2022年高中化学 2.4化学反应进行的方向学案新人教版选修4 (I).doc

2022年高中化学 2.4化学反应进行的方向学案新人教版选修4 (I)学习目标：1　了解自发过程和自发反应的主要特点、了解焓判据、熵判据的含义2、会用焓变和熵变判断反应进行的方向前置作业1．自发过程和自发反应自发过程自发反应含义在一定条件下，不用借助外力作用就能自发进行的过程在给定的一组条件下，可以自发进行到显著程度的化学反应特征具有方向性，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，而其逆方向在该条件下是肯定不能自发进行的举例高山流水，自由落体运动钢铁生锈应用(1)可被用来完成有用功如H2燃烧可设计成原电池(2)非自发过程要想发生，必须对它做功如通电将水分解为H2和O22．化学反应进行的方向与焓变的关系(1)根据下图，回答有关问题①图1表示的反应 能量，为 热反应，体系能量由 到 ，趋向 ，该过程一般 自发进行②图2表示的反应 能量，为 热反应，体系能量由 到 ，趋向 ，根据自发过程的特点，该反应一般 自发进行2)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 自发进行，但在较高温度下 自发进行3)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3．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 转变为 ，体系的混乱度 体系的混乱度常用熵来描述，熵的概念是表示体系的 程度的物理量，其符号为S熵值越大，体系的 越大2)影响熵大小的因素①同一条件下，不同的物质熵值 ②同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关，如对同一种物质不同状态时熵值大小为S(g) S(l) S(s)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 。

在用 来判断过程的方向时，就称为熵判据①当ΔS>0时，反应为 反应，在一定条件下能自发进行②当ΔS<0时，反应为 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＝－39.35 J·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变式训练1．下列关于焓变与反应方向的叙述中正确的是(　　)A．化学反应的焓变与其反应的方向无关B．化学反应的焓变直接决定了反应的方向C．反应焓变为正值时不利于反应自发进行D．焓变为负值的反应都能自发进行2．汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，其反应原理是2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)由此可知，下列说法中正确的是(　　)A．该反应是熵增大的反应B．该反应不能自发进行，因此需要合适的催化剂C．该反应常温下能自发进行，高温和催化剂条件只是加快反应的速率D．该反应常温下能自发进行，因为正反应是吸热反应　化学反应进行的方向与自由能变化的关系4．用焓变和熵变的复合判据判断反应的方向(1)由焓判据知放热反应是易进行的；由熵判据知熵值增加是自发的。

很多情况下用不同的判据判定同一个反应，可能会出现相反的判断结果2)体系的自由能变化(符号为ΔG，单位为kJ·mol－1)综合考虑了焓变和熵变对体系的影响，可用于化学反应自发进行的方向的判断，ΔG＝ΔH－TΔS3)在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向ΔG＝ΔH－TΔS<0的方向进行，直到达平衡状态ΔH－TΔS<0　反应能自发进行ΔH－TΔS＝0　反应达到平衡状态ΔH－TΔS>0　反应不能自发进行3．判断下列反应在常温常压下能自发进行的是________(填序号)1)2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)　ΔH＝－78.03 kJ·mol－1　ΔS＝＋494.4 J·mol－1·K－1(2)CO(g)===C(s，石墨)＋O2(g)　ΔH＝＋110.5 kJ·mol－1　ΔS＝－89.36 J·mol－1·K－1(3)4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)　ΔH＝－444.3 kJ·mol－1　 ΔS＝－280.1 J·mol－1·K－1(4)CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)ΔH＝＋178.2 kJ·mol－1　ΔS＝＋169.6 J·mol－1·K－1答案　(1)(3)解析　(1)ΔG＝ΔH－TΔS＝－78.03 kJ·mol－1－298 K×494.4×10－3 kJ·mol－1·K－1＝－225.36 kJ·mol－1<0。

常温常压下该反应能自发进行2)ΔG＝ΔH－TΔS＝＋110.5 kJ·mol－1－298 K×(－89.36×10－3 kJ·mol－1·K－1)＝＋137.13 kJ·mol－1>0在常温常压下该反应不能自发进行3)ΔG＝ΔH－TΔS＝－444.3 kJ·mol－1－298 K×(－280.1×10－3 kJ·mol－1·K－1)＝－360.83 kJ·mol－1<0此时焓变对反应的方向起决定性作用，常温常压下能自发进行4)ΔG＝ΔH－TΔS＝＋178.2 kJ·mol－1－298 K×169.6×10－3 kJ·mol－1·K－1＝＋127.66 kJ·mol－1>0常温常压下该反应不能自发进行目标检测1．下列说法中不正确的是(　　)A．体系有序性越高，熵值就越低B．自发过程可以导致体系的熵增大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3．已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为①C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1②C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－395.4 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的过程B．金刚石转化成石墨是自发的过程C．石墨比金刚石能量高D．金刚石比石墨稳定4．判断下列反应的熵值的变化，在每小题后面的横线上填上“增大”、“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)______________ _______________________________。