高二化學(xué)選修四第二章-第四節(jié)-化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向

1、第四節(jié)第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向一、自發(fā)過程與自發(fā)反應(yīng)1自發(fā)過程(1)含義：在一定條件下，不用借助于外力就可以自動(dòng)進(jìn)行的過程。(2)特點(diǎn)：①體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對(duì)外部做功或者釋放熱量)。②在密閉條件下，體系有從有序自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向。2自發(fā)反應(yīng)在給定的一組條件下，一個(gè)反應(yīng)可以自發(fā)地進(jìn)行到顯著程度。二、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)1焓判據(jù)(能量判據(jù))放熱反應(yīng)過程中體系能量降低，因此具有向最低能量狀態(tài)進(jìn)行的傾

2、向，科學(xué)家提出用焓變(能量變化)來判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向，這就是焓判據(jù)(能量判據(jù))。2熵判據(jù)(1)熵：用來度量體系混亂程度的物理量。熵值越大，混亂程度越大。符號(hào)為S。單位：Jmol－1K－1。(2)熵值大小的比較：同一種物質(zhì)在不同狀態(tài)時(shí)的熵值大小為S(g)＞S(l)＞S(s)。(3)熵增原理：在與外界隔絕的體系中，自發(fā)過程將導(dǎo)致體系的熵增大，即熵變(符號(hào)ΔS)大于零。(4)熵判據(jù)：用熵變來判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。3復(fù)合判據(jù)過程的自發(fā)性只能用于判

3、斷過程的方向，不能確定過程是否一定會(huì)發(fā)生和過程發(fā)生的速率。綜合考慮焓判據(jù)和熵判據(jù)的復(fù)合判據(jù)，將更適合于所有的過程，只根據(jù)一個(gè)方面來判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向是不全面的。知識(shí)點(diǎn)一自發(fā)過程與自發(fā)反應(yīng)1下列過程是非自發(fā)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水在室溫下結(jié)冰答案D解析自然界中水由高處向低處流、天然氣的燃燒、鐵在潮濕的空氣中生銹、冰在室溫下融化，都是自發(fā)過程，其逆過程都是非自發(fā)過程。2實(shí)驗(yàn)證明，多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)

4、都是放熱反應(yīng)。對(duì)此說法的理解正確的是()A所有的放熱反應(yīng)都是自發(fā)進(jìn)行的B所有的自發(fā)反應(yīng)都是放熱的C焓變是影響反應(yīng)是否具有自發(fā)性的一個(gè)重要因素D焓變是決定反應(yīng)是否具有自發(fā)性的惟一判據(jù)答案C解析多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，但并不是所有能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，既然說“多數(shù)”，必定存在特例，所以只能說焓變是影響反應(yīng)是否具有自發(fā)性的一個(gè)重要因素，但不是惟一因素。知識(shí)點(diǎn)二化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)3碳酸銨(NH4)2CO3在室溫下就能自發(fā)的

5、分解產(chǎn)生氨氣，對(duì)其說法正確的是()A碳酸銨分解是因?yàn)樯闪艘讚]發(fā)的氣體，使體系的熵增大A只有不需要任何條件就能夠自動(dòng)進(jìn)行的過程才是自發(fā)過程B需要加熱才能夠進(jìn)行的過程肯定不是自發(fā)過程C同一可逆反應(yīng)的正、逆反應(yīng)在不同條件下都有自發(fā)進(jìn)行的可能D非自發(fā)過程在任何條件下都不可能變?yōu)樽园l(fā)過程答案C6以下自發(fā)反應(yīng)能用ΔH判據(jù)來解釋的是()A硝酸銨自發(fā)地溶于水B2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋156.7kJmol－1C(NH4)

6、2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＝＋74.9kJmol－1D2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－285.8kJmol－1答案D7汽車尾氣(含烴類、CO、NO與SO2等)，是城市主要污染源之一，治理的辦法之一是在汽車排氣管上裝催化轉(zhuǎn)化器，它使NO與CO反應(yīng)生成可參與大氣生態(tài)循環(huán)的無毒氣體，反應(yīng)原理：2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)，在298K、100kPa下，ΔH＝－11

7、3kJmol－1、ΔS＝－145Jmol－1K－1。下列說法中錯(cuò)誤的是()A該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量B該反應(yīng)常溫下不能自發(fā)進(jìn)行，因此需要高溫和催化劑C該反應(yīng)常溫下能自發(fā)進(jìn)行，高溫和催化劑只是加快反應(yīng)的速率D汽車尾氣中的這兩種氣體會(huì)與血紅蛋白結(jié)合而使人中毒答案B解析該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)物總能量高于生成物的總能量，A項(xiàng)正確；常溫下，ΔH－TΔS＝－113kJmol－1－298K[－145Jmol－1K－1]10－3kJJ＜

8、0，故常溫下該反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行，高溫和催化劑只是加快反應(yīng)速率，B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；CO和NO均會(huì)與血紅蛋白結(jié)合而使人中毒。8已知，一個(gè)可逆反應(yīng)，若正反應(yīng)為自發(fā)過程，則其逆反應(yīng)為非自發(fā)過程，反之，亦然。(1)已知2CO(g)CO2(g)＋C(s)，T＝980K時(shí)ΔH－TΔS＝0。當(dāng)體系溫度低于980K時(shí)，估計(jì)ΔH－TΔS____0(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)；當(dāng)體系溫度高于980K時(shí)，估計(jì)ΔH－TΔS____0。(2)電子工業(yè)中

9、清洗硅片上的SiO2(s)的反應(yīng)為SiO2(s)＋4HF(g)===SiF4(g)＋2H2O(g)ΔH(298.15K)＝－94.0kJmol－1ΔS(298.15K)＝－75.8Jmol－1K－1，設(shè)ΔH和ΔS不隨溫度而變化，則此反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的溫度是_______________________________________________。答案(1)小于大于(2)小于1240K解析(1)C(s)＋CO2(g)2CO(g)的反應(yīng)為吸

10、熱反應(yīng)，ΔH＞0，則2CO(g)CO2(g)＋C(s)為放熱反應(yīng)，ΔH＜0，且該反應(yīng)ΔS＜0，則當(dāng)T＜980K時(shí)，ΔH－TΔS0，T＞980K時(shí)，ΔH－TΔS＞0。(2)由題給信息，要使反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，須有ΔH－TΔS0，即－94.0kJmol－1－T[－75.8J(molK)]10－3kJJ0則T＝1.24103K。94.0kJmol－175.8J?molK?10－3kJJ9在298K時(shí)，下列反應(yīng)的ΔH依次為：C2H5OH(l)＋3O