高中化学高考总复习化学反应进行的方向知识讲解.pdf

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1、1 高考总复习 化学反应进行的方向 【考点梳理】考点一、自发过程 1、含义：在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。2、特点：体系趋向于从高能状态转变为低能状态（体系对外部做功或释放热量）。在密闭条件下，体系从有序转变为无序的倾向性（无序体系更加稳定）。考点二、化学反应方向的判据 1、焓判据（1）焓变（H）：焓变即化学反应中的能量变化。放热反应：H0，体系能量降低。典型的放热反应有：燃烧反应、中和反应、金属与酸或水的反应、大多数化合反应、缓慢氧化反应等；吸热反应：H0，体系能量升高。典型的吸热反应有：大多数分解反应、C 与 CO2高温下的反应、水煤气反应、Ba(OH)2晶体与 NH

2、4Cl 的反应、绝大多数弱电解质的电离、盐类的水解反应等。（2）焓判据：放热反应过程中体系能量降低，H0，具有自发进行的倾向，但有些吸热反应也可以自发进行，故只用焓变来判断反应进行的方向不全面。要点诠释：化学反应的方向与H 的关系 自发反应是一个自发进行的过程，而自发过程总是能够对外界做功，消耗自身的能量，使自身的能量降低，因而化学反应能自发地向能量降低的方向（H0，放热）进行。通常情况下，放热反应（H0）多数能自发进行，吸热反应（H0）多数不能自发进行。2、熵判据（1）熵：量度体系混乱（或无序）程度的物理量，符号为 S。（2）熵判据：体系的混乱度增大，S0，反应有自发进行的倾向。但有些熵减的

3、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。典型的熵增过程有：气体扩散、固体溶解、固体熔化、液体气化、生成气体或气体体积数增大的反应等。要点诠释：化学反应的方向与熵变的关系 对于一个由大量粒子组成的体系，人们定义一个物理量熵（S）来描述体系的混乱度，熵值越大，体系混乱度越大。在同一条件下不同的物质有不同的熵值，而同一物质的熵值与条件有关。例如，对同一物质来说，三种状态下，熵值由大到小的顺序为：S(g)S(l)S(s)。物质的量为 1 mol 的物质的熵通用 Sm表示。对于水的三态的 Sm关系：Sm(g)Sm(l)Sm(s)。3、复合判据自由能变化 G HTS，其中：G 叫作吉布斯

4、自由能。G H TS 0 反应能自发进行 G H TS 0 反应达到平衡状态 G H TS 0 反应不能自发进行 要点诠释：化学反应方向的判据 当焓变和熵变的影响相反且相差不大时，温度有可能对反应的方向起决定性作用，可以估算反应发生的温度（转向温度）：HTS。化学反应体系的焓变减少（H0）和熵变增加（S0）都有利于反应正向进行。即：H 0,S 0 高温自发；H 0,S 0 低温自发；H 0,S 0 一定不自发；2 H 0,S 0 一定自发。【典型例题】类型一：焓变、熵变的涵义及与反应自发性的关系 例 1、碳酸铵(NH4)2CO3在室温下就能自发的分解产生氨气，对其说法正确的是 A碳酸铵分解是因

5、为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大 B碳酸铵分解是因为外界给予了能量 C碳酸铵分解是吸热反应，根据能量判据不能自发分解 D碳酸盐都不稳定，都能自发分解【答案】A【解析】(NH4)2CO3的分解为吸热反应，而吸热反应不易自发进行；根据焓变与熵变对化学反应的共同影响，该反应熵值一定增大。【总结升华】(1)H0 有利于反应自发进行，自发反应不一定要 H0，有利于反应自发进行，自发反应不一定要 S0。熵变是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。举一反三：【变式 1】有关化学反应的说法，正确的是：A、自发反应都是放热反应 B、自发反应都是熵增大的反应 C、自发反应一定能实现 D、非自发反应在一定

6、条件下也能实现【答案】D【解析】自发反应在一定条件下才能实现，非自发反应在一定条件下也能实现。【变式 2】下列过程导致熵增加的是：A一定条件下水由气态变为液态 B水由高处流向低处 C碳酸氢铵的分解 DCO 点燃时生成 CO2【答案】BC【变式 3】下列有关S 的叙述中，错误的是：AS0 的反应不一定是自发反应 B固体物质溶于水，这个过程体系的熵增大 C生成气体的离子反应，其S0 D微粒数增多的反应，一般S0【答案】D【变式 4】下列变化的熵变大于零的是：AH2O(l)H2O(g)BCO2(g)CO2(s)CNaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O DNH3(g)+HCl(g)N

7、H4Cl(s)【答案】A 类型二：综合运用焓判据和熵判据判断化学反应进行的方向 例 2、反应 FeO(s)C(s)=Fe(s)CO(g)H0，GHTS，下列说法正确的是()AS0 BS0 C当 TSH 时，可自发进行 D当 TSH 时，可自发进行【思路点拨】依据反应自发进行的复合判据HTS0 3 【解析】BC【解析】由于反应正向气体体积增大，故 S0，所以 A 项不正确，B 项正确；当 G0 时，反应为自发进行，根据 GHTS 可知，当 TSH 时，则 G0，可自发进行，D 不正确；所以本题选 C。【总结升华】当焓变和熵变的影响相反且相差不大时，温度有可能对反应的方向起决定性作用。举一反三：【

8、变式 1】下列说法中正确的是：A某反应在低温条件下能自发进行，那么高温条件下也一定能自发进行 B某反应高温条件下不能自发进行，那么低温条件下也不能自发进行 C反应方向是由焓变和熵变共同决定的，与反应温度无关 D温度有可能对反应的方向起决定性的作用【答案】D【解析】当H0,S0 时，GHTS0，反应一定能自发进行；当H0,S0 时，GHTS0，反应不能自发进行；当H0,S0 或当H0,S0 时，反应是否自发与温度有关，一般低温时以焓变影响为主，高温时，以熵变影响为主，而温度影响的大小要视H、S 的具体数值而定。【变式 2】运用相关化学知识进行判断，下列结论错误的是()A某吸热反应能自发进行，因此

9、该反应是熵增反应 BNH4F 水溶液中含有 HF，因此 NH4F 溶液不能存放于玻璃试剂瓶中 C可燃冰主要是甲烷与水在低温高压下形成的水合物晶体，因此可存在于海底 D增大反应物浓度可加快反应速率，因此用浓硫酸与铁反应能增大生成 H2的速率【答案】D 【解析】当 HTS0 时，反应能自发进行，吸热反应的 H0，吸热反应能自发，说明 S0，A 项正确；NH4F 溶液中 F水解生成 HF，HF 能与玻璃中的 SiO2发生反应 4HFSiO2=SiF42H2O，故 NH4F 溶液不能存放在玻璃试剂瓶中，B 项正确；可燃冰需在低温高压下形成，所以可燃冰可存在于海底，C 项正确；常温下，浓硫酸使铁发生钝化，D 项错误。【变式 3】下列说法完全正确的是：A放热反应均是自发进行的反应 BS 为正值的反应均是自发进行的反应 C物质的量增加的反应，S 为正值 D如果H 和S 为正值，当温度升高时，反应可能自发进行【答案】D 【解析】反应能否自发进行取决于HTS 的大小，若HTS0，则能自发进行。【变式 4】反应 4Fe(OH)2(s)2H2O(l)O2(g)4Fe(OH)3(s)；H444.3kJmol1 S280.1Jmol1K1在常温、常压下反应能自发进行，对于该反应的反应方向起决定性作用的是()A熵变 B温度 C压强 D焓变【答案】D