《高中化學(xué) 第二章 第四節(jié) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向?qū)W案 新人教版選修41》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中化學(xué) 第二章 第四節(jié) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向?qū)W案 新人教版選修41（4頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1.了解自發(fā)過程和化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性。 2.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，能用焓變和熵變解釋化學(xué)反應(yīng)的方向。 【學(xué)習(xí)過程】 1．化學(xué)反應(yīng)方向與焓變的關(guān)系： (1)能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)多數(shù)放熱(ΔH<0)。如NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) 、2Na(s)＋2H2O(l)===2NaOH(aq)＋H2(g)、CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(aq) (2)有些吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行(ΔH>0)。如2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)、NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l) (3)有些吸熱反應(yīng)常溫下不能自發(fā)進(jìn)行，但在較高溫度下則能自發(fā)進(jìn)行(ΔH>0)。如CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) (4)結(jié)論：反應(yīng)的焓變是與反應(yīng)進(jìn)行的方向有關(guān)的因素之一，但不是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一因素。 2．化學(xué)反應(yīng)方向與熵變的關(guān)系： (1)許多熵增的反應(yīng)在常溫、常壓下可以自發(fā)進(jìn)行。如2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)、NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l) (2)少數(shù)熵減的反應(yīng)，在一定條件下也可以自發(fā)進(jìn)行。如2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s) (3)有些熵增的反應(yīng)在常溫、常壓下不能自發(fā)進(jìn)行，但在較高溫度下可以自發(fā)進(jìn)行。如CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)、C(s，石墨)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) (4)結(jié)論：反應(yīng)熵變是與反應(yīng)進(jìn)行的方向有關(guān)的因素之一，但不是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一因素。 3．復(fù)合判據(jù)(自由能判據(jù))： (1)體系的自由能變化(符號為ΔG，單位為kJ/mol)綜合考慮了焓變和熵變對體系的影響，可用作化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)，ΔG＝ΔH－TΔS， ①當(dāng)ΔH<0，ΔS>0時，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行； ②當(dāng)ΔH>0，ΔS<0時，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行； ③當(dāng)ΔH>0，ΔS>0或ΔH<0，ΔS<0時，反應(yīng)是否自發(fā)進(jìn)行與溫度有關(guān)，一般低溫時焓變影響為主，高溫時熵變影響為主。 (2)坐標(biāo)圖像規(guī)律： 【當(dāng)堂檢測】 1. 碳銨(NH4HCO3)在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨氣，下列有關(guān)說法中正確的是(　　) A．碳銨分解是因為生成了易揮發(fā)的氣體，使體系的熵增大 B．碳銨分解是因為外界給予了能量 C．碳銨分解是吸熱反應(yīng)，根據(jù)焓判據(jù)，不能自發(fā)分解 D．碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解 2. 25 ℃、1.01105Pa時，反應(yīng)2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋56.7 kJ/mol，自發(fā)進(jìn)行的原因是(　　) A．是吸熱反應(yīng)B．是放熱反應(yīng)C．是熵減小的反應(yīng) D．熵增效應(yīng)大于能量效應(yīng) 3. 在化學(xué)反應(yīng)A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g)　ΔH＝Q kJmol－1過程中的能量變化如圖所示，回答下列問題。 (1)Q________0(填“>、“<”或“＝”)。 (2)熵變ΔS________0(填“>”、“<”或“＝”)。 (3)該反應(yīng)________自發(fā)進(jìn)行(填“能”或“不能”)。 (4)升高溫度平衡常數(shù)K________(填“增大”、“減小”或“不變”)，平衡向________(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動。 4. 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)，T＝980 K時ΔH－TΔS＝0。當(dāng)體系溫度低于980 K時，估計ΔH－TΔS________0(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)；當(dāng)體系溫度高于980 K時，估計ΔH－TΔS________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)　ΔH(298.15 K)＝－94.0 kJ/mol，ΔS(298.15 K)＝－75.8 J/(molK)，設(shè)ΔH和ΔS不隨溫度而變化，則此反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的溫度是________。 (3)化學(xué)反應(yīng)2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)在298 K、100 kPa下：ΔH＝－113.0 kJ/mol，ΔS＝－145.3 J/(molK)，反應(yīng)在常溫下________(填“能”或“不能”)自發(fā)進(jìn)行。 (4)反應(yīng)2HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)，已知：HCl(g)的S＝186.6 J/(Kmol)，H2(g)的S＝130 J/(Kmol)，Cl2(g)的S＝233 J/(Kmol)，則該反應(yīng)的ΔS＝________。 5. 某化學(xué)科研小組研究在其他條件不變時，改變某一條件對反應(yīng)化學(xué)平衡的影響，得到如下圖象(圖中p表示壓強(qiáng)，T表示溫度，n表示物質(zhì)的量，α表示平衡轉(zhuǎn)化率，φ表示體積分?jǐn)?shù))： 分析圖像，回答下列問題： (1)在圖象反應(yīng)Ⅰ中，若p1>p2，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“減小”或“增大”)的反應(yīng)，由此判斷，此反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行必須滿足的條件________。 (2)在圖象反應(yīng)Ⅱ中，T1________T2(填“>”、“<”或“＝”)，該正反應(yīng)為________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。 (3)在圖象反應(yīng)Ⅲ中，若T2>T1，則此正反應(yīng)為__(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。 (4)在圖象反應(yīng)Ⅳ中，若T1>T2，則該反應(yīng)________(填“能”或“不能”)自發(fā)進(jìn)行。 答案與解析 題號 答案 解析 1 A 本題考查化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)，放熱反應(yīng)常常是容易進(jìn)行的過程，吸熱反應(yīng)有些也是自發(fā)反應(yīng)；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，故選A 2 D 該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，根據(jù)焓判據(jù)是不能自發(fā)進(jìn)行的，說明該反應(yīng)之所以能夠自發(fā)進(jìn)行是由于熵增效應(yīng)，并且熵增效應(yīng)大于能量效應(yīng) 3 (1)<　 (2)>　 (3)能　 (4)減小　逆反應(yīng) 據(jù)圖像可知，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故Q<0。據(jù)反應(yīng)特點可知，該反應(yīng)是熵增大的反應(yīng)；據(jù)此可知該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行；升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)減小 4 (1)小于　大于　(2)小于1240 K　(3)能 (4)－10.2 J/(Kmol) (1)C(s)＋CO2(g)2CO(g)的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH>0，則2CO(g)CO2(g)＋C(s)為放熱反應(yīng)，ΔH<0，且該反應(yīng)ΔS<0，則當(dāng)T<980 K時，ΔH－TΔS<0，T>980 K時，ΔH－TΔS>0。(2)由題給信息，要使反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，須有ΔH－TΔS<0，即－94.0 kJ/mol－T<0，則T<≈1.24103 K。(3)298 K時，ΔH－TΔS＝－113.0 kJ/mol－298 K≈－69.7 kJ/mol<0，因此常溫下該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。(4)ΔS＝130 J/(Kmol)＋233 J/(Kmol)－2186.6 J/(Kmol)＝－10.2 J/(Kmol) 5 (1)放熱　減小　低溫 (2)<　放熱　 (3)放熱 (4)不能 反應(yīng)Ⅰ中恒壓下溫度升高，α(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)，ΔH<0；由p1>p2知，恒定溫度時壓強(qiáng)越大，α(A)越大，即增大壓強(qiáng)平衡向右移動，說明此反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)(a＋b>c)，即為熵減反應(yīng)，ΔS<0。放熱、熵減反應(yīng)只能在低溫下自發(fā)進(jìn)行。反應(yīng)Ⅱ中T2溫度下反應(yīng)先達(dá)到平衡狀態(tài)，說明T2>T1；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)，ΔH<0。反應(yīng)Ⅲ中同一溫度下，增加B的物質(zhì)的量，平衡向右移動，φ(C)增大；但當(dāng)B的物質(zhì)的量達(dá)到一定程度后，對C的稀釋作用會大于平衡右移對C的影響，φ(C)又減小，出現(xiàn)如圖所示的曲線。若T2>T1，溫度越高，φ(C)越小，即升高溫度平衡向左移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0。反應(yīng)Ⅳ中在恒溫下壓強(qiáng)變化對α(A)沒有影響，說明壓強(qiáng)變化不能影響平衡，此反應(yīng)為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)(a＋b＝c)，反應(yīng)過程中熵變很小，ΔS≈0，若T1>T2，恒壓下溫度越高α(A)越大，說明升高溫度平衡向右移動，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH>0，則ΔH－TΔS>0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行