高中化學化學反應的方向限度與速率化學反應的方向學案魯科版選修420180907330

1、第1節(jié)化學反應的方向學習目標：1.了解焓變與熵變的含義。2.理解焓變、熵變與反應方向的關系。3.能綜合運用焓變與熵變判斷反應進行的方向。(難點)自 主 預 習·探 新 知1反應焓變與反應方向(1)自發(fā)過程含義：在溫度和壓強一定的條件下，不借助光、電等外部力量就能自動進行的過程。特點a體系趨向于從高能量狀態(tài)轉變?yōu)榈湍芰繝顟B(tài)。b在密閉條件下，體系趨向于從有序狀態(tài)轉變?yōu)闊o序狀態(tài)。c具有方向性：即過程的某個方向在一定條件下是自發(fā)的，而其逆方向在該條件下肯定不能自發(fā)。 微點撥：自發(fā)過程需要在一定的溫度和壓強下才可以發(fā)生。(2)反應焓變與反應方向的關系能自發(fā)進行的化學反應多數是H0的反應。有些H

2、0的反應也能自發(fā)進行。反應的焓變是反應能否自發(fā)進行的影響因素，但不是唯一因素。2反應熵變與反應方向(1)熵概念：描述體系混亂度的一個物理量，符號為S，單位是J·mol1·K1。特點：混亂度越大，體系越無序，體系的熵值就越大。影響因素。a同一物質：S(高溫)S(低溫)，S(g)S(l)S(s)。b不同物質：相同條件下不同物質具有不同的熵值，分子結構越復雜，熵值越大。cS(混合物)S(純凈物)。(2)反應熵變(3)反應熵變與反應方向二者關系。結論：熵變是與反應能否自發(fā)進行有關的一個因素，但不是唯一因素。微點撥：熵變正負的判斷(1)物質由固態(tài)到液態(tài)、由液態(tài)到氣態(tài)或由固態(tài)到氣態(tài)的過

3、程，熵變?yōu)檎担庆卦黾拥倪^程。(2)氣體體積增大的反應，熵變通常都是正值，是熵增加的反應。(3)氣體體積減小的反應，熵變通常都是負值，是熵減小的反應。3焓變與熵變對反應的共同影響(1)反應方向的判據在溫度和壓強一定的條件下，化學反應的方向是反應的焓變和熵變共同影響的結果。反應的判據為HTS。(2)文字表述在溫度和壓強一定的條件下，自發(fā)反應總是向HTS0的方向進行，直至達到平衡狀態(tài)。(3)局限性只能用于一定溫度和壓強條件下的反應，不能用于其他條件下的反應。僅僅可以用于判斷溫度和壓強一定的條件下反應自動發(fā)生的趨勢，不能說明反應在該條件下能否實際發(fā)生。微點撥：在H和S確定的情況下，溫度有可能對反應

4、的方向起決定作用?；A自測1判斷對錯(對的在括號內打“”，錯的在括號內打“×”。)(1)CaCO3(s)CaO(s)CO2(g)是一個熵減過程。()(2)10 的水結成冰，可用熵變的判據來解釋該變化過程的自發(fā)性。()(3)吸熱且熵增加的反應，溫度越低反應越可能自發(fā)進行。()(4)由焓判據和熵判據組合而成的復合判據，將更適合于所有的過程。()(5)一個反應的HTS0，則該反應處于平衡狀態(tài)。()提示(1)×CaCO3分解反應是一個氣體物質的量增多的反應，故為熵增過程。(2)×10 的水結成冰是一個熵減過程，該過程能自發(fā)進行，應用焓變的判據解釋，即H0是該過程自發(fā)進行的

5、主要原因。(3)×當H0S0，溫度越高越可能使HTS0，即有利于反應自發(fā)進行。(4)(5)2自發(fā)進行的反應一定是()A吸熱反應B放熱反應C熵增加反應DHTS0DHTS0的反應為自發(fā)進行的反應。3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：S0B純碳和氧氣反應生成CO(g)：S0C氣態(tài)水變成液態(tài)水：S0DCaCO3(s)受熱分解為CaO(s)和CO2(g)：S0CA項，NaCl(s)NaCl(aq)S0；B項，2C(s)O2(g)2CO(g)S0；C項，H2O(g)H2O(l)S0；D項，CaCO3(s)CaO(s)CO2(g)S0。合 作 探 究·攻 重 難化學

6、反應方向的判斷合成氨反應是一個可逆反應：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.2 kJ·mol1S198.2 J·mol1·K1。思考交流1請你根據正反應的焓變分析298 K下合成氨反應能否自發(fā)進行？提示能。正反應為放熱反應，由高能態(tài)到低能態(tài)，可自發(fā)進行。2請你根據正反應的熵變分析298 K下合成氨反應能否自發(fā)進行？提示不能。正反應為氣體體積減小的反應，S0，混亂度減小，不能自發(fā)進行。3請你根據反應的復合判據分析298 K下合成氨反應能否自發(fā)進行？提示能。GHTS92.2 kJ·mol1298 K×(198.2)×103 kJ&

7、#183;mol1·K133.136 4 kJ·mol10，反應在298 K時可以自發(fā)向正反應方向進行。對點訓練1某反應2AB(g)C(g)3D(g)在高溫時能自發(fā)進行，其逆反應在低溫時能自發(fā)進行，則該反應的H、S應為() 【導學號：41722070】AH0、S0BH0、S0CH0、S0DH0、S0CA項，H0、S0時，HTS在任何溫度下小于0；B項，H0，S0時，HTS在低溫下小于0；C項，H0、S0時，HTS在高溫下小于0；D項，H0、S0時，HTS在任何溫度下大于0。2在25 、1.01×105 Pa下，反應2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)H56.

8、7 kJ·mol1能自發(fā)進行的合理解釋是() 【導學號：41722071】A該反應是分解反應B該反應的熵增效應大于焓變效應C該反應是熵減反應D該反應是放熱反應B該反應是吸熱反應，但不能只用焓判據來判斷反應進行的方向。該反應是熵增反應，且能夠自發(fā)進行，說明該反應的熵增效應大于焓變效應，B項正確。3對于平衡體系mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，下列結論正確的是() 【導學號：41722072】A若此反應為放熱反應，則該反應在任何條件下均可自發(fā)進行B若mn<pq，則此反應的S0C若此反應的H0、S0，則該反應在任何條件下均可自發(fā)進行D無論mn與pq的大小關系如何，該反應過程均

9、是熵增加的過程B放熱的熵增反應才能在任何條件下均可自發(fā)進行，A、C項錯誤；氣體分子數增加，反應的S0，故B項正確。4灰錫結構松散，不能用于制造器皿；而白錫結構堅固，可以制造器皿?，F把白錫制造的器皿放在0 、100 kPa的室內存放，它會不會變成灰錫而不能繼續(xù)使用(已知在0 、100 kPa條件下白錫轉化為灰錫的反應，焓變和熵變分別為H2 180.9 J·mol1和S6.61 J·mol1·K1)()A會變B不會變C不能確定D升高溫度才會變A在等溫、等壓條件下，自發(fā)反應總是向著HTS0的方向進行，直至達到平衡狀態(tài)。因此，在0 、100 kPa條件下，白錫會不會變?yōu)榛?/p>

10、錫的問題就轉化為求算反應白錫灰錫的HTS的問題。HTS2 180.9 J·mol1273 K×(6.61 J·mol1·K1)376.37 J·mol10，因此在該條件下白錫會變?yōu)榛义a。利用HTS判斷反應方向的方法(1)符號判斷法HSHTS反應情況舉例00負值在任何溫度下反應都能自發(fā)進行H2(g)F2(g)=2HF(g)00正值在任何溫度下反應都不能自發(fā)進行2CO(g)=2C(s)O2(g)00低溫為正；高溫為負低溫下反應不能自發(fā)進行；高溫下反應能自發(fā)進行CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)00低溫為負；高溫為正低溫下反應能自發(fā)進行；高溫

11、下反應不能自發(fā)進行NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)(2)象限判斷法當 堂 達 標·固 雙 基教師備選下列說法正確的是()A氨氣和氯化氫的反應是熵增加的反應B氨氣和氯化氫的反應是焓增加的反應C碳酸氫銨的分解是熵值增加的反應D碳酸氫銨的分解由于是焓減小的反應，所以不能自發(fā)進行C氨氣和氯化氫的反應是氣體體積減小的化合反應，所以熵減小、焓減??；碳酸氫銨的分解是一個氣體體積增加的分解反應，所以是一個熵增加、焓增加的反應。1以下反應均為自發(fā)反應，其中不能用焓判據解釋的是()A2Na(s)Cl2(g)=2NaCl(s)H0BC3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(l)H0C2

12、NH4Cl(s)Ca(OH)2(s)=2NH3(g)CaCl2(s)2H2O(l)H0D2Mg(s)O2(g)=2MgO(s)H0CC項反應的H0，由焓判據判斷反應不能自發(fā)進行，而題給條件是能自發(fā)進行，所以C項中的反應不能用焓判據解釋。2下列生活中的自發(fā)過程能用熵判據解釋的是()A自然界中水由高處往低處流B低于0 時水變成冰C墨水滴到水中會擴散到整個水體D鐵器暴露在潮濕的空氣中會生銹并放出熱量C熵變在某種意義上可以理解為體系混亂程度的變化，體系中微粒排列越規(guī)則，熵越小，越混亂，熵越大。C項中墨水在水中擴散開是熵增加的過程。故選C項。3對于化學反應，下列說法不正確的是()AHTS0：可逆反應(化學平衡狀態(tài))BHTS0：非可逆反應(正向自發(fā))CHTS0：非可逆反應(正向非自發(fā)，逆向自發(fā))DH0，S0：可逆反應(正反應自發(fā))DHTS0表明反應為平衡狀態(tài)，屬于可逆反應；HTS0屬于正向自發(fā)反應，逆向非自發(fā)反應，屬于非可逆反應；HTS0屬于逆向自發(fā)反應，正向非自發(fā)反應，是非可逆反應，故A、B、C項正確。對于D項，H0，S0，屬于吸熱、熵減的反應，正反應一定不能自發(fā)進行，故D項錯誤。4已知電子工業(yè)中清洗硅片上的SiO2(s)的反應為SiO2(s)4HF(g)=SiF4(g)2H2O(l)H(