新苏教版选择性必修1专题2第2单元化学反应的方向与限度第1课时学案

1、第2单元化学反应的方向与限度第1课时学案必备知识自主学习化学反应的方向1化学反应的方向(1)与自然界中的许多变化一样，化学反应具有方向性。许多化学反应的正反应能自动进行，而其逆反应无法自动进行。(2)自发反应：在一定条件下能自动进行的反应。2焓变与化学反应方向(1)恒压下，有些自发进行的化学反应是放热的(H0)。有些能自发进行的化学反应却是吸热的(H0)。(2)考查化学反应能否自发进行，不能直接用放热(H0：反之，S0。(2)熵变与化学反应方向有些自发进行的化学反应是熵增大(S0)。有些自发进行的化学反应却是熵减小(S0)。判断化学反应能否自发进行，不能直接用熵增大或熵减小作为判断依据。4化学

2、反应方向的判断焓变熵变化学反应的自发性H0一定能自发进行H0S0一定不能自发进行H0S0S0较高温度下能自发进行(1)(情境思考)下列过程不能自发进行的是哪些？A天然气的燃烧CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g) H802.3 kJmol1B水往低处流C铁在潮湿的空气中生锈(放热反应)D室温下水结成冰ENH4NO3溶解于水FNaCl溶解于水提示：D。(2)发生离子反应的条件之一是生成气体，试利用上面讲的熵判据加以解释，由此你对于理论的指导作用是否有新的体会？提示：由于反应中生成气体是熵增加的过程，所以增大了反应的自发性。(3)同一物质在不同状态时熵值(S)是否相同？结合生活实际，

3、判断S(水蒸气)、S(液态水)、S(冰)熵值的大小。提示：S(水蒸气)S(液态水)S(冰)。关键能力合作学习 eq avs4al(,知识点) 化学反应方向的判断1焓依据2.熵判据3.用焓变和熵变的复合判据判断反应进行的方向利用公式HTS进行综合判断(1)当H0，即HTS0，S0，反应不能自发进行。(3)当H0，S0或H0，S0时，反应是否自发进行与温度有关，在一定温度下，可使HTS0，即反应达到平衡状态。 (1)(知识升华)25 和1.01105 Pa时，发生如下反应： 2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)H56.76 kJmol1，提示：熵增效应大于能量效应。(2)已知CaCO3(s)

4、=CaO(s)CO2(g) 的H(298 K)178.2 kJmol1，S(298 K)169.6 Jmol1K1，室温下该反应能否自发进行？采取什么措施能使该反应自发进行？(证据推理与模型认知)已知：反应的HTS0。故该反应在298 K时不能自发进行。若使该反应能自发进行，必须使HTS0，178.2 kJmol1T169.6 Jmol1K11 051 K，即当温度T1 051 K时反应能自发进行。【典例】(2021三门峡高二检测)下列说法不正确的是()ANa与H2O的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行B某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应C. 碳酸铵(NH4)2CO3在室温下就能自

5、发地分解产生氨气是因为外界给予了能量DCO(g)2H2(g)=CH3OH(l)是一个熵减小的反应【解题指南】解答本题需要注意以下两点：(1)HTS0，该反应能自发进行；(2)判断熵值的变化的依据是反应前后气体分子数的大小。【解析】选C。Na与水的反应是固体与液体反应生成气体，为熵增的反应，S0，在反应中钠会熔化成一个闪亮的小球四处游动，且发出嘶嘶的声音，此反应为放热反应，则H0，故HTS0，该反应能自发进行，A项正确；B项，该反应是吸热反应，H0，要能自发进行HTS0，该反应一定是熵增反应，B正确； 碳酸铵自发分解，是因为氨气的生成而使熵增大，C错误；CO(g)2H2(g)=CH3OH(l)反

6、应后气体分子数减小，所以是一个熵减小的反应，D正确。【母题追问】(1)若将B选项改成“某放热的反应能自发进行，则该反应一定是熵增加的反应”是否正确？为什么？提示：不正确。因为放热反应的H0，所以若使HTS0，则反应过程的熵变既有可能大于0也有可能小于0。(2)D选项中的反应当H什么情况时可能自发进行？提示：由于S0，所以只有当H0时，才有可能保证HTS0，反应才有可能自发进行。(2021威海高二检测)高炉炼铁是目前世界上最主要的炼铁方法，常用焦炭还原Fe2O3，而目前最主要的炼铝方法是电解Al2O3和冰晶石的熔融物。已知298 K时Fe2O3(s) eq f(3,2) C(s)=2Fe(s)

7、eq f(3,2) CO2(g)H233.8 kJmol1，S0.279 kJmol1K12Al2O3(s)3C(s)=4Al(s)3CO2(g)H2 171 kJmol1，S635.5 Jmol1K1试从热力学角度分析两种金属冶炼方法不同的原因。已知：反应的HTS eq f(H,S) 时该反应能自发进行。用C作还原剂还原Fe2O3时，若使反应自发进行，则需要的温度T1 eq f(H,S) eq f(233.8 kJmol1,0.279 kJmol1K1) 8380 K；若用C作还原剂还原Al2O3时需要的温度T2 eq f(H,S) eq f(2 171 kJmol1,635.5103 kJ

8、mol1K1) 3 416 K。对比上述温度可知，用焦炭还原Al2O3是不可能实现的，故两种金属冶炼方法有差别。答案：用焦炭还原Al2O3所需温度太高，是不可能实现的，而用焦炭还原Fe2O3则可以实现。【三言两语话重点】1放热反应(H0)多数能自发进行。2常温常压下，S0的反应多数能自发进行。3焓变、熵变共同影响化学反应的方向。化学反应向HTS0 的方向自发进行。4H、S的作用相反，且相差不大时，温度可能对化学反应的方向起决定性作用。课堂检测素养达标1下列关于判断反应的方向的说法正确的是()A所有自发进行的化学反应都是放热反应B自发反应在任何条件下都能发生C由焓判据和熵判据组合而成的复合判据，

9、将更适合于所有的反应D同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同【解析】选C。焓判据与熵判据都不能单独作为反应自发性的判据，二者组合而成的复合判据，更适合于所有的反应，A项错误，C项正确；在一定条件下能自发进行的反应，改变条件可能不能自发进行，B项错误；同一物质S(s)S(l)S(g)，D项错误。2下列说法完全正确的是()A自发进行的反应均是H0【解析】选D。有些吸热反应也可以自发进行，如(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)，故A错；熵变与反应的自发性有关，但不能独立作为自发性的判据，故B错；物质的量增加的反应，其混乱度不一定增加，即S不一定为正值，如2H2S(g)O2(g)

10、=2H2O(g)2S(s)，故C错；CaCO3(s)的分解产生了气体，为熵增反应，故D对。3.实现“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)，如图表示该反应过程中能量(单位为kJmol1)的变化。关于该反应的下列说法中，正确的是()AH0，S0BH0，S0CH0，S0 DH0【解析】选C。根据反应过程中能量变化的情况可知反应物的总能量高于生成物的总能量，反应放热，H0；该反应发生后气体的物质的量减小，S0C某反应低温条件下能够自发进行，则高温条

11、件下一定能够自发DKNO3溶于水的过程熵值减小【解析】选B。同温同压下其他反应条件不会影响H，A错；反应自发进行的判据为HTS0，则H0，B正确；反应自发进行的判据为HTS0，若反应在低温下进行，则当H0，S0，D错。 素养新思维 6工业上用赤铁矿生产铁，可以选择的还原剂有C和H2。根据所学知识判断：哪一种还原剂可使反应自发进行的温度较低？(已知：Fe2O3(s) eq f(3,2) C(s)=2Fe(s) eq f(3,2) CO2(g)H233.8 kJ mol1，S0.279 kJ mol1K1；Fe2O3(s)3H2(g)=2Fe(s)3H2O(g)H98 kJ mol1，S0.144 2 kJ mol1K1)。提示：用H2作还原剂时反应自发进行的温度较低。根据HTS0为平衡状态，HTS