高中化学2.4化学反应进行的方向知识导学素材新人教版.doc

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1、第四节化学反应进行的方向案例探究我们知道，水往低处流，而不会自发地从低处流向高处。因为根据能量最低原理，流向低处，水所具有的势能越小，它的存在状态就越稳定；反之，如果要把水从低处抽向高处，必须用外力做功(如抽水泵)，提高水的势能。换言之，能量越低，物体所处的状态就越稳定。这就是我们常说的能量最低原理。问题与讨论：1.把水从低处抽到高处，能量是如何转化的？2.水从高处流向低处，水所具有的总能量减小，存在状态越稳定，试分析水减少的能量究竟到哪里去了？还符合能量转化和守恒定律吗？我们知道，把棉花和铁装到同一辆汽车上，把铁装在下层，棉花装在上部。因为这样做体系的重心降低，系统更稳定，也不容易翻车。还有

2、一例，炸药内存在大量的化学能，很容易发生爆炸，产生大量的气体，释放出巨大的能量。当爆炸完成后整个体系(生成的气体)所具有的能量较少，体系趋于稳定状态。这都符合能量最低原理。自学导引1.能量判据经验表明，自发过程的共同点是_____________(这时_____________或者__________)。由此总结出的经验规律就是能量判据。答案:体系趋于从高能量状态转向低能量状态体系会对外部做功释放热量2.熵判据在密闭条件下，体系有_____________的倾向。因为与有序体系相比，__________“更加稳定”，可以采取更多的__________。科学家把这种因素称作熵。在与外界隔离的体系

3、中，自发过程将导致体系的熵___________，这叫做熵增原理。在用来判断__________，就称为熵判据。对于同一种物质，气态时_________，液态时________，固态时_________。答案:由有序自发地转向无序无序体系存在方式增大过程的方向熵值最大次之熵值最小3.化学反应进行的方向事实告诉我们，过程的自发性只能用于__________，不能确定过程__________和过程__________。由__________和__________组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程。只根据一个方面来判断反应进行的方向是不全面的。答案:判断过程的方向是否一定会发生发生的速率能量判

4、据熵判据疑难剖析一、能量判据任何体系都有取得最低能量的倾向。自发反应在一定条件下不需外力作用能自动进行，而非自发反应需要不断地施于外力作用，脱离外力作用自身不能进行。【例1】下列过程是非自发的是()A.水由高处向低处流B.天然气的燃烧C.铁在潮湿空气中生锈D.室温下水结成冰解析：自然界中水由高处向低处流、天然气的燃烧、铁在潮湿空气中的生锈、室温下冰的融化，都是自发过程，其逆向都是非自发的。答案：D3友情提示：自然界和日常生活中的一些自发过程需总结了解。二、熵判据任何一个体系都有混乱度增大的倾向，化学反应也如此，即反应会向熵增大的方向变化。【例2】碳酸铵〔(NH4)2CO3〕在室温下就能自发地分

5、解产生氨气，对其说法正确的是()A.碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大B.碳酸铵分解是因为外界给予了能量C.碳酸铵分解是吸热反应，根据能量判据不能自发分解D.碳酸盐都不稳定，都能自发分解解析：碳酸铵自发分解，是因为体系由于氨气的生成而使熵增大。答案：A友情提示：熵增原理是解释部分自发过程的判据。三、化学反应进行的方向【例3】下列说法正确的是()A.凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自发的B.自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变C.自发反应在恰当条件下才能实现D.自发反应在任何条件下都能实现解析：放热反应常常是容易进行的过程，吸热反应有些也是自发反应；自发反

6、应的熵不一定增大，可能减小，也可能不变；过程的自发性只能用于判断过程的方向，是否能实现还要看具体的条件。答案：C友情提示：能量判据和熵判据要综合考虑利用，不能简单地单一使用。拓展迁移拓展点一：化学反应进行方向的判据——吉布斯自由能变ΔG科学家根据体系存在着力图使自身能量趋于“最低”和由“有序”变为“无序”的自然现象，对于化学反应进行的方向，提出了互相关联的能量判据和熵判据，即凡是能够使反应体系能量降低、熵增大的反应方向，就是化学反应容易进行的方向。但对于一个具体反应，需应用两个判据综合进行分析，不可片面地做出结论。为了更准确判断化学反应进行的方向，把能量判据和熵判据结合起来组成复合判断——吉布

7、斯自由能变(ΔG)判据，更适合于对所有过程的判断。ΔG=ΔH-ΔS·T(T为开尔文温度)在等温等压、不做有用功的条件下：(1)若ΔG<0，过程是自发的；(2)若ΔG>0，过程是非自发的；(3)若ΔG=0，体系处于平衡状态。拓展点二：自发过程和自发反应1.自发过程：在一定条件下不需要外力作用就能自动进行的过程。2.自发反应：在给定的一组条件下，一个反应可以自发地进行到显著程度，就称为自发反应。说明：