2.4 化学反应进行的方向-2021-2022学年高中化学选修4【名师导航】同步Word教参(人教版)

第四节　化学反应进行的方向 目标与素养：1.了解反应的自发性和熵的定义及应用。(宏观辨识)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。(变化观念与模型认知) 一、自发过程和自发反应 1．自发过程 (1)含义：在一定条件下，不用借助于外力就可以自发进行的过程。 (2)特点：体系趋向于从高能状态转变为低能状态。在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向。 2．自发反应：在给定条件下，可以自发地进行到显著程度的化学反应。 二、化学反应进行方向的判据 1．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，因此可用焓变来判断反应进行的方向。 2．熵判据 (1)熵 用来量度体系混乱程度的物理量。熵值越大，混乱程度越大。符号为S。 (2)熵增原理 在与外界隔绝的体系中，自发过程将导致体系的熵增，即熵变(符号ΔS)>零。 (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。 　2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH>0能自发进行的依据是什么？ [答案]　该反应是熵增过程。 微点拨：并不是自发反应一定能发生，非自发反应一定不能发生。自发反应和非自发反应是指该反应过程是否有自发进行的倾向，而这个过程是否一定会发生则不能确定。例如：碳的燃烧是一个自发反应，但需要借助外界条件“点燃”，反应才能发生。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)自发反应是自发过程的一种，自发过程不用借助于外力就能自发进行。 (　　) (2)反应进行的方向与ΔH、ΔS有关。 (　　) (3)ΔH>0，ΔS>0的反应在任何条件下均自发进行。 (　　) (4)NH4Cl(s)===NH3(g)＋HCl(g)的ΔS>0。 (　　) [答案]　(1)√　(2)√　(3)×　(4)√ 2．一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，如图表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol－1)的变化： 关于该反应的下列说法中，正确的是(　　) A．ΔH>0，ΔS>0　　 B．ΔH>0，ΔS<0 C．ΔH<0，ΔS<0 D．ΔH<0，ΔS>0 [答案]　C 化学反应方向的判断 1.反应方向的三个判据 (1)焓判据：放热过程中体系能量降低，ΔH<0，反应具有自发进行的倾向。 (2)熵判据：在密闭条件下，体系有自发地向混乱度增加(ΔS>0)的方向转变的倾向。 (3)自由能判据(复合判据)：体系有自发地向ΔG＝ΔH－TΔS<0的方向进行的倾向。 2．熵增的过程与反应 (1)三态变化：slg。 (2)A(s)＋B(g)===2C(g)的ΔS>0。 (3)A(g)＋B(g)===2C(g)＋D(g)的ΔS>0。 模型认知：反应方向综合判断的模型 1．下列说法不正确的是(　　) A．焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，放热反应具有自发进行的倾向 B．在同一条件下物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大 C．自发反应是指不需要条件就能发生的反应 D．一个反应能否自发进行与焓变和熵变的共同影响有关 C　[ΔH－TΔS<0反应能自发进行，一个反应能否自发进行与焓变和熵变的共同影响有关，焓变是一个与反应能否自发进行有关的一个因素，放热反应具有自发进行的倾向，但不一定自发，A、D正确；根据熵增原理，体系的混乱程度越大，熵值越大，B正确；自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生，C错误。] 2．某化学反应的ΔH＝－122 kJ·mol－1，ΔS＝－431 J·mol－1·K－1，则以下关于此反应的自发性描述中正确的是(　　) A．在任何温度下都能自发进行 B．仅在低温下能自发进行 C．仅在高温下能自发进行 D．在任何温度下都不能自发进行 B　[ΔH<0，ΔS<0时低温有利于自发进行。] 3．“熵”表示体系的混乱度，它的符号是“S”。下列变化中，ΔS<0的是(　　) A．3Fe(s)＋4H2O(g)===Fe3O4(s)＋4H2(g) B．2NO2(g)===N2O4(l) C．2IBr(l)===I2(s)＋Br2(g) D．(NH4)2CO3(s)===2NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(g) B　[气态转变为液态时ΔS<0。] 1一般来说，如果一个过程是自发的，则其逆过程往往是非自发的。 2自发反应和非自发反应是可能相互转化的，某一条件下的自发反应可能在另一条件下就是非自发反应，如2NOg＋O2g===2NO2g是常温下的自发反应，而在高温条件下其逆反应是自发反应。 3过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生以及过程发生的速率，如涂有防锈漆和未涂有防锈漆的铜制品器件，它们发生腐蚀过程的自发性是相同