高中化学 第2章 第1节 化学反应的方向学案（含解析）鲁科版选修4-鲁科版高中选修4化学学案VIP免费

第1节化学反应的方向[核心素养发展目标]1.证据推理与模型认知：了解熵和熵变，理解焓变、熵变与反应方向的关系，构建综合运用焓变与熵变判断化学反应进行方向的思维方法模型。2.科学态度与社会责任：根据三个判据的发展过程，理解科学知识的曲折发展历程，增强对化学反应自发性研究重要意义的认识。一、反应焓变、熵变与反应方向1．反应焓变与反应方向(1)实例：①NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)，ΔH＜0，常温下能自发进行。②2Na(s)＋2H2O(l)===2NaOH(aq)＋H2(g)，ΔH＜0，常温下能自发进行。③NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)，ΔH＞0，该反应在常温下能自发进行。④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)，ΔH＞0，该反应在常温下不能自发进行，但在较高温度下能自发进行。(2)反应焓变与反应方向的关系①②反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。2．反应熵变与反应方向(1)熵①概念：描述体系混乱度大小的物理量，其符号为S，单位是J·mol－1·K－1。②意义：熵值越大，体系混乱度越大。③影响因素同一物质：S(g)＞S(l)＞S(s)。(2)反应熵变①概念：反应产物总熵和反应物总熵之差，符号为ΔS。②正负判断论据(3)反应熵变与反应方向①②熵变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。化学反应方向与焓变、熵变的关系(1)从焓变(能量)角度：ΔH<0，有利于反应自发进行。(2)从熵变角度：ΔS>0，有利于反应自发进行。(3)在实际的化学反应中，当ΔH与ΔS符号相同时，对化学反应方向的影响作用出现矛盾，因此，在分析一个具体化学反应自发进行的方向时，不能孤立地使用焓判据或熵判据来分析，否则，可能会得出错误的结论。例1已知下列过程都能自发进行，其中不能用“焓判据”解释的是()A．2Na(s)＋Cl2(g)===2NaCl(s)ΔH<0B．C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)ΔH<0C．2NH4Cl(s)＋Ca(OH)2(s)===2NH3(g)＋CaCl2(s)＋2H2O(l)ΔH>0D．2Mg(s)＋O2(g)===2MgO(s)ΔH<0答案C解析焓判据是指ΔH<0的反应有利于自发进行，C项反应的ΔH>0，按焓判据反应不能自发进行，而题给条件是能自发进行，所以不能用“焓判据”解释该反应为自发反应。考点焓变和熵变与反应方向的判断题点反应焓变与反应方向思维启迪一般常温下自发进行的放热反应，焓变对反应方向起决定性作用。例2碳铵(NH4HCO3)在室温下就能自发地分解产生氨气，下列有关说法中正确的是()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，根据焓判据，不能自发分解D．碳酸盐都不稳定，都能自发分解答案A解析放热反应常常是容易进行的过程，吸热反应有些也是自发反应；自发反应的熵不一定增大，可能减小，也可能不变。过程的自发性只能用于判断过程的方向，是否能实现还要看具体的条件。考点焓变和熵变与反应方向的判断题点反应熵变与反应方向思维启迪一般常温下自发进行的吸热反应，熵变对反应方向起决定性作用。二、焓变与熵变对反应方向的共同影响1．反应方向的判据在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向ΔH－TΔS<0的方向进行，直至达到平衡状态。(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。2．温度与反应方向的关系(1)放热和熵增加都有利于ΔH－TΔS<0，因此放热的熵增加反应一定能自发进行，吸热的熵减小反应一定不能自发进行。(2)当反应的焓变和熵变的影响相反，且二者大小相差悬殊时，某一因素可能占主导地位。(3)当反应的焓变和熵变的影响相反，且二者相差不大时，温度可能对反应的方向起决定性作用。例3下列反应中，一定不能自发进行的是()A．2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)ΔH＝－78.03kJ·mol－1ΔS＝1110J·mol－1·K－1B．CO(g)===C(s，石墨)＋O2(g)ΔH＝110.5kJ·mol－1ΔS＝－89.36J·mol－1·K－1C．4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)ΔH＝－444.3kJ·mol－1ΔS＝－280.1J·mol－1·K－1D．NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)ΔH＝37.301kJ·mol－1ΔS＝184.05J·mol－1·K－1答案B解析A项为放热的熵增加反应，...