第05讲 化学反应的方向-【暑假弯道超车】2023年新高二化学暑假讲义+习题（人教版2019选择性必修1）

第05讲 化学反应的方向 1.证据推理与模型认知：了解判断化学反应进行方向的三个判据，构建判断化学反应自发性的思维方法模型。 2.科学态度与社会责任：根据三个判据的发展过程，理解科学知识的曲折发展历程，增强对化学反应自发性研究重要意义的认识。 一、自发过程和自发反应 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 二、化学反应进行方向的判据 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。 结论：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许多熵增的反应是自发的(多是气体分子数目增多的反应)，如 2KClO32KCl＋3O2↑； CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑等。 ②有些熵减的反应也可以自发进行，如： Ca(OH)2(aq)＋CO2(g)===CaCO3(s)＋H2O(l)。 结论：只用熵判据判断反应是否自发不全面。 3．自由能与化学反应的方向 (1)自由能变化 符号为ΔG，单位为kJ·mol－1。 (2)自由能变化与焓变、熵变的关系：ΔG＝ΔH－TΔS。ΔG不仅与焓变有关，还与温度有关。 (3)反应方向与自由能的关系 化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡。 ①当ΔG＜0时，反应能自发进行； ②当ΔG＝0时，反应处于平衡状态； ③当ΔG＞0时，反应不能自发进行。 4.判断化学反应自发性的方法 焓变(ΔH) 熵变(ΔS) 反应在某状况下能否自发进行 ＜0 ＞0 能自发进行 ＞0 ＜0 不能自发进行 ＜0 ＜0 取决于温度，低温自发 ＞0 ＞0 取决于温度，高温自发 考点一　自发过程和自发反应 例1．下列关于反应自发性的说法正确的是 A．△H＜0、△S＞0的反应，有利于自发进行 B．化合反应都是放热反应，分解反应都是吸热反应 C．凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的 D．自发反应在任何条件下都能自动进行，现象明显 考点二　焓变和熵变与反应进行方向的判断 例2．下列说法正确的是（    ） A．在温度、压强一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向 B．温度、压强一定时，熵增加的反应一定能自发进行 C．反应熵变是决定反应能否自发进行的唯一因素 D．固体的溶解过程只与焓变有关 考点三　自由能(复合判据)与反应进行方向的判断 例3．已知：ΔG=ΔH- TΔS，当ΔG<0，反应正向能自发进行，ΔG>0反应正向不能自发进行。生产合成气的反应：C(s) + H2O(g) =CO(g)+ H2(g)在高温时才能正向自发进行。下列对该反应过程的ΔH、ΔS判断正确的是 A．ΔH>0，ΔS<0 B．ΔH<0. ΔS<0 C．ΔH>0，ΔS> 0 D．ΔH<0，ΔS> 0 考点四　由浓度商和平衡常数判断平衡状态或反应进行的方向 例4．对于CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，某温度下平衡常数K为1，向一密闭容器内同时通入CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)各1 mol，在该温度下建立平衡时，CO的物质的量(　　) A．大于1 mol B．小于1 mol C．等于1 mol D．无法确定 1．水凝结成冰中，其焓变和熵变正确的是 A．△H>0  △S＜0 B．△H＜0  △S>0 C．△H>0  △S>0 D．△H＜0  △S＜0 2．下列不属于自发进行的变化是 A．红墨水加到清水使整杯水变红 B．冰在室温下融化成水 C．电解饱和食盐水 D．铁器在潮湿的空气中生锈 3．下列说法正确的是 A．自发反应是指不需要条件就能发生