第2章 第1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 化学反应原理【导与练】高中同步全程学习word（鲁科版）山东专用

第1节　化学反应的方向

学习任务　影响化学反应方向的因素

NO.1　自主学习·夯实基础

1.反应焓变与反应方向:分析了大量化学反应及其焓变后发现,多数能自发进行的化学反应是放热反应(也就是ΔH<0的反应)。

 2.反应熵变与反应方向

(1)熵概念:熵是一个物理量,用来表示体系的无序程度。无序程度越大即体系越混乱,则熵越大。

(2)熵的符号和单位:熵的表示符号是S,单位是J·mol-1·K-1。

(3)物质状态与熵大小关系:同一物质S(g)>S(l)>S(s)。

(4)熵变:与焓一样,熵的绝对值也无法测得,只能测得其相对值。一个过程的熵变表示为ΔS,ΔS=S末态-S初态。对一个化学反应来讲ΔS=

S生成物-S反应物。

(5)化学反应熵变判断:产生气体的反应和气体的物质的量增大的反应的熵变为正值即熵增加反应。

(6)熵变与反应自发性关系:事实证明,许多熵增加的反应(即ΔS>0的反应)在常温、常压下可以自发进行。

3.用焓变与熵变综合判断反应方向

在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下,自发反应总是向着ΔH-TΔS<0的方向进行,直至达到平衡状态。

NO.2　互动探究·提升能力

如果你以后有机会学习化学热力学,你会发现吉布斯像“秦王扫六合”一样给热力学赋予了一套严谨完善、精彩绝伦的理论基础,用深厚的数学功底为热力学打造了一身健壮的血肉之躯和一副结实的骨骼,用铅笔统一了热力学。让我们一起探究判断化学反应自发性的“终极法宝”——吉布斯自由能。

问题1:吉布斯自由能变(简称“吉变”)的表达式是什么?

提示:ΔG=ΔH-TΔS。

问题2:吉布斯自由能变与反应自发性的关系是什么?

提示:ΔG<0,反应正向能自发进行;ΔG>0,反应正向不能自发进行;ΔG=0,反应达到平衡状态。

问题3:用吉布斯自由能变来判断反应自发性的前提条件是什么?

提示:等温、等压及除体积功以外不做其他功(一般指没有光、电形式能量的释放或吸收)。

问题4:ΔG<0的化学反应正向可以自发进行,是否意味着这个反应就一定可以快速发生?逆向反应就一定不能发生?

提示:ΔG<0,只是说从化学热力学理论角度可以自发进行。并非是这个反应一定能发生或发生非常快。就像我们可以说水从高处可以自发地(自动地)流向低处,并非楼上有一桶水就非得流下来。另外正反应ΔG<0,则逆反应的ΔG肯定大于0,从热力学角度逆反应不自发,但借助于光和电等外力还是可能实际发生的。

 命题解密与解题指导

情境解读:吉布斯自由能变判断反应自发性对科学研究的指导作用。

素养立意:通过对反应自发性研究,培养学生科学态度与社会责任素养。

思维建模:反应自发性唯一判据ΔG<0,反应自发性计算与判断要综合考虑ΔH、ΔS与温度。反应自发性判断对化学研究具有非常重要的指导作用。