2019北京高三二模考试化学化学反应的方向

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　　2019北京高三二模诊断化学化学反应的方向(一)

　　(一)自发过程与非自发过程：

　　不借助外力可以自动进行的过程称为自发过程，而必须在外力的作用下才能进行的过程为非自发过程。

　　说明：

　　1、体系有着趋于从能量高的状态变为能量低的状态的过程，此时体系对外界做功或放出能量 D D这一经验规律就是能量判据。能量判据又称焓判据，即△H< 0的反应有自发进行的倾向，焓判据是判断化学反应进行方向的判据之一。

　　2、多数能自发进行的化学反应是放热反应。即反应物的总能量大于生成物的总能量。但并不是放热反应都能自发进行，也不是讲吸热反应就不能自发进行。某些吸热反应也能自发进行，如氯化铵与氢氧化钡晶体的反应，还有一些吸热反应在高温下也能自发进行。

　　3、混乱度：表示体系的不规则或无序状态。 D D混乱度的增加意味着体系变得更加无序。熵是热力学上用来表示混乱度的状态函数，符号为S，单位为：J mol-1 K-1 。 D D体系的无序性越高，即混乱度越高，熵值就越大。

　　4、在相同条件下，不同物质的熵值不同，同一物质在不同状态时的熵值大小也不一样，一般而言：固态时熵值较小，气态时熵值较大。

　　5、熵变：化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化，因此存在混乱度的变化，叫做熵变，符号：△S △S=S产物-S反应物。在密闭条件下，体系由有序自发地转变为无序的倾向 D D熵增

　　6、自发过程的熵判据：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理，是判断化学反应方向的另一判据 D D熵判据。

　　7、判断某一反应能否自发进行，要研究分析：焓判据和熵判据对反应方向的共同影响。

　　2019北京高三二模诊断化学化学反应的方向(二)

　　(二)化学反应进行的方向：

　　在一定的条件下，一个化学反应能否自发进行，既可能与反应的焓变有关，又可能与反应的熵变有关。在温度、压力一定的条件下，化学反应的方向是熵变和焓变共同影响的结果，反应的判据是：DH-TDS(T为热力学温度，均为正值)。

　　DH-TDS<0，反应能自发进行;

　　DH-TDS=0，反应达到平衡状态;

　　DH-TDS>0，反应不能自发进行。

　　即：在温度、压力一定的条件下，自发反应总是向DH-TDS<0的方向进行，直至达到平衡状态。

　　说明：

　　1、在判断反应的方向时，应同时考虑焓变和熵变这两个因素。

　　2、在温度、压强一定的条件下，化学反应自发进行的方向的判据是：

　　△G = △H-T△S

　　其中：G 叫作吉布斯自由能。则：

　　△G = △H -T△S < 0 反应能自发进行

　　△G = △H -T△S =0 反应达到平衡状态

　　△G = △H-T△S >0 反应不能自发进行

　　3、在温度、压强一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向。放热反应的焓变小于零，熵增加反应的熵变大于零，都对DH-TDS<0作出贡献，因此，放热和熵增加有利于反应自发进行。即放热的熵增加反应一定能自发进行，而吸热的熵减小反应一定不能自发进行。

　　4、当焓变和熵变的作用相反时，如果二者大小相差悬殊，可能某一因素占主导地位。焓变对反应的方向起决定性作用，DH-TDS<0，常温、常压下放热反应能自发进行;熵变对反应的方向起决定性作用，则熵增较大的反应在常温常压下能自发进行。

　　5、当焓变和熵变的作用相反，且相差不大时，温度有可能对反应进行的方向起决定性作用，使TDS的值大于DH值，反应能够自发进行。

　　2019北京高三二模诊断化学化学反应的方向(三)

　　【典型例题】

　　例1. 下列关于冰熔化为水的过程判断正确的是　　　(　　)

　　A、DH>0，DS<0　　　　　　　　 B、DH<0，DS>0

　　C、DH>0，DS>0 D、DH<0，DS<0

　　解析：物质的状态的变化过程中，液化和固化是放热过程，熔化和汽化是吸热过程，故DH>0;冰融化为水，分子活动能力增强，混乱度增加，故DS>0。

　　答案：C

　　例2. 已知氧化性：Cl2>Br2>Fe3+>I2;还原性：I->Fe2+>Br->Cl-。下列反应能正向自发进行的是：　　(　　　)

　　A、Br2+2 Fe2+=2 Fe3++2 Br-　　 B、2 Fe3++2 I-=2 Fe2++I2

　　C、I2+2 Fe2+=2 Fe3++2 I-　　　 D、2 Fe3++2 Cl-=2 Fe2++Cl2

　　解析：氧化还原反应的方向是：强氧化剂与强还原剂反应生成弱氧化剂和弱还原剂。即氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，还原剂的还原性大于还原产物的还原性。则A、B符合题意。C中，氧化性I2 >Fe3+，D中氧化性：Fe3+>Cl2，均不符合题意。均不符合氧化还原反应进行的方向原则。

　　答案：AB

　　例3. 已知：CuSO4溶液分别与Na2CO3溶液、Na2S溶液的反应情况如下：

　　(1)：CuSO4+Na2CO3

　　Cu2++CO32-+H2O=Cu(OH)2↓+CO2↑　　　　(主要)

　　Cu2++CO32-=CuCO3↓　　　　　　　　　　(次要)

　　(2)CuSO4+Na2S

　　Cu2++S2-=CuS↓　　　　　　　　　　　　(主要)

　　Cu2++S2-+2H2O=Cu(OH)2↓+H2S↑　　　 　(次要)

　　则下列物质的溶解度的比较正确的是：　(　　　)

　　A、Cu(OH)2 >CuCO3 >CuS　　 B、Cu(OH)2

　　C、CuS >Cu(OH)2>CuCO3　　　 D、CuS

　　解析：本题是有关物质的溶解度的大小的问题。主要进行的方向是物质的溶解度越小的方向。即：由(1)可知：Cu(OH)2的溶解度小于CuCO3的溶解度，由(2)可知：Cu(OH)2的溶解度大于CuS的溶解度。故本题为：D

　　答案：D

　　例4. 已知反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)在298K、100kPa的条件下，其DH=-113.0kJ/mol，DS=-145.3J/molK。

　　= 1 \* GB2 (1)请讨论该反应是否能用于消除汽车尾气中的NO 请说明理由。

　　= 2 \* GB2 (2)已知汽车发动机内的温度高于2000K。能否设计一个装置使该反应在发动机中进行 请分析说明。若假定该反应的DH随温度的变化忽略不计，请使该反应能够自发进行的较高温度。

　　解析：

　　= 1 \* GB2 (1)能。因为该反应的DH-TDS=-113.0-298×(-145.3)×10-3=-69.68kJ/mol<0，说明该反应在理论上是可行的，故有可能用于消除汽车尾气中的NO。

　　= 2 \* GB2 (2)不能。因为从DH-TDS这个关系式以及DH=-113.0kJ/mol，DS=-145.3J/molK来看，随着T(温度)的升高，会使DH-TDS>0，即反应在较高的温度下不能自发进行。说明在汽车的发动机中不可能进行该反应。

　　根据

　　高中化学关于化学反应进行的方向详解

　　即该反应能够自发进行的较高温度为777.7K。

　　答案： = 1 \* GB2 (1)能。因为该反应的DH-TDS<0

　　= 2 \* GB2 (2)不能。因为随着T(温度)的升高，会使DH-TDS>0。该反应能够自发进行的较高温度为777.7K

　　【模拟试题】

　　1、已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为：

　　① C (金刚石、s)+O2 (g) =CO2 (g) △H1=-395.41kJ/mol

　　② C (石墨、s)+O2 (g) = CO2 (g) △H2=-393.51kJ/mol

　　关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是

　　A、金刚石转化成石墨是自发进行的过程 B、石墨转化成金刚石是自发进行的过程

　　C、石墨比金刚石能量低 D、金刚石比石墨能量低

　　2、知道了某过程有自发性之后，则

　　A、可判断出过程的方向 B、可确定过程是否一定会发生

　　C、可预测过程发生完成的快慢 D、可判断过程的热效应

　　3、碳铵[(NH4)2CO3]在室温下就能自发地分解产生氨气，对其下列说法中正确的是

　　A、碳铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大

　　B、碳铵分解是因为外界给予了能量

　　C、碳铵分解是吸热反应，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

　　4、下列反应中，在高温下不能自发进行的是

　　A、(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s) NH3(g)

　　B、2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)

　　C、MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(s)

　　D、CO(g)=C(s)+1/2O2(g)

　　5、可用于判断化学反应的自发与否的是　　　(　　　)

　　A、仅用焓变　　　　　　　　　　　　 B、仅用熵变

　　C、仅用焓变和熵变的和　　　　　　　　 D、用DH-TDS

　　6、在298K时，氯化钠在水中的溶解度为26g。如将1mol氯化钠溶解在1L水中，此溶解过程中体系的DH-TDS和熵的变化情况是：　(　　　)

　　A、DH-TDS>0，DS<0 　　　　 B、DH-TDS<0 ，DS >0

　　C、DH-TDS >0，DS>0 　　　 D、DH-TDS<0 ，DS<0

　　7、已知反应2CO(g)=2C(s)+O2(g)的DH为正值，DS为负值。设DH和DS不随温度而变，下列说法正确的是　(　　　)

　　A、低温下能自发进行

　　B、高温下能自发进行

　　C、低温下不能自发进行，高温下能自发进行

　　D、任何温度下都不能自发进行

　　8、考察下述自然界的一些自然变化，可发现它们有一些共同的特点。下列说法不正确的是：

　　A、都有一定的方向性，按某一物理量标度由高到低自发进行

　　B、都可以用来做功，自发过程一旦发生后体系做功的本领就会降低

　　C、有一定的进行限度，自发过程总是单向地趋向于非平衡状态

　　D、用一定的数据差来判断自发变化能否发生

　　9、下列说法错误的是　(　　　)

　　A、NH4NO3溶于水吸热，说明其溶于水不是自发过程

　　B、同一种物质气态时熵值较大，液态时次之，而固态时熵值较小

　　C、借助于外力能自发进行的过程，其体系的能量趋向于从高能状态转变为低能状态

　　D、由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，更适合于所有的过程

　　10、已知2CO(g) = 2C (s) O2(g)是吸热反应，也是熵减反应。有人曾提出可通过热分解法消除CO对空气的污染，你认为这一建议可行吗

 

 

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