2024_2025学年新教材高中化学第2章化学反应的方向限度与速率第1节基次时8化学反应的方向学案鲁科版选择性必修1.doc
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化学反应的方向
学习任务
1.通过对日常生活中自发进行的过程的认知，知道化学反应是有方向的，知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。培育宏观辨识与微观探析的化学核心素养。
2．相识焓判据和熵判据的局限性，会用ΔH－TΔS推断反应正向自发进行的趋势。培育科学探究与创新意识的化学核心素养。
一、反应焓变与反应方向
1．自发过程与自发反应
自发过程
自发反应
含义
在确定条件下，不借助外部力气就能自发进行的过程
在给定的条件下，可以自发进行到显著程度的化学反应
特征
具有方向性，即过程的某个方向在确定条件下自发进行，而该过程逆方向在该条件下确定不能自发进行
举例
高山流水，自由落体，冰雪溶化
钢铁生锈
应用
(1)可被用来完成有用功。如H2燃烧可设计成原电池
(2)非自发过程要想发生，必需对它做功。如通电将水分解为H2和O2
2.反应焓变与反应方向的关系
(1)多数能自发进行的化学反应是ΔH0的反应。
(2)有些ΔH0的反应也能自发进行。
(3)不能仅用反应焓变来推断反应能否自发进行。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)焓变ΔH＞0的反应，确定不能自发进行。 ()
(2)能够自发进行的反应不确定都是放热反应。 ()
提示：(1)×有些吸热反应在确定条件下也能自发进行。
(2)√有些吸热反应也能够自发进行。
二、反应熵变与反应方向
1．熵
(1)概念：描述体系无序程度的一个物理量，符号为S，单位是J·mol－1·K－1。
(2)特点：体系无序程度越大，体系的熵值就越大。
(3)影响因素
①同一物质：S(高温)＞S(低温)，S(g)＞S(l)＞S(s)。
②不同物质：相同条件下不同物质具有不同的熵值，分子结构越困难，熵值越大。
③S(混合物)＞S(纯净物)。
2．反应熵变
3．反应熵变与反应方向
(1)二者关系
(2)结论：不能仅用反应熵变来推断反应能否自发进行。
微点拨：熵变正负的推断
(1)物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过程，熵变为正值，是熵增加的过程。
(2)气体体积增大的反应，熵变通常都是正值，是熵增加的反应。
(3)气体体积减小的反应，熵变通常都是负值，是熵减小的反应。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)O2转化变为O3时，熵增加。 ()
(2)同种物质气态时熵值最大。 ()
[提示](1)×O2转化变为O3的化学方程式为3O2===2O3，气体的体积减小，故体系的熵削减。
(2)√同种物质的三态的熵大小依次为气态＞液态＞固态。
化肥碳铵(NH4HCO3)可以促进植物茎叶茂密、叶色浓绿。碳铵(NH4HCO3)在室温下就能自发地分解产生氨气，从熵变的角度分析缘由。
提示：碳铵(NH4HCO3)分解的化学方程式为NH4HCO3===NH3↑＋CO2↑＋H2O，这是一个气体体积增大的化学反应，因此是一个熵增过程，而熵增有利于反应的自发进行。
三、用焓变与熵变综合推断反应方向
1．综合推断
在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，化学反应的方向可以用反应的焓变和熵变来综合推断，判据为ΔH－TΔS。
(1)推断方法
(2)文字表述
在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，自发反应总是向着ΔH－TΔS＜0的方向进行，直至达到平衡状态。
2．用ΔG＝ΔH－TΔS推断反应自发进行的可能性
化学反应
ΔH/
(kJ·mol－1)
ΔS/(J·mol－1·K－1)
ΔG的大小
(与0比较)
能否正向
自发进行
2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)
－78.03
＋494.4
ΔG确定小于0
任何温度下都能正向自发进行
CO(g)===C(s，石墨)＋eq\f(1,2)O2(g)
＋110.5
－89.4
ΔG确定大于0
任何温度下都不能正向自发进行
4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)
－444.3
－280.1
低温时ΔG＜0
低温下能正向自发进行
CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)
＋178.2
＋169.6
高温时ΔG＜0
高温下能正向自发进行
注：假设反应的焓变、熵变不随温度的变更而变更。
3．ΔH－TΔS判据的局限性
(1)只能用于推断等温、等压条件下的反应，不能用于推断其他条件(如等温、等容)下的反应。
(2)只能用于推断等温、等压及除了体积功以外不做其他功条件下反应正向自发进行的趋势，并不能说明在该条件下可能正向自发进行的反应能否实际发生。
微点拨：在ΔH和ΔS确定的状况下，温度有可能对反应的方向起确定作用。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)自发反应确定很简洁发生。 ()
(2)合成氨反应N2＋3H22NH3ΔH＜0，高温有利于其自