第二章化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向

第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向1證據(jù)推理與模型認(rèn)知：了解判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的三個(gè)判據(jù)，構(gòu)建判斷化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性的思維方法模型。2科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任：根據(jù)三個(gè)判據(jù)的發(fā)展過(guò)程，理解科學(xué)知識(shí)的曲折發(fā)展歷程，增強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性研究重要意義的認(rèn)識(shí)。核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)01自發(fā)過(guò)程和自發(fā)反應(yīng)

自發(fā)過(guò)程自發(fā)反應(yīng)含義在一定條件下，

，就能自發(fā)進(jìn)行的過(guò)程在給定的條件下，可以

進(jìn)行到顯著程度的化學(xué)反應(yīng)特征具有

，即過(guò)程的某個(gè)方向在一定條件下自發(fā)進(jìn)行，而該過(guò)程逆方向在該條件下肯定_____________舉例高山流水，自由落體，冰雪融化鋼鐵生銹應(yīng)用(1)可被用來(lái)完成有用功。如H2燃燒可設(shè)計(jì)成原電池(2)非自發(fā)過(guò)程要想發(fā)生，必須對(duì)它做功。如通電將水分解為H2和O2不用借助外力自發(fā)方向性不能自發(fā)進(jìn)行判斷正誤1自發(fā)過(guò)程不需任何條件就能發(fā)生2室溫下冰變成水屬于自發(fā)過(guò)程3水由高處向低處流屬于自發(fā)過(guò)程4能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)速率一定很大×√×√深度思考①是自發(fā)反應(yīng)②是非自發(fā)反應(yīng)。通過(guò)對(duì)上述反應(yīng)的分析：1自發(fā)反應(yīng)不需要任何條件就能發(fā)生嗎？答案自發(fā)反應(yīng)也需要一定條件引發(fā)反應(yīng)，一旦反應(yīng)后即可自發(fā)進(jìn)行。2非自發(fā)反應(yīng)一定不能發(fā)生嗎？答案非自發(fā)反應(yīng)也能在一定條件下發(fā)生。2知道了某個(gè)反應(yīng)是自發(fā)反應(yīng)后，能否知道某條件下是否發(fā)生？能否預(yù)測(cè)反應(yīng)的快慢？答案判斷某反應(yīng)是否自發(fā)，只是判斷反應(yīng)的方向，與是否會(huì)發(fā)生、反應(yīng)的快慢、反應(yīng)的熱效應(yīng)無(wú)關(guān)。歸納總結(jié)自發(fā)過(guò)程的判斷1根據(jù)條件判斷：不是看是否需要條件，而是看是否需要持續(xù)施加外力如加熱等。2根據(jù)其逆向過(guò)程是否自發(fā)判斷：若逆向過(guò)程自發(fā)，則正向過(guò)程一定不自發(fā)；若逆向過(guò)程不自發(fā)，則正向過(guò)程一定自發(fā)。返回02化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)1焓判據(jù)能量判據(jù)1放熱反應(yīng)過(guò)程中體系能量，因此具有進(jìn)行的傾向，科學(xué)家提出用能量變化來(lái)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向，這就是能量判據(jù)。2焓變與化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的關(guān)系①多數(shù)放熱反應(yīng)是自發(fā)進(jìn)行的。例如燃燒反應(yīng)、中和反應(yīng)等。②有些吸熱反應(yīng)，也可以自發(fā)進(jìn)行，如在25℃和101×105ol－1。降低自發(fā)焓變焓判據(jù)2熵判據(jù)1熵：用來(lái)量度體系程度的物理量。熵值越大，程度越大。符號(hào)為S。2熵增原理：在與外界隔離的體系中，自發(fā)過(guò)程將導(dǎo)致體系的熵，即熵變符號(hào)ΔS大于零。3熵判據(jù)：體系有自發(fā)地向混亂度即的方向轉(zhuǎn)變的傾向，因此可用熵變來(lái)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向?；靵y或無(wú)序混亂增大增加熵增4熵變與化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的關(guān)系①許多熵增的反應(yīng)是自發(fā)的，如：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑等。②有些熵減的反應(yīng)也可以自發(fā)進(jìn)行，如：CaOH2aq＋CO2g===CaCO3s＋H2Ol。3復(fù)合判據(jù)1復(fù)合判據(jù)為體系的自由能變化符號(hào)為ΔG，單位為J·mol－1，綜合考慮了焓變和熵變對(duì)體系的影響，可用于化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行方向的判斷，ΔG＝ΔH－TΔS。2在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，自發(fā)反應(yīng)總是向ΔG＝ΔH－TΔS＜0的方向進(jìn)行，直到達(dá)平衡狀態(tài)。①當(dāng)ΔH＜0，ΔS＞0時(shí)，ΔG0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。②當(dāng)ΔH＞0，ΔS＜0時(shí)，ΔG0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。③當(dāng)ΔH＞0，ΔS＞0或ΔH＜0，ΔS＜0時(shí)，反應(yīng)是否自發(fā)進(jìn)行與溫度有關(guān)，在一定溫度下可使ΔG＝0，即反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。＜能＞不能判斷正誤1放熱反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行2同種物質(zhì)不同狀態(tài)時(shí)熵值不同，氣態(tài)時(shí)最大3熵增的反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行4自發(fā)反應(yīng)在任何條件下均可發(fā)生5過(guò)程自發(fā)性不僅能用于判斷過(guò)程的方向，還能確定過(guò)程發(fā)生的速率×√×××深度思考＝ΔH－TΔS<0能自發(fā)進(jìn)行，請(qǐng)分析ΔH>0，ΔS>0和ΔH<0，ΔS<0分別在低溫還是高溫下自發(fā)進(jìn)行？答案ΔH>0，ΔS>0在高溫下，ΔG＝ΔH－TΔS<0能自發(fā)進(jìn)行ΔH<0，ΔS<0在低溫下，ΔG＝ΔH－TΔS<0能自發(fā)進(jìn)行。22020·貴陽(yáng)期中25℃和101×105ol－1能自發(fā)進(jìn)行，其原因是______________________。解析根據(jù)熵判據(jù)，該反應(yīng)是熵增反應(yīng)，能自發(fā)進(jìn)行；根據(jù)焓判據(jù)，該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，不能自發(fā)進(jìn)行。事實(shí)上該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，說(shuō)明熵增效應(yīng)大于能量效應(yīng)。熵增效應(yīng)大于能量效應(yīng)歸納總結(jié)判斷化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性的方法返回焓變(ΔH)熵變(ΔS)反應(yīng)在某狀況下能否自發(fā)進(jìn)行＜0＞0能自發(fā)進(jìn)行＞0＜0不能自發(fā)進(jìn)行＜0＜0取決于溫度，低溫自發(fā)＞0＞0取決于溫度，高溫自發(fā)03隨堂驗(yàn)收練習(xí)12019·邯鄲高二質(zhì)檢以下自發(fā)反應(yīng)可用焓判據(jù)來(lái)解釋的是A硝酸銨自發(fā)溶于水5g===4NO2g＋O2gΔH＝＋567J·mol－1CNH42CO3s===NH4HCO3s＋NH3gΔH＝＋749J·mol－12g＋O2g===2H2OlΔH＝－5716J·mol－1√解析焓判據(jù)能夠說(shuō)明放熱反應(yīng)為自發(fā)反應(yīng)，而A、B、C三項(xiàng)中的自發(fā)過(guò)程均為吸熱過(guò)程，顯然不能單用焓判據(jù)來(lái)解釋?zhuān)挥蠨項(xiàng)可以焓判據(jù)來(lái)解釋。123422020·聊城期中下列說(shuō)法正確的是A凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，因?yàn)槲鼰岱磻?yīng)都是非自發(fā)的B自發(fā)反應(yīng)的現(xiàn)象一定非常明顯，非自發(fā)反應(yīng)的熵一定減小C常溫下，反應(yīng)Cs＋CO2g2COg不能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的ΔH＞0s＋CO2g===Cs＋2MgOs能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的ΔH＞0√1234解析不能僅僅根據(jù)焓變判斷反應(yīng)的自發(fā)性，放熱反應(yīng)不一定都是自發(fā)進(jìn)行的，吸熱反應(yīng)也可能是自發(fā)進(jìn)行的，A項(xiàng)錯(cuò)誤；自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)，其現(xiàn)象不一定非常明顯，非自發(fā)反應(yīng)的熵不一定減小，B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)反應(yīng)Cs＋CO2g2COg不能自發(fā)進(jìn)行可知，該反應(yīng)的ΔH－TΔS＞0，又知該反應(yīng)ΔS＞0，則該反應(yīng)的ΔH＞0，C項(xiàng)正確；反應(yīng)2Mgs＋CO2g===Cs＋2MgOs能自發(fā)進(jìn)行，則ΔH－TΔS＜0，因ΔS＜0，則ΔH＜0，D項(xiàng)錯(cuò)誤。123432019·浙江十校聯(lián)合體聯(lián)考某反應(yīng)2ABgCg＋3Dg在高溫時(shí)能自發(fā)進(jìn)行，其逆反應(yīng)在低溫能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的正反應(yīng)的ΔH、ΔS應(yīng)為＜0、ΔS＞0 ＜0、ΔS＜0＞0、ΔS＞0 ＞0、ΔS＜01234解析由ΔG＝ΔH－TΔS＜0能自發(fā)知，高溫自發(fā)，低溫不自發(fā)的為ΔH＞0、ΔS＞0?！?回答下列問(wèn)題：1汽車(chē)燃油不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生CO，有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去CO：2COg===2Cs＋O2g。已知該反應(yīng)的ΔH>0，簡(jiǎn)述該設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)的依據(jù)：_______________________________________________________。解析該反應(yīng)ΔH>0、ΔS<0，根據(jù)ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG>0，故不能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)。1234該反應(yīng)是ΔH>0，ΔS<0的反應(yīng)，任何溫度下均不能自發(fā)進(jìn)行2下列反應(yīng)中，在高溫下不能自發(fā)進(jìn)行的是____填字母。g==