1、第二单元 化学反应的方向与限度基础课时11 化学反应的方向 专题2 化学反应速率与化学平衡 学 习任 务1通过了解判断化学反应进行方向的三个判据，构建判断化学反应自发性的思维方法模型，培养证据推理与模型认知的化学核心素养。2通过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，培养科学态度与社会责任的化学核心素养。必备知识自主预习储备 NO.1一、自发过程和自发反应1自发过程(1)含义：在一定条件下，不用借助就可以的过程。(2)特点 能量角度：体系趋向于从状态转变为状态(体系对外部或者热量)。混乱度角度：在密闭条件下，体系有从自发转变为的倾向。外力自发进行
2、高能低能做功释放有序无序2自发反应(1)定义：在一定温度和压强下，无需外界帮助就能自动进行的化学反应。(2)自发反应的特征 具有，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，则其逆反应在该条件下肯定不自发。体系趋向于从状态转变为状态。体系趋向于从体系转变为体系。方向性高能量低能量有序无序(正确的打“”，错误的打“”)(1)自发过程不需任何条件就能发生()(2)室温下冰变成水属于自发过程()(3)水由高处向低处流属于自发过程()(4)能自发进行的反应速率一定很大()二、化学反应进行方向的判据 1反应焓变与反应方向(1)放热反应过程中体系能量，因此具有进行的倾向，科学家提出用(能量变化)来判断反应进行的
3、方向，这就是(能量判据)。降低自发焓变焓判据(2)焓变与化学反应进行方向的关系 多数放热反应是自发进行的。如：燃烧反应、中和反应等。有不少吸热的反应也能自发进行。如：NH4HCO3(s)CH3COOH(aq)=CO2(g)CH3COONH4(aq)H2O(l)H0 还有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行。如：CaCO3(g)=高温 CaO(s)CO2(g)H0 2反应熵变与反应方向(1)熵：用来量度体系程度的物理量。熵值越大，程度越大，符号为 S。(2)熵增原理：在与外界隔绝的体系中，自发过程将导致体系的熵，即熵变(符号 S0)。(3)熵判据：体系有自发地向混乱度
4、(即)的方向转变的倾向，因此可用熵变来判断反应进行的方向。混乱混乱增大增加熵增(4)熵变与化学反应进行方向的关系 许多熵增的反应是自发的。如：2KClO3=MnO22KCl3O2；CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2等。有些熵减的反应也可以自发进行。如：Ca(OH)2(aq)CO2(g)=CaCO3(s)H2O(l)。3焓变与熵变对反应方向的共同影响(1)复合判据为体系的自由能变化(符号为 G，单位为 kJmol1)，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方向的判断，GHTS。(2)在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向 GHTS0 的方向进行，直到达平衡状态。当 H
5、0，S0 时，G 0，反应自发进行。当 H0，S0 时，G 0，反应自发进行。当 H0，S0 或 H0，S0 时，反应是否自发进行与温度有关，在一定温度下可使 G0，即反应达到平衡状态。能不能(正确的打“”，错误的打“”)(1)放热反应一定能自发进行()(2)同种物质不同状态时熵值不同，气态时最大()(3)熵增的反应一定能自发进行()(4)自发反应在任何条件下均可发生()(5)过程自发性不仅能用于判断过程的方向，还能确定过程发生的速率()关键能力情境探究达成 NO.2学习任务 化学反应进行的方向实验发现，大多数放热反应是可以自发进行的。例如，下列反应：H2(g)12O2(g)=H2O(l)H2
6、85.8 kJ/mol Zn(s)CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)Cu(s)H216.8 kJ/mol 因此，有人认为，只有放热的反应才能自发进行，这样就可以根据化学反应是吸热的还是放热的来判断化学反应的方向。而事实表明，有些吸热反应也可以自发进行。例如，通过实验知道，Ba(OH)28H2O 晶体与 NH4Cl 晶体的反应是吸热的，但是这个反应却是可以自发进行的。又如：2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)H56.7 kJ/mol(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)H74.9 kJ/mol 这些吸热反应都是可以自发进行的。所以，不能只根据放热或者吸热来判断化学反
7、应的方向。实验发现，体系有自发地向混乱度增加(即熵增，S0)的方向转变的倾向。例如：Zn(s)H2SO4(aq)=ZnSO4(aq)H2(g)2KClO3(s)=2KCl(s)3O2(g)这些自发进行的化学反应都是熵增的过程，即 S0。但是，有些熵减的过程也能自发进行。例如，乙烯聚合为聚乙烯的反应，是熵减的过程，即 S0，却能够自发进行。再如：2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)4Fe(OH)2(s)O2(g)2H2O(l)=4Fe(OH)3(s)这些化学反应的 SH2O(l)H2O(s)问题 3 碳酸钙高温分解反应的熵如何变化？提示 反应由固体变为固体和气体，混乱度增加，即熵增
8、加。问题 4 对于反应 2NO2(g)N2O4(g)H0 的过程一定能自发进行，S0，只能说明该过程有自发进行的倾向，而这个过程是否一定会发生则不能确定；有些 S0 的过程也能自发进行，如10 的液态水会自动结冰成为固态。问题 6 一定条件下，温度也是决定反应是否自发进行的一个条件吗？提示 HTS 为判断反应自发性的复合判据，当 H 和 S符号一致时，T 决定 HTS 的正负。1化学反应进行的方向与焓变、熵变的关系易错提醒(1)自发反应的熵不一定增大，可能减小，也可能不变。(2)过程的自发性只能用于判断过程进行的方向，是否能实现还要看具体的条件。(3)要利用焓判据和熵判据综合判断反应进行的方向
9、，不能简单地单独使用。2自由能判断反应进行方向的规律 1已知吸热反应：2CO(g)=2C(s)O2(g)，设 H 和 S 不随温度而变，下列说法中正确的是()A低温下能自发进行 B高温下能自发进行 C任何温度下都能自发进行 D任何温度下都不能自发进行 D 已知反应：2CO(g)=2C(s)O2(g)的 H0，S0，所以 HTS0，在任何温度下反应都是不能自发进行的，A、B、C 错误，D 正确。2下列关于焓判据和熵判据的说法中，不正确的是()A放热的自发过程可能是熵减小的过程，吸热的自发过程一定为熵增加的过程 B 4Fe(OH)2(s)2H2O(l)O2(g)=4Fe(OH)3(s)H 444.
10、3kJmol1 S280.1 Jmol1K1 在常温常压下能自发进行 C在室温下碳酸钙的分解反应不能自发进行，但同样是这个吸热反应在较高温度(1 200 K)下则能自发进行 D放热过程(H0)或熵增加(S0)的过程一定是自发的 D 放热的自发过程可能熵减小，吸热的自发过程是熵增加的过程，A 项正确；根据 GHTS444.3 kJmol1298 K(280.1103 kJmol1K1)360.83 kJmol10，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，B 项正确；碳酸钙分解反应的 H0 且 S0，同样根据 GHTS0 可知在高温下可自发进行，C 项正确；焓减小或熵增的过程不一定
11、都是自发进行的，有的反应需在外力作用下才能进行，D 项错误。学习效果随堂评估自测 NO.31 2 3 4 5 1下列关于判断反应的方向的说法正确的是()A所有自发进行的化学反应都是放热反应 B自发反应在任何条件下都能发生 C由焓判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的反应 D同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同 1 2 3 4 5 C 焓判据与熵判据都不能单独作为反应自发性的判据，二者组合而成的复合判据，更适合于所有的反应，A 项错误，C 项正确；在一定条件下能自发进行的反应，改变条件可能不能自发进行，B项错误；同一物质 S(s)S(l)S(g)，D 项错误。1 2 3 4 5 2下
12、列说法中正确的是()A冰在室温下自动融化成水，这是熵增的过程 B能够自发进行的反应一定都是放热反应 CH0 的反应均是自发进行的反应 D能够自发进行的反应一定都是熵增的过程 1 2 3 4 5 A A反应向熵增方向进行，同种物质熵值：液体固体，冰在室温下自动融化成水，是熵增的重要结果，故 A 正确；B能够自发进行的反应不一定都是放热反应，有些吸热反应也能自发进行，故 B 错误；CH0 的反应不一能定自发进行，故 C 错误；D有些熵减的反应也能自发进行，故 D 错误。1 2 3 4 5 3下列说法正确的是()A凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的 B自发反应的现象一定非常明显，非自发反应
13、的熵一定减小 C常温下，反应 C(s)CO2(g)2CO(g)不能自发进行，则该反应的 H0 D反应 2Mg(s)CO2(g)=C(s)2MgO(s)能自发进行，则该反应的 H0 1 2 3 4 5 C 不能仅仅根据焓变判断反应的自发性，放热反应不一定都是自发进行的，吸热反应也可能是自发进行的，A 项错误；自发进行的反应，其现象不一定非常明显，非自发反应的熵不一定减小，B项错误；根据反应 C(s)CO2(g)2CO(g)不能自发进行可知，该反应的 HTS0，又知该反应 S0，则该反应的 H0，C项正确；反应 2Mg(s)CO2(g)=C(s)2MgO(s)能自发进行，则 HTS0，因 S0，则
14、 H0，D 项错误。1 2 3 4 5 425、1.01105 Pa 时，反应：2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)H56.7 kJmol1 能自发进行，其原因是()A该反应是吸热反应 B该反应是放热反应 C该反应是熵减小的反应 D熵增效应大于能量效应 1 2 3 4 5 D 根据熵判据，该反应是熵增反应，能自发进行；根据焓判据，该反应是吸热反应，不能自发进行。事实上该反应能自发进行，说明熵增效应大于能量效应。1 2 3 4 5 5现有反应：2SO3(g)2SO2(g)O2(g)H0，下列有关说法正确的是()AH0 的化学反应一定不能自发进行 B该反应熵增大(即 S0)C该反应在任何条件下一定能自发进行 D自发过程一定使体系的熵增大 1 2 3 4 5 B H0 的化学反应也有能自发进行的，A 项错误；B 项正确；该反应只有在高温条件下才能自发进行，C 项错误；自发过程也有使体系的熵减小的，D 项错误。点击右图进入 基 础 课 时 落 实 谢谢观看 THANK YOU!
