2018-2019學(xué)年高中化學(xué)人教版選修4學(xué)案設(shè)計：2.4

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向?qū)W習(xí)目標(biāo)1。了解自發(fā)過程和化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性.2.通過“有序”和“無序"的對比，了解熵和熵變的概念。3.初步了解焓變和熵變對化學(xué)反應(yīng)方向的影響，能用焓變和熵變說明化學(xué)反應(yīng)的方向。學(xué)習(xí)過程一、自發(fā)過程和自發(fā)反應(yīng)有關(guān)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的、和是化學(xué)反應(yīng)原理的三個重要組成部分.科學(xué)家根據(jù)體系存在著力圖使自身能量趨于“”和由“”變?yōu)椤啊钡淖匀滑F(xiàn)象，提出了互相關(guān)聯(lián)的判據(jù)和判據(jù),為最終解決上述問題提供了必要的依據(jù)。

1.自發(fā)過程:在一定條件下，就可以自動進(jìn)行的過程.

2。自發(fā)反應(yīng):在給定條件下，能地進(jìn)行到顯著程度的化學(xué)反應(yīng)。

二、反應(yīng)方向的焓判據(jù)焓判據(jù)：放熱反應(yīng)過程中體系能量，具有自發(fā)進(jìn)行的傾向.

三、反應(yīng)方向的熵判據(jù)1。混亂度：表示體系的或.

2。熵：熱力學(xué)上用來表示混亂度的狀態(tài)函數(shù),用符號表示。

3。熵的大小判斷：（1)同一種物質(zhì)不同狀態(tài)時熵值大小為:態(tài)>態(tài)>態(tài)。

（2）與物質(zhì)的量成。

4.反應(yīng)熵變ΔS=反應(yīng)產(chǎn)物總熵-反應(yīng)物總熵。5.熵判據(jù):在密閉條件下，體系有由自發(fā)地變?yōu)榈膬A向，即混亂度增加（ΔS>0），且越大，越有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。

四、復(fù)合判據(jù)1.過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向,不能確定過程是否和過程,若允許外界對體系施加某種作用，就可能出現(xiàn)相反的結(jié)果.綜合考慮和的復(fù)合判據(jù)，將更適合于所有的過程只根據(jù)一個方面來判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向是不全面的。

2.體系的自由能變化(符號為ΔG，單位為kJ·mol—1）ΔG=ΔH—TΔS綜合考慮了焓變和熵變對體系的影響,可用于化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向的判斷。若ΔH—TΔS〈0,反應(yīng)能進(jìn)行；

若ΔH-TΔS=0,反應(yīng);

若ΔH—TΔS〉0，反應(yīng)。

【小結(jié)】用復(fù)合判據(jù)判斷反應(yīng)方向的有關(guān)規(guī)律1。熱、熵的反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行,放熱、熵減小的反應(yīng)或熵?zé)o明顯變化的反應(yīng)，也可能自發(fā)進(jìn)行，如氫氣燃燒、甲烷燃燒等。

2。熱、熵反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行，而吸熱的自發(fā)過程一定是熵增加的過程,如冰的融化。

3。很多情況下，簡單地只用其中一個判據(jù)去判斷同一個反應(yīng),可能會出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果,所以我們應(yīng)兩個判據(jù)兼顧。由焓判據(jù)和熵判據(jù)組合成的復(fù)合判據(jù)(體系自由能變化：ΔG=ΔH—TΔS)將更適合于所有的反應(yīng)過程.4。過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向,不能確定過程是否一定會發(fā)生和過程的速率。5。在討論過程的方向時，我們指的是沒有外界干擾時體系的性質(zhì)。如果允許外界對體系施加某種作用,就可能出現(xiàn)相反的結(jié)果。6。反應(yīng)的自發(fā)性也受外界條件的影響。隨堂檢測1.(雙選）下列過程屬自發(fā)過程的是(）A.水自高處流向低處 B。水分解成H2和O2C。CH4和O2混合后遇火燃燒 D.CO氣體分解為C和O22.下列說法中不正確的是（）A。體系有序性越高，熵值就越低 B。體系傾向于由有序變?yōu)闊o序C。吸熱反應(yīng)不可以自發(fā)進(jìn)行 D。同種物質(zhì)氣態(tài)時熵值最大3.下列說法正確的是（)A.常溫下，放熱反應(yīng)一般能自發(fā)進(jìn)行,吸熱反應(yīng)都不能自發(fā)進(jìn)行B。反應(yīng)NH4HCO3(s)NH3（g)+H2O(g）+CO2（g)ΔH=+185.57kJ·mol-1，能自發(fā)進(jìn)行，原因是體系有自發(fā)地向混亂度增加的方向轉(zhuǎn)變的傾向C.因?yàn)殪首兒挽刈兌寂c反應(yīng)的自發(fā)性有關(guān)，因此焓變或熵變均可以單獨(dú)作為反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù)D。在其他外界條件不變的情況下，使用催化劑,可以改變化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向4。下列說法正確的是（）A。吸熱反應(yīng)都不能自發(fā)進(jìn)行B。焓變是唯一影響化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的因素C.化學(xué)反應(yīng)由高能狀態(tài)向低能狀態(tài)轉(zhuǎn)化,一般為放熱反應(yīng)D.有氣體生成的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)5.下列對熵變的判斷中不正確的是()A.少量的食鹽溶解于水中：ΔS>0B.C(s）和O2（g）反應(yīng)生成CO(g)：ΔS>0C。氣態(tài)水變成液態(tài)水：ΔS〉0D.CaCO3（s）受熱分解為CaO（s）和CO2（g）：ΔS〉06.工業(yè)上用赤鐵礦生產(chǎn)鐵,可以選擇的還原劑有C和H2。根據(jù)所學(xué)知識判斷：哪一種還原劑可使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的溫度較低？已知：Fe2O3（s)+32C（s）2Fe(s）+32CO2（gΔH=+233。8kJ·mol—1,ΔS=0。279kJ·mol-1·K-1Fe2O3(s）+3H2（g)2Fe（s）+3H2O（g）ΔH=+98kJ·mol-1，ΔS=0.1442kJ·mol—1·K-17.高爐煉鐵是目前世界上最主要的煉鐵方法,常用焦炭還原Fe2O3，而目前最主要的煉鋁方法是電解Al2O3和冰晶石的熔融物.已知298K時,Fe2O3(s）+32C(s)2Fe（s)+32CO2（gΔH=+233。8kJ·mol—1，ΔS=0.279kJ·mol—1·K-12Al2O3(s）+3C（s）4Al(s）+3CO2(g）ΔH=+2171kJ·mol—1,ΔS=635。5J·mol—1·K—1試從熱力學(xué)角度分析兩種金屬冶煉方法不同的原因。8。自發(fā)反應(yīng)一定能發(fā)生,而非自發(fā)反應(yīng)一定不能發(fā)生嗎？參考答案學(xué)習(xí)過程一、方向快慢限度最低有序無序焓熵1.不用借助于外力2.自發(fā)二、降低三、1。不規(guī)則無序狀態(tài)2。S3.(1)氣液固(2)正比5.有序無序ΔS四、1.一定會發(fā)生發(fā)生的速率焓判據(jù)熵判據(jù)2.自發(fā)達(dá)到平衡狀態(tài)不能自發(fā)進(jìn)行【小結(jié)】1.放增加2.吸減小隨堂檢測1.AC2。C解析:有的吸熱反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行，如NH4Cl與Ba（OH)2的反應(yīng)。3.B解析:正確解答本題，首先要明確焓判據(jù)和熵判據(jù)對化學(xué)反應(yīng)方向的影響，然后利用自由能變化(復(fù)合判據(jù))進(jìn)行綜合分析判斷，同時要注意催化劑在化學(xué)反應(yīng)中的作用。A項錯誤,有些能使熵值增大的吸熱反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行;C項錯誤的原因是要將二者綜合起來即利用復(fù)合判據(jù)對反應(yīng)的自發(fā)性進(jìn)行判斷；D項中使用催化劑只能降低反應(yīng)的活化能，不能改變反應(yīng)的方向.4。C解析:從焓變的角度分析，化學(xué)反應(yīng)有由高能狀態(tài)向低能狀態(tài)轉(zhuǎn)化,使體系能量降低的趨勢，表現(xiàn)為放熱反應(yīng)較易進(jìn)行。5.C解析:食鹽溶于水是典型的熵增加過程；2C(s)+O2(g）2CO(g)，氣體的物質(zhì)的量增大，為熵增加的反應(yīng);氣態(tài)水變成液態(tài)水是體系混亂度減小的過程，為熵減小的過程；CaCO3(s)的分解產(chǎn)生了氣體，為熵增加的反應(yīng).6.用H2作還原劑時反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的溫度較低。解析：根據(jù)ΔH-TΔS=0為平衡狀態(tài)，ΔH-TΔS<0為自發(fā)狀態(tài)可知,T>ΔHΔS時該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行.用C作還原劑時T1>ΔHΔS=+233.8kJ·mol-10.279故用H2作還原劑時,反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的溫度較低.7。用焦炭還原Al2O3所需溫度太高,是不可能實(shí)現(xiàn)的，而用焦炭還原Fe2O3則可以實(shí)現(xiàn).解析:根據(jù)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的綜合判據(jù)分析可知T〉ΔHΔS時該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行.用C作還原劑還原Fe2O3時,若使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,則需要的溫度T1>ΔHΔS=+233.8kJ·mol-10.279kJ·mol-1·K-1=838。0K；8.自發(fā)反應(yīng)、非