第2章 第3节 化学反应的方向-2021-2022学年新教材高中化学选择性必修1【金版新学案】配套教师用书（人教版）

第三节　化学反应的方向 素养 发展 目标 1.证据推理与模型认知：了解判断化学反应进行方向的三个判据，构建判断化学反应自发性的思维方法模型。 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。 1.焓变与反应方向 (1)大多数放热反应是可以自发进行的； (2)有些吸热反应也可以自发进行。 2．熵变与反应方向 (1)熵 自发过程都是自发地从混乱度小(有序)向混乱度大(无序)的方向进行。科学家用熵(符号为S)来度量这种混乱的程度。 (2)熵值大小 对于同一种物质，气态时的熵值最大、液态时的次之、固态时的最小。 (3)自发反应与熵变的关系 ①体系有自发地向混乱度增加(即熵增，ΔS>0)的方向转变的倾向。 ②有些熵减的过程也能自发进行。 3．自由能与化学反应的方向 (1)大量事实可知，综合考虑焓变和熵变可以判断反应自发进行的方向。 (2)自由能的变化(ΔG)综合反映了体系的焓变和熵变对自发过程的影响：ΔG＝ΔH－TΔS。化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡。 当ΔG<0，反应能自发进行； 当ΔG＝0，反应处于平衡状态； 当ΔG>0，反应不能自发进行。 阅读教材P41～43，结合教材中相关内容，交流讨论。 1．判断下列反应是吸热反应还是放热反应？常温下能否自发进行？ ①Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑；②Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O。 提示：①是放热反应，②是吸热反应，常温下均能自发进行。 2．判断下列反应是熵增的反应还是熵减的反应？常温下能否自发进行？ ①2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑；②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。 提示：①是熵增的反应，②是熵减的反应，常温下均能自发进行。 3．怎样判断一个化学反应是否为自发反应？ 提示：判断一个化学反应是否自发进行，要综合考虑焓变和熵变，符合ΔH－TΔS<0的反应能自发进行。 1．根据ΔH、ΔS判断化学反应的方向 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。即： ΔH－TΔS<0　反应能自发进行 ΔH－TΔS＝0　反应达到平衡状态 ΔH－TΔS＞0　反应不能自发进行 2．温度对反应进行方向的影响 当焓变和熵变的作用相反且相差不大时，温度有可能对反应的方向起决定性作用。温度与反应方向的关系如图所示。 　　 [注意] (1)焓变与熵变共同影响一个化学反应在一定条件下能否自发进行。 (2)焓和熵的变化都只取决于体系的始态和终态，与变化的途径无关。 (3)反应方向的判断与反应条件有关，不能随意将常温、常压下的结论用于其他温度、压强下的反应。 1．下列变化过程中，ΔS＜0的是(　　) A．氯化钠固体溶于水 B．NH3(g)与HCl(g)反应生成NH4Cl(s) C．干冰的升华 D．CaCO3(s)分解为CaO(s)和CO2(g) B　[氯化钠固体溶于水，NaCl电离为阴、阳离子，熵增大，A项为ΔS＞0的过程；气体反应生成固体，熵减小，B项为ΔS＜0的过程；物质由固态变为气态或固体分解生成气体，熵均增大，故C项和D项均为ΔS＞0的过程。] 2．根据所学知识判断，下列反应中，在所有温度下都不自发进行的是(　　) A．2O3(g)=== 3O2(g)　ΔH＜0 B．2CO(g)=== 2C(s)＋O2(g)　ΔH＞0 C．N2(g)＋3H2(g)=== 2NH3(g)　ΔH＜0 D.CaCO3(s)=== CaO(s)＋CO2(g)　ΔH＞0 B　[2O3(g)=== 3O2(g)的ΔS>0，ΔH＜0，则ΔH－TΔS<0，任何温度下都能自发进行，A错误；2CO(g)=== 2C(s)＋O2(g)的ΔS<0，ΔH＞0，则ΔH－TΔS>0，任何温度下都不能自发进行，B正确；N2(g)＋3H2(g)=== 2NH3(g)的ΔS<0，ΔH＜0，则该反应低温下能自发进行，C错误；CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)的ΔS>0，ΔH＞0，则该反应在高温下可自发进行，D错误。] (1)熵反映体系的混乱程度，混乱度越高，熵值越大。同一种物质的熵值：S(g)>S(l)>S(s)。 (2)自发反应的方向与焓变和熵变有关，要判断反应自发进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变。 (满分12分) 1．(2分)(2021·邯郸高二质检)以下自发反应可用焓判据来解释的是(　　) A．硝酸铵自发溶于水 B．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋109.8 kJ·mol－1 C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)　ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1