高二化学 第2章第1节化学反应的方向 鲁科版

高二化学高二化学 第第 2 2 章章 第第 1 1 节节 化学反应的方向化学反应的方向 鲁科版鲁科版 【本讲教育信息本讲教育信息】 一. 教学内容： 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 二. 教学目的 1、理解焓变、熵变与反应方向的关系 2、能联合运用焓变和熵变判断反应进行的方向 三. 教学重点、难点 焓变、熵变与反应方向的关系 知识分析 一、反应焓变与反应方向一、反应焓变与反应方向 1. 自发过程 （1）定义：在一定条件下，不需借助外部力量便能自动发生的过程叫做自发过程；相 反，只有在热.电.光等形式的能量推动下才能发生的过程称为非自发过程。 （2）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，则逆向方向反应 在该条件下肯定不自发。 2. 化学反应的焓变与自发性关系（即化学反应的热效应对反应方向有影响） 焓变自发性举例 H0非自发过程室温： CaCO3(s) CaO (s) CO2(g) 多数但不是所有放热反应都能自发进行，有的吸热反应也能自发进行。H 不是影响 化学反应方向的唯一因素，还有其他因素影响反应方向。 二、反应熵变与反应方向二、反应熵变与反应方向 1. 熵 （1）定义：熵是衡量体系混乱度大小的物理量。 （2）符号：S0 （3）单位：J。mol1.K1 （4）大小判据： 物质的混乱度：混乱度越大，体系越无序，体系的熵值就越大。 物质的存在状态：对于同一种物质 Sm（g） Sm(1) Sm(s) 。 物质组成的复杂程度：一般组成物质原子种类相同时，一个分子中原子数目越多， 其混乱度就越大，熵值也越大。 2. 熵变 （1）定义：化学反应的熵变是产物的总熵与反应物的总熵之差。 （2）符号：S0 （3）表达式： S0 S（产物）S（反应物） （4）正负判断的一般依据：对于有气体参与的化学反应（气体参与反应时气体既可以 是反应物也可以是产物） ，气态物质的物质的量增大的化学反应，其熵变通常是正值，是熵 增大的反应；反之，气态物质的物质的量减小的化学反应，其熵变通常是负值，是熵减小 的反应。 三、熵变与焓变对反应方向的共同影响三、熵变与焓变对反应方向的共同影响 1. 化学反应自发进行的判断依据 一个化学反应能否自发进行，即与反应的焓变有关，又与反应的熵变有关。在等温等 压条件下，化学反应的方向是由反应的焓变和熵变共同决定的，反应方向的判断为： H TS 0 ，反应不能自发进行。 2. 化学反应的变化趋势 在等温等压条件下，自发反应总是向H TS0 ，S0，焓因素不利于反应，而熵因素TS 却利于反应。孰大孰小， 决定于具体体系具体数值。但可以肯定的是，若增加温度，则增加熵因素的影响，甚至可 以使熵因素的正面影响超过焓因素的负面影响，反应就变成可以自发进行了，即该类反应 在高温下正向自发. 在低温下正向不自发。 （4）H S(s)。 根据以上的规律知，对于 （1） ，S（气态甲醇）S（气态乙醇）S（固态苯） 。 答案： （1）S（气态甲醇）S（固态苯） 点评：熵表示的是“混乱度” ，有一定的规律。 例 3. 对于化学反应方向的确定，下列说法正确的是（ ） A. 在温度、压力一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向 B. 温度、压力一定时，放热的熵增加反应一定能自发进行 C. 反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素 D. 固体的溶解过程与焓变有关 解析：反应能否自发进行，是由 H TS 决定的，当它小于 0 时，能自发，大于 0 不能自发；即由H 、T、S 三种因素共同决定；而固体的溶解过程是熵增加的过程， 与熵变有关。 答案：AB 点评：本题考查对“H TS”的概念理解。 例 4. 灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固可以制造器皿。现把白锡制造 的器皿放在 0. 100kPa 的室内存放，它会不会变成灰锡而不能继续使用（ ） （已知在 0. 100kPa 条件下白锡转化为灰锡的反应，焓变和熵变分别为H2180.9 J。mol1, S 6.61 J。mol1.K1 ） A. 会变 B. 不会变 C. 不能确定 D. 升高温度才会变 解析：在等温、等压条件下，自发反应总是向着H TS 0 的方向进行，直至达到 平衡态。因此，在 0. 100kPa 条件下，白锡会不会变为灰锡就转化为求算反应：白锡灰 锡的H TS 的问题。H TS2180.9 J。mol1 273（6.61 J。mol1.K1 ） 376.37 J。mol1 K1 0 ，因此在该条件下白锡会变为灰锡。 答案： A 点评：本题考查“H TS”的灵活应用。 【模拟试题模拟试题】 （答题时间：30 分钟） 一、选择题 1. 关于自发过程的叙述，正确的是（ ） A. 其逆过程在相同条件下也必定是自发的 B. 其逆过程在相同条件下也可能是自发的 C. 其逆过程在其它条件下也可能是自发的 D. 自发过程与外界条件无关 2. 下列关于熵变的叙述中，正确的是（ ） A. 熵变为正值的反应一定是自发的 B. 熵变为负值的反应一定是自发的 C. 自发反应的熵变可能是正的，也可能是负的 D. 熵变的正负不影响反应的自发性 3. 已知反应 FeO(s)C(s)CO(g) Fe(s) 的H 为正.S 为正（假定H .S 不随温 度而变化） ，下列叙述中正确的是（ ） A. 低温下为自发过程，高温下为非自发过程 B. 高温下为自发过程，低温下为非自发过程 C. 任何温度下均为非自发过程 D. 任何温度下均为自发过程 4. 下列有关化学反应自发性的叙述中，正确的是（ ） A. 化学反应的自发性仅由反应的焓变决定 B. 化学反应的自发性仅由反应的熵变决定 C. 化学反应的自发性仅由反应的焓变和熵变决定 D. 化学反应的自发性与反应体系的温度有关 5. 下列关于自发过程的叙述中，正确的是（ ） A. 只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程 B. 需要加热才能进行的过程肯定不是自发过程 C. 同一可逆反应的正逆反应在不同条件下都有自发的可能 D. 非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程 6. 下列关于化学反应的焓变的叙述中，正确的是（ ） A. 化学反应的焓变与反应的方向性无关 B. 化学反应的焓变直接决定了反应的方向 C. 焓变为正的反应都是吸热反应 D. 焓变为正的反应都能自发进行 7. 下列关于化学反应的熵变的叙述中，正确的是（ ） A. 化学反应的熵变与反应的方向性无关 B. 化学反应的熵变直接决定了反应的方向 C. 熵变为正的反应都是混乱度增大的反应 D. 熵变为正的反应都能自发进行 8. 下列关于化学反应的自发性叙述中，正确的是（ ） A. 焓变小于 0 而熵变大于 0 的反应肯定是自发的 B. 焓变和熵变都小于 0 的反应肯定是自发的 C. 焓变和熵变都大于 0 的反应肯定是自发的 D. 焓变大于 0 而熵变小于 0 的反应肯定是自发的 9. 设反应 A（s）D(g) E(g) 的H TS （450011T）J.mol1 ,要防止反应 发生，温度必须（ ） A. 高于 409K B. 低于 136K C. 高于 136K 而低于 409K D. 低于 409K 10. 温度、压强一定，某反应在高温下不能自发进行，而在低温下可自发进行的条件是 （ ） A. H 0 C. H0 D. 无法确定 二、填空题 11. 纯液体苯在其正常沸点等温气化，则H _0， S_。 （填，或） 12. 试根据熵的定义判断下列过程中体系的熵变大于零还是小于零。 （1）水蒸气冷凝成水。 （2）CaCO（S）CaO（S）CO （g） （3）乙烯聚合成聚乙烯。 （4）气体在催化剂上吸附。 （5）碳水化和物在生物体内分解。 13. 某蛋白质在 323.2K 时变性并达到平衡状态，即天然蛋白质变性蛋白质。已知该变 性过程的H（323.2K）29.288 kJ. mol1，则该反应的熵变（323.2K） _。 三、计算题 14. 已知 298K 时，NaSO10HO（s）NaSO（s）10HO（） ， H521.3KJ. mol1，1443.8 J. mol1K1。 （1）通过计算说明，上述反应在 298K 及 100kpa 时能否自发发生？ （2）欲在 100kpa 时使上述反应发生逆转，温度范围是多少？ 15. 已知 298K 时由石墨生成金刚石反应的H1.895KJ. mol1，HT S2.866 kJ. mol1，又知石墨的熵 S