第2章 第1节 化学反应的方向（教师用书）-2022-2023学年新教材高中化学选择性必修1【金版新学案】同步导学（鲁科2019 双选版）

第1节　化学反应的方向 [素养发展目标]　1．知道化学反应是有方向的。2．知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。 一、自发过程与自发反应 1．自发过程 (1)定义 在等温、等压条件下，不借助光、电等外部力量就能自动进行的过程。 (2)特点 ①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(这时体系会对外部做功或者释放热量)。 ②在密闭条件下，体系有从有序自发地转变为无序的倾向。 (3)举例 ①自然界中的水总是自发地由高处往低处流，而不会自动由低处往高处流。 ②热量由高温物体传向低温物体。 自发过程具有方向性，即在一定条件下过程的某个方向是自发进行的，其逆方向在相同条件下一定不能自发进行。如铁器在潮湿的空气中生锈是自发进行的，而铁锈变为铁在该条件下肯定不能自发进行。名师提醒 2．自发反应与非自发反应 二、反应焓变与反应方向 1．自发反应与焓变的关系 (1)判断依据 (2)结论：不能仅用反应焓变来判断反应能否自发进行。 三、反应熵变与反应方向 1．基本概念 ①熵 概念 描述体系无序程度的物理量，其符号为S，单位J·mol－1·K－1 特点 熵值越大，体系的无序程度越大 影响因素 纯物质熵值的大小与物质的种类、数量、聚集状态以及温度、压强等因素有关。对同一物质来说：S(g)＞S(l)＞S(s)，在同一条件下，不同物质的熵不同 ②熵变 概念 反应产物的总熵与反应物的总熵之差，符号为ΔS 熵增加 反应 产生气体的反应和气体的物质的量增大的反应，反应熵变的数值通常都是正值，为熵增加反应，即ΔS＞0 熵变与 反应方向 熵增加有利于反应的自发进行；但有些熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行 2．结论：不能仅用反应熵变来判断反应能否自发进行。 四、用焓变和熵变综合判断反应方向 1．反应进行方向的判断 焓变(ΔH)和熵变(ΔS)都与反应的自发性有关，但都不能独立地作为反应自发性的判据。要判断反应进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变。 体系的自由能变化(ΔG，kJ/mol)是由焓判据和熵判据组合成的复合判据。它不仅与ΔH、ΔS有关，还与温度T有关，其表达式为ΔG＝ΔH－TΔS，在等温、等压及不考虑体积变化做功以外的其他功的条件下，ΔG是判断化学反应自发性的判据，其规律是 2．对反应进行方向判断的讨论 类型 ΔH ΔS 反应的自发性 1 ＜0 ＞0 ΔH－TΔS＜0，一定能自发进行 2 ＞0 ＜0 ΔH－TΔS＞0，一定不能自发进行 3 ＜0 ＜0 ΔH－TΔS因温度的变化可能大于0也可能小于0，反应的自发性也因温度变化而改变。一般来说，低温时，以ΔH的影响为主，高温时，以ΔS的影响为主，ΔH＜0，ΔS＜0的反应在较低温度下能自发进行；ΔH＞0，ΔS＞0的反应在较高温度下能自发进行 4 ＞0 ＞0 1．下列关于自发反应的叙述中，正确的是(　　) A．自发反应的逆过程在相同条件下也必定是自发的 B．铁在潮湿的空气中生锈属于自发反应 C．自发过程必然是自发反应 D．自发反应与外界条件无关 B　[如果某反应在一定条件下能够自发进行，则在相同条件下，其逆过程应是非自发的，A项错误；铁在潮湿的空气中因发生电化学腐蚀而生锈，该过程属于自发反应，B项正确；自发过程不一定属于化学反应，显然不一定是自发反应，C项错误；只有确定条件下的反应才能称为自发反应或非自发反应，D项错误。] 2．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)ΔH＜0的反应一定能自发进行。(　　) (2)ΔH＞0的反应一定不能自发进行。(　　) (3)常温下，Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应可自发进行。(　　) (4)常温下，反应2Al(s)＋6HCl(aq)===2AlCl3(aq)＋3H2(g)可自发进行。(　　) (5)反应的焓变是影响反应能否自发进行的一个因素。(　　) 答案：　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)√ 3．(2021·广东省实验中学月考)图甲所示的a、b两容器中分别充满两种互不反应的气体。若将中间活塞打开(如图乙所示)，两种气体分子都逐渐扩散到两个容器中。此过程为不伴随能量变化的自发过程。下列说法不正确的是(　　) A．此过程是由混乱程度小向混乱程度大的方向变化的过程，即熵增大的过程 B．此过程为自发过程，且没有热量的吸收或放出 C．此过程从有序到无序，混乱度增大 D．此过程的逆过程也是自发进行的 D　[由“两种气体分子都逐渐扩散到两个容器中”可知，此过程为混乱度增大，由有序到无序的过程，属于熵增大的过程，A、C项正确；由“此过程为不伴随能量变化的自发过程”可知，此过程中没有热量的吸收或放出，B项正确；此过程是自发进行的，则它的逆过程是非自发的，D项错误。]