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人教A版化学选择性必修一第07讲 化学反应的方向-讲义试卷【学生版】新高二化学暑假衔接(人教版)
展开1.知道化学反应是有方向的;知道熵、熵变的概念和判断。
2.知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关;能结合具体事例说明反应自发进行的方向。
1.化学反应的方向与反应的焓变、熵变的关系。
2.会用复合判据判断反应进行的方向。
化学反应的方向与反应的焓变、熵变的关系。
以上这些变化,均不需外界条件可______进行。
一、自发过程和自发反应
1.不能认为自发反应都是不需要任何条件就能发生的,自发反应的“一定的条件”,可以是一定的温度和压强,可以是“点燃、光照、加热、高温”等给反应物提供能量的条件,“外界帮助”指通电、放电等,如氢气的燃烧是自发的通过需点燃才能发生;也不能认为非自发反应在任何条件下都是不能发生的,如NaCl在通电条件可分解生成Na和Cl2。
2.不能认为自发反应应用普通,非自发反应没有应用价值。将电能、热能转化为化学能的许多非自发反应是制备物质的重要反应,如电解法去冶炼钠、镁、铝和制取氯气等。
3.反应能否自发与反应速率——无关!
以下反应均可自发进行,这是为什么?
H2(g)+F2(g)=2HF(g) ΔH=-546.6 kJ·ml-1 2K(s)+2H2O(l)=2KOH(aq)+H2(g) ΔH=-393.62 kJ·ml-1 4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH=-1 648.4 kJ·ml-1。
放热反应过程中体系能量______,因此具有自发进行的倾向,科学家提出用______ (能量变化)来判断反应进行的______,这就是______ (能量判据)。
那么,对于吸热反应能否自发进行?
以下两反应,也能自发进行:2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) ΔH=+109.8 kJ·ml-1 NaHCO3(s)+HCl(aq)=NaCl(aq)+CO2(g)+H2O(l) ΔH=+31.4 kJ·ml-1。
二、焓变与反应的方向
1.多数______反应可以自发进行。
2.有些______反应也可以自发进行。
部分反应不具有自发性,如2CO(g)=2C(s)+O2(g)、H2(g)+MgO(s)=Mg(s)+H2O(l)等,CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)在常温下不能发生,但在高温下可自发进行。
故只用______判断反应是否自发不全面。
为什么有些吸热过程也能自发进行?
以上过程,以自发进行,都是从混乱度______ (有序)向混乱度______ (无序)的方向进行。
对于反应如2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)、NaHCO3(s)+HCl(aq)=NaCl(aq)+CO2(g)+H2O(l),也是伴随着体系混乱度的增大。
这个混乱度科学家命名为“______”。
三、熵变与反应的方向
1.熵、熵变的概念
2.熵值大小
①体系的熵值:体系的混乱程度______,体系的熵值就______。
②同一物质的熵值:S(g)>S(l)>S(s),同一条件下,不同物质的熵值______。
3.熵判据
体系有______地向混乱度______ (即熵增)的方向转变的倾向,因此可用______来判断反应进行的方向——许多熵增的反应是______的,如2KClO3eq \(=====,\s\up7(MnO2),\s\d5(△))2KCl+3O2↑、CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑等。
有些熵减的反应也可以自发进行,如:Ca(OH)2(aq)+CO2(g)=CaCO3(s)+H2O(l)、NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)。
故只用______判断反应是否自发不全面。我们可以用焓变和熵变来综合判断。
四、自由能与化学反应的方向
1.自由能变化
符号为______,单位为____________。
2.自由能变化与焓变、熵变的关系
ΔG=____________。ΔG不仅与焓变、熵变有关,还与______有关。
3.反应方向与自由能的关系
考点一:焓变与熵变判断
例1.(2022·河南邢台高二上学期第一次月考)下列反应的焓变和嫡变与图示过程相符的是
A.2Na(g)+Cl2(g)=2NaCl(s)
B.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
C.2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)
D.Zn(s)+H2SO4(aq)=ZnSO4(aq)+H2(g)
考点二:化学反应与温度的关系
例2.(2023·北京清华附中高二上学期期末)下列反应在任何温度下一定能自发进行的是
A.2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) ΔH<0
B.NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) ΔH<0
C.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH<0
D.2CO(g)=2C(s)+O2(g) ΔH>0
考点三:判断反应的焓变、熵变
例3.(2023·河北保定市高二上学期期中)下列对化学反应预测正确的是
考点四:计算反应温度
例5.(2022·河南邢台高二上学期第一次月考)反应NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l) ΔH=+37.301 kJ·ml-1 ΔS=184.0 J·ml-1·K-1。该反应能自发进行的最低温度约为
A.-168℃B.202.7℃C.105.15KD.202.7K
1.(2023·河北邢台市高二上学期期末)俗话说“下雪不冷化雪冷”,其中蕴含着化学知识。下列对化雪过程中的焓变和熵变的判断正确的是
A.ΔH>0 ΔS<0B.ΔH<0 ΔS<0
C.ΔH<0 ΔS<0D.ΔH>0 ΔS>0
2.(2023·四川雅安市高二上学期期末)下列有关化学反应的方向及判据的说法不正确的是
A.反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)能否自发进行,主要由ΔS决定
B.焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据
C.ΔH<0、ΔS>0的反应在任何温度下都能自发进行
D.冰在室温下自动融化成水,是因为体系混乱度增加
3.(2023·山东临沂市沂水县高二上学期期中)下列转化在任何温度下都能正向自发进行的是
A.2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g) ΔH<0
B.2CO(g)=2C(s,石墨)+O2(g) ΔH>0
C.4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s) ΔH<0
D.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH>0
4.(2023·北京丰台区高二上学期期中)已知反应CO(g)+Cl2(g)COCl2(g),反应过程中能量的变化如图所示,下列有关该反应的ΔH、ΔS的说法中正确的是
A.ΔH<0 ΔS<0B.ΔH>0 ΔS<0
C.ΔH<0 ΔS>0D.ΔH>0 ΔS>0
5.(2023·北京海淀区高二上学期期末)下列说法正确的是
A.放热反应一定是自发反应B.熵增的反应不一定是自发反应
C.固体溶解一定是熵减小的过程D.非自发反应在任何条件下都不能发生
6.(2023·北京丰台区高二上学期期中)下列说法正确的是
A.凡是放热反应都是自发反应B.自发反应都是熵增大的反应
C.吸热反应可能是自发反应D.凡是需要加热才能发生的反应都是非自发进行的
7.(2023·广东茂名市电白区高二上学期期中)已知“凡气体分子总数增加的反应都是熵增大的反应”。下列反应在任何温度下都不自发进行的是
A.2O3(g)=3O2(g) ΔH<0
B.2CO(g)=2C(s)+O2(g) ΔH>0
C.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH<0
D.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH>0
8.(2022年山西运城市上学期10月月考)下列说法错误的是
A.2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)该反应的ΔH>0,ΔS>0,在低温下,该反应不能自发进行
B.2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)该反应的ΔH<0,ΔS<0,在低温下能自发进行
C.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)该反应的ΔH>0,ΔS>0,在低温下,该反应能自发进行
D.CaSO4(s)+CO(g)=CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)该反应的ΔH>0,ΔS>0,在高温下,该反应能自发进行
1.(2023·北京房山区高二上学期期中)1 g冰受热转化为1 g水蒸气,下列分析不正确的是
A.该过程是熵增的过程
B.该过程发生的是物理变化
C.1 g冰与1 g水蒸气所具有的内能不同
D.H2与O2反应生成1 ml H2O(l)与生成1 ml H2O(g)放出的热量相同
2.(2023·辽宁凌营口高二上学期开学考)2022年4月以来,辽沈大地遭遇罕见的少雨天气,给农业生产带来不少麻烦,5月24日至25日,利用一次东北冷涡天气过程,辽宁省气象局组织人员向天空云层中撒入干冰,开展了大范围的人工增雨作业。干冰在云层中的变化过程中,其焓变和熵变均正确的是
A.ΔH>0,ΔS>0B.ΔH>0,ΔS<0
C.ΔH<0,ΔS>0D.ΔH<0,ΔS<0
3.(2022年山东潍坊市上学期期中)工业上制备金属钾的反应为KCl+NaNaCl+K,该反应为吸热反应,反应温度通常为850℃。相关数据如下表所示,下列说法错误的是
A.Na比K活泼B.该反应的ΔH>0
C.该反应的ΔS>0D.该条件下ΔH-TΔS<0
4.(2023·湖南邵阳市武冈市高二上学期期中)下列有关化学反应方向及其判据的说法中错误的是
A.1 ml H2O在不同状态时的嫡值:S[H2O(l)]<S[H2O(g)]
B.反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH>0能否自发进行与温度有关
C.H2O2分解和HClO分解均是自发过程,故这两个反应的ΔH和ΔS的变化相同
D.常温下,反应4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)=4Fe(OH)3(s)能自发进行,则该反应的ΔH<0
5.(2022·山东高二上学期12月月联合调研)化学反应进行的方向是一个比较复杂的问题。下列有关说法正确的是
A.反应SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l)的ΔS>0
B.1 ml CO2在不同状态时的熵值:S[CO2(g)]<S[CO2(s)]
C.反应2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) ΔH>0能否自发进行与温度有关
D.ΔH<0或ΔS>0的反应一定能自发进行
6.(2022·山东烟台高二上学期期中)下列说法正确的是
A.非自发的反应一定可以通过改变条件使其成为自发反应
B.相同物质的量的同种物质气态时熵值最小,固态时熵值最大
C.反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的ΔH<0
D.恒温恒压下,ΔH<0且ΔS>0的反应一定不能自发进行
7.(2023·北京石景山区高二上学期期末)下列关于化学反应方向的说法正确的是
A.凡是放热反应都是自发反应B.凡是熵增大的反应都是自发反应
C.凡是吸热反应都不是自发反应D.反应是否自发,不只与反应热有关
8.(2023·辽宁鞍山市高二上学期第三次月考)已知2SO2(g)+O2(g)eq \(,\s\up7(催化剂),\s\d6(Δ))2SO3(g) ΔH<0。若在500℃和催化剂作用下,该反应在容积固定的密闭容器中进行,下列说法正确的是
A.因为ΔH<0,所以该反应有自发进行的趋势
B 达到平衡时,SO2和SO3浓度一定相等
C.因为ΔS<0,所以该反应一定不能自发进行
D.升高温度是为了提高反应物的转化率
9.(2022年安徽池州市贵池区期中)灰锡结构松散,不能用于制造器皿,而白锡结构坚固,可以制造器皿。现把白锡制成的器皿放在0 ℃、100 kPa的室内存放,它会不会变成灰锡而不能再继续使用(已知:在0℃、100 kPa条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为ΔH=-2.18 kJ·ml-1,ΔS=-6.61 J·ml-1·K-1)
A.会变成灰锡B.不会变成灰锡
C.不能确定D.升高温度才会变成灰锡
10.(1)(2023·湖北宜昌市协作体高二上学期期中)甲烷是重要的气体燃料和化工原料,由CH4制取合成气(CO、H2)的反应原理为CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH>0。
当体系温度等于T K时ΔH−TΔS=0,温度大于T时ΔH−TΔS_______(填“>”“<”或“=”)0。
(2)(2023·四川内江市高二上学期期末)反应I(2NH3(g)+CO2(g)H2NCOONH4 ΔH1<0)在_______(填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
(3)(2023·新疆生产建设兵团部分名校高二上学期期中)已知:H2(g)+C2H4(g)C2H6(g) ΔH=-137 kJ·ml-1。请回答下列问题:
该反应在_______(填“低温”、“高温”或“任何温度”)下能自发进行。
水总是自发地从高处流向低处
液溴挥发
铁生锈
铁置换出铜
自发过程
自发反应
含义
在一定条件下,不用借助______,一经引发就能自发进行的过程(自发过程的相反过程不能自发进行,通过需要外界做功才能进行,如用水泵将水从低处抽向高处)
在____________,无需外界帮助可以自发进行的化学反应(不能自发进行,必须借助某种外力才能进行的反应,以及不能发生的反应为非自发反应)
特征
具有方向性,即过程的某个方向在一定条件下______进行,而该过程逆方向在该条件下肯定不能自发进行
应用
①可被用来完成有用功;②非自发过程要想发生,必须对它做功。
气体扩散
水中滴加红墨水
硫酸铜溶于水
火柴盒里火柴散落
熵
定义
度量体系____________的物理量(体系的有序性越高,混乱度越低,熵值越小)
符号
S
熵变
定义
物质发生变化时,体系的熵的变化
符号
ΔS
意义
混乱度增加的过程或反应为______,ΔS>0;混乱度减小的过程或反应为熵减,ΔS<0(产生气体的反应和气体物质的量增大的反应,熵变为正值ΔS>0,是熵增反应);化学反应的ΔS越大,越有利于反应____________
ΔH
ΔS
ΔH-TΔS
反应情况
<0
>0
永远是负值
在任何温度下过程均自发进行
>0
<0
永远是正值
在任何温度下过程均非自发进行
>0
>0
低温为正
低温时非自发
高温为负
高温时自发
<0
<0
低温为负
低温时自发
高温为正
高温时非自发
选项
化学反应方程式
已知条件
预测
A
M(s)=X(g)+Y(s)
ΔH>0
它是非自发反应
B
W(s)+xG(g)=2Q(g)
ΔH<0,自发反应
x可能等于1、2、3
C
4X(g)+5Y(g)=4W(g)+6G(g)
能自发反应
ΔH一定小于0
D
4M(s)+N(g)+2W(l)=4Q(s)
常温下,自发进行
ΔH>0
物质
熔点/℃
沸点/℃
Na
97.8
883
K
63.7
774
NaCl
801.0
1413
KCl
770
1500
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第07讲 电离平衡 -2024年新高二化学暑假讲义+习题(人教版2019选择性必修1): 这是一份第07讲 电离平衡 -2024年新高二化学暑假讲义+习题(人教版2019选择性必修1),共18页。试卷主要包含了证据推理与模型认知,变化观念与平衡思想,电解质溶液的导电性,电离常数的四大应用,0×10-4和1等内容,欢迎下载使用。
第05讲 化学反应的方向 -2024年新高二化学暑假讲义+习题(人教版2019选择性必修1): 这是一份第05讲 化学反应的方向 -2024年新高二化学暑假讲义+习题(人教版2019选择性必修1),共12页。试卷主要包含了证据推理与模型认知,科学态度与社会责任,8 kJ·ml-1,判断化学反应自发性的方法, ΔS<0,51 kJ∙ml-1;等内容,欢迎下载使用。