第2章化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向1.通過對日常生活中自發(fā)進行的過程的認知，知道化學(xué)反應(yīng)是有方向的，知道化學(xué)反應(yīng)的方向與反應(yīng)的焓變和熵變有關(guān)。2．認識焓判據(jù)和熵判據(jù)的局限性，會用ΔH－TΔS判斷反應(yīng)正向自發(fā)進行的趨勢。學(xué)習目標知識體系冰雪融化高山流水自發(fā)過程和非自發(fā)過程自發(fā)過程：(1)自然界中水總是從高處往低處流；(2)電流總是從電位高的地方向電位低的地方流動；(3)室溫下冰塊自動融化；(4)墨水擴散；(5)食鹽溶解于水。自發(fā)反應(yīng)：鎂條燃燒：Mg(s)+O2(g)=MgO(s)酸堿中和：H++OH-=H2O鐵器暴露在潮濕空氣中會生銹：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)甲烷和氧氣的混合氣體遇明火就燃燒：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)自發(fā)過程

在溫度和壓強一定條件下，不借助光、電等外部力量就能自動進行的過程。自發(fā)反應(yīng)：

在一定溫度和壓強下，不借助光、電等外部力量即能進行，或具有發(fā)生的可能性的反應(yīng)稱為自發(fā)反應(yīng)。自發(fā)反應(yīng)是從屬于自發(fā)過程的，是屬于自發(fā)過程的一部分。演示實驗：墨水的擴散、高錳酸鉀的溶解那么我們該如何判斷一個過程，一個反應(yīng)能否自發(fā)進行呢？一個過程或者一個反應(yīng)要自發(fā)的進行是否要符合什么條件呢？自發(fā)過程：(1)自然界中水總是從高處往低處流；(2)電流總是從電位高的地方向電位低的地方流動；(3)室溫下冰塊自動融化；(4)墨水擴散；(5)食鹽溶解于水。共同點：高能向低能轉(zhuǎn)化觀察下列自發(fā)進行的化學(xué)反應(yīng)，找出它們的共同之處(1)鈉與水反應(yīng)：2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)△H=－368kJ?mol-1(2)鐵生銹：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)△H=－824kJ?mol-1(3)氫氣和氧氣反應(yīng)：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=－571.6kJ?mol-1共同點：△H<0，放熱反應(yīng)，高能向低能轉(zhuǎn)化19世紀,化學(xué)家們曾認為決定化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進行的因素是反應(yīng)熱：放熱反應(yīng)可以自發(fā)進行,而吸熱反應(yīng)則不能自發(fā)進行。你同意這種觀點嗎？請舉例說明。1.多數(shù)能自發(fā)進行的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)2.有不少吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進行

CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)

△H=+178.2kJ·mol-1

4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)△H=-444.3kJ·mol-1NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CH3COONH4(aq)+CO2(g)+H2O(l)

△H=+37.30kJ·mol-13.還有一些吸熱反應(yīng)在室溫條件下不能自發(fā)進行，但在較高溫度下則能自發(fā)進行一、反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向

反應(yīng)焓變判斷是反應(yīng)能否自發(fā)進行的一個因素，但不是唯一因素。不能僅用反應(yīng)焓變來判斷反應(yīng)能否自發(fā)進行。幾個常見的現(xiàn)象

固體硝酸銨、氫氧化鈉、氯化鈉和蔗糖都能溶于水，是什么因素決定它們的溶解過程能自發(fā)進行？二、反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向1、描述體系無序程度的物理量——熵（S）熵值越大，體系無序程度越大。

許多上增加的反應(yīng)在常溫常壓下都是自發(fā)進行的；有些熵減小的反應(yīng)在一定條件下也能自發(fā)進行；不能僅用熵變來判斷反應(yīng)能否自發(fā)進行。(3)①氣體體積增大的反應(yīng)，△S>0,熵增加反應(yīng)

②氣體體積減小的反應(yīng)，△S<0,熵減小反應(yīng)2、反應(yīng)熵變(△S)：反應(yīng)產(chǎn)物的總熵與反應(yīng)物總熵之差

(1)符號：△S；單位：J?mol-1?K-1(2)對于確定的化學(xué)反應(yīng)在一定條件下有確定的熵變

3、事實證明，熵增加（△S＞0）有利于反應(yīng)的自發(fā)進行純物質(zhì)熵值的大小與物質(zhì)的種類、數(shù)量、聚集狀態(tài)以及溫度、壓強等因素有關(guān)。同一物質(zhì)的不同存在狀態(tài)：S(g)>S(l)>S(s)。1.下列過程屬于熵增加的是（）A.固體的溶解過程B.氣體擴散過程C.水蒸氣變?yōu)橐簯B(tài)水D.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)AB2.下列說法中，正確的是（）A.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B.自發(fā)反應(yīng)在恰當條件下才能實現(xiàn)C.自發(fā)反應(yīng)在任何條件下均能實現(xiàn)D.同一物質(zhì)的固、液、氣三種狀態(tài)的熵值相同B3.適用判據(jù)應(yīng)注意的問題：三、用焓變和熵變綜合判斷反應(yīng)方向△G＝△H-T△S1.研究表明等溫等壓及除了體積功外不做其他功的條件下，自發(fā)反應(yīng)總是向△H-T△S＜0的方向進行，直至達到平衡狀態(tài)。2.判據(jù)與反應(yīng)的自發(fā)性：<0反應(yīng)自發(fā)進行

=0反應(yīng)達平衡狀態(tài)>0反應(yīng)不能自發(fā)進行（3）反應(yīng)具有自發(fā)性，只能說明這個反應(yīng)有進行的趨勢，但這個反應(yīng)到底能不能反應(yīng)，那還要看反應(yīng)進行的限度和反應(yīng)進行的速率。（1）判斷反應(yīng)的自發(fā)性要同時考慮△H、△S、和溫度，利用△H-T△S進行判斷；（2）給定條件不能自發(fā)地反應(yīng)，通過改變條件使反應(yīng)能夠正向自發(fā)進行；2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)△H=-78.3kJ?mol-1△S=+494.4J?mol-1?K-1

CO(g)=C(s,石墨)+1/2O2(g)△H=+110.5kJ?mol-1△S=-89.4J?mol-1?K-1

4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)△H=-444.3kJ?mol-1△S=-280.1J?mol-1?K-1NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)△H=+37.30kJ?mol-1△S=+184.0J?mol-1?K-1

放熱反應(yīng)的焓變小于零，熵增加反應(yīng)的熵變大于零，都對△H-T△S＜0有所貢獻，因此放熱反應(yīng)和熵增加有利于反應(yīng)自發(fā)進行?！鱄＜0、△S＞0一定能自發(fā)反應(yīng)△H＞0、△S＜0一定不能自發(fā)反應(yīng)△H＜0、△S＜0低溫下能自發(fā)反應(yīng)△H＞0、△S＞0高溫下能自發(fā)反應(yīng)3.下列說法完全正確的是()A.放熱反應(yīng)均是自發(fā)反應(yīng)

B.ΔS為正值的反應(yīng)均是自發(fā)反應(yīng)

C.物質(zhì)的量增加的反應(yīng)，ΔS為正值

D.如果ΔH和ΔS均為正值，當溫度升高時，反應(yīng)可能自發(fā)進行D4.下列反應(yīng)中，ΔS最大的是()A.CaCO3(s)＝CaO(s)+CO2(g)B.2SO2(g)+O2(g)＝2SO3(g)C.N2(g)+3H2(g)＝2NH3(g)D.CuSO4(s)+5H2O(l)＝CuSO4?5H2O(s)A5.節(jié)能減排是指節(jié)約物質(zhì)資源和能量資源，減少廢棄物和環(huán)境有害物(包括三廢和噪聲等)排放。(1)實現(xiàn)“節(jié)能減排”和“低碳經(jīng)濟”的一項重要課題就是如何將CO2轉(zhuǎn)化為可利用的資源。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，如圖表示該反應(yīng)過程中能量(單位為kJ·mol-1)的變化，關(guān)于該反應(yīng)的下列說法中，正確的是_____(填字母)。A.ΔH＞0，ΔS＞0B.ΔH＞0，ΔS＜0C.ΔH＜0，ΔS＜0D.ΔH＜0，ΔS＞0C(2)將煤加工成水煤氣可降低污染并能提高燃料的利用率。將水蒸氣通過紅熱的炭即產(chǎn)生水煤氣，化學(xué)方程式為C(s)+H2O(g)==H2(g)+CO(g)ΔH=+131.3kJ·mol－1，ΔS=+133.7J·mol-1·K-1該反應(yīng)在常溫下能否自發(fā)進行？_______(填“能”或“不能”)。根據(jù)ΔH－TΔS=+131.3kJ·mol-1-298K×0.1337kJ·mol-1·K-1≈91.46kJ·mol-1>0,不能所以常溫下不能自發(fā)進行。6、（課本第50頁）本節(jié)課開始提出用于凈化汽車尾氣的反應(yīng)：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)，該反應(yīng)在298K、101KP下，△H=—746.8KJ·mol-1，△S=—197.5J?mol-1?K-1，⑴試計