高三化學(xué)復(fù)習(xí)《化學(xué)選修4》第2章第1節(jié)魯教版知識(shí)精講

1、高三化學(xué)復(fù)習(xí)化學(xué)選修4第 2章第1節(jié)魯教版【本講教育信息 】一. 教學(xué)內(nèi)容：高考第一輪復(fù)習(xí)化學(xué)選修4第 2 章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度和速率第 1 節(jié) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向1. 反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向。2. 反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向。3. 焓變與熵變對(duì)反應(yīng)方向的共同影響。二 . 教學(xué)目的1 、理解焓、焓變、熵、熵變的概念。2 、理解化學(xué)反應(yīng)方向與焓變和熵變之間的關(guān)系。3 、掌握化學(xué)反應(yīng)在一定條件下能否自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)。4 、能夠利用化學(xué)反應(yīng)的焓變和熵變說明化學(xué)反應(yīng)的方向。三 . 重點(diǎn)和難點(diǎn)1、焓變和熵變對(duì)化學(xué)反應(yīng)方向的共同影響。2、根據(jù)定量關(guān)系式： H T S 及給定的數(shù)據(jù)判斷反應(yīng)方向。四 . 考點(diǎn)分析本

2、節(jié)內(nèi)容是新課改教材中新加知識(shí)，估計(jì)在高考中的主要考查點(diǎn)是：1. 焓變與熵變的概念及簡(jiǎn)單計(jì)算。2. 焓變與反應(yīng)方向的關(guān)系。3. 熵變與反應(yīng)方向的關(guān)系。4. 焓變與熵變對(duì)反應(yīng)方向的共同影響。5. 利用定量關(guān)系式： H T S 及給定的數(shù)據(jù)判斷反應(yīng)方向。五 . 知識(shí)要點(diǎn)1. 熵的含義是 _ ，符號(hào)是 _。2. 焓是指 _ ，符號(hào)為 _ 。3. 熵變是指 _4. 焓變是指 _5.CaCO3 sCaO sCO2 g 反應(yīng)在 298K 時(shí)的 H-T S 為 _。已知H=+178.3kJ · mol 1 ， S=+160.4J· mol 1 · K 16. 在溫度、壓力一定的條

3、件下，自發(fā)反應(yīng)總是向 _的方向進(jìn)行，直至達(dá)到平衡狀態(tài)。7. HCl gNH 3gNH 4 Cl s 反應(yīng)在 298K 時(shí)的 H=-176.4kJ · mol1； H-TS=-91.1 kJmol1 ，則 S=_。8. 常溫下 N2gO2g 2NO g ，那么 H-T S_0。常溫下2NO g O2 g2NO 2g ， H-T S_0。用心愛心專心注意：1. 焓變是判斷一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的因素之一，而不是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一因素。 因常溫下自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)雖多為放熱反應(yīng)，但也有不少吸熱反應(yīng)也可自發(fā)進(jìn)行，還有些反應(yīng)低溫下不能自發(fā)進(jìn)行但高溫下卻可以自發(fā)進(jìn)行。2. 對(duì)于一個(gè)由大量粒子組

4、成的體系，人們用熵來描述體系的混亂度，符號(hào)為S。熵值越大，體系混亂度越大。在同一條件下不同的物質(zhì)有不同的熵值，而同一物體的熵值與條件有關(guān)。對(duì)同一物質(zhì)來說，S gS lS s ?；瘜W(xué)反應(yīng)中要發(fā)生物質(zhì)的變化或物質(zhì)狀態(tài)的變化，因此存在著熵變。反應(yīng)的熵變 S 為反應(yīng)產(chǎn)物總熵與反應(yīng)物總熵之差。對(duì)于確定的化學(xué)反應(yīng)，在一定條件下具有確定的熵變。產(chǎn)生氣體的反應(yīng)， 氣體物質(zhì)的物質(zhì)的量增大的反應(yīng)，熵變通常都是正值，為熵增加反應(yīng)。許多熵增加的反應(yīng)在常溫、常壓下可以自發(fā)進(jìn)行，有些熵增加的反應(yīng)在常溫、常壓下不能自發(fā)進(jìn)行，但在較高溫度下可以自發(fā)進(jìn)行。事實(shí)證明，熵變是與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的又一個(gè)因素。3. 在一定條件下，

5、一個(gè)化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，既可能與反應(yīng)焓變有關(guān)，又可能與反應(yīng)熵變有關(guān)， 在溫度、 壓力一定的條件下， 化學(xué)反應(yīng)的方向是反應(yīng)的焓變和熵變共同影響的結(jié)果，反應(yīng)方向的判據(jù)為H-T S。 H-T S<0反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行 H-T S=0反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài) H-T S>0反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行這個(gè)判據(jù)用文字表述為：在溫度、壓力一定的條件下，自發(fā)反應(yīng)是向H-T S<0 的方向進(jìn)行，直至達(dá)到平衡狀態(tài)。在溫度、 壓力一定的條件下，焓因素和熵因素共同決定一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的方向。放熱反應(yīng)的焓變小于零，熵增加反應(yīng)的熵變大于零，都對(duì)H-T S<0 做出貢獻(xiàn)，因此放熱和熵增加有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。顯然，放熱的熵增

6、加反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行。而吸熱的熵減小反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行。當(dāng)焓變和熵變的作用相反時(shí)，如果二者大小相差懸殊，可能某一因素占主導(dǎo)地位。焓變對(duì)反應(yīng)的方向起決定性作用，H-T S<0，常溫、常壓下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，熵變對(duì)反應(yīng)的方向起決定性作用，H-T S<0，常溫、常壓下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。此外，如果焓變和熵變的作用相反且相差不大時(shí)，溫度有可能對(duì)反應(yīng)的方向起決定性作用?！镜湫屠}】例 1. 下列說法正確的是A. 放熱反應(yīng)不一定是自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)B. 吸熱反應(yīng)一定是非自發(fā)進(jìn)行的C. 自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定容易發(fā)生D. 反應(yīng)速率快的一定是自發(fā)進(jìn)行的分析： A 正確。放熱反應(yīng)，能量降低不一定是自發(fā)進(jìn)行的。B

7、 不正確。反應(yīng)的方向必須根據(jù)能量變化和熵值變化綜合判斷。C 不正確。 過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向，不能確定過程是否一定會(huì)發(fā)生。例如：石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的反應(yīng)，反應(yīng)在高溫高壓下是可以自用心愛心專心發(fā)進(jìn)行的，但條件比較苛刻。 D 不正確。反應(yīng)的自發(fā)性用于判斷過程的方向，與反應(yīng)快慢無(wú)關(guān)。答案： A。例 2. 能用能量判據(jù)判斷下列過程的方向的是A. 水總是自發(fā)地由高處往低處流B. 放熱反應(yīng)容易自發(fā)進(jìn)行，吸熱反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行C. 有序排列的火柴散落時(shí)成為無(wú)序排列D. 多次洗牌以后，撲克牌的毫無(wú)規(guī)律的混亂排列的幾率大分析： A 。水總是自發(fā)地由高處往低處流，有趨向于最低能量狀態(tài)的傾向。B。吸熱反應(yīng)也

8、可以自發(fā)進(jìn)行，例如，在25和 1.01 105 Pa 時(shí)， 2N 2 O5 g 4NO 2 gO 2 g ， H56.7kJ / mol ， NH 4 2 CO3s NH 4 HCO 3 s NH 3 g H= 74.9kJ / mol。不難看出， 上述兩個(gè)反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)， 又都是熵增的反應(yīng)， 顯然只根據(jù)焓變來判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向是不全面的。 C 有序排列的火柴散落時(shí)成為無(wú)序排列， 有趨向于最大混亂度的傾向，屬于熵判據(jù)。 D 撲克牌的無(wú)序排列也屬于熵判據(jù)。答案： A。例 3. 對(duì)于化學(xué)反應(yīng)方向的確定，下列說法正確的是A. 在溫度、壓力一定的條件下，焓因素和熵因素共同決定一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的方向B.

9、溫度、壓力一定時(shí)，放熱的熵增加反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行C. 反應(yīng)焓變是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一因素D. 固體的溶解過程與焓變有關(guān)分析： H-T S<0，常溫、常壓下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，所以焓變和熵變是一定溫度下化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的復(fù)合判據(jù)，所以A 正確， C 不正確。放熱反應(yīng)的焓變小于零，熵增加反應(yīng)熵變大于零，都對(duì) H-T S<0 做出貢獻(xiàn)。 顯然，放熱的熵增加反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行，所以 B 正確。固體的溶解過程，體系的混亂度增大，它是熵增加的過程，所以D 不正確。答案： AB 。例 4. 下列反應(yīng)中，在高溫下不能自發(fā)進(jìn)行的是A.CO gC s1 O2 g2B.2N 2 O 5 g4NO

10、2 gO2 gC.NH 4 2 CO 3 sNH 4 HCO 3 sNH 3 gD.MgCO 3 sMgO sCO 2 g分析： A 、 B、 C、 D 都是分解反應(yīng)，都是吸熱反應(yīng)H>0 。 B 、C、D 三個(gè)反應(yīng)又都是熵增加的反應(yīng)，所以有可能自發(fā)進(jìn)行，A 是熵減小的反應(yīng)，在高溫下一定不能自發(fā)進(jìn)行。答案： A例 5. 高溫時(shí)空氣中的N 2 和 O2 會(huì)反應(yīng)生成NO 而污染大氣：N 2 gO2 g2NO g 。試通過計(jì)算說明在 1200的條件下，此反應(yīng)能否正向自發(fā)進(jìn)行？估算自發(fā)進(jìn)行的最低溫度是多少？（已知 H= 180.50kJ mol 1 ， S= 247.7J mol 1 K 1 ）。

11、用心愛心專心分析： 1200 =1473K 。（ 1）由化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)H-T S 可知，若 H-T S<0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行若 H-T S=0，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)若 H-T S>0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行該反應(yīng)的 H-T S=180.50kJmol 11473K247.7Jmol 1K 1180.50kJ mol 1364.86kJmol 1184.36kJ mol 1 <0所以，該反應(yīng)在1200時(shí)能自發(fā)進(jìn)行。（ 2）反應(yīng)要自發(fā)進(jìn)行，必須 H-T S<0。即 180.50kJ mol 1T 247.7Jmol 1K 10反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的最低溫度：180.50kJmol1

12、728.7K 。T1 K 1247.7J mol答案：（ 1） 1200 能自發(fā)進(jìn)行（2）自發(fā)進(jìn)行的最低溫度是728.7K例 6. 當(dāng)鐵絲加熱后放入氧氣中可觀察到的現(xiàn)象是_ ，說明這個(gè)反應(yīng)是_ 反應(yīng)（填 “吸熱” 或“放熱”），說明單質(zhì)鐵的穩(wěn)定性_（填“強(qiáng)”或“弱”）于產(chǎn)物。分析： 鐵絲加熱后放入氧氣中， 可以發(fā)生反應(yīng)，因?yàn)榉磻?yīng)放出大量的熱，使鐵絲產(chǎn)生紅熱現(xiàn)象，最后燃燒，火星四射，生成黑色的Fe3O4 。反應(yīng)后生成的Fe3O4 比鐵單質(zhì)更穩(wěn)定。答案： 鐵絲紅熱、火星四射、有黑色固體生成；放熱；弱【模擬試題】1. 吸熱反應(yīng)一定是A. 非自發(fā)的化學(xué)反應(yīng)B. 釋放能量C. 貯存能量D. 反應(yīng)需要加熱

13、2. 過程的自發(fā)性的作用是A. 判斷過程的方向B. 確定過程是否一定會(huì)發(fā)生C. 判斷過程發(fā)生的速率D. 判斷過程的熱效應(yīng)3. 下列反應(yīng)中，熵顯著增加的反應(yīng)是A.CO g 2H 2gCH 3 OH gB.CaCO32HClCaCl 2CO2H2OC.C sO 2gCO2gD.2HgO s2Hg lO 2 g4. 已知方程式 2H2gO 2g 2H 2O l H= 571.6kJ mol 1 ， 則 關(guān) 于 方 程 式“ 2H 2 O l2H 2gO2g H”的說法正確的是A. 方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)表示分子數(shù)B. 該反應(yīng) H 大于零C. 該反應(yīng) H= 571.6kJ mol 1用心愛心專心D. 該反

14、應(yīng)可表示36g 水分解時(shí)的熱效應(yīng)5. 下列說法不正確的是A. 鐵生銹、氫燃燒均為自發(fā)放熱過程B. 冰融化過程其熵值增加C. 無(wú)熱效應(yīng)的自發(fā)過程是不存在的D. 同一物質(zhì)固態(tài)時(shí)熵值最小6. 下列過程屬于熵增加的是A. 一定條件下，水由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)B. 高溫高壓條件下使石墨轉(zhuǎn)化為金剛石C. 2N 2 O 5 g4NO 2 gO2 gD. 散落的火柴的無(wú)序排列7. 下列對(duì)熵的理解不正確的是A. 同種物質(zhì)氣態(tài)時(shí)熵值最大，固態(tài)時(shí)熵值最小B. 體系越有序，熵值越??；越混亂，熵值越大C. 與外界隔離的體系，自發(fā)過程將導(dǎo)致體系的熵減小D. 25、 1.01105 Pa 時(shí)， 2N 2 O5 g4NO 2 gO

15、2 g 是熵增的反應(yīng)8. 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. 鐵在潮濕空氣中生銹D. 室溫下水結(jié)成冰9. 碳銨 NH 4 2 CO3 在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨氣，對(duì)其說法中正確的是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)能量判據(jù)不能自發(fā)分解D. 碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解10. 已知反應(yīng) CO g C s O2 g 的 H 為正值， S 為負(fù)值。設(shè) H 和 S 不隨溫度而變，下列說法中正確的是A. 低溫下是自發(fā)變化B. 高溫下是自發(fā)變化C. 低溫下是非自發(fā)變化，高溫下是自發(fā)變化D.

16、 任何溫度下都是非自發(fā)變化11. 考察下述自然界的一些自發(fā)變化，可發(fā)現(xiàn)它們有一些共同的特點(diǎn)。下列說法不正確的是A. 都有一定的方向性，按某一物理量標(biāo)度由高到低自發(fā)進(jìn)行B. 都可以用來做功，自發(fā)過程一旦發(fā)生后體系做功的本領(lǐng)就會(huì)降低用心愛心專心C. 有一定的進(jìn)行限度，自發(fā)過程總是單向地趨向于非平衡狀態(tài)D. 有一定的數(shù)據(jù)差來判斷自發(fā)變化能否發(fā)生12. 往平底燒瓶中放入氫氧化鋇晶體Ba OH 2 8H 2O 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?jī)?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)找開瓶塞，出來的氣體有氨味。這是自發(fā)地發(fā)生了反應(yīng)B

17、a OH 28H 2 O s2NH 4 Cl sBaCl 2 s2NH 3 g10H 2 O 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13. 在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)為：（ 1） H-T · S<0，反應(yīng)為 _。（ 2） H-T · S=0，反應(yīng)為 _。（ 3） H-T · S>0，反應(yīng)為 _。14. 通過計(jì)算判斷反應(yīng)2CO g2C 石墨 , sO2 g 在 25時(shí)能不能自發(fā)進(jìn)行。（已知 H221kJ mol 1 ， S179.7J mol 1K 1 ）15. 計(jì) 算 并 判 斷 NH 4 Cl 的 分 解 反 應(yīng) 在 100 時(shí) 能 否 自 發(fā) 進(jìn) 行 ？ （ 已 知 ：NH 4 Cl s NH 3 g HCl g 在 100， 1 大氣壓下，此反應(yīng)的 H 176.0kJ mol 1 ， S= 0.2846J mol 1 K 1 ）16. 高爐煉鐵常用焦炭還原三氧化二