2022高二化学学案24《化学反应进行的方向》(人教版选修4).docx

2.4 化学反响进行的方向 学案人教版选修4 学习目标1.了解自发过程和化学反响的自发性。2.通过“有序和“无序的比照，了解熵和熵变的概念。3.初步了解焓变和熵变对化学反响方向的影响，能用焓变和熵变说明化学反响的方向。重点难点理解焓变与熵变对反响方向的影响，根据定量关系式GHTS及给定数据判断反响方向。1自发过程和自发反响有关化学反响进行的_、_和_是化学反响原理的三个重要组成局部。科学家根据体系存在着力图使自身能量趋于“_和由“_变为“_的自然现象，提出了互相关联的_判据和_判据，为最终解决上述问题提供了必要的依据。(1)自发过程含义：在一定条件下，_就可以自动进行的过程。特点：a.体系趋向于从_状态转变为_状态(体系对外部_或者_能量)。b在密闭条件下，体系有从_自发转变为_的倾向，即_原理。(2)自发反响在给定的一组条件下，可以_地进行到显著程度的化学反响。(3)以下过程属自发过程的是()A水自高处流向低处B水分解成H2和O2CCH4和O2混合后遇火燃烧DCO气体分解为C和O22化学反响进行方向的判据(1)焓判据放热反响过程中体系能量_，具有自发进行的倾向，因此可用_来判断反响进行的方向。(2)熵判据熵：在密闭条件下，体系有从_自发地转变为_的倾向。因为与有序体系相比，_体系“更加稳定，可以采取更多的存在方式。科学家用_(符号为_)来量度这种混乱(或无序)的程度。熵增原理在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵_，即熵变(符号S)_零。熵值大小的比较同一种物质不同状态时熵值大小为S(g)_S(l)_S(s)。熵判据体系有自发地向混乱度_(即_)的方向转变的倾向，因此可用_来判断反响进行的方向。(3)复合判据过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否_和过程_，假设允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。综合考虑_和_的复合判据，将更适合于所有的过程，只根据一个方面来判断反响进行的方向是不全面的。3以下说法中不正确的选项是()A体系有序性越高，熵值就越低B自发过程将导致体系的熵增大C吸热反响不可以自发进行D同种物质气态时熵值最大4自发反响一定能发生反响，而非自发反响一定不能发生反响吗一、决定和影响化学反响进行方向的因素1.化学反响的方向与焓变的关系(1)多数能自发进行的化学反响是放热反响例如：在常温、常压下，氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁的反响是自发的，反响放热：4Fe(OH)2(s)2H2O(l)O2(g)=4Fe(OH)3(s)H(298K)444.3kJmol1(2)有些吸热反响也能自发进行例如：NH4HCO3(s)CH3COOH(aq)=CO2(g)CH3COONH4(aq)H2O(l)H(298K)37.30kJmol1(3)有一些吸热反响在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下那么能自发进行例如：在室温下和较高温度下均为吸热过程的CaCO3的分解反响。CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H(298K)178.2kJmol1H(1200K)176.5kJmol12化学反响的方向与熵变的关系反响的熵变S为生成物总熵与反响物总熵之差。对于确定的化学反响，在一定条件下具有确定的熵变。(1)许多熵增加的反响在常温、常压下可以自发进行。产生气体的反响，气体物质的物质的量增大的反响，熵变通常都是正值，为熵增加反响。例如：2H2O2(aq)=2H2O(l)O2(g)；(2)有些熵增加的反响在常温、常压下不能自发进行，但在较高温度下可以自发进行。例如：CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)；C(s，石墨)H2O(g)=CO(g)H2(g)；(3)铝热反响是熵减小的反响，它在一定条件下也可以自发进行。2Al(s)Fe2O3(s)=Al2O3(s)2Fe(s)；任何反响体系都有趋向于从高能状态转变为低能状态和从有序自发地转变为无序的倾向。因此影响和决定化学反响进行方向的因素是焓变和熵变。典例1以下说法正确的选项是()A在常温下，放热反响一般能自发进行，吸热反响都不能自发进行BNH4HCO3(s)=NH3(g)H2O(g)CO2(g)H185.57kJmol1，能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向C因为焓变和熵变都与反响的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反响自发性的判据D在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反响进行的方向听课记录：变式训练1以下说法正确的选项是()A吸热反响都不能自发进行B焓变是唯一影响化学反响进行方向的因素C化学反响有高能状态向低能状态转化，一般为放热反响D有气体生成的反响都是放热反响变式训练2以下对熵变的判断中不正确的选项是()A少量的食盐溶解于水中：S0B纯碳和氧气反响生成CO(g)：S0C气态水变成液态水：S0DCaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g)：S0二、焓变与熵变对反响方向的共同影响1用焓变和熵变的复合判据判断反响的方向体系的自由能变化(符号为G，单位为kJmol1)综合考虑了焓变和熵变对体系的影响，可用于化学反响自发进行的方向的判断，GHTS。(1)当H0时，G0，S0，反响_进行。(3)当H0，S0或H0，S增加熵增熵变(3)一定会发生发生的速率焓判据熵判据3C有的吸热反响可以自发进行，如NH4Cl与Ba(OH)2的反响。4自发反响、非自发反响是指该反响过程是否有自发进行的倾向，而这个过程是否一定会发生那么不能确定。如碳的燃烧是一个自发反响，但要想发生反响，需借助外界条件点燃才能发生。课堂活动区典例1B正确解答此题，首先要明确焓判据和熵判据对化学反响方向的影响，然后利用自由能变化(复合判据)进行综合分析判断，同时要注意催化剂在化学反响中的作用。A项错误，有些能使熵值增大的吸热反响可以自发进行；C项错误的原因是要将二者综合起来即利用复合判据进行判断；D项中使用催化剂只能降低反响的活化能，不能改变反响的方向。变式训练1C从焓变的角度分析，化学反响有由高能状态向低能状态转化，使体系能量降低的趋势，表现为放热反响较易进行。变式训练2C食盐溶于水是典型的熵增加过程；2C(s)O2(g)=2CO(g)，气体的物质的量增大，为熵增加的反响；气态水变成液态水是体系混乱度减小的过程，为熵减小的过程；CaCO3(s)的分解产生了气体，为熵增加的反响。二、1(1)自发(2)不能自发(3)温度平衡状态2(1)放增加(2)吸减小典例2用H2作复原剂时反响自发进行的温度较低。解析根据HTS0为平衡状态，HTS0为自发状态，故T时该反响能自发进行。用C作复原剂时T1838.0K；用H2作复原剂时T2679.6K。故用H2作复原剂时，反响自发进行的温度较低。变式训练3用焦炭复原Al2O3所需温度太高，是不可能实现的，而用焦炭复原Fe2O3那么可以实现。解析根据反响能否自发进行的综合判据分析可知T时该反响能自发进行。用C作复原剂复原Fe2O3时，假设使反响自发进行，那么需要的温度T1838.0K；假设用C作复原剂复原Al2O3时需要的温度T23416K。比照上述温度可知，用焦炭复原Al2O3是不可能实现的，故两种金属治炼方法有差异。