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

1、第二單元 化學反應的方向和限度第1課時化學反應的方向目標要求1.了解自發(fā)過程和化學反應的自發(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反應方向的影響，能用焓變和熵變說明化學反應的方向。一、化學反應的方向1化學反應具有方向性，許多化學反應的正反應能自發(fā)進行，而其逆反應無法自發(fā)進行。2自發(fā)反應：在一定條件下無需外界幫助就能自動進行的反應。二、判斷化學反應方向的依據(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)放熱反應都能自發(fā)進行，且反應放出的熱量越多，體系能量降低得也越多，反應越完全。反應的焓變是制約化學反應能否自發(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，反應自發(fā)進行；S0，反應不能進行?；瘜W反應的S越大，越有利于反應自發(fā)進行。3復合判據(jù)體系能量降低(H0)都有促使反應自發(fā)進行的傾向，判斷反應的自發(fā)性必須綜合考慮反應的焓變和熵變。在恒溫、恒壓時：(1)當H0時，反應自發(fā)進行。(2)當H0，S0時，反應不能自發(fā)進行。(3)當H0，S0，S0時，反應在較高溫度下

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)進行的反應都是放熱反應。對此說法的理解正確的是()A所有的放熱反應都是自發(fā)進行的B所有的自發(fā)反應都是放熱的C焓變是影響反應是否具有自發(fā)性的一個重要因素D焓變是決定反應是否具有自發(fā)性的惟一判據(jù)答案C解析多數(shù)能自發(fā)進行的反應都是放熱反應，并不是所有自發(fā)進行的反應都是放熱反應，既然說“多數(shù)”，必定存在特例，所以只能說“焓變是影響反應是否具有自發(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，化學反應有由高能狀態(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，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，而吸熱反應不易自發(fā)進行；根據(jù)焓變與熵

5、變對化學反應的共同影響，該反應熵值一定增大。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)。知識點三復合判據(jù)5某反應：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：該反應在室溫下不能自發(fā)反應，而高溫下能自發(fā)進行。根據(jù)H和S對反應方向的共同影響可推知：H0，S0。6下列反應中，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的反應C自發(fā)反應在恰當?shù)臈l件下才能實現(xiàn)D自發(fā)反應在任何條件下都能實現(xiàn)答案C解析放熱反應常常是容易進行的過程，吸熱反應有些也是自發(fā)的；自發(fā)反應的熵不一定增大，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，熵值越小；越混亂，熵值越大C與外界隔離的體系，自發(fā)過程將導致體系的熵減小D25 、1.01105 Pa時，2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)是熵增的反應答案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，化學反應方向的判據(jù)為：HTS0，反應能逆向自發(fā)進行。(其中H為焓變，S為熵變，T為熱力學溫度，單位為K)設反應A(s)=D(g)E(g)HTS(4 50011T)Jmol1，要防止反應發(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 B是放熱反應C是熵減少的反應 D熵增大效

10、應大于能量效應答案D練方法技巧6石墨、金剛石燃燒的熱化學方程式分別為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，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。對具體反應需應用能量判據(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反應容易進行的方向。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反應生成可參與大氣生態(tài)循環(huán)的無毒氣體，其反應原理是：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該反應中反應物總能量高于生成物的總能量B該反應常溫下不能自發(fā)進行，因此需要高溫和催化劑條件C該反應常溫下能自發(fā)進行，高溫和催化劑條件只是加快反應的速率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判斷反應的方向。(2)注意反應發(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，說明該反應為放熱反應，且是熵減的反應，生成物的總能量低于反應物的總能量。常溫時GHTS11

13、3 kJmol1298 K(145103 kJmol1K1)69.79 kJmol1p2，則此正反應為_(填“吸熱”或“放熱”)反應，也是一個氣體分子數(shù)_(填“減少”或“增大”)的反應，由此判斷，此反應自發(fā)進行，必須滿足的條件是_。(2)在圖象反應中，T1_T2(填“”、“T2，則該反應能否自發(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平衡的移動和反應進行的方向等知識點。反應中恒壓下溫度升高，(A)減小，即升高溫度平衡向左移動，則正反應為放熱反應，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，說明此反應為氣體分子數(shù)減少的反應(abc)，

14、即為熵減反應，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，則正反應為放熱反應，HT2，恒壓下溫度越高(A)越小，說明升高溫度平衡向左移動，正反應為放熱反應，H0，則HTS0，反應能自發(fā)進行。9已知，一個可逆反應，若正反應為自發(fā)過程，則其逆反應為非自發(fā)過程，反之，亦然。(1)已知2CO(g)CO2(g)C(s)，T980 K時HTS0。當體系溫度低于980 K時，估計HTS_0(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)；當體系溫度高于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H和S不隨溫度而變化，則此反應自發(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)的反應為吸熱反應，H0，則2CO(g)CO2(g)C(s)為放熱反應，H0，且該反應S0，則當T980 K時，HTS0，T980 K時，HTS0。(2)由題給信息，要使反應能自發(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