第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向素養(yǎng)要求1.結(jié)合學(xué)過(guò)的化學(xué)反應(yīng)實(shí)例，了解自發(fā)反應(yīng)和非自發(fā)反應(yīng)的含義。2.通過(guò)“有序”和“無(wú)序”的對(duì)比，了解熵和熵變的意義。3.初步了解焓變和熵變對(duì)化學(xué)反應(yīng)方向的影響，能用焓變和熵變解釋化學(xué)反應(yīng)的方向，培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知能力。觀(guān)察發(fā)現(xiàn)自然界中的自發(fā)過(guò)程有方向性，相反方向不能自發(fā)。試分析自發(fā)過(guò)程有什么特點(diǎn)？1自發(fā)過(guò)程與自發(fā)反應(yīng)任務(wù)一

探究自發(fā)過(guò)程與自發(fā)反應(yīng)1.自發(fā)過(guò)程哪些化學(xué)反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行？如何判斷化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向？金屬生銹、食物腐敗(1)含義：在一定條件下，不用借助外力就可以自發(fā)進(jìn)行的過(guò)程。(2)特點(diǎn)：(3)非自發(fā)過(guò)程：在一定條件下，需持續(xù)借助外力才能進(jìn)行的過(guò)程。②在密閉條件下，體系有從有序自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序的傾向(無(wú)序體系更加穩(wěn)定)①體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對(duì)外部做功或釋放熱量)任務(wù)一

探究自發(fā)過(guò)程與自發(fā)反應(yīng)2.自發(fā)反應(yīng)(1)含義：例如通電將水分解為H2和O2。(2)非自發(fā)過(guò)程要想發(fā)生，必須對(duì)它做功。例如H2的燃燒可設(shè)計(jì)成燃料電池。(1)自發(fā)反應(yīng)可被用來(lái)做“有用功”。3.應(yīng)用不能自發(fā)進(jìn)行，必須借助某種外力才能進(jìn)行的反應(yīng)。(2)非自發(fā)反應(yīng)：例如鋼鐵生銹。在給定的條件下，可以自發(fā)進(jìn)行到顯著程度的化學(xué)反應(yīng)。任務(wù)一

探究自發(fā)過(guò)程與自發(fā)反應(yīng)(1)自發(fā)反應(yīng)不需要任何條件就能發(fā)生嗎？(2)非自發(fā)反應(yīng)一定不能發(fā)生嗎？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。非自發(fā)反應(yīng)也能在一定條件下發(fā)生。1.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？

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)的快慢無(wú)關(guān)?！窘涣魉伎肌咳蝿?wù)一

探究自發(fā)過(guò)程與自發(fā)反應(yīng)(2023·運(yùn)城鹽湖五中高二月考)下列過(guò)程屬非自發(fā)的是(

)A.水由高處向低處流

B.室溫下水結(jié)成冰C.氣體從高密度處向低密度處擴(kuò)散

D.煤氣的燃燒B典例剖析任務(wù)一

探究自發(fā)過(guò)程與自發(fā)反應(yīng)觀(guān)察以下能自發(fā)進(jìn)行的熱化學(xué)方程式，體會(huì)并總結(jié)這些自發(fā)反應(yīng)的共同點(diǎn)是什么?CH4(g)+2O2(g)=

CO2(g)+2H2O(g)

ΔH=

－

802.3kJ/mol4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)=4Fe(OH)3(s)ΔH=

－444.3kJ/mol2H2(g)+O2(g)

=

2H2O(l)

ΔH=

－

571.6kJ/mol19世紀(jì)，有人認(rèn)為放熱反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行，而吸熱反應(yīng)則不能自發(fā)進(jìn)行。你同意這種觀(guān)點(diǎn)嗎？請(qǐng)舉例說(shuō)明。均是放熱反應(yīng)，自發(fā)進(jìn)行的【交流思考】任務(wù)一

探究自發(fā)過(guò)程與自發(fā)反應(yīng)觀(guān)察實(shí)驗(yàn)并思考問(wèn)題:1.該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)?2.該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的可能原因是什么?八水合氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體的反應(yīng)一些吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行。所以ΔH

<0有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，但自發(fā)反應(yīng)不一定要ΔH

<0。視頻導(dǎo)學(xué)2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)

=2NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)ΔH<02化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)任務(wù)二

化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)1.焓變與化學(xué)反應(yīng)的方向(1)放熱反應(yīng)過(guò)程中體系能量降低，具有自發(fā)進(jìn)行的傾向，用焓變(能量變化)來(lái)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向——焓判據(jù)(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：2N2O5(g)

=4NO2(g)＋O2(g)

ΔH＝＋109.8kJ·mol－1。(3)結(jié)論：反應(yīng)的焓變是制約化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的因素之一，但不是唯一因素。放熱反應(yīng)反應(yīng)物總能量高生成物總能量低任務(wù)二

化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)

高溫共同特點(diǎn)：體系的混亂度增大推測(cè)：體系的混亂度增大，反應(yīng)就能自發(fā)進(jìn)行研究表明：一些自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)有趨于體系混亂度增大的傾向。無(wú)序氣體氣體【分析討論】【歸納總結(jié)】S(水)：69.9J·mol-1·K-1S(冰)

：47.9J·mol-1·K-1S(水蒸氣)：188.7J·mol-1·K-1任務(wù)二

化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)2.熵變與化學(xué)反應(yīng)的方向(1)概念熵——用來(lái)度量體系混亂程度的物理量。符號(hào)：S

熵變——生成物與反應(yīng)物的熵值之差。符號(hào)ΔS(2)熵值大?、袤w系的熵值：體系的混亂程度越大，體系的熵值就越大。②同一物質(zhì)的熵值：S(g)＞S(l)＞S(s)，同一條件下，不同物

質(zhì)的熵值不同?？藙谛匏梗ǖ聡?guó)）任務(wù)二

化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)(3)熵判據(jù)

體系有自發(fā)地向混亂度增加(即熵增)的方向轉(zhuǎn)變的傾向，

即ΔS>0。常見(jiàn)的熵增過(guò)程和熵增反應(yīng)常見(jiàn)的熵增過(guò)程：固體的溶解，氣體的擴(kuò)散，水的汽化等。常見(jiàn)的熵增反應(yīng)：產(chǎn)生氣體的反應(yīng)，氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)。【方法規(guī)律】那么熵減，ΔS<0的反應(yīng)就一定不能自發(fā)嗎？2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)

4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)=4Fe(OH)3(s)以上反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行ΔS<0ΔS<0有序混亂任務(wù)二

化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)(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(多是氣體分子數(shù)目增多的反應(yīng))如：Zn(s)＋H2SO4(aq)=ZnSO4(aq)＋H2(g)

ΔS>0；2KClO3(s)=2KCl(s)＋3O2(g)

ΔS>0。②有些熵減的反應(yīng)也可以自發(fā)進(jìn)行如：2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)ΔS<0；4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)=4Fe(OH)3(s)

ΔS<0。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。(5)結(jié)論：【歸納提升】任務(wù)二

化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)恒溫、恒壓及非體積功為0條件下，反應(yīng)方向可用焓變和熵變來(lái)綜合判斷。ΔH＜0，ΔS＞0時(shí)，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行；ΔH＞0，ΔS＜0時(shí)，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行；ΔH＜0，ΔS＜0或ΔH＞0，ΔS＞0時(shí)，反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行與溫度有關(guān)。低溫自發(fā)高溫自發(fā)化學(xué)反應(yīng)方向的判斷方法任務(wù)二

化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)(2)反應(yīng)方向與自由能的關(guān)系3.自由能與化學(xué)反應(yīng)的方向(1)自由能ΔG＝ΔH－TΔS

(ΔG單位：kJ·mol－1；T：開(kāi)爾文溫度，單位K)ΔG不僅與焓變和熵變有關(guān)，還與溫度有關(guān)。①當(dāng)ΔG＜0時(shí)，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行；②當(dāng)ΔG＝0時(shí)，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；③當(dāng)ΔG＞0時(shí)，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行?；瘜W(xué)反應(yīng)總是向著自由能減小的方向進(jìn)行，直到體系達(dá)到平衡。任務(wù)二

化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)類(lèi)型ΔHΔSΔH－TΔS反應(yīng)的自發(fā)性1<0>0ΔG<0一定能自發(fā)2>0<0ΔG>0一定不能自發(fā)3<0<0ΔG的正負(fù)決定于溫度低溫能自發(fā)4>0>0高溫能自發(fā)(3)反應(yīng)方向與自由能的關(guān)系【注意事項(xiàng)】任務(wù)二

化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)常見(jiàn)的熵增過(guò)程和熵增反應(yīng)(1)常見(jiàn)的熵增過(guò)程：固體的溶解，氣體的擴(kuò)散，水的汽化等。(2)常見(jiàn)的熵增反應(yīng)：產(chǎn)生氣體的反應(yīng)，氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)。典例剖析(2023·長(zhǎng)沙長(zhǎng)郡中學(xué)高二月考)下列說(shuō)法正確的是(

)D任務(wù)二

化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)課堂小結(jié)

影響因素：化學(xué)反應(yīng)的方向反應(yīng)焓變反應(yīng)熵變共同

影響吸熱放熱熵增熵減焓減小有利于反應(yīng)自發(fā)，熵增大有利于反應(yīng)自發(fā)溫度熵與環(huán)境熵增就是污染熵與生命：

衰老是生命系統(tǒng)的熵的一種長(zhǎng)期的緩慢的增加，也就是說(shuō)隨著生命的衰老，生命系統(tǒng)的混亂度增大，當(dāng)熵值達(dá)極大值時(shí)即死亡，這是一個(gè)不可抗拒的自然規(guī)律。熵與社會(huì)熵增就是社會(huì)混亂生活與熵變當(dāng)

堂

練

習(xí)3任務(wù)三

限時(shí)訓(xùn)練1.(2023·河南中原名校高二聯(lián)考)自發(fā)過(guò)程：在一定的條件下，不需要外力就可以自動(dòng)進(jìn)行的過(guò)程。在常溫常壓下，下列詩(shī)句反映的景象與自發(fā)過(guò)程不一致的一項(xiàng)是(

)A.云開(kāi)霧散旭風(fēng)暖

B.飛流直下三千尺C.雪消門(mén)外千山綠

D.欲渡黃河冰塞川D任務(wù)三

限時(shí)訓(xùn)練2.(2023·邢臺(tái)二中高二月考)下列說(shuō)法正確的是(

)A.放熱反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行，吸熱反應(yīng)都不能自發(fā)進(jìn)行B.電解水為自發(fā)反應(yīng)C.反應(yīng)NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在室溫下可自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的ΔH＞0D.W(s)＋xG(g)===2Q(g)

ΔH＜0，能自發(fā)進(jìn)行，x可能等于1D任務(wù)三

限時(shí)訓(xùn)練3.(2023·煙臺(tái)高二期中考試)下列說(shuō)法中正確的是(

)A.非自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都不能發(fā)生B.熵增加且放熱的反應(yīng)一定是自發(fā)反應(yīng)