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1、第四节 化学反应进行的方向,阅读思考,自主检测,任务一、认真阅读教材第34页的内容,思考回答下列问题: 1.不需要借助于外力就可以自动进行的自发过程(如高山流水,自由落体运动等)有何共同特点? 提示体系趋向于从高能状态转变为低能状态(这时体系会对外部做功或者释放能量)。 2.从能量变化的角度来看,化学反应进行的倾向是什么? 提示放热过程体系能量降低,具有自发进行的倾向。 任务二、认真阅读教材第35页的内容,思考回答下列问题: 1.科学家引入熵这一物理量的目的是什么?同一物质的不同聚集状态,熵的大小有何不同? 提示科学家用熵来量度体系的混乱(或无序)的程度。同一种物质,气态时熵值最大,液态次之,
2、固态时最小。,阅读思考,自主检测,2.从熵变的角度来看,化学反应的倾向是什么? 提示反应体系有自发地向混乱度增加(即熵增)的方向转变的倾向。 3.利用熵变和焓变判断反应方向时,应注意什么问题? 提示判断反应方向,必须综合考虑体系的熵变和焓变,因为熵变和焓变都与反应的方向有关。 在讨论过程的方向问题时,我们指的是没有外界干扰时体系的性质。 过程的自发性只能用于判断过程的方向,不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。,阅读思考,自主检测,1.下列说法正确的是( ) A.凡是放热反应都是自发的,凡是吸热反应都是非自发的 B.自发反应一定是放热反应,非自发反应一定是吸热反应 C.自发反应在恰当条件
3、下才能实现 D.自发反应在任何条件下都能实现 答案:C 2.下列对熵的理解不正确的是( ) A.同种物质气态时熵值最大,固态时熵值最小 B.体系越有序,熵值越小;越混乱,熵值越大 C.与外界隔绝的体系,自发过程将导致体系的熵减小 D.一定条件下水由气态变为液态是熵减小的过程 答案:C,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,探究问题 以下过程均为自发反应或自发过程: 硝酸铵溶于水要吸热。 冰融化要吸热。 两种或两种以上互不反应的气体通入一密闭容器中,最终会混合均匀。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,1.对于自发反应,从能量角度分析它们为什么可以自发? 提示这三个化学反应都是放热反应,H0。
4、 3.综合分析上述反应,得出判断化学反应方向的依据是什么? 提示判断化学反应的方向,需综合考虑焓变和熵变。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,知识点拨 一、自发过程和自发反应 1.自发过程:在一定条件下,不需要外力作用就能自动进行的过程。 2.自发反应是自发过程的一种,在给定的一组条件下,一个反应可以自发地进行到显著程度。 3.非自发过程:在一定条件下,需持续借助人为作用才能进行的过程。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,二、化学反应方向的复合判据 体系的自由能变化(符号为G,单位为kJmol-1)综合考虑了焓变和熵变对体系的影响,可用于判断化学反应自发进行的方向,表达式为G=H-TS
5、。在温度、压强一定的条件下,自发反应总是向G=H-TS0时,则H-TS0、S0,任何温度下反应均不能自发进行。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,(3)H0、S0时,则H-TS在较高温度时可能小于零,所以高温下反应能自发进行。 (4)H0、S0时,则H-TS在较低温度时可能小于零,所以低温下反应能自发进行。 图解如下:,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,考向一 自发过程和自发反应 【例题1】 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 解析:自然界中水由高处向低处流、煤炭的燃烧、铁在潮湿空气中生锈、室温下冰的融化,都是自
6、发过程,其逆向都是非自发的。 答案:D,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,规律方法点拨 自发过程的特征是:体系趋向于由高能状态转变为低能状态;在密闭条件下,体系从有序自发转变为无序;具有方向性。 判断某过程是否自发,不是看是否需要条件,而是看是否需要持续施加外力(如加热等)。 判断某过程是否自发,也可以根据其逆向过程是否自发来判断:若逆向过程自发,则正向过程一定不自发,若逆过程不自发,则正向过程一定自发。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,成功体验1下列反应属于非自发反应的是( ) A.钠与水反应 B.氢气在氧气中燃烧生成水 C.水分解变成氢气和氧气 D.氨气和氯化氢相遇变成氯化铵 解
7、析:水分解变成氢气和氧气需要持续不断的通电,所以水分解变成氢气和氧气是非自发的反应。 答案:C,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,考向二 化学反应进行方向的判据 题型一 判断化学反应或变化过程的熵变 【例题2】 对下列过程中熵变的判断不正确的是( ) A.溶解少量食盐于水中:S0 B.碳和氧气反应生成CO(g):S0 C.H2O由气态变成液态:S0 D.CaCO3(s)高温分解为CaO(s)和CO2(g):S0 解析:A项食盐晶体中Na+、Cl-不能自由运动,但食盐溶于水后,电离出自由移动的Na+、Cl-,则S0;B项2C(s)+O2(g) 2CO(g),注意C是固体,n(CO)n(O2)
8、,则S0;C项H2O由气态变为液态,则S0。 答案:C,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,规律方法点拨 熵变正负的判断方法 (1)对于产生气体的反应,气体物质的量增大的反应,S0,是熵增大的反应。气体物质的量减小的反应,SS(l)S(s)。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,成功体验2下列反应或过程的S0的是( ) 答案:A,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,题型二 化学反应方向判据的应用 【例题3】 下列关于化学反应的熵变的叙述正确的是 ( ) A.化学反应的熵变与反应的方向无关 B.化学反应的熵变直接决定了反应的方向 C.熵值增大的反应都是混乱度增大的反应 D.熵值增大的反应都
9、能自发进行 解析:熵值增大的反应,即S0的反应容易自发进行,所以熵变与反应的方向有关;熵变是与反应能否自发进行有关的一个因素,但不是唯一因素,所以B项错误;自发反应不一定S0,故D项错误。 答案:C,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,成功体验3下列说法中正确的是( ) A.凡是放热反应都能自发进行 B.所有的自发反应都是放热的 C.焓变是决定反应是否具有自发性的判据 D.焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素 解析:多数能够自发进行的反应都是放热反应,但也有些自发进行的反应是吸热反应。反应的自发性与焓变并不严格一致,焓变是影响反应自发进行的重要因素,但不是唯一因素。 答案:D,重点难点
10、探究,重要考向探究,随堂检测,成功体验4对于化学反应能否自发进行,下列说法中错误的是( ) A.若H0,任何温度下都能自发进行 B.若H0,S0,S0,低温时可自发进行 D.若H0,S0,低温时可自发进行,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,解析: 答案:C,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,1.研究过程自发性的目的是( ) A.判断过程的方向 B.确定过程是否一定发生 C.判断过程发生的速率 D.判断过程的热效应 解析:研究过程的自发性用于判断过程的方向,不能确定过程是否一定会发生、过程发生的速率、过程的热效应等。 答案:A,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,2.下列反应中,在一定
11、温度下,属于自发进行的吸热反应的是( ) A.NaOH与HCl反应 B.CO与O2点燃 C.Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应 D.SO3与H2O反应 解析:选项中4个反应都可自发进行,但只有C项是吸热反应。 答案:C,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,3.下列反应中,熵增加的是( ) 解析:对于同种物质,S(g)S(l)S(s)。一般地,有气体生成的反应、气体分子数增加的反应是熵增大的反应。B中有气体生成,故熵增大。A、D中气体分子数减少,C中气体分子数不变。 答案:B,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,4.反应CH3OH(l)+NH3(g) CH3NH2(g)+H2O(g)在某温度下自发向右进行,若反应的|H|=17 kJmol-1,|H-TS|=17 kJmol-1,则下列选项中正确的是( ) A.H0,H-TS0 C.H0,H-TS0 D.H0,所以选A项。 答案:A,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,5.某化学反应的H=-122 kJmol-1,S=231 Jmol-1K-1,则此反应在下列哪种情况下可自发进行( ) A.在任何温度下都能自发进行 B.在任何温度下都不能自发进行 C.仅在高温下自发进行 D.仅在低温下自发进行 解析:题中H0,故必有H-TS0,故在任何温度下都能自发进行。 答案:A,
