2.2.1　化学反应的方向 学案 2024-2025学年高二上学期化学苏教版（2019） 选择性必修1

第一课时化学反应的方向 学习目标1.能认识物质是运动和变化的，知道化学变化需要一定的条件，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，学会应用焓判据和熵判据分析 化学反应进行的方向。 一、自发反应 1.自发过程 (1)自然界中有一些过程是自发进行的，而且是有方向性的。 (2)自发过程的特点 ①体系趋向于从能量较高状态转变为能量较低状态（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。 2.自发反应 (1)概念：在一定条件下能 的反应，称之为自发反应。 (2)特点：具有 即许多化学反应的正反应能自动进行，而其逆反应无 法自动进行。 对点训练 1.下列说法正确的是( A能自发进行的反应一定能迅速发生 B.非自发反应一定不能发生 C能自发进行的反应也可能没有发生 D.常温下，2H2O—=2H2↑十O2↑，即常温下水的分解反应是自发反应 2.下列反应属于非自发反应的是( A铁与稀盐酸反应 B.氢气在氧气中燃烧生成水 C.水分解变成氢气和氧气 D.氨气和氯化氢相遇变成氯化铵 【题后归纳】 ()自发反应是指该反应过程有自发进行的倾向，但不一定能够实际发生，发生 时速率也不一定大，非自发反应在一定条件下也可能发生。如煤的然烧是自发反 应，但在常温下不能自发进行。 (2)自发过程可以是物理过程，不一定是自发反应；而自发反应一定是自发过程。 二、化学反应进行方向的判据 1.反应焓变与反应方向 (1)放热反应：大多数都能 (2)吸热反应：有些也能自发进行。 (3)结论：判断化学反应能否自发进行，不能直接用放热（△H<0)或吸热（△H>O) 作为判断依据。 2.反应熵变与反应方向 (1)熵 ①定义：衡量一个 的物理量，其符号为 ②特点：混乱度越大，体系越无序，体系的熵值就 ③影响因素 a.同一物质：S(高温)）>S(低温)：S(g>SI)>S(s) b相同条件下的不同物质：分子结构越复杂，熵值越大。 c.S(混合物)>S(纯净物)。 (2)熵变 ①定义：反应前后体系熵值的变化，记为△S。 ②熵增或熵减的判断 a.物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过程，△S 0,是 熵 的过程。 b.气体体积增大的反应，熵变通常都是△S 0,是熵 的反应。 气体体积减小的反应，熵变通常都是△S 0,是熵 的反应。 (3)熵变与反应方向 ①熵 有利于反应的自发进行。 ②某些熵 的反应在一定条件下也能自发进行。 ③不能直接用熵增大（△S>0)或熵减小（△S<0)来判断化学反应能否自发进行。 3.化学反应方向的判断 (1)焓变（△）和熵变（△S都与反应自发性有关，但都不能独立地作为反应能否自 发进行的判断依据。要判断反应的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变。 (2)判断反应方向的依据 不仅与△H、△S有关，还与温度有关，其表达式为△H一T△S。 →0时，反应能自发进行 △H-TAS 0时，反应达到平衡状态 →>0时，反应不能自发进行 4温度对化学反应方向的影响 当焓变和熵变的作用相反且相差不大时，温度有可能对反应的方向起决定性的作 用，温度与反应方向的关系如图所示： ΔS1 △Hk0△S>0 △b0AS>0 所有温度下反 高温下反应 应都自发进行 自发进行 AH 4H<0△S<0 △Hb0△S<0 低温下反应 所有温度下反应 自发进行 都不自发进行 对点训练 1.下列说法正确的是() A.物质的量增加的反应△S为正值 B.△S为正值的反应均是自发反应 C放热反应均是自发反应 D.△H和△S均为正值，当温度升高时反应可能自发 2.(2023·长沙高二月考)下列说法正确的是( A.非自发的反应一定可以通过改变条件使其成为自发反应 B相同物质的量的同种物质气态时熵值最小，固态时熵值最大 C.反应NH(g)十HCI(g)=NH,CI(s)在室温下可自发进行，则该反应的△H<O D.恒温恒压下，△<0且△S>0的反应一定不能自发进行 3.(2023清华大学附中高二期中)25℃和1.01×105Pa时，2Nz0(g)=4N0(g)+ O(g)△H=56.76kJ/mol,该反应能自发进行的原因是() A是吸热反应 B.是放热反应 C是熵减少的反应 D.熵增大效应大于焓效应 4.已知S的单位是Jmol1K1下列反应中，一定不能自发进行的是() A.2KC1O,(s)-2KC1(s)+3O(g) △H=-78.03 kJ-mol- △S=1110Jmo1-.K- B.2C0(g)==2C(s,石墨)+02(g) △H=110.5 kJ-mol-1 △S=-89.36Jmol1K-1 C.4Fe(OH)2(s)+2H2O(1)+O2(g)==4Fe(OH)3(s)AH=-444.3 kJ.mol- △S=-280.1Jmol厂1.K- D.NH4HCO3(s)+CH3COOH(ag)-CO2(g)+CH3COONH4(ag)+H2O(I) △H=37.301 kJmol- △=184.05Jmol-1.K-1 课堂达标训练 1.下列关于自发反应的叙述中，正确的是() A.自发反应的逆过程在相同条件下也必定是自发的 B.铁在潮湿的空气中生锈属于非自发反应 C.自发过程可以是物理过程，不一定是自发反应，而自发反应一定是自发过程 D.自发反应与外界条件无关 2.下列说法中正确的是() 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.反应NH.HCO(s)一=NH(g)+HO(g)+CO(g)△H=185.57 kJmol1能自发进 行，原因是体系有自发向混乱度增大的方向转变的倾向 C焓变和熵变都与反应的自发性有关，所以焓变和熵变均可以单独作为反应能否 自发进行的判据 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 3.某反应2AB(g)C(g)+3D(g)在高温时能正向自发进行，其逆反应在低温时能 正向自发进行，则该反应的正反应的△H、△S应为( A.△H<0、△S>0 B.△H<0、△S<0 C.△H>0、△S>0 D.△H>0、△S<0 4.下列反应中，在高温下不能自发进行的是() A.CO(g)-C(s)+02(g) B.2N2Os(g)-=4NO2(g)+O2(g) C.(NHa)2CO(s)==NH4HCO3(s)+NH3(g) D.MgCO:(s)-=MgO(s)+CO2(g) 5正确判断反应自发进行的方向对于生产实践具有重要的意义。回答下列问题： (1)用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解CO2,发生反应： 2CO2(g)=2C0(g)+0(g),该反应的△H (填“>”、“<”或“=”，下 同)0，△S 0,在低温下，该反应 (填“能”或“不能”)自发进 行。 (2)超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究 利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,反应方程式为2NO+ 2CO2CO2十N2。反应在常温下能够自发进行，则反应的△H (填“>”、 “<”或“=”)0。 (3)某吸热反应能自发进行，则该反应的△S (填“>”或“<)0。 第一课时化学反应的方向 一、2.(1)自动进行(2)方向性 对点训练 1.C[反应有自发性只能说明反应过程有自发进行的倾向，不能确定该反应是否 实际发生和该反应发生速率，故能自发进行的反应不一定能迅速发生，能自发进 行的反应在一定条件下也可能没有发生，A项错误，C项正确：在一定条件下， 非自发反应也可能发生，如常温下水的电解，B、D项错误。] 2.C 二、1.(1)自发进行2.(1)①体系混乱度S②越大 (2)②a.>增大b.>增大<减小(3)①增大②减小 对点训练 1.D[根据△H-TAS<0时自发，当△H、△S均为正值时，只有当温度T升高， △H-TAS才可能小于零。] 2.C[△H0且△S<0的反应，即使改变条件也不能自发进行，A措误；熵是指体 系的混乱程度，相同物质的量的同种物质：S(g)>S)>S(s),B错误；反应能自发 进行的判据是△H-TAS<0,由反应方程式NH(g)+HCI(g)-NH,Cl(s)可知，该 反应的AS<0,要使△H-T△S<0,必须满足△H<0,C正确：恒温恒压下，△H0 且△S0的反应，△H-T△S<0,反应一定可以自发进行，D错误。] 3.D[根据△H-T△S判断，反应能自发进行，必须满足△H-了△S< 0.2NOs(g)一4NO(g)+O(g)△H=56.7kJ/mol,是一个吸热反应，△H>0, 反应能够自发进行，必须满足△H-T△S<0,所以△S>0,且熵增效应大于焓效 应，故选D。] 4.B[A项为放热的熵增大反应，在任何温度下都有△H-T△S<0,因此该反应一 定能自发进行，A项错误；B项为吸热的熵减小反应，在任何温度下都有△H- T△S0,故该反应一定不能自发进行，B项正确：C项为放热的熵减小反应，在 低温时可能有△H-T△S<O,因此该反应在低温下能自发进行，C项错误；D项 为吸热的熵增加反应，在高温时可能有△H-T△S<0,因此该反应在高温下能自 发进行，D项错误。 课堂达标训练 1.C 2.B[一个反应是否自发，由焓变和熵变与温度共同决定，与催化剂无关， A、C、D错误。] 3.C 4.A[A、B、C、D的△0，B、C、D反应的△S0。△H-TAS<0时，反应才 能自发进行。A的△S<0,所以在高温时该反应不能自发进行。] 5.(1)>>不能(2K(3)>