自学05 化学反应的方向-【刷透假期】高一化学暑假作业自测+预习自学（人教版2019）

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自学05 化学反应的方向
自学目录：
【核心素养分析】
【知识导图】
【目标导航】
【自学内容】
【自学检测】
【核心素养分析】
1.证据推理与模型认知：了解到判断化学反应进行方向的三个判据，构建判断化学反应自发性的思维方
法模型。
2科学态度与社会责任：根据三个判据的发展过程，理解科学知识的曲折发展历程，增强对化学反应
自发性研究重要意义的认识。
【知识导图】
【目标导航】
1.了解自发反应的焓判据
2.了解混乱度熵的概念及嫡增原理
3.根据反应的焓变和熵变两个判据，判断反应自发进行的可能性：
4.了解根据吉布斯自由能变判定化学反应的方向。
【自学内容】
一、自发过程和自发反应
1．自发过程
（1）含义：在一定条件下， ，就能自发进行的过程。
（2）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 。
（3）举例：高山流水，自由落体，冰雪融化，电流总是从电势高的地方向电电势低的地方流动，钢铁生锈。
2．自发反应
（1）含义：在温度和压强一定的条件下 就能自发进行的反应称为自发反应。
（2）特点：
①体系趋向于从 状态转变为 状态(体系 热量)。
②在密闭条件下，体系有从 转变为 的倾向性(无序体系更加稳定)。
（3）举例：钢铁生锈，Zn与CuSO4溶液反应生成Cu。
3、自发过程和自发反应的比较
【易错提醒】①自发过程可以是物理过程，不一定是处自发反应，而自发反应一定是自发过程。
②某些自发反应需要在一定条件下才能自发进行，非自发反应具备一定条件下也能自发进行。
③一般地，如果一个过程是自发的，其逆过程在相同条件下就是非自发的。
二、化学反应方向与焓变的关系
放热反应过程中体系能量 ，因此具有 进行的倾向，科学家提出用 来判断反应进行的方向，这就是 。
①多数放热反应是自发进行的。例如燃烧反应、中和反应等。
②有些吸热反应也可以自发进行，如：2N2O5(g) ⇄ 4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋109.8 kJ·ml－1，故不能根据放热或吸热来判断反应方向。
③有些吸热反应在常温下不能自发进行，但在较高温度能自发进行，如碳酸钙在高温下就能自发进行。
④只用焓判据判断反应是否自发不全面。
【易错提醒】自发反应与反应条件没有必然联系。如许多自发反应在常温常压下就能进行，但有些自发反应在常温常压下就不能进行，如酒精的燃烧就要点燃。
三、化学反应方向与熵变的关系
1．熵、熵变的概念
（1）熵：衡量体系 的物理量，符号为 ,单位为： 。
（2）熵变：生成物与反应物熵值之 ，符号为 。
2．熵值大小
（1）同一条件下，不同的物质熵值 。
（2）体系的熵值：体系的 越大，体系的熵值就 。
（3）同一物质的熵值：S（g） S（l） S（s），同一物质的物质的量越大，分子数越多，熵值越大；同一条件下，不同物质的熵值不同。
（4）物质的复杂程度：一般组成物质的原子种类相同时，分子中的原子数目越多，其混乱度越 ，熵值
越 。
（5）对于一个特定的气相反应,熵变的大小取决于反应前后的气体物质的化学计量数大小。
3．熵变与反应的方向
①反应熵变的计算式：△S＝S（生成物）－S（反应物）
②熵判据：体系有自发地向混乱度 (即熵增)的方向转变的倾向，因此可用 来判断反应进行的方向。
③有些熵减的反应也能自发进行，如铝热反应，故只用熵变来判断反应方向也不全面，只有孤立体系或绝热体系，才能用熵增来判断反应方向。
四、化学反应方向与自由能
1．自由能变化：符号为 ，单位为kJ·ml－1。
2．自由能变化与焓变、熵变的关系：ΔG＝ 。ΔG不仅与 有关，还与 有关。
3．反应方向与自由能的关系
（1）化学反应总是向着 的方向进行，直到体系达到 。
①当ΔG＜0时，反应 ；
②当ΔG＝0时，反应 ；
③当ΔG＞0时，反应 。
【易错提醒】①适用条件：恒温恒压；②局限性：只能判断反应发生的可能性，不能判断反应是否实际发生。
（2）温度对化学反应自发性的影响
①△H＜0，△S＞0：在任何温度时都 自发进行
②△H＞0，△S＜0：在任何温度时都 自发进行
③△H＜0，△S＜0： 自发
④△H＞0，△S＞0： 自发
4．反应自发进行的最低或最高温度的计算
（1）计算依据：△H－T△S≤0
①若△S＞0，则T ，为 温度
②若△S＜0，则T ，为 温度
（2）注意单位的换算
①△S的单位为：
②△H的单位为：
③T的单位为：
【自学检测】
一、正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)凡是放热反应都是自发的,吸热反应都是非自发的。( )
(2)Na与H2O的反应是熵增的放热反应,该反应能自发进行。( )
(3)放热过程有自发进行的倾向,但不一定能自发进行,吸热过程没有自发进行的倾向,但在一定条件下也可自发进行。( )
(4)-10 ℃的水结成冰,可用熵判据来解释反应的自发性。( )
(5)ΔH0的反应在低温时不能自发进行。( )
(6)在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂可以改变化学反应进行的方向。( )
(7)能自发进行的反应一定能迅速发生。( )
(8)因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为判断反应能否自发进行的判据。( )
二、选择题
1．奥地利物理学家Bltzmann首次将熵与混乱度定量地联系起来，即S= klnΩ(k为Bltzmann常数， Ω为混乱度，也即微观状态数，也粗略地看作空间排列的可能性数目)。在相同的温度和压强下，下列有关熵大小比较正确的是
A．1ml 正戊烷＜1ml新戊烷
B．1mlFeSO4 ·7H2O(s)< 1mlFeSO4(s)
C．1mlNa2SO4(1)< 1rnlNa2SO4(s)
D．3mlCH4(g)”或“”或“”或“0。当体系温度等于TK时ΔH−TΔS=0，温度大于T时ΔH−TΔS (填“>”“