高中化学 专题2 第二单元 第1课时 化学反应的方向学案 苏教版选修4

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1、第二单元　化学反应的方向和限度第1课时　化学反应的方向[学习目标定位]　知道自发过程和自发反应的主要特点，知道焓判据、熵判据的含义，会用焓变和熵变判断反应进行的方向。1．根据是否有外力作用，过程可分为自发过程和非自发过程。自发过程是在一定条件下，不借助外力而自发进行的过程。回答下列问题：(1)下列现象的发生，你认为是自发过程的是(　　)A．水由高处往低处流B．气温升高冰雪融化C．室温下，水自动结成冰D．生锈的铁变光亮答案　AB(2)自发过程具有的特点①体系趋向于从能量较高状态转变为能量较低状态(体系对外部做功或者释放热量)。②在密闭条件下，体系有从有序自

2、发转变为无序的倾向。2．有下列化学反应：①白磷自燃、②氯化氢分解、③煤燃烧、④钠与水反应、⑤酸碱中和反应，其中属于能自发进行的化学反应(简称自发反应)的是①④⑤，属于放热反应的是①③④⑤。3．自发过程和自发反应自发过程自发反应含义在一定条件下，不借助外力而自发进行的过程在一定温度和压强下，无需外界帮助就能自动进行的反应特征具有方向性，即反应的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H

3、2和O2探究点一　化学反应的方向与焓变的关系1．根据下图，回答有关问题。(1)图1表示的反应释放能量，为放热反应，体系能量由高到低，趋向稳定，该过程一般能自发进行。(2)图2表示的反应吸收能量，为吸热反应，体系能量由低到高，趋向不稳定，根据自发过程的特点，该反应一般不能自发进行。2．分析下列反应进行的方向与ΔH之间的关系：(1)NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)，酸碱中和反应是放热反应，ΔH<0，常温下能自发进行。(2)2Na(s)＋2H2O(l)===2NaOH(aq)＋H2(g)，该反应是放热反应，ΔH<0，常温下能

4、自发进行。(3)NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)　ΔH>0，该反应在常温下能自发进行。(4)CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH>0，该反应在常温下不能自发进行，但在较高温度下能自发进行。[归纳总结]自发反应与焓变的关系多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有很多吸热反应能自发进行，因此，反应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唯一因素。[活学活用]1．下列关于焓变与反应方向的叙述中正确的是(　　)A．化学反应的焓变与其反应的方向无关B

5、．化学反应的焓变直接决定了反应的方向C．反应焓变为正值时不利于反应自发进行D．焓变为负值的反应都能自发进行答案　C解析　可逆反应的两个反应其焓变的数值相等，但是符号(变化趋势)相反，故A项错误；焓变对反应方向有直接影响，但不能决定反应进行的方向，B项错误；焓变为负值的反应多数能自发进行，但有的也不是自发反应，D项错误；焓变为正值，吸收热量，体系能量升高，不利于反应自发进行，C项正确。2．实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法的理解的叙述中，正确的是(　　)A．所有的放热反应都是自发进行的B．所有的自发反应都是放热的C．焓变是影响反应是否具有

6、自发性的一种重要因素D．焓变是决定反应是否具有自发性的判据答案　C解析　多数能自发进行的反应都是放热反应，并不是所有自发进行的反应都是放热反应，既然说“多数”，必定存在特例，所以只能说“焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素，但不是唯一因素”。探究点二　化学反应的方向与熵变的关系1．熵的概念自发过程的体系趋向于由有序转变为无序，体系的混乱度增大。体系的混乱度常用熵来描述，熵的概念是衡量一个体系混乱度的物理量，其符号为S。熵值越大，体系的混乱度越大。2．影响熵大小的因素(1)同一条件下，不同的物质熵值不同。(2)同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关，

7、如对同一种物质不同状态时熵值大小为S(g)>S(l)>S(s)。3．熵判据在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这个原理叫做熵增原理。在用熵变来判断过程的方向时，就称为熵判据。(1)当ΔS>0时，反应为熵增反应，在一定条件下能自发进行。(2)当ΔS<0时，反应为熵减反应，在一定条件下不能自发进行。[归纳总结](1)反应熵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唯一因素。如：2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)　ΔS＝－39.35J·mol－1·K－1，上述反应为熵减少的反应，但在一定条件下

8、，该反应也能自发进行。说明“熵判据”也具有一定的局限性。(2)从能量角度(即焓变