第八篇 化学反应的方向 讲义 苏教版高中化学选修4化学反应原理（机构 原卷+解析）

第八篇 化学反应的方向 1、 自发反应 1．自发过程 (1)含义：在一定条件下，不用借助外力就可以自发进行的过程。 (2)特点 ①能量角度：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混乱度角度：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 (1)定义：在一定温度和压强下，无需外界帮助就能自动进行的化学反应。 (2)自发反应的特征 ①具有方向性，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，则其逆反应在该条件下肯定不自发。 ②体系趋向于从高能量状态转变为低能量状态。 ③体系趋向于从有序体系转变为无序体系。 1．自发反应只说明了反应的方向性，不能说明反应实际是否发生，也不能说明反应的快慢。 2．某些自发反应需要在一定条件下才能进行；非自发反应具备了一定条件也能发生，如电解水。 例1　下列不属于自发进行的变化是(　　) A．红墨水加到清水中使整杯水变红 B．冰在室温下融化成水 C．水电解生成氢气和氧气 D．铁器在潮湿的空气中生锈 1．下列关于自发过程的叙述中，正确的是(　　) A．只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程 B．需要加热才能进行的过程肯定不是自发过程 C．同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发的可能 D．非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程 2．下列反应属于非自发反应的是(　　) A．钠与水反应 B．氢气在氧气中燃烧生成水 C．水分解变成氢气和氧气 D．氨气和氯化氢相遇变成氯化铵 2、 化学反应方向的判断 （1）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，故只用焓变判断反应进行的方向有一定的局限性。 （2）熵判据 ①熵：衡量体系混乱程度的物理量，符号为S，单位为J·mol−1·K−1。 ②熵的大小：同种物质，三种聚集状态下，熵值由大到小的顺序为S(g)>S(l)>S(s)。 ③熵判据：体系的混乱度增加，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。 （3）复合判据——自由能变化判据 在温度、压强一定的条件下，化学反应进行的方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果，因此，把焓变和熵变判据结合起来组成的复合判据即自由能变化ΔG，更适合于所有过程的判断。ΔG=ΔH−TΔS（T为开尔文温度），ΔG的正、负决定着反应的自发与否。 ①ΔH－TΔS<0，反应能自发进行。 ②ΔH－TΔS＝0，反应达到平衡状态。 ③ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行。 例1　下列关于焓变的叙述中正确的是(　　) A．化学反应的焓变与反应的方向无关 B．化学反应的焓变直接决定了反应的方向 C．焓变为正值的反应都是吸热反应 D．焓变为正值的反应都能自发进行 例2　下列有关化学反应方向及其判据的说法中正确的是 A．非自发反应就是不可能发生的反应，自发反应就是能较快进行的反应 B．高温高压下可以使石墨转化为金刚石是自发的化学反应 C．由焓判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程 D．反应NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在低温下能自发进行，说明该反应的ΔH>0 1．已知下列过程都能自发进行，其中不能用“焓判据”解释的是(　　) A．2Na(s)＋Cl2(g)===2NaCl(s)　ΔH<0 B．C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH<0 C．2NH4Cl(s)＋Ca(OH)2(s)===2NH3(g)＋CaCl2(s)＋2H2O(l)　ΔH>0 D．2Mg(s)＋O2(g)===2MgO(s)　ΔH<0 2．实现“节能减排”和“低碳经济”的一个重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，如图表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol－1)的变化。 关于该反应的下列说法中，正确的是(　　) A．ΔH＞0，ΔS＞0 B．ΔH＞0，ΔS＜0 C．ΔH＜0，ΔS＜0 D．ΔH＜0，ΔS＞0 3．(2018·杭州市西湖高级中学月考)等温等压过程在低温下不能自发进行，而在高温下可自发进行的条件是(　　) A．ΔH<0，ΔS<0 B．ΔH>0，ΔS<0 C．ΔH<0，ΔS>0 D．ΔH>0，ΔS>0 4．下列反应在任何温度下均能自发进行的是(　　) A．2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g) 　ΔH＝163 kJ·mol－1 B．Ag(s)＋Cl2(g)===AgCl(s) 　ΔH＝－127 kJ·mol－1