第6讲 2.1 化学反应的方向-2023-2024学年寒假班高二化学教材知识点精讲练（沪科版2020）

第六讲 化学反应的方向 知识梳理 · 考点一、化学反应的方向-化学反应自发进行方向的判据 焓判据——自发反应与焓变的关系： 多数能自发进行的化学反应是放热反应，但有很多吸热反应也能自发进行。因此，只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的。反应焓变是与反应进行方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。 1、熵 （1）定义：熵是衡量体系混乱度大小的物理量。 （2）符号和单位：S，常用单位：J/(mol·K) （3）影响熵大小的因素：混乱度越大→体系越无序→熵值越大 ①与物质的量的关系：物质的量越大→粒子数越多→熵值越大 ②对于同一物质，当物质的量相同时，S(g)>S(l)>S(s) ③不同物质熵值的关系：I、物质组成越复杂→熵值越大 II、对于原子种类相同的物质：分子中原子数越多→熵值越大 2、熵变 （1）定义：发生化学反应时物质熵的变化称为熵变，符号为ΔS （2）计算公式：ΔS=生成物总熵-反应物总熵 3、熵判据——自发反应与熵变的关系 多数能自发进行的化学反应是熵增的反应。熵变是与反应进行方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进 行的唯一因素。因此，只根据熵变来判断反应进行的方向是不全面的。 · 考点二、焓变与熵变对反应方向的共同影响 自由能与化学反应的方向 1. 自由能与化学反应的方向：在等温、等压条件下的封闭体系中（不考虑体积变化做功以外的其他功），自由能（符号为ΔG，单位为kJ/mol）的变化综合反映了体系的焓变和熵变对自发过程的影响：即ΔG=ΔH-TΔS。这时，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。即： ΔG=ΔH-TΔS<0，反应能自发进行； ΔG=ΔH-TΔS=0，反应处于平衡状态； ΔG=ΔH-TΔS>0，反应不能自发进行。 2. 综合焓变和熵变判断反应是否自发的情况： 焓变 熵变 化学反应能否自发进行 ΔH<0 ΔS>0 任何温度都能自发进行 ΔH>0 ΔS<0 不能自发进行 ΔH<0 ΔS<0 较低温度时自发进行 ΔH>0 ΔS>0 高温时自发进行 小结：“大大高温，小小低温” 3. 应用判据时的注意事项 （1）在讨论过程的方向问题时，我们指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。 （2）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和过程发生的速率 （3）只适用于没有发生的反应 注：一般来说，如果一个过程是自发的，则其逆过程往往是非自发的。 1．夏季，受台风影响，某些地区狂降暴雨。下列有关水汽变成雨的过程中焓变和熵变的判断正确的是 A．， B．， C．， D．， 【答案】A 【解析】水汽变成雨的过程中放热，ΔH<0，气体变成固体，混乱度减小，ΔS<0； 故选A。 2．中国诗词博大精深，下列诗句中包含、的化学变化的是 A．春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干 B．千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲 C．少年易老学难成，一寸光阴不可轻 D．千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金 【答案】B 【解析】A．蜡炬燃烧是放热反应，，有气体生成，A不符合题意； B．石灰石受热分解是吸热反应，，有气体生成，B符合题意； C．诗词中没有涉及到化学变化，C不符合题意； D．诗词中没有涉及到化学变化，D不符合题意； 答案B。 3．载人飞船中通过如下过程实现再生： 反应①：   kJ⋅mol 反应②：   kJ⋅mol 下列说法正确的是 A．的燃烧热 kJ⋅mol B．反应的 kJ⋅mol C．反应①中反应物总能量低于生成物总能量 D．反应②的熵变 【答案】D 【解析】A．氢气的燃烧热是1mol氢气燃烧生成液态水放出的能量，的燃烧热 kJ⋅mol，故A错误； B．气态水的能量大于液态水，反应的kJ⋅mol，故B错误； C．反应①放热，反应物总能量大于生成物总能量，故C错误； D．反应②气体物质的量增多，熵变，故D正确； 选D。 4．下列化学反应与能量变化相关的叙述正确的是 A．生成物能量一定低于反应物能量 B．拆开物质中化学键一定需要吸收能量 C．化学反应都伴随着能量变化和其他各种现象的出现 D．放热反应在任何条件下都能自发进行 【答案】B 【解析】A．生成物能量可能低于反应物能量，也可能高于反应物能量，A错误； B．拆开物质中化学键一定需要吸收能量，B正确； C．化学反应都伴随着能量变化，但不一定有明显的反应现象，C错误； D．有的放热反应需要在高温下才能进行，如铝热反应，D错误； 故选B。 5．在下列变化中，体系熵减的是 A．硝酸铵溶于水 B．固体碘升华 C．氯酸钾分解制备氧气 D．乙烯聚合为聚乙烯 【答案】D 【解析】A．硝酸铵溶于水使自由移动离子增多，熵增，A错