云南省德宏州梁河县第一中学高中化学 2.4化学反应进行的方向学案（无答案）新人教版选修4

第四节化学反应进行的方向学习目标：1了解自发过程和自发反应的主要特点、了解焓判据、熵判据的含义2、会用焓变和熵变判断反应进行的方向。前置作业1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，不用借助外力作用就能自发进行的过程在给定的一组条件下，可以自发进行到显著程度的化学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H2和O22化学反应进行的方向与焓变的关系(1)根据下图，回答有关问题。图1表示的反应 能量，为 热反应，体系能量由 到 ，趋向 ，该过程一般 自发进行。图2表示的反应 能量，为 热反应，体系能量由 到 ，趋向 ，根据自发过程的特点，该反应一般 自发进行。(2)分析下列反应进行的方向与H之间的关系：NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)，酸碱中和反应是放热反应，H 0，常温下能自发进行。2Na(s)2H2O(l)=2NaOH(aq)H2(g)，该反应是放热反应，H 0，常温下能自发进行。NH4HCO3(s)CH3COOH(aq)=CO2(g)CH3COONH4(aq)H2O(l)H0，该反应在常温下能自发进行。CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H0，该反应在常温下 自发进行，但在较高温度下 自发进行。(3)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。3化学反应进行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 转变为 ，体系的混乱度 。体系的混乱度常用熵来描述，熵的概念是表示体系的 程度的物理量，其符号为S。熵值越大，体系的 越大。(2)影响熵大小的因素同一条件下，不同的物质熵值 。同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关，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，即熵变(符号S)大于零，这个原理叫做 。在用 来判断过程的方向时，就称为熵判据。当S0时，反应为 反应，在一定条件下能自发进行。当S0时，反应为 反应，在一定条件下不能自发进行。(4)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)S39.35 Jmol1K1，上述反应为熵减少的反应，但在一定条件下，该反应也能自发进行。说明“熵判据”也具有一定的局限性。变式训练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2汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，其反应原理是2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)。由此可知，下列说法中正确的是()A该反应是熵增大的反应B该反应不能自发进行，因此需要合适的催化剂C该反应常温下能自发进行，高温和催化剂条件只是加快反应的速率D该反应常温下能自发进行，因为正反应是吸热反应化学反应进行的方向与自由能变化的关系4用焓变和熵变的复合判据判断反应的方向(1)由焓判据知放热反应是易进行的；由熵判据知熵值增加是自发的。很多情况下用不同的判据判定同一个反应，可能会出现相反的判断结果。(2)体系的自由能变化(符号为G，单位为kJmol1)综合考虑了焓变和熵变对体系的影响，可用于化学反应自发进行的方向的判断，GHTS。(3)在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向GHTS0的方向进行，直到达平衡状态。HTS0反应不能自发进行3判断下列反应在常温常压下能自发进行的是_(填序号)。(1)2KClO3(s)=2KCl(s)3O2(g)H78.03 kJmol1S494.4 Jmol1K1(2)CO(g)=C(s，石墨)O2(g)H110.5 kJmol1S89.36 Jmol1K1(3)4Fe(OH)2(s)2H2O(l)O2(g)=4Fe(OH)3(s)H444.3 kJmol1 S280.1 Jmol1K1(4)CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H178.2 kJmol1S169.6 Jmol1K1答案(1)(3)解析(1)GHTS78.03 kJmol1298 K494.4103 kJmol1K1225.36 kJmol10。在常温常压下该反应不能自发进行。(3)GHTS444.3 kJmol1298 K(280.1103 kJmol1K1)360.83 kJmol10。常温常压下该反应不能自发进行。目标检测1下列说法中不正确的是()A体系有序性越高，熵值就越低B自发过程可以导致体系的熵增大C吸热反应不可以自发进行D同种物质气态时熵值最大2碳铵(NH4HCO3)在室温下就能自发地分解产生氨气，下列有关说法中正确的是()A碳铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大B碳铵分解是因为外界给予了能量C碳铵分解是吸热反应，根据焓判据，不能自发分解D碳酸盐都不稳定，都能自发分解3已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为C(石墨，s)O2(g)=CO2(g) H393.5 kJmol1C(金刚石，s)O2(g)=CO2(g) H395.4 kJmol1关于金刚石和石墨的相互转化，下列说法正确的是()A石墨转化成金刚石是自发的过程B金刚石转化成石墨是自发的过程C石墨比金刚石能量高D金刚石比石墨稳定4判断下列反应的熵值的变化，在每小题后面的横线上填上“