1、（人教版选修4）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导学案【目标要求】1、了解熵的基本涵义及能量判椐和熵判椐的基本内容。 2、能说出化学反应 的焓变与熵变对反应进行方向的影响。 【重、难点】教学难点、重点：能说出化学反应的焓变与熵变对反应进行方向的影响。【基础落实】：1.自发过程(1)含义:在一定条件下,不不用用借助外力就可以自自动动进行的过程。(2)特点:体系趋向于从高高能能状态转变为低低能能状态(体系对外部做功或者释放能量)。在密闭条件下,体系有从有有序序自发地转变为无无序序的倾向。(3)自发反应:在给定的条件下,可以自自发发地进行到显著程度的化学反应。2.化学反应进行方
2、向的判据(1)焓判据:科学家提出用焓焓变变来判断反应进行的方向,放热反应过程中体系能量降降低低,具有自发进行的倾倾向向。(2)熵判据:熵概念:用来度量体系混乱混乱程度程度的一个物理量,符号为SS 。熵值大小判断:a.物质的混乱度:体系的混乱度越大,熵值越越大大;b.同一条件下,不同物质的熵值不不同同;c.物质的存在状态:同一物质,熵值一般气态 液态 固态(填“”“ 0(填“”“0的反应有利于自发进行,但不一定都能自发进行。 【互动探究】1、已知下列反应的H和S,判断反应的自发性。2H2O2(aq)2H2O(l)+O2(g)H0 4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)4Fe(OH)3
3、(s)H0,S0,S0 NaOH(aq)+1/2H2(g)Na(s)+H2O(l)H0,S0(1) 上述反应的自发性分别如何? 答：一定能自发进行；较低温度范围内能自发进行。高温下能自发进行；一定不能自发进行。(2)如何综合利用H和S来判断反应的自发性? 答：可从三种情况来考虑:“焓负熵正定自发”,即如果反应的H0,则该反应一定能自发进行。“焓正熵负不自发”,即如果反应的H0、S0,则该反应一定不能自发进行。“焓熵同号看温度”,即若反应的H0、S0、S0,则反应在较高温度下能自发进行。2、怎样用自由能变化G判断化学反应自发进行的方向? 答：体系自由能变化:G=H-TS,其中H为焓变,S为熵变,
4、T为热力学温度。在一定的温度和压强下,将H、S、T的数值代入上述公式,若G0,则该条件下的反应不能自发进行。3、能够自发进行的反应在常温下就一定能够发生吗? 答：不一定;自发性只能用于判断过程的方向,不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。【小结】：1、体系的有序性越高，即混乱度越低，熵值就越 小 ，有序变为无序熵 增 的过程。来源:学科网 2、熵值的大小判断： 气态 液态 固态【对点训练】：下列过程属于熵增加的是（ AB ）A.固体的溶解过程 B.气体扩散过程 C.水蒸气变为液态水 D.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)K. 3、能量判据和熵判据的应用： （1）、由能量判据知放热
5、过程（H0）常常是_容易 自发进行； （2）、由熵判据知许多熵增加（S0）的过程是_自发 的； （3）、很多情况下，简单地只用其中一个判据去判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以我们应两个判据兼顾。由能量判据（以焓变为基础）和熵判据组合成的复合判据将更适合于所有的反应过程； （4）、过程的自发性只能用于判断过程的_方向 ，不能确定过程是否一定_会发生 和过程的速率； （5）、在讨论过程的方向时，我们指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果； （6）、反应的自发性也受外界条件的影响。【对点训练】：试判断下列体系的熵变S。 (1)水蒸气冷凝成水S
6、0。 (3)乙烯聚合成聚乙烯S0。【过关练习】1.能用能量判据判断下列过程的方向的是（ A ）A. 水总是自发的由高处往低处流 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. 多次洗牌后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大2.下列说法中，正确的是（ B ）A.自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变 B.自发反应在恰当条件下才能实现C.自发反应在任何条件下均能实现 D. 同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同3、自发进行的反应一定是（ D ）A、吸热反应 B、放热反应 C、熵增加反应 D、熵增加或者放热反应4.下列对熵的理解不正确的是(C
7、)。A.同种物质气态时熵值最大,固态时熵值最小 B.体系越有序,熵值越小;越混乱,熵值越大C.与外界隔离的体系,自发过程将导致体系的熵减小 D.298 K、1.01105 Pa时,2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)是熵增的反应5.在250 、1.01105 Pa条件下,反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)H=+56.76 kJmol-1,能自发进行的原因是(D)。A.该反应是吸热反应 B.该反应是放热反应C.该反应是熵减少的反应 D.该反应熵增效应大于能量效应6.碳酸铵(NH4)2CO3在室温下就能自发地分解产生氨气,下列说法中正确的是(A)。A.碳酸铵分解是因为生成了易挥
8、发的气体,使体系的熵增大 B.碳酸铵分解是因为外界给予了能量C.碳酸铵分解是吸热反应,根据能量判据也能说明它能自发分解 D.碳酸盐都不稳定,都能自发分解7、（双选）下列说法中，正确的是 ( AB ) A化学反应总是伴随着能量变化的 B能够自发进行的反应不一定都是放热反应 C只有放热反应才能够自发进行 D能够自发进行的反应就一定能够发生并完成8、水在273 K、101105Pa时可转化为固态，在373 K时则又可转化为气态。若分别用S(g)、S(1)、S(s)表示水的气、液、固三种状态的熵值，则下列表达式中，正确的是 ( B ) AS(g)S(1)S(1)S(s) CS(g)S(1)= S(s)
9、 DS(g)S(s)S(1)9、（双选）已知反应2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (1) H = 2858 kJmol-1，下列结论中，正确的是 ( AC ) AE(反应物)E(生成物) BE(反应物)E(生成物) C反应放热 D反应吸热10、下列关于化学反应的自发性叙述中正确的是 ( A ) A.焓变小于0而熵变大于0的反应肯定是自发的 B.焓变和熵变都小于0的反应肯定是自发的C.焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的 D熵变小于0而焓变大于0的反应肯定是自发的11、在25、101105 Pa条件下，反应2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) H=+567 kJ mol-1
10、能够自发进行。从能量上分析，生成物的总能量比反应物的总能量 增加 ，从反应前后的熵值看，反应后的熵值 增加 (填“增加”、“减小”或“不变”)。12、（天津卷.2015.T9）下列说法不正确的是A.Na与H2O的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行B.饱和Na2SO4溶液或浓硝酸均可使蛋白质溶液产生沉淀，但原理不同C.FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解，同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同D.Mg(OH)2固体在溶液中存在平衡：Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH(aq)，该固体可溶于NH4Cl溶液【答案】C【解析】A项，S0、H0有利于反应的自发进行，A选项两条都满足，结合Na与H2O反应的实验常识，选项正确； B项，饱和Na2SO4溶液使蛋白质溶液聚沉，是物理变化，浓硝酸使蛋白质溶液变性而产生沉淀，是化学变化，故原理不一样；C项，控制变量后，结合常识，二氧化锰对双氧水的催化能力较强，故错误；D项，NH4+可以跟Mg(OH)2溶解出的OH- 反应生成弱电解质NH3H2O，进而促进了Mg(OH)2的溶解，故正确。