2019-2020版化学同步新导学案鲁科选修4(课件 讲义 精练）：第2章第1节　化学反应的方向 (共2份打包)

第1节　化学反应的方向 [核心素养发展目标]　1.证据推理与模型认知：了解熵和熵变，理解焓变、熵变与反应方向的关系，构建综合运用焓变与熵变判断化学反应进行方向的思维方法模型。2.科学态度与社会责任：根据三个判据的发展过程，理解科学知识的曲折发展历程，增强对化学反应自发性研究重要意义的认识。 一、反应焓变、熵变与反应方向 1．反应焓变与反应方向 (1)实例： ①NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)，ΔH＜0，常温下能自发进行。 ②2Na(s)＋2H2O(l)===2NaOH(aq)＋H2(g)，ΔH＜0，常温下能自发进行。 ③NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)，ΔH＞0，该反应在常温下能自发进行。 ④CaCO3(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。 (2)反应焓变与反应方向的关系 ① ②反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。 2．反应熵变与反应方向 (1)熵 ①概念：描述体系混乱度大小的物理量，其符号为S，单位是 J·mol－1·K－1。 ②意义：熵值越大，体系混乱度越大。 ③影响因素 同一物质：S(g)＞S(l)＞S(s)。 (2)反应熵变 ①概念：反应产物总熵和反应物总熵之差，符号为ΔS。 ②正负判断论据 (3)反应熵变与反应方向 ① ②熵变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。 化学反应方向与焓变、熵变的关系 (1)从焓变(能量)角度：ΔH<0，有利于反应自发进行。 (2)从熵变角度：ΔS>0，有利于反应自发进行。 (3)在实际的化学反应中，当ΔH与ΔS符号相同时，对化学反应方向的影响作用出现矛盾，因此，在分析一个具体化学反应自发进行的方向时，不能孤立地使用焓判据或熵判据来分析，否则，可能会得出错误的结论。 例1　已知下列过程都能自发进行，其中不能用“焓判据”解释的是(　　) A．2Na(s)＋Cl2(g)===2NaCl(s)　ΔH<0 B．C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH<0 C．2NH4Cl(s)＋Ca(OH)2(s)===2NH3(g)＋CaCl2(s)＋2H2O(l)　ΔH>0 D．2Mg(s)＋O2(g)===2MgO(s)　ΔH<0 答案　C 解析　焓判据是指ΔH<0的反应有利于自发进行，C项反应的ΔH>0，按焓判据反应不能自发进行，而题给条件是能自发进行，所以不能用“焓判据”解释该反应为自发反应。 考点　焓变和熵变与反应方向的判断 题点　反应焓变与反应方向 思维启迪 一般常温下自发进行的放热反应，焓变对反应方向起决定性作用。 例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 答案　A 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。 考点　焓变和熵变与反应方向的判断 题点　反应熵变与反应方向 思维启迪 一般常温下自发进行的吸热反应，熵变对反应方向起决定性作用。 二、焓变与熵变对反应方向的共同影响 1．反应方向的判据 在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向ΔH－TΔS<0的方向进行，直至达到平衡状态。 (1)ΔH－TΔS<0　反应能自发进行； (2)ΔH－TΔS＝0　反应达到平衡状态； (3)ΔH－TΔS>0　反应不能自发进行。 2．温度与反应方向的关系 (1)放热和熵增加都有利于ΔH－TΔS<0，因此放热的熵增加反应一定能自发进行，吸热的熵减小反应一定不能自发进行。 (2)当反应的焓变和熵变的影响相反，且二者大小相差悬殊时，某一因素可能占主导地位。 (3)当反应的焓变和熵变的影响相反，且二者相差不大时，温度可能对反应的方向起决定性作用。 例3　下列反应中，一定不能自发进行的是(　　) A．2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)　ΔH＝－78.03 kJ·mol－1　ΔS＝1 110 J·mol－1·K－1 B．CO(g)===C(s，石墨)＋O2(g)　ΔH＝110.5 kJ·mol－1　ΔS＝－89.36 J·mol－1·K－1 C．4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s) ΔH＝－444.3 kJ·mol－1 ΔS＝－280.1 J·mol－1·K－1 D．NH4HCO3(s