第2章第3节 化学反应的方向-2021-2022学年高二化学同步精品学案（新教材人教版选择性必修1）

《2021-2022学年高二化学同步精品学案（新人教版选择性必修1）》 第二章 化学反应速率与化学平衡 第三节 化学反应的方向 一、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，就能自发进行的过程 在给定的条件下，可以自发进行到显著程度的化学反应 特征 具有方向性：即过程的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程逆方向在该条件下不能自发进行 举例 高山流水、自由落体、花香四溢 燃烧反应 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O2 【理解应用】下列属于非自发过程的是 。 A．煤炭的燃烧 B．室温下水结成冰 C．水由高处向低处流 D．电解饱和食盐水制备漂白液 E．铁器在潮湿的空气中生锈 二、化学反应进行方向的判据 1．能量角度：多数放热反应是自发进行的，即ΔH 0的反应，例如燃烧反应、中和反应等。这是因为放热反应过程中体系能量 ，因此具有自发进行的倾向。 〔局限性〕有些吸热反应也可以自发进行。如以下反应： ①2N2O5(g) ==4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＞0。 ②C(s) + CO2(g) ==2CO(g) ΔH＞0 ③NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)　ΔH＞0 ④Ba(OH)2•8H2O(s)+2NH4Cl(s) ==BaCl2(aq)+2NH3 (g)+10H2O(1) ΔH＞0 ⑤NaHCO(s) + HCl(aq) == NaCl(aq) + CO2 (g) + H2O(1) ΔH＞0 〔思考讨论〕仔细分析上述反应的特点，思考影响反应自发性的其它因素。 2．混乱度角度：体系有自发地向混乱度 的方向转变的倾向，混乱度越大越稳定。 （1）熵：度量 的物理量，符号为 。 （2）熵值大小 ①体系的熵值：体系的混乱程度越大，体系的熵值就越大。 ②同一物质的熵值：S(g) S(l) S(s)，同一条件下，不同物质的熵值不同。 ③熵判据：许多熵增的反应(即ΔS 0)是自发的。 〔特别强调〕事实上，只有孤立体系（与环境之间既无物质交换又无 交换）或者绝热体系（与环境之间既无物质交换又无 交换），自发过程才向着熵增的方向进行。 〔局限性〕有些熵减的反应也可以自发进行，如以下反应： ①4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)═4Fe(OH)3(s) ΔS＜0 ②2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g) ΔS＜0 【归纳整理】 （1）自发反应的方向与焓变和熵变有关： ①大多数放热反应能自发进行，但有些吸热反应也能自发进行； ②大多数熵增的反应能自发进行，但有些熵减反应也能自发进行。 （2）焓变和熵变都不能单独作为判断反应自发进行方向的依据，要综合考虑体系的焓变和熵变。 3．复合判据：自由能角度 在等温、等压条件下的封闭体系中（不考虑体积变化做功以外的其他功），自由能（符号为ΔG，单位为kJ/mol）的变化综合反映了体系的焓变和熵变对自发过程的影响：ΔG = 。可见，ΔG不仅与焓变和熵变有关，还与 有关：在温度、压强一定的条件下，化学反应总是向着 的方向进行，直到体系达到平衡。即 （1）当ΔG 0时，反应能自发进行； （2）当ΔG 0时，反应处于平衡状态； （3）当ΔG 0时，反应不能自发进行。 【归纳整理】自由能角度 复合判据 自由能判据（ΔG） 类型 ΔH ΔS 反应的自发性 1 <0 ＞0 任何温度都是 反应 2 ＞0 <0 任何温度下都是 反应 3 <0 <0 高温是 反应，低温是 反应 4 ＞0 ＞0 高温是 反应，低温是 反应 反应能否自发进行与温度有关。一般低温时 的影响为主，高温时 的影响为主，而温度影响的大小要视ΔH、ΔS的数值而定。 【拨乱反正】已知：①2H2＋O22H2O；②2H2O2H2↑＋O2↑。 ①是自发反应，②是非自发反应，通过对上述反应的分析，思考： （1）自发反应不需要任何条件就能发生吗？ （2）非自发反应一定不能发生吗？ 【预习检验】 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) （1）不需要任何条件就能够自动进行的过程是自发过程 (　　) （2）室温下冰变成水属于自发过程(　　) （3）放热过程(ΔH＜0)或熵