第四节 化学反应进行的方向

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第二章化学反应速率和化学平衡
第四节 化学反应进行的方向
【教学目标】
1、 能用焓变和熵变说明化学反应的方向。
2、 应用焓变和熵变解释日常生产生活中的现象
【教学过程】
一、有关化学反应的 、 、 是化学反应原理的三个重要组成部分。
科学家根据体系存在着力图使自身能量趋于 和由 变为 的自然现象，提出了 判据和 判据。
二、化学反应进行方向的判据
1、焓判据
经验表明，自发过程的共同特点是：体系趋向于从 状态转变为 状态（这时体系会对外部 或者释放 ）。即自发过程趋向于 状态。
2、 熵判据
（1） 熵
在密闭条件下，体系有由 自发地转变为 的倾向，因为与有序体系相比，无序体系更加稳定，科学家用 （符号 ）来量度这种混乱（或有序）的程度。
（2） 熵判据
在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵 ，即熵变（符号 ）
零，这个原理也叫做 原理。同一种物质，存在着 时的熵值最大， 时次之， 时最小的这样一中普遍规律。体系有自发地向混乱度
的方向转变的倾向。
3、 熵变和焓变都与反应的自发性有关，又都不能独立地作为自发性的判据，要判断反应进行的方向，必须综合考虑体系的熵变和焓变。
[例1]下列说法正确的是 （ ）
A. 能自发进行的反应一定能迅速发生反应
B. 非自发进行的反应一定不可能发生反应
C. 能自发进行的反应实际可能没有发生反应
D. 常温下，水电解的反应是自发反应
[例2]下列说法不正确的是 （ ）
A. 铁生锈、氢燃烧均为自发放热过程 B. 冰融化过程其熵值增加
C. 无热效应的自发过程是不存在的 D. 同一物质固态时熵值最小
【达标练习】
1、能用能量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，扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大
2、下列说法正确的是 （ ）
A.凡是放热反应都是自发的，凡是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.自发反应在恰当条件下才能实现
D.自发反应在任何条件下都能实现
3、以下自发反应可用ΔH判据来解释的是 （ ）
A.硝酸铵自发地溶于水
B.2N2O5(g)====4NO2(g)+O2(g) ΔH=+56.7 kJ·mol－1
C.(NH4)2CO3(s)====NH4HCO3(s)+NH3(g) ΔH=+74.9 kJ·mol－1
D.2H2(g)+O2(g)====2H2O(l) ΔH=－285.8 kJ·mol－1
4、下列说法正确的是 （ ）
A. 熵增大的反应一定可自发进行 B. 熵减小的反应一定可自发进行
C. ΔH＜0的反应可能自发进行 D. ΔH＞0的反应不可能自发进行
5、在25℃和1.01×105Pa时，反应2N2O5(g)====4NO2(g)+O2(g) ΔH=+56.7 kJ·mol－1自发进行的原因是 （ ）
A. 是吸热反应 B. 是放热反应
C. 是熵减反应 D. 是熵增效应大于能量效应
6、下列过程是非自发进行的是 （ ）
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
7、在容积不变的密闭容器中，一定条件下发生反应：2AB（g）＋C（s）达到平衡后，升高温度，测得容器内气体密度增加，则:
A. 若正反应是吸热反应，则A为非气体
B. 若正反应是放热反应，则A为气体
C. 在平衡体系中加入少量的C，该反应向逆反应方向移动
D. 压强对该平衡移动无影响
8、对于反应A（s）＋2B（g）3C（g）－Q（Q＞0），平衡混和物中C的百分含量C%与外界条件x、y的关系如下图所示，则下列结论中正确的是:
A. x表示温度，y表示压强，且y1＞y2＞y3
B. x表示压强，y表示温度，且y3＞y2＞y1
C. x表示温度，y表示压强，且y3＞y2＞y1
D. x表示压强，y表示温度，且y1＞y2＞y3
9、在反应aA＋bBcC＋Q的平衡体系中，无论升高温度或降低压强，C的浓度都会增大，则以下说法正确的是:
A. a＋c＜c Q＜0 B. a＋b＞c Q＜0
C. a＋b＞c Q＞0 D. 无法确定系数关系 Q＜0
10、对于以下这个平衡体系C（s）＋CO2（g）2CO（g）－Q，下列说法中错误的是:
A. 降低压强升高温度，体系中混和气体的平均分子量将减小
B. 在保持温度和气体体积不变的条件下，向平衡体系中添加一定量的CO2，当反应重新建立平衡后，混和气体的平均分子量将减小
C. 在保持温度和气体体积不变的条件下，平衡体系中添加一定量的N2，平衡不移动
D. 向平衡体系增添一定量的CO2，而保持温度、压强不变，反应重新建立平衡后，混和气体平均分子量增大
11、在一定条件下，合成氨反应达到平衡后，混和气体中NH3的体积占25%。若反应前后条件保持不变，则反应后缩小的气体体积与原反应物体积的比值为:
A. 1/5 B. 1/4 C. 1/3 D. 1/2
12、在一个固定容积的密闭容器中，加入m摩A、n摩B，发生下列反应:
mA（g）＋nB（g）pC（g） 平衡时C的浓度是w摩/升，若容器体积和温度不变，起始时放入a摩A、b摩B、c摩C，若要平衡后C的浓度仍为w摩/升，则a、b、c应满足的关系是:
A. a︰b︰c＝m︰n︰p B. a︰b＝m︰n (ap/m)＋c＝p
C. (mc/p)＋a＝m，(nc/p)＋b＝n D. a＝m/3，b＝n/3，c＝2p/3
13、下列的可逆反应在一定条件下达到平衡后，2A（g）B（g）＋xC（g） 容器内压强增加了p%，A的转化率也为p%，则x的值为
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
14、如图3-4所示可逆反应：mA(g)+nB(g)=xC(g)+Q，在不同温度、压强下反应物A的转化率的变化情况。下列对于反应的热效应Q和反应方程式A、B、C的系数的判断中，正确的是　　 [　　　 ]
A．Q＞0，m+n＞x
B．Q＞0，m+n＜x
C．Q＜0，m+n＜x
D．Q＜0，m+n＞x
15、在容积相同的A、B两个密闭容器中，分别充入2molSO2和1molO2，使它们在相同的温度下发生反应：2SO2＋O22SO3，并达到平衡。在反应过程中，若A容器保持体积不变，B容器保持压强不变，当A中的SO2的转化率为25％时，则B容器中SO2的转化率应是
　A、25％ B、>25％ C、<25% D、12.5%
16、将2.0 mol SO2气体和2.0 mol SO3气体混合于固定体积的密闭容器中，在一定条件下发生反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，达到平衡时SO3为n mol。在相同温度下，分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质，平衡时SO3等于n mol的是( )
A.1.6 mol SO2＋0.3 mol O2＋0.4 mol SO3 B.4.0 mol SO2＋1.0 mol O2
C.2.0 mol SO2＋1.0 mol O2＋2.0 mol SO3 D.3.0 mol SO2＋1.0 mol O2＋1.0 mol SO3
17、恒温恒容下，将2molA气体和2molB气体通入体积为2L的密闭容器中发生如下反应：2A(g)+B(g) x(C(g)+2D(s)。2min时反应达到平衡状态，此时剩余1.2molB，并测得C的浓度为1.2mol/L。
（1）从开始反应至达到平衡状态，生成C的平均反应速率为 。
（2）x= 。
（3）A的转化率与B的转化率之比为 。
（4）下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是 （填各项代号）。
　　A．压强不再变化 B．气体密度不再变化
　　C．气体平均式量不再变化 　 D．A的消耗速率与B的消耗速率之比为2：1
（5）若向原平衡混合物的容器中再充入2molA气体和2molB气体，在原温度下达到新的平衡，此时B的物质的量n（B） 。
（6）欲使反应达到平衡时C的物质的量分数与上述平衡相等，起始加入的A、B物质的量n(A)、n(B)之间应满足的关系为 。
18、实验室配制碘水，往往是将碘溶于KI溶液中，这样就可以得到浓度大的碘水，主要是因为发生了反应：I2(aq)+I－I3-上述平衡体系中，I3-的物质的量浓度c(I3-)与温度T的关系如图所示（曲线上的任意点都表示平衡状态）
（1）通过分析上图，该反应的正反应为 反应（填吸热或放热）
（2）在T1、D状态时，v(正) v(逆)（填＞、＜、＝）
（3）写出该平衡常数的表达式K= 。若升高温度，K值将 ，若向溶液中加入少量的溴水，K值将
19、将1molN2和1molH2充入一容积不变的密闭容器M中，加入催化剂，在不同温度下使之平衡，测得平衡时NH3的体积分数与温度的关系曲线如图所示。现有A、B、C、D、E五个与M一样的密闭容器，分别充入1molN2和1molH2，并加入催化剂，控制温度分别在T1、T2、T3、T4、T5下同时反应10秒钟，测得A、B、C中NH3的体积分数如图所示。
（1）在图中标出T4、T5下NH3的体积分数，并分别用D、E指示。
（2）该反应的正反应是 热反应，理由：
（3）A中NH3的体积分数小于B的原因是
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