化学选修4 化学反应原理第四节 化学反应进行的方向教案

这是一份化学选修4 化学反应原理第四节 化学反应进行的方向教案，共5页。

2．通过“有序”和“无序”的对比，理解熵和熵变的概念。
3．初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响，能用焓变和熵变判断化学反应的方向。
1.反应方向的焓判据是指放热过程中体系能量降低，ΔH<0反应具有自发进行的倾向。
2．反应方向的熵判据是指在密闭条件下，体系有自发地向混乱度增加(ΔS>0)的方向转变的倾向。
3．同一物质由固态(s)→液态(l)→气态(g)的过程为熵值增大的过程，ΔS>0；反之，为熵值减小的过程，ΔS<0。
4．当 ΔH<0，ΔS>0，反应能自发进行；当ΔH>0，ΔS<0，反应不能自发进行。
eq \a\vs4\al(自发过程和自发反应)
1．自发过程与自发反应
2．自发过程的特点
(1)体系趋向于从高能状态转变为低能状态。
(2)体系趋向于从有序体系转变为无序体系。
1．下列过程是非自发的是( )
A．水由高处向低处流
B．天然气的燃烧
C．铁在潮湿空气中生锈
D．室温下水结成冰
解析：选 D 自然界中水由高处向低处流，天然气的燃烧，铁在潮湿空气中的生锈，室温下冰的融化，都是自发过程，其逆向都是非自发的。
2．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反应
B．非自发进行的反应一定不可能发生反应
C．能自发进行的反应实际可能没有发生反应
D．常温下，2H2Oeq \(=====,\s\up7(通电),\s\d5( ))2H2↑＋O2↑，即常温下水的分解反应是自发反应
解析：选C 在温度、压强一定的条件下，化学反应自动发生的趋势，即反应发生的可能性，它并不能说明在该条件下一个可能自发进行的化学反应能否实际发生，因为化学反应能否实际发生还涉及到反应速率问题，所以A不正确，非自发不含有“不可能”之意。例如：水的分解在常温常压下是非自发的，但在通直流电条件下，电解生成氢气和氧气，只不过消耗了其他功，所以选项B错误；水
在常温常压下电解才发生分解，即环境对它作电功才能使它发生，所以是非自发反应，所以D不正确。
3．不属于自发进行的变化是( )
A．红墨水加到清水中使整杯水变红
B．冰在室温下融化成水
C．NaHCO3转化为Na2CO3
D．铁器在潮湿的空气中生锈
解析：选C 红墨水加到清水中使整杯水变红，属于自发进行，故A错误；冰在常温下融化成水，属于自发进行，故B错误；NaHCO3分解成Na2CO3，需要加热，不是自发过程，故C正确；铁器在潮湿的空气中生锈，是自发过程，故D错误。
eq \a\vs4\al(化学反应进行方向的判断)
1．焓判据
[特别提醒] 有些吸热反应也能自发进行，如2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＞0，能自发进行。
2．熵判据
(1)熵：科学家用来量度体系混乱程度的物理量，用S表示。
(2)熵变：ΔS＝S(生成物)－S(反应物)
(3)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增大，即熵变大于零。
(4)熵判据：体系有自发地向熵增的方向转变的倾向，熵变是影响反应自发进行的一个因素，但不是惟一因素。
(5)熵变对化学反应方向的影响。
①熵增加的反应在一定条件下都可自发进行。
如2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)在常温下能自发进行。
②有些熵减小的反应也能自发进行。
如NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)。
3．复合判据
ΔG＝ΔH－TΔS＜0反应能自发进行； ΔG＝ΔH－TΔS＝0反应达到平衡状态；ΔG＝ΔH－TΔS＞0反应不能自发进行。温度与反应方向关系：
1．下列自发反应可用焓判据来解释的是( )
A．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋56.7 kJ·ml－1
B．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＝＋74.9 kJ·ml－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－286 kJ·ml－1
D．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)ΔH＝＋178.2 kJ·ml－1
解析：选C 从焓变的角度分析，化学反应有由高能状态向低能状态转化，使体系能量降低的趋势，表现为放热反应较易进行。
2．下列说法正确的是( )
A．反应2Mg(s)＋CO2(g)===C(s)＋2MgO(s)能自发进行，则该反应的ΔH<0
B．ΔH<0、ΔS<0的反应在高温条件下能自发进行
C．反应CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)的ΔS<0
D．同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
解析：选A 反应物中有气体，生成物中没有气体，则ΔS<0，若要使反应自发进行，ΔH－TΔS<0，则ΔH必须小于0，A项正确；根据ΔH－TΔS<0时，反应能自发进行，则ΔH<0、ΔS<0的反应在高温条件下不能自发进行，B项错误；反应物中无气体，生成物中有气体，则ΔS>0，C项错误；同一物质不同状态的熵值：气体>液体>固体，D项错误。
3．下列反应在任何温度下均能自发进行的是( )
A．2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g)ΔH＝＋163 kJ·ml－1
B．Ag(s)＋eq \f(1,2)Cl2(g)===AgCl(s)ΔH＝－127 kJ·ml－1
C．HgO(s)===Hg(l)＋eq \f(1,2)O2(g)ΔH＝＋91 kJ·ml－1
D．H2O2(l)===eq \f(1,2)O2(g)＋H2O(l)ΔH＝－98 kJ·ml－1
解析：选D 反应自发进行的前提条件是反应的ΔH－TΔS<0，温度的变化可能使ΔH－TΔS的符号发生变化。A项，ΔH>0，ΔS<0，在任何温度下，ΔH－TΔS>0，即任何温度下，反应都不能自发进行；B项，ΔH<0，ΔS<0，在较低温度下，ΔH－TΔS<0，即反应温度不能过高；C项，ΔH>0，ΔS>0，若使反应自发进行，即ΔH－TΔS<0，必须提高温度，即反应只有在较高温度下才能自发进行；D项，ΔH<0，ΔS>0，在任何温度下，ΔH－TΔS<0，即在任何温度下反应均能自发进行。
自发过程
自发反应
含义
在一定条件下，不需要借助外力就能自发进行的过程
在给定的条件下，可以自发进行到显著程度的化学反应
特征
具有方向性，即某个方向在一定条件下是自发的，而其逆方向在该条件下是肯定不能自发进行的
举例
高山流水，自由落体运动
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
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ΔH＜0，一般能自发进行；若该反应为吸热反应，即ΔH＞0，一般不能自发进行
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惟一因素