1、山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书课前自主学案知能优化训练课堂互动讲练专题2 化学反应速率与化学平衡探究整合应用课时1 化学反应的方向山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书课前自主学案知能优化训练课堂互动讲练专题2 化学反应速率与化学平衡探究整合应用课堂互动讲练知能优化训练课前自主学案探究整合应用课时1山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书课前自主学案知能优化训练课堂互动讲练专题2 化学反应速率与化学平衡探究整合应用课前自主学案自主学习一、化学反应的方向1化学反应具有_性：许多化学反应 的 正 反 应 能 自 发 进 行，而 其 逆 反 应_
2、。2自发反应：在一定条件下_的反应。方向无法自发进行无需外界帮助就能自动进行山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书课前自主学案知能优化训练课堂互动讲练专题2 化学反应速率与化学平衡探究整合应用二、判断化学反应方向的依据1能量判据反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一。自然界中的自发过程，都有由_状态向_状态转化的倾向；绝大多数放热反应都能_，且 反 应 放 出 的 热 量 _，体 系 能 量_，反应_。能量较高能量较低自发进行越多降低得也越多越完全山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书课前自主学案知能优化训练课堂互动讲练专题2 化学反应速率与化学平衡探究
3、整合应用2熵判据(1)熵：衡量一个体系_的物理量，符号为_。体系中微粒之间_的程度越大，体系的熵越大。(2)熵变：反应前后体系_的变化，符号为_。若发生变化后体系的混乱度增大，该过程的S_0；反之，S_0。同 种 物 质，三 态 熵 值 大 小 顺 序 为_。混乱度S无规则排列熵SS(l)S(s)山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书课前自主学案知能优化训练课堂互动讲练专题2 化学反应速率与化学平衡探究整合应用(3)熵变与化学反应自发性的关系化学反应的S越_，越有利于反应自发进行。3复合判据体系能量_和混乱度_都有促使反应自发进行的倾向。判断反应的自发性必须综合考虑反应的_和_
4、。在恒温、恒压时，(1)_，则反应一定能自发进行；大降低增大焓变熵变H0山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书课前自主学案知能优化训练课堂互动讲练专题2 化学反应速率与化学平衡探究整合应用(2)_，则反应一定不能自发进行；(3)_，反 应可能自发进行，也可能不自发进行，与反应的_有关。H0，S0H0，S0，S0温度山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书课前自主学案知能优化训练课堂互动讲练专题2 化学反应速率与化学平衡探究整合应用1“自发反应一定能自动进行，而非自发反应一定不能发生”，这句话对吗？说明理由。【提示】不对。某些自发反应需在一定条件下才能自动进行，非自
5、发反应具备了一定条件也能发生。如甲烷燃烧是自发反应，但需点燃或加热才能反应；石灰石分解为氧化钙和二氧化碳为非自发反应，但在高温下可以发生。问题探究山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书课前自主学案知能优化训练课堂互动讲练专题2 化学反应速率与化学平衡探究整合应用2有人认为：放热反应可以自发进行，而吸热反应则不能。你同意这种观点吗？举例说明。【提示】不同意。多数能自发进行的化学反应是放热反应，但也有不少吸热反应也能自发进行。例如：NH4HCO3(s)CH3COOH(aq)=CO2(g)CH3COONH4(aq)H2O(l)H 37.3 kJ/mol。山东水浒书业有限公司 优化方案
6、系列丛书优化方案系列丛书课前自主学案知能优化训练课堂互动讲练专题2 化学反应速率与化学平衡探究整合应用3是否S0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；SSm(l)Sm(g)BSm(l)Sm(s)Sm(g)CSm(g)Sm(l)Sm(s)DSm(s)Sm(l)Sm(g)解析：选C。对于同一物质，气态时熵值最大，液态次之，固态时熵值最小。山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书课前自主学案知能优化训练课堂互动讲练专题2 化学反应速率与化学平衡探究整合应用课堂互动讲练要点一判断化学反应进行方向的判据1焓判据：化学反应能否自发进行
7、与吸热、放热的关系(1)多数能自发进行的化学反应都是放热反应。例如：在常温常压下，氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁的反应是自发的，反应放热。4Fe(OH)2(s)O2(g)2H2O(l)=4Fe(OH)3(s)H(298 K)444.3 kJmol1 山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书课前自主学案知能优化训练课堂互动讲练专题2 化学反应速率与化学平衡探究整合应用(2)有不少吸热反应也能自发进行。如：NH4HCO3(s)CH3COOH(aq)=CO2(g)CH3COONH4(aq)H2O(l)H(298 K)37.30 kJ/mol(3)有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在
8、较高温度下则能自发进行。如在室温下和较高温度下均为吸热过程的CaCO3的分解反应。CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H 176.5 kJ/mol所以焓变不是决定反应能否自发进行的唯一因素。山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书课前自主学案知能优化训练课堂互动讲练专题2 化学反应速率与化学平衡探究整合应用特别提醒：自发进行的反应不一定都是由高能状态到低能状态的过程，如NH4NO3溶于水是吸热过程，由低能状态到高能状态。因此焓判据只是判断反应方向的一个依据。2熵判据：熵变与反应方向的关系化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化，因此存在着熵变。反应的熵变S为生成物总熵与反
9、应物总熵之差。对于确定的化学反应，在一定条件下具有确定的熵变。山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书课前自主学案知能优化训练课堂互动讲练专题2 化学反应速率与化学平衡探究整合应用(1)许多熵增加的反应在常温常压下可以自发进行。例如：2H2O2(aq)=2H2O(l)O2(g)S467.4 Jmol1K1NH4HCO3(s)CH3COOH(aq)=CO2(g)CH3COONH4(aq)H2O(l)S184.05 Jmol1K1山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书课前自主学案知能优化训练课堂互动讲练专题2 化学反应速率与化学平衡探究整合应用(2)有些熵增加的反应在
10、常温常压下不能自发进行，但在较高温度下可以自发进行。例如：CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)S169.6 Jmol1K1C(石墨，s)H2O(g)=CO(g)H2(g)S133.8 Jmol1K1山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书课前自主学案知能优化训练课堂互动讲练专题2 化学反应速率与化学平衡探究整合应用(3)铝热反应是熵减小的反应，它在一定条件下也可以自发进行。2Al(s)Fe2O3(s)=Al2O3(s)2Fe(s)S39.35 Jmol1K1事实证明熵变是与反应能否自发进行有关的另一个因素。山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书课前自主学案知
11、能优化训练课堂互动讲练专题2 化学反应速率与化学平衡探究整合应用(2011年内蒙古赤峰高二调研)下列说法正确的是()A在常温下，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 kJ/mol，能自发进行，原因是体系有自发地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例例11山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书课前自主学案知能优化训练课堂互动讲练专题2 化学反应速率与化学平衡探究整合应用D在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反
12、应进行的方向【解析】正确解答本题，首先要明确焓判据和熵判据对化学反应方向的影响，然后利用自由能变化(复合判据)进行综合分析判断，同时要注意催化剂在化学反应中的作用。A项错误，有些熵值增大的吸热反应可以自发进行；C项错误的原因是要将二者综合起来即利用复合判据进行判断；D项中使用催化剂只能降低反应的活化能，不能改变反应的方向。山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书课前自主学案知能优化训练课堂互动讲练专题2 化学反应速率与化学平衡探究整合应用【答案】B【规律方法】焓变和熵变都是与反应能否自发进行有关的因素，但又都不能独立地作为反应自发性的判据，要判断反应进行的方向，必须综合考虑体系的
13、焓变和熵变对反应方向的综合影响。山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书课前自主学案知能优化训练课堂互动讲练专题2 化学反应速率与化学平衡探究整合应用变式训练1能用能量判据判断下列过程的方向的是()A水总是自发地由高处往低处流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多次洗牌以后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书课前自主学案知能优化训练课堂互动讲练专题2 化学反应速率与化学平衡探究整合应用解析：选A。A项，水总是自发地由高处向低处流，有趋向于最低能量状态的倾向，A对。吸热反应也可自发进行
14、，例如：25、1.01105 Pa时，2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)H56.7 kJ/mol，(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)H74.9 kJ/mol等不难看出，上述两个反应都是吸热反应，又都是熵增大的反应，显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的，B错。有序排列的火柴散落时成为无序排列、扑克牌洗牌后的无序排列有趋向于最大混乱度的倾向，都可用熵判据判断自发过程。山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书课前自主学案知能优化训练课堂互动讲练专题2 化学反应速率与化学平衡探究整合应用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
15、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。因此，必须综合焓判据和熵判据来判定某一反应的过程。1复合判据(自由能判据)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。要点二焓变和熵变对反应方向的共同影响山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书课前自主学案知能优化训练课堂互动讲练专题2 化学反应速率与化学平衡探究整合应用2复合判据与反应能否自发进行的关系GHTS0 反应不能自发进行3应用山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书课前自主学案知能优化训练课堂互动讲练专题2 化学反应速率与化学平衡探究整合应用(2011年福建厦门
16、高二竞赛选拔考试)灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制造器皿。现把白锡制成的器皿放在0、100 kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能再继续使用(已知在0、100 kPa条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为H2180.9 Jmol1，S6.61 Jmol1K1)()A会变B不会变C不能确定D升高温度才会变例例22山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书课前自主学案知能优化训练课堂互动讲练专题2 化学反应速率与化学平衡探究整合应用【思路点拨】【解析】在等温、等压条件下，自发反应总是向着HTS0的方向进行，直至达到平衡状态。因此，在0、100 kPa条件下，
17、白锡会不会变为灰锡的问题就转化为求算反应：白锡灰锡的HTS值的问题。HTS2180.9 Jmol1273 K(6.61 Jmol1K1)376.37 Jmol10，因此在该条件下白锡会变为灰锡。山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书课前自主学案知能优化训练课堂互动讲练专题2 化学反应速率与化学平衡探究整合应用【答案】A【规律方法】判断一个化学反应在一定温度下能否自发进行，应综合考虑焓变和熵变，根据复合判据GHTS判断。互动探究试从化学反应进行的方向分析这个变化的原因。山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书课前自主学案知能优化训练课堂互动讲练专题2 化学反应速率与
18、化学平衡探究整合应用【提示】由题目信息：灰锡结构松散，白锡结构坚固，可知：灰锡晶体中的原子会重新排列，体积增大，也就是锡原子的活动范围增大，熵增大，也就是说白锡变成灰锡的过程是熵增的过程，根据熵判据可知，此过程是自发的。变式训练2电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应是SiO2(s)4HF(g)=SiF4(g)2H2O(g)H(298.15 K)94.0 kJ/mol山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书课前自主学案知能优化训练课堂互动讲练专题2 化学反应速率与化学平衡探究整合应用S(298.15 K)75.8 J/(molK)设H和S不随温度变化而变化，试求此反应自发进行
19、的温度条件。答案：T1240 K山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书课前自主学案知能优化训练课堂互动讲练专题2 化学反应速率与化学平衡探究整合应用探究整合应用自由能的变化对反应方向的影响体系自由能变化(G单位：kJ/mol)，综合考虑了焓变和熵变对体系的影响：GHTS。(1)GHTS0 反应不能自发进行。山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书课前自主学案知能优化训练课堂互动讲练专题2 化学反应速率与化学平衡探究整合应用已知在100 kPa、298.15 K 时石灰石分解反应：CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H178.3 kJ/mol S160.4 J
20、/(molK)，则：(1)该反应_(填“能”或“否”)自发进行；(2)据本题反应数据分析，温度_(填“能”或“否”)成为反应方向的决定因素；例例山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书课前自主学案知能优化训练课堂互动讲练专题2 化学反应速率与化学平衡探究整合应用(3)若温度能决定反应方向，则该反应自发进行的最低温度为_。【解析】(1)GHTS178.3 kJ/mol 298.15 K160.4 10 3kJ/(molK)130.5 kJ/mol 0，所以该反应不能自发进行；(2)因为该反应H0、S0，所以根据GHTS可知在温度较高的时候，G可能小于0；(3)根据GHTSH/S1111.6 K。【答案】(1)否(2)能(3)1111.6 K
