2019届一轮复习人教版化学反应进行的方向学案

2019届一轮复习人教版化学反应进行的方向学案

化学反应进行的方向 ‎【考纲要求】‎ ‎ 1．了解焓变、熵变的涵义以及二者与反应方向的关系 ‎2．能通过△H-T△S及给定的△S数据定量判断反应的方向 ‎【考点梳理】‎ 考点一、自发过程 ‎1、含义：在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。‎ ‎2、特点：‎ ‎①体系趋向于从高能状态转变为低能状态（体系对外部做功或释放热量）。‎ ‎②在密闭条件下，体系从有序转变为无序的倾向性（无序体系更加稳定）。‎ 考点二、化学反应方向的判据 ‎1、焓判据 ‎（1）焓变（ΔH）：焓变即化学反应中的能量变化。‎ ‎①放热反应：ΔH＜0，体系能量降低。‎ 典型的放热反应有：燃烧反应、中和反应、金属与酸或水的反应、大多数化合反应、缓慢氧化反应等； ②吸热反应：ΔH＞0，体系能量升高。‎ 典型的吸热反应有：大多数分解反应、C与CO2高温下的反应、水煤气反应、Ba(OH)2晶体与NH4Cl的反应、绝大多数弱电解质的电离、盐类的水解反应等。 （2）焓判据：‎ 放热反应过程中体系能量降低，ΔH＜0，具有自发进行的倾向，但有些吸热反应也可以自发进行，故只用焓变来判断反应进行的方向不全面。‎ 要点诠释：化学反应的方向与ΔH的关系 自发反应是一个自发进行的过程，而自发过程总是能够对外界做功，消耗自身的能量，使自身的能量降低，因而化学反应能自发地向能量降低的方向（ΔH＜0，放热）进行。通常情况下，放热反应（ΔH＜0）多数能自发进行，吸热反应（ΔH＞0）多数不能自发进行。‎ ‎2、熵判据 ‎（1）熵：量度体系混乱（或无序）程度的物理量，符号为S。‎ ‎（2）熵判据：‎ 体系的混乱度增大，ΔS ‎＞0，反应有自发进行的倾向。但有些熵减的过程也能自发进行，故只用熵变来判断反应进行的方向也不全面。‎ 典型的熵增过程有：气体扩散、固体溶解、固体熔化、液体气化、生成气体或气体体积数增大的反应等。‎ 要点诠释：化学反应的方向与熵变的关系 对于一个由大量粒子组成的体系，人们定义一个物理量——熵（S）来描述体系的混乱度，熵值越大，体系混乱度越大。在同一条件下不同的物质有不同的熵值，而同一物质的熵值与条件有关。例如，对同一物质来说，三种状态下，熵值由大到小的顺序为：S (g)＞S (l)＞S (s)。物质的量为1 mol的物质的熵通用Sm表示。对于水的三态的Sm关系：Sm (g)＞Sm (l)＞Sm (s)。‎ ‎3、复合判据—自由能变化 ‎△G ＝ △H－T△S，其中：G 叫作吉布斯自由能。‎ ‎△G ＝ △H －T△S ＜ 0 反应能自发进行 ‎△G ＝ △H －T△S ＝0 反应达到平衡状态 ‎△G ＝ △H －T△S ＞0 反应不能自发进行 ‎ 要点诠释：化学反应方向的判据 当焓变和熵变的影响相反且相差不大时，温度有可能对反应的方向起决定性作用，可以估算反应发生的温度（转向温度）：。化学反应体系的焓变减少（ΔH＜0）和熵变增加（ΔS＞0）都有利于反应正向进行。即：△H ＞ 0, △S ＞ 0 高温自发；‎ ‎△H ＜ 0, △S ＜ 0 低温自发；‎ ‎△H ＞ 0, △S ＜ 0 一定不自发；‎ ‎△H ＜ 0, △S ＞ 0 一定自发。‎ ‎【典型例题】‎ 类型一：焓变、熵变的涵义及与反应自发性的关系 例1、碳酸铵(NH4)2CO3在室温下就能自发的分解产生氨气，对其说法正确的是( ) ‎ A．碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大 B．碳酸铵分解是因为外界给予了能量 C．碳酸铵分解是吸热反应，根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 ‎【答案】A ‎【解析】(NH4)2CO3的分解为吸热反应，而吸热反应不易自发进行；根据焓变与熵变对化学反应的共同影响，该反应熵值一定增大。‎ ‎【总结升华】(1)ΔH<0有利于反应自发进行，自发反应不一定要ΔH<0，焓变是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。(2)ΔS>0，有利于反应自发进行，自发反应不一定要ΔS>0。熵变是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】有关化学反应的说法，正确的是( )‎ A．自发反应都是放热反应 B．自发反应都是熵增大的反应 C．自发反应一定能实现 D．非自发反应在一定条件下也能实现 ‎【答案】D ‎【解析】自发反应在一定条件下才能实现，非自发反应在一定条件下也能实现。‎ ‎【变式2】下列过程导致熵增加的是( ) A．一定条件下水由气态变为液态　　　 B．水由高处流向低处 C．碳酸氢铵的分解　　　　　　　 　　D．CO点燃时生成CO2‎ ‎【答案】BC ‎【变式3】下列有关△S的叙述中，错误的是( )‎ A． ‎△S＞0的反应不一定是自发反应 B．固体物质溶于水，这个过程体系的熵增大 C．生成气体的离子反应，其△S＞0 D．微粒数增多的反应，一般△S＜0‎ ‎【答案】D ‎【变式4】下列变化的熵变大于零的是( )‎ A．H2O(l) H2O(g) B．CO2(g) CO2(s)‎ C．NaOH(aq)+HCl(aq) ＝ NaCl(aq)+H2O D．NH3(g)+HCl(g)＝NH4Cl(s)‎ ‎【答案】A 类型二：综合运用焓判据和熵判据判断化学反应进行的方向 例2、反应FeO(s) ＋C(s)===Fe(s)＋CO (g)　ΔH＞0，ΔG＝ΔH－TΔS，下列说法正确的是( )‎ A．ΔS＜0‎ B．ΔS＞0‎ C．当TΔS＞ΔH时，可自发进行 D．当TΔS＜ΔH时，可自发进行 ‎【思路点拨】依据反应自发进行的复合判据ΔH－TΔS＜0‎ ‎【解析】C ‎【解析】由于反应正向气体体积增大，故ΔS＞0，所以A项不正确，B项正确；当ΔG＜0时，反应为自发进行，根据ΔG＝ΔH－TΔS可知，当TΔS＞ΔH时，则ΔG＜0，可自发进行，D不正确；所以本题选C。‎ ‎【总结升华】当焓变和熵变的影响相反且相差不大时，温度有可能对反应的方向起决定性作用。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】下列说法中正确的是( )‎ A． 某反应在低温条件下能自发进行，那么高温条件下也一定能自发进行 B．某反应高温条件下不能自发进行，那么低温条件下也不能自发进行 C．反应方向是由焓变和熵变共同决定的，与反应温度无关 D．温度有可能对反应的方向起决定性的作用 ‎【答案】D ‎【解析】当ΔH＜0,ΔS＞0时，ΔG＝ΔH－TΔS＜0 ，反应一定能自发进行；当ΔH＞0,ΔS＜0时，ΔG＝ΔH－TΔS＞0，反应不能自发进行；当ΔH＞0,ΔS＞0或当ΔH＜0,ΔS＜0时，反应是否自发与温度有关，一般低温时以焓变影响为主，高温时，以熵变影响为主，而温度影响的大小要视ΔH、ΔS的具体数值而定。‎ ‎【变式2】运用相关化学知识进行判断，下列结论错误的是( )‎ A．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应 B．NH4F水溶液中含有HF，因此NH4F溶液不能存放于玻璃试剂瓶中 C．可燃冰主要是甲烷与水在低温高压下形成的水合物晶体，因此可存在于海底 D．增大反应物浓度可加快反应速率，因此用浓硫酸与铁反应能增大生成H2的速率 ‎【答案】D　‎ ‎【解析】‎ 当ΔH－TΔS＜0时，反应能自发进行，吸热反应的ΔH＞0，吸热反应能自发，说明ΔS＞0，A项正确；NH4F溶液中F－水解生成HF，HF能与玻璃中的SiO2发生反应4HF＋SiO2===SiF4↑＋2H2O，故NH4F溶液不能存放在玻璃试剂瓶中，B项正确；可燃冰需在低温高压下形成，所以可燃冰可存在于海底，C项正确；常温下，浓硫酸使铁发生钝化，D项错误。‎ ‎【变式3】下列说法完全正确的是( )‎ A．放热反应均是自发进行的反应 B．ΔS为正值的反应均是自发进行的反应 C．物质的量增加的反应，ΔS为正值 D．如果ΔH和ΔS为正值，当温度升高时，反应可能自发进行 ‎【答案】D ‎ ‎【解析】反应能否自发进行取决于ΔH―TΔS的大小，若ΔH―TΔS＜0，则能自发进行。‎ ‎【变式4】反应4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)＝4Fe(OH)3(s)；ΔH＝－444.3kJ·mol－1　ΔS＝－280.1J·mol－1·K－1在常温、常压下反应能自发进行，对于该反应的反应方向起决定性作用的是( )‎ A．熵变　　 B．温度　　 C．压强　　 D．焓变 ‎【答案】D