第二章 第三节 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（人教版）山东专用

第三节　化学反应的方向 学习目标导航 课程目标展示 素养目标达成 1.了解自发过程和化学反应的自发性。 2.通过“有序”和“无序”的对比,理解熵和熵变的概念。 3.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。 1.宏观辨识与微观探析:能结合宏观的事实认识自发过程和自发反应。 2.变化观念与平衡思想:知道化学反应是有方向的,物质的变化需要一定的条件,并遵循一定的规律。 3.证据推理与模型认知:能认识到焓判据和熵判据的局限性,能用自由能分析和解决化学问题。 学习任务1　探究自发过程和自发反应 NO.1　自主学习·夯实基础 1.自发过程和自发反应的比较 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肯定不能自发进行 举例 高山流水,自由落体,冰雪融化 钢铁生锈 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 微思考:自发反应一定能发生反应,而非自发反应一定不能发生反应吗? 提示:自发反应也需要一定条件引发反应,一旦反应后即可自发进行,而非自发反应也能在一定条件下发生。 2.自发过程的特点 (1)体系趋向于从高能状态转变为低能状态。 (2)体系趋向于从有序体系转变为无序体系。 NO.2　互动探究·提升能力 　　生活中,一般在室温下,冰块会融化,铁器暴露在潮湿的空气中会生锈;甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧,这些过程都是自发的,其逆过程就是非自发的。 探究　自发过程的判断 问题1:知道了某个反应是自发反应后,能否知道某条件下是否发生?能否预测反应的快慢? 提示:判断某反应是否自发,只是判断反应的方向,与是否会发生、反应的快慢、反应的热效应无关。 问题2:自发反应不需要任何条件就能自发进行吗? 提示:不是。如H2和O2反应需要点燃。 自发过程的判断 (1)根据条件判断:不是看是否需要条件,而是看是否需要持续施加外力(如加热等)。 (2)根据其逆向过程是否自发判断:若逆向过程自发,则正向过程一定不自发;若逆向过程不自发,则正向过程一定自发。 [凝练素养] 通过日常生活中所见所闻以及常见的化学反应,建立了放热反应的自发性和某些吸热过程的自发性的思维模型,培养了“证据推理与模型认知”的化学素养。 NO.3　应用体验·形成素养 (以下选择题有1～2个选项符合题意) 1.下列过程是非自发的是(　B　) A.水由高处向低处流 B.室温下水结成冰 C.气体从高密度处向低密度处扩散 D.煤气的燃烧 解析:自然界中水由高处向低处流、气体从高密度处向低密度处扩散、煤气的燃烧、室温下冰的融化都是自发过程,其逆过程都是非自发的。 2.下列关于自发过程的叙述中,正确的是(　CD　) A.只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程 B.需要加热才能进行的过程肯定不是自发过程 C.同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发的可能 D.非自发过程在改变条件后可能变为自发过程 解析:在一定条件下,不用借助外力即可自发进行的过程为自发过程,所以自发过程也是需要特定的条件的,A、B错误;可逆反应在不同的条件下,可以向不同方向自发进行,C正确;改变条件,可以使某些非自发过程转变为自发过程,D正确。 学习任务2　探究化学反应进行方向 NO.1　自主学习·夯实基础 1.焓变与反应的方向 (1)放热反应过程中体系能量降低,因此具有自发进行的倾向,科学家提出用焓变(能量变化)来判断反应进行的方向,这就是焓判据(能量判据)。 (2)焓变与化学反应进行方向的关系 ①多数放热反应是自发进行的。例如燃烧反应、中和反应等。 ②有些吸热反应也可以自发进行,如: 2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) ΔH=+109.8 kJ·mol-1。 微点拨:只用焓判据判断反应是否自发不全面。 2.熵变与反应的方向 (1)熵、熵变的概念 (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:体系有自发地向混乱度增加(即熵增)的方向转变的倾向,因此可用熵变来判断反应进行的方向。 (4)熵变与化学反应进行方向的关系 ①两者关系 ②结论: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。 微点拨:熵变正负的判断 (1)物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过程,熵变为正值,是熵增加的过程。 (2)气体体积增大的反应,熵变通常都是正值,是熵增加的反应。 (3)气体体积减小的反应