高二化学选修四第二章-第四节-化学反应进行的方向
选修四第二章第四节化学反应进行的方向
选修四第二章第四节化学反应进行的方向一、教材分析在学生学习了化学反应及其能量变化、化学反应速率、化学反应的限度之后，教材安排了难度较大的化学反应进行的方向的内容。
对于自由能知识，仅限于达到知道、了解的层次即可。
事物的发展、变化常常受多种因素的制约，通过焓变、熵变的介绍，力图使学生学会全面分析问题。
二、教学目标1．知识目标：(1)、通过学生日常生活中所见所闻以及常见的化学反应，让学生了解放热反应的自发性和某些吸热过程的自发性；（2）、通过“有序”和“无序”的对比，引出熵的概念；（3）、通过日常生活中的见闻引导学生，使学生明确根据反应的焓变和熵变的大小，只能判断反应自发进行的可能性，不能决定反应是否一定发生或反应速率的大小。
2．能力目标：（1）、通过学生已有知识及日常生活中的见闻，使学生构建化学反应方向的判据；（2）学会运用比较、归纳、概括等方法对信息进行加式，构建新知识3．情感、态度和价值观目标：通过日常生活中的焓变和熵变的具体实例，让学生明确化学与日常生活是息息相关的。
三、教学重点难点重点：熵判据难点：焓减与熵增与化学反应方向的关系四、学情分析学生在学习了化学反应速率、化学平衡及其影响因素的基础上，抽象思维能力提高很多，本节降低难度后，学生应该能掌握重点内容。
五、教学方法1．启发教学2．学案导学：见后面的学案。
3．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习六、课前准备1．学生的学习准备：填写学案。
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
七、课时安排：1课时八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
教师：汽车尾气中的主要污染物是一氧化氮以及燃料不完全燃烧所产生的一氧化碳，它们是现代城市中的大气污染物，为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：2NO（g） + 2CO（g） = N2（g） + 2CO2（g），你能否判断这一方案是否可行？理论依据是什么？教师：上述问题是化学反应的方向的问题。
《化学反应进行的方向》人教版高二化学选修4PPT课件
判据之一
３、复合判据： △G=△H - T ·△S
焓判据结合熵判据
①当△G<0时，反应自发进行； ②当△G>0时，反应不自发进行； ③当△G=0时，可逆反应到达平衡状态
课堂练习
C 1、 下列说法中正确的是（ ）
A.凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的 B.自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变 C.熵增加且放热的反应一定是自发反应 D.非自发反应在任何条件下都不能实现
总之：焓变只是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素。只根据焓变来判断反应方向 是不全面的。
1.从能量判断（焓判据）
墨水溶解扩散
火柴散落有趋向于最大混乱度的倾向
1.从能量判断（焓判据）
克劳修斯（德国）
S
熵：用来量度体系混乱度的一个物理量，符号：S
2、反应自发进行的熵判据
（1）熵是体系混乱度的量度，即熵是用来描述体系的混乱度，符号用S表示,单 位： J•mol-1•K-1 （2）在密闭条件下，体系由有序自发地转变为无序的倾向称为熵增。 （3）体系混乱度越大越稳定，熵值越大；体系混乱度越小，熵值越小。
2、反应自发进行的熵判据
2N2O5(g) ＝4NO2(g)+O2(g) △H=+56.7kJ/mol (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ/mol
这两个反应都是吸热反应，但却能自发进行，为什么？
两个反应都是混乱度增大的反应。
2、反应自发进行的熵判据
人教版高中化学选修4（高二）
第二章 化学反应速率和化学平衡
第4节 化学反应进行的方向
MENTAL HEALTH COUNSELING PPT
高二化学人教版选修四第二章第4节《化学反应进行的方向》知识点总结
第4节化学反应进行的方向1.自发过程和自发反应(1)自发过程①定义自发过程是指在一定条件下不需要外力作用就能自动迚行的过程.非自发过程是指在一定条件下,需要外界做功才能迚行的过程,比如利用水泵可以将水从低处抽向高处,通电可将水分解为氢气和氧气.②特征自发过程有明确的方向性,要逆转必须借助外界做功;具有做功的本领;自发变化的最大限度是体系的平衡状态.③实例a.自然界中的水由高处往低处流,而不会自动从低处往高处流.b.物理学中研究的电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动.c.日常生活中,气温一升高,冰雪自动融化.(2)自发反应在给定的一组条件下,一个反应可以自发地迚行,就称为自发反应.例如镁条燃烧、酸碱中和、铁器暴露在潮湿的空气中会生锈、甲烷或氢气与氧气的混合气体遇明火就燃烧、Zn与CuSO4溶液会自动反应生成Cu和ZnSO4等,这些反应都是自发的,其逆过程就是非自发的.【说明】:反应的自发性也受到外界条件的影响.比如常温下石灰石分解生成生石灰和二氧化碳的反应是非自发的,但在1273K时,这一反应就是自发反应.2.反应的焓变与反应方向自发过程的体系总是趋向于从高能量状态转变为低能量状态(这是体系会对外部做功或释放能量),表现为焓变2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)但在较高的温度下CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)但也有很多吸热反应能自发迚行,因此,只根据焓变来判断反①能量判据也称为焓判据.②自发过程有趋向于最低能量状态的倾向.③对于封闭体系,在恒压和不做功的情况下发生变化,吸收或放出的热量等于体系的焓变.3.熵变与反应方向(1)熵与熵变①熵:在密闭条件下,体系自发地从有序转变为无序的倾向,这种推动体系变化的因素称为熵.熵是衡量一个体系混乱度的物理量,符号为S,单位是J/(mol∙K).熵值越大,体系的混乱度越大.【规律】影响物质熵值大小的因素:①同一条件下,不同的物质熵值不同;②同一种物质的熵值与其聚集状态以及外界条件有关,气态时熵值越大,液态时次之,固态时最小;③物质的量越大,分子数越多,熵值越大.∆.②熵变:发生化学反应时物质熵的变化,符号为S(2)熵增加原理①熵增加原理自发过程的体系趋向于有序转变为无序,导致体系的熵增加,叫做熵增加原理,也是反应方向判断的熵判据.②常见的熵增加过程固体的溶解过程、气体的扩散过程、水的汽化过程以及墨水的扩散过程都是体系混乱度增大的过程,即熵增加的过程.③常见的熵增加反应产生气体的反应以及气体物质的量增大的反应,熵变通常都是正值,为熵增加反应.比如以下反应:∆= +169.6J/(mol∙K)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) S∆= +133.8J/(mol∙K)C(石墨,s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) S(3)反应的熵变与反应方向∆= +57.6J/(mol∙K)①熵增加的反应大多能在常温常压下自发迚行.如2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g) S②有些熵增加的反应在常温常压下不能自发迚行,但在较高温度下可自发迚行.如CaCO 3(s)=CaO(s)+CO 2(g) S ∆= +169.6J/(mol ∙K)③有些熵减小的反应(S ∆<0)在一定条件下也可以自发迚行.比如铝热反应:2Al(s)+Fe 2O 3(s)=Al 2O 3(s)+2Fe(s) S ∆= -39.35J/(mol ∙K)结论:事实证明,熵变是反应能否自发迚行的又一个因素,但也不是唯一的因素,只根据熵变来判断反应迚行的方向也是不全面的.4.化学反应方向的判断方法(1)化学反应方向的判断焓变(H ∆)和熵变(S ∆)都与反应的自发性有关,却又都不能独立地作为反应自发性的判据.因此要判断反应迚行的方向,必须综合考虑体系的焓变和熵变.体系的自由能变化(G ∆,kJ/mol)是由能量判据和熵判据组合成的复合判据.它不仅与H ∆、S ∆有关,还与温度T 有关,其表达式为G ∆=H ∆-T S ∆,G ∆是恒温、恒压下判断化学反应自发性的判据,其规律是:(1)由不稳定物质向稳定物质转变2NaHCO 3=====△Na 2CO 3+CO 2↑+H 2O(稳定性:Na 2CO 3>NaHCO 3)(2)对于复分解反应类型的离子反应,一般是由易电离的物质向难电离的物质转变,或向离子浓度减小的方向转变. ①由溶解度大的物质向溶解度小的物质转变.Na 2SO 4+CaCl 2=CaSO 4↓+2NaClCaSO 4+Na 2CO 3=CaCO 3+Na 2SO 4所以溶解度大小为:CaCl 2>CaSO 4>CaCO 3.②由强酸(碱)向弱酸(碱)转变.HCl+CH 3COONa=CH 3COOH+NaCl2CH 3COOH+Na 2CO 3=2CH 3COONa+CO 2↑+H 2O所以酸性的强弱为:HCl>CH 3COOH>H 2CO 3.(3)由难挥发性(高沸点)物质向易挥发性(低沸点)物质转变.①由难挥发性酸向易挥发性酸转变.H 2SO 4(浓)+NaCl=====△NaHSO 4+HCl ↑(H 2SO 4(浓)比盐酸难挥发).②由高沸点的金属向低沸点的金属转变. 2RbCl+Mg −−→−熔融MgCl 2+2Rb ↑(沸点:Mg>Rb). (4)由氧化性(还原性)强的物质向氧化性(还原性)弱的物质转变.2FeCl 3+2KI=2FeCl 2+2KCl+I 2 2FeCl 2+Cl 2=2FeCl 3所以氧化性强弱为:Cl 2>FeCl 3>I 2.。
高中化学教学课例《选修4第二章第四节化学反应进行的方向》课程思政核心素养教学设计及总结反思
＜0 不是判断反应方向的唯一标志。
2.知道△S＞0 有利于化学反应的自ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ进行，但不
是判断反应方向的唯一标志。
3.初步形成对化学反应自发过程的基本认识，知道
化学反应是否自发同时取决于△H 和△S 两个因素的影 教学目标
响。
过程与方法：
1.通过学生已有知识及日常生活中的实例，使学生
构建化学反应方向的判据；学会运用比较、归纳、概括
【教师】
让学生明确焓变不是影响化学反应方向的唯一因
素，还有其他因素。
本节课的亮点是对 Ba(OH)2 固体与 NH4Cl 固体反应
课例研究综 的实验进行了改进，改进之后的实验不但操作简单而且
述
通过触摸保鲜袋学生能更直接的感受到吸热反应使温
度降低。且趣味性更强。
熵及“熵增原理”内容较抽象、学生学习时陌生感较强。
因此在教学中通过引入实际生活中相应的现象，为学生 学生学习能
提供认知的感性材料，以利于学生对熵变和熵增原理进 力分析
行探讨。在科学方法上，作为高二理科生对常见的科学
方法有一定程度的认识，对科学探究的一般过程也有一
定的体验。以及对探究结果作出科学合理的解释，延伸
高中化学教学课例《选修 4 第二章第四节化学反应进行的方 向》教学设计及总结反思
学科
高中化学
教学课例名
《选修 4 第二章第四节化学反应进行的方向》
称
教学重点：焓减和熵增与化学反应方向的关系
教材分析
教学难点：利用自由能△G 判断化学反应自发进行
的方向
知识与技能：
1.知道△H＜0 有利于化学反应的自发进行，但△H
2）为了让反应顺利发生预先加入少量水
3）为了让两者混合均匀和更直观地感知实验现象，
高中化学人教版选修四2.4 化学反应进行的方向 课件(共27张PPT)
新课导入
讲述
课堂小结 课后练习
二、焓变与反应方向
能量判据：体系趋向于从高能状态转变为低能状态（ΔH ＜ 0）。
对于化学反应而言，绝大多数的放热反应能自发进行，且 放出的热量越多，体系能量降低越多，反应越完全.
焓变（ΔH）是决定反应能否自发进行的因素之一，但不 是唯一因素。
新课导入
讲述
课堂小结 课后练习
如： CaCO3(s)高温CaO(s) CO2 (g)
新课导入
讲述
课堂小结 课后练习
有序 混乱
新课导入
讲述
课堂小结 课后练习
三、熵变与反应方向
研究表明，除热效应外，决定反应能否自发进行的另 一因素——体系的混乱度（熵S ） 熵：衡量一个体系混乱度的物理量叫做熵，用符号S 表示。 对于同一物质： S （g）﹥ S （l）﹥ S （s）
说明：
（1）多数能自发进行的化学反应是放热反应 （2）有些吸热反应也能自发进行 如：
NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)＝CH3COONH4(aq)＋H2O(l)＋CO2(g) ΔH＝＋37.3 kJ/mol；
新课导入
讲述
课堂小结 课后练习
（3）有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在 较高温度下则能自发进行。
度越大，熵值越大。 C. 一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热 D. 一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关
新课导入
讲述
课堂小结
课后练习
2.下列反应中，熵减小的是（ D ）
A. (NH4 )2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g) B. 2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g) C. MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g) D. 2CO(g)＝2C(s)＋O2(g)
(教师参考)高中化学 2.4 化学反应进行的方向课件 新人教版选修4
H2(g) + F2(g) = 2HF(g) △H = -546.6 kJ·mol-1
精选ppt
8
共同特点：△H < O 即放热反应
放热反应使体系能量降低，能量越低越稳 定，△H < O 有利于反应自发进行
精选ppt
9
化学反应进行方向的判据 1、能量判据（焓判据）
反应物的总能量高
放
热 反
△H＜0
Ø火柴棒散落等。
精选ppt
3
1、生活中的自发过程 ①自然界中水总是从高处往低处流；
② 墨水扩散，食盐溶解于水
③生活中一般在室温下，冰块会融化；铁器暴露在潮湿空 气中会生锈；甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧，这些 过程都是自发的。
④ 生活中电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动.
以上过程的反方向都不会自发进行 ？
精选ppt
7
下列反应在一定条件下都能自发进行，你
知道这些反应能自发进行的主要原因吗？
C3H8(g) + 5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) △H = -2217.5 kJ·mol-1
2Na(s) + Cl2(g) = 2NaCl(s) △H = -822 kJ·mol-1
4Fe(s) + 3O2(g) = Fe2O3(s) △H = -1648.4 kJ·mol-1
应
生成物的总能量低
精选ppt
10
日常生活中长期积累的经验而总结得到一条经 验规律→能量判据（焓判据）∶自发过程体系 趋向于从高能状态转变为低能状态（这时体系 会对外做功或者释放热量即△H ﹤0）。
思考：是不是所有自发进行的化学 反应都是放热的？
精选ppt
人教版高中化学选修4第2章第4节《化学反应进行的方向》ppt课件
●典例透析
(2015·经典习题选萃)下列过程均为自发过程的 是( ) ①铵盐的溶解 ②烧碱与盐酸反应 ③Zn与稀H2SO4反应 ⑥铝热反应 ⑦ ⑤ Mg在空气中燃烧 B．⑤⑥⑦⑧ D．①②③④⑤⑥⑦
④氢气在氧气中燃烧
墨水在水中的扩散
A．①②③④ C．②④⑥⑧
⑧电解熔融的氯化钠
【解析】
行，不能自发。 【答案】 【点评】
②熵变大小规律
对于有气体参与的化学反应 ( 气体参与反应时气体既可以
是反应物也可以是产物 ) ，气态物质的物质的量增大的化学反 应，其熵变通常是正值，是熵增大的反应；反之，气态物质的 物质的量减小的化学反应，其熵变通常是负值，是熵减小的反 应。所以离子反应的条件之一是有气体产生，即为熵值增大的 反应。 当然物质在发生三态变化时，由固态到液态、由液态到气 态或由固态到气态(升华)过程都是熵增加过程。
4硝酸铵溶于水为什么吸热？
提示：体系具有向熵值变大的方向进行变化的倾向，因此 硝酸铵溶于水首先要进行扩散，而扩散过程是一个吸热过程， 一般情况下，含铵根离子的化合物，溶解于水时扩散过程表现 得更为剧烈所以明显吸热，离子需要从溶剂中吸收热量来完成 自己的扩散过程。所以溶液温度降低是离子扩散过程，不是溶 液吸热。就是说铵根从水中带走热量，所以水温降低，溶液温 度降低。
②熵值大小的比较
> 同 一 种 物 质 不 同 状 态 时 熵 值 大 小 为 S(g) __________ > S(l)_______ S(s)。
③熵增原理 在与外界隔绝的体系中，自发过程将导致体系的熵 增大 大于 零。 __________ ，即熵变(符号△S)__________ ④熵判据
增大 熵增 体系有自发地向混乱度 __________( 即 __________) 的方向 熵变 来判断反应进行的方向。 转变的倾向，因此可用______
人教版高中化学选修4课件：2.4 化学反应进行的方向
典例透析
一二
思考感悟1 为什么日常用的铁器会生锈,铜会长出铜绿,而铁锈不会变为铁, 铜绿不会变为铜呢? 提示:金属腐蚀是一个放热的自发过程,而金属化合物变为单质 是一个非自发过程。 思考感悟2 “自发反应一定能自动进行,而非自发反应一定不能发生”,这句 话对吗?说明理由。 提示:不对。某些自发反应需在一定条件下才能自动进行,非自 发反应具备了一定条件也能发生。如甲烷燃烧是自发反应,但需点 燃或加热才能反应;石灰石分解为氧化钙和二氧化碳常温下为非自 发反应,在高温下可以发生。
解析:该反应ΔH>0,ΔS>0,高温下能自发进行;ΔS>0的反应不一定
能自发进行;反应放热有利于反应自发进行,但能自发进行的反应
不一定是放热反应,不能自发进行的反应也不一定是吸热反应。
答案:A
15
减小的过程。
答案:(1)A (2)D (3)B
13
知识点1 知识点2 知识点3
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知识梳理
重难聚焦
典例透析
点拨(1)常见的熵增大过程有:固体的溶解,气体的扩散,水的汽化过 程等。
(2)常见的熵增加的反应有:产生气体的反应,气体物质的量增大 的反应。
14
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知识梳理
重难聚焦
典例透析
知识点1 知识点2 知识点3
3
一二
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知识梳理
重பைடு நூலகம்聚焦
典例透析
二、化学反应进行方向的判据 1.焓判据 放热反应过程中体系能量降低,具有自发进行的倾向,因此可用 焓变来判断反应进行的方向。
4
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知识梳理
重难聚焦
典例透析
一二
2.熵判据 (1)熵:用来度量体系混乱程度的物理量。熵值越大,混乱程度越 大。符号:S。单位:J·(mol·K)-1。 (2)熵值大小的比较。 同一种物质不同状态时熵值大小为S(g)>S(l)>S(s)。 (3)熵增原理。 在与外界隔绝的体系中,自发过程将导致体系的熵增大,即熵变 (符号ΔS)大于零。 (4)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。
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第四节化学反应进行的方向一、自发过程与自发反应1．自发过程(1)含义：在确定条件下，不用借助于外力就可以自动进行的过程。
(2)特点：①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或者释放热量)。
②在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向。
2．自发反应在给定的一组条件下，一个反应可以自发地进行到显著程度。
二、化学反应进行方向的判据1．焓判据(能量判据)放热反应过程中体系能量降低，因此具有向最低能量状态进行的倾向，科学家提出用焓变(能量改变)来推断反应进行的方向，这就是焓判据(能量判据)。
2．熵判据(1)熵：用来度量体系混乱程度的物理量。
熵值越大，混乱程度越大。
符号为S。
单位：J·mol－1·K －1。
(2)熵值大小的比较：同一种物质在不同状态时的熵值大小为S(g)＞S(l)＞S(s)。
(3)熵增原理：在与外界隔绝的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，即熵变(符号ΔS)大于零。
(4)熵判据：用熵变来推断反应进行的方向。
3．复合判据过程的自发性只能用于推断过程的方向，不能确定过程是否确定会发生和过程发生的速率。
综合考虑焓判据和熵判据的复合判据，将更适合于全部的过程，只依据一个方面来推断反应进行的方向是不全面的。
学问点一自发过程与自发反应1．下列过程是非自发的是()A．水由高处向低处流B．自然气的燃烧C．铁在潮湿的空气中生锈D．水在室温下结冰答案 D解析自然界中水由高处向低处流、自然气的燃烧、铁在潮湿的空气中生锈、冰在室温下溶化，都是自发过程，其逆过程都是非自发过程。
2．试验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。
对此说法的理解正确的是()A．全部的放热反应都是自发进行的B．全部的自发反应都是放热的C．焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素D．焓变是确定反应是否具有自发性的惟一判据答案 C解析多数能自发进行的反应都是放热反应，但并不是全部能自发进行的反应都是放热反应，既然说“多数”，必定存在特例，所以只能说焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素，但不是惟一因素。
学问点二化学反应进行方向的判据3．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赐予了能量C．碳酸铵分解是吸热反应，依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；依据焓变与熵变对化学反应的共同影响，该反应熵值确定增大。
4．摩尔熵是单位物质的量的物质在确定条件下所具有的熵。
试比较下列两组物质摩尔熵的大小依次。
(1)相同条件下的气态甲醇、乙醇、丙醇。
(2)气态苯、液态苯、固态苯。
答案(1)S(气态甲醇)<S(气态乙醇)<S(气态丙醇)(2)S(气态苯)>S(液态苯)>S(固态苯)解析一般来讲，组成物质的原子种类相同时，一个分子中的原子数目越多，其混乱度就越大，熵值也越大；对于同一种物质，S(g)>S(l)>S(s)。
依据以上的规律可知，对于(1)，S(气态甲醇)<S(气态乙醇)<S(气态丙醇)；对于(2)，S(气态苯)>S(液态苯)>S(固态苯)。
1．对于化学反应方向的推断，下列说法中正确的是()A．温度、压强确定时，放热的熵减小的反应确定能自发进行B．温度、压强确定时，焓因素和熵因素共同确定一个化学反应的方向C．反应焓变是确定反应能否进行的惟一因素D．固体的溶解过程与熵变无关答案 B解析化学反应的方向由焓变和熵变共同确定，不能仅用焓变或熵变推断反应的方向。
2．下列说法错误的是()A．NH4NO3溶于水是自发过程B．同一种物质气态时熵值最大，液态时次之，而固态时最小C．借助于外力能自发进行的过程，其体系的能量趋向于从高能状态转变为低能状态D．由能量判据(以焓变为基础)和熵判据组合而成的复合判据，更适合于全部的过程答案 C3．下列对熵的理解不正确的是()A．同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小B．体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大C．与外界隔离的体系，自发过程将导致体系的熵减小D．25℃、1.01×105 Pa时，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)是熵增的反应答案 C解析体系都有从有序自发转变为无序的倾向，此过程为熵增过程，故C错误。
4.在图中A、B两容器里，分别收集着两种互不作用的志向气体。
若将中间活塞打开(如图所示)，两种气体分子马上都分布在两个容器中。
这是一个不伴随能量改变的自发过程。
关于此过程的下列说法不正确的是()A．此过程为混乱程度小的向混乱程度大的方向进行的改变过程，即熵增大的过程B．此过程为自发过程，而且没有热量的汲取或放出C．此过程从有序到无序，混乱度增大D．此过程是自发可逆的答案 D解析依据题意ΔH＝0，ΔS＞0，由ΔH－TΔS推知该过程能自发进行，气体扩散为熵增过程，而其逆过程不能自发进行。
5．下列关于自发过程的叙述中，正确的是()A．只有不须要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程B．须要加热才能够进行的过程确定不是自发过程C．同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发进行的可能D．非自发过程在任何条件下都不行能变为自发过程答案 C6．以下自发反应能用ΔH判据来说明的是()A．硝酸铵自发地溶于水B．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋156.7 kJ·mol－1C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1答案 D7．汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)，是城市主要污染源之一，治理的方法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使NO与CO反应生成可参加大气生态循环的无毒气体，反应原理：2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)，在298 K、100 kPa下，ΔH＝－113 kJ·mol－1、ΔS＝－145 J·mol－1·K－1。
下列说法中错误的是()A．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量B．该反应常温下不能自发进行，因此须要高温柔催化剂C．该反应常温下能自发进行，高温柔催化剂只是加快反应的速率D．汽车尾气中的这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒答案 B解析该反应是放热反应，反应物总能量高于生成物的总能量，A项正确；常温下，ΔH－TΔS ＝－113 kJ·mol－1－298 K×[－145 J·mol－1·K－1]×10－3 kJ/J＜0，故常温下该反应可自发进行，高温柔催化剂只是加快反应速率，B项错误，C项正确；CO和NO均会与血红蛋白结合而使人中毒。
8．已知，一个可逆反应，若正反应为自发过程，则其逆反应为非自发过程，反之，亦然。
(1)已知2CO(g)CO2(g)＋C(s)，T＝980 K时ΔH－TΔS＝0。
当体系温度低于980 K时，估计ΔH－TΔS____0(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)；当体系温度高于980 K时，估计ΔH－TΔS____0。
(2)电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应为SiO2(s)＋4HF(g)===SiF4(g)＋2H2O(g)ΔH(298.15 K)＝－94.0 kJ·mol－1ΔS(298.15 K)＝－75.8 J·mol－1·K－1，设ΔH和ΔS不随温度而改变，则此反应自发进行的温度是_______________________________________________。
答案(1)小于大于(2)小于1 240 K解析(1)C(s)＋CO2(g)2CO(g)的反应为吸热反应，ΔH＞0，则2CO(g)2(g)＋C(s)为放热反应，ΔH＜0，且该反应ΔS＜0，则当T＜980 K时，ΔH－TΔS<0，T＞980 K时，ΔH－TΔS＞0。
(2)由题给信息，要使反应能自发进行，须有ΔH－TΔS<0，即－94.0 kJ·mol－1－T×[－75.8J/(mol·K)]×10－3 kJ/J<0则T<94.0 kJ·mol－175.8 J/(mol·K)×10－3kJ/J＝1.24×103 K。
9．在298 K时，下列反应的ΔH依次为：C2H5OH(l)＋3O2(g)―→2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH1＝－1 366.8 kJ·mol－1C(石墨)＋O2(g)―→CO2(g)ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1H2(g)＋1/2O2―→H2O(l)ΔH3＝－285.8 kJ·mol－1乙醇(C2H5OH)、氢气、石墨和氧气的熵值分别为：161.0 J·mol－1·K－1、130.6 J·mol－1·K－1、5.74 J·mol－1·K－1、205.3 J·mol－1·K－1，则298 K时，由单质生成1 mol乙醇的ΔH、ΔS及ΔH－TΔS分别为多少？答案ΔH＝－277.6 kJ·mol－1ΔS＝－344.93 J/(mol·K)ΔH－T·ΔS＝－174.8 kJ·mol－1解析ΔH＝2ΔH2＋3ΔH3－ΔH1＝2×(－393.5 kJ·mol－1)＋3×(－285.8 kJ·mol－1)－(－1 366.8 kJ·mol－1)＝－277.6 kJ·mol－1ΔS＝161.0 J·mol－1·K－1－3×130.6 J·mol－1·K－1－2×5.74 J·mol－1·K－1－1/2×205.3 J·mol－1·K－1＝－344.93 J·mol－1·K－1ΔH－TΔS＝－277.6 kJ·mol－1－298 K×(－344.93×10－3 kJ·mol－1·K－1)＝－174.8 kJ·mol－1。