1、第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向,【新課導(dǎo)入】 小時(shí)候在玩玩具時(shí),你是否有將所有玩具到處亂丟,使其亂七八糟的行為呢?就像“水往低處流”一樣,化學(xué)反應(yīng)也存在內(nèi)能降低(焓減小),混亂度增大(熵增加)的趨勢(shì)。未涂防銹漆的鋼制器件會(huì)生銹、香水會(huì)擴(kuò)散到空氣中等,這些都是不用借助外力就可以自發(fā)進(jìn)行的過(guò)程;用水泵把水從低水位升至高水位,高溫高壓可以使石墨轉(zhuǎn)化為金剛石等,這些是必須在外界對(duì)體系施加某種作用時(shí)才能實(shí)現(xiàn)的過(guò)程?；瘜W(xué)反應(yīng)為什么有的能夠自發(fā)進(jìn)行,不需要借助外力,而有些反應(yīng)或過(guò)程需要在特定條件下才能進(jìn)行呢?同學(xué)們,讓我們一起走進(jìn)教材第四節(jié):化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向。,【課標(biāo)要求】 1.了解自發(fā)過(guò)程和化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性。

2、 2.了解熵和熵變的概念。 3.初步了解焓變和熵變對(duì)化學(xué)反應(yīng)方向的影響,能用焓變和熵變說(shuō)明化學(xué)反應(yīng)的方向。,探究點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向與焓變、熵變的關(guān)系,一、自發(fā)過(guò)程與自發(fā)反應(yīng) 1.自發(fā)過(guò)程與自發(fā)反應(yīng)的比較,知識(shí)探究 梳理知識(shí)點(diǎn)撥方法,自發(fā),方向,不能自發(fā)進(jìn)行,2.自發(fā)過(guò)程的規(guī)律 (1)自發(fā)過(guò)程的逆方向相同條件下 。 (2)體系趨向于從 狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)?狀態(tài)。 (3)體系趨向于從 體系轉(zhuǎn)變?yōu)?體系。 思考1 “自發(fā)反應(yīng)一定能自動(dòng)進(jìn)行,而非自發(fā)反應(yīng)一定不能發(fā)生”,這句話對(duì)嗎? 提示:不對(duì)。某些自發(fā)反應(yīng)需要在一定條件下才能進(jìn)行,例如甲烷的燃燒,需要點(diǎn)燃才能反應(yīng)。某些非自發(fā)反應(yīng)具備了一定條件也能發(fā)生,例如

3、石灰石分解為CaO和CO2的反應(yīng)為非自發(fā)反應(yīng),但在高溫條件下就可以發(fā)生。,不自發(fā)進(jìn)行,高能,低能,有序,無(wú)序,二、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù) 1.焓判據(jù),放熱,吸熱,放熱反應(yīng),越多,降低,越多,焓變,2.熵和熵判據(jù),混亂,混亂,增大,大于,熵增,熵減,混亂度,增,3.復(fù)合判據(jù) 焓判據(jù)和熵判據(jù)都不是判斷反應(yīng)自發(fā)性的唯一判據(jù)。綜合考慮焓判據(jù)和熵判據(jù)的復(fù)合判據(jù),將更適合于所有的過(guò)程,只根據(jù)一個(gè)方面來(lái)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向是不全面的。 思考2 反應(yīng)2NH4Cl+Ba(OH)28H2O 2NH3+BaCl2+10H2O在常溫下能自發(fā)進(jìn)行,該過(guò)程體系的能量和熵如何變化? 提示:該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),體系的能量升高,其

4、熵增大。,名師點(diǎn)撥,1.焓變與熵變對(duì)反應(yīng)方向的共同影響 (1)化學(xué)反應(yīng)的方向是由H和S共同決定的,利用H-TS的符號(hào)可以判斷恒溫、恒壓條件下的反應(yīng)進(jìn)行方向: H-TS0反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。 (2)當(dāng)焓變和熵變相差不大時(shí),溫度可能對(duì)反應(yīng)方向起決定性的作用,可以 估算反應(yīng)發(fā)生逆轉(zhuǎn)的溫度(轉(zhuǎn)向溫度):T=H/S?；瘜W(xué)反應(yīng)體系焓變減少(H0)都有利于反應(yīng)的進(jìn)行。,2.溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)方向的影響,解析:只要H-TS0,也可能S0,所以A、B錯(cuò);氣體分子總數(shù)增多,分子的混亂程度增大,也就是熵增大,C正確;同一物質(zhì)的固、液、氣三種狀態(tài)的熵值固態(tài)最小、氣態(tài)最大,D錯(cuò)誤。,1.下列說(shuō)法正確的是( ) A.所有自發(fā)進(jìn)

5、行的化學(xué)反應(yīng)都是放熱反應(yīng) B.熵減小的化學(xué)反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行 C.氣體分子總數(shù)增多的反應(yīng)是熵增大的反應(yīng) D.同一物質(zhì)的固、液、氣三種狀態(tài)的熵值相同,C,過(guò)關(guān)演練 鞏固知識(shí)提升能力,2.下列關(guān)于H-TS的說(shuō)法中正確的是( ) A.H-TS可用于判斷所有條件下的反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行 B.H-TS只用于判斷溫度、體積一定的反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行 C.H-TS只用于判斷溫度、壓強(qiáng)一定的反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行 D.H-TS0的反應(yīng),在該條件下一定劇烈反應(yīng),C,解析:H-TS只用于判斷溫度、壓強(qiáng)一定的反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行,A、B錯(cuò)誤,C正確;H-TS0的反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,但是該條件下反應(yīng)不一定劇烈,如鋼鐵在自然界的腐蝕等反應(yīng)比較

6、緩慢,D錯(cuò)誤。,3.已知在100 kPa、298.15 K時(shí)石灰石分解反應(yīng): CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)H=+178.3 kJmol-1 S=+160.4 J(molK)-1,則: (1)該反應(yīng)(填“能”或“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”或“不能”)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 。,解析:(1)G=H-TS=178.3 kJmol-1-298.15 K160.410-3 kJ(molK)-1 130.5 kJmol-10,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)G=H-T

7、S可知,在溫度較高的時(shí)候, G可能小于0。 (3)根據(jù)G=H-TSH/S1 111.6 K。 答案:(1)不能(2)能(3)1 111.6 K,1.(2017甘肅蘭州一中期中)某化學(xué)反應(yīng)的H=-122 kJ/ mol,S =+231 J/( molK),下列說(shuō)法正確的是( ) A.此反應(yīng)在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行 B.此反應(yīng)僅在低溫下自發(fā)進(jìn)行 C.此反應(yīng)僅在高溫下自發(fā)進(jìn)行 D.此反應(yīng)在任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行,解析:H=-122 kJmol-1,S=+231 Jmol-1K-1,則:H-TS=-122 kJmol-1-T 0.231 kJmol-1K-10,所以反應(yīng)一定是自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng),故在任何

8、溫度下都能自發(fā)進(jìn)行。,A,課堂檢測(cè) 即學(xué)即測(cè)查漏補(bǔ)缺,解析:H0,則H-TS0,反應(yīng)在所有溫度下均能自發(fā)進(jìn)行,A正確;大部分化合反應(yīng)是放熱反應(yīng),分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng),B錯(cuò)誤;判斷反應(yīng)是否自發(fā)進(jìn)行的依據(jù)是H-TS0反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,C錯(cuò)誤;自發(fā)反應(yīng)也可能需要一定的條件,D錯(cuò)誤。,2.(2016四川邛崍高埂中學(xué)月考)下列說(shuō)法正確的是( ) A.H0,所有溫度下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行 B.化合反應(yīng)都是放熱反應(yīng),分解反應(yīng)都是吸熱反應(yīng) C.凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的,吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的 D.自發(fā)反應(yīng)一定不需要任何條件就容易發(fā)生,A,3.(2017陜西西安一中期末)25 、101 kPa下,反應(yīng) 2N2O5(g) 4NO

9、2(g)+O2(g) H=+56.7 kJ/ mol能自發(fā)進(jìn)行的合理解釋是( ) A.是吸熱反應(yīng) B.是放熱反應(yīng) C.是熵減小的反應(yīng) D.熵增效應(yīng)大于焓變效應(yīng),解析:2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)H=+56.7 kJ/ mol,是一個(gè)吸熱反應(yīng),H0,反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行,必須滿足G=H-TS0,且熵增效應(yīng)大于焓變效應(yīng)。,D,4.下列反應(yīng)中,一定不能自發(fā)進(jìn)行的是( ),B,解析:A項(xiàng),反應(yīng)為放熱的熵增加反應(yīng),一定能自發(fā)進(jìn)行;B項(xiàng),H0,S0,則該反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行;C、D兩項(xiàng)反應(yīng)能否自發(fā),溫度起決定性作用。,5.某化學(xué)科研小組研究在其他條件不變時(shí),改變某一條件對(duì)反應(yīng)可用aA(g)+b

10、B(g) cC(g)表示化學(xué)平衡的影響,得到如下圖像(圖中p表 示壓強(qiáng),T表示溫度,表示平衡轉(zhuǎn)化率):,分析圖像,回答下列問(wèn)題: (1)在圖像反應(yīng)中,若p1p2,則此正反應(yīng)為(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng),也是一個(gè)氣體分子數(shù)(填“減小”或“增大”)的反應(yīng),由此判斷,此反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行必須滿足的條件是。,解析:(1)反應(yīng)中恒壓下溫度升高,(A)減小,即升高溫度平衡向左移動(dòng),則正反應(yīng)為放熱反應(yīng),Hp2知,恒定溫度時(shí)壓強(qiáng)越大,(A)越大,即增大壓強(qiáng)平衡向右移動(dòng),說(shuō)明此反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)(a+bc),即為熵減反應(yīng),S0。放熱、熵減反應(yīng)只能在低溫下自發(fā)進(jìn)行。 答案:(1)放熱減小低溫,(2)在圖像反應(yīng)中,若T1T2,則該反應(yīng)(填“能”或“不能