第2章 第3节 化学反应的方向(学案)-【成才之路】2023-2024学年高中新教材化学选择性必修1同步学习指导(人教版2019)

ｖ(Ｏ２) ＝ ２︰１ Ｃ. 其他条件不变时ꎬＴ２ 温度下反应到 １ ０００ ｓ 时 测得Ｎ２Ｏ５(ｇ)浓度为 ２. ９８ ｍｏｌ􀅰Ｌ － １ꎬ则 Ｔ１ < Ｔ２ Ｄ. Ｔ１ 温度下的平衡常数为 Ｋ１ꎬＴ３ 温度下的平 衡常数为 Ｋ３ꎬ若 Ｋ１ > Ｋ３ꎬ则 Ｔ１ > Ｔ３ ３. 高温下ꎬ 某反应达到平衡ꎬ 平 衡 常 数 Ｋ ＝ ｃ(ＣＯ)􀅰ｃ(Ｈ２Ｏ) ｃ(ＣＯ２)􀅰ｃ(Ｈ２) ꎮ 恒容时ꎬ温度升高ꎬＨ２ 浓度 减小ꎮ 下列说法正确的是 ( Ａ ) Ａ. 该反应的焓变为正值 Ｂ. 恒温下ꎬ增大压强ꎬＨ２ 浓度一定减小 Ｃ. 升高温度ꎬ逆反应速率减小 Ｄ. 该反应为放热反应 ４. 在 ８３０ Ｋ 时ꎬ在密闭容器中发生下列可逆反应: ＣＯ(ｇ) ＋ Ｈ２Ｏ( ｇ)􀜩􀜨􀜑 ＣＯ２ ( ｇ) ＋ Ｈ２ ( ｇ) 　 ΔＨ < ０ꎮ 试回答下列问题: (１)若起始时 ｃ(ＣＯ) ＝ ２ ｍｏｌ􀅰Ｌ － １ꎬｃ(Ｈ２Ｏ) ＝ ３ ｍｏｌ􀅰Ｌ － １ꎬ４ ｓ后达到平衡ꎬ此时 ＣＯ 的转化率 为 ６０％ ꎬ则在该温度下ꎬ该反应的平衡常数 Ｋ ＝ 　 １　 ꎬ用 Ｈ２Ｏ 表示的化学反应速率为 　 ０. ３ ｍｏｌ􀅰Ｌ － １􀅰ｓ － １　 ꎮ (２)在相同温度下ꎬ若起始时 ｃ(ＣＯ) ＝ １ ｍｏｌ􀅰 Ｌ － １ꎬｃ(Ｈ２Ｏ) ＝ ２ ｍｏｌ􀅰Ｌ － １ꎬ反应进行一段时间 后ꎬ测得 Ｈ２ 的浓度为０. ５ ｍｏｌ􀅰Ｌ － １ꎬ则此时该 反应是否达到平衡状态 　 否　 (填 “是” 或 “否”)ꎬ此时 ｖ正 　 大于　 ｖ逆(填“大于” “小于” 或“等于”)ꎮ (３)若降低温度ꎬ该反应的 Ｋ 值将 　 增大　 ꎮ 请同学们认真完成练案[９] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 第三节　 化学反应的方向 学习目标 １. 了解自发过程和化学反应的自发性ꎮ ２. 通过“有序”和“无序”的对比ꎬ了解熵和熵变的概念ꎮ ３. 初步了解焓变和熵变对化学反应进行方向的影响ꎬ能用焓变和熵变解释化学反应进行的方向ꎮ 核心素养 １. 通过实例计算ꎬ培养证据推理与模型认知的思维ꎮ ２. 利用教材中图画和图注培养思维想象能力ꎮ 新 课 情 境 呈 现 小时候在玩玩具时ꎬ你是否有将所有玩具到处乱丢ꎬ使其乱七八糟的行为呢? 就像“水往低处流” 一样ꎬ化学反应也存在内能降低(焓减小)ꎬ混乱度增大(熵增加)的趋势ꎮ 未涂防锈漆的钢制器件会生锈、香水会扩散到空气中等ꎬ这些都是不用借助 外力就可以自发进行的过程ꎻ用水泵把水从低水位升至高水位ꎬ高温高压可以使 石墨转化为金刚石ꎬ这些是必须在外界对体系施加某种作用时才能实现的过程ꎮ 化学反应为什么有的能够自发进行ꎬ不需要借助外力ꎬ而有些反应或过程需要在 特定条件下才能进行呢? 请让我们一起走进教材第三节:化学反应的方向ꎮ 054 课 前 素 能 奠 基 新知预习 　 　 　 一、自发过程和自发反应 １. 自发过程: (１)含义:在一定条件下ꎬ不用借助外力就可 以自动进行的过程ꎮ 例如:高山流水、自由落体ꎮ (２)特点: ①体系趋向于从 　 高能　 状态转变为 　 低能　 状态(体系对外部做功或释放热量)ꎮ ②在密闭条件下ꎬ体系有从 　 有序　 自发转 变为 　 无序　 的倾向(无序体系更加稳定)ꎮ (３)非自发过程:在一定条件下ꎬ需持续借助 外力才能进行的过程ꎮ ２. 自发反应: (１)含义:在给定的条件下ꎬ可以自发进行到 显著程度的化学反应ꎬ称为自发反应ꎮ 例如:钢铁 生锈ꎮ (２)非自发反应:不能自发进行ꎬ必须借助某 种外力才能进行的反应ꎮ ３. 应用: (１)可被用来做“有用功”ꎬ例如 Ｈ２ 的燃烧可 设计成燃料电池ꎻ (２)非自发过程要想发生ꎬ必须对它做功ꎬ例 如通电将水分解为 Ｈ２ 和 Ｏ２ꎮ 　 　 二、化学反应方向的判断 １. 焓判据: (１) 　 放热　 反应过程中体系能量降低ꎬ具 有自发进行的倾向ꎬ因此可用 　 焓变　 来判断反 应进行的方向ꎮ (２)局限性:放热反应有利于反应自发进行ꎬ 但有些吸热反应也能自发进行ꎬ例如:在 ２５ ℃和 １０１ ｋＰａ 时ꎬ２Ｎ２Ｏ５(ｇ)􀪅􀪅４ＮＯ２(ｇ) ＋ Ｏ２(ｇ) 　 ΔＨ ＝ ＋ ５６. ７ ｋＪ􀅰ｍｏｌ － １ꎮ 所以焓变是反应能否自发 进行的一个因素ꎬ但不是唯一因素ꎮ ２. 熵和熵判据: (１)熵:用来度量体系 　 混乱程度　 的物理 量ꎬ符号为 　 Ｓ　 ꎬ单位为 Ｊ􀅰ｍｏｌ － １ 􀅰Ｋ － １ꎮ 体系 混乱程度越大ꎬ熵值 　 越大