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课时化学反应方向[学习目标定位]1.了解自发过程和化学反应的自发性。2.通过“有序”和“无序”的对比，了解熵和熵变的概念。3.初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响，能用焓变和熵变说明化学反应的方向。一、自发过程和自发反应1.自发过程：在一定条件下，不借助外力而自发进行的过程。回答下列问题：(1)下列现象的发生，你认为是自发过程的是________(填字母)。A.水由高处往低处流B.气温升高冰雪融化C.室温下，水自动结成冰D.生锈的铁变光亮答案AB(2)自发过程具有的特点①能量角度体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或者释放热量)。②混乱度角度体系趋向于从有序状态转变为无序状态。2.有下列化学反应：①白磷自燃、②氯化氢分解、③煤燃烧、④钠与水反应、⑤酸碱中和反应，其中属于能自发进行的化学反应(简称自发反应)的是①④⑤，属于放热反应的是①③④⑤。二、化学反应进行的方向与焓变、熵变的关系1.化学反应进行的方向与焓变的关系(1)分析下列反应进行的方向与ΔH之间的关系：①NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)，酸碱中和反应是放热反应，ΔH<0，常温下能自发进行。②2Na(s)＋2H2O(l)===2NaOH(aq)＋H2(g)，该反应是放热反应，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)自发反应与焓变的关系多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有很多吸热反应能自发进行，因此，反应焓变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。2.化学反应进行的方向与熵变的关系(1)熵的概念自发过程的体系趋向于由有序转变为无序，体系的混乱度增大。体系的混乱度常用熵来描述，熵的概念是表示体系的混乱或无序程度的物理量，其符号为S。熵值越大，体系的混乱度越大。(2)影响熵大小的因素①同一条件下，不同的物质熵值不同。②同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关，如同一种物质不同状态时熵值大小为S(g)>S(l)>S(s)。③气态物质的物质的量越大，分子数越多，熵值越大。(3)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，即熵变(符号ΔS)大于零，这个原理叫做熵增原理。在用熵变来判断过程的方向时，就称为熵判据。①当ΔS>0时，反应为熵增反应，在一定条件下能自发进行。②当ΔS<0时，反应为熵减反应，在一定条件下不能自发进行。(4)反应熵变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。如：2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)ΔS＝－39.35J·mol－1·K－1，上述反应为熵减少的反应，但在一定条件下，该反应也能自发进行。说明“熵判据”也具有一定的局限性。(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，若ΔH与ΔS符号相同时，对化学反应的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下列自发反应可用焓判据来解释的是()A.2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝56.7kJ·mol－1B.(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＝74.9kJ·mol－1C.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1D.CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)ΔH＝178.2kJ·mol－1答案C解析从焓变的角度分析，化学反应由高能状态向低能状态转化，使体系能量降低，表现为放热反应，较易进行。考点化学反应进行的方向及其判断题点反应焓变与反应方向例2下列说法正确的是()A.在常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能自发进行B.NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)ΔH＝185.57kJ·mol－1，能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的倾向C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变和熵变均可以单独作为反应自发性的判据D.在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向答案B解析A项，有些能使熵值增大的吸热反应可以自发进行，错误；C项...