2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第02章 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 專題2.4 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向試題 新人教版選修4.doc

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專題2.4 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向 一、自發(fā)過(guò)程與自發(fā)反應(yīng) 1. 自發(fā)過(guò)程 (1) 含義：在一定條件下，不用借助于外力就可以_________的過(guò)程。 (2) 特點(diǎn)： ① 體系趨向于從_______狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)開(kāi)______狀態(tài)(體系對(duì)外部做功或釋放熱量)。 ② 在密閉條件下，體系有從_________自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)開(kāi)________的傾向。 2. 自發(fā)反應(yīng) 在一定條件下無(wú)需外界幫助就能_________的反應(yīng)。 二、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù) 1．焓判據(jù) (1)放熱反應(yīng)過(guò)程中體系能量_________，具有自發(fā)進(jìn)行的傾向，因此可用_________來(lái)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。 (2)局限性： 有些吸熱反應(yīng)，也能自發(fā)進(jìn)行。 ① 2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) ΔH=+56.7 kJ/mol； ② (NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g) ΔH=+74. 9 kJ/mol 2．熵判據(jù) (1)熵 用來(lái)度量體系________程度的物理量。熵值越大，________程度越大。符號(hào)為_(kāi)_______，單位為“J/(mol ? K)”。 (2) 熵值大小的比較 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) 熵增原理 在與外界隔絕的體系中，自發(fā)過(guò)程將導(dǎo)致體系的熵_____，即熵變(符號(hào)ΔS)______零。 (4) 熵判據(jù) 體系有自發(fā)地向混亂度________(即________)的方向轉(zhuǎn)變的傾向，因此可用________來(lái)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。 (5) 局限性 有些熵值減小的反應(yīng)，在一定條件下也能自發(fā)進(jìn)行。 2Al(s) + Fe2O3(s)Al2O3(s) + 2Fe(s) ΔS=?39.35 J/(mol ? K)。 該反應(yīng)是熵減過(guò)程，但在高溫下能自發(fā)進(jìn)行。 3．復(fù)合判據(jù) 研究表明，在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，化學(xué)反應(yīng)的方向是反應(yīng)焓變和熵變共同影響的結(jié)果。 (1) 若________反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行。 (2) 若ΔH＜0，ΔS＜0或ΔH＞0，ΔS＞0，反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行與反應(yīng)的________有關(guān)。 (3) 若ΔH＞0，ΔS＜0反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行。 1. (1)自動(dòng)進(jìn)行(2)①高能 ②低能 有序 無(wú)序 2. 自發(fā)進(jìn)行 1. (1)降低 焓變 2. (1)混亂 混亂 S (2)＞ ＞ (3)增大 ＞(4)增加 熵增 熵變 3. (1)ΔH＜0，ΔS＞0 (2)溫度 一、自發(fā)過(guò)程與自發(fā)反應(yīng)的特點(diǎn)和應(yīng)用 1．自發(fā)過(guò)程具有方向性，如果某個(gè)方向的反應(yīng)在一定條件下是自發(fā)的，則其逆方向的反應(yīng)在該條件下肯定不自發(fā)，如鐵器暴露于潮濕的空氣中會(huì)生銹是自發(fā)的，而鐵銹變?yōu)殍F在該條件下肯定不是自發(fā)的。 2．要想使非自發(fā)過(guò)程發(fā)生，則必須對(duì)它做功，如利用水泵可把水從低處升到高處，通電可將水分解生成氫氣和氧氣。 3．自發(fā)過(guò)程和自發(fā)反應(yīng)的應(yīng)用 自發(fā)過(guò)程和自發(fā)反應(yīng)的應(yīng)用可被用來(lái)做有用功。如向下流動(dòng)的水可推動(dòng)機(jī)器，鋅與硫酸銅溶液的反應(yīng)可被設(shè)計(jì)成原電池，可根據(jù)氫氣的燃燒反應(yīng)設(shè)計(jì)成燃料電池。 【點(diǎn)睛】過(guò)程的自發(fā)性只能用于判斷過(guò)程的方向，不能確定過(guò)程是否一定會(huì)發(fā)生和過(guò)程發(fā)生的速率。如涂有防銹漆和未涂防銹漆的鋼制容器，其發(fā)生腐蝕過(guò)程的自發(fā)性是相同的，但只有后者可以實(shí)現(xiàn)。 下列過(guò)程均為自發(fā)過(guò)程的是 ①銨鹽的溶解②燒堿與鹽酸反應(yīng)③Zn與稀硫酸反應(yīng)④氫氣在氧氣中燃燒⑤Mg在空氣中燃燒⑥鋁熱反應(yīng)⑦墨水在水中擴(kuò)散⑧電解熔融的氯化鈉 A．①②③④ B．⑤⑥⑦⑧ C．②④⑥⑧ D．①②③④⑤⑥⑦ 【解析】自發(fā)過(guò)程是不借助外力就能自動(dòng)發(fā)生的過(guò)程，而電解熔融的氯化鈉要在直流電作用下進(jìn)行。 【答案】D 二、如何判斷化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行 1．在一定條件下，一個(gè)化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，既與焓變有關(guān)，又與熵變有關(guān)。 在恒溫、恒壓下，反應(yīng)是否自發(fā)進(jìn)行，由ΔG=ΔH?TΔS的值來(lái)決定。 2．焓和熵的變化都只取決于體系的始態(tài)和終態(tài)，與變化的途徑無(wú)關(guān)。 3．復(fù)合判據(jù)只適用于判斷恒溫、恒壓下的反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，不適用于判斷其他條件下的反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行。 4．反應(yīng)的自發(fā)性只能用于判斷反應(yīng)的方向性，反應(yīng)能否實(shí)現(xiàn)，還要看具體條件。過(guò)程的自發(fā)性只是一種趨勢(shì)，如高處的水有流下的趨勢(shì)，但未必會(huì)流下。 已知凡氣體分子總數(shù)增多的反應(yīng)一定是熵增大的反應(yīng)。一定條件下，下列反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行的是 A．2O3(g)3O2(g) ΔH＜0 B．2CO(g)2C(g)+O2(g) ΔH＞0 C．N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH＜0 D．CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) ΔH＞0 【答案】B 1．下列過(guò)程屬于自發(fā)過(guò)程的是 A．水由高處流向低處 B．水分解成H2和O2 C．CH4和O2混合后立即燃燒 D．CO氣體分解為C和O2 2．某反應(yīng)AB+C 在室溫下不能自發(fā)進(jìn)行，在高溫下能自發(fā)進(jìn)行，對(duì)該反應(yīng)過(guò)程的焓變(ΔH)、熵變(ΔS)的判斷正確的是 A．ΔH<0、ΔS>0 B．ΔH>0、ΔS<0 C．ΔH>0、ΔS>0 D．ΔH<0、ΔS<0 3．下列反應(yīng)中，熵顯著增加的反應(yīng)是 A．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) B．CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑ C．C(s)+O2(g) CO2(g) D．2Na(s)+O2(g) Na2O(s) 4．下列反應(yīng)中，熵值減小的是 A．(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g) B．2N2O5(g)4NO2 (g)+O2 (g) C．MgCO3(s)MgO(s)+CO2 (g) D．2CO(g)2C(s)+O2(g) 5．自由能變化(ΔG)是反應(yīng)方向判斷的復(fù)合判據(jù):ΔG=ΔH-TΔS，ΔG<0時(shí)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。已知某化學(xué)反應(yīng)其ΔH=-122 kJmol-1，ΔS=+231 Jmol-1K-1，則此反應(yīng)在下列哪種情況下可自發(fā)進(jìn)行 A．在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行 B．在任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行 C．僅在高溫下自發(fā)進(jìn)行 D．僅在低溫下自發(fā)進(jìn)行 6．在圖①中A、B兩個(gè)容器里，分別收集著兩種作用不同的理想氣體。若將中間活塞打開(kāi)，兩種氣體分子立即都占有了兩個(gè)容器(如圖②)。關(guān)于此過(guò)程的下列說(shuō)法不正確的是 理想氣體的自發(fā)混合 A．此過(guò)程是體系從混亂程度小向混亂程度大變化的過(guò)程，即熵增大的過(guò)程 B．此過(guò)程為自發(fā)過(guò)程，而且沒(méi)有熱量的吸收或放出 C．此過(guò)程從有序到無(wú)序，混亂度增大 D．此過(guò)程是自發(fā)可逆的 7．下列反應(yīng)常溫時(shí)能自發(fā)進(jìn)行，并既能用焓判據(jù)又能用熵判據(jù)解釋的是 A．HCl(g)+NH3(g)NH4Cl(s) B．2KClO3(s)2KCl(s)+3O2(g) C．2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑ D．Ba(OH)28H2O+2NH4ClBaCl2+ 2NH3↑+10H2O 8．下列對(duì)化學(xué)反應(yīng)方向的敘述正確的是 A．室溫下不能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)，在高溫下有可能自發(fā)進(jìn)行 B．熵增加有利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行，熵減小的反應(yīng)常溫下都不會(huì)自發(fā)進(jìn)行 C．非自發(fā)反應(yīng)在任何情況下都不會(huì)發(fā)生 D．凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的 9．反應(yīng)FeO(s)+C(s)Fe(s)+CO(g) ΔH＞0、ΔS＞0，下列說(shuō)法正確的是 A．低溫下自發(fā)進(jìn)行，高溫下非自發(fā)進(jìn)行 B．高溫下自發(fā)進(jìn)行，低溫下非自發(fā)進(jìn)行 C．任何溫度下均為非自發(fā)進(jìn)行 D．任何溫度下均為自發(fā)進(jìn)行 1．【答案】A 2．【答案】C 【解析】根據(jù)室溫下ΔG=ΔH-TΔS>0，在高溫下ΔG<0，可推出ΔH>0、ΔS>0，故C項(xiàng)正確。 3．【答案】B 【解析】根據(jù)固態(tài)的熵值最小，液態(tài)的的熵值次之，氣態(tài)的熵值最大，可以判斷B對(duì)。 4．【答案】D 【解析】四個(gè)反應(yīng)中，只有D項(xiàng)反應(yīng)氣體的物質(zhì)的量減少，熵值減小。 5．【答案】A 【解析】由公式ΔG=ΔH-TΔS可得，當(dāng)ΔH<0，ΔS>0時(shí)，不管T取什么數(shù)值，ΔG總是小于0，所以在任何溫度下反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行。 6．【答案】D 【解析】由題意可知，此過(guò)程為不伴隨能量變化的自發(fā)過(guò)程，是體系混亂度增大的過(guò)程。而自發(fā)過(guò)程是不可逆的。 7．【答案】C 【解析】A項(xiàng)中兩種氣體生成一種固體，熵減小，不能用熵判據(jù)解釋，A不符合題意；B項(xiàng)是吸熱反應(yīng)，不能用焓判據(jù)解釋，B不符合題意；C項(xiàng)中的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，生成物能量降低，能用焓判據(jù)解釋，同時(shí)，固體與液體反應(yīng)生成了氣體，熵增加，也能用熵判據(jù)解釋，C符合題意；D 項(xiàng)NH4Cl與Ba(OH)28H2O反應(yīng)產(chǎn)生NH3，熵增加，能用熵判據(jù)解釋，同時(shí)產(chǎn)生結(jié)冰現(xiàn)象，溫度降低，是一個(gè)吸熱反應(yīng)，不能用焓判據(jù)解釋，D不符合題意。 8．【答案】A 【解析】碳酸鈣的分解反應(yīng)在室溫下不能自發(fā)進(jìn)行，但在高溫下能自發(fā)進(jìn)行，A項(xiàng)正確、C項(xiàng)錯(cuò)誤；有些放熱的熵減小反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，B項(xiàng)錯(cuò)誤；有些吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行，如氯化銨與消石灰的反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 9．【答案】B 【解析】ΔH＞0 ，ΔS＞0 ，低溫下，ΔH-TΔS＞0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，高溫下，ΔH-TΔS＜0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，B正確。