1、-1-第四节 化学反应进行的方向-2-第四节 化学反应进行的方向 首 页 XINZHI DAOXUE新知导学 ZHONGNAN TANJIU重难探究 DANGTANG JIANCE当堂检测 学习目标 思维脉络 1.了解放热反应的自发性和某些吸热反应的自发性。2.通过“有序”和“无序”的对比,理解熵的概念。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。-3-第四节 化学反应进行的方向 XINZHI DAOXUE新知导学 首 页 ZHONGNAN TANJIU重难探究 DANGTANG JIANCE当堂检测 一 二 一、自发过程和自发反应1.自发过程在一定条件下不需
2、要外力作用就能自动进行的过程。2.自发反应在给定的一组条件下,一个反应可以自发地进行到显著程度,就称为自发反应。练一练 1下列说法正确的是()A.凡是放热反应都是自发的,凡是吸热反应都是非自发的B.自发反应一定是放热反应,非自发反应一定是吸热反应C.自发反应在恰当条件下才能实现D.自发反应在任何条件下都能实现答案:C-4-第四节 化学反应进行的方向 XINZHI DAOXUE新知导学 首 页 ZHONGNAN TANJIU重难探究 DANGTANG JIANCE当堂检测 一 二 二、化学反应进行方向的判据1.焓判据放热反应过程中体系能量降低,具有自发进行的倾向,因此可用焓变来判断反应进行的方向
3、。练一练 2以下化学反应能用焓判据来解释的是()A.碳酸钙受热分解B.2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)H=+156.7 kJmol-1C.(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)H=+74.9 kJmol-1D.2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-285.8 kJmol-1答案:D-5-第四节 化学反应进行的方向 XINZHI DAOXUE新知导学 首 页 ZHONGNAN TANJIU重难探究 DANGTANG JIANCE当堂检测 一 二 2.熵判据(1)熵:用来度量体系混乱程度的物理量。熵值越大,混乱程度越大。符号:S。单位:J(molK)-1。(2)
4、熵值大小的比较。同一种物质不同状态时熵值大小为 S(g)S(l)S(s)。(3)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增大,即熵变(符号S)大于零。(4)熵判据。体系有自发地向混乱度增加(即熵增)的方向转变的倾向,因此可用熵变来判断反应进行的方向。3.复合判据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发生的速率,若允许外界对体系施加某种作用,就可能出现相反的结果。综合考虑焓判据和熵判据的复合判据,将更适合于所有的过程,只根据一个方面来判断反应进行的方向是不全面的。-6-第四节 化学反应进行的方向 XINZHI DAOXUE新知导学 首 页 ZHONGN
5、AN TANJIU重难探究 DANGTANG JIANCE当堂检测 一 二 练一练 3下列对熵的理解不正确的是()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.与外界隔绝的体系,自发过程将导致体系的熵减小D.一定条件下水由气态变为液态是熵减小的过程答案:C-7-第四节 化学反应进行的方向 ZHONGNAN TANJIU重难探究 首 页 XINZHI DAOXUE新知导学 DANGTANG JIANCE当堂检测 探究一 探究二 探究一自发过程和自发反应问题导引如图打开活塞,左侧水会自发地流向右侧,直到两边水面相平。-8-第四节 化学反应进行的方向 ZHO
6、NGNAN TANJIU重难探究 首 页 XINZHI DAOXUE新知导学 DANGTANG JIANCE当堂检测 探究一 探究二 1.下列反应可以自发进行:NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l);2Na(s)+2H2O(l)2NaOH(aq)+H2(g);2Al(s)+6HCl(aq)2AlCl3(aq)+3H2(g);CaO(s)+H2O(l)Ca(OH)2(aq)。上述反应是吸热反应还是放热反应?试从能量角度归纳自发反应的特征。提示这些反应都是放热反应,即体系趋向于从高能状态变为低能状态,这是自发反应的特征之一。2.我们知道,固体硝酸铵溶于水要吸热,室温下冰块的
7、溶解过程要吸热,Ba(OH)28H2O 与 NH4Cl 反应要吸热,这些过程或反应都是自发的,是什么因素决定它们能自发进行?试归纳自发反应的另一特征。提示上述自发过程或反应与能量状态的高低无关,受另一种能够推动体系变化的因素的影响,即体系有从有序自发地转变为无序的倾向,这是自发反应的特征之一。-9-第四节 化学反应进行的方向 ZHONGNAN TANJIU重难探究 首 页 XINZHI DAOXUE新知导学 DANGTANG JIANCE当堂检测 探究一 探究二 名师精讲自发过程和自发反应1.自发过程:在一定条件下,不需要外力作用就能自动进行的过程。2.自发反应是自发过程的一种,在给定的一组条
8、件下,一个反应可以自发进行显著程度的反应。3.非自发过程:在一定条件下,需持续借助人为作用才能进行的过程。-10-第四节 化学反应进行的方向 ZHONGNAN TANJIU重难探究 首 页 XINZHI DAOXUE新知导学 DANGTANG JIANCE当堂检测 探究一 探究二 例题 1A.水由高处向低处流B.煤炭的燃烧C.铁在潮湿空气中生锈D.室温下水结成冰解析:自然界中水由高处向低处流、煤炭的燃烧、铁在潮湿空气中生锈、室温下冰的融化,都是自发过程,其逆向都是非自发的。答案:D方法技巧自发反应的特征是:体系趋向于由高能状态转变为低能状态;在密闭条件下,体系从有序自发转变为无序;具有方向性。
9、-11-第四节 化学反应进行的方向 ZHONGNAN TANJIU重难探究 首 页 XINZHI DAOXUE新知导学 DANGTANG JIANCE当堂检测 探究一 探究二 探究二化学反应进行方向的判据问题导引以下过程均为自发反应或自发过程:(1)甲烷燃烧:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)H=-802.31 kJmol-1(2)氢气和氧气反应:2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-571.6 kJmol-1(3)钠与水反应:2Na(s)+2H2O(l)2NaOH(aq)+H2(g)H=-368 kJmol-1(4)硝酸铵溶于水要吸热。(5)冰融化要吸热。(6)两种
10、或两种以上互不反应的气体通入一密闭容器中,最终会混合均匀。-12-第四节 化学反应进行的方向 ZHONGNAN TANJIU重难探究 首 页 XINZHI DAOXUE新知导学 DANGTANG JIANCE当堂检测 探究一 探究二 1.对于自发反应(1)(2)(3),从能量角度分析它们为什么可以自发?提示(1)、(2)、(3)这三个化学反应都是放热反应,H0。-13-第四节 化学反应进行的方向 ZHONGNAN TANJIU重难探究 首 页 XINZHI DAOXUE新知导学 DANGTANG JIANCE当堂检测 探究一 探究二 名师精讲化学反应方向的复合判据体系的自由能变化(符号为 G,
11、单位为 kJmol-1)综合考虑了焓变和熵变对体系的影响,可用于判断化学反应自发进行的方向,表达式为G=H-TS。在温度、压强一定的条件下,自发反应总是向 G=H-TS0的方向进行,直至达到平衡状态。-0 反应不能自发进行(1)H0 时,则 H-TS0、S0,任何温度下反应均不能自发进行。(3)H0、S0 时,则 H-TS 在较高温度时可能小于零,所以高温下反应能自发进行。-14-第四节 化学反应进行的方向 ZHONGNAN TANJIU重难探究 首 页 XINZHI DAOXUE新知导学 DANGTANG JIANCE当堂检测 探究一 探究二(4)H0、S0 的反应容易自发进行,所以熵变与反
12、应的方向有关;熵变是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素,所以 B错;自发反应不一定 S0,故 D 错。答案:C-18-第四节 化学反应进行的方向 DANGTANG JIANCE当堂检测 首 页 XINZHI DAOXUE新知导学 ZHONGNAN TANJIU重难探究 1 2 3 4 5 61.研究过程自发性的目的是()A.判断过程的方向B.确定过程是否一定发生C.判断过程发生的速率D.判断过程的热效应解析:研究过程的自发性用于判断过程的方向,不能确定过程是否一定会发生、过程发生的速率、过程的热效应等。答案:A-19-第四节 化学反应进行的方向 DANGTANG JIANCE当堂检测
13、首 页 XINZHI DAOXUE新知导学 ZHONGNAN TANJIU重难探究 1 2 3 4 5 62.(双选)下列反应是自发进行的吸热反应的是()A.NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)B.(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)C.2CO(g)+O2(g)2CO2(g)D.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)解析:酸碱中和反应,燃烧反应都是放热反应,所以 A、C 错。B、D 中是吸热反应,且都是熵增加的反应,所以 B、D 符合题意。答案:BD-20-第四节 化学反应进行的方向 DANGTANG JIANCE当堂检测 首 页 XINZ
14、HI DAOXUE新知导学 ZHONGNAN TANJIU重难探究 1 2 3 4 5 63.(双选)下列反应中,熵增加的是()A.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)B.CaCO3(g)+2HCl(aq)CaCl2(aq)+CO2(g)+H2O(l)C.C(s)+O2(g)CO2(g)D.2HgO(s)2Hg(l)+O2(g)解析:对于同种物质,S(g)S(l)S(s)。一般地,有气体生成的反应、气体分子数增加的反应是熵增大的反应。B、D 中有气体生成,故熵增大。A 中气体分子数减少,C 中气体分子数不变。答案:BD-21-第四节 化学反应进行的方向 DANGTANG JIANCE当堂检
15、测 首 页 XINZHI DAOXUE新知导学 ZHONGNAN TANJIU重难探究 1 2 3 4 5 64.反应 CH3OH(l)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g)在某温度下自发向右进行,若反应的|H|=17 kJmol-1,|H-TS|=17 kJmol-1,则下列正确的是()A.H0,H-TS0B.H0C.H0,H-TS0D.H0,H-TS0解析:某温度下反应自发向右进行,说明 H-TS0,所以选 A项。答案:A-22-第四节 化学反应进行的方向 DANGTANG JIANCE当堂检测 首 页 XINZHI DAOXUE新知导学 ZHONGNAN TANJIU重难探究 1
16、 2 3 4 5 65.某化学反应的 H=-122 kJmol-1,S=231 Jmol-1K-1,则此反应在下列哪种情况下可自发进行()A.在任何温度下都能自发进行B.在任何温度下都不能自发进行C.仅在高温下自发进行D.仅在低温下自发进行解析:题中 H0,故必有 H-TS0,故在任何温度下都能自发进行。答案:A-23-第四节 化学反应进行的方向 DANGTANG JIANCE当堂检测 首 页 XINZHI DAOXUE新知导学 ZHONGNAN TANJIU重难探究 1 2 3 4 5 66.回答下列问题:(1)在 298 K 下,如将 1 mol 蔗糖溶解在 1 L 水中,此溶解过程中体系的H-TS 和熵的变化情况是 H-TS ,S 。(2)已知 C2H5OH(l)C2H4(g)+H2O(l)的 H=+45.78 kJmol-1,S=+126.19 Jmol-1K-1。请通过计算判断此反应在 298 K 时能否自发进行。答案:(1)0(2)H-TS=45.78 kJmol-1-298 K126.1910-3 kJmol-1K-1=8.18 kJmol-10,故此反应在 298 K 的温度下不能自发进行。
