高一化學上冊暑假提升講義第06講 化學反應的方向（原卷版）

第06講化學反應的方向模塊一思維導圖串知識模塊二基礎知識全梳理模塊三重點難點必掌握模塊四核心考點精準練模塊五小試牛刀過關測1．知道化學反應是有方向的；知道熵、熵變的概念和判斷。2．知道化學反應的方向與反應的焓變和熵變有關；能結(jié)合具體事例說明反應自發(fā)進行的方向。水總是自發(fā)地從高處流向低處液溴揮發(fā)鐵生銹鐵置換出銅以上這些變化，均不需外界條件可自發(fā)進行。一、自發(fā)過程和自發(fā)反應自發(fā)過程自發(fā)反應含義在一定條件下，不用借助外力，就能自發(fā)進行的過程在給定的條件下，可以自發(fā)進行到顯著程度的化學反應特征具有方向性，即過程的某個方向在一定條件下自發(fā)進行，而該過程逆方向在該條件下肯定不能自發(fā)進行舉例高山流水，自由落體，冰雪融化鋼鐵生銹應用（1）可被用來完成有用功。如H2燃燒可設計成原電池。（2）非自發(fā)過程要想發(fā)生，必須對它做功。如通電將水分解為H2和O21．不能認為自發(fā)反應都是不需要任何條件就能發(fā)生的，自發(fā)反應的“一定的條件”，可以是一定的溫度和壓強，可以是“點燃、光照、加熱、高溫”等給反應物提供能量的條件，“外界幫助”指通電、放電等，如氫氣的燃燒是自發(fā)的通過需點燃才能發(fā)生；也不能認為非自發(fā)反應在任何條件下都是不能發(fā)生的，如NaCl在通電條件可分解生成Na和Cl2。2．不能認為自發(fā)反應應用普通，非自發(fā)反應沒有應用價值。將電能、熱能轉(zhuǎn)化為化學能的許多非自發(fā)反應是制備物質(zhì)的重要反應，如電解法去冶煉鈉、鎂、鋁和制取氯氣等。3．反應能否自發(fā)進行與反應速率無關。以下反應均可自發(fā)進行，這是為什么？H2(g)＋F2(g)2HF(g)ΔH＝－546.6kJ·mol－12K(s)＋2H2O(l)2KOH(aq)＋H2(g)ΔH＝－393.62kJ·mol－14Fe(s)＋3O2(g)2Fe2O3(s)ΔH＝－1648.4kJ·mol－1。放熱反應過程中體系能量降低，因此具有自發(fā)進行的傾向，科學家提出用焓變(能量變化)來判斷反應進行的方向，這就是焓判據(jù)(能量判據(jù))。那么，對于吸熱反應能否自發(fā)進行？以下兩反應，也能自發(fā)進行：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋109.8kJ·mol－1NaHCO3(s)＋HCl(aq)NaCl(aq)＋CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝＋31.4kJ·mol－1。二、焓變與反應的方向1．多數(shù)放熱反應可以自發(fā)進行。2．有些吸熱反應也可以自發(fā)進行。部分反應不具有自發(fā)性，如2CO(g)2C(s)＋O2(g)、H2(g)＋MgO(s)Mg(s)＋H2O(l)等，CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)在常溫下不能發(fā)生，但在高溫下可自發(fā)進行。故只用焓判據(jù)判斷反應是否自發(fā)不全面。為什么有些吸熱過程也能自發(fā)進行？氣體擴散水中滴加紅墨水硫酸銅溶于水火柴盒里火柴散落以上過程，以自發(fā)進行，都是從混亂度小(有序)向混亂度大(無序)的方向進行。對于反應如2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)、NaHCO3(s)＋HCl(aq)NaCl(aq)＋CO2(g)＋H2O(l)，也是伴隨著體系混亂度的增大。這個混亂度科學家命名為“熵”。三、熵變與反應的方向1．熵、熵變的概念熵定義度量體系混亂程度的物理量(體系的有序性越高，混亂度越低，熵值越小)符號S熵變定義物質(zhì)發(fā)生變化時，體系的熵的變化符號ΔS意義混亂度增加的過程或反應為熵增，ΔS＞0；混亂度減小的過程或反應為熵減，ΔS＜0(產(chǎn)生氣體的反應和氣體物質(zhì)的量增大的反應，熵變?yōu)檎郸＞0，是熵增反應)；化學反應的ΔS越大，越有利于反應自發(fā)進行2．熵值大?、袤w系的熵值：體系的混亂程度越大，體系的熵值就越大。②同一物質(zhì)的熵值：S(g)＞S(l)＞S(s)，同一條件下，不同物質(zhì)的熵值不同。3．熵判據(jù)體系有自發(fā)地向混亂度增加(即熵增)的方向轉(zhuǎn)變的傾向，因此可用熵變來判斷反應進行的方向——許多熵增的反應是自發(fā)的，如2KClO3eq\o(=,\s\up7(MnO2),\s\do5(△))2KCl＋3O2↑、CaCO3＋2HClCaCl2＋H2O＋CO2↑等。有些熵減的反應也可以自發(fā)進行，如：Ca(OH)2(aq)＋CO2(g)CaCO3(s)＋H2O(l)、NH3(g)＋HCl(g)NH4Cl(s)。故只用熵判據(jù)判斷反應是否自發(fā)不全面。我們可以用焓變和熵變來綜合判斷。四．自由能與化學反應的方向1．自由能變化符號為ΔG，單位為kJ·mol－1。2．自由能變化與焓變、熵變的關系ΔG＝ΔH－TΔS。ΔG不僅與焓變、熵變有關，還與溫度有關。3．反應方向與自由能的關系ΔHΔSΔH－TΔS反應情況＜0＞0永遠是負值在任何溫度下過程均自發(fā)進行＞0＜0永遠是正值在任何溫度下過程均非自發(fā)進行＞0＞0低溫為正低溫時非自發(fā)高溫為負高溫時自發(fā)＜0＜0低溫為負低溫時自發(fā)高溫為正高溫時非自發(fā)1．焓判據(jù)：放熱過程中體系能量降低，ΔH<0，反應具有自發(fā)進行的傾向。2．熵判據(jù)：在密閉條件下，體系有自發(fā)地向混亂度增加(ΔS>0)的方向轉(zhuǎn)變的傾向。3．復合判據(jù)（1）判據(jù)（2）溫度對反應方向的影響考點一：自發(fā)過程與自發(fā)反應1．（23-24高二上·甘肅武威·期中）化學與生活息息相關。下列不屬于自發(fā)進行的變化是A．墨汁加到清水中使整杯水變黑B．水在0℃以下結(jié)為冰C．石灰石轉(zhuǎn)化為生石灰D．鐵器在潮濕的空氣中生銹2．（23-24高二上·全國·期中）下列反應屬于非自發(fā)反應的是A．鈉與水反應 B．氫氣在氧氣中燃燒生成水C．水分解變成氫氣和氧氣 D．氨氣和氯化氫相遇變成氯化銨3．（22-23高二下·上海嘉定·期中）下列過程屬非自發(fā)的是A．水由高處向低處流 B．室溫下水結(jié)成冰C．氣體從高密度處向低密度處擴散 D．加熱鐵棒一端，熱量傳向另一端4．（22-23高二上·河南·期中）下列反應或過程沒有自發(fā)性的是A．高溫下，煅燒石灰石 B．常溫下，水分解成氫氣與氧氣C．雙氧水在催化作用下分解 D．常溫下，冰融化為水5．（23-24高二上·四川成都·階段練習）以下過程在常溫下都可以自發(fā)進行，可利用焓判據(jù)來解釋的是A．2N2O5(g)=4N2O4(g)+O2(g)

ΔH=+56.7kJ·mol-1B．2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)

ΔH=-571.6kJ·mol-1C．硝酸銨自發(fā)地溶于水D．濕衣服經(jīng)過晾曬變干考點二：化學反應進行方向的判據(jù)6．（23-24高二下·安徽·階段練習）冰天雪地也是金山銀山。習近平總書記高度重視冰雪事業(yè)發(fā)展，多次作出重要論述和重大部署。下列有關說法錯誤的是A．

，B．冰雪資源中只含有水分子，沒有其他物質(zhì)C．冰雪資源可以與其他資源融合，用于開發(fā)新能源D．合理利用冰雪資源有利于可持續(xù)發(fā)展7．（23-24高二下·廣東深圳·階段練習）下列詩句描述的場景，屬于的化學變化的是A．滴水成冰三九天，寒流襲卷蓋方圓 B．天街小雨潤如酥，草色遙看近卻無C．春蠶到死絲方盡，蠟炬成灰淚始干 D．千錘萬鑿出深山，烈火焚燒若等閑8．（23-24高二下·江蘇徐州·階段練習）已知“凡氣體分子總數(shù)增加的反應都是熵增大的反應”。下列反應在任何溫度下都不自發(fā)進行的是A．2O3(g)=3O2(g)H<0B．2CO(g)=2C(s)+O2(g)H>0C．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)H<0D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)H>09．（23-24高二下·青海西寧·開學考試）下列有關化學反應方向的描述中正確的是A．任何能使焓減小的過程都能自發(fā)進行B．自發(fā)反應一定是熵增加，非自發(fā)反應一定是熵不變或減少C．ΔH<0，ΔS>0，在通常狀況下均可自發(fā)進行D．ΔH>0，ΔS>0，較低溫度有利于反應自發(fā)進行10．（23-24高二上·廣西桂林·期中）下列對熵的理解錯誤的是A．等質(zhì)量的同種物質(zhì)氣態(tài)時熵值最大，固態(tài)時熵值最小B．體系越有序，熵值越小；越混亂，熵值越大C．從焓判據(jù)來看，△H<0有利于反應的自發(fā)進行D．25℃、1.01×105Pa時，2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)是熵減反應1．（23-24高二上·陜西榆林·階段練習）下列不屬于自發(fā)過程的是ABCD水從高處往低處流冰在常溫下融化石墨轉(zhuǎn)化為金剛石鐵在潮濕空氣中生銹2．（23-24高二上·北京密云·階段練習）下列說法正確的是A．凡是放熱反應都是自發(fā)的，因為吸熱反應都是非自發(fā)的B．自發(fā)反應的熵一定增大，非自發(fā)反應的熵一定減小C．反應能自發(fā)進行，則該反應的D．常溫下，反應不能自發(fā)進行，則該反應的3．（23-24高二上·黑龍江哈爾濱·期末）升華的過程中，其焓變和熵變正確的是A．， B．，C．， D．，4．（23-24高二上·四川廣安·階段練習）下列過程屬于熵減的是A．-10℃的液態(tài)水自動結(jié)冰成為固態(tài) B．常溫下，H2O2分解成H2O和O2C．NaCl晶體溶于水 D．一盒粉筆無序散落一地5．（23-24高二上·河南許昌·期末）下列說法中，正確的是A．自發(fā)進行的反應一定不是吸熱反應B．冰在室溫下自動熔化成水，這是熵增的過程C．化學反應熱只是由反應過程中化學鍵的斷裂和生成來決定的D．孤立體系中進行的化學反應，反應混合物溫度一定會發(fā)生明顯變化6．（23-24高二上·陜西漢中·期中）下列說法不正確的是A．ΔH＜0、ΔS>0的反應在任何溫度下都能自發(fā)進行B．NH4HCO3(s)=NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)ΔH=＋185.57kJ/mol能自發(fā)進行，原因是體系有自發(fā)地向混亂度增加的方向轉(zhuǎn)變的傾向C．因為焓變和熵變都與反應的自發(fā)性有關，因此焓變或熵變均可以單獨作為反應自發(fā)性的判據(jù)D．自發(fā)反應也可能需要加熱才能進行7．（23-24高二上·山西呂梁·期中）下列詞語描述中，屬于△H<0、△S>0的化學變化的是A．春風化雨 B．滴水成冰 C．蠟炬成灰 D．聚沙成塔8．（23-24高二下·四川綿陽·開學考試）下列反應中，的是A．B．高溫下能自發(fā)進行的反應：C．D．任何溫度下均能自發(fā)進行的反應：9．（23-24高二上·浙江杭州·階段練習）研究化學反應進行的方向?qū)τ诜磻O計等具有重要意義，下列說法正確的是A．<0、>0的反應在溫度低時不能自發(fā)進行B．在其他外界條件不變的情況下，汽車排氣管中使用催化劑可以改變產(chǎn)生尾氣的反應方向C．冰在室溫下自動熔化成水是一個熵增的過程D．一定溫度下，反應MgCl2（1）Mg（1）+Cl2(g)的<0、>010．（23-24高二上·上?！て谀┮欢l件下，反應2N2O5(g)?4NO2(g)+O2(g)

ΔH=+56.76kJ/mol能自發(fā)進行，下列關于該反應的說法中正確的是A．是熵減少的反應B．反應能自發(fā)進行的原因是熵增大效應大于能量效應C．反應在任何溫度下都能自發(fā)進行D．反應能自發(fā)進行，所以反應速率一定很快11．（23-24高二上·貴州·期末）判斷化學反應進行的方向是一個比較復雜的問題。下列有關說法正確的是A．或的反應一定能自發(fā)進行B．反應能否自發(fā)進行與溫度有關C．在不同狀態(tài)時的熵值：D．反應的12．（23-24高二上·甘肅白銀·期末）已知某反應，在其他條件不變的情況下，改變某一條件后的化學平衡圖像如圖(T表示溫度，p表示壓強且，表示轉(zhuǎn)化率)。下列說法正確的是A．， B．，C．， D．，13．（23-24高二上·浙江溫州·期中）碳是形成化合物種類最多的元素，其單質(zhì)及其化合物是人類生產(chǎn)生活的主要能源物質(zhì)。已知：。（1）該反應的熵變0(填“>”“<”“=”)，該反應自發(fā)進行的條件是(填“低溫”“高溫”或“任意溫度”)。（2）反應，則(填“>”“<”“=”)。（3）已知：①②寫出氣態(tài)肼