2.3 化学反应的方向-2023-2024学年高二化学必备【考点·题型】讲与练（人教版2019选择性必修1）

2.3 化学反应的方向 1、了解自发过程和化学反应的自发性，知道化学反应是有方向的 2、知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关，能利用能量判椐、熵判椐和复合判据对反应进行方向的判断 考点梳理 一、自发过程和自发反应 1、自发过程 (1)含义：在一定条件下，不用借助外力，就能自发进行的过程。 (2)特点 ①能量角度：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放热量) ②混乱度角度：在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向 ③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 2、自发反应 (1)定义：在给定条件下，可以自发地进行到显著程度的化学反应。如：食品腐败 (2)自发反应的特征 ①具有方向性，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，则其逆反应在该条件下肯定不自发，如： 食物在常温下会腐败，但是由腐败的食物变为食物是不可能自发进行的。 ②体系趋向于从高能量状态转变为低能量状态。如：煤炭在一定条件下会自发燃烧成低能量的二氧化碳。 ③体系趋向于从有序体系转变为无序体系。如：老师离开教室后，学生在无约束的状态下会自发地由有序的状态进入混乱的状态。 (3)应用 ①可被用来完成有用功。如：设计原电池 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 【微点拨】 ①自发反应也需要一定条件引发反应，一旦反应后即可自发进行。如：碳的燃烧需要点燃。 ②一般的，如果一个过程是自发的，则其逆过程就是非自发的。非自发过程要想发生，则必须对它做功，如利用水泵可将水从低处抽向高出，通电可将水分解生成氢气和氧气。 ③判断某反应是否自发，只是判断反应的方向，与是否会发生、反应的快慢、反应的热效应无关。 3、自发过程的判断 (1)根据条件判断：不是看是否需要条件，而是看是否需要持续施加外力(如加热等) (2)根据其逆向过程是否自发判断：若逆向过程自发，则正向过程一定不自发；若逆向过程不自发，则正向过程一定自发 二、化学反应进行的方向与焓变的关系 1、化学反应进行的方向与ΔH之间的关系 下列反应在一定条件下都能自发进行，这些反应的共同点是什么？ 共同特点 (1)H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝—285.8 kJ·mol－1 (2)Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s)　ΔH＝—216.8 kJ·mol－1 (3)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝—890.3 kJ·mol－1 (4)2Na(s)＋Cl2(g)===2NaCl(s)　ΔH＝—822 kJ·mol－1 ΔH<0即放热反应 结论 放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定，ΔH<0有利于反应自发进行 2、焓判据(能量判据)：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)。研究表明，对于化学反应而言，绝大多数放热反应都能自发进行，且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应越完全。可见，反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一 3、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。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 是不是所有自发进行的化学反应都是放热的？ 吸热的自 发过程 ①室温下冰块的融化；硝酸盐类的溶解等都是自发的吸热过程 ②N2O5分解： 2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)　ΔH＝＋109.8 kJ·mol－1 ③碳铵的分解：(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)+NH3(g)　ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1 既不吸热也不放热的自发过程 两种理想气体的混合（仅做了解） 结论 ΔH<0有利于反应自发进行，但自发反应不一定要△H<0。因此，焓变只是反应能否自发进行的一个因素，但不是惟一因素。只根据焓变来判断反应方向是不全面的 三、熵 （1）定义：熵是衡量体系混乱度大小的物理量。 （2）符号和单位：S，常用单位：J/(mol·K) （3）影响熵大小的因素： 混乱度越大→体系越无序→熵值越大 ①与物质的量的关系：物质的量越大→粒子数越多→熵值越大 ②对于同一物质，当物质的量相同时，S(g)>S(l)>S(s) ③不同物质熵值的关系： I、物质组成越复杂→熵值越大 II、对于原子种类相同的物质：分子中原子数越多→熵值越大 2、熵变 （1）定义：发生化学反应时物质熵的变化称为熵变，符号为ΔS （2）计算公式：ΔS=生成物总熵-反应物总熵 3、影响熵大小的因素 (1)同一条件下，不同的物