第07讲 化学反应的方向-【暑假自学课】2023年新高二化学暑假精品课（人教版2019选择性必修1）

第07讲 化学反应的方向 1．知道化学反应是有方向的；知道熵、熵变的概念和判断。 2．知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关；能结合具体事例说明反应自发进行的方向。 1．化学反应的方向与反应的焓变、熵变的关系。 2．会用复合判据判断反应进行的方向。 化学反应的方向与反应的焓变、熵变的关系。 水总是自发地从高处流向低处 液溴挥发 铁生锈 铁置换出铜 以上这些变化，均不需外界条件可______进行。 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______，一经引发就能自发进行的过程(自发过程的相反过程不能自发进行，通过需要外界做功才能进行，如用水泵将水从低处抽向高处) 在____________，无需外界帮助可以自发进行的化学反应(不能自发进行，必须借助某种外力才能进行的反应，以及不能发生的反应为非自发反应) 特征 具有方向性，即过程的某个方向在一定条件下______进行，而该过程逆方向在该条件下肯定不能自发进行 应用 ①可被用来完成有用功；②非自发过程要想发生，必须对它做功。 1．不能认为自发反应都是不需要任何条件就能发生的，自发反应的“一定的条件”，可以是一定的温度和压强，可以是“点燃、光照、加热、高温”等给反应物提供能量的条件，“外界帮助”指通电、放电等，如氢气的燃烧是自发的通过需点燃才能发生；也不能认为非自发反应在任何条件下都是不能发生的，如NaCl在通电条件可分解生成Na和Cl2。 2．不能认为自发反应应用普通，非自发反应没有应用价值。将电能、热能转化为化学能的许多非自发反应是制备物质的重要反应，如电解法去冶炼钠、镁、铝和制取氯气等。 3．反应能否自发与反应速率——无关！ 以下反应均可自发进行，这是为什么？ H2(g)＋F2(g)＝2HF(g) ΔH＝－546.6 kJ·mol－1 2K(s)＋2H2O(l)＝2KOH(aq)＋H2(g) ΔH＝－393.62 kJ·mol－1 4Fe(s)＋3O2(g)＝2Fe2O3(s) ΔH＝－1 648.4 kJ·mol－1。 放热反应过程中体系能量______，因此具有自发进行的倾向，科学家提出用______ (能量变化)来判断反应进行的______，这就是______ (能量判据)。 那么，对于吸热反应能否自发进行？ 以下两反应，也能自发进行：2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋109.8 kJ·mol－1 NaHCO3(s)＋HCl(aq)＝NaCl(aq)＋CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝＋31.4 kJ·mol－1。 二、焓变与反应的方向 1．多数______反应可以自发进行。 2．有些______反应也可以自发进行。 部分反应不具有自发性，如2CO(g)＝2C(s)＋O2(g)、H2(g)＋MgO(s)＝Mg(s)＋H2O(l)等，CaCO3(s)＝CaO(s)＋CO2(g)在常温下不能发生，但在高温下可自发进行。 故只用______判断反应是否自发不全面。 为什么有些吸热过程也能自发进行？ 气体扩散 水中滴加红墨水 硫酸铜溶于水 火柴盒里火柴散落 以上过程，以自发进行，都是从混乱度______ (有序)向混乱度______ (无序)的方向进行。 对于反应如2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)、NaHCO3(s)＋HCl(aq)＝NaCl(aq)＋CO2(g)＋H2O(l)，也是伴随着体系混乱度的增大。 这个混乱度科学家命名为“______”。 三、熵变与反应的方向 1．熵、熵变的概念 熵 定义 度量体系____________的物理量(体系的有序性越高，混乱度越低，熵值越小) 符号 S 熵变 定义 物质发生变化时，体系的熵的变化 符号 ΔS 意义 混乱度增加的过程或反应为______，ΔS＞0；混乱度减小的过程或反应为熵减，ΔS＜0(产生气体的反应和气体物质的量增大的反应，熵变为正值ΔS＞0，是熵增反应)；化学反应的ΔS越大，越有利于反应____________ 2．熵值大小 ①体系的熵值：体系的混乱程度______，体系的熵值就______。 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______。 3．熵判据 体系有______地向混乱度______ (即熵增)的方向转变的倾向，因此可用______来判断反应进行的方向——许多熵增的反应是______的，如2KClO32KCl＋3O2↑、CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑等。 有些熵减的反应也可以自发进行，如：Ca(OH)2(aq)＋CO2(g)＝CaCO