高中化学 2.4 化学反应进行的方向学案 新人教版选修4

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1、2.4化学反应进行的方向学案（人教版选修4）[学习目标]　1.了解自发过程和化学反应的自发性。2.通过“有序”和“无序”的对比，了解熵和熵变的概念。3.初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响，能用焓变和熵变说明化学反应的方向。[重点·难点]　理解焓变与熵变对反应方向的影响，根据定量关系式ΔG＝ΔH－TΔS及给定数据判断反应方向。1．自发过程和自发反应有关化学反应进行的______、________和________是化学反应原理的三个重要组成部分。科学家根据体系存在着力图使自身能量趋于“________”和由“

2、________”变为“________”的自然现象，提出了互相关联的____判据和____判据，为最终解决上述问题提供了必要的依据。(1)自发过程①含义：在一定条件下，________________________就可以自动进行的过程。②特点：a.体系趋向于从____________状态转变为________状态(体系对外部________或者________能量)。b．在密闭条件下，体系有从__________自发转变为________的倾向，即________原理。(2)自发反应在给定的一组条件下，可以

3、________地进行到显著程度的化学反应。(3)下列过程属自发过程的是(　　)A．水自高处流向低处B．水分解成H2和O2C．CH4和O2混合后遇火燃烧D．CO气体分解为C和O22．化学反应进行方向的判据(1)焓判据放热反应过程中体系能量________，具有自发进行的倾向，因此可用________来判断反应进行的方向。(2)熵判据①熵：在密闭条件下，体系有从________自发地转变为______的倾向。因为与有序体系相比，________体系“更加稳定”，可以采取更多的存在方式。科学家用____(符号为__

4、__)来量度这种混乱(或无序)的程度。②熵增原理在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵________，即熵变(符号ΔS)________零。③熵值大小的比较同一种物质不同状态时熵值大小为S(g)______S(l)____S(s)。④熵判据体系有自发地向混乱度________(即________)的方向转变的倾向，因此可用________来判断反应进行的方向。(3)复合判据过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否____________和过程________________，若允许外界对体系

5、施加某种作用，就可能出现相反的结果。综合考虑__________和__________的复合判据，将更适合于所有的过程，只根据一个方面来判断反应进行的方向是不全面的。3．下列说法中不正确的是(　　)A．体系有序性越高，熵值就越低B．自发过程将导致体系的熵增大C．吸热反应不可以自发进行D．同种物质气态时熵值最大4．自发反应一定能发生反应，而非自发反应一定不能发生反应吗？　　　　　一、决定和影响化学反应进行方向的因素1.化学反应的方向与焓变的关系(1)多数能自发进行的化学反应是放热反应例如：在常温、常压下，氢氧化亚

6、铁被氧化为氢氧化铁的反应是自发的，反应放热：4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)　ΔH(298K)＝－444.3kJ·mol－1(2)有些吸热反应也能自发进行例如：NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)　ΔH(298K)＝＋37.30kJ·mol－1(3)有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行例如：在室温下和较高温度下均为吸热过程的CaCO3的分解反应。CaCO3(s)===C

7、aO(s)＋CO2(g)ΔH(298K)＝＋178.2kJ·mol－1ΔH(1200K)＝＋176.5kJ·mol－12．化学反应的方向与熵变的关系反应的熵变ΔS为生成物总熵与反应物总熵之差。对于确定的化学反应，在一定条件下具有确定的熵变。(1)许多熵增加的反应在常温、常压下可以自发进行。产生气体的反应，气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值，为熵增加反应。例如：2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)；(2)有些熵增加的反应在常温、常压下不能自发进行，但在较高温度下可以自发进行。例如：CaC

8、O3(s)===CaO(s)＋CO2(g)；C(s，石墨)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)；(3)铝热反应是熵减小的反应，它在一定条件下也可以自发进行。2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)；任何反应体系都有趋向于从高能状态转变为低能状态和从有序自发地转变为无序的倾向。因此影响和决定化学反应进行方向的因素是焓变和熵变。典例1　下列说法正确的是(