《2018_2019版高中化学专题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课时学案苏教版选修》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018_2019版高中化学专题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课时学案苏教版选修（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第第 1 1 课时课时 化学反应方向化学反应方向学习目标定位 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，能用焓变和熵变说明化学反应的方向。一、自发过程和自发反应1.自发过程：在一定条件下，不借助外力而自发进行的过程。回答下列问题：(1)下列现象的发生，你认为是自发过程的是_(填字母)。A.水由高处往低处流B.气温升高冰雪融化C.室温下，水自动结成冰D.生锈的铁变光亮答案 AB(2)自发过程具有的特点能量角度体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或者释放热量)。混乱度角度体系趋向于从有序状态
2、转变为无序状态。2.有下列化学反应：白磷自燃、氯化氢分解、煤燃烧、钠与水反应、酸碱中和反应，其中属于能自发进行的化学反应(简称自发反应)的是，属于放热反应的是。二、化学反应进行的方向与焓变、熵变的关系1.化学反应进行的方向与焓变的关系2(1)分析下列反应进行的方向与 H之间的关系：NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)，酸碱中和反应是放热反应，H0，该反应在常温下能自发进行。CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g) H0，该反应在常温下不能自发进行，但在较高温度下能自发进行。(2)自发反应与焓变的关系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，
3、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.化学反应进行的方向与熵变的关系(1)熵的概念自发过程的体系趋向于由有序转变为无序，体系的混乱度增大。体系的混乱度常用熵来描述，熵的概念是表示体系的混乱或无序程度的物理量，其符号为S。熵值越大，体系的混乱度越大。(2)影响熵大小的因素同一条件下，不同的物质熵值不同。同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关，如同一种物质不同状态时熵值大小为S(g)S(l)S(s)。气态物质的物质的量越大，分子数越多，熵值越大。(3)熵判据在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，即熵变(符号 S)大于零，这个原理叫做熵增原理
4、。在用熵变来判断过程的方向时，就称为熵判据。当 S0 时，反应为熵增反应，在一定条件下能自发进行。当 S0，有利于反应自发进行。3(3)在实际的化学反应中，若 H与 S符号相同时，对化学反应的方向的影响作用出现矛盾，因此，在分析一个具体化学反应自发进行的方向时，不能孤立地使用焓判据或熵判据来分析，否则，可能会得出错误的结论。例 1 下列自发反应可用焓判据来解释的是( )A.2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)H56.7 kJmol1B.(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)H74.9 kJmol1C.2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1D.
5、CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H178.2 kJmol1答案 C解析 从焓变的角度分析，化学反应由高能状态向低能状态转化，使体系能量降低，表现为放热反应，较易进行。考点 化学反应进行的方向及其判断题点 反应焓变与反应方向例 2 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B.NH4HCO3(s)=NH3(g)H2O(g)CO2(g) H185.57 kJmol1，能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的倾向C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变和熵变均可以单独作为反应自发性的判据D.在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变
6、化学反应进行的方向答案 B解析 A 项，有些能使熵值增大的吸热反应可以自发进行，错误；C 项，焓变和熵变均不能单独作为反应自发性的判据，错误；D 项，使用催化剂只能降低反应的活化能，增大反应速率，不能改变反应的方向，错误。考点 化学反应进行的方向及其判断题点 反应焓变、熵变与反应方向的综合三、化学反应进行的方向与自由能变化的关系1.用焓变和熵变的复合判据判断反应的方向(1)由焓判据知放热反应是易自发进行的；由熵判据知熵值增加是自发的。很多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。4(2)体系的自由能变化(符号为 G，单位为 kJmol1)综合考虑了焓变和熵变对体系的影响，可用
7、于化学反应自发进行的方向的判断，GHTS。2.已知反应：2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)在 298 K、101 kPa 的条件下，其H113.0 kJmol1，S145.3 Jmol1K1。该反应_(填“能”或“不能”)用于消除汽车尾气中的 NO，理由为_。答案 能 该反应的 HTS69.7 kJmol10，则 G0，S0，反应一定不能自发进行。当 H0，S0 或 H0，反应后气体体积增大，S0，错误；D 项是吸热反应，H0，反应后气体体积增大，S0，错误。考点 化学反应进行的方向及其判断题点 化学反应进行方向的复合判据例 4 回答下列问题：(1)用钌的配合物作催化剂，一定条
8、件下可直接光催化分解 CO2，发生反应：2CO2(g)=2CO(g)O2(g)，该反应的 H_(填“” “0，S0，则：该反应常温下_(填“能”或“不能”)自发进行。据本题反应数据分析，温度_(填“能”或“不能”)成为反应方向的决定因素。(3)已知 CaSO4(s)CO(g)CaO(s)SO2(g)CO2(g)H218 kJmol1，该反应能够自发进行的反应条件是_。(4)某吸热反应能自发进行，则该反应的 S_(填“”或“ 不能 (2)不能 能 (3)高温(4)解析 (1)该反应为吸热反应，化学反应后气体的化学计量数之和增加，所以H0，S0，故低温下 GHTS0，反应不能自发进行。(2)常温下
9、石灰石不分解。该反应的 H0，S0，属于熵增加的吸热反应，故在高温下该反应能够自发进行。(3)自发反应的条件是 HTS0，故T，即T值较大，该反应应在高温下进行。H S(4)吸热反应能自发进行，即 H0，HTS0，故 S0。考点 化学反应进行的方向及其判断题点 化学反应进行方向的复合判据1.知道了某过程有自发性之后，则( )A.可判断过程的方向B.可确定过程是否一定会发生C.可预测过程发生完成的快慢D.可判断过程的热效应答案 A6解析 判断某反应是否自发，只是判断反应的方向，与反应是否会发生、反应的快慢、反应的热效应无关。考点 化学反应进行的方向及其判断题点 自发过程与自发反应的概念辨析2.(
10、2017盐城高二期末)下列反应中 H0，S0 的是( )A.2Mg(s)CO2(g)=2MgO(s)C(s)B.低温下能自发进行的反应：NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)C.高温下能自发进行的反应：SiO2(s)2C(s)=Si(s)2CO(g)D.任何温度下均能自发进行的反应：2H2O2(l)=2H2O(l)O2(g)答案 C解析 反应 2Mg(s)CO2(g)=2MgO(s)C(s)的 H0，S0，A 项错误；反应 NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)的 S0，低温下能自发进行，根据 GHTS可知 H0，B项错误；反应 SiO2(s)2C(s)=Si(s)2CO(g)的 S0
11、，高温下能自发进行，说明反应H0，C 项正确；任何温度下均能自发进行的反应说明 H0，S0，D 项错误。考点 化学反应进行的方向及其判断题点 反应焓变与反应方向3.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.S为正值的反应均能自发进行C.物质的量增加的反应，S为正值D.CaCO3(s)受热分解为 CaO(s)和 CO2(g)：S0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；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；物质的量增加的反应，其混乱度不一定增加，即 S不一定为正值，如
12、2H2S(g)O2(g)=2H2O(l)2S(s)，故 C 错；CaCO3(s)的分解产生了气体，为熵增加反应，故 D 正确。考点 化学反应进行的方向及其判断题点 反应熵变与反应方向4.已知在等温等压条件下，化学反应方向的判据为HTS0 反应不能自发进行设反应 A=DE HTS(4 50011T) Jmol1，要防止反应发生，温度必须( )A.高于 409 K7B.低于 136 KC.高于 136 K 而低于 409 KD.低于 409 K答案 A解析 要防止反应发生需满足 HTS0 的条件，解不等式得T409 K，故 A 正确。考点 化学反应进行的方向及其判断题点 化学反应进行方向的复合判据
13、5.向锥形瓶中加入约 20 g NH4Cl 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 40 g Ba(OH)28H2O，如图所示。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 H_0(填“”或“”或“(2)2NH4ClBa(OH)28H2O=BaCl22NH310H2O 气体 (3)AB解析 (3)该实验中反应方程式的特点为 H0，S0，因此 A、B 符合，C、D 项中反应的H0D.2Mg(s)O2(g)=2MgO(s) H0，按焓判据反应不能发生，而题给条件是能自发进行，所以不能用“焓判据”解释该反应为自发反应。考点 化学反应进
14、行的方向及其判断题点 反应焓变与反应方向3.下列反应在常温下能自发进行，并既能用焓判据解释又能用熵判据解释的是( )A.HCl(g)NH3(g)=NH4Cl(s)B.2KClO3(s)=2KCl(s)3O2(g)C.2Na2O22H2O=4NaOHO2D.Ba(OH)28H2O2NH4Cl=BaCl22NH310H2O答案 C解析 A 项，两种气体生成一种固体，熵减小，不能用熵判据解释，不符合题意；B 项是吸热反应，不能用焓判据解释，不符合题意；C 项，该反应是放热反应，生成物能量降低，能用焓判据解释，同时，固体与液体反应生成了气体，熵增加，也能用熵判据解释，符合题意；D 项，NH4Cl 与 Ba(OH)28H2O 反应产生 NH3，熵增加，能用熵判据解释，同时温度降低，是一个吸热反应，不能用焓判据解释，不符合题意。考点 化学反应进行的方向及其判断题点 反应熵变与反应方向4.下列说法正确的是( )A.反应 N2(g)3H2(g)2NH3(g)的 H0B.反应 2CO2NO=N22CO2在常温下能自发进行，则反应的 H0，S0C.反应 TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(g)O2(g) H0 能自发进行，其原因是 S0D.反应 NH3(g)HI(g)=NH4I(s)在低温下可自发进行，则 H0，S09答案 C解析 该反应的正反应为
