人教版化學(xué)選擇性課件第二章第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向

第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向第二章2021內(nèi)容索引0102課前篇素養(yǎng)初探課堂篇素養(yǎng)提升素養(yǎng)目標(biāo)1.結(jié)合學(xué)過的化學(xué)反應(yīng)實例,了解自發(fā)反應(yīng)和非自發(fā)反應(yīng)的含義。2.通過“有序”和“無序”的對比,了解熵和熵變的意義。3.初步了解焓變和熵變對化學(xué)反應(yīng)方向的影響,能用焓變和熵變解釋化學(xué)反應(yīng)的方向,培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知能力。課前篇素養(yǎng)初探[知識鋪墊]回顧常見的能自發(fā)進行的化學(xué)反應(yīng)1.白磷在空氣中放置時易發(fā)生自燃。鋼鐵在潮濕的空氣中易被腐蝕,表面生成一層鐵銹。2.金屬Zn投入稀硫酸中,可劇烈反應(yīng),Zn逐漸溶解,且放出氫氣。3.氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體研磨混合后不斷攪拌,固體可逐漸變?yōu)楹隣?同時聞到一股刺激性氣味,這是在室溫下二者間發(fā)生反應(yīng):Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl

===BaCl2+2NH3↑+10H2O。[必備知識]1.自發(fā)過程自然界有一些過程是自發(fā)進行的,而且是有方向性的。如水由高處流向低處。2.自發(fā)反應(yīng)有些化學(xué)反應(yīng)也是自發(fā)進行的,而且有方向性。3.化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性與反應(yīng)焓變的關(guān)系(1)放熱反應(yīng):絕大多數(shù)都能自發(fā)進行,且反應(yīng)放出的熱量越多,體系能量降低得也越多,反應(yīng)越完全。(2)吸熱反應(yīng):有些也能自發(fā)進行。(3)結(jié)論:反應(yīng)的焓變是制約化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進行的因素之一,但不是唯一因素。4.化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性與熵變的關(guān)系(1)熵熵是衡量一個體系混亂度的物理量,即表示體系的不規(guī)則或無序狀態(tài)程度的物理量?；靵y度越大,體系越無序,體系的熵就越大。熵的符號為S。(2)物質(zhì)熵大小的判斷物質(zhì)的存在狀態(tài):對于同一物質(zhì),等物質(zhì)的量的該物質(zhì)其熵值大小與物質(zhì)的存在狀態(tài)有關(guān),氣態(tài)時熵值最大,固態(tài)時熵值最小,而液態(tài)時介于二者之間,物質(zhì)的狀態(tài)與熵大小的關(guān)系:S(g)>S(l)>S(s)。(3)熵變與反應(yīng)方向①含義:大多數(shù)自發(fā)反應(yīng)有趨向于體系混亂度增大的傾向,導(dǎo)致體系的熵增大。②規(guī)律:大多數(shù)熵增加的反應(yīng)都能自發(fā)進行。③局限性:少數(shù)熵減少的反應(yīng)在一定條件下也可以自發(fā)進行,如NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s)。④結(jié)論:熵變是影響反應(yīng)自發(fā)進行的因素之一,但不是唯一因素。【微思考】什么樣的體系,自發(fā)過程才向著熵增加的方向進行?提示

孤立體系或絕熱體系。5.自由能與化學(xué)反應(yīng)的方向(1)體系的自由能變化(符號ΔG,單位kJ·mol-1)綜合考慮了焓變和熵變對體系的影響,可用于判斷化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進行的方向,表達式為ΔG=ΔH-TΔS。在溫度、壓強一定的條件下,自發(fā)反應(yīng)總是向ΔG<0的方向進行。(2)ΔG不僅與焓變和熵變有關(guān),還與溫度有關(guān)。①ΔH<0,ΔS>0,則反應(yīng)一定能自發(fā)進行;②ΔH>0,ΔS<0,則反應(yīng)一定不能自發(fā)進行;③ΔH<0,ΔS<0或ΔH>0,ΔS>0,反應(yīng)可能自發(fā)進行,也可能不自發(fā)進行,與反應(yīng)的溫度有關(guān)。[自我檢測]1.正誤判斷(1)自發(fā)反應(yīng)一定很容易發(fā)生。(

)(2)O2轉(zhuǎn)化變?yōu)镺3時,熵減小。(

)(3)同種物質(zhì)氣態(tài)時熵值最大。(

)(4)合成氨反應(yīng)N2+3H22NH3

ΔH<0,高溫有利于其自發(fā)進行。(

)(5)能自發(fā)進行的反應(yīng)不一定真的能發(fā)生。(

)(6)由焓判據(jù)和熵判據(jù)組合而成的復(fù)合判據(jù),將更適合于所有的過程。(

)×√√×√√2.碳銨(NH4HCO3)在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨氣,下列有關(guān)說法正確的是(

)A.碳銨分解是因為生成了易揮發(fā)的氣體,使體系的熵增大B.碳銨分解是因為外界給予了能量C.碳銨分解是吸熱反應(yīng),根據(jù)焓判據(jù),不能自發(fā)分解D.碳酸鹽都不穩(wěn)定,都能自發(fā)分解答案

A解析

放熱反應(yīng)常常是容易進行的過程,吸熱反應(yīng)有些也是自發(fā)反應(yīng);自發(fā)反應(yīng)的熵不一定增大,也可能減小。過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向,是否能實現(xiàn)還要看具體的條件。A項正確。課堂篇素養(yǎng)提升任務(wù)一利用ΔG=ΔH-TΔS判斷反應(yīng)進行方向的方法[問題探究]1.怎樣用自由能變化ΔG判斷化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進行的方向?答案

體系自由能變化ΔG=ΔH-TΔS,其中ΔH為焓變,ΔS為熵變,T為熱力學(xué)溫度。在一定的溫度和壓強下,將ΔH、ΔS、T的數(shù)值代入上述公式,若ΔG<0,則該條件下的反應(yīng)能自發(fā)進行,若ΔG>0,則該條件下的反應(yīng)不能自發(fā)進行。2.能夠自發(fā)進行的反應(yīng)在常溫下就一定能夠發(fā)生嗎?答案

不一定;自發(fā)性只能用于判斷過程的方向,不能確定過程是否一定會發(fā)生和過程發(fā)生的速率。[深化拓展]化學(xué)反應(yīng)方向的復(fù)合判據(jù)在溫度、壓強一定的條件下,自發(fā)反應(yīng)總是向ΔG=ΔH-TΔS<0的方向進行,直至達到平衡狀態(tài)。圖解如下:[素能應(yīng)用]典例對于化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進行,下列說法中錯誤的是(

)A.若ΔH<0,ΔS>0,任何溫度下都能自發(fā)進行B.若ΔH>0,ΔS<0,任何溫度下都不能自發(fā)進行C.若ΔH>0,ΔS>0,低溫時可自發(fā)進行D.若ΔH<0,ΔS<0,低溫時可自發(fā)進行答案

C解析

選項內(nèi)容分析結(jié)論AΔH<0,ΔS>0?ΔH-TΔS<0,任何溫度下都能自發(fā)進行正確BΔH>0,ΔS<0?ΔH-TΔS>0,任何溫度下都不能自發(fā)進行正確CΔH>0,ΔS>0,高溫時能滿足ΔH-TΔS<0錯誤DΔH<0,ΔS<0,低溫時能滿足ΔH-TΔS<0正確變式訓(xùn)練某反應(yīng)2AB(g) C(g)+3D(g)在高溫時能自發(fā)進行,其逆反應(yīng)在低溫時能自發(fā)進行,則該反應(yīng)的ΔH、ΔS應(yīng)為(

)H<0、ΔS>0

H<0、ΔS<0H>0、ΔS>0 H>0、ΔS<0答案

C解析

A項,ΔH<0、ΔS>0時,ΔH-TΔS在任何溫度下小于0;B項,ΔH<0,ΔS<0時,ΔH-TΔS在低溫下可能小于0;C項,ΔH>0、ΔS>0時,ΔH-TΔS在高溫下可能小于0;D項,ΔH>0、ΔS<0時,ΔH-TΔS在任何溫度下大于0。

素養(yǎng)脈絡(luò)

隨堂檢測1.研究過程自發(fā)性的目的是(

)A.判斷過程的方向B.確定過程是否一定發(fā)生C.判斷過程發(fā)生的速率D.判斷過程的熱效應(yīng)答案

A解析

研究過程的自發(fā)性用于判斷過程的方向,不能確定過程是否一定會發(fā)生、過程發(fā)生的速率、過程的熱效應(yīng)等。2.下列反應(yīng)中,在一定溫度下,屬于自發(fā)進行的吸熱反應(yīng)的是(

)與HCl反應(yīng)與O2點燃C.Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng)3與H2O反應(yīng)答案

C解析

題中4個反應(yīng)在一定溫度下都可自發(fā)進行,但只有C項是吸熱反應(yīng)。3.(雙選)下列反應(yīng)中,熵增加的是(

)A.C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)3(s)+2HCl(aq)===CaCl2(aq)+CO2(g)+H2O(l)C.C(s)+O2(g)===CO2(g)D.2Hg(l)+O2(g)===2HgO(s)答案

AB解析

對于同種物質(zhì),S(g)>S(l)>S(s)。一般來說,有氣體生成且氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)是熵增加的反應(yīng)。A中氣體分子數(shù)增多,故熵增加。B中有氣體生成,故熵增加。D中氣體分子數(shù)減少,C中氣體分子數(shù)不變。4.反應(yīng)CH3OH(l)+NH3(g)===CH3NH2(g)+H2O(g)在某溫度下才能自發(fā)向右進行,若反應(yīng)的|ΔH|=17kJ·mol-1,該溫度下|ΔH-TΔS|=17kJ·mol-1,則