第2章 第1节 化学反应的方向-2020-2021学年高中化学选修4【导学教程】同步辅导（鲁科版） word

第1节　化学反应的方向 [学习目标] 1.理解焓变与反应方向的关系。 2.了解熵和熵变的概念，知道化学反应中存在熵变。 3.理解熵变与反应方向的关系。 4.能综合运用焓变与熵变判断反应进行的方向。 要点一　反应焓变与反应方向 1.自发过程 (1)概念：在温度和压强一定的条件下，不借助外部力量就能自动进行的过程。 (2)特点：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肯定不自发。 2.反应焓变与反应方向的关系 (1)能自发进行的化学反应多数是放热反应。 (2)有些吸热反应也能自发进行。 结论：反应焓变与反应能否自发进行有关，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。 焓变对化学反应方向的影响 1.ΔH＜0的反应(放热反应) 大多数放热反应能自发进行，例如： Zn(s)＋2H＋(aq)===Zn2＋(aq)＋H2(g) ΔH＝－153.9 kJ·mol－1 HCl(g)＋NH3(g)===NH4Cl(s) ΔH＝－176.9 kJ·mol－1 2.ΔH＞0的反应(吸热反应) (1)大多数吸热反应不能自发进行，但也存在某些吸热反应能够自发进行，例如： Ba(OH)2·8H2O(s)＋2NH4Cl(s)===BaCl2(s)＋2NH3(g)＋10H2O(l)　ΔH＞0 NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)　ΔH＞0 (2)有些吸热反应在室温下不能自发进行，但在高温下能够自发进行，例如： N2O4(g)===2NO2(g)　ΔH(298 K)＝＋58.03 kJ·mol－1(T＞324 K自发进行) NH4HCO3(s)===H2O(g)＋NH3(g)＋CO2(g) ΔH(298 K)＝＋185.57 kJ·mol－1(T＞389 K自发进行) [来源:Zxxk.Com] 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[来源:Zxxk.Com] 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 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，按焓判据反应不能发生，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。 答案　C 要点二　反应熵变与反应方向 1.熵 熵是衡量体系混乱度大小的物理量；其符号为S；单位为J·mol－1·K－1。 影响熵值的因素： (1)同一物质：S(高温)＞S(低温)；S(g)＞S(l)＞S(s)。 (2)相同条件下的不同物质：分子结构越复杂，熵值越大。 (3)S(混合物)＞S(纯净物)。 2.熵变 (1)概念：反应产物的总熵和反应物的总熵之差。 (2)计算式：ΔS＝S(反应产物)－S(反应物)。 (3)正负判断依据 ①气体体积增大的反应，熵变通常都是正值，是熵增大的反应。 ②气体体积减小的反应，熵变通常都是负值，是熵减小的反应。 3.熵变与反应方向 (1)熵增加有利于反应的自发进行。 (2)某些熵减小的反应在一定条件下也能自发进行。 (3)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。 熵变对化学反应自发性的影响 1.许多熵增反应在常温常压下能自发进行，例如： 2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g) ΔS＝57.16 J·mol－1·K－1 NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)　ΔS＝184.05 J·mol－1·K－1 2.有些熵增反应在常温常压下不能自发进行，但高温下可以自发进行，例如： CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔS＝169.6 J·mol－1·K－1 C(s，石墨)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔS＝133.8 J·mol－1·K－1 3.有些熵减反应在一定条件下也能自发进行，例如： 2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s) ΔS＝－39.35 J·mol－1·K－1 2.在图Ⅰ中A、B两容器里，分别收集着两种互不作用的理想气体。若将中间活塞打开，如图Ⅱ，两种气体分子立即都占据了两个容器。这是一个不伴随能量变化的自发过程。关于此过程的下列说法不正确的是 A.此过程是从混乱程度小的状态向混乱程度大的状态的变化过程，即熵增大的过程 B.此过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出 C.此过程是自发可逆的 D.此过程从有序到无序，混乱度增大 解析　气体扩散过程是熵