2022年高考化學一輪復習 化學反應進行的方向教案 教學目標 1.能用焓變和熵變說明化學反應的方向。 知識梳理 科學家根據(jù)體系中存在著使體系總能量趨向于 ，也就是⊿H 0的趨勢，也存在使體系由有序向無序轉化（⊿S 0）的自然現(xiàn)象，提出了焓判據(jù)和熵判據(jù)。 一.焓變與自發(fā)反應的關系 焓變（ΔH）作為判斷反應自發(fā)性的依據(jù)：若ΔH＜0，反應 自發(fā)進行；若ΔH＞0，自發(fā)進行，而 能自發(fā)進行。 思考1：與下表對比，你找出的規(guī)律是否正確？ 化學反應 反應焓變(KJ/mol) ⊿S 4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s) ⊿H=-444.3 0 NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l) ⊿H=＋37.3 0 CaCO3(s)=CaO(S)+CO2(g ⊿H=＋178.2 0 二.熵變與自發(fā)反應的關系 熵指的是 ，用 表示。作為固液氣三態(tài)的熵值比較大小順序為 。 思考2：為何物質的溶解是自發(fā)過程？（請用熵變來解釋）) 思考3：看你找出的規(guī)律是否正確？ 化學反應 ⊿S(J﹒mol—1﹒K—1) 2H2O2（aq）=2H2O(l)+O2(g) 57.16 NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l) 184 CaCO3(s)=CaO(S)+CO2(g) 169.6 C(s, 石墨)+H2O（g）=CO2(g)+H2(g) 133.8 2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) -39.35 結論： 三.自發(fā)反應的判斷依據(jù) 焓變（焓判據(jù)）只能判斷 ，熵變（熵判據(jù)）只能判斷 。 思考4：下表列入了反應的自發(fā)性的一些情況。 反應熱 熵值 所屬反應的自發(fā)性 反應舉例 放熱 放熱 吸熱 吸熱 增大 減小 增大 減小 任何溫度都自發(fā)進行 較低溫時自發(fā)進行 高溫時自發(fā)進行 任何溫度都不能自發(fā)進行 2H2O2（l）=2H2O（l）+O2（g） NH3（g）+HCl（g）=NH4Cl（s） CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g） 結論：二者的復合判據(jù)才是自發(fā)反應的判斷標準。二者對反應方向的影響存在著關系：⊿H—T⊿S<0 正反應自發(fā)進行； ⊿H—T⊿S>0 逆反應自發(fā)進行。 疑難點撥 但是，實踐表明：有些吸熱過程(△H >0)亦能自發(fā)進行。例如，水的蒸發(fā)，NH4Cl溶于水以及Ag2O的分解等都是吸熱過程，但在298K、標準態(tài)下均能自發(fā)進行： NH4Cl(s) = NH4+(aq) + Cl－(aq)；　 △H (298 K)= ＋14.7 kJ·mol-1 Ag2O(s) = 2Ag(s) + 1/2O2(g)；　　△H (298 K)= ＋31.05 kJ·mol-1 CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g)；　　 △H (298 K)= ＋178.32 kJ·mol-1 對于CaCO3的分解反應 在298K、標準態(tài)下反應是非自發(fā)的。但當溫度升高到約1123K時，CaCO3的分解反應就變成自發(fā)過程，而此時反應的焓變仍近似等于178.32kJ·mol-1,(溫度對焓變影響甚小)。由此可見，把焓變作為反應自發(fā)性的普遍判據(jù)是不準確、不全面的。因為除了反應焓變以外，體系混亂度的增加和溫度的改變，也是許多化學和物理過程自發(fā)進行的影響因素。 二、如何利用“△H-T△S”判斷化學反應的自發(fā)性 我們知道反應的自發(fā)性不僅與焓變和熵變有關，而且還與溫度條件有關。 化學反應的方向是焓變和熵變共同影響的結果，判斷依據(jù)為△H-T△S，即依據(jù) △H-T△S的值的大小判斷。△H-T△S又稱自由能，符號△G，△G=△H-T△S，在等溫等壓下，自由能變化(△G)的正負決定著化學反應進行的方向和程度。而△G又與△H、△S及T密切相關。關系如下： 知能訓練 1. (2004年連云港模擬題)2003年10月15日，我國“神舟”五號載人飛船成功發(fā)射。航天飛船是用鋁粉與高氯酸銨的混合物為固體燃料，點燃時鋁粉氧化放熱引發(fā)高氯酸銨反應：2NH4ClO4 ＝N2↑+4H2O+Cl2↑+2O2↑；ΔH＜0。 下列對該反應的敘述不正確的是 A.高氯酸銨的水溶液呈酸性 B.該反應屬于分解反應、氧化還原反應、放熱反應 C.該反應中反應物的總能量小于生成物的總能量 D.反應從能量變化上說，主要是化學能轉變?yōu)闊崮芎蛣幽? 2.下列反應中熵減少的是 A．食鹽晶體溶于水 B．氫氣在氧氣中燃燒生成液態(tài)水 C．碳酸氫銨分解 D．水蒸氣冷凝為水 3.閃電時空氣中的N2和O2會發(fā)生反應：N2（g）+O2（g） 2NO2（g），已知該反應的△H ＝＋180.50 kJ·mol－1△S ＝ 247.7J·mol－1·K－1 ，若不考慮溫度對該反應焓變的影響，則下列說法中正確的是 A．在1000℃時，此反應能自發(fā)進行 B．在1000℃時，此反應不能自發(fā)進行 C．該反應能自發(fā)進行的最低溫度約為730℃ D．該反應能自發(fā)進行的最高溫度約為730K 6．((1)如果反應物所具有的總能量大于生成物所具有的總能量，反應物轉化為生成物時 熱量，△H 0； (2) 反之，如果反應物所具有的總能量 生成物所具有的總能量，反應物轉化為生成物時 熱量，△H 0。 7.汽車尾氣中的主要污染物是一氧化氮以及燃燒不完全所產生的一氧化碳，它們是現(xiàn)代化城市的重要大氣污染物。為了減輕大氣污染，人們提出以下反應來治理汽車尾氣：2NO(g) + 2CO(g) = N2(g) + 2CO2(g) 你能否判斷這一方案是否可行？理論依據(jù)是什么？（已知在298K，100kPa，該反應△H ＝-113.0 kJ·mol－1，△S ＝-145.3 J·mol－1·K－1)