2022-2023版高中化學(xué) 第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率 第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的方向?qū)W案 魯科版選修4

2022-2023版高中化學(xué) 第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率 第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的方向?qū)W案 魯科版選修4學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.了解熵和熵變的概念。2.理解焓變與反應(yīng)方向、熵變與反應(yīng)方向的關(guān)系。3.能綜合運(yùn)用焓變與熵變判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。一、反應(yīng)焓變、熵變與反應(yīng)方向1.反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向(1)分析下列反應(yīng)進(jìn)行的方向與H之間的關(guān)系NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)，酸堿中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，H<0，常溫下能自發(fā)進(jìn)行。2Na(s)2H2O(l)=2NaOH(aq)H2(g)，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，H<0，常溫下能自發(fā)進(jìn)行。NH4HCO3(s)CH3COOH(aq)=CO2(g)CH3COONH4(aq)H2O(l)H>0，該反應(yīng)在常溫下能自發(fā)進(jìn)行。CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H>0，該反應(yīng)在常溫下不能自發(fā)進(jìn)行，但在較高溫度下能自發(fā)進(jìn)行。(2)反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向的關(guān)系能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)多數(shù)是放熱反應(yīng)，H<0。有些吸熱反應(yīng)在室溫下能自發(fā)進(jìn)行。反應(yīng)焓變是與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的一個(gè)因素，但不是唯一因素。2.反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向的關(guān)系(1)熵的概念熵是用來描述體系混亂度大小的物理量，其符號(hào)為S。熵值越大，體系的混亂度越大。(2)影響熵大小的因素同一條件下，不同的物質(zhì)熵值不同。同一物質(zhì)的熵與其聚集狀態(tài)及外界條件有關(guān)，如同一種物質(zhì)不同狀態(tài)時(shí)熵值大小為S(g)>S(l)>S(s)。(3)反應(yīng)熵變概念：反應(yīng)產(chǎn)物總熵和反應(yīng)物總熵之差稱為反應(yīng)熵變，符號(hào)為S。正負(fù)判斷依據(jù)a.氣體體積增大的反應(yīng)，熵變通常都是正值，是熵增加的反應(yīng)。b.氣體體積減小的反應(yīng)，熵變通常都是負(fù)值，是熵減小的反應(yīng)。(4)反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向熵增加有利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行。某些熵減小的反應(yīng)在一定條件下也能自發(fā)進(jìn)行。熵變是與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的一個(gè)因素，但不是唯一因素。化學(xué)反應(yīng)方向與焓變、熵變的關(guān)系(1)從焓變(能量)角度：H<0，有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。(2)從熵變角度：S>0，有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。(3)在實(shí)際的化學(xué)反應(yīng)中，若H與S符號(hào)相同時(shí)，對(duì)化學(xué)反應(yīng)的方向的影響作用出現(xiàn)矛盾，因此，在分析一個(gè)具體化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向時(shí)，不能孤立地使用焓判據(jù)或熵判據(jù)來分析，否則，可能會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)論。例1已知下列過程都能自發(fā)進(jìn)行，其中不能用“焓判據(jù)”解釋的是()A.2Na(s)Cl2(g)=2NaCl(s)H<0B.C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(l)H<0C.2NH4Cl(s)Ca(OH)2(s)=2NH3(g)CaCl2(s)2H2O(l)H>0D.2Mg(s)O2(g)=2MgO(s)H<0答案C解析焓判據(jù)是指H<0的反應(yīng)有利于自發(fā)進(jìn)行，C項(xiàng)反應(yīng)的H>0，按焓判據(jù)反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，而題給條件是能自發(fā)進(jìn)行，所以不能用“焓判據(jù)”解釋該反應(yīng)為自發(fā)反應(yīng)。考點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)的方向及其判斷題點(diǎn)反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向規(guī)律總結(jié)一般常溫下自發(fā)進(jìn)行的放熱反應(yīng)，焓變對(duì)反應(yīng)方向起決定性作用。例2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?yàn)樯闪艘讚]發(fā)的氣體，使體系的熵增大B.碳銨分解是因?yàn)橥饨缃o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)分解答案A解析放熱反應(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(shí)現(xiàn)還要看具體的條件?？键c(diǎn)化學(xué)反應(yīng)的方向及其判斷題點(diǎn)反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向規(guī)律總結(jié)一般常溫下自發(fā)進(jìn)行的吸熱反應(yīng)，熵變對(duì)反應(yīng)方向起決定性作用。二、焓變與熵變對(duì)反應(yīng)方向的共同影響1.用焓變和熵變的復(fù)合判據(jù)判斷反應(yīng)的方向(1)由焓判據(jù)知放熱反應(yīng)是易進(jìn)行的；由熵判據(jù)知熵值增加是自發(fā)的。很多情況下用不同的判據(jù)判定同一個(gè)反應(yīng)，可能會(huì)出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果。(2)在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，自發(fā)反應(yīng)總是向HTS<0的方向進(jìn)行，直至達(dá)到平衡狀態(tài)。HTS<0反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行HTS0反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)HTS>0反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行(3)溫度與反應(yīng)方向的關(guān)系圖為2.已知反應(yīng)：2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)在298 K、101 kPa的條件下，其H113.0 kJ·mol1，S145.3 J·mol1·K1。該反應(yīng)_(填“能”或“不能”)用于消除汽車尾氣中的NO，理由為_。答案能該反應(yīng)的HTS69.7 kJ·mol1<0，說明該反應(yīng)在理論上可自發(fā)進(jìn)行解析HTS113.0 kJ·mol1298 K×(145.3×103 kJ·mol1·K1)69.7 kJ·mol1<0，故理論上該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。(1)放熱和熵增加都對(duì)HTS<0有所貢獻(xiàn)，因此放熱的熵增加反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行，吸熱的熵減小反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行。(2)當(dāng)反應(yīng)的焓變和熵變的影響相反，且二者大小相差懸殊時(shí)，某一因素可能占主導(dǎo)地位。(3)如果反應(yīng)的焓變和熵變的影響相反且相差不大時(shí)，溫度可能對(duì)反應(yīng)的方向起決定性作用。特別提醒(1)反應(yīng)發(fā)生的條件有多種，HTS這個(gè)判據(jù)只能用于溫度、壓強(qiáng)一定下的反應(yīng)，不能用于其他條件(如溫度、體積一定)下的反應(yīng)。(2)反應(yīng)的自發(fā)性只能用于判斷反應(yīng)的方向，不能確定反應(yīng)是否實(shí)際發(fā)生及反應(yīng)的速率大小。例3下列反應(yīng)中，一定不能自發(fā)進(jìn)行的是()A.2KClO3(s)=2KCl(s)3O2(g)H78.03 kJ·mol1S1 110 J·mol1·K1B.CO(g)=C(s，石墨)O2(g)H110.5 kJ·mol1S89.36 J·mol1·K1C.4Fe(OH)2(s)2H2O(l)O2(g)=4Fe(OH)3(s)H444.3 kJ·mol1S280.1 J·mol1·K1D.NH4HCO3(s)CH3COOH(aq)=CO2(g)CH3COONH4(aq)H2O(l)H37.301 kJ·mol1S184.05 J·mol1·K1答案B解析A項(xiàng)為放熱的熵增加反應(yīng)，在任何溫度下都有HTS<0，因此該反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行；B項(xiàng)為吸熱的熵減小反應(yīng)，在任何溫度下都有HTS>0，故該反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行；C項(xiàng)為放熱的熵減小反應(yīng)，在低溫時(shí)可能有HTS<0，因此該反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行；D項(xiàng)為吸熱的熵增加反應(yīng)，在高溫時(shí)可能有HTS<0，因此該反應(yīng)在高溫下能自發(fā)進(jìn)行。考點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)的方向及其判斷題點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)方向的復(fù)合判據(jù)易錯(cuò)警示(1)在利用HTS作為判據(jù)判斷反應(yīng)方向時(shí)，給出H的單位通常為kJ·mol1，S的單位通常是J·mol1·K1，進(jìn)行計(jì)算時(shí)應(yīng)將二者的單位統(tǒng)一。(2)利用H、S的符號(hào)和HTS進(jìn)行推理，可以避開計(jì)算。例4回答下列問題：(1)用釕的配合物作為催化劑，一定條件下可直接光催化分解CO2，發(fā)生反應(yīng)：2CO2(g)=2CO(g)O2(g)，該反應(yīng)的H_(填“>”“<”或“”，下同)0，S_0，在低溫下，該反應(yīng)_(填“能”或“不能”)自發(fā)進(jìn)行。(2)超音速飛機(jī)在平流層飛行時(shí)，尾氣中的NO會(huì)破壞臭氧層。科學(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2，化學(xué)方程式為2NO(g)2CO(g)2CO2(g)N2(g)。該反應(yīng)在常溫下能夠自發(fā)進(jìn)行，則反應(yīng)的H_(填“>”“<”或“”)0。(3)已知在100 kPa、298.15 K時(shí)石灰石分解反應(yīng)CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)的H>0，S>0，則：該反應(yīng)常溫下_(填“能”或“不能”)自發(fā)進(jìn)行。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。(4)已知CaSO4(s)CO(g)CaO(s)SO2(g)CO2(g)H218 kJ·mol1，該反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)條件是_。(5)某吸熱反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的S_(填“>”或“<”)0。(6)NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)常溫下可自發(fā)進(jìn)行，則影響反應(yīng)方向的主要因素是_。答案(1)>>不能(2)<(3)不能能(4)高溫(5)>(6)焓變解析(1)該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)后氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和增加，所以H>0，S>0，故低溫下HTS>0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。(2)因?yàn)镾<0，且HTS<0，故H<0。(3)常溫下石灰石不分解。該反應(yīng)的H>0，S>0，屬于熵增加的吸熱反應(yīng)，故在高溫下該反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行。(4)自發(fā)反應(yīng)的條件是HTS<0，即H<TS，H218 kJ·mol1，S>0，故T>，即T值較大，該反應(yīng)應(yīng)在高溫下自發(fā)進(jìn)行。(5)吸熱反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，即H>0，HTS<0，又知T>0，故S>0?？键c(diǎn)化學(xué)反應(yīng)的方向及其判斷題點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)方向的復(fù)合判據(jù)方法總結(jié)(1)根據(jù)常見的放熱反應(yīng)或吸熱反應(yīng)推知H符號(hào)。(2)根據(jù)反應(yīng)前后物質(zhì)狀態(tài)的變化及系數(shù)的變化推知S的符號(hào)。(3)利用反應(yīng)方向的復(fù)合判據(jù)，HTS<0時(shí)，自發(fā)進(jìn)行，作出判斷。1.下列說法完全正確的是()A.自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)均是放熱反應(yīng)B.S為正值的反應(yīng)均能自發(fā)進(jìn)行C.物質(zhì)的量增加的反應(yīng)，S為正值D.CaCO3(s)受熱分解為CaO(s)和CO2(g)：S>0答案D解析有些吸熱反應(yīng)也可以自發(fā)進(jìn)行，如(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；熵變與反應(yīng)的自發(fā)性有關(guān)，但不能獨(dú)立地作為反應(yīng)是否自發(fā)的判據(jù)，故B錯(cuò)；物質(zhì)的量增加的反應(yīng)，其混亂度不一定增加，即S不一定為正值，如2H2S(g)O2(g)=2H2O(l)2S(s)，故C錯(cuò)；CaCO3(s)的分解產(chǎn)生了氣體，為熵增加反應(yīng)，故D項(xiàng)正確?？键c(diǎn)化學(xué)反應(yīng)的方向及其判斷題點(diǎn)反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向2.下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性敘述正確的是()A.焓變小于0而熵變大于0的反應(yīng)肯定是自發(fā)的B.焓變和熵變都小于0的反應(yīng)肯定是自發(fā)的C.焓變和熵變都大于0的反應(yīng)肯定是自發(fā)的D.熵變小于0而焓變大于0的反應(yīng)肯定是自發(fā)的答案A解析由復(fù)合判據(jù)HTS綜合考慮反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行。當(dāng)H>0，S>0時(shí)，不能判斷HTS的正負(fù)，與T有關(guān)；當(dāng)H>0，S<0時(shí)，HTS>0，非自發(fā)反應(yīng)；當(dāng)H<0，S>0時(shí)，HTS<0，一定是自發(fā)反應(yīng)；當(dāng)H<0，S<0時(shí)，不能判斷HTS的正負(fù)，與T有關(guān)?？键c(diǎn)化學(xué)反應(yīng)的方向及其判斷題點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)方向的復(fù)合判據(jù)3.下列反應(yīng)在任何溫度下均能自發(fā)進(jìn)行的是()A.2N2(g)O2(g)=2N2O(g)H163 kJ·mol1B.Ag(s)Cl2(g)=AgCl(s)H127 kJ·mol1C.HgO(s)=Hg(l)O2(g)H91 kJ·mol1D.H2O2(l)=O2(g)H2O(l)H98 kJ·mol1答案D解析HTS<0時(shí)，反應(yīng)在任何溫度下均自發(fā)進(jìn)行，H<0、S>0符合題意的要求，故選D?？键c(diǎn)化學(xué)反應(yīng)的方向及其判斷題點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)方向的復(fù)合判據(jù)4.向平底燒瓶中放入氫氧化鋇晶體Ba(OH)2·8H2O和氯化銨晶體，塞緊瓶塞。在木板上滴少量水，如圖所示。一會(huì)兒，就會(huì)發(fā)現(xiàn)瓶內(nèi)固態(tài)物質(zhì)變成液體，瓶壁變冷，小木板上因少量水凍結(jié)而被燒瓶粘住，這時(shí)打開瓶塞，出來的氣體有氨味。這是自發(fā)地發(fā)生了反應(yīng)：Ba(OH)2·8H2O(s)2NH4Cl(s)=BaCl2(s)2NH3(g)10H2O(l)。下列結(jié)論中正確的是()A.自發(fā)反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)B.自發(fā)反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)C.有的吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行D.吸熱反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行答案C解析本反應(yīng)的H>0，S>0，故在一定溫度下有的吸熱反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行?？键c(diǎn)化學(xué)反應(yīng)的方向及其判斷題點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)方向的復(fù)合判據(jù)5.某反應(yīng)2AB(g)C(g)3D(g)在高溫時(shí)能自發(fā)進(jìn)行，其逆反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的H、S應(yīng)為()A.H>0，S<0 B.H<0，S<0C.H<0，S>0 D.H>0，S>0答案D解析該反應(yīng)是一個(gè)氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)，即S>0，故其逆反應(yīng)S<0；又知其逆反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行，可知逆反應(yīng)的H<0，故該反應(yīng)的H>0?？键c(diǎn)化學(xué)反應(yīng)的方向及其判斷題點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)方向的復(fù)合判據(jù)6.回答下列問題：(1)汽車燃油不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生CO，有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去CO：2CO(g)=2C(s)O2(g)。已知該反應(yīng)的H>0，簡述該設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)的依據(jù)：_。(2)下列反應(yīng)中，在高溫下不能自發(fā)進(jìn)行的是_(填字母)。a.CO(g)=C(s)O2(g)b.2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)c.(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)d.MgCO3(s)=MgO(s)CO2(g)(3)25 和1.01×105 Pa時(shí)，反應(yīng)：2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)H56.76 kJ· mol1自發(fā)進(jìn)行的原因是_。(4)電子工業(yè)中清洗硅片上的SiO2(s)的反應(yīng)是SiO2(s)4HF(g)=SiF4(g)2H2O(g)H(298.15 K)94.0 kJ·mol1，S(298.15 K)75.8 J· mol1·K1設(shè)H和S不隨溫度變化而變化，試求此反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的溫度(T)條件_。答案(1)該反應(yīng)是H>0、S<0的反應(yīng)，任何溫度下均不能自發(fā)進(jìn)行(2)a(3)該反應(yīng)是熵增反應(yīng)，且常溫下熵變S對(duì)反應(yīng)的方向起決定作用(4)T<1 240 K解析(1)該反應(yīng)H>0、S<0，根據(jù)HTS>0，故不能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)。(2)a、b、c、d的H>0，b、c、d反應(yīng)的S>0，HTS<0時(shí)，反應(yīng)才能自發(fā)進(jìn)行，所以在高溫下才能自發(fā)進(jìn)行。a項(xiàng)S<0，HTS>0，所以在高溫時(shí)該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。(4)要使反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，則HTS<0，即94.0 kJ·mol1T×75.8×103 kJ·mol1·K1<0，T<1 240 K，即只有在溫度低于1 240 K時(shí)反應(yīng)才能自發(fā)進(jìn)行?？键c(diǎn)化學(xué)反應(yīng)的方向及其判斷題點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)方向的復(fù)合判據(jù)對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練題組1自發(fā)過程的判斷1.下列過程屬于非自發(fā)過程的是()A.水由高處向低處流B.天然氣的燃燒C.鐵在潮濕的空氣中生銹D.室溫下液態(tài)水結(jié)成冰答案D解析本題考查的是自發(fā)過程的判斷。自然界中的水由高處向低處流、天然氣的燃燒、鐵在潮濕的空氣中生銹、室溫下冰的融化都是自發(fā)過程，其逆向都是非自發(fā)的，故正確答案為D?？键c(diǎn)化學(xué)反應(yīng)的方向及其判斷題點(diǎn)自發(fā)過程與自發(fā)反應(yīng)的判斷2.下列說法中正確的是()A.能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定能迅速發(fā)生B.非自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定不可能發(fā)生C.能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)實(shí)際可能沒有發(fā)生D.常溫下，2H2O2H2O2，即常溫下水的分解反應(yīng)是自發(fā)反應(yīng)答案C解析能否自發(fā)進(jìn)行與反應(yīng)進(jìn)行的快慢沒有必然聯(lián)系，能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)不一定能迅速發(fā)生，因?yàn)榉磻?yīng)進(jìn)行的快慢受反應(yīng)條件的影響，A項(xiàng)錯(cuò)誤；在一定條件下，非自發(fā)反應(yīng)也可能發(fā)生，B項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)中反應(yīng)屬于非自發(fā)反應(yīng)，錯(cuò)誤。考點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)的方向及其判斷題點(diǎn)自發(fā)反應(yīng)的概念理解題組2反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向3.下列關(guān)于焓變與反應(yīng)方向的敘述中正確的是()A.化學(xué)反應(yīng)的焓變與其反應(yīng)的方向無關(guān)B.化學(xué)反應(yīng)的焓變直接決定了反應(yīng)的方向C.反應(yīng)焓變?yōu)檎禃r(shí)不利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行D.焓變?yōu)樨?fù)值的反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行答案C解析可逆反應(yīng)的兩個(gè)反應(yīng)其焓變的數(shù)值相等，但是符號(hào)(變化趨勢(shì))相反，A項(xiàng)錯(cuò)誤；焓變對(duì)反應(yīng)方向有直接影響，但不能決定反應(yīng)進(jìn)行的方向，B項(xiàng)錯(cuò)誤；焓變?yōu)樨?fù)值的反應(yīng)多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行，但有的也不是自發(fā)反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤；焓變?yōu)檎?，吸收熱量，體系能量升高，不利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，C項(xiàng)正確?？键c(diǎn)化學(xué)反應(yīng)的方向及其判斷題點(diǎn)反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向4.以下自發(fā)過程或化學(xué)反應(yīng)可用焓變來解釋的是()A.硝酸銨溶于水B.2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)H56.7 kJ·mol1C.(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)H74.9 kJ·mol1D.2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJ·mol1答案D解析A、B、C項(xiàng)中的過程或化學(xué)反應(yīng)均是吸收熱量的，H>0；只有D項(xiàng)中H<0，是放出熱量的自發(fā)反應(yīng)，適合用焓變來解釋?？键c(diǎn)化學(xué)反應(yīng)的方向及其判斷題點(diǎn)反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向題組3反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向5.在25 、1.01×105 Pa下，反應(yīng)2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)H56.7 kJ·mol1能自發(fā)進(jìn)行的合理解釋是()A.該反應(yīng)是分解反應(yīng)B.該反應(yīng)的熵增效應(yīng)大于焓變效應(yīng)C.該反應(yīng)是熵減反應(yīng)D.該反應(yīng)是放熱反應(yīng)答案B解析該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。不能只用焓判據(jù)來判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向，該反應(yīng)過程中熵增大，是熵增反應(yīng)。該反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，說明該反應(yīng)的熵增效應(yīng)大于焓變效應(yīng)?？键c(diǎn)化學(xué)反應(yīng)的方向及其判斷題點(diǎn)反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向6.對(duì)下列過程的熵變的判斷不正確的是()A.溶解少量食鹽于水中：S>0B.純碳和氧氣反應(yīng)生成CO(g)：S>0C.水蒸氣變成液態(tài)水：S>0D.CaCO3(s)加熱分解為CaO(s)和CO2(g)：S>0答案C解析水蒸氣變成液態(tài)水是熵減小的過程?？键c(diǎn)化學(xué)反應(yīng)的方向及其判斷題點(diǎn)反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向題組4反應(yīng)方向的復(fù)合判據(jù)7.下列說法正確的是()A.在常溫下，放熱反應(yīng)一般能自發(fā)進(jìn)行，吸熱反應(yīng)都不能自發(fā)進(jìn)行B.NH4HCO3(s)=NH3(g)H2O(g)CO2(g)H185.57 kJ·mol1，能自發(fā)進(jìn)行，原因是體系有自發(fā)地向混亂度增加的傾向C.因?yàn)殪首兒挽刈兌寂c反應(yīng)的自發(fā)性有關(guān)，因此焓變和熵變均可以單獨(dú)作為反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù)D.在其他外界條件不變的情況下，使用催化劑，可以改變化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向答案B解析A項(xiàng)錯(cuò)誤，有些能使熵值增大的吸熱反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行；C項(xiàng)錯(cuò)誤，應(yīng)利用復(fù)合判據(jù)進(jìn)行判斷；D項(xiàng)中使用催化劑只能降低反應(yīng)的活化能，增大反應(yīng)速率，不能改變反應(yīng)的方向?？键c(diǎn)化學(xué)反應(yīng)的方向及其判斷題點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)方向的復(fù)合判據(jù)8.下列說法正確的是()A.凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，因?yàn)槲鼰岱磻?yīng)都是非自發(fā)的B.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C.常溫下，反應(yīng)C(s)CO2(g)2CO(g)不能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的H>0D.反應(yīng)2Mg(s)CO2(g)=C(s)2MgO(s)能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的H>0答案C解析反應(yīng)的自發(fā)性是由熵變和焓變共同決定的，若H<0，S>0，則一定自發(fā)，若H>0，S<0，則一定不能自發(fā)，若H<0，S<0或H>0，S>0，則能否自發(fā)和溫度有關(guān)，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)中反應(yīng)的S>0，若H<0，則一定能自發(fā)，現(xiàn)常溫下不能自發(fā)，說明H>0，正確；D項(xiàng)中反應(yīng)的S<0，能自發(fā)，說明H<0，D項(xiàng)錯(cuò)誤。考點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)的方向及其判斷題點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)方向的復(fù)合判據(jù)9.已知反應(yīng)：Te(s)H2(g)=H2Te(g)的H為正值，S為負(fù)值，設(shè)H與S不隨溫度而變化，下列說法正確的是()A.低溫下是自發(fā)反應(yīng)B.高溫下是自發(fā)反應(yīng)C.低溫下是非自發(fā)反應(yīng)，高溫下是自發(fā)反應(yīng)D.任何溫度下都是非自發(fā)反應(yīng)答案D解析由知HTS>0，且隨溫度的升高而增大?？键c(diǎn)化學(xué)反應(yīng)的方向及其判斷題點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)方向的復(fù)合判據(jù)10.下列說法正確的是()A.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H>0B.反應(yīng)NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)在室溫下可自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的H<0C.CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)室溫下不能自發(fā)進(jìn)行，說明該反應(yīng)的H<0D.常溫下，反應(yīng)C(s)CO2(g)=2CO(g)不能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的H<0答案B解析A項(xiàng)，該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，則HTS<0，即H<TS，而S<0(氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)反應(yīng)后減小)，則H<0，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，則HTS<0，即H<TS，又知T>0、S<0(氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)反應(yīng)后減小)，則H<0，正確；C項(xiàng)，該反應(yīng)室溫下不能自發(fā)進(jìn)行，則HTS>0，即H>TS，又知T>0、S>0(氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)反應(yīng)后增大)，則H>0，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，則HTS>0，即H>TS，又知T>0、S>0(氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)反應(yīng)后增大)，則H>0，錯(cuò)誤。 綜合強(qiáng)化11.灰錫結(jié)構(gòu)松散，不能用于制造器皿；而白錫結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，可以制造器皿?，F(xiàn)把白錫制造的器皿放在273 K、100 kPa的室內(nèi)存放，它會(huì)不會(huì)變成灰錫而不能繼續(xù)使用(已知在273 K、100 kPa條件下白錫轉(zhuǎn)化為灰錫的反應(yīng)，其焓變和熵變分別為H2 180.9 J·mol1，S6.61 J·mol1·K1)()A.會(huì)變 B.不會(huì)變C.不能確定 D.升高溫度才會(huì)變答案A解析在等溫等壓條件下，自發(fā)反應(yīng)總是向著HTS<0的方向進(jìn)行，直至達(dá)到平衡狀態(tài)。在273 K、100 kPa條件下，白錫會(huì)不會(huì)變?yōu)榛义a就轉(zhuǎn)化為求算反應(yīng)白錫灰錫HTS的問題。HTS2 180.9 J·mol1273 K×(6.61 J·mol1·K1)376.37 J·mol1<0，因此，在此溫度和壓強(qiáng)下白錫會(huì)變?yōu)榛义a?？键c(diǎn)化學(xué)反應(yīng)的方向及其判斷題點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)方向的復(fù)合判據(jù)12.已知反應(yīng)：2CO(g)=2C(s)O2(g)。設(shè)H和S不隨溫度而變化，下列說法正確的是()A.低溫下是自發(fā)反應(yīng)B.高溫下是自發(fā)反應(yīng)C.低溫下是非自發(fā)反應(yīng)，高溫下是自發(fā)反應(yīng)D.任何溫度下都是非自發(fā)反應(yīng)答案D解析因?yàn)樘嫉牟煌耆紵欠艧岱磻?yīng)，故該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，且是熵減反應(yīng)，在任何溫度下都是非自發(fā)反應(yīng)?？键c(diǎn)化學(xué)反應(yīng)的方向及其判斷題點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)方向的復(fù)合判據(jù)13.在化學(xué)反應(yīng)A(g)B(g)2C(g)D(g)HQ kJ·mol1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S_0(填“>”“<”或“”)。(3)該反應(yīng)_自發(fā)進(jìn)行(填“能”或“不能”)。答案(1)<(2)>(3)能解析根據(jù)圖像可知，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故Q<0。根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn)可知，該反應(yīng)是熵增加的反應(yīng)，據(jù)此可知該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行?？键c(diǎn)化學(xué)反應(yīng)的方向及其判斷題點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)方向的復(fù)合判據(jù)14.目前工業(yè)上用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)，如圖表示該反應(yīng)過程中能量(單位為kJ·mol1)的變化：(1)關(guān)于該反應(yīng)的下列說法中，正確的是_(填字母)。A.H>0，S>0 B.H>0，S<0C.H<0，S<0 D.H<0，S>0(2)將煤加工成水煤氣可降低污染并能提高燃料的利用率。將水蒸氣通過紅熱的炭即產(chǎn)生水煤氣，化學(xué)方程式為C(s)H2O(g)=H2(g)CO(g)H131.3 kJ·mol1，S133.7 J·mol1·K1。該反應(yīng)在低溫下能否自發(fā)進(jìn)行？_(填“能”或“不能”)。(3)工業(yè)上用赤鐵礦生產(chǎn)鐵，可以選擇的還原劑有C和H2。根據(jù)所學(xué)知識(shí)判斷：哪一種還原劑可使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的溫度較低？_，工業(yè)上不用焦炭還原Al2O3的方法煉鋁的原因是_。已知：Fe2O3(s)C(s)=2Fe(s)CO2(g)H233.8 kJ· mol1，S0.279 kJ· mol1·K1Fe2O3(s)3H2(g)=2Fe(s)3H2O(g)H98 kJ· mol1，S0.144 2 kJ· mol1·K12Al2O3(s)3C(s)=4Al(s)3CO2(g)H2 171 kJ·mol1，S635.5 J·mol1·K1答案(1)C(2)不能(3)H2用焦炭還原Al2O3所需溫度太高，不太現(xiàn)實(shí)解析(1)根據(jù)反應(yīng)過程中能量變化的情況可知反應(yīng)物的總能量高于反應(yīng)產(chǎn)物的總能量，反應(yīng)放熱，H<0；該反應(yīng)發(fā)生后氣體的物質(zhì)的量減少，S<0。(2)根據(jù)HTS<0為自發(fā)反應(yīng)知，現(xiàn)H131.3 kJ·mol1，S133.7 J·mol1·K10.133 7 kJ·mol1·K1，解得在T>982.0 K時(shí)該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，由此可知該反應(yīng)在低溫下不能自發(fā)進(jìn)行。(3)根據(jù)HTS0為平衡狀態(tài)，HTS<0為自發(fā)狀態(tài)，故T>時(shí)，該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。用C做還原劑時(shí)，T1>838.0 K；用H2做還原劑時(shí)，T2>679.6 K。故用H2做還原劑時(shí)，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的溫度較低。若用C做還原劑還原Al2O3時(shí)，需要的溫度T3>3 416 K。對(duì)比上述溫度可知，用焦炭還原Al2O3是不太現(xiàn)實(shí)的。考點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)的方向及其判斷題點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)方向的復(fù)合判據(jù)