點(diǎn)撥]自發(fā)過程的特點(diǎn)(1)具有方向性，即該過程的某個(gè)方向在一定條件下是自發(fā)的，則其相反過程在該條件下肯定不能自發(fā)。(2)體系趨向于從高能量狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍芰繝顟B(tài)。(3)體系趨向于從有序體系轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序體系。解析2．下列關(guān)于自發(fā)過程的敘述正確的是(

)A．只有不需要任何條件就能夠自動(dòng)進(jìn)行的過程才是自發(fā)過程B．需要加熱才能夠進(jìn)行的過程肯定不是自發(fā)過程C．同一可逆反應(yīng)的正、逆反應(yīng)在不同條件下都有自發(fā)的可能D．非自發(fā)過程在任何條件下都不可能變?yōu)樽园l(fā)過程解析

在溫度和壓強(qiáng)一定的條件下，不借助光、電等外部力量就能自動(dòng)進(jìn)行的過程為自發(fā)過程，A錯(cuò)誤；有的自發(fā)反應(yīng)需要加熱才能進(jìn)行，如高溫自發(fā)反應(yīng)，B錯(cuò)誤；非自發(fā)過程在一定條件下可能變?yōu)樽园l(fā)過程，D錯(cuò)誤。解析答案3．實(shí)驗(yàn)證明，多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。對(duì)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(jìn)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)性的一種重要因素D．焓變是決定反應(yīng)是否具有自發(fā)性的唯一因素答案解析

化學(xué)反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)是ΔH－TΔS<0，必須綜合考慮體系的焓變和熵變，A錯(cuò)誤；有些自發(fā)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，B錯(cuò)誤；焓變是影響反應(yīng)是否具有自發(fā)性的一種重要因素，但不是唯一因素，C正確，D錯(cuò)誤。[重難點(diǎn)撥]反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向的關(guān)系(1)多數(shù)自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)。(2)有些吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行，如氫氧化鋇晶體與氯化銨反應(yīng)。(3)反應(yīng)焓變是與反應(yīng)進(jìn)行的方向有關(guān)的因素之一，但不是影響反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一因素。解析4．下列不能用焓變解釋的自發(fā)進(jìn)行的過程是(

)A．鐵在潮濕空氣中生銹了B．天然氣的燃燒C．銅在潮濕空氣中產(chǎn)生銅綠D．NH4Cl與Ba(OH)2·8H2O反應(yīng)產(chǎn)生NH3解析 NH4Cl與Ba(OH)2·8H2O反應(yīng)產(chǎn)生NH3，是一個(gè)吸熱的自發(fā)過程，不能用焓變解釋。解析答案5．關(guān)于化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的敘述正確的是(

)A．ΔH<0，ΔS>0時(shí)，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，如金屬鈉和水的反應(yīng)B．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C．自發(fā)過程一定是自發(fā)反應(yīng)D．同一種物質(zhì)的熵值，固態(tài)時(shí)最大，液態(tài)時(shí)次之，氣態(tài)時(shí)最小答案解析

熵增加ΔS>0，且放熱ΔH<0，反應(yīng)ΔH－TΔS<0，一定是自發(fā)反應(yīng)，故A正確；放熱反應(yīng)不一定是自發(fā)的，如ΔH<0，ΔS<0的反應(yīng)在高溫下是非自發(fā)進(jìn)行的，故B錯(cuò)誤；自發(fā)過程可以是物理過程，不一定是自發(fā)反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；同一物質(zhì)的熵與其聚集狀態(tài)及外界條件有關(guān)，一般來說，氣態(tài)時(shí)最大，液態(tài)時(shí)次之，固態(tài)時(shí)最小，故D錯(cuò)誤。解析答案解析[應(yīng)用·實(shí)踐]7．已知反應(yīng)2CO(g)===2C(s)＋O2(g)

ΔH>0，ΔS<0。設(shè)ΔH和ΔS不隨溫度而變，下列說法中正確的是(

)A．低溫下能自發(fā)進(jìn)行B．高溫下能自發(fā)進(jìn)行C．任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行D．任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行答案解析8．已知：(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)

ΔH＝＋74.9kJ·mol－1，下列說法正確的是(

)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．碳酸鹽分解反應(yīng)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(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)答案解析

該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，但也是熵增大的反應(yīng)，所以也可能自發(fā)進(jìn)行，B錯(cuò)誤；碳酸鹽分解反應(yīng)中熵增加，但不是在任何條件下碳酸鹽分解都能夠自發(fā)進(jìn)行，如CaCO3的分解僅在高溫下自發(fā)，C錯(cuò)誤；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)，D錯(cuò)誤。[重難點(diǎn)撥]

(1)常見的熵增過程包括固體的溶解、氣體的擴(kuò)散、物質(zhì)由固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)或氣態(tài)、反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量增大的化學(xué)反應(yīng)。(2)熵變與反應(yīng)方向①熵增加有利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行。②有些熵減小的反應(yīng)也可以自發(fā)進(jìn)行，例如Ca(OH)2(aq)＋CO2(g)===CaCO3(s)＋H2O(l)。解析9．反應(yīng)CH3OH(l)＋NH3(g)===CH3NH2(g)＋H2O(g)在某溫度下自發(fā)向右進(jìn)行，若反應(yīng)的|ΔH|＝17kJ·mol－1，|ΔH－TΔS|＝17kJ·mol－1，則下列正確的是(

)A．ΔH＞0，ΔH－TΔS＜0B．ΔH＜0，ΔH－TΔS＞0C．ΔH＞0，ΔH－TΔS＞0D．ΔH＜0，ΔH－TΔS＜0答案解析

某溫度下反應(yīng)自發(fā)向右進(jìn)行，說明ΔH－TΔS＜0，即ΔH－TΔS＝－17kJ·mol－1，若ΔH＝－17kJ·mol－1，則ΔS＝0，不符合事實(shí)，故ΔH＝＋17kJ·mol－1＞0。[重難點(diǎn)撥]焓變與熵變對(duì)反應(yīng)方向的共同影響(1)體系的自由能變化(符號(hào)為ΔG，ΔG＝ΔH－TΔS，單位為kJ·mol－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。(2)在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，自發(fā)反應(yīng)總是向ΔG＝ΔH－TΔS<0的方向進(jìn)行，直到達(dá)到平衡狀態(tài)。(3)過程的自發(fā)性只是一種趨勢(shì)，只能用于判斷過程的方向，不能確定過程是否一定會(huì)發(fā)生和過程的速率。解析答案解析由題圖可知，生成物的總能量低于反應(yīng)物的總能量，該反應(yīng)的ΔH<0，由化學(xué)方程式可知，ΔS>0，A錯(cuò)誤；ΔH<0，則升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，B、D錯(cuò)誤；ΔH<0，ΔS>0，則ΔG＝ΔH－TΔS<0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，C正確。解析11．(2023·浙江三地市高三教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))在298K和100kPa壓力下，已知金剛石和石墨的熵、燃燒熱和密度分別為：此條件下，對(duì)于反應(yīng)C(石墨)―→C(金剛石)，下列說法正確的是(

)A．該反應(yīng)的ΔH＜0，ΔS＜0B．由公式ΔG＝ΔH－TΔS可知，該反應(yīng)ΔG＝985.29kJ·mol－1C．金剛石比石墨穩(wěn)定D．超高壓條件下，石墨有可能變?yōu)榻饎偸鸢肝镔|(zhì)S/(J·K－1·mol－1)ΔH/(kJ·mol－1)ρ/(kg·m－3)C(金剛石)2.4－395.403513C(石墨)5.7－393.512260解析

根據(jù)燃燒熱的定義可知：C(金剛石，s)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH＝－395.40kJ·mol－1，C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH＝－393.51kJ·mol－1，反應(yīng)C(石墨)―→C(金剛石)的ΔH＝(－393.51kJ·mol－1)－(－395.40kJ·mol－1)＝1.89kJ·mol－1＞0，ΔS＝S(金剛石)－S(石墨)＝2.4J·K－1·mol－1－5.7J·K－1·mol－1＝－3.3J·K－1·mol－1＜0，A錯(cuò)誤；由公式ΔG＝ΔH－TΔS可知，該反應(yīng)ΔG＝1.89kJ·mol－1－298K×(－3.3×10－3kJ·K－1·mol－1)＝2.8734kJ·mol－1，B錯(cuò)誤；由A項(xiàng)分析可知，反應(yīng)C(石墨)―→C(金剛石)是吸熱反應(yīng)，說明質(zhì)量相同時(shí)，石墨的能量較低，則石墨比金剛石穩(wěn)定，C錯(cuò)誤。解析[創(chuàng)新·提高