第11讲 化学反应的方向-【暑假自学课】2022年新高二化学暑假精品课（人教版选修4）

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   一、自发过程与自发反应1．自发过程：在一定条件下，不需借助外力就能____________的过程。其特点是高能状态 → 低能状态（对外做功或释放热量）；有序 → 无序（无序体系更加稳定）。如：高山流水，自由落体，冰雪融化。杨sir化学，侵权必究   2．自发反应：在给定的条件下，可以____________到显著程度的化学反应。如：钢铁生锈。3．特征：具有____________，即过程的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程逆方向在该条件下肯定不能自发进行。杨sir化学，侵权必究   思考与交流：自发反应不需要任何条件就能自发进行吗？   二、焓判据1．放热过程中体系能量_______，ΔH_______，具有自发的倾向。2．实验发现，大多数放热反应是可以自发进行的。例如：Zn(s) +CuSO4(aq) =ZnSO4 (aq) +Cu(s)  ΔH =-216.8kJ/mol杨sir化学，侵权必究3．有些吸热反应也可以自发进行，如Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应是吸热的，但是这个反应却是可以自发进行的。   三、熵判据1．熵的定义描述体系_____________的物理量，一般用S表示。熵值越大，体系的混乱度_______。杨sir化学，侵权必究2．熵的大小同种物质的熵值与其存在状态有关， S(g) ____ S(l) ____ S(s)。 3．熵判据体系的混乱度（即熵值）增加， ΔS＞0，反应有自发的倾向。杨sir化学，侵权必究有些熵减的过程也能自发进行，如乙烯聚合为聚乙烯的反应。    思考与交流：能否只根据焓变或熵变来判断反应进行的方向？ 如何精准判断反应进行的方向？   四、复合判据（自由能ΔG）在等温、等压条件下的封闭体系中(不考虑体积变化做功以外的其他功)，自由能的变化(符号为ΔG，单位为kJ/mol) 综合反映了体系的焓变和熵变对自发过程的影响：ΔG = ΔH-TΔS。这时，化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡。即：杨sir化学，侵权必究当ΔG <0时，反应能自发进行；当ΔG =0时，反应处于平衡状态；当ΔG >0时，反应不能自发进行。情况焓变熵变自由能变化反应能否自发进行①ΔH＜0ΔS＞0__________________②ΔH＞0ΔS＜0__________________③ΔH＜0ΔS＜0__________________④ΔH＞0ΔS＞0__________________    及时小练 题型一：自发过程与自发反应【例1】下列过程是非自发的是A．水由高处向低处流B．氯气和溴化钾溶液的反应C．铁在潮湿空气中生锈杨sir化学，侵权必究D．室温下水结成冰 题型二：熵的大小比较【例2】相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是杨sir化学，侵权必究A． B．C． D． 【变 2】判断下列反应的熵值的变化，在横线上填入“增大”“减小”或“不变”。(1)：_______。(2)：_______。 题型三：自由能判断反应进行的方向杨sir化学，侵权必究【例3】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．反应的B．在不同状态时的熵值：C．反应 能否自发进行与温度有关D．或的反应一定能自发进行 【变3-1】下列说法不正确的是杨sir化学，侵权必究A．室温下不能自发进行，说明该反应的B．放热及熵增加的反应，一定能自发进行C．已知反应，高温下为自发过程，低温下为非自发过程D．知道了某过程有自发性之后，则可确定过程是否一定会发生 【变3-2】现有两个热化学反应方程式：(l)+H2(g)(l)    ΔH＞0 ①(l)+2H2(g)(l)   ΔH＜0 ②下列说法正确的是A．反应①②中都存在：ΔS＞0B．反应①一定不能自发进行C．在通常情况下，①②都能自发进行D．反应②高温时，可自发进行 【例4】某化学反应A(s)=D(g)+E(g)　ΔH-TΔS=(-4500+11T)kJ·mol-1(其中ΔH为焓变，ΔS为熵变，T为热力学温度，单位为K)，要防止反应发生，温度必须A．高于409 K B．低于136 KC．高于136 K而低于409 K D．低于409 K 【例5】已知体系自由能变化时反应能自发进行．两个氢化反应的与温度的关系如图所示，下列说法正确的是 A．反应①的B．反应②在时的反应速率很快C．温度大于时，反应①能自发进行D．反应②的 【例6】回答下列问题：杨sir化学，侵权必究(1)用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解，发生反应：，该反应的∆H________(填“>”或“<”，下同)0，∆S_______0，在低温下，该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。(2)超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式为。反应在常温下能够自发进行，则反应的∆H______(填“>”或“<”)0。(3)已知在、时石灰石分解反应的、。①常温下，该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。②据本题反应数据分析，温度________(填“能”或“不能”)成为反应进行方向的决定因素。(4)已知，该反应能够自发进行的反应条件是______。(5)某吸热反应能自发进行，则该反应的∆S_____(填“>”或“<”)0。  【例7】课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法，是德国诺贝尔化学奖获得者哈伯发明的。其合成原理为：△H＜0，△S＜0。(1)下列关于工业合成氨的说法不正确的是___________A．因为△H＜0，所以该反应一定能自发进行B．因为△S＜0，所以该反应一定不能自发进行C．在高温下进行是为了提高反应物的转化率D．使用催化剂加快反应速率是因为催化剂降低了反应的△H(2)在恒温恒容密闭容器中进行合成氨的反应，下列能说明该反应已达到平衡状态的是___________a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2b．v正(N2)=v逆(H2) 杨sir化学，侵权必究c．容器内压强保持不变d．混合气体的密度保持不变 【练1】下列说法中正确的是A．吸热反应反应一定不能发生反应B．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应C．需要加热才能发生的反应，一定是吸热反应D．催化剂可以改变反应进行的方向杨sir化学，侵权必究 【练2】以下判断正确的是A．C(s)+CO2(g)=2CO(g)   △H＞0，该反应常温下不能自发B．2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s)  △H＜0，该反应高温才能自发C．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小D．放热反应都可以自发进行，而吸热反应不能自发进行  【练3】对于化学反应能否自发进行，下列说法中错误的是A．非自发过程在一定条件下可能变成自发过程B．若△H>0，△S＜0，任何温度下都不能自发进行C．若△H＜0，△S>0，任何温度下都能自发进行杨sir化学，侵权必究D．需要加热才能够进行的过程肯定不是自发过程  【练4】下列关于化学反应方向及其判据的说法中正确的是A．1molSO3在不同状态时的熵值：S[SO3(s)]>S[SO3(1)]>S[SO3(g)]B．常温下，反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0C．放热反应都可以自发进行，而吸热反应不能自发进行D．2KClO3(s)=2KCl(s)+3CO2(g)ΔH>0能否自发进行与温度无关 【练5】下列关于判断过程的方向的说法正确的是A．所有自发进行的化学反应都是放热反应B．自发反应在任何条件下都能发生C．由焓判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程D．同一物质的固，液、气三种状态的熵值相同 【练6】判断下列说法的正误。①的反应一定能自发进行                            _______    ②的反应一定不能自发进行                            _______杨sir化学，侵权必究③常温下，晶体与晶体的反应可自发进行        ________④常温下，反应可自发进行    _______⑤反应的焓变是影响反应能否自发进行的一个因素                        ______ 【练7】有A、B、C、D四个反应：反应 A B C D ΔH/(kJ·mol-1) 10.5 1.80 -126 -11.7 ΔS/(J·mol-1·K-1) 30.0 -113.0 84.0 -105.0 ①在任何温度下都能自发进行的反应是______；杨sir化学，侵权必究②任何温度下都不能自发进行的反应是______；③另两个反应中，在温度高于______℃时可自发进行的反应是______；在温度低于______℃时可自发进行的反应是______。