第2章 第3节 化学反应进行的方向-导学案-2021-2022学年高二化学人教版（2019）选择性必修1.docVIP

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第3节化学反应进行的方向

学习目标：

1.从焓变和熵变角度，认识化学反应的“内因”，了解化学反应进行的方向判断。(重点)

2.从复合判据的角度，预测在一定条件下某种物质可能发生的化学变化。(难点)

一、自发过程和自发反应

1．自发过程与自发反应区别

自发过程

自发反应

含义

在一定条件下，不用借助于就能自动进行的过程

在给定的条件下，可以进行到显著程度的化学反应

特征

具有，即过程的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程逆方向在该条件下肯定自发进行

举例

高山流水，自由落体，冰雪融化

钢铁生锈

应用

(1)可被用来完成有用功。如H2燃烧可设计成原电池

(2)非自发过程要想发生，必须对它做功。如通电将水分解为H2和O2

2．体系趋向于从高能状态转变为低能状态。

3．体系趋向于从有序体系转变为无序体系。

二、化学反应方向的判断

1．焓判据

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

焓变与反应自发性的关系

若该反应为放热反应，即ΔH0，一般能自发进行；若该反应为吸热反应，即ΔH0，一般不能自发进行

局限性

有些吸热反应也能自发进行，所以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

[特别提醒]有些吸热反应也能自发进行，如2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)ΔH0，能自发进行。

2．熵判据

熵与熵变

熵：科学家用来量度体系的程度的物理量，用表示。

熵变：ΔS＝S(生成物)－S(反应物)

熵增原理

在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵，即熵变

零。

同一物质不同状态的熵值比较：S(g)＞S(l)＞S(s)

熵判据

体系有自发地向熵的方向转变的倾向

局限性

有些熵减反应也能自发进行，所以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

三、复合判据

1．表达式：ΔG＝ΔH－TΔS。

2．规律

当ΔH0，ΔS0时，反应自发进行；

当ΔH0，ΔS0时，反应不自发进行；

当ΔH0，ΔS0或ΔH0，ΔS0时，反应能否自发与温度有关。

结论：当一个反应的ΔG＝ΔH－TΔS0时反应才能自发进行。

只要根据和的情况，确定是低温自发还是高温自发，还是都不能自发，或都自发。

例题1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)体系有序性越高，熵值就越大。()

(2)在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大。()

(3)吸热反应不可以自发进行。()

(4)同种物质气态时熵值最大。()

(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。()

2．一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，如图表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol－1)的变化：

关于该反应的下列说法中，正确的是()

A．ΔH0，ΔS0 B．ΔH0，ΔS0

C．ΔH0，ΔS0 D．ΔH0，ΔS0

[思考交流]

已知：2H2＋O2eq\o(=====,\s\up10(点燃))2H2O

2NH4Cl＋Ba(OH)2·8H2O===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O均为自发反应。

(1)自发反应不需要任何条件就能自发进行吗？

(2)自发反应就是物质能量降低的过程吗？

(3)自发反应与其逆过程互为可逆反应吗？

例题3．下列过程是非自发的是()

A．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

课堂练习：

1.下列关于自发过程的叙述中，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

2．指出下列反应或过程的ΔS的正、负号，并判断常温时，反应能否自发进行。

(1)2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)，ΔS________0，________自发进行。

(2)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)，ΔS________0，________自发进行。

(3)－10℃的水结冰，ΔS________0，________自发进行。

课堂检测

1．下列说法不正确的是()

A．焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，放热反应具有自发进行的倾向

B．在同一条件下物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大

C．自发反应是指不需要条件就能发生的反应

D．一个反应能否自发进行与焓变和熵变