2020高中化学 专题2 化学反应速率与化学平衡 第二单元 化学反应的方向和限度 第1课时 化学反应

-1-EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.第1课时化学反应的方向[明确学习目标]1.了解自发过程和化学反应的自发性。2.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，能用焓变和熵变说明化学反应的方向。1.化学反应的方向与自然界中的许多变化一样，化学反应具有□01方向性。许多化学反应的正反应能自动进行，而其逆反应无法自动进行。在一定温度和压强下，无需□02外界帮助就能自动进行的反应称之为自发反应。2．焓变与化学反应方向自然界中的许多自发过程，无论是物理过程还是化学过程，都有由能量较□03高状态向能量较□04低状态转化的倾向。研究表明，对于化学反应而言，绝大多数□05放热反应(ΔH□060)都能自发进行，且反应□07放出的热量越多，体系能量□08降低得越多，反应越□09完全。3．熵变与化学反应方向(1)熵：衡量一个体系□10混乱度的物理量。用符号S表示。在一个由大量微粒(分子、原子、离子)构成的体系中，微粒之间无规则排列的程度越□11大，体系的熵越□12大。(2)熵变：反应前后体系熵的变化叫做反应的熵变。用符号ΔS表示。ΔS0：发生变化后体系的混乱度□13增大；ΔS0：发生变化后体系的混乱度□14减小。化学反应的ΔS越□15大，越□16有利于反应自发进行。4．化学反应方向的判断焓变熵变化学反应的自发性ΔH0ΔS0一定能自发进行ΔH0ΔS0一定不能自发进行ΔH0ΔS0较低温度下能自发进行ΔH0ΔS0较高温度下能自发进行1．自发反应一定能发生反应，而非自发反应一定不能发生反应吗？提示：自发反应、非自发反应是指该反应过程是否有自发进行的倾向，而这个过程是否一定会发生则不能确定。如C的燃烧是一个自发反应，但要想发生反应，需借助外界条件点燃才能发生；NaCl和H2O反应生成NaOH、H2和Cl2是非自发的，但在通电(借助外力)的条件下可以发生。-2-2．吸热反应一定不能自发进行吗？举例说明。提示：不一定。多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有不少吸热反应能自发进行。如Ba(OH)2·8H2O晶体与氯化铵晶体的反应。化学反应的方向1．自发过程与自发反应的比较自发过程自发反应含义在一定条件下，不用借助于外力就能自发进行的过程在给定的条件下，可以自发地进行到显著程度的化学反应特征具有方向性，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是不自发的举例高山流水，自由落体，冰雪融化酸碱中和，钢铁生锈，一水合氨分解关系自发过程可以是物理过程，不一定是自发反应；自发反应一定是自发过程(1)自发反应实际上不一定能够发生，非自发反应在一定条件下也可能发生。(2)在描述某个反应是否属于自发反应时，一定要注意研究该反应的前提条件，如果没有指明反应条件，则不能判断该反应是否属于自发反应。如碳酸钙的分解反应在低温下是非自发的，但在高温下是自发的。2．熵变(1)影响熵(S)大小的因素①同一条件下，不同的物质熵值不同。②同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关，如对同一物质而言S(g)S(l)S(s)。③与物质的量的关系：物质的量越大，分子数越多，熵值越大。(2)常见的熵增加过程：固体的溶解过程、气体的扩散过程、水的汽化过程及墨水的扩散过程等。(3)常见的熵增加反应：气体的物质的量增大的反应。3．与自由能变化的关系(1)焓变和熵变均不能单独决定化学反应进行方向，为了判定化学反应进行方向采用自由能判断。ΔG＝ΔH－TΔS即ΔH－TΔS0反应能自发进行ΔH－TΔS＝0反应达到平衡状态ΔH－TΔS0反应不能自发进行(2)数学象限法判断化学反应的自发性(如图)-3-[对点练习]1．下列说法完全正确的是()A．自发进行的反应均是放热反应B．ΔS为正值的反应均能自发进行C．物质的量增加的反应，ΔS为正值D．CaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g)：ΔS0答案D解析有些吸热反应也可以自发进行，如(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)，故A错误；熵变与反应的自发性有关，但不能独立地作为反应是否自发的判据，故B错误；物质的量增加的反应，其混乱度不一定增加，即ΔS不一定为正值，如2H2S(g)＋O2(g)===2H2O(l)＋2S(s)，故C错误；CaCO3(s)分解产生了气体，为熵增加反应，故D正确。2．已知在等温等压条件下，化学反应方向的判据为ΔH－TΔS0反应能自发进行ΔH－TΔS＝0反应达到平衡状态ΔH－TΔS0反应不能自发进行设反应A===D＋EΔH－TΔS＝(－4500＋11T)J·mol－1，要防止反应发生，温度必须()A．高于409KB．低于136KC．高于136K而低于409KD．低于409K答案A解析要防止反应发生需满足ΔH－TΔS0的条件，解不等式得T409K，故A正确。规律方法(1)不能片面地用焓判据、熵判据孤立判断。(2)不能忽视温度在大多数化学反应方向判断中的作用。(3)不能错误认为“自发反应”不需要任何条件。(4)不能忽视ΔH、T、ΔS单位的协调一致。本课归纳总结-4-1．下列说法中正确的是()A．能自发进行的反应一定能迅速发生B．不能自发进行的反应一定不能发生C．能自发进行的反应也可能没有发生D．常温下，2H2O=====通电2H2↑＋O2↑，即常温下水的分解反应是自发反应答案C解析能否自发进行与反应进行的快慢没有必然的联系，能自发进行的反应，不一定反应快，因为反应进行的快慢受反应条件的影响，A项错误；非自发反应在一定条件下也可实现，B项错误；D项属于非自发反应，只有C项符合题意。2．在一定温度下，能够用于判断一个反应是不是自发过程的依据是()A．只与焓变有关B．只与熵变有关C．由焓变和熵变共同决定D．与焓变、熵变皆无关答案C解析利用焓判据和熵判据来判断一个反应是否能够自发进行，如ΔH0，ΔS0的反应一定能自发进行。3．已知吸热反应2CO(g)===2C(s)＋O2(g)，设ΔH和ΔS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答案D解析已知反应2CO(g)===2C(s)＋O2(g)的ΔH0，ΔS0，所以ΔH－TΔS0，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。4．25℃和1.01×105Pa时，反应2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋56.7kJ/mol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-5-C．该反应是熵减小的反应D．该反应熵增效应大于能量效应答案D解析根据熵判据，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。5．向锥形瓶中加入约20gNH4Cl晶体，在一小木块上洒少量水，将锥形瓶放在木头上，再向其中加入约40gBa(OH)2·8H2O。用玻璃棒将固体充分混合均匀，静置。回答下列各问题：(1)拿起木块时发现__________________，证明该反应的ΔH________0(填“”或“”)。(2)写出反应的化学方程式：___________________________。该反应中有________生成，可证明ΔS________(填“”或“”)0。(3)下列变化过程与该实验中的焓变和熵变符号相同的是________。A．NH4NO3溶于水B．CaCO3的分解反应C．NaOH溶于水D．甲烷的燃烧答案(1)锥形瓶“粘”在木块上(2)2NH4Cl＋Ba(OH)2·8H2O===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O气体(3)AB解析(3)该实验中反应的特点为ΔH0，ΔS0，因此A、B符合，C、D中反应的ΔH0。