高二化学选择性必修第一册同步讲义第五讲《化学反应的方向》2022年修订word版

第五讲化学反应的方向知识点：化学反应的方向一、自发过程和自发反应自发过程自发反应含义在一定条件下，不用借助外力，就能自发进行的过程在给定的条件下，可以自发进行到显著程度的化学反应特征具有方向性，即过程的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程逆方向在该条件下肯定不能自发进行举例高山流水，自由落体，冰雪融化钢铁生锈应用(1)可被用来完成有用功。

如H2燃烧可设计成原电池。

(2)非自发过程要想发生，必须对它做功。

如通电将水分解为H2和O2二、化学反应进行方向的判据1．焓变与反应的方向(1)放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向，科学家提出用焓变(能量变化)来判断反应进行的方向，这就是焓判据(能量判据)。

(2)焓变与化学反应进行方向的关系①多数放热反应是自发进行的。

例如燃烧反应、中和反应等。

②有些吸热反应也可以自发进行，如：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋109.8 kJ·mol－1。

结论：只用焓判据判断反应是否自发不全面。

2．熵变与反应的方向(1)熵、熵变的概念(2)熵值大小①体系的熵值：体系的混乱程度越大，体系的熵值就越大。

②同一物质的熵值：S(g)＞S(l)＞S(s)，同一条件下，不同物质的熵值不同。

(3)熵判据：体系有自发地向混乱度增加(即熵增)的方向转变的倾向，因此可用熵变来判断反应进行的方向。

(4)熵变与化学反应进行方向的关系①许多熵增的反应是自发的(多是气体分子数目增多的反应)，如2KClO 3=====MnO 2△2KCl ＋3O 2↑； CaCO 3＋2HCl===CaCl 2＋H 2O ＋CO 2↑等。

②有些熵减的反应也可以自发进行，如：Ca(OH)2(aq)＋CO 2(g)===CaCO 3(s)＋H 2O(l)。

结论：只用熵判据判断反应是否自发不全面。

3．自由能与化学反应的方向(1)自由能变化符号为ΔG ，单位为kJ·mol －1。

(2)自由能变化与焓变、熵变的关系：ΔG ＝ΔH －T ΔS 。

ΔG 不仅与焓变有关，还与温度有关。

(3)反应方向与自由能的关系化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡。

①当ΔG ＜0时，反应能自发进行；②当ΔG ＝0时，反应处于平衡状态；③当ΔG ＞0时，反应不能自发进行。

例题精练1．（2021春•洛阳期末）下列关于化学反应速率与限度的说法中，错误的是（ ）A ．化学反应限度可以通过改变条件而改变B ．决定化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质C ．可逆反应达到化学平衡状态时，正、逆反应的化学反应速率都为零D ．化学反应限度决定了反应物在该条件下的最大转化率2．（2021春•济宁期末）已知Fe 3+能与I ﹣反应生成Fe 2+和I 2，取10mL0.1mol •L ﹣1 KI 溶液，滴加0.1mol •L ﹣1 FeCl 3溶液3～4滴，充分反应后，继续加入2mL CCl 4振荡，静置，下列有关该实验的说法正确的是（ ）A ．上层CCl 4层溶液呈紫红色B ．取少量上层溶液，滴加AgNO 3溶液，只有白色沉淀生成C ．该实验中KI 与FeCl 3反应后（未加CCl 4），溶液中只存在Fe 2+、I ﹣、I 2微粒 D ．取少量上层溶液，滴加KSCN 溶液，若溶液显红色，则表明该反应存在化学反应限度随堂练习1．（2020秋•临沂期末）下列说法错误的是（）A．能使反应体系焓减小、熵增大的反应方向就是该反应自发进行的方向B．将氯化铝溶液加热蒸干并灼烧，最终得氧化铝固体C．由水电离产生的c（H+）为1×10﹣9的溶液中：Mg2+、Cu2+、SO32﹣、NO3﹣能大量共存D．不能用勒夏特列原理解释H2（g）+I2（g）⇌2HI（g）平衡后增大压强颜色变深2．（2021春•芜湖期中）下列有关说法不正确的是（）A．酯化反应为可逆反应，是有限度的B．葡萄糖可以发生氧化反应、银镜反应和水解反应C．2﹣丁烯存在顺反异构D．可以用分液的方法分离水和苯综合练习一．选择题（共22小题）1．（2021春•大同期中）在密闭容器中进行如下反应：X2（g）+Y2（g）⇌2Z（g），已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol•L﹣1、0.3mol•L﹣1、0.2mol•L﹣1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度不可能是（）A．Y2为0.25mol•L﹣1B．Y2为0.35mol•L﹣1C．X2为0.2mol•L﹣1D．Z为0.35mol•L﹣12．（2021春•太原期中）下列反应属于可逆反应的是（）A．二氧化碳与水反应B．铜与浓硫酸反应C．盐酸与氢氧化钠反应D．氢气在氯气中燃烧3．（2021春•瑶海区月考）已知298K下反应2Al2O3（s）+3C（s）═4Al（s）+3CO2（g）△H＝+2171kJ•mol﹣1，则此反应（）A．高温下可自发进行B．任何条件下都可自发进行C．任何条件下都不可自发进行D．低温下可自发进行4．（2020秋•怀化期末）下列反应在任何温度下（所示状态）均不能自发进行的是（）A．2H2O2（l）═O2（g）+2H2O（l）△H＝﹣196kJ•mol﹣1B．2Ag（s）+Cl2（g）═2AgCl（s）△H＝﹣254kJ•mol﹣1C．2N2（g）+O2（g）═2N2O（g）△H＝+163kJ•mol﹣1D．2HgO（s）═2Hg（l）+O2（g）△H＝+182kJ•mol﹣15．（2020秋•开封期末）下列有关说法正确的是（）A．反应MgCl2⇌Mg（l）+Cl2（g）的△H＜0、△S＞0B．对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象越明显C．常温下，pH均为5的硫酸与氯化铵溶液中，水的电离程度相同D．多元弱酸的电离是分步进行的，第二步电离的程度比第一步电离要小得多6．（2020秋•昌平区期末）下列关于化学反应方向的说法正确的是（）A．凡是放热反应都是自发反应B．凡是熵增大的反应都是自发反应C．凡是吸热反应都不是自发反应D．反应是否自发，需要综合考虑反应焓变和熵变7．（2020秋•东城区期末）下列说法不正确的是（）A．NH4NO3溶于水吸热，说明其溶于水不是自发过程B．水凝结成冰的过程中，体系的混乱度变化△S＜0C．某化学反应自发进行的方向，与反应的△H和△S都有关D．发生离子反应的条件之一是生成气体，此过程是一个△S＞0的过程8．（2020秋•咸阳期末）下列过程中熵变为负值的是（）A．液态溴蒸发变成气态溴B．SnO2（s）+2H2（g）═Sn（s）+2H2O（l）C．电解水生成H2（g）和O2（g）D．公路上撒盐加快冰融化9．（2020秋•上饶期末）下列有关化学反应方向的说法中正确的是（）A．反应3NO2（g）+H2O（l）═2HNO3（aq）+NO（g）在一定条件下能自发进行，说明该反应的△H＞0B．反应2Na2SO3（g）+O2（g）═2Na2SO4（s）能自发进行，则△H＜0C．在一定温度下的AgCl的水溶液中，Ag+和Cl﹣浓度的乘积是一个常数D．在1L 0.2mol•L﹣1（NH4）2SO4溶液中NH4+数目为0.4N A10．（2020秋•中山市期末）关于化学反应的方向，下列说法错误的是（）A．焓因素与熵因素共同决定化学反应进行的方向B．放热的熵增加反应能自发进行C．固体溶解过程与熵变有关D．反应△H＞0，一定不能自发进行11．（2020秋•天津期末）下列说法中正确的是（）A．H2燃烧生成H2O属于熵增的反应B．加酸、碱、盐一定会影响水的电离程度及水的离子积常数K wC．K sp不仅与温度和难溶电解质的性质有关，还与溶液中相关离子的浓度有关D．根据HClO的K a＝3.0×10﹣8，H2CO3的K a1＝4.3×10﹣7，K a2＝5.6×10﹣11，可推测相同状况下，等浓度的NaClO与Na2CO3溶液中，pH前者小于后者12．（2020秋•沙依巴克区校级期末）常温下，下列变化过程不是自发的是（）A．石灰石的分解B．原电池产生电流C．水由高处向低处流D．NaOH与HCl的反应13．（2020秋•榆树市校级期末）下列说法正确的是（）A．放热或熵减小均有利于反应的正向自发进行B．2H2O2（aq）═2H2O（l）+O2（g）△H＝﹣189.3kJ•mol﹣1，任何温度下均可正向自发进行C．△H＞0，△S＜0的反应在任何温度下均能正向自发进行D．向水中加入NH4NO3固体，溶液温度降低，可说明铵盐水解是吸热的14．（2020秋•阿勒泰地区期末）下列说法不正确的是（）A．在恒容下充入惰性气体，容器压强增大，活化分子的百分数不变B．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据C．NH4HCO3（s）═NH3（g）+H2O（g）+CO2（g）△H＝+185.57kJ•mol﹣1能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向D．△H＜0、△S＞0的反应在任何温度下都能自发进行15．（2020秋•成都期末）下列有关说法或做法正确的是（）A．A（s）+3B（g）⇌C（g）△H＞0为自发反应B．胃部不适时同时服用胃舒平（主要成分Al（OH）3）和食醋C．不同浓度的盐酸和硫酸c（H+）可能相同D．向pH＝3的柠檬水加入10mL KOH溶液，所得溶液一定呈弱碱性16．（2020秋•永州期末）下列关于自发反应的叙述中，正确的是（）A．自发反应在任何条件下都能实现B．需要加热的反应肯定不能自发进行C．熵增大的放热反应一定能自发进行D．能自发进行的反应，其反应速率一定很快17．（2020秋•大连期末）已知2A（g）⇌3B（g）+C（g）△H＞0，假设△H 和△S 不随温度而改变，下列说法中正确的是（）A．低温下能自发进行B．高温下能自发进行C．任何温度下都能自发进行D．任何温度下都不能自发进行18．（2020秋•河北区期末）下列说法中，正确的是（）A．△H＜0的反应均是自发进行的反应B．反应熵变是决定反应能否自发进行的唯一因素C．使用催化剂，一定可以改变化学反应进行的方向D．判断反应能否自发进行需要根据△H与△S综合考虑19．（2021•五模拟）下列关于自发过程及其判据的说法错误的是（）A．只有加热可以加快水的蒸发速度B．某吸热反应能自发进行，则该反应一定是熵增加反应C．反应CaCO3（s）═CaO（s）+CO2（g）的△H＞0，则该反应能否自发进行与温度有关D．反应A（g）+B（g）═C（g）+3D（g）在一定条件下能自发进行，则该反应可能为吸热反应20．（2021•七模拟）碳酸铵（NH4）2CO3在室温下就能自发分解产生氨气、水、二氧化碳。

下列对其说法正确的是（ ）A ．碳酸铵分解体系的熵增大B ．碳酸铵分解一定是放热反应C ．生成物H 2O 在固、液、气三种状态下的熵值相同D ．碳酸盐都不稳定，都能自发分解21．（2021春•南阳期末）能用能量判断下列过程的方向的是（ ）A ．水总是自发地由高处往低处流B ．有序排列的火柴散落时成为无序排列C ．放热反应容易进行，吸热反应不能自发进行D ．多次洗牌以后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大22．（2020秋•南岗区校级期末）碳酸铵[（NH 4）2CO 3]在室温下就能自发地分解产生氨气，下列说法正确的是（ ）A ．碳酸盐都不稳定，都能自发分解B ．碳酸铵分解是因为进行了加热的操作C ．碳酸铵分解是吸热反应，此反应不应该自发进行，必须借助外力才能进行D ．碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大二．多选题（共3小题）23．（2021春•邯郸期末）一定条件下，在2X （g ）+Y （g ）⇌2Z （g ）的平衡体系中，X 、Y 、Z 的浓度分别是2 mol/L ，0.8 mol/L 、2.4 mol/L ，则X 在起始时的浓度不可能是（ ）A ．3 mol/LB ．0.2 mol/LC ．4.4 mol/LD ．4.8 mol/L24．（2020秋•南京月考）下列说法正确的是（ ）A ．常温下2NH 4Cl+Ba （OH ）2•8H 2O ═BaCl 2+2NH 3↑+10H 2O 可自发进行，则该反应的△H ＜0B ．用牺牲阳极的阴极保护法来保护钢闸门时，可用锌板作为牺牲阳极C ．常温下，向0.1mol •L ﹣1CH 3COONa 溶液中加入少量水，溶液中c(CH 3COOH)c(CH 3COO −)•c （OH ﹣）值不变D ．Na 2O 2与足量的水反应生成2.24L O 2，转移的电子数目为0.2×6.02×102325．（2020春•江阴市期中）下列说法正确的是（ ）A ．同温同压下，H 2（g ）+Cl 2（g ）═2HCl （g ）在光照和点燃的条件下△H 不同B．常温下，反应C（s）+CO2（g）═2CO（g）不能自发进行，则该反应的△H＞0C．某反应低温条件下能够自发进行，则高温条件下一定能够自发D．固体物质受热汽化的过程熵值增加三．解答题（共3小题）26．（2020秋•白山期末）已知：Ⅰ．CuSO4（s）+5H2O（l）═CuSO4•5H2O（s）△H1△S1Ⅱ．CuSO4（s）═Cu2+（aq）+SO42﹣（aq）△H2△S2Ⅲ．CuSO4•5H2O（s）═Cu2+（aq）+SO42﹣（aq）+5H2O（l）△H3△S3回答下列问题：（1）白色无水硫酸铜遇水迅速变蓝，则△H1（填“＞”、“＜”或“＝”，下同）0，△S10。