人教版 (2019)选择性必修1化学反应的方向学案设计

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第三节 化学反应的方向
◆知识点一 自发过程与自发反应
1．自发过程
（1）含义：在一定条件下，_____________，就能自发进行的过程。
（2）特征：具有__________，即过程的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程逆方向在该条件下肯定__________。
（3）举例：高山流水，自由落体，冰雪融化，电流总是从电势高的地方向电电势低的地方流动，钢铁生锈。
2．自发反应
（1）含义：在温度和压强一定的条件下__________就能自发进行的反应称为自发反应。
（2）特点：
①体系趋向于从_____状态转变为_____状态(体系_____热量)。
②在密闭条件下，体系有从_____转变为_____的倾向性(无序体系更加稳定)。
（3）举例：钢铁生锈，Zn与CuSO4溶液反应生成Cu。
易错提醒
1.不能认为自发反应都是不需要任何条件就能发生的，自发反应的“一定的条件”，可以是一定的温度和压强，可以是“点燃、光照、加热、高温”等给反应物提供能量的条件，“外界帮助”指通电、放电等，如氢气的燃烧是自发的通过需点燃才能发生；也不能认为非自发反应在任何条件下都是不能发生的，如NaCl在通电条件可分解生成Na和Cl2。
2.不能认为自发反应应用普通，非自发反应没有应用价值。将电能、热能转化为化学能的许多非自发反应是制备物质的重要反应，如电解法去冶炼钠、镁、铝和制取氯气等。
3.反应能否自发进行与反应速率无关。
即学即练
1．下列关于自发过程的叙述中，正确的是( )
A．只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程
B．需要加热才能进行的过程肯定不是自发过程
C．同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发的可能
D．非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程
2．下列反应属于非自发反应的是( )
A．钠与水反应
B．氢气在氧气中燃烧生成水
C．水分解变成氢气和氧气
D．氨气和氯化氢相遇变成氯化铵
◆知识点二 焓变与反应方向
1.放热反应过程中体系能量_____，因此具有_____进行的倾向，科学家提出用_____(能量变化)来判断反应进行的方向，这就是__________(能量判据)。
2.焓变与化学反应进行方向的关系
（1）多数放热反应是自发进行的。例如燃烧反应、中和反应等。
（2）有些吸热反应也可以自发进行，如：
2N2O5(g)⇌4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋109.8 kJ·ml－1。
结论：反应的焓变是与反应进行方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。
◆知识点三 熵变与反应方向
1.混乱度与自发过程
（1）H2与Cl2的扩散实验
实验操作及现象：如图所示，两个广口瓶中分别盛有
H2与Cl2，开始时中间用玻璃片隔开，当抽掉玻璃片后，
可观察到盛放Cl2的瓶内气体颜色逐渐变浅，而盛放H2
的瓶内显现出浅黄绿色，最后两瓶中气体颜色相同。
原因解释：不需要外界的任何作用，气体通过分子的扩散自发地混合均匀，体系的混乱度。
（2）硝酸铵溶于水
溶解前 溶解后
NH4+和NO3-在硝酸铵 NH4+和NO3-在水溶液
晶体中有序排列 中自由移动
（3）结论：上述过程均是自发地从混乱度_____（有序）向混乱度_____（无序）的方向进行。
2.熵
（1）定义：在密闭体系条件下，体系有从有序自发地转变为无序的倾向，这种推动体系变化的因素称为_____。符号为_____。常用单位为J/（ml·K）
（2）实质：熵是衡量体系_____大小的物理量。熵值越大，体系的混乱度越_____。
（3）影响熵大小的因素
A.同一条件下，不同的物质熵值不同；
B.同一物质的熵值与其存在状态有关，如对相同量的同一物质而言：S（g）＞S（l）；
C.与物质的量的关系：同一条件下，物质的量越大，分子数越多，熵值越大。
3.熵变
（1）定义：发生化学反应时物质熵的变化称为熵变，符号为_____
反应熵变（△S）=____________________
易错提醒
焓变和熵变都只取决于体系的始态和终态，与变化的途径无关。
（2）熵变规律：对于有气体参加的反应（气体可以是反应物也可以是生成物）且气态物质的物质的量增大的化学反应，其熵变通常是正值，是熵_____的反应；反之，气态物质的物质的量减小的化学反应，其熵变通常是负值，是熵_____的反应。
4.熵判据
（1）定义
在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，即熵变大于0，这个原理称为_____原理。在用来判断反应过程的方向时称为熵判据。
自发反应与熵变的关系
许多熵增大的反应在常温常压下可以自发进行；少数熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行。说明反应的熵变是与反应进行方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。
即学即练
1.对于化学反应方向的判断，下列说法中正确的是( )
A．温度、压强一定时，放热的熵减小的反应一定能自发进行
B．温度、压强一定时，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向
C．反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素
D．固体的溶解过程与熵变无关
2.已知：(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) ΔH＝＋74.9 kJ·ml－1，下列说法正确的是( )
A．该反应中熵变、焓变皆大于0
B．该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行
C．碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定能自发进行
D．能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是吸热反应
◆知识点四 化学反应进行的方向
1.正确判断反应自发进行的方向对于生产实践具有重要的意义。在工业生产中，对能够发生的化学反应，研究和选择合适的反应条件才有实际意义。判断反应自发进行的方向时应综合考虑焓变和熵变。即使用复合判据：ΔG＝__________
ΔG0时，反应_____自发进行。
2.温度对反应进行方向的影响
当△H＜0，△S＞0时，化学反应在任何温度下都能自发进行；
当△H＞0，△S＜0时，化学反应在任何温度下都不能自发进行；
当△H＞0，△S＞0时，化学反应在高温下能自发进行；
当△H＜0，△S＜0时，化学反应在低温下都能自发进行。
即学即练
1.反应：CH3OH(l)＋NH3(g)===CH3NH2(g)＋H2O(g)在某温度下自发向右进行，若反应的|ΔH|＝17 kJ·ml－1，|ΔH－TΔS|＝17 kJ·ml－1，则下列选项正确的是( )
A．ΔH＞0，ΔH－TΔS