第1課時(shí)化學(xué)反應(yīng)的方向?qū)W習(xí)目標(biāo)：1.了解自發(fā)反應(yīng)和非自發(fā)反應(yīng)的含義。2.通過“有序”和“無(wú)序”的對(duì)比，了解熵和熵變的意義。3.初步了解焓變和熵變對(duì)化學(xué)反應(yīng)方向的影響，能用焓變和熵變解釋化學(xué)反應(yīng)的方向。自 主 預(yù) 習(xí)探 新 知一、化學(xué)反應(yīng)的方向1化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)具有方向性。許多化學(xué)反應(yīng)的正反應(yīng)能自動(dòng)進(jìn)行，而其逆反應(yīng)無(wú)法自動(dòng)進(jìn)行。2自發(fā)反應(yīng)在一定溫度和壓強(qiáng)下，無(wú)需外界幫助就能自動(dòng)進(jìn)行的反應(yīng)。微點(diǎn)撥：(1)非自發(fā)反應(yīng)在一定條件下也能夠進(jìn)行。(2)自發(fā)反應(yīng)只說明了反應(yīng)的方向性，不能說明反應(yīng)實(shí)際是否發(fā)生，也不能說明反應(yīng)的快慢。二、判斷化學(xué)反應(yīng)方向的依據(jù)1自發(fā)過程的特點(diǎn)(1)能量角度：體系有由能量較高狀態(tài)轉(zhuǎn)化為能量較低狀態(tài)的傾向。(2)混亂度角度：大多數(shù)自發(fā)反應(yīng)有趨向于體系混亂度增大的傾向。2化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性與反應(yīng)焓變的關(guān)系(1)放熱反應(yīng)：絕大多數(shù)都能自發(fā)進(jìn)行，且反應(yīng)放出的熱量越多，體系能量降低得也越多，反應(yīng)越完全。(2)吸熱反應(yīng)：有些也能自發(fā)進(jìn)行。(3)結(jié)論：反應(yīng)的焓變是制約化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的因素之一，但不是唯一因素。3化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性與熵變的關(guān)系(1)熵熵是衡量一個(gè)體系混亂度的物理量，即表示體系的不規(guī)則或無(wú)序狀態(tài)程度的物理量?；靵y度越大，體系越無(wú)序，體系的熵就越大。熵的符號(hào)為S。(2)物質(zhì)熵大小的判斷物質(zhì)的存在狀態(tài)：對(duì)于同一物質(zhì)，等物質(zhì)的量的該物質(zhì)其熵值大小與物質(zhì)的存在狀態(tài)有關(guān)，氣態(tài)時(shí)熵值最大，固態(tài)時(shí)熵值最小，而液態(tài)時(shí)介于二者之間，物質(zhì)的狀態(tài)與熵大小的關(guān)系：S(g)>S(l)>S(s)。(3)熵變與反應(yīng)方向含義：大多數(shù)自發(fā)反應(yīng)有趨向于體系混亂度增大的傾向，導(dǎo)致體系的熵增大。規(guī)律：大多數(shù)熵增加的反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行。局限性：少數(shù)熵減少的反應(yīng)在一定條件下也可以自發(fā)進(jìn)行，如10 的液態(tài)水自動(dòng)結(jié)冰、NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)。結(jié)論：熵變是影響反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的因素之一，但不是唯一因素。4焓變與熵變對(duì)化學(xué)反應(yīng)的共同影響體系能量降低和混亂度增大都有促使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的傾向。判斷反應(yīng)的自發(fā)性必須綜合考慮反應(yīng)的焓變和熵變。在恒溫、恒壓時(shí)，(1)H<0，S>0，則反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行；(2)H>0，S<0，則反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行；(3)H<0，S<0或H>0，S>0，反應(yīng)可能自發(fā)進(jìn)行，也可能不自發(fā)進(jìn)行，與反應(yīng)的溫度有關(guān)。基礎(chǔ)自測(cè)1判斷正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”)。(1)凡是焓變小于零的反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行。()(2)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行需綜合考慮焓變和熵變對(duì)反應(yīng)的影響。()(3)CaCO3(s)CaO(s)CO2(g)是一個(gè)熵減小的過程。()(4)一定條件下能正向自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，其逆向必定不能自發(fā)進(jìn)行。()【答案】(1)(2)(3)(4)2下列過程是非自發(fā)的是()A水由高處向低處流B煤炭的燃燒C鐵在潮濕空氣中生銹D室溫下水結(jié)成冰D自然界中水由高處向低處流、煤炭的燃燒、鐵在潮濕空氣中生銹、室溫下冰的融化，都是自發(fā)過程，其逆向都是非自發(fā)的。3下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的敘述正確的是()AH>0的化學(xué)反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行B反應(yīng)2NO2(g)N2O4(l)的熵(體系混亂度)增大(即S>0)C非自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都不能發(fā)生D熵增加且放熱的反應(yīng)一定是自發(fā)反應(yīng)DA選項(xiàng)反應(yīng)是否自發(fā)進(jìn)行由GHTS決定，H>0的吸熱反應(yīng)有的也能自發(fā)進(jìn)行，如碳酸氫銨的分解反應(yīng)；B選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)為熵減少的反應(yīng)；C選項(xiàng)非自發(fā)反應(yīng)在改變溫度的條件下使G<0，則反應(yīng)就能自發(fā)進(jìn)行。合 作 探 究攻 重 難判斷反應(yīng)方向的復(fù)合判據(jù)體系的自由能變化(符號(hào)G，單位kJmol1)綜合考慮了焓變和熵變對(duì)體系的影響，可用于判斷化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向，表達(dá)式為GHTS。在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，自發(fā)反應(yīng)總是向G<0的方向進(jìn)行。(1)HTS<0反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。(2)HTS0反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。(3)HTS>0反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。思考交流2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)已知在298 K、100 kPa下，該反應(yīng)的H113.0 kJmol1，S145.3 Jmol1K1。1思考這一反應(yīng)在室溫下能否自發(fā)進(jìn)行？【提示】能。室溫下該反應(yīng)的HTS(113.0 kJmol1)298 K(0.145 3 kJmol1K1)69.7 kJmol1，所以反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。2如果假定該反應(yīng)的H隨溫度的變化忽略不計(jì)，那么該反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行的最高溫度是多少？【提示】要使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，HTS<0。代入數(shù)據(jù)T<777.7 K。綜合判據(jù)的“四象限”當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)固 雙 基題組1化學(xué)反應(yīng)的方向1下列關(guān)于自發(fā)反應(yīng)的敘述正確的是()A自發(fā)反應(yīng)是無(wú)需外界幫助就能自動(dòng)進(jìn)行的反應(yīng)B在自然界中沒有任何條件的自發(fā)反應(yīng)是不存在的C在通常狀況下冰能自行融化，所以它是自發(fā)反應(yīng)D所有能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)都是自發(fā)反應(yīng)B自發(fā)反應(yīng)是在一定條件下無(wú)需外界幫助就能自動(dòng)進(jìn)行的反應(yīng)，如物質(zhì)的燃燒是自發(fā)反應(yīng)，但需要點(diǎn)燃的條件等，所以A項(xiàng)和D項(xiàng)錯(cuò)誤、B項(xiàng)正確。自發(fā)反應(yīng)討論的是化學(xué)反應(yīng)，而自發(fā)過程也包括物理過程，冰融化屬自發(fā)過程，C項(xiàng)錯(cuò)誤。2下列說法正確的是()A非自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定不能發(fā)生B自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定能迅速發(fā)生C在一定條件下，非自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)也能發(fā)生D吸熱反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行C本題考查的是自發(fā)過程的特點(diǎn)。自發(fā)進(jìn)行只能說明反應(yīng)進(jìn)行的方向，不能說明反應(yīng)發(fā)生的難易和快慢；由于熵增加的原因，有些吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行。故選C。題組2判斷化學(xué)反應(yīng)方向的依據(jù)3已知：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)H74.9 kJmol1，下列說法中正確的是()A該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，因此一定不能自發(fā)進(jìn)行B該反應(yīng)中熵變、焓變皆大于0C碳酸鹽分解反應(yīng)中熵增加，因此任何條件下所有碳酸鹽分解一定自發(fā)D能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)，不能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)B(NH4)2CO3自發(fā)分解是因?yàn)轶w系生成氨氣使熵增大。吸熱反應(yīng)焓變大于零，熵增加反應(yīng)熵變大于零，則HTS不一定小于零，因此吸熱的熵增加反應(yīng)不一定不能自發(fā)進(jìn)行。焓變不是決定反應(yīng)方向的唯一因素。能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)不一定是放熱反應(yīng)，不能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)也不一定是吸熱反應(yīng)。4指出下列反應(yīng)或過程的S的正、負(fù)號(hào)，并判斷常溫時(shí)，反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行。 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：73702111】(1)2H2O2(aq)=2H2O(l)O2(g)S_0，_自發(fā)進(jìn)行。(2)C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)，S_0，_自發(fā)進(jìn)行。(3)10 的水結(jié)冰，S_0，_自發(fā)進(jìn)行?！窘馕觥?1)反應(yīng)為S>0的反應(yīng)，能自發(fā)進(jìn)行。(2)反應(yīng)的S>0，但常溫下不能自發(fā)進(jìn)行，高溫時(shí)能自發(fā)進(jìn)行。(3)過程S<0，但卻能自發(fā)進(jìn)行。【答案】(1)>能(2)>不能(3)<能