2.3 化学反应的方向 微讲小本-【赢在微点】轻松课堂2023.2024学年新教材高中化学选择性必修1（人教版2019,单选版）

第三节　化学反应的方向 学习目标 核心素养 了解自发过程和自发反应的主要特点,会用焓变和熵变判断反应进行的方向。 1.证据推理与模型认知:了解熵和熵变,理解焓变、熵变与反应方向的关系,构建综合运用焓变与熵变判断化学反应进行方向的思维方法模型。 2.科学态度与社会责任: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。 课前预习新知 　知|识|梳|理 知识点一　自发反应 1.含义:在给定条件下可以自发进行的反应。 2.特征:具有方向性。即反应的某个方向在一定条件下是自发的,而其逆反应在该条件下是非自发的。 知识点二　化学反应进行的方向与焓变的关系 多数自发进行的化学反应是放热反应,但也有很多吸热反应能自发进行,因此,反应焓变是与反应进行的方向有关的因素之一,但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。 知识点三　化学反应进行的方向与熵变的关系 1.熵的概念。 自发过程的体系趋向于由有序转变为无序,体系的混乱度增大。体系的混乱度常用熵来描述,熵的概念是表示体系的混乱程度的物理量,其符号为S。熵值越大,体系的混乱度越大。 2.影响熵大小的因素。 (1)同一条件下,不同的物质熵值不同。 (2)同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关,如对同一种物质不同状态时熵值大小为S(g)>S(l)>S(s)。 (3)气体物质的物质的量越大,分子数越多,熵值越大。 3.根据ΔS判断反应进行的方向。 (1)当ΔS>0时,反应为熵增反应,在一定条件下能自发进行。 (2)当ΔS<0时,反应为熵减反应,在一定条件下不能自发进行。 4.反应熵变是与反应进行的方向有关的因素之一,但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。 知识点四　自由能与化学反应的方向 体系的自由能变化(符号为ΔG,单位为kJ·mol-1)综合考虑了焓变和熵变对体系的影响,可用于化学反应自发进行的方向的判断,ΔG=ΔH-TΔS。 由此可知: (1)当ΔH<0,ΔS>0时,反应能自发进行。 (2)当ΔH>0,ΔS<0时,反应不能自发进行。 (3)当ΔH>0,ΔS>0或ΔH<0,ΔS<0时,反应是否能自发进行与温度有关,一般低温时焓变影响为主,高温时熵变影响为主。 【微思考】　用ΔG判断化学反应的方向是否适用于任何条件下的反应? 提示:根据ΔG=ΔH-TΔS判断化学反应的方向只能用于温度和压强一定的条件下的反应,不能用于其他条件下(如温度、体积一定)的反应。 微判断(正确的画“√”,错误的画“×”) 1.放热反应一定能自发进行。 (×) 2.O2转化变为O3时,熵减小。 (√) 3.熵增的反应一定能自发进行。 (×) 4.合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0,高温有利于其自发进行。 (×) 5.NH4HCO3(s)+HCl(aq)NH4Cl(aq)+CO2(g)+H2O(l)　ΔH=+31.4 kJ·mol-1,该反应的ΔH>0,反应不能自发进行。 (×) 课堂互动探究 探究　化学反应进行方向的判断依据 1.焓变与化学反应方向的关系。 (1)多数放热反应是自发进行的。 (2)有些吸热反应也可以自发进行。 综上所述,单独使用焓变判断反应进行的方向是不全面的。 2.熵变与反应方向的关系。 (1)许多熵增的反应是自发的。 (2)有些熵减的反应也可以自发进行。 综上所述,单独使用熵变判断反应进行的方向也是不全面的。 3.ΔG与反应方向的关系。 (1)体系的自由能变化(符号为ΔG,单位为kJ·mol-1)综合反映了体系的焓变和熵变对自发过程的影响,可用作化学反应自发进行的判断依据。 (2)温度与反应方向的关系。 【例】　下列说法正确的是 (　　) A.在常温下,放热反应一般能自发进行,吸热反应都不能自发进行 B.NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)　ΔH=+185.57 kJ·mol-1,能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向 C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判断依据 D.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂,可以改变化学反应进行的方向 解析　有些熵增的吸热反应可以自发进行,A项错误;焓变和熵变要综合起来进行判断,C项错误;使用催化剂只能降低反应的活化能,不能改变反应的方向,D项错误。 答案　B 【变式训练】 下列反应中,一定不能自发进行的是 (　　) A.2KClO3(s)2KCl(s)+3O2(g)　ΔH=-78.03 kJ·mol-1　ΔS=+1 110 J·mol-1·K-1 B.CO(g)C(s,石墨)+O2(g)　ΔH=+110.5 kJ·mol-1　ΔS=-89.36 J·mol-1·K-1 C.4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)4Fe(OH