2017-2018学年高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速率 第1节 化学反应的方向学案 鲁科版选修4

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1、第1节　化学反应的方向案例探究一百多年以前，俄国的一个军装仓库发生了一件奇怪的案件：军服上的锡纽扣，几天内全都长满了黑斑。黑斑不断扩大，没多久，纽扣一个个变成了灰色的粉末。“这是谁在捣蛋？”沙皇勒令一定要把罪魁找出来。不久，罪魁被化学家们找到了。原来，这是寒冷的天气搞的鬼。在通常温度下，白锡的晶体是稳定的，如果温度降得很低，锡晶体中的原子就会重新排列，这时它的体积变大，整块的白锡就变成了粉末状的灰锡。这一变化自发进行，因此，未被及时发现。然而自然界中还有许多自发的过程，如：自然界中水由高处往低处流，而不会自发主动从低处往高处流；电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；室温下，冰块会融化，

2、铁器在潮湿空气中会生锈，甲烷与氧气的混合气体遇明火就燃烧。这些过程都是自发的，但其逆向都是非自发过程。怎样判断一个化学反应能否自发进行？一定条件下决定化学反应能否自发进行的因素是什么？自学导引一、自发过程与自发反应问题1：自发过程是指而自动进行的过程。例如：（1）;（2）;（3）。这些过程都是自发过程。问题2：自发过程有什么特点？问题3：自发反应完全符合的特点。只有借助外力作用才能进行的反应属于。如：H2O在电解时能发生分解，若停止通电，则反应。答案：问题1：不加外力水总是从低处流向高处电压总是从高电位流向低电位热总是从高温物质传向低温物质等等问题2：自发过程有一定的方向性，发生后不能

3、自动恢复原状，必须借助外力才能复原。问题3：自发过程非自发反应停止二、反应焓变与反应方向10问题4：大量实验研究发现：（1）多数能自发进行的化学反应是反应。例如：；（2）有不少反应也能自发进行，如：；（3）有一些在室温条件下不能自发进行，但在下则能自发进行。如：。问题5：焓变：讨论1：通过以上分析，你认为化学反应能否自发进行与焓变有关系吗？答案：问题4：（1）放热在常温、常压下，氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁的反应是自发的，反应放热：4Fe（OH）2（s）+2H2O（l）+O2（g）══4Fe（OH）3（s）ΔH（298K）=-444.3kJ·mol-1（2）吸热NH4HCO3（s）+CH3C

4、OOH（aq）══CO2（g）+CH3COONH4（aq）+H2O（l）ΔH（298K）=+37.30kJ·mol-1（3）吸热反应较高温度在室温下和较高温度下均为吸热过程的CaCO3分解反应：CaCO3（s）══CaO（s）+CO2（g）;ΔH（298K）=+178.2kJ·mol-1，ΔH（1200K）=+176.5kJ·mol-1问题5：化学反应过程中所释放或吸收的能量都可以来表述，也叫反应热讨论1：焓变的确是一个与反应能否自发进行有关的因素。但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。只能说ΔH＜0有利于反应的自发，即用反应焓变的正、负值来判断反应的自发性是不全面的。三、反应熵变与反应方

5、向讨论2：固体硝酸铵、氢氧化钠、氯化钠和蔗糖溶解过程的焓变如何？这些物质的自发溶解过程是由焓变决定的吗？讨论3：固体的溶解过程有什么共同点？问题6：在密闭条件下，体系有由转变为的倾向，这种推动的因素称作熵。熵是用来描述的物理量，符号为。熵值，体系混乱度。物质的量为1mol的物质的熵通常用表示。问题7：比较一下水的三态的熵的大小。10问题8：同一物质的熵值与物质的存在状态有什么关系？答：在同一条件下不同的物质有不同的熵值，而同一物质的熵值与条件有关。对同一物质来说，。问题9：化学反应中要发生的变化或的变化，因此存在着熵变。反应的熵变ΔS为总熵与之差。对于确定的化学反应，在一定条件下具有确定的

6、熵变。（1）许多熵增加的反应在下可自发进行，例如：；。（2）有些熵增加的反应不能在下自发进行，但在较高下能自发进行，例如：；。（3）熵减小的反应，在下也能自发进行，如铝热反应：。（4）通过以上分析说明：熵变与反应能否有关。答案：讨论2：固体硝酸铵的溶解是吸热过程，氢氧化钠的溶解是放热过程，而氯化钠和蔗糖溶解过程的焓变微乎其微，这些过程都是自发进行的。显然，热效应不是这些过程自发进行的决定因素。讨论3：固体溶解过程的一个共同特点是固体中整齐排列的离子（如氯化钠晶体中的Na+和Cl-）或分子（如蔗糖固体中的蔗糖分子）进入到溶液体系中，整个体系由有序变为无序，即体系的有序程度降低，或者说体系的混

7、乱度增大。问题6：有序无序体系变化体系混乱度S增大增大Sm问题7：（1）在冰中，水分子的排列很有序，混乱度很小，所以Sm（s）很小。（2）在液态水中，水分子的运动范围增大，混乱度增大，因此Sm（l）较大。在气态中，水分子可以完全自由地运动，混乱度最大，所以Sm（g）最大。问题8：在同一条件下不同的物质有不同的熵值，而同一物质的熵值与条件有关。对同一物质来说，S（g）＞S（l）＞S（s）问题9：物质物质状态反应产物反应