高中化学 专题2 化学反应速率与化学平衡 第二单元 化学反应的方向和限度 第1课时 化学反应的方向学案 苏教版选修4-苏教版高二选修4化学学案VIP免费

第1课时化学反应的方向学习目标：1.了解自发反应和非自发反应的含义。2.通过“有序”和“无序”的对比，了解熵和熵变的意义。3.初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响，能用焓变和熵变解释化学反应的方向。[自主预习·探新知]一、化学反应的方向1．化学反应的特点化学反应具有方向性。许多化学反应的正反应能自动进行，而其逆反应无法自动进行。2．自发反应在一定温度和压强下，无需外界帮助就能自动进行的反应。微点拨：(1)非自发反应在一定条件下也能够进行。(2)自发反应只说明了反应的方向性，不能说明反应实际是否发生，也不能说明反应的快慢。二、判断化学反应方向的依据1．自发过程的特点(1)能量角度：体系有由能量较高状态转化为能量较低状态的倾向。(2)混乱度角度：大多数自发反应有趋向于体系混乱度增大的倾向。2．化学反应的自发性与反应焓变的关系(1)放热反应：绝大多数都能自发进行，且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应越完全。(2)吸热反应：有些也能自发进行。(3)结论：反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一，但不是唯一因素。3．化学反应的自发性与熵变的关系(1)熵熵是衡量一个体系混乱度的物理量，即表示体系的不规则或无序状态程度的物理量。混乱度越大，体系越无序，体系的熵就越大。熵的符号为S。(2)物质熵大小的判断物质的存在状态：对于同一物质，等物质的量的该物质其熵值大小与物质的存在状态有关，气态时熵值最大，固态时熵值最小，而液态时介于二者之间，物质的状态与熵大小的关系：S(g)>S(l)>S(s)。(3)熵变与反应方向①含义：大多数自发反应有趋向于体系混乱度增大的倾向，导致体系的熵增大。②规律：大多数熵增加的反应都能自发进行。③局限性：少数熵减少的反应在一定条件下也可以自发进行，如－10℃的液态水自动结冰、NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)。④结论：熵变是影响反应自发进行的因素之一，但不是唯一因素。4．焓变与熵变对化学反应的共同影响体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向。判断反应的自发性必须综合考虑反应的焓变和熵变。在恒温、恒压时，(1)ΔH<0，ΔS>0，则反应一定能自发进行；(2)ΔH>0，ΔS<0，则反应一定不能自发进行；(3)ΔH<0，ΔS<0或ΔH>0，ΔS>0，反应可能自发进行，也可能不自发进行，与反应的温度有关。[基础自测]1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)凡是焓变小于零的反应都能自发进行。()(2)反应能否自发进行需综合考虑焓变和熵变对反应的影响。()(3)CaCO3(s)=====CaO(s)＋CO2(g)是一个熵减小的过程。()(4)一定条件下能正向自发进行的化学反应，其逆向必定不能自发进行。()【答案】(1)×(2)√(3)×(4)√2．下列过程是非自发的是()A．水由高处向低处流B．煤炭的燃烧C．铁在潮湿空气中生锈D．室温下水结成冰D[自然界中水由高处向低处流、煤炭的燃烧、铁在潮湿空气中生锈、室温下冰的融化，都是自发过程，其逆向都是非自发的。]3．下列关于化学反应的叙述正确的是()A．ΔH>0的化学反应一定不能自发进行B．反应2NO2(g)―→N2O4(l)的熵(体系混乱度)增大(即ΔS>0)C．非自发反应在任何条件下都不能发生D．熵增加且放热的反应一定是自发反应D[A选项反应是否自发进行由ΔG＝ΔH－TΔS决定，ΔH>0的吸热反应有的也能自发进行，如碳酸氢铵的分解反应；B选项对应的反应为熵减少的反应；C选项非自发反应在改变温度的条件下使ΔG<0，则反应就能自发进行。][合作探究·攻重难]判断反应方向的复合判据体系的自由能变化(符号ΔG，单位kJ·mol－1)综合考虑了焓变和熵变对体系的影响，可用于判断化学反应自发进行的方向，表达式为ΔG＝ΔH－T·ΔS。在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向ΔG<0的方向进行。(1)ΔH－TΔS<0反应能自发进行。(2)ΔH－TΔS＝0反应达到平衡状态。(3)ΔH－TΔS>0反应不能自发进行。[思考交流]2NO(g)＋2CO(g)=====N2(g)＋2CO2(g)已知在298K、100kPa下，该反应的ΔH＝－113.0kJ·mol－1，ΔS＝－145.3J·mol－1·K－1。1．思考这一反应在室温下能否自发进行？【提示】能。室温下该反应的ΔH－TΔS＝(－113.0kJ·mol－1)－298K×(－0.1453kJ·mol－1·K－1...