1、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学习目标核心素养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，能用焓变和熵变解释化学反应的方向。1.证据推理与模型认知：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模型。2科学态度与社会责任：了解三个判据的发展变化过程，理解科学知识的曲折发展历程，了解化学反应自发性的研究对生产的重要作用。课时作业01课前自主学习02课堂互动探究03随堂基础巩固一、自发过程与自发反应1自发过程(1)含义：在一定条件下，不用借助于就可以的过程。(2)特点体系趋
2、向于从状态转变为状态(体系对外部或者热量)。在密闭条件下，体系有从自发转变为的倾向。2自发反应在给定的一组条件下，可以地进行到显著程度的反应。外力自动进行高能低能做功释放有序无序自发二、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，具有自发进行的倾向，因此可用来判断反应进行的方向。降低焓变2熵判据(1)熵用来度量体系程度的物理量。熵值越大，程度越大。符号为。单位：Jmol1K1。(2)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，即熵变(符号 S)零。混乱混乱S增大大于(4)熵判据体系有自发地向混乱度
3、(即)的方向转变的倾向，因此可用来判断反应进行的方向。增加熵增熵变3复合判据过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程和过程，若允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。综合考虑和的复合判据，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。研究表明，在温度、压力一定的条件下，化学反应的方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果，反应方向的判据为 HTS：是否一定会发生发生的速率焓判据熵判据HTS0 反应能自发进行达到平衡状态不能自发进行探究点一 化学反应进行方向的判据1焓判据定义放热反应过程中体系能量降低，具有自发进行的倾向多数放热反应能自发进行(H0)2N2O5(
4、g)=4NO2(g)O2(g)NH4HCO3(s)CH3COOH(aq)=CO2(g)CH3COONH4(aq)H2O(l)自发反应与焓变的关系有一些吸热反应常温下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行(H0)CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)结论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.熵判据混乱度 表示体系的不规则或无序状态，混乱度增加意味着体系变得更加无序 熵 热力学上用来表示混乱度的状态函数。体系的有序性越高，即混乱度越低，熵值就越小 熵判据 体系有自发地向混乱度增加
5、(即熵增)的方向转变的倾向 熵值大 小的判 断 反应熵变 S生成总熵反应总熵；S 气态S 液态S 固态；与物质的量成正比 许多熵增的反应在常温、常压下可以自发进行。产生气体的反应，气体的物质的量增大，熵变为正值，为熵增反应2H2O2(aq)=2H2O(l)O2(g)NH4HCO3(s)CH3COOH(aq)=CO2(g)CH3COONH4(aq)H2O(l)有些熵增的反应在常温、常压下不能自发进行，但在较高温度下可以自发进行CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)C(s，石墨)H2O(g)=CO(g)H2(g)自发反应与熵变的关系 少数熵减的反应，在一定条件下也可以自发进行2Al(s)Fe2
6、O3(s)=Al2O3(s)2Fe(s)结论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3.用焓变和熵变的复合判据判断反应进行的方向体系的自由能变化(化学符号 G)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，GHTS。当 H0，即 G0，S0，反应不能自发进行。当 H0，S0，或 H0，S0B常温下，反应 2Na2SO3(s)O2(g)=2Na2SO4(s)能自发进行，则 H0D一定温度下，反应 2NaCl(s)=2Na(s)Cl2(g)的 H0B【解析】HTS0，反应能自发进行。若反应的 S0，反应能自发进行，则 H0，D 项错误。
7、下列反应中在高温下不能自发进行的是()AMgCO3(s)=MgO(s)CO2(g)BCO(g)=C(s)1/2O2(g)CNH4Cl(s)=NH3(g)HCl(g)D2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)B解析：已知在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大；A、B、C、D 中的反应均为分解反应且都为吸热反应，即 H0；A、C、D 三个反应又是熵增的反应，所以在高温下能自发进行，B 不是熵增的反应，在高温下不能自发进行。1下列关于自发过程的叙述正确的是()A只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程B需要加热才能够进行的过程肯定不是自发过程C同一可逆反应的正、逆反应在不同条件
8、下都有自发的可能D非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程C解析：在温度和压强一定的条件下，不借助光、电等外部力量就能自动进行的过程为自发过程，A 项错误；有的自发反应需要加热才能进行，如高温自发反应，B 项错误；同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发的可能，C 项正确；非自发过程在一定条件下可能变为自发过程，D 项错误。2下列说法完全正确的是()A自发进行的反应均是 H0D3下列有关反应进行的方向说法正确的是()A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BNH4HCO3(s)=NH3(g)H2O(g)CO2(g)H185.57 kJmol1，能自发进行，原因是体系有自发
9、向混乱度增加的方向转变的倾向C因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据D在其他条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向B解析：有些熵值增大的吸热反应可以自发进行，如碳酸氢铵的分解反应，A 项错误；碳酸氢铵分解虽是吸热反应，但生成气体，属于熵增反应，B 项正确；将熵值和焓变二者综合起来(即利用复合判据)可以判断反应进行的方向，C 项错误；使用催化剂只能降低反应的活化能，不能改变反应的方向，D 项错误。4已知：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)H74.9 kJmol1，下列说法正确的是()A该反应中熵变、焓变皆大于 0
10、B该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行C碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定能自发进行D能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是吸热反应A解析：根据反应方程式可知该反应中熵变、焓变都大于 0，A 项正确；该反应是吸热反应，但也是熵增大的反应，所以也可能自发进行，B 项错误；碳酸盐分解反应中熵增加，但不是在任何条件下碳酸盐分解都能够自发进行，如 CaCO3 的分解仅在高温下自发，C 项错误；能自发进行的反应不一定是放热反应，不能自发进行的反应也不一定是吸热反应，D 项错误。5下列有关说法不正确的是()A反应 NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下
11、可自发进行，则该反应的 H0BCaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的 H0、S0D常温下，反应 C(s)CO2(g)=2CO(g)不能自发进行，则该反应的 H0B解析：A 中反应消耗气体，S0，因其室温自发，则 H0，因其室温不自发(高温自发)，则H0(不正确)。因镁与氯气反应放热，其逆反应(C 中反应)吸热，即 H0；又反应生成气体，即 S0(正确)。D 中反应生成气体，S0，因其常温不自发(高温自发)，则 H0(正确)。6判断下列反应的熵值的变化，在每小题后面的横线上填上“增加”、“减小”或“无明显变化”。(1)2H2(g)O2(g)=点燃 2H2O(l
12、)。(2)H2(g)Cl2(g)=点燃 2HCl(g)。(3)(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)。(4)Cu(s)Cl2(g)=点燃 CuCl2(s)。减小无明显变化增加减小解析：判断熵值变化的依据是同温同压下，气态熵值液态熵值固态熵值，状态都是气态时，看物质的量的多少，物质的量越多，熵值越大。故(1)减小，(2)无明显变化，(3)增加，(4)减小。7已知反应：2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)在 298 K、100 kPa 的条件下，其 H113.0 kJmol1，S145.3 J(molK)1。该反应(填“能”或“不能”)用于消除汽车尾气中的NO，理由为。能该反应的 HTS69.7kJmol10，说明该反应在理论上是可行的，所以有可能用于消除汽车尾气中的 NO解析：GHTS113.0 kJmol1298 K145.3103 kJ(molK)169.7 kJmol10，故理论上该反应能自发进行。