13 第2章 第1节 化学反应的方向(基础课)-【名师导航】2024-2025学年高中化学选择性必修1同步课件(鲁科版)

第1节　化学反应的方向(基础课) 第2章　化学反应的方向、限度与速率 一、反应焓变与反应方向 1．自发过程与自发反应 必备知识　自主预习   自发过程 自发反应 含义 在一定条件下，不借助外部力量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 第1节　化学反应的方向(基础课)   自发过程 自发反应 特征 具有________，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______________ 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 方向性 不能自发进行 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课) 2．反应焓变与反应方向的关系 (1)多数能自发进行的化学反应是ΔH____0的反应。 (2)有些ΔH____0的反应也能自发进行。 (3)不能仅用反应______来判断反应能否自发进行。 < > 焓变 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课) 判一判　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)焓变ΔH＞0的反应，一定不能自发进行。 (　　) (2)能够自发进行的反应不一定都是放热反应。 (　　) × √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课) 二、反应熵变与反应方向 1．熵 (1)概念：描述体系__________的一个物理量，符号为____，单位是J·mol-1·K-1。 (2)特点：体系无序程度越大，体系的熵值就______。 (3)影响因素 ①同一物质：S(高温)＞S(低温)，S(g)____S(l)____S(s)。 ②不同物质：相同条件下不同物质具有不同的熵值，分子结构越复杂，熵值越大。 ③S(混合物)____S(纯净物)。 无序程度 S 越大 ＞ ＞ ＞ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课) 2．反应熵变 反应产物的总熵 反应物的总熵 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课) 3．反应熵变与反应方向 (1)二者关系 (2)结论：不能仅用反应______来判断反应能否自发进行。 增加 减小 熵变 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课) 微点拨　　　　　　熵变正、负的判断 (1)物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过程，熵变的值为正值，是熵增加的过程。 (2)气体体积增大的反应，熵变的值通常都是正值，是熵增加的反应。 (3)气体体积减小的反应，熵变的值通常都是负值，是熵减小的反应。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课) 想一想　化肥碳铵(NH4HCO3)可以促进植物茎叶茂盛、叶色浓绿。碳铵(NH4HCO3)在室温下就能自发地分解产生氨气，从熵变的角度分析原因。 提示：碳铵(NH4HCO3)分解的化学方程式为NH4HCO3===NH3↑＋CO2↑＋H2O，这是一个气体体积增大的化学反应，因此是一个熵增过程，而熵增有利于反应的自发进行。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课) 三、用焓变与熵变综合判断反应方向 1．综合判断 在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，化学反应的方向可以用反应的焓变和熵变来综合判断，判据为____________。 ΔH－TΔS 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课) (1)判断方法 ＜ ＝ ＞ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课) (2)文字表述 在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，自发反应总是向着______________的方向进行，直至达到平衡状态。 ΔH－TΔS＜0 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课) 2．用ΔG＝ΔH－TΔS判断反应自发进行的可能性 化学反应 ΔH/ (kJ·mol-1) ΔS/(J·mol-1 ·K-1) ΔG的大小 (与0比较) 能否正向自发进行 2KClO3(s)=== 2KCl(s)＋3O2(g) －78.03 ＋494.4 ΔG一定小于0 任何温度下都能正向自发进行 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课) 化学反应 ΔH/ (kJ·mol-1) ΔS/(J·mol-1 ·K-1) ΔG的大小 (与0比较) 能否正向自发进行 CO(g)===C(s，石墨)＋O2(g) ＋110.5 －89.4 ΔG一定 大于0 任何温度下都不能正向自发进行 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课) 化学反应 ΔH/ (kJ·mol-1) ΔS/(J·mol-1 ·K-1) ΔG的大小 (与0比较) 能否正向自发进行 4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g) ===4Fe(OH)3(s) －444.3 －280.1 低温时ΔG＜0 低温下能正向自发进行 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课) 化学反应 ΔH/ (kJ·mol-1) ΔS/(J·mol-1 ·K-1) ΔG的大小 (与0比较) 能否正向自发进行 CaCO3(s)=== CaO(s)＋CO2(g) ＋178.2 ＋169.6 高温时 ΔG＜0 高温下能正向自发进行 微点拨：应假设反应的焓变、熵变不随温度的改变而变化。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课) 3．ΔH－TΔS判据的局限性 (1)只能用于判断等温、等压条件下的反应，不能用于判断其他条件(如等温、等容)下的反应。 (2)只能用于判断等温、等压及除了体积功以外不做其他功条件下反应____________________，即反应发生的可能性，并不能说明在该条件下可能正向自发进行的反应能否__________。 微点拨：在ΔH和ΔS确定的情况下，温度有可能对反应的方向起决定作用。 正向自发进行的趋势 实际发生 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课) 判一判　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)自发反应一定很容易发生。 (　　) (2)合成氨反应N2＋3H2⥫⥬2NH3　ΔH＜0，高温有利于其自发进行。 (　　) (3)能自发进行的反应不一定真的能发生。 (　　) × × √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课) 1．在冶金工业中，常以焦炭(C)作为还原剂。 (1)已知在298 K下，反应2Al2O3(s)＋3C(s)===4Al(s)＋3CO2(g)　ΔH＝＋2 171.0 kJ·mol-1，ΔS＝＋635.5 J·mol-1·K-1，判断此反应在20 ℃下能否正向自发进行，并计算此反应正向自发进行的最低温度。 关键能力　情境探究 化学反应方向的判断 第1节　化学反应的方向(基础课) (2)用焦炭作还原剂冶炼金属锡的反应的化学方程式为SnO2(s)＋2C(s)===Sn(s)＋2CO(g)，反应过程中能量的变化如图所示。判断此反应是在低温下还是在高温下正向自发进行？ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课) 提示：(1)在20 ℃时ΔH－TΔS＝＋2 171.0 kJ·mol-1－(＋0.635 5 kJ·mol-1·K-1)×293 K≈1 984.8 kJ·mol-1>0，因此在20 ℃下此反应不能正向自发进行。若要使本反应正向自发进行，需使ΔH－TΔS<0，即＋2 171.0 kJ·mol-1－(＋0.635 5 kJ·mol-1·K-1)×T＜0，解得T＞3 416.2 K时反应才可以正向自发进行，因此此反应正向自发进行的最低温度为3 416.2 K。(2)高温下能正向自发进行。因为根据图像可知反应产物的总能量高于反应物的总能量，所以正反应是吸热反应，则ΔH>0；根据化学方程式可知正反应是气体体积增大的反应，所以ΔS>0，所以要使ΔH－TΔS<0，需要较高的温度。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课) 2．超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式为2NO(g)＋2CO(g)⥫⥬2CO2(g)＋N2(g)。已知反应在常温下能够自发进行，判断此反应是放热反应还是吸热反应。 提示：放热反应。因为此反应常温下能够自发进行，即在常温下ΔH－TΔS＜0，此反应为气体体积减小的反应，即反应的ΔS<0，所以要使常温下ΔH－TΔS＜0必有ΔH＜0。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课) 1．当反应的焓变和熵变的影响相反，且二者大小相差悬殊时，某一因素可能占主导地位。 一般常温下自发进行的放热反应，焓变对反应方向起决定性作用。 一般常温下自发进行的吸热反应，熵变对反应方向起决定性作用。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课) 2．如果反应的焓变和熵变的影响相反且相差不大时，温度可能对反应的方向起决定性作用。温度与反应方向的关系： 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课) 【例题】　已知甲烷隔绝空气在不同温度下有可能发生如下两个反应：①CH4(g)===C(s)＋2H2(g)，②2CH4(g)===C2H2(g)＋3H2(g)。某同学为了得到用天然气制取炭黑的允许温度范围和最佳温度，在图书馆查到了如下热力学数据： 反应①的ΔH(298 K)＝＋74.848 kJ·mol-1，ΔS(298 K)＝＋80.674 J·mol-1·K-1 反应②的ΔH(298 K)＝＋376.426 kJ·mol-1，ΔS(298 K)＝＋220.211 J·mol-1·K-1 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课) (1)判断反应②高温正向自发还是低温正向自发：_____(填“高温”或“低温”)。 (2)通过计算判断反应①在常温下能否正向自发进行_____________ ______。 (3)求算制取炭黑的允许温度范围_________________________。 (4)为了提高甲烷的炭化程度，你认为下面四个温度中最合适的是______(填字母)。 A．905.2 K　　 B．927 K C．1 273 K D．2 000 K 高温 不能正向自发 进行 927.8 K＜T＜1 709.4 K C 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课) [解析]　(1)ΔH－TΔS＜0时反应才能正向自发进行，由于反应②的ΔH＞0、ΔS＞0，所以该反应正向自发进行所需要的温度条件为T＞≈1 709.4 K。所以反应②应在高温下才能正向自发进行。 (2)反应①在常温下时，ΔH－TΔS＝＋74.848 kJ·mol-1－(＋80.674 ×10-3 kJ·mol-1·K-1)×298 K≈50.807 kJ·mol-1>0，所以该反应常温下不能正向自发进行。 (3)裂解为炭黑和H2时，ΔH－TΔS＝＋74.848 kJ·mol-1－(＋80.674×10-3 kJ·mol-1·K-1)×T＜0，得T＞927.8 K，即裂解为炭黑的最低温度为927.8 K。裂解为乙炔时，ΔH－TΔS＝＋376.426 kJ·mol-1－(＋220.211×10-3 kJ·mol-1·K-1)×T<0，解得T> 1 709.4 K，即温度高于1 709.4 K时自发裂解为乙炔和氢气。所以要制取炭黑，温度须控制为927.8 K<T<1 709.4 K。 (4)为了提高甲烷的炭化程度，应满足两方面要求：①温度应控制在927.8～1 709.4 K；②温度越高，ΔH－TΔS越小，越有利于正向自发进行，所以选用1 273 K最好。 易错提醒 (1)在利用ΔH－TΔS作为判据判断反应方向时，给出ΔH的单位通常为kJ·mol-1，ΔS的单位通常是J·mol-1·K-1，进行计算时应将二者的单位统一。 (2)利用ΔH、ΔS的符号和ΔH－TΔS进行推理，可以减少计算量。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课) 1．(双选)多数能自发进行的反应都是放热反应。下列对此说法的理解正确的是(　　) A．大多数的放热反应都是能自发进行的 B．所有的自发反应都是放热的 C．焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素 D．焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据 AC　[多数自发进行的化学反应是放热反应，说明少数吸热反应也能自发进行，故焓变不是决定反应是否具有自发性的唯一判据。] √ √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课) 2．已知，凡是气体分子总数增多的反应一定是熵增加的反应。根据所学知识判断，下列反应中，在较高温度下才能自发进行的是(　　) A．2O3(g)===3O2(g)　ΔH＜0 B．2CO(g)===2C(s)＋O2(g)　ΔH＞0 C．N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH＜0 D．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH＞0 √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课) D　[A项，该反应的ΔH<0，根据热化学方程式可知ΔS>0，任何温度下都能满足ΔH－TΔS<0，反应可正向自发进行，故A不符合题意；B项，该反应的ΔH>0，根据热化学方程式可知ΔS<0，任何温度下ΔG＝ΔH－TΔS>0，反应都不能正向自发进行，故B不符合题意；C项，该反应的ΔH<0，根据热化学方程式可知ΔS<0，则在较低温度下，可满足ΔH－TΔS<0，反应可正向自发进行，故C不符合题意；D项，该反应的ΔH>0，根据热化学方程式可知ΔS>0，所以在较高温度下，可满足ΔH－TΔS<0，反应可正向自发进行，故D符合题意。] [教材　身边的化学] (1)已知在100 kPa、298 K时石灰石分解反应CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)的ΔH>0，ΔS>0，则： ①该反应常温下________(填“能”或“不能”)正向自发进行。 ②据本题分析，温度______(填“能”或“不能”)成为反应正向自发进行的决定因素。 (2)某吸热反应能正向自发进行，则该反应的ΔS_______(填“>”或“<”) 0。 不能 能 > 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课) [解析]　(1)①根据ΔG＝ΔH－TΔS<0时反应正向自发进行，已知ΔH>0、ΔS>0，则该反应常温下不能正向自发进行。②已知ΔG＝ΔH－TΔS<0时，反应可正向自发进行，已知本题ΔH>0，ΔS>0，故T>时反应能正向自发进行，故温度能成为反应正向自发进行的决定因素。(2)已知某吸热反应能正向自发进行，即ΔG<0，ΔH>0，则ΔS>0。 反应方向的判断  知识必备 ΔH ΔS ΔH－TΔS 反应情况 － ＋ 永远是负值 在任何温度下反应都能正向自发进行 ＋ － 永远是正值 在任何温度下反应都不能正向自发进行 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课)  知识必备 ΔH ΔS ΔH－TΔS 反应情况 ＋ ＋ 低温为正， 高温为负 低温下反应不能正向自发进行，高温下反应能正向自发进行 － － 低温为负， 高温为正 低温下反应能正向自发进行，高温下反应不能正向自发进行 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课) 1．下列关于焓变(ΔH)和熵变(ΔS)的说法正确的是(　　) A．ΔH<0的反应一定能正向自发进行 B．ΔS>0的反应一定能正向自发进行 C．ΔH－TΔS<0的反应能正向自发进行 D．ΔH－TΔS＝0的反应一定没有进行 5 学习效果　随堂评估 √ 2 4 3 题号 1 C　[焓判据或熵判据不能单独成为反应是否进行的唯一依据，A错误，B错误；复合判据ΔH－TΔS<0的反应能正向自发进行，C正确；ΔH－TΔS＝0的反应可以建立平衡状态，D错误。] 第1节　化学反应的方向(基础课) 2．(双选)反应进行的方向是化学反应原理的三个重要组成部分之一。下列说法不正确的是(　　) A．ΔH>0，ΔS>0的反应可以正向自发进行 B．根据反应的自发性可以预测该反应发生的快慢 C．可逆反应正向进行时，正反应具有自发性，ΔH一定小于零 D．常温下，反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)不能自发进行，该反应的ΔH>0 5 2 3 题号 1 4 √ √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课) BC　[ΔG<0，反应正向自发进行，由ΔG＝ΔH－TΔS可知，若ΔH>0，ΔS>0，则在高温下ΔG可能小于0，反应能正向自发进行，A项正确；反应的自发性不能确定反应的快慢，B项错误；可逆反应正向进行时，由ΔG＝ΔH－TΔS可知，若ΔH>0，则ΔS>0且高温条件下正反应具有自发性，C项错误；反应ΔS>0，常温下，要满足ΔH－TΔS>0，则ΔH>0，D项正确。] 5 2 3 题号 1 4 3．25 ℃和1.01×105 Pa时，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋56.76 kJ·mol-1，该反应能正向自发进行的原因是(　　) A．是吸热反应 B．是放热反应 C．是熵减少的反应 D．熵增大效应大于焓效应 5 2 3 题号 4 1 √ D　[2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋56.76 kJ·mol-1，是一个吸热反应，ΔH＞0，反应能够正向自发进行，必须满足ΔG＝ΔH－TΔS＜0，所以ΔS＞0，且熵增效应大于焓效应。] 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课) 4．(双选)下列对化学反应的预测不正确的是(　　) 5 2 4 3 题号 1 选项 化学方程式 已知条件 预测 A A(s)===B(g)＋C(s) ΔH>0 高温下能正向自发进行 B A(g)＋2B(g)===2C(g)＋3D(g) 能自发反应 ΔH一定小于0 C M(s)＋aN(g)===2Q(g) ΔH<0，自发反应 a可能为1、2、3 D M(s)＋N(g)===2Q(s) 常温下能正向自发进行 ΔH>0 √ √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课) BD　[A(s)===B(g)＋C(s)，反应为气体体积增大的反应，为熵增大的反应，ΔS>0，ΔH>0，在高温条件下能正向自发进行，故A正确；A(g)＋2B(g)===2C(g)＋3D(g)，反应为气体体积增大的反应，ΔS>0，所以当ΔH<0时，一定满足ΔH－TΔS<0，反应一定能够正向自发进行，当ΔH>0时，在高温条件下，ΔH－TΔS<0成立，可以正向自发进行，故B错误；M(s)＋aN(g)===2Q(g)　ΔH<0，当a＝3时，ΔS<0，低温条件下ΔH－TΔS<0成立，可以正向自发进行，当a＝1或2时，在任何温度下都有ΔH－TΔS<0，反应可以正向自发进行，故a可能为1、2、3，故C正确；M(s)＋N(g)===2Q(s)为气体体积减小的反应，ΔS<0，当ΔH>0时，ΔH－TΔS>0，任何温度下都不能正向自发进行，故D错误。] 5 2 4 3 题号 1 5．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。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 2 4 3 题号 1 5 √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1节　化学反应的方向(基础课) C　[由图可知：反应物总能量高于反应产物总能量，正反应为放热反应，正反应为气体分子数减小的反应，则为熵减的反应，即ΔH＜0，ΔS＜0。] 2 4 3 题号 1 5 (选择题只有一个选项符合题目要求) 1．NO2与悬浮在大气中的海盐粒子能自发反应：2NO2(g)＋NaCl(s)⥫⥬NaNO3(s)＋ClNO(g)　ΔH＝a kJ·mol-1，则a应该(　　) A．＝0　　　B．＞0　　　C．＜0　　　D．无法判断 课时分层作业(十一)　化学反应的方向 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 √ C　[该反应能自发反应，即ΔH－TΔS＜0，该反应为气体分子数减小的反应，则ΔS＜0，则－TΔS＞0，则一定存在ΔH＜0，即a<0。] 第1节　化学反应的方向(基础课) 47 2．下列对于化学反应方向的说法正确的是(　　) A．反应2A(g)＋B(g)===3C(s)＋D(g)在一定条件下能正向自发进行，说明该反应的ΔH＞0 B．室温下反应2Na2SO3(s)＋O2(g)===2Na2SO4(s)能正向自发进行，则ΔH＜0 C．反应2Mg(s)＋CO2(g)===C(s)＋2MgO(s)能正向自发进行，则该反应的ΔH＞0 D．一定温度下，反应2NaCl(s)===2Na(s)＋Cl2(g)的ΔH>0、ΔS＞0，该反应不能正向自发进行 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 √ 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第1节　化学反应的方向(基础课) B　[A、B、C项，反应后体系无序程度减小，则ΔS＜0，在一定条件下能正向自发进行，由ΔH－TΔS<0可知，ΔH<0，故A、C错误，B正确；D项，反应后体系无序程度增加，则ΔS＞0，反应的ΔH＞0，则在较高温度下，可满足ΔH－TΔS＜0，能正向自发进行，故D错误。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 3．已知下列过程都能正向自发进行，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 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 √ C　[当ΔH<0时有利于反应正向自发进行，而2NH4Cl(s)＋Ca(OH)2(s)===2NH3(g)＋CaCl2(s)＋2H2O(l)为ΔH>0的自发反应，故不能用“焓判据”解释。] 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第1节　化学反应的方向(基础课) 4．氢气可用于制备H2O2。已知：①H2(g)＋A(l)===B(l)　ΔH1；②O2(g)＋B(l)===A(l)＋H2O2(l)　ΔH2，其中A、B均为有机物，两个反应均为自发反应，则反应H2(g)＋O2(g)===H2O2(l)的ΔH(　　) A．大于0　　　B．小于0　　　C．等于0　　　D．无法判断 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 √ 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第1节　化学反应的方向(基础课) B　[反应H2(g)＋A(l)===B(l)和O2(g)＋B(l)===A(l)＋H2O2(l)均为熵减小的反应，即ΔS＜0，两反应均为自发反应，根据ΔH－TΔS＜0可知，这两个反应均为放热反应，则有ΔH1＜0，ΔH2＜0。根据盖斯定律，由①＋②可得：H2(g)＋O2(g)===H2O2(l)　ΔH，则有ΔH＝ΔH1＋ΔH2＜0。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 5．反应CH3OH(l)＋NH3(g)===CH3NH2(g)＋H2O(g) 在某温度下正向自发进行，若反应的|ΔH|＝17 kJ·mol-1，|ΔH－TΔS|＝ 17 kJ·mol-1，则下列正确的是(　　) A．ΔH>0，ΔH－TΔS＜0 B．ΔH<0，ΔH－TΔS＞0 C．ΔH>0，ΔH－TΔS＞0 D．ΔH<0，ΔH－TΔS＜0 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 √ 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第1节　化学反应的方向(基础课) A　[该反应在某温度下能够正向自发进行，这说明ΔH－ TΔS<0，根据化学方程式可知该反应的ΔS＞ 0，所以如果 ΔH＜ 0，|ΔH|＝ 17 kJ·mol－1，则 |ΔH－ TΔS|>17 kJ·mol－1，与题意不符，因此该反应的反应热 ΔH＞ 0，故选A。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 6．在化学反应A(g)＋B(g)⥫⥬2C(g)＋D(g)　ΔH＝Q kJ·mol-1过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 (1)Q____(填“＞”“＜” 或“＝” )0。 (2)熵变ΔS_____(填“＞”“＜” 或“＝”)0。 (3)该反应_____(填“能” 或“不能” )正向 自发进行。 ＜ ＞ 能 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第1节　化学反应的方向(基础课) [解析]　(1)据图像可知，该反应是放热反应，故 Q＜0。(2)据反应特点可知，该反应是熵增大的反应。(3)据ΔG＝ΔH－TΔS＜0可知该反应能正向自发进行。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 7．(1)用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解CO2，发生反应：2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)，该反应的ΔH____(填“>”“<”或“＝”，下同)0，ΔS____0，在低温下，该反应_____ (填“能” 或“不能” )正向自发进行。 (2)已知CaSO4(s)＋CO(g)⥫⥬CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)　ΔH＝＋218 kJ·mol-1，该反应能够自发进行的反应条件是______。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 [解析]　(2)自发反应的条件是ΔH－TΔS＜0，即ΔH<TΔS，ΔH＝＋218 kJ·mol－1，ΔS>0，故T值较大时，反应能够正向自发进行。 > > 不能 高温 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第1节　化学反应的方向(基础课) (选择题有一个或两个选项符合题目要求) 8．现有两个热化学方程式： 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 下列说法正确的是(　　) A．反应①②中都存在：ΔS＞0 B．反应①一定不能自发进行 C．在通常情况下，①②都能自发进行 D．反应②低温时，可自发进行 √ √ 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第1节　化学反应的方向(基础课) BD　[由题中热化学方程式可知，反应①②均为熵减反应，即ΔS＜0，A项错误；反应①ΔH＞0，ΔS＜0，则ΔH－TΔS＞0，所有温度下反应都不能正向自发进行，B项正确；由B项可知，反应①在所有温度下都不能正向自发进行；反应②的ΔH＜0，ΔS＜0，则在低温时，ΔH－TΔS＜0，即反应②低温时，可正向自发进行，C项错误；由C项分析知D项正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 9．焦炭常用于冶炼工业。已知反应①：2C(s)＋O2(g)===2CO(g)；反应②：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)。反应①②的ΔG与温度关系如图所示，下列说法正确的是(　　) 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 A．反应②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)的 ΔS<0、ΔH＞0 B．983 K是两个反应主次趋势变化的转 折点 C．L1对应反应① D．当温度低于983 K时，过量焦炭的氧化产物以反应②生成CO2为主 √ √ 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第1节　化学反应的方向(基础课) BD　[反应②的ΔS<0，273 K时能自发进行，要满足ΔG＝ΔH－TΔS<0，则ΔH<0，A错误；相同条件下，ΔG越小，说明它能够反应的趋势越大，983 K时两反应的ΔG相等，之后两反应的ΔG大小关系发生变化，则反应主次趋势发生变化，所以983 K是反应主次趋势变化的转折点，B正确；反应①的ΔS>0，则－ΔS<0，所以斜率小于0，L2对应反应①，C错误；当温度低于983 K时，L1的ΔG更小，L1对应反应②，所以过量焦炭的氧化产物以反应②生成CO2为主，D正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 10．工业上通过熔融状态下的反应Na＋KCl===NaCl＋K来制取金属钾，反应温度通常为850 ℃，有关数据如下表所示，下列说法错误的是(　　) 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 √   Na K NaCl KCl 熔点/℃ 97.8 63.7 801.0 770 沸点/℃ 883 774 1 413 1 500 A．钾比钠活泼 B．该反应的ΔS>0 C．该反应的温度可低于774 ℃ D．850 ℃条件下该反应ΔH－TΔS<0 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第1节　化学反应的方向(基础课) C　[金属性钾大于钠，故钾比钠活泼，A正确；根据表格中数据，当温度高于K的沸点时，K为气态，其他为液态，有利于钾转化为蒸气从反应体系中分离，使得反应产物浓度减小，有利于化学平衡正向移动，所以熵变大于0，B正确；为更快、更有利于制取金属K，反应温度应该高于金属K的沸点(774 ℃)，C错误；850 ℃时，钾呈气态，这时平衡正向移动，反应可正向自发进行，故ΔG<0，ΔH－TΔS<0，D正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 11．根据所学的知识和经验，判断下列变化在常温下的焓变、熵变及正向自发性，填表。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 变化 ΔH ΔS 正向自发性 CO(g)===C(s，石墨)＋O2(g)       2NO2(g)⥫⥬N2O4(g)       2Fe3+(aq)＋Cu(s)=== 2Fe2+(aq)＋Cu2+(aq)       NH4Cl(s)===HCl(g)＋NH3(g)       ΔH＞0 ΔS<0 不能自发 ΔH＜0 ΔS＜0 自发 ΔH＜0 ΔS＞0 自发 ΔH＞0 ΔS＞0 不能自发 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第1节　化学反应的方向(基础课) [解析]　先判断 ΔH的“＋”“－”，再由S(g)＞S(l)＞S(s)判断ΔS的“＋”“－”，最后根据常温 (298 K)判断ΔH－ TΔS的“＋”“－”。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 12．(1)已知：298 K、101 kPa时，反应CaO(s)＋SO2(g)=== CaSO3(s)　ΔH＝－402.0 kJ·mol-1，ΔH－TΔS＝－345.7 kJ·mol-1。若此反应中ΔH和ΔS不随温度变化而变化，则保持此反应正向自发进行的温度应低于________。 (2)已知：H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ·mol-1，ΔS＝＋118.8 J·mol-1·K-1。则水的沸点约为________。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 2 127 K 370.4 K 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第1节　化学反应的方向(基础课) (3)已知在298 K时，由石墨生成金刚石的反应的ΔH＝＋1.895 kJ·mol-1，ΔH－TΔS＝＋2.866 kJ·mol-1，又已知石墨的熵S石＝＋5.694 J·mol-1·K-1，则金刚石的熵S金＝____________________(化学反应的熵变是反应产物的总熵与反应物的总熵之差)，这两种碳的同素异形体中更有序的是________。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 ＋2.436 J·mol-1·K-1 金刚石 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第1节　化学反应的方向(基础课) [解析]　(1)因为298 K、101 kPa时，题给反应的ΔH＝－402.0 kJ·mol-1，ΔH－TΔS＝－345.7 kJ·mol-1，则有 ΔS＝≈－0.189 kJ·mol-1·K-1。要使反应能自发进行，需使ΔH－TΔS<0，即－402.0 kJ·mol-1－T×(－0.189 kJ·mol-1·K-1)<0，得T<2 127 K，因此保持此反应正向自发进行的温度应低于2 127 K。 (2)在水沸腾时，ΔH－TΔS＝0， 则T＝≈370.4 K。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 $$