高一化學(xué)上冊暑假提升講義第06講 化學(xué)反應(yīng)的方向（原卷版）

第06講化學(xué)反應(yīng)的方向模塊一思維導(dǎo)圖串知識模塊二基礎(chǔ)知識全梳理模塊三重點(diǎn)難點(diǎn)必掌握模塊四核心考點(diǎn)精準(zhǔn)練模塊五小試牛刀過關(guān)測1．知道化學(xué)反應(yīng)是有方向的；知道熵、熵變的概念和判斷。2．知道化學(xué)反應(yīng)的方向與反應(yīng)的焓變和熵變有關(guān)；能結(jié)合具體事例說明反應(yīng)自發(fā)進(jìn)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(jìn)行。一、自發(fā)過程和自發(fā)反應(yīng)自發(fā)過程自發(fā)反應(yīng)含義在一定條件下，不用借助外力，就能自發(fā)進(jìn)行的過程在給定的條件下，可以自發(fā)進(jìn)行到顯著程度的化學(xué)反應(yīng)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(jìn)行，而該過程逆方向在該條件下肯定不能自發(fā)進(jìn)行舉例高山流水，自由落體，冰雪融化鋼鐵生銹應(yīng)用（1）可被用來完成有用功。如H2燃燒可設(shè)計(jì)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(rèn)為自發(fā)反應(yīng)都是不需要任何條件就能發(fā)生的，自發(fā)反應(yīng)的“一定的條件”，可以是一定的溫度和壓強(qiáng)，可以是“點(diǎn)燃、光照、加熱、高溫”等給反應(yīng)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(diǎn)燃才能發(fā)生；也不能認(rèn)為非自發(fā)反應(yīng)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(rèn)為自發(fā)反應(yīng)應(yīng)用普通，非自發(fā)反應(yīng)沒有應(yīng)用價值。將電能、熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的許多非自發(fā)反應(yīng)是制備物質(zhì)的重要反應(yīng)，如電解法去冶煉鈉、鎂、鋁和制取氯氣等。3．反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行與反應(yīng)速率無關(guān)。以下反應(yīng)均可自發(fā)進(jìn)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(yīng)過程中體系能量降低，因此具有自發(fā)進(jìn)行的傾向，科學(xué)家提出用焓變(能量變化)來判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向，這就是焓判據(jù)(能量判據(jù))。那么，對于吸熱反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？以下兩反應(yīng)，也能自發(fā)進(jìn)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(yīng)的方向1．多數(shù)放熱反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行。2．有些吸熱反應(yīng)也可以自發(fā)進(jìn)行。部分反應(yīng)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(jìn)行。故只用焓判據(jù)判斷反應(yīng)是否自發(fā)不全面。為什么有些吸熱過程也能自發(fā)進(jìn)行？氣體擴(kuò)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(jìn)行，都是從混亂度小(有序)向混亂度大(無序)的方向進(jìn)行。對于反應(yīng)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(xué)家命名為“熵”。三、熵變與反應(yīng)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(yīng)為熵增，ΔS＞0；混亂度減小的過程或反應(yīng)為熵減，ΔS＜0(產(chǎn)生氣體的反應(yīng)和氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)，熵變?yōu)檎郸＞0，是熵增反應(yīng))；化學(xué)反應(yīng)的ΔS越大，越有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)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(yīng)進(jìn)行的方向——許多熵增的反應(yīng)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(yīng)也可以自發(fā)進(jìn)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(yīng)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(xué)反應(yīng)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(guān)系ΔG＝ΔH－TΔS。ΔG不僅與焓變、熵變有關(guān)，還與溫度有關(guān)。3．反應(yīng)方向與自由能的關(guān)系ΔHΔSΔH－TΔS反應(yīng)情況＜0＞0永遠(yuǎn)是負(fù)值在任何溫度下過程均自發(fā)進(jìn)行＞0＜0永遠(yuǎn)是正值在任何溫度下過程均非自發(fā)進(jìn)行＞0＞0低溫為正低溫時非自發(fā)高溫為負(fù)高溫時自發(fā)＜0＜0低溫為負(fù)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(yīng)具有自發(fā)進(jìn)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(fù)合判據(jù)（1）判據(jù)（2）溫度對反應(yīng)方向的影響考點(diǎn)一：自發(fā)過程與自發(fā)反應(yīng)1．（23-24高二上·甘肅武威·期中）化學(xué)與生活息息相關(guān)。下列不屬于自發(fā)進(jìn)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(yīng)屬于非自發(fā)反應(yīng)的是A．鈉與水反應(yīng) 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(kuò)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(yīng)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(xí)）以下過程在常溫下都可以自發(fā)進(jìn)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(diǎn)二：化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)6．（23-24高二下·安徽·階段練習(xí)）冰天雪地也是金山銀山。習(xí)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(guān)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(xí)）下列詩句描述的場景，屬于的化學(xué)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(xí)）已知“凡氣體分子總數(shù)增加的反應(yīng)都是熵增大的反應(yīng)”。下列反應(yīng)在任何溫度下都不自發(fā)進(jìn)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(xué)考試）下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)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(jìn)行B．自發(fā)反應(yīng)一定是熵增加，非自發(fā)反應(yīng)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(jìn)行D．ΔH>0，ΔS>0，較低溫度有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)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??；越混亂，熵值越大C．從焓判據(jù)來看，△H<0有利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行D．25℃、1.01×105Pa時，2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)是熵減反應(yīng)1．（23-24高二上·陜西榆林·階段練習(xí)）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(xí)）下列說法正確的是A．凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，因?yàn)槲鼰岱磻?yīng)都是非自發(fā)的B．自發(fā)反應(yīng)的熵一定增大，非自發(fā)反應(yīng)的熵一定減小C．反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的D．常溫下，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)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(xí)）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(jìn)行的反應(yīng)一定不是吸熱反應(yīng)B．冰在室溫下自動熔化成水，這是熵增的過程C．化學(xué)反應(yīng)熱只是由反應(yīng)過程中化學(xué)鍵的斷裂和生成來決定的D．孤立體系中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)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(yīng)在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行B．NH4HCO3(s)=NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)ΔH=＋185.57kJ/mol能自發(fā)進(jìn)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?yàn)殪首兒挽刈兌寂c反應(yīng)的自發(fā)性有關(guān)，因此焓變或熵變均可以單獨(dú)作為反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù)D．自發(fā)反應(yīng)也可能需要加熱才能進(jìn)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(xué)變化的是A．春風(fēng)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(xué)考試）下列反應(yīng)中，的是A．B．高溫下能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)：C．D．任何溫度下均能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)：9．（23-24高二上·浙江杭州·階段練習(xí)）研究化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向?qū)τ诜磻?yīng)設(shè)計(jì)等具有重要意義，下列說法正確的是A．<0、>0的反應(yīng)在溫度低時不能自發(fā)進(jìn)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(yīng)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(yīng)MgCl2（1）Mg（1）+Cl2(g)的<0、>010．（23-24高二上·上?！て谀┮欢l件下，反應(yīng)2N2O5(g)?4NO2(g)+O2(g)

ΔH=+56.76kJ/mol能自發(fā)進(jìn)行，下列關(guān)于該反應(yīng)的說法中正確的是A．是熵減少的反應(yīng)B．反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的原因是熵增大效應(yīng)大于能量效應(yīng)C．反應(yīng)在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行D．反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，所以反應(yīng)速率一定很快11．（23-24高二上·貴州·期末）判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向是一個比較復(fù)雜的問題。下列有關(guān)說法正確的是A．或的反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行B．反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行與溫度有關(guān)C．在不同狀態(tài)時的熵值：D．反應(yīng)的12．（23-24高二上·甘肅白銀·期末）已知某反應(yīng)，在其他條件不變的情況下，改變某一條件后的化學(xué)平衡圖像如圖(T表示溫度，p表示壓強(qiáng)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(yīng)的熵變0(填“>”“<”“=”)，該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是(填“低溫”“高溫”或“任意溫度”)。（2）反應(yīng)，則(填“>”“<”“=”)。（3）已知：①②寫出氣態(tài)肼