第二章 第四节 化学反应进行的方向（课件）-2021-2022学年高中化学选修4【导与练】高中同步全程学习（人教A版）

第四节　化学反应进行的方向 化学 [新课导入](教师用书备用) 未涂防锈漆的钢制器件会生锈,香水会扩散到空气中等,这些都是不需要借助外力就可以自发进行的过程;用水泵把水从低水位抽到高水位,高温高压下可以使石墨转化为金刚石等,这些都是需要外界对体系施加某种作用才能实现的过程。为什么有些反应或过程不需要借助外力就能够自发进行,而有些反应或过程需要在特定条件下才能进行呢?这就是化学反应进行的方向问题。你知道如何判断化学反应能否自发进行和化学反应进行的方向吗?同学们,让我们一起走进教材《第四节　化学反应进行的方向》。 化学 [学习目标] 1.了解自发过程和化学反应的自发性,理解熵和熵变的概念。(素养:证据推理与模型认知) 2.初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响,能用焓变和熵变说明化学反应进行的方向。(素养:科学态度与社会责任) 化学 知识分点突破 能力总结提升 化学 自发过程 自发反应 含义 在给定的条件下,可以 进行到显著程度的化学反应 知识分点突破 一、自发过程与自发反应 1.自发过程与自发反应的比较 知识点　化学反应进行的方向与焓变、熵变的关系 基础梳理 自发 化学 特征 具有 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肯定 . 举例 高山流水,自由落体,冰雪融化 酸碱中和,钢铁生锈,氨水分解 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 方向 不自发 化学 2.自发过程的特点 (1)体系趋向于从 状态转变为 状态。 (2)体系趋向于从 体系转变为 体系。 二、化学反应进行方向的判据 1.焓判据 (1)含义 高能 低能 有序 无序 化学 焓判据 放热反应过程中体系能量降低,具有自发进行的倾向 焓变与反 应自发性 的关系 若该反应为 反应,即ΔH 0,一般能自发进行;若该反应为 反应,即ΔH 0,一般不能自发进行 局限性 有些吸热反应也能自发进行,所以焓变是与反应进行的方向有关的因素之一,但不是决定反应能否自发进行的唯一因素 (2)应用 放热 < 吸热 > 化学 混乱 2.熵和熵判据 > > 混乱 增大 大于 熵增 熵减 混乱度 熵增 化学 3.复合判据 综合考虑 和 的复合判据,更适合所有的反应,只根据一个方面判断化学反应进行的方向是不全面的。 (1)判断依据:ΔG=ΔH-TΔS。 (2)判断标准:ΔG<0,反应能自发进行。 焓变 熵变 化学 [问题导思] 疑难探究 提示:不能,由于该反应是焓增、熵减的反应。根据ΔG=ΔH-TΔS,ΔG>0, 故该设想不能实现。 提示:该反应是吸热反应,体系的能量升高,其熵增大。 化学 [归纳总结] 1.判断化学反应进行的方向的依据 化学 2.数学象限法判断化学反应的自发性(如图) 化学 题组例练 题点一　自发过程和自发反应 1.下列过程是非自发的是(　 　) A.水由高处向低处流 B.煤炭的燃烧 C.铁在潮湿空气中生锈 D.室温下水结成冰 D 解析:水由高处向低处流、煤炭的燃烧、铁在潮湿空气中生锈、室温下冰的融化,都是自发过程,其逆向都是非自发的。 化学 2.下列关于焓判据和熵判据的说法中,不正确的是(　 　) A.放热的自发过程可能是熵减小的过程,吸热的自发过程一定为熵增加的过程 D 化学 解析:放热的自发过程可能熵减小,吸热的自发过程是熵增加的过程,A项正确;根据ΔG=ΔH-TΔS=-444.3 kJ·mol-1-298 K× (-280.1×10-3 kJ·mol-1·K-1)≈-360.83 kJ·mol-1<0,此时焓变对反应的方向起决定性作用,常温常压下能自发进行,B项正确;碳酸钙分解反应的ΔH>0且ΔS>0,同样根据ΔG=ΔH-TΔS<0可知,在高温下可自发进行,C项正确;焓减小或熵增加的过程不一定都是自发进行的,ΔG<0的过程一定是自发进行的,D项不正确。 化学 题点二　化学反应进行方向的判断 3.下列说法正确的是(　 　) A.在常温下,放热反应一般能自发进行,吸热反应都不能自发进行 B 化学 解析:有些熵值增大的吸热反应可以自发进行,A项错误;要将焓变和熵变综合起来即利用复合判据判断反应能否自发进行,C项错误;使用催化剂只能降低反应的活化能,不能改变反应的方向,D项错误。 化学 4.(2021·山东聊城模拟改编)下列有关化学反应方向及其判据的说法中正确的是(　 　) A.非自发反应就是不可能发生的反应,自发反应就是能较快进行的反应 B.高温高压下可以使石墨转化为金刚石,是自发的化学反应 C.