高三化学复习《化学选修4》第2章-第1节鲁教版知识精讲.doc

高三化学复习《化学选修4》第2章 第1节鲁教版
【本讲教育信息】
一. 教学内容：
高考第一轮复习 《化学选修4》
第2章 化学反应的方向、限度和速率
第1节 化学反应进行的方向
1. 反应焓变与反应方向。
2. 反应熵变与反应方向。
3. 焓变与熵变对反应方向的共同影响。

二. 教学目的
1、理解焓、焓变、熵、熵变的概念。
2、理解化学反应方向与焓变和熵变之间的关系。
3、掌握化学反应在一定条件下能否自发进行的判断依据。
4、能够利用化学反应的焓变和熵变说明化学反应的方向。

三. 重点和难点
1、焓变和熵变对化学反应方向的共同影响。
2、根据定量关系式：△H – T△S及给定的数据判断反应方向。

四. 考点分析
本节内容是新课改教材中新加知识，估计在高考中的主要考查点是：
1. 焓变与熵变的概念及简单计算。
2. 焓变与反应方向的关系。
3. 熵变与反应方向的关系。
4. 焓变与熵变对反应方向的共同影响。
5. 利用定量关系式：△H – T△S及给定的数据判断反应方向。

五. 知识要点
1. 熵的含义是__________________，符号是__________________。
2. 焓是指____________________________________，符号为__________________。
3. 熵变是指______________________________________________________
4. 焓变是指______________________________________________________
5. 反应在时的△H-T△S为__________。已知△H=+178.3kJ·，△S=+160.4J··
6. 在温度、压力一定的条件下，自发反应总是向___________的方向进行，直至达到平衡状态。
7. 反应在298K时的△H=-176.4kJ·；△H-T△S=-91.1，则△S=___________。
8. 常温下，那么△H-T△S___________0。常温下，△H-T△S___________0。

注意：
1. 焓变是判断一个反应能否自发进行的因素之一，而不是决定反应能否自发进行的唯一因素。因常温下自发进行的反应虽多为放热反应，但也有不少吸热反应也可自发进行，还有些反应低温下不能自发进行但高温下却可以自发进行。
2. 对于一个由大量粒子组成的体系，人们用熵来描述体系的混乱度，符号为S。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，而同一物体的熵值与条件有关。对同一物质来说，。
化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化，因此存在着熵变。反应的熵变△S为反应产物总熵与反应物总熵之差。对于确定的化学反应，在一定条件下具有确定的熵变。
产生气体的反应，气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值，为熵增加反应。
许多熵增加的反应在常温、常压下可以自发进行，有些熵增加的反应在常温、常压下不能自发进行，但在较高温度下可以自发进行。
事实证明，熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素。
3. 在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既可能与反应焓变有关，又可能与反应熵变有关，在温度、压力一定的条件下，化学反应的方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果，反应方向的判据为△H-T△S。
△H-T△S<0 反应能自发进行
△H-T△S=0 反应达到平衡状态
△H-T△S>0 反应不能自发进行
这个判据用文字表述为：在温度、压力一定的条件下，自发反应是向△H-T△S<0的方向进行，直至达到平衡状态。
在温度、压力一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向。放热反应的焓变小于零，熵增加反应的熵变大于零，都对△H-T△S<0做出贡献，因此放热和熵增加有利于反应自发进行。显然，放热的熵增加反应一定能自发进行。而吸热的熵减小反应一定不能自发进行。
当焓变和熵变的作用相反时，如果二者大小相差悬殊，可能某一因素占主导地位。焓变对反应的方向起决定性作用，△H-T△S<0，常温、常压下反应能自发进行，熵变对反应的方向起决定性作用，△H-T△S<0，常温、常压下反应能自发进行。
此外，如果焓变和熵变的作用相反且相差不大时，温度有可能对反应的方向起决定性作用。

【典型例题】
例1. 下列说法正确的是
A. 放热反应不一定是自发进行的反应
B. 吸热反应一定是非自发进行的
C. 自发进行的反应一定容易发生
D. 反应速率快的一定是自发进行的
分析：A正确。放热反应，能量降低不一定是自发进行的。B不正确。反应的方向必须根据能量变化和熵值变化综合判断。C不正确。过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生。例如：石墨转化为金刚石的反应，反应在高温高压下是可以自发进行的，但条件比较苛刻。D不正确。反应的自发性用于判断过程的方向，与反应快慢无关。
答案：A。

例2. 能用能量判据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. 放热反应容易自发进行 ，吸热反应不能自发进行
C. 有序排列的火柴散落时成为无序排列
D. 多次洗牌以后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大
分析：A。水总是自发地由高处往低处流，有趋向于最低能量状态的倾向。B。吸热反应也可以自发进行，例如，在25℃和时，，△H
，△H=。
不难看出，上述两个反应都是吸热反应，又都是熵增的反应，显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的。C有序排列的火柴散落时成为无序排列，有趋向于最大混乱度的倾向，属于熵判据。D扑克牌的无序排列也属于熵判据。
答案：A。

例3. 对于化学反应方向的确定，下列说法正确的是
A. 在温度、压力一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向
B. 温度、压力一定时，放热的熵增加反应一定能自发进行
C. 反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素
D. 固体的溶解过程与焓变有关
分析：△H-T△S<0，常温、常压下反应能自发进行，所以焓变和熵变是一定温度下化学反应能否自发进行的复合判据，所以A正确，C不正确。放热反应的焓变小于零，熵增加反应熵变大于零，都对△H-T△S<0做出贡献。显然，放热的熵增加反应一定能自发进行，所以B正确。固体的溶解过程，体系的混乱度增大，它是熵增加的过程，所以D不正确。
答案：AB。

例4. 下列反应中，在高温下不能自发进行的是
A.
B.
C.
D.
分析：A、B、C、D都是分解反应，都是吸热反应△H>0。B、C、D三个反应又都是熵增加的反应，所以有可能自发进行，A是熵减小的反应，在高温下一定不能自发进行。
答案：A

例5. 高温时空气中的和会反应生成NO而污染大气：。试通过计算说明在1200℃的条件下，此反应能否正向自发进行？估算自发进行的最低温度是多少？（已知△H=，△S=）。
分析：1200℃=1473K。
（1）由化学反应能否自发进行的判据△H-T△S可知，
若△H-T△S<0，反应能自发进行
若△H-T△S=0，反应达到平衡状态
若△H-T△S>0，反应不能自发进行
该反应的△H-T△S=

<0
所以，该反应在1200℃时能自发进行。
（2）反应要自发进行，必须△H-T△S<0。
即
反应自发进行的最低温度：
。
答案：（1）1200℃能自发进行（2）自发进行的最低温度是

例6. 当铁丝加热后放入氧气中可观察到的现象是_____________，说明这个反应是_____________反应（填“吸热”或“放热”），说明单质铁的稳定性_____________（填“强”或“弱”）于产物。
分析：铁丝加热后放入氧气中，可以发生反应，因为反应放出大量的热，使铁丝产生红热现象，最后燃烧，火星四射，生成黑色的。反应后生成的比铁单质更稳定。
答案：铁丝红热、火星四射、有黑色固体生成；放热；弱

【模拟试题】
1. 吸热反应一定是
A. 非自发的化学反应 B. 释放能量
C. 贮存能量 D. 反应需要加热
2. 过程的自发性的作用是
A. 判断过程的方向
B. 确定过程是否一定会发生
C. 判断过程发生的速率
D. 判断过程的热效应
3. 下列反应中，熵显著增加的反应是
A.
B.
C.
D.
4. 已知方程式△H=，则关于方程式“”的说法正确的是
A. 方程式中化学计量数表示分子数
B. 该反应△H大于零
C. 该反应△H=
D. 该反应可表示36g水分解时的热效应
5. 下列说法不正确的是
A. 铁生锈、氢燃烧均为自发放热过程
B. 冰融化过程其熵值增加
C. 无热效应的自发过程是不存在的
D. 同一物质固态时熵值最小
6. 下列过程属于熵增加的是
A. 一定条件下，水由气态变为液态
B. 高温高压条件下使石墨转化为金刚石
C.
D. 散落的火柴的无序排列
7. 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℃、时，是熵增的反应
8. 下列过程是非自发的是
A. 水由高处向低处流
B. 天然气的燃烧
C. 铁在潮湿空气中生锈
D. 室温下水结成冰
9. 碳铵在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是
A. 碳铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大
B. 碳铵分解是因为外界给予了能量
C. 碳铵分解是吸热反应，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
10. 已知反应的△H为正值，△S为负值。设△H和△S不随温度而变，下列说法中正确的是
A. 低温下是自发变化
B. 高温下是自发变化
C. 低温下是非自发变化，高温下是自发变化
D. 任何温度下都是非自发变化
11. 考察下述自然界的一些自发变化，可发现它们有一些共同的特点。下列说法不正确的是

A. 都有一定的方向性，按某一物理量标度由高到低自发进行
B. 都可以用来做功，自发过程一旦发生后体系做功的本领就会降低
C. 有一定的进行限度，自发过程总是单向地趋向于非平衡状态
D. 有一定的数据差来判断自发变化能否发生
12. 往平底烧瓶中放入氢氧化钡晶体和氯化铵晶体，塞紧瓶塞。在木板上滴少量水，如图所示，一会儿就会发现瓶内固态物质变成液体，瓶壁变冷，小木板上因少量水冻结，而被烧瓶粘住，这时找开瓶塞，出来的气体有氨味。这是自发地发生了反应
下列结论中正确的是
A. 自发反应一定是放热反应
B. 自发反应一定是吸热反应
C. 有的吸热反应也能自发进行
D. 吸热反应不能自发进行
13. 在温度、压强一定的条件下，化学反应方向的判据为：
（1）△H-T·△S<0，反应为______________。
（2）△H-T·△S=0，反应为______________。
（3）△H-T·△S>0，反应为______________。
14. 通过计算判断反应在25℃时能不能自发进行。（已知，）
15. 计算并判断的分解反应在100℃时能否自发进行？（已知：在100℃，1大气压下，此反应的△H，△S=）
16. 高炉炼铁常用焦炭还原三氧化二铁得到生铁。请运用所学知识判断用焦炭还原氧化铝的可能性。已知298K下反应：

△S=

【试题答案】
1. C 2. A 3. BD 4. B 5. C 6. CD 7. C 8. D 9. A 10. D
11. C 12. C
13. （1）能自发进行 （2）达到平衡状态 （3）不能自发进行
14. 反应不能自发进行
15. 不能自发进行
16. △H-T△S=，反应不能自发进行

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