【开学大礼包】2012高二化学课件:2.4化学反应进行的方向(人教版选修4)

文档属性

名称 【开学大礼包】2012高二化学课件:2.4化学反应进行的方向(人教版选修4)
格式 zip
文件大小 2.5MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2012-09-10 13:34:42

图片预览

文档简介

(共44张PPT)
1.在一杯水中放入适量蔗糖,过一段时间后整杯水都会变甜,在房间内打开一瓶香水,过一段时间后在整个房间内都会闻到芳香气味,由此你可得出什么结论?
提示:溶质的溶解及溶质分子在水中的扩散作用是一个自发过程;气体在空气中的扩散也是一个自发过程。
2.为什么日常用的铁器会生锈,铜会长出铜绿,而铁锈不会变为铁,铜绿不会变为铜呢?
提示:金属腐蚀是一个放热的自发过程,而金属化合物变为单质是一个非自发过程。
3.自发反应一定能发生反应,而非自发反应一定不能发生反应吗?
提示:自发反应、非自发反应是指该反应过程是否有自发进行的倾向,而这个过程是否一定会发生则不能确定。如碳的燃烧是一个自发反应,但要想发生反应,需借助外界条件点燃才能发生。
【典例1】(双选)下列说法不正确的是
A.体系有序性越高,熵值就越低
B.自发过程将导致体系的熵增大
C.吸热反应不可以自发进行
D.同种物质气态时熵值最大
【思路点拨】(1)明确熵增、熵减的判断方法。
(2)理解自发过程与ΔH、ΔS的关系。
【自主解答】选B、C。熵表示的是物质的混乱度,混乱度越大,相应熵值越高,所以体系有序性越高,熵值就越低,A正确;有些熵减小的过程也能自发进行,B不正确;吸热反应有的也可以自发进行,如碳酸钙在较高温度下的分解就是一个典型的吸热反应,但是由于产生了气体,所以熵值增大,可以自发进行,C不正确;同种物质气态时,混乱程度最大,所以熵值也最大。
1.放热反应是否都能自发进行?吸热反应是否都不能自发进行?
提示:(1)多数能自发进行的化学反应是放热反应。
例如:酸碱中和反应。
(2)有些吸热反应也能自发进行。
例如:NH4HCO3(s) ==== NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)
ΔH=+185.57 kJ·mol-1。
(3)有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行,但在较高温度下则能自发进行。
例如:CaCO3的分解反应。
2.熵增的反应是否都能自发进行?熵减的反应是否都不能自发进行?
提示:(1)许多熵增的反应在常温、常压下可以自发进行。
例如:2H2O2(aq) ==== 2H2O(l)+O2(g)。
(2)有些熵增的反应在常温、常压下不能自发进行,但在较高温度下可以自发进行。
例如:CaCO3(s)==== CaO(s)+CO2(g)。
(3)铝热反应是熵减的反应,它在一定条件下也可以自发进行。
例如:2Al(s)+Fe2O3(s)==== Al2O3(s)+2Fe(s)。
3.试比较H2O(s)、H2O(l)、H2O(g)的熵的大小。
提示:同种物质不同状态时,体系的混乱度越大,其熵也越大,因此水的三种状态的熵的大小为
S[H2O(g)]>S[H2O(l)]>S[H2O(s)]。
【典例2】(2010·广州高二检测)下列关于判断过程的方向的说法正确的是
A.所有自发进行的化学反应都是放热反应
B.高温高压下可以使石墨转化为金刚石的过程是自发过程
C.由焓判据和熵判据组合而成的复合判据,将更适合于所有的过程
D.同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
【思路点拨】(1)自发反应的特点。
(2)物质的熵变规律。
(3)焓变、熵变对反应方向的共同影响。
【自主解答】选C。有些吸热反应也可以自发进行,故A错误。B项高温高压下,石墨转化为金刚石,要吸收能量,无法判断是否是自发过程,B错误。D项中同一物质,气态时熵值最大,液态次之,固态最小。
知识点一:自发过程和自发反应
1.下列过程是非自发的是( )
A.水由高处向低处流
B.天然气的燃烧
C.铁在潮湿空气中生锈
D.室温下水结成冰
【解析】选D。自然界中水由高处向低处流;天然气的燃烧;铁在潮湿空气中生锈;室温下冰的融化,都是自发过程,其逆反应都是非自发的。
2.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)是熵增的反应
【解析】选C。熵指的是混乱程度,越混乱其熵值越大;对于同一物质,固→液→气三态熵值逐渐增大,故A、B正确;自发过程是熵增的过程,故C错误;对于D选项中的反应,由于反应后分子数增多,故熵值增大。
3.(2010·杭州高二检测)下列说法不正确的是( )
A.焓变是一个反应能否自发进行的相关因素,多数放热反应能自发进行
B.自发进行的反应一定能迅速进行
C.在同一条件下不同物质有不同的熵值,其体系的混乱程度越大,熵值越大
D.一个反应能否自发进行,由焓变和熵变共同决定
【解析】选B。反应能否迅速进行是反应速率问题,反应能否自发进行是化学反应进行的方向问题,二者无必然联系。
知识点二:化学反应方向的判断
4.自发进行的反应不可能是( )
A.吸热反应
B.放热反应
C.熵增加反应
D.熵减少且吸热的反应
【解析】选D。当ΔH <0,ΔS>0,反应一定能自发进行;ΔH>0,ΔS>0或ΔH<0,ΔS<0,反应可能自发进行;ΔH>0,ΔS<0,反应不能自发进行。
5.反应CH3OH(l)+NH3(g) CH3NH2(g)+H2O(g)在某
温度时能自发向正反应方向进行,若该反应的
ΔH=+17 kJ·mol-1,|ΔH-ΤΔS|=17 kJ·mol-1,则
下列关系中正确的是( )
A.ΔH>0,ΔH-TΔS<0 B.ΔH<0,ΔH-TΔS>0
C.ΔH>0,ΔH-TΔS>0 D.ΔH<0,ΔH-TΔS<0
【解析】选A。由题意知:CH3OH(l)+NH3(g)
CH3NH2(g)+H2O(g),ΔH=+17 kJ·mol-1,所以ΔH>0,又
因为该反应在某温度时能自发向正反应方向进行,说
明ΔH-TΔS<0,即选A。
1.(2010·宿迁高二检测)下列说法中正确的是( )
A.凡是放热反应都是自发的,吸热反应都是非自发的
B.自发反应一定是熵增大,非自发反应一定是熵减小或不变
C.熵增加且放热的反应一定是自发反应
D.非自发反应在任何条件下都不能实现
【解析】选C。反应的自发性同时受焓变和熵变的影响。放热反应不一定都是自发的,吸热反应不一定都是非自发的;自发反应不一定是熵增大,非自发反应不一定是熵减小或不变。反应能不能发生受外界条件的影响,非自发反应在一定条件下也可能发生。
2.能用焓判据判断下列过程的方向的是( )
A.水总是自发地由高处往低处流
B.放热反应容易自发进行,吸热反应不能自发进行
C.有序排列的火柴散落时成为无序排列
D.多次洗牌以后,扑克牌毫无规律混乱排列的几率大
【解析】选A。A中水总是自发地由高处往低处流,有趋于向最低能量状态转变的倾向。B中有些吸热反应也可以自发进行。C中有序排列的火柴散落时成为无序排列,有趋于最大混乱度的倾向,属于熵判据。D项也属于熵判据。
3.(2010·鞍山高二检测)下列反应中,熵减小的反应是( )
A.(NH4)2CO3(s)==== NH4HCO3(s)+NH3(g)
B.2N2O5(g)==== 4NO2(g)+O2(g)
C.MgCO3(s)==== MgO(s)+CO2(g)
D.2CO(g)==== 2C(s)+O2(g)
【解析】选D。固体变为溶液或反应生成气体的过程都是熵增加的过程,反应过程中气体物质的量增加的过程也是熵增加的过程,故A、B、C为熵增加的反应,D为熵减小的反应。
4.(2010·宁波高二检测)某化学反应其ΔH=
-122 kJ·mol-1,ΔS=231 kJ·mol-1·K-1,则此反应在下列哪种情况下可自发进行( )
A.在任何温度下都能自发进行
B.在任何温度下都不能自发进行
C.仅在高温下自发进行
D.仅在低温下自发进行
【解析】选A。当ΔG=ΔH-TΔS<0时反应自发进行,所以该反应在任何温度下都能自发进行。
5.石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为
C(石墨)+O2(g)==== CO2(g)
ΔH=-393.51 kJ·mol-1
C(金刚石)+O2(g)==== CO2(g)
ΔH=-395.41 kJ·mol-1
关于金刚石和石墨的相互转化,下列说法正确的是
( )
A.石墨转化成金刚石是自发进行的过程
B.金刚石转化成石墨是自发进行的过程
C.金刚石比石墨更稳定
D.金刚石比石墨能量低
【解析】选B。由热化学方程式可知,石墨比金刚石能量低,1 mol石墨转化为1 mol金刚石需吸收1.9 kJ的热量,金刚石转化为石墨是放热反应,因此金刚石转化为石墨是自发进行的过程。物质所具有的能量越低越稳定。
二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
6.判断下列反应的熵值的变化,在每小题后面的横线上填上“增加”、“减小”或“无明显变化”。
(1)2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)_____。
(2)H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)_____。
(3)(NH4)2CO3(s) ==== NH4HCO3(s)+NH3(g)_____。
(4)Cu(s)+Cl2(g) CuCl2(s)_____。
(5)将少量KNO3晶体溶解水中_____。
点燃
====
点燃
====
点燃
====
【解析】判断熵值变化的依据是同温同压下,气态熵值>液态熵值>固态熵值,状态都是气态时,看物质的量的多少,物质的量越多,熵值越大。故(1)减小,
(2)无明显变化,(3)增加,(4)减小。(5)KNO3溶于水时KNO3 ==== K++NO3-,自由移动离子数目增多,因此熵值变大。
答案:(1)减小 (2)无明显变化 (3)增加(4)减小 (5)增加
1.(5分)灰锡结构松散,不能用于制造器皿,而白锡结构坚固可以制造器皿。现把白锡制造的器皿放在0 ℃、100 kPa的室内存放,它会不会变成灰锡而不能继续使用(已知在0 ℃、100 kPa条件下白锡转化为灰锡的反应,焓变和熵变分别为ΔH=-2 180.9 J·mol-1,ΔS=
-6.61 J·mol-1·K-1)( )
A.会变 B.不会变
C.不能确定 D.升高温度才会变
【解析】选A。在等温、等压条件下,自发反应总是向着ΔH-TΔS<0的方向进行,直至达到平衡状态,因此,在0 ℃、100 kPa条件下,白锡会不会变为灰锡就转化为求算反应白锡→灰锡的ΔH-TΔS的问题。
ΔH-TΔS=-2 180.9 J·mol-1-273 K×
(-6.61 J·mol-1·K-1)=-376.37 J·mol-1<0,因此在该条件下白锡会变为灰锡。
2.(5分)(2010·大庆高二检测)对于化学反应能否自发进行,下列说法中错误的是( )
A.若ΔH<0,ΔS<0低温时可自发进行
B.若ΔH>0,ΔS>0低温时可自发进行
C.若ΔH>0,ΔS<0任何温度下都不能自发进行
D.若ΔH<0,ΔS>0任何温度下都能自发进行
【解析】选B。根据ΔG=ΔH-T·ΔS知,ΔG<0反应能自发进行,ΔG>0反应不能自发进行,当ΔH<0,ΔS<0时,ΔH-T·ΔS中ΔH<0,-T·ΔS>0,若ΔG<0,则ΔH当ΔH<0,ΔS>0时,ΔH-T·ΔS<0,能自发进行,D正确。
当ΔH>0,ΔS<0时,此时ΔH-T·ΔS>0,不能自发进行,C正确。
当ΔH>0,ΔS>0时,ΔH-T·ΔS<0时,T为高温,故B错误。
3.(10分)已知下列数据:CaO(s)+SO3(g) ====
CaSO4(s) ΔH=-401.9 kJ·mol-1
试通过计算说明能否用CaO(s)吸收高炉废气中的SO3气体以防止SO3污染环境。
【解析】根据已知数据求得ΔS=107.0 J·mol-1·K-1-39.75 J·mol-1·K-1-256.65 J·mol-1·K-1=-189.4 J
·mol-1·K-1,ΔH-TΔS=-401.9 kJ·mol-1-298 K
×(-189.4×10-3 kJ·mol-1·K-1)=-345.46 kJ·mol-1,所以反应在常温下能自发进行。令ΔH-TΔS=0,可求得T=2 122 K,即反应的转折温度较高,因此用CaO(s)吸收高炉废气中的SO3气体以防止SO3污染环境是可行的。
答案:反应在常温下能自发进行,同时反应的转折温度较高,约2 122 K,因此用CaO吸收高炉废气中的SO3气体是可行的。