第2章 第3节 化学反应的方向(Word教参)-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中化学选择性必修1（人教版2019 双选）

第三节化学反应的方向 (一)自发过程与自发反应的比较 (二)化学反应的方向的判断 焓变判断化学反应方向 大多数放热反应是可以自发进行的。如： H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s)　ΔH＝－216.8 kJ·mol－1 [微点拨] ①物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过程，熵变为正值，是熵增加的过程。 ②气体体积增大的反应，熵变通常都是正值，是熵增加的反应。 ③气体体积减小的反应，熵变通常都是负值，是熵减小的反应。 有些吸热反应也可以自发进行。如：①Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应是吸热反应，但常温下可自发进行。 ②2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　 ΔH＝＋109.8 kJ·mol－1，可以自发进行 熵变 判断 化学 反应 方向 熵 定义：度量混乱程度的物理量，符号用S 熵值大小比较：①同一物质的三态熵值：S(g)＞S(l)＞S(s) ②对于化学反应：固体→液体→气体的熵值依次增大 反应方向 (1)体系有自发地向混乱度增加(即ΔS>0)的方向转变的倾向，如：Zn(s)＋H2SO4(aq)===ZnSO4(aq)＋H2(g)、2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g) (2)有些熵减(ΔS<0)的过程也能自发进行。如：①2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g) ②4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)===4Fe(OH)3(s) 复合判据 ————————[新知探究]————————————————————— 判断化学反应方向的依据 ————————————————————————— [探究活动] 向干燥的锥形瓶中加入约20 g NH4Cl晶体。在一小木板上洒少量水，将锥形瓶放在木板上。再向锥形瓶中加入约40 g氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O]，用玻璃棒将固体充分混合均匀，静置。片刻后拿起锥形瓶，观察实验现象并思考下列问题。 1．该反应是吸热反应还是放热反应？ 提示：随着反应进行，锥形瓶与木板之间结冰，说明该反应为吸热反应。 2．该反应能自发进行的可能原因是什么？ 提示：已知ΔH大于0，又知该反应生成气体，为熵增的反应，根据自由能ΔG＝ΔH－TΔS，高温时ΔG＜0反应可以自发进行，所以该反应能自发进行的原因是因为熵增。 [生成认知] 化学反应方向的判断依据 焓判据 ΔH＜0即放热反应方向为自发进行的方向 熵判据 ΔS＞0即混乱度增大的方向为自发进行的方向 自由能 判据 ΔG＝ΔH－TΔS＜0的方向为自发进行的方向 即：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，反应能否自发进行与温度有关。一般低温时ΔH的影响为主，高温时ΔS的影响为主，而温度影响的大小要视ΔH、ΔS的具体数值而定 [注意]　单独用焓判据或熵判据来确定自发进行的方向有一定的局限性，而自由能判据可以判断化学反应的方向。 城市中的汽车越来越多，每天产生大量的污染尾气，其中的NO、CO是重要污染物。反应2NO＋2CO===N2＋2CO2，在298 K、100 kPa下，ΔH＝－746.8 kJ·mol－1，ΔS＝－197.5 J·mol－1·K－1，在该条件下自发进行吗？ 提示：ΔH－TΔS＝－746.8 kJ·mol－1－298 K×(－197.5 J·mol－1·K－1)×10－3≈－687.9 kJ·mol－1，所以该温度下可以自发进行。 [跟踪训练] 1．下列反应在任何温度下均能自发进行的是(　 ) A．2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g) ΔH＝＋163 kJ·mol－1 B．Ag(s)＋Cl2(g)===AgCl(s) ΔH＝－127 kJ·mol－1 C．HgO(s)===Hg(l)＋O2(g) ΔH＝＋91 kJ·mol－1 D．H2O2(l)===O2(g)＋H2O(l) ΔH＝－98 kJ·mol－1 解析：选D　A项，ΔH>0，ΔS<0，在任何温度下，ΔH－TΔS>0，反应都不能自发进行；B项，ΔH<0，ΔS<0，在较低温度下，ΔH－TΔS<0，即较低温度下反应可自发进行；C项，ΔH>0，ΔS>0，反应只有在较高温度下ΔH－TΔS<0，即在较高温度下才能自发进行；D项，ΔH<0，ΔS>0，在任何温度下，ΔH－TΔS<0，即在任何温度下反应均能自发进行。 2. [双选]反应A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g)进行过程中的能量变化如图所示。下列叙述正确的是