专题五 化学反应的方向与调控（知识串讲）-【复习帮】2023-2024学年高二化学期中知识串讲+专题检测一遍过（人教版2019选择性必修1）

专题五 化学反应的方向与调控 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 自发过程的判断 (1)根据条件判断：不是看是否需要条件，而是看是否需要持续施加外力(如加热等)。 (2)根据其逆向过程是否自发判断：若逆向过程自发，则正向过程一定不自发；若逆向过程不自发，则正向过程一定自发。 例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 二、化学反应进行方向的判据 1．化学反应的方向与焓变的关系 (1)依据下表事实分析反应进行的方向与ΔH之间的关系 化学反应 ΔH 能否自发进行 H2(g)＋O2(g)===H2O(l) Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s) <0 能 Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3·H2O ＋8H2O 2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) (NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) >0 能 (2)自发反应与焓变的关系 大多数放热反应可以自发进行，但有些吸热反应也能自发进行，因此，不能只根据放热或吸热来判断化学反应的方向。 例2．下列说法正确的是(　　) A．凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的 B．自发反应的现象一定非常明显，非自发反应的熵一定减小 C．常温下，反应C(s)＋CO2(g)2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH＞0 D．反应2Mg(s)＋CO2(g)===C(s)＋2MgO(s)能自发进行，则该反应的ΔH＞0 【变式探究】以下自发反应可用焓判据来解释的是(　　) A．硝酸铵自发溶于水 B．2N2O5(g)==4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋109.8 kJ·mol－1 C．(NH4)2CO3(s)==NH4HCO3(s)＋NH3(g)　ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1 D．2H2(g)＋O2(g)==2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 2．化学反应的方向与熵变的关系 (1)熵(符号为S)：用来度量体系混乱度的物理量。对于同一种物质，不同状态时熵值大小为S(g)＞S(l)＞S(s)。气体的物质的量越大，分子数越多，熵值越大。 (2)依据下表事实分析反应进行的方向与ΔS之间的关系 化学反应 ΔS 能否自发进行 Zn(s)＋H2SO4(aq)===ZnSO4(aq)＋H2(g) 2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g) >0 能 2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g) 4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)===4Fe(OH)3(s) <0 能 (3)自发反应与熵变的关系 大多数熵增的反应可以自发进行，但有些熵减的反应也能自发进行，因此，不能只根据熵增或熵减来判断化学反应的方向。 【方法技巧】 自发过程的判断 (1)根据条件判断：不是看是否需要条件，而是看是否需要持续施加外力(如加热等)。 (2)根据其逆向过程是否自发判断：若逆向过程自发，则正向过程一定不自发；若逆向过程不自发，则正向过程一定自发。 例3．下列对熵变的判断中不正确的是(　　) A．少量的食盐溶于水中：ΔS＞0 B．炭和氧气反应生成CO(g)：ΔS＞0 C．气态水变成液态水：ΔS＞0 D．CaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g)：ΔS＞0 【变式探究】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)是熵增反应 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－TΔS。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