2013-2014学年高中化学学案：第二章-化学反应速率和化学平衡-第四节-化学反应进行的方向学案-新人教版选修4
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- 1 - 第四节 化学反应进行的方向
考纲解读
能用焓变和熵变说明化学反应的方向
预习提纲
一、自发过程与自发反应
1．自发过程
（1）含义：在一定条件下，不用借助于 就可以 的过程。
（2）特点：
体系趋向于从 状态转化为 状态（体系对外部 或者 能量）
在密闭条件下，体系有从 自发转化为 的倾向。
2．自发反应
在给定的一组条件下，一个反应可以 地进行到 程度。
二、化学反应进行方向的判据
1．焓判据 用 判断反应进行的方向。
2．熵判据
（1）熵
用来度量体系 程度的物理量。熵值越大， 程度越大。符号为 。单位 。
（2）熵增原理
在于外界隔绝的体系中，自发过程将导致体系的熵 ，即熵变（符号为 ） 零。
（3）熵判据 用熵变来判断反应进行的方向。
3．复合判据
过程自发性只能用于判断过程的 ，不能确定过程 和过程 。综合考虑 和 的复合判据，将更适合与所有的过程，只根据一个方面来判断反应进行的方向是不全面的。
典型例题
【例1】过程的自发性的作用是（ ）
A、判断过程发生的速率 B、确定过程是否一定发生
C、判断过程的方向 D、判断过程的热效应 - 2 - 【例2】对反应的方向起作用的因素判断不正确的是（ ）
A、有时焓变对化学反应的方向起决定性作用
B、有时熵变对化学反应的方向起决定性作用
C、焓变和熵变是判断化学反应方向的两个主要因素
D、任何情况下，温度都不可能对反应的方向起决定性作用
【例3】下列过程属于非自发性的是（ ）
A、墨水扩散 B、天然气的燃烧
C、室温下水结成冰 D、酸和碱发生中和反应
【例4】下列在常温下均为非自发反应，在高温下仍为非自发反应的是（ ）
A、Ag2O（s）=2Ag（s）+1/2O（g）
B、Fe2O3（s）+2/3C（s）=2Fe（s）+2/3CO2（g）
C、N2O4（g）=2NO2（g）
D、6C（s）+6H2O（l）= C6H12O6（s）
【例5】下列关于冰熔化为水的过程判断正确的是（ ）
A、H＞０，S＜０ B、H＜０，S＞０
C、H＞０，S＞０ D、H＜０，S＜０
同步练习
1．我们主要从三个方面讨论一个化学反应的原理，其中不属于这三个方面的是（ ）
A、反应进行的方向 B、反应的快慢 C、反应进行的限度 D、反应物的多少
2．下列说法正确的是（ ）
A、凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自发的
B、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变
C、自发反应在恰当条件下才能实现
D、自发反应在任何条件下都能实现
3．自发进行的反应一定是（ ）
A、吸热反应 B、放热反应 C、熵增加反应 D、熵增加或者放热反应
4．下列说法正确的是（ ）
A、放热反应一定是自发进行的反应 B、吸热反应一定是非自发进行的反应
C、自发进行的反应一定容易发生 D、有些吸热反应也能自发进行
5．过程的自发性的作用是（ ）
A、判断过程的方向 B、确定过程是否一定会发生
C、判断过程发生的速率 D、判断过程的热效应
6．下列过程是非自发的是（ ） - 3 - A、水由高处向低处流 B、天然气的燃烧
C、铁在潮湿空气中生锈 D、室温下水结成冰
7．水的三态的熵值的大小关系正确的是（ ）
A、Sm(s)＞Sm(l)＞Sm(g) B、Sm (l)＞Sm(s)＞Sm(g)
C、Sm(g)＞Sm(l)＞Sm(s) D、Sm(g)＞Sm(s)＞Sm (l)
8．下列过程属于熵增加的是（ ）
A、一定条件下水由气态变为液态 B、高温高压条件下使石墨转化为金刚石
C、散落的火柴的无序排列 D、CO点燃时生成CO2
9．已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为C（石墨、s）+ O2(g)= CO2(g) ΔH2=－393.5kJ/mol，C（金刚石、s）+ O2(g)= CO2(g) ΔH2=－395. 4kJ/mol。关于石墨和金刚石的相互转化，下列说法正确的是（ ）
A、石墨转化成金刚石是自发进行的过程
B、金刚石转化成石墨是自发进行的过程
C、相同质量时，石墨比金刚石能量低
D、相同质量时，金刚石比石墨能量低
10．250℃和1.01×105Pa时，反应 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)；△H=+56.76kJ/mol，自发进行的原因是（ ）
A、是吸热反应 B、是放热反应
C、是熵减少的反应 D、熵增大效应大于能量效应
11．碳酸铵［(NH4)2CO3］在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是（ ）
A、其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大
B、其分解是因为外界给予了能量
C、其分解是吸热反应，据能量判据不能自发分解
D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解
12．下列关于化学反应的熵变的叙述正确的是（ ）
A、化学反应的熵变与反应的方向无关
B、化学反应的熵变直接决定了反应的方向
C、熵值增大的反应都是混乱度增大的反应
D、熵值增大的反应都能自发进行
13．下列关于化学反应的自发性叙述中正确的是（ ）
A、焓变小于0而熵变大于0的反应肯定是自发的
B、焓变和熵变都小于0的反应肯定是自发的
C、焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的
D、熵变小于0而焓变大于0的反应肯定是自发的 - 4 - 14．下列反应是自发进行的吸热反应的是（
）
A、NaOH+HCl==NaCl+H2O
B、NH4Br(s)==NH3(g)+HBr(g)
C、2CO+O2==2CO2 D、C(s)+H2O(g)==CO(g)+H2(g)
15．科学家根据体系存在着力图使自身能量趋于 和由 变为 的自然现象，提出了互相关联的 判据和 判据，为最终解决上述问题提供了必要的依据。
16．在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的 增大，这个原理也叫做 原理。在用来判断过程的方向时，就称为 判据。不难理解，即使是同一物质，应该存在着
时的熵值最大， 时次之， 时最小的这样一种普遍规律。
17．由 判据(以焓变为基础)和 判据组合而成的 判据，将更适合于所有的过程。
18．试解释“硝酸铵溶于水的过程是吸热过程，但却能自发进行。”
19．由能量判据(以焓变为基础)(符号为△H，单位为kJ/mol)和熵判据(符号为△S，单位为J·mol－1·K－1)组合而成的复合判据，即体系自由能变化(符号为△G，单位为kJ/mol)将更适合于所有过程的自发性判断。公式为△G=△H－T△S(T指开尔文温度)；若△G＜0，反应自发进行。电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应是：SiO2(s)+4HF(g)==SiF4(g)+2H2O(g)
△H(298.15K)=－94.0kJ·mol－1 △S(298.15K)=－75.8J·mol－1·K－1 设△H和△S不随温度而变化，试求此反应自发进行的温度条件。
参考答案
预习提纲
一、自发过程与自发反应
外力 自动进行 高能 低能 做功 释放 有序 无序 自发 显著
二、化学反应进行方向的判据
焓变 混乱 混乱 S J·mol-1·K-1 增大 △S 大于
方向 是否一定发生 发生的速率 焓判据 熵判据
典型例题 - 5 - 【例1】C 【例2】D 【例3】C 【例4】D 【例5】C
同步练习
1. D 2. C 3. D 4. D 5. A 6. D 7. C
8. C 9. BC 10. D 11. A 12. C 13. A 14.BD
15. 最低 “有序” “无序” 焓 熵16. 熵 熵增大 熵 气态 液态 固态
17. 能量 熵 复合
18. 硝酸铵溶于水后形成自由移动的铵根离子和硝酸根离子增加体系的混乱度，且混乱度的影响大于能量变化的影响
19. 解：△G＝△H－T△S
＝－94.0kJ·mol－１－T×（－0.0758kJ·mol－１K－１）＜0
T＜94.0kJ·mol－１/0.0758kJ·mol－１·K－１＝1240K
答：此反应自发进行的温度是小于1240K
