化學反應(yīng)進行的方向 高二化學人教版（2019）選擇性必修1

“選必一”第二章《第三節(jié)化學反應(yīng)進行的方向》2【學習目標】(1)知道化學反應(yīng)是有方向的;知道化學反應(yīng)的方向與反應(yīng)的焓變和熵變有關(guān)。(2)能結(jié)合具體事例說明反應(yīng)自發(fā)進行的方向。【教學重點】化學反應(yīng)的方向與反應(yīng)的焓變、熵變的關(guān)系?！窘虒W難點】化學反應(yīng)的方向與反應(yīng)的焓變、熵變的關(guān)系。(1)含義：在一定條件下，不用借助外力就可以自發(fā)進行的過程。例如高山流水、自由落體。【思考】下列現(xiàn)象的發(fā)生，你認為是自發(fā)過程的是(填字母)。水由高處往低處流B.氣溫升高冰雪融化C.室溫下，水自動結(jié)成冰D.生銹的鐵變光亮【思考】下列過程中屬于自發(fā)過程的是(填序號)。①氫氧化鈉溶解②水由高處往低處流③生銹鐵變光亮④將地下水抽至地面⑤氣溫升高冰雪融化⑥墨水在水中擴散(2)能量角度的特點(ΔH)：體系趨向于從狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闋顟B(tài)(體系對外部做功或釋放熱量)。(3)非自發(fā)過程：在一定條件下，需持續(xù)借助外力才能進行的過程。2、自發(fā)反應(yīng)(1)含義：在給定的條件下，無需外界幫助，一經(jīng)引發(fā)即能自動進行的反應(yīng)，稱為自發(fā)反應(yīng)。例如鋼鐵生銹。(2)非自發(fā)反應(yīng)：不能自發(fā)進行，必須借助某種外力才能進行的反應(yīng)?！舅伎肌恳阎孩?H2＋O22H2O；②2H2O2H2↑+O2↑。①是反應(yīng)，②是反應(yīng)。(1)自發(fā)反應(yīng)不需要任何條件就能發(fā)生()【自發(fā)反應(yīng)也需要一定條件反應(yīng)，一旦反應(yīng)后即可自發(fā)進行】(2)非自發(fā)反應(yīng)一定不能發(fā)生()【思考】①燒堿與鹽酸反應(yīng)：ΔH0，常溫下自發(fā)進行。②鈉與水反應(yīng)：ΔH0，常溫下自發(fā)進行。③Zn(s)＋CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)＋Cu(s)ΔH=-216.8kJ·mol－1，常溫下______自發(fā)進行。④八水合氫氧化鋇與氯化銨反應(yīng)：ΔH0，常溫下自發(fā)進行。⑤碳酸鈣分解：ΔH0，在常溫下自發(fā)進行，在較高溫度下自發(fā)進行。(3)結(jié)論：多數(shù)自發(fā)進行的化學反應(yīng)是反應(yīng)，但也有反應(yīng)能自發(fā)進行。1、熵：表示體系的物理量，用符號表示，單位。在一個由大量微粒(分子、原子、離子)構(gòu)成的體系中，微粒之間無規(guī)則排列的程度越大，即混亂程度越，體系的熵越。2、熵變：生成物與反應(yīng)物的熵值之差，可用表示。若變化后體系混亂度增大，該過程的ΔS0；反之成立。3、影響因素：①同一條件下，不同的物質(zhì)熵值。②同一物質(zhì)的熵與其聚集狀態(tài)及外界條件有關(guān)，S(g)S(l)S(s)。③一般地，體系中氣體的物質(zhì)的量越大，熵值越。④物質(zhì)的量越大，分子數(shù)越多，熵值越?！纠抗腆w溶解過程、墨水擴散過程和氣體擴散過程都是熵的過程。【例1】下列變化過程為熵增的是()A．2NH4NO3(s)=2N2(g)＋4H2O(g)＋O2(g)B．CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)C．2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)D．3O2(g)=2O3(g)4、自發(fā)過程混亂度角度的特點(ΔS)：體系趨向于從狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闋顟B(tài)。5、熵增原理：在與外界隔離的體系中，自發(fā)過程將導致體系的熵，即熵變(符號ΔS)0，這個原理叫做熵增原理?！舅伎肌?1)反應(yīng)CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑的ΔS0，常溫下自發(fā)進行。(2)NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)ΔH185.57kJ·mol－1該反應(yīng)能自發(fā)進行，ΔS____0。(3)NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑ΔH31.4kJ·mol－1的ΔS____0，常溫下____自發(fā)進行。(4)4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)===4Fe(OH)3(s)的ΔS____0，常溫下____自發(fā)進行。3+HCl=NH4ClΔH176kJ·mol－1已知S(NH3)=192J·mol－1·K－1，S(HCl)=187J·mol－1·K－1，S(NH4Cl)=187J·mol－1·K－1，試計算ΔS該反應(yīng)常溫能夠自發(fā)的原因是。1、焓判據(jù)（能量角度）：ΔH0，有利于反應(yīng)自發(fā)進行。2、熵判據(jù)（混亂度角度）：ΔS0，有利于反應(yīng)自發(fā)進行。3、體系的自由能判據(jù)：ΔG＝(單位為)，ΔG不僅與焓變和熵變有關(guān)，還與有關(guān)。在一定條件下，一個化學反應(yīng)能否自發(fā)進行，必須綜合焓判據(jù)和熵判據(jù)來判定。在溫度、壓強一定的條件下，自發(fā)反應(yīng)總是向ΔG0的方向進行，即自由能的方向進行，最終達到狀態(tài)，可使ΔG＝0。4、反應(yīng)方向與自由能的關(guān)系①當ΔG＜0時，反應(yīng)自發(fā)進行；②當ΔG＝0時，反應(yīng)處于狀態(tài)；③當ΔG＞0時，反應(yīng)自發(fā)進行。類型ΔHΔSΔG反應(yīng)的自發(fā)性1<0一定能自發(fā)2>0一定不能自發(fā)3正負決定于溫度低溫能自發(fā)4高溫能自發(fā)【思考】在其他外界條件不變的情況下，使用催化劑，可以改變化學反應(yīng)進行的方向()【思考】自由能變化ΔG＜0的化學反應(yīng)一定能迅速發(fā)生()【思考】2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)，ΔH0，ΔS0，在較溫度下能自發(fā)進行?！纠?】已知在100kPa、298.15K時，石灰石發(fā)生分解反應(yīng)：CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)ΔH178.3kJ·mol－1ΔS=+160.4J·mol－1·K－1，則(1)該反應(yīng)(填“能”或“不能”)正向自發(fā)進行。(2)若溫度能決定反應(yīng)方向，則該反應(yīng)正向自發(fā)進行的最低溫度為?！纠?】汽車尾氣(含烴類、CO、NO與SO2等)是城市主要污染源之一，治理的辦法之一是在汽車排氣管上裝催化轉(zhuǎn)化器，它使NO與CO反應(yīng)生成可參與大氣生態(tài)循環(huán)的無毒氣體，反應(yīng)原理：2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)，在298K、100kPa下，ΔH113kJ·mol－1、ΔS145J·mol－1·K－1。下列說法錯誤的是()A．該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量B．該反應(yīng)常溫下不能自發(fā)進行，因此需要高溫和催化劑C．該反應(yīng)常溫下能自發(fā)進行，高溫和催化劑只是加快反應(yīng)的速率D．汽車尾氣中的這兩種氣體會與血紅蛋白結(jié)合而使人中毒【例4】焦炭常用于冶煉工業(yè)。已知反應(yīng)①：2C(s)＋O2(g)=2CO(g)；反應(yīng)②：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)，反應(yīng)①、②的反應(yīng)趨勢與溫度關(guān)系如圖所示(假設(shè)ΔH、ΔS不隨溫度變化)。下列說法錯誤的是()A．反應(yīng)②2