蘇教版選修4 專(zhuān)題2第二單元 化學(xué)反應(yīng)的方向與限度（第1課時(shí)） 學(xué)案.doc

第1課時(shí)化學(xué)反應(yīng)的方向1復(fù)分解類(lèi)型的離子反應(yīng)發(fā)生的條件是什么？該類(lèi)反應(yīng)遵循什么規(guī)律？提示：復(fù)分解型離子反應(yīng)發(fā)生的條件是生成難溶性物質(zhì)、揮發(fā)性物質(zhì)或難電離物質(zhì)。復(fù)分解型離子反應(yīng)是向某些離子濃度減小的方向進(jìn)行。2氧化還原反應(yīng)遵循什么規(guī)律？提示：氧化還原反應(yīng)向物質(zhì)氧化性減弱、還原性減弱的方向進(jìn)行。3從熱效應(yīng)角度分析，哪些反應(yīng)更容易發(fā)生？提示：放熱反應(yīng)更易發(fā)生。新知探究探究化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)和自發(fā)反應(yīng)(1)化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)：化學(xué)反應(yīng)具有方向性，許多化學(xué)反應(yīng)的正反應(yīng)能自動(dòng)進(jìn)行，而其逆反應(yīng)無(wú)法自動(dòng)進(jìn)行。(2)寫(xiě)出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式，并判斷是否能自動(dòng)進(jìn)行：化學(xué)反應(yīng)化學(xué)方程式是否自動(dòng)水分解成氫氣和氧氣2h2o2h2o2否氯氣與溴化鉀溶液cl22kbr=2kclbr2是續(xù)表化學(xué)反應(yīng)化學(xué)方程式是否自動(dòng)乙烯與溴單質(zhì)的四氯化碳溶液ch2=ch2br2ch2brch2br是氮?dú)夂脱鯕馍梢谎趸猲2o22no否(3)自發(fā)反應(yīng)：在一定溫度和壓強(qiáng)下，無(wú)需外界幫助就能自動(dòng)進(jìn)行的反應(yīng)。必記結(jié)論自發(fā)反應(yīng)的應(yīng)用(1)自發(fā)反應(yīng)可被利用來(lái)完成有用功。例如：甲烷燃燒可在內(nèi)燃機(jī)中被利用來(lái)做功；鋅與cuso4溶液反應(yīng)可設(shè)計(jì)成原電池。(2)非自發(fā)反應(yīng)要想發(fā)生，則必須對(duì)它做功。例如：通電將水分解成h2和o2；植物在光照下，能將co2和h2o轉(zhuǎn)化成c6h12o6和o2。成功體驗(yàn)1下列過(guò)程非自發(fā)進(jìn)行的是()a水由高處向低處流b天然氣的燃燒c鐵在潮濕空氣中生銹d室溫下水結(jié)成冰解析：選d水由高處向低處流，天然氣的燃燒，鐵在潮濕的空氣中生銹均屬自發(fā)過(guò)程；室溫下，水結(jié)冰屬非自發(fā)過(guò)程。 新知探究探究1化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性與反應(yīng)焓變的關(guān)系(1)實(shí)例：以下反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，也都是自發(fā)反應(yīng)。c3h8(g)5o2(g)=3co2(g)4h2o(l) h2 217.5 kjmol12na(s)cl2(g)=2nacl(s)h822 kjmol14fe(s)3o2=2fe2o3(s) h1 648.4 kjmol1h2(g)f2(g)=2hf(g)h546.6 kjmol1(2)規(guī)律：放熱反應(yīng)過(guò)程中體系能量降低，許多自發(fā)反應(yīng)趨向于從高能量狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍芰繝顟B(tài)(這時(shí)體系會(huì)對(duì)外部做功或釋放熱量)，這一經(jīng)驗(yàn)就是焓判據(jù)。(3)局限性：對(duì)化學(xué)反應(yīng)而言，絕大多數(shù)放熱反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行，且反應(yīng)放出的熱量越多，體系能量降低得也越多，反應(yīng)越完全。但部分吸熱反應(yīng)也可以自發(fā)進(jìn)行。故焓變是影響反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的因素之一，但不是唯一因素。探究2化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性與反應(yīng)熵變的關(guān)系(1)熵熵是衡量一個(gè)體系混亂度的物理量，即表示體系的不規(guī)則或無(wú)序狀態(tài)程度的物理量。混亂度越大，體系越無(wú)序，體系的熵值就大。熵的符號(hào)為s。單位：jmol1k1。(2)物質(zhì)熵大小的判斷物質(zhì)的存在狀態(tài)：對(duì)于同一物質(zhì)，等物質(zhì)的量的該物質(zhì)其熵值大小與物質(zhì)的存在狀態(tài)有關(guān)，氣態(tài)時(shí)熵值最大，固態(tài)時(shí)熵值最小，而液態(tài)時(shí)介于二者之間，物質(zhì)的狀態(tài)與熵大小的關(guān)系：s(g)s(l)s(s)。與物質(zhì)的量的關(guān)系：物質(zhì)的量越大，分子數(shù)越多，熵值越大。不同物質(zhì)熵值間的關(guān)系：物質(zhì)的組成越復(fù)雜，其熵值越大，組成物質(zhì)的原子種類(lèi)相同時(shí)，一個(gè)分子中的原子數(shù)目越多，其混亂度就越大，熵值也越大。(3)熵變與反應(yīng)方向含義：大多數(shù)自發(fā)反應(yīng)有趨向于體系混亂度增大的趨向，導(dǎo)致體系的熵增大。規(guī)律：大多數(shù)熵增加的反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行。局限性：少數(shù)熵減小的反應(yīng)在一定條件下也可以自發(fā)進(jìn)行，如10的液態(tài)水自動(dòng)結(jié)冰、nh3(g)hcl(g)=nh4cl(s)。結(jié)論：熵變是影響反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的因素之一，但不是唯一因素。探究3化學(xué)反應(yīng)方向的判斷體系能量降低和混亂度增大都有促使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的傾向。判斷反應(yīng)的自發(fā)性必須綜合考慮反應(yīng)的焓變和熵變。在恒溫、恒壓時(shí)，(1)h0，則反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行；(2)h0，s0，則反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行；(3)h0，s0，s0，反應(yīng)可能自發(fā)進(jìn)行，也可能不自發(fā)進(jìn)行，與反應(yīng)的溫度有關(guān)。必記結(jié)論綜合判據(jù)的“四象限”1焓變和熵變都與反應(yīng)自發(fā)性有關(guān)，又都不能獨(dú)立地作為反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù)，要判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向，必須綜合考慮體系的焓變和熵變?？梢岳靡韵鹿竭M(jìn)行判斷，hts。hts0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。2四象限成功體驗(yàn)2判斷下列反應(yīng)的h或s的正、負(fù)號(hào)(填“”或“”)，并判斷常溫時(shí)反應(yīng)能或不能自發(fā)進(jìn)行。(1)2na2h2o=2naohh2h_0，_自發(fā)進(jìn)行(2)caco3=caoco2h_0，_自發(fā)進(jìn)行解析：(1)na與水反應(yīng)為放熱反應(yīng)，h0。答案：(1)不能3(好題共享選自魯科版教材p40t3)請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明碳酸氫銨和醋酸溶液在常溫下能否自發(fā)進(jìn)行并指出原因。nh4hco3(s)ch3cooh(aq)=co2(g)ch3coonh4(aq)h2o(l)h37.30 kjmol1s184.0 jmol1k1解析：反應(yīng)若自發(fā)進(jìn)行，則hts0。將相關(guān)數(shù)據(jù)代入公式：3730 kjmol1t0.184.0 kjmol1k1 k202.7 k。故反應(yīng)在常溫下能自發(fā)進(jìn)行。答案：該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，因?yàn)樵摲磻?yīng)htss(l)s(s)。有氣體生成的反應(yīng)，固體溶于水的過(guò)程是熵增加的過(guò)程。3大多數(shù)放熱反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行；大多數(shù)熵增的反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行。4焓減(h0)反應(yīng)在所有溫度下都能自發(fā)進(jìn)行。焓增(h0)、熵減(s0c某反應(yīng)低溫條件下能夠自發(fā)進(jìn)行，則高溫條件下一定能夠自發(fā)dkno3溶于水的過(guò)程熵值減小解析：選b同溫同壓下，反應(yīng)的條件不會(huì)影響h，a項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)為hts0，則hts0，b項(xiàng)正確；由hts0可知當(dāng)h0，s0表明該反應(yīng)是一個(gè)熵增加的反應(yīng)c該反應(yīng)低溫時(shí)能自發(fā)進(jìn)行d該反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行解析：選b反應(yīng)的h0，為吸熱反應(yīng)，s0為熵增的反應(yīng)，反應(yīng)在高溫時(shí)可能自發(fā)進(jìn)行。課堂雙基落實(shí)1下列關(guān)于自發(fā)過(guò)程的說(shuō)法中正確的是()a自發(fā)過(guò)程的逆過(guò)程在此條件下是非自發(fā)的b自發(fā)變化一定能進(jìn)行，非自發(fā)變化一定不能進(jìn)行c自發(fā)反應(yīng)一定能進(jìn)行徹底d可能通過(guò)改變溫度或加催化劑的辦法使非自發(fā)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)樽园l(fā)反應(yīng)解析：選a反應(yīng)是否實(shí)際進(jìn)行還要受溫度影響，b項(xiàng)錯(cuò)誤。自發(fā)反應(yīng)總是向hts0的方向進(jìn)行，直至達(dá)到平衡狀態(tài)，c項(xiàng)錯(cuò)誤。溫度可以使h和s正負(fù)相同的不自發(fā)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)樽园l(fā)反應(yīng)，但催化劑不能，d項(xiàng)錯(cuò)誤。2對(duì)于化學(xué)反應(yīng)方向的確定，下列說(shuō)法不正確的是()a在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，焓因素和熵因素共同決定一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的方向b溫度、壓強(qiáng)一定時(shí)，放熱的熵增加反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行c反應(yīng)焓變是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一因素d固體的溶解過(guò)程與熵變有關(guān)解析：選c焓變和熵變是一定條件下化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的復(fù)合判據(jù)，所以a正確，c不正確；放熱反應(yīng)的焓變小于零，熵增加反應(yīng)熵變大于零，都對(duì)hts0，故a項(xiàng)正確。4某化學(xué)反應(yīng)其h122 kjmol1，s231 jmol1k1，則此反應(yīng)在下列哪種情況下可自發(fā)進(jìn)行(提示：hts0能自發(fā)進(jìn)行)()a在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行b在任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行c僅在高溫下自發(fā)進(jìn)行d僅在低溫下自發(fā)進(jìn)行解析：選d當(dāng)h0時(shí)，hts一定小于0，故在任何溫度下反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行。當(dāng)h0，s0，s0時(shí)，要使hts，即高溫下可自發(fā)進(jìn)行，反之，低溫下可自發(fā)進(jìn)行。5已知在100 kpa、298.15 k時(shí)石灰石分解反應(yīng)：caco3(s)=cao(s)co2(g)h178.3 kjmol1s160.4 j(molk)1，則：(1)該反應(yīng)_(填“能”、“不能”)自發(fā)進(jìn)行；(2)據(jù)本題反應(yīng)數(shù)據(jù)分析，溫度_(填“能”、“否”)成為反應(yīng)方向的決定因素；(3)若溫度能決定反應(yīng)方向，則該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的最低溫度為_(kāi)。解析：(1)hts178.3 kjmol1298.15 k160.4103 kj(molk)1130.5 kjmol10，所以該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。(2)因?yàn)樵摲磻?yīng)h0、s0，所以根據(jù)hts可知在溫度較高的時(shí)候，可能小于0。(3)根據(jù)htsh/s1111.6 k。答案：(1)不能(2)能(3)1111.6 k1能用焓變判斷下列過(guò)程的方向的是()a常溫下，水蒸汽總是自發(fā)地變成液態(tài)水b放熱反應(yīng)容易自發(fā)進(jìn)行，吸熱反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行c有序排列的火柴散落時(shí)成為無(wú)序排列d多次洗牌以后，撲克牌毫無(wú)規(guī)律的混亂排列的幾率大解析：選ab項(xiàng)吸熱反應(yīng)也可以自發(fā)進(jìn)行。c項(xiàng)有序排列的火柴散落時(shí)成為無(wú)序排列，有趨向于最大混亂度的傾向，應(yīng)用熵判據(jù)；d項(xiàng)撲克牌的無(wú)序排列也應(yīng)用熵判據(jù)。2已知“凡氣體分子總數(shù)增多的反應(yīng)一定是熵增大的反應(yīng)”。一定條件下，下列反應(yīng)不可能自發(fā)進(jìn)行的是()a2o3(g)=3o2(g)h0cn2(g)3h2(g)=2nh3(g)h0解析：選ba項(xiàng)反應(yīng)是一個(gè)h0的反應(yīng)，一定能自發(fā)進(jìn)行。b項(xiàng)反應(yīng)是一個(gè)h0，s0的反應(yīng)，一定不能自發(fā)進(jìn)行。c項(xiàng)反應(yīng)是一個(gè)h0，s0，s0的反應(yīng)，高溫下可以自發(fā)進(jìn)行。3下列對(duì)熵的理解不正確的是()a同種物質(zhì)氣態(tài)時(shí)熵值最大，固態(tài)時(shí)熵值最小b體系越有序，熵值越??；越混亂，熵值越大c與外界隔離的體系，自發(fā)過(guò)程將導(dǎo)致體系的熵減小d25 、1.01105 pa時(shí)，2n2o5(g)=4no2(g)o2(g)是熵增的反應(yīng)解析：選c體系都有從有序自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序的傾向，此過(guò)程為熵增過(guò)程，故c項(xiàng)錯(cuò)誤。4下列關(guān)于能量判據(jù)和熵判據(jù)的說(shuō)法中，不正確的是()a放熱的自發(fā)過(guò)程可能是熵減小的過(guò)程，吸熱的自發(fā)過(guò)程一定為熵增加的過(guò)程b由能量判據(jù)(以焓變?yōu)榛A(chǔ))和熵判據(jù)組合成的綜合判據(jù)，將更適合于所有的過(guò)程c在室溫下碳酸鈣的分解反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，但同樣是這個(gè)吸熱反應(yīng)在較高溫度(1 200 k)下則能自發(fā)進(jìn)行d放熱過(guò)程(h0)的過(guò)程一定是自發(fā)的解析：選d由反應(yīng)方向的綜合判據(jù)hts0反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行知a、b、c正確；而單用焓變或熵變判斷反應(yīng)自發(fā)性，則具有一定局限性，d錯(cuò)誤。5分析下列反應(yīng)在任何溫度下均能自發(fā)進(jìn)行的是()ah2o2(l)=1/2o2(g)h2o(l)h98 kjmol1b2n2(g)o2(g)=2n2o(g)h163 kjmol1cag(s)1/2cl2(g)=agcl(s)h127 kjmol1dhgo(s)=hg(l)1/2o2(g)h91 kjmol1解析：選ahts0的反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，h0的反應(yīng)hts恒小于0，能自發(fā)進(jìn)行；h0，s0，s0，高溫下能自發(fā)進(jìn)行；h0，s0時(shí)，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，因h0，s0，s0，只有升高溫度，才能使hts0，故該反應(yīng)是高溫自發(fā)。(2)該反應(yīng)是一個(gè)熵增加的反應(yīng)，熵增有利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行。(3)hts74.848 kjmol1298 k80.674103 k