人教版高中化學(xué)選修4-化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向

人教版高中化學(xué)選修4——化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向?qū)W習(xí)目標(biāo)1、理解能量判據(jù)(焓判據(jù))、熵的概念2、利用能量判據(jù)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向3、利用熵判據(jù)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向【自主學(xué)習(xí)】閱讀教材P34的有關(guān)內(nèi)容，思考下列問(wèn)題：（參考<優(yōu)化設(shè)計(jì)>P36的自主梳理）1、什么是自發(fā)過(guò)程?自發(fā)過(guò)程的共同特點(diǎn)是什么？2、什么樣的反應(yīng)是自發(fā)反應(yīng)？自發(fā)反應(yīng)一般是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？自發(fā)過(guò)程：在一定條件下，不需要持續(xù)外力作用就能自動(dòng)進(jìn)行的過(guò)程。非自發(fā)過(guò)程：在一定條件下，需持續(xù)借助人為作用才能進(jìn)行的過(guò)程。一、自發(fā)過(guò)程和自發(fā)反應(yīng)1、自發(fā)過(guò)程和非自發(fā)過(guò)程舉例說(shuō)明：2、自發(fā)反應(yīng)自發(fā)過(guò)程的特點(diǎn)：體系趨向從高能狀態(tài)向低能狀態(tài)轉(zhuǎn)變，即由不穩(wěn)定向穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)。在給定的條件下（一定溫度和壓強(qiáng)），無(wú)需外界幫助，一經(jīng)引發(fā)即能自動(dòng)進(jìn)行的過(guò)程或反應(yīng)，稱為自發(fā)反應(yīng)。舉例說(shuō)明：化學(xué)反應(yīng)中的自發(fā)反應(yīng)(1)鈉與水反應(yīng)：2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH+H2(g)△H=－368kJ/mol(2)鐵生銹：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)

△H=-824kJ/mol(3)氫氣和氧氣反應(yīng)：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=－571.6kJ/mol共同點(diǎn)——放熱反應(yīng)△H＜0二、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)能量判據(jù)：自發(fā)過(guò)程的體系取向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟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)規(guī)律就是能量判據(jù)。能量判據(jù)又稱焓判據(jù)，即△H＜0的反應(yīng)有自發(fā)進(jìn)行的傾向。1、能量判據(jù)（或焓判據(jù)）練習(xí)1已知金剛石和石墨在氧氣中完全燃燒的熱化學(xué)方程式為：①C(金剛石、s)+O2(g)＝CO2(g)△H1＝－395.41kJ/mol②C(石墨、s)+O2(g)＝CO2(g)△H2＝－393.51kJ/mol關(guān)于金剛石與石墨的轉(zhuǎn)化，下列說(shuō)法正確的是A.金剛石轉(zhuǎn)化成石墨是自發(fā)進(jìn)行的過(guò)程B.石墨轉(zhuǎn)化成金剛石是自發(fā)進(jìn)行的過(guò)程

C.石墨比金剛石能量低D.金剛石比石墨能量低AC焓判據(jù)只是判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)之一?！鞠胍幌搿渴欠袼械奈鼰岱磻?yīng)都不能自發(fā)進(jìn)行？不是，如：常溫下冰的熔化、食鹽的溶解等。2、熵判據(jù)【自主學(xué)習(xí)】閱讀教材P35的有關(guān)內(nèi)容，思考下列問(wèn)題：（參考<優(yōu)化設(shè)計(jì)>P36自主梳理）（1）什么是熵？（2）熵變與自發(fā)反應(yīng)的關(guān)系是什么？有序無(wú)序1、有序排列的火柴散落時(shí)成無(wú)序排列2、有規(guī)律的一副撲克牌經(jīng)多次洗牌后，變得無(wú)規(guī)律。體系（1）熵的定義：熱力學(xué)上用來(lái)表示混亂度的狀態(tài)函數(shù)，符號(hào)為S，單位：J.(mol.k)-1熵值就越大，體系的無(wú)序性越高，即混亂度越高。2、熵判據(jù)氣態(tài)>液態(tài)>固態(tài)（2）同一物質(zhì)不同狀態(tài)時(shí)，熵值大小比較：舉例：固體的溶解過(guò)程、墨水?dāng)U散過(guò)程和氣體擴(kuò)散過(guò)程。（4）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,故可以用熵變來(lái)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。（3）熵增原理增加熵增加在與外界隔絕的體系中，自發(fā)過(guò)程將導(dǎo)致體系的熵______,即熵變（符號(hào)

Ｓ）__0增大>N2O5分解：2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)

△H=+56.7kJ/mol碳酸銨的分解：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9kJ/mol用熵增原理解釋下列吸熱反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的原因：自發(fā)反應(yīng)中生成氣體物質(zhì)的量增多的方向即熵增的方向。有些熵減的反應(yīng)也能發(fā)生，-10℃的液態(tài)水會(huì)自動(dòng)結(jié)冰。故熵判據(jù)只是判斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)之一。3、復(fù)合判據(jù)（教材P36“科學(xué)視野”）

G=

H-T

S（Ｔ為熱力學(xué)溫度，均為正值，Ｔ=273+t,t為攝氏溫度。）（吉布斯自由能的變化）信息：體系自由能變化（

G

）綜合考慮了焓變和熵變對(duì)反應(yīng)體系的影響：

G=

H-T

S（Ｔ為熱力學(xué)溫度，均為正值）。在恒溫、恒壓下，用

G判斷化學(xué)反應(yīng)在該狀況時(shí)自發(fā)進(jìn)行的方向顯得更為科學(xué)（當(dāng)

G<0時(shí)可自發(fā)進(jìn)行）。＜０自發(fā)進(jìn)行＞０不自發(fā)進(jìn)行低溫時(shí)＞０,高溫時(shí)＜０低溫時(shí)＜０,高溫時(shí)＞０低溫不自發(fā),高溫自發(fā)低溫自發(fā),高溫不自發(fā)

H

Ｓ

Ｇ【小結(jié)】2、物質(zhì)的混亂度趨于增加1、物質(zhì)具有的能量趨于降低

H(焓變)

S(熵變)>0焓(H)判據(jù)熵(S)判據(jù)放熱反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行不自發(fā)進(jìn)行不能定性判斷不能定性判斷

H<0

H<0

H>0

H>0

S>0

S>0

S<0

S<0熵增原理<0下列反應(yīng)中，在高溫下不能自發(fā)進(jìn)行的是D.CO(g)＝C(s)＋1/2O2B.2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)A.(NH4)2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)C.MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(s)D熵減熵增熵增熵增碳銨[(NH4)2CO3]在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨氣，對(duì)其說(shuō)法中正確的是A、碳銨分解是因?yàn)樯闪艘讚]發(fā)的氣體，使體系的熵增大。B、碳銨分解是因?yàn)橥饨缃o予了能量C、碳銨分解是吸熱反應(yīng)，根據(jù)能量判據(jù)不能自發(fā)分解D、碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解。A1、科學(xué)家根據(jù)體系存在著力圖使________________和_______________的自然現(xiàn)象，提出了相互關(guān)聯(lián)的________和_________，為最終解決上述問(wèn)題提供了必要的理論根據(jù)。試分別舉一例_________________，___________。自身能量趨于“最低”“有序”變?yōu)椤盁o(wú)序”能量判據(jù)熵判據(jù)鐵在潮濕空氣中生銹硝酸銨溶于水2、以下自發(fā)反應(yīng)可用能量判據(jù)來(lái)解釋的是()A、硝酸銨自發(fā)地溶于水B、2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)；

△H=+56.7kJ/molC(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g);

△H=+74.9kJ/molD、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=-571.6kJ/molD3：下列說(shuō)法正確的是(

)A、凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，由于吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)性的。B、自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大，非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減小或不變C、自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)條件下才能實(shí)現(xiàn)。D、自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實(shí)現(xiàn)。C4、自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定是∶（）A、吸熱反應(yīng)；B、放熱反應(yīng)；C、熵增加反應(yīng)；D、熵增加或者放熱反應(yīng)。DCompanyLogo5、某化學(xué)反應(yīng)其△H==—122kJ·mol-1，?S==231J·mol-1·K-1，則此反應(yīng)在下列哪種情況下可自發(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A2KClO3(s)==2KCl(s)+3O2(g)△H=-78.03kJ·mol-1△S=49