高中化学 2.4化学反应进行的方向学案新人教版选修4.doc

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1、第二章化学反应速率与化学平衡第四节化学反应进行的方向学习目标1、理解能量判据、熵的概念；2、理解化学反应方向判断的焓判据及熵判据；ziyuanku.com3、能用焓变和熵变说明化学反应的方向新知要点一、自发过程和自发反应1.自发过程：在一定条件下不需要外力作用就能自动进行的过程。特点：自发过程都有一定的方向性，并且反应后不能自动恢复到原状。2.自发反应：在给定的一组条件下，一个反应可以自发地进行到显著程度，就称为自发反应。说明：⑴①自然界中水总是从高处往低处流②电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动③室温下冰块自动融化④铁

2、器暴露在潮湿空气中会生锈⑤甲烷与氧气混合遇火就燃烧⑥锌与CuSO4溶液会自动反应生成Cu和ZnSO4等都是自发过程，其逆向都是非自发过程。其中④⑤⑥都是自发反应，其逆向都是非自发反应。⑵自发过程和自发反应可被利用来完成有用功。如向下流动的水可推动机器;甲烷燃烧可在内燃机中被利用来做功，还可设计为燃料电池。⑶非自发过程要想发生，则必须对它做功，如利用水泵可将水从低处流向高处，通电可将水分解性成氢气和氧气。二、化学反应进行方向的判据1.能量判据（焓判据）对于有能量变化的自发过程共同特点：体系的能量趋向于从状态转变为状态（这时体系

3、会对外部做功或者释放热量）。因为能量越低越稳定。如、经验表明，放热的化学反应容易自发进行，这就是所谓的能量判据（但是较片面，不科学）[逆向思维]那么吸热反应就一定不自发进行吗？。请举两例：，显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的。多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有不少吸热反应能自发进行。如：N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）△H=＋56.7KJ/mol；NH4HCO3（s）+CH3COOH（aq）=CO2（g）+CH3COONH4（aq）+H2O（l）△H=＋37.3KJ/mol；结论：综上所述，反应焓变

4、是与反应自发进行有关的一个因素，但不是唯一的因素。2.熵判据对于与能量状态的高低无关的自发过程还存在着另一种能够推动体系变化的因素：固体硝酸铵溶于水要吸热，室温下冰块的溶解要吸热，两种或两种以上互不反应的气体通入一密闭容器中，最终会混合均匀，这些过程都是自发的，与焓变有关吗？是什么因素决定它们的溶解过程能自发进行？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，无序体系“更加稳定”，可以采取更多的存在方式。熵：衡量一个体系混乱程度的物理量。（符号，单位J·mol-1·K-1）在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体

5、系的熵，即熵变：符号特别提醒：（1）同一物质，在气态时熵值最大、液态时次之、固态时最小。（2）固体的溶解过程、墨水的扩散过程和气体的扩散过程都是体系混乱度增大的过程，即熵增加的过程△S>0表示体系的混乱度增大，△S<0表示体系的混乱度减小。但是，有些熵减的过程也能自发进行，例如-10℃的液态水就会自动结冰成为固态，因此只根据熵变来判断反应进行的方向也不全面。3.自由能判据体系自由能变化(符号为△G，单位为KJ/mol)综合考虑了焓变和熵变对体系的影响，在温度、压强一定的条件下，化学反应方向的判据为△G=△H-T△S．△G<0

6、反应自发进行，△G>0反应不能自发进行，△G=0反应达到平衡状态注意：反应的自发性也受外界条件的影响。如常温下石灰石分解生成生石灰和二氧化碳是非自发的，但在1273K时，这个反应就是自发的。课堂检测1.下列说法中，正确的是()A．化学反应总是伴随着能量变化的B．能够自发进行的反应不一定都是放热反应C．只有放热反应才能够自发进D．能够自发进行的反应就一定能够发生并完成2.下列物质中，熵值(S)最大的是()A．金刚石B．Cl2(1)C．I2(g)D．Cu(s)3.在25℃、1．01×105Pa条件下，反应2N2O5(g)==4N

7、O2(g)+O2(g)∆H==+56．7kJ·mol-1能够自发进行。从能量上分析，生成物的总能量比反应物的总能量，从反应前后的熵值看，反应后的熵值(填“增加”、“减小”或“不变”)。4.已知：298K、1．01×105Pa下：石墨：H===0．0kJ·mol-1、S==5．74J·mol-1·K-1；金刚石：H==1．88kJ·mol-1、S==2．39J·mol-1·K-1。下列叙述中，正确的是()A．根据焓和熵的观点，石墨比金刚石稳定B．根据焓和熵的观点，金刚石比石墨稳定C．根据熵的观点，石墨比金刚石稳定，但根据焓的观

8、点，金刚石比石墨稳D．根据焓的观点，石墨比金刚石稳定，但根据熵的观点，金刚石比石墨稳定