(教案)第2章 第3节 化学反应的方向-【提分教练】2022-2023学年新教材高中化学选择性必修1(人教版2019)

第三节　化学反应的方向 学习任务目标 1．了解物质变化过程的自发性，通过有序和无序的对比，了解熵和熵变的概念。知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。 2．理解焓变、熵变与反应方向的关系，构建综合运用焓变、熵变判断化学反应进行方向的思维方法模型。 3．根据三个判据的发展过程，体会事物发展变化常受多种因素的制约。理解化学的曲折发展历程，培养思维的批判性和严谨性。 1．常温下活泼金属加入稀硫酸中发生反应生成氢气，该反应为放热反应。 2．常温下Ba(OH)2·10H2O与NH4Cl固体混合搅拌即发生反应生成氨气，该反应为吸热反应。 3．氢气、甲烷的燃烧属于放热反应，但需要点燃或加热反应才能进行。 一、自发过程与自发反应 1．自发过程 (1)含义：在一定条件下，不用借助外力就可以自动进行的过程。 (2)特点 ①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或者释放热量)。 ②在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向。 (3)自然界中的自发过程 ①自然界中的水由高处往低处流。 ②日常生活中，气温升高，冰雪自动融化。 ③铁器暴露于潮湿的空气中会生锈。 2．自发反应 在一定条件下无须外界帮助就能自发进行的反应。 二、化学反应方向的判断 1．焓判据 (1)含义 (2)应用 由焓判据可知，放热反应具有自发进行的倾向。 (3)局限性 例如，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH>0，即有些吸热反应也可自发进行。 2．熵判据 熵与 熵变 熵：科学家用来度量体系的混乱程度的物理量，用符号S表示。 熵变：ΔS＝S(生成物)－S(反应物) 熵增 原理 在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，即熵变大于零。同一物质不同状态的熵值比较：S(g)>S(l)>S(s) 熵判据 体系有自发地向熵增的方向转变的倾向 局限性 有些熵减反应也能自发进行，所以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 3．复合判据 综合考虑焓判据和熵判据的复合判据，更适合所有的反应，只根据一个方面判断化学反应进行的方向是不全面的。 (1)判断依据：ΔG＝ΔH－TΔS。 (2)判断标准：ΔG<0，反应能自发进行。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)放热过程均可以自发进行，吸热过程均不能自发进行。 (×) (2)CaCO3CaO＋CO2↑是一个熵增的过程。 (√) (3)焓变是影响反应是否具有自发性的唯一因素。 (×) (4)ΔH<0、ΔS>0时，反应能自发进行。 (√) (5)熵增的反应一定能自发进行。 (×) 2．下列不属于自发进行的变化是(　　) A．红墨水加到清水中使整杯水变红 B．冰在室温下融化成水 C．水电解生成氢气和氧气 D．铁器在潮湿的空气中生锈 C　解析：红墨水滴入清水中能使整杯水变红、冰在室温下融化成水、铁器在潮湿的空气中生锈等过程都是自发进行的，A、B、D项均属于自发进行的变化，而水电解生成氢气和氧气的反应必须通电电解才可以进行，不属于自发过程，C项不属于自发进行的变化。 3．下列关于判断过程的方向的说法正确的是(　　) A．所有自发进行的化学反应都是放热反应 B．自发反应在任何条件下都能发生 C．由焓判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程 D．同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同 C　解析：反应能否自发进行取决于焓变和熵变的复合判据，对于吸热反应，在一定温度下也能进行，故A错误；反应是否自发进行，由熵变、焓变、温度共同决定，故B错误；ΔG＝ΔH－TΔS＜0时，反应能自发进行，适合于所有的过程，所以由焓判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程，故C正确；熵值表示混乱度的大小，混乱度越大，熵值越大，同一物质的固态、液态、气态混乱度依次增大，故D错误。 4．对于化学反应能否自发进行，下列说法错误的是(　　) A．非自发过程在一定条件下可能变成自发过程 B．若ΔH>0，ΔS＜0，任何温度下都不能自发进行 C．若ΔH＜0，ΔS>0，任何温度下都能自发进行 D．需要加热才能够进行的过程肯定不是自发过程 D　解析：非自发过程在一定条件下可能变成自发过程，如铜和稀硫酸在电解条件下可发生，故A正确；若ΔH>0，ΔS＜0，则ΔH－TΔS>0任何温度下都不能自发进行，故B正确；若ΔH＜0，ΔS>0，则ΔH－TΔS<0任何温度下都能自发进行，故C正确；需要加热才能够进行的过程可能是自发过程，如碳酸钙高温分解，故D错误。 判断化学反应方向的依据 汽车尾气中的主要污染物是一氧化氮和一氧化碳，它们是现代化城市中的重要大气污染物。 为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气： 2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g) 探究1：查