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第二單元化學反應的方向和限度第1課時化學反應的方向,1．什么是能量最低原理？【答案】原子的核外電子按一定規(guī)律排列(按能量由低到高的順序依次排布)才能使整個原子的能量處于最低狀態(tài)。從宏觀物質(zhì)角度出發(fā)，物質(zhì)所具有的能量越低，物質(zhì)越穩(wěn)定。,2．焓變是什么？【答案】焓是物質(zhì)自身具有的能量，是物質(zhì)自身固有的性質(zhì)，用符號H表示。焓無法測量，不同的物質(zhì)具有不同的焓。在化學反應中由于反應物和生成物所含的能量(焓)不同，就會有能量的變化，這個能量的變化即焓值差，就是我們所說的焓變。焓變用符號ΔH表示，常用單位為kJmol－1。從宏觀角度分析：ΔH＝H生成物－H反應物，其中H生成物表示生成物的焓的總量；H反應物表示反應物的焓的總量。,1．了解自發(fā)過程和化學反應的自發(fā)性。2．通過“有序”和“無序”的對比，了解熵和熵變的概念。3．初步了解焓變和熵變對化學反應方向的影響，能用焓變和熵變說明化學反應的方向。,篤學一自發(fā)過程和自發(fā)反應,不用借助于外力,方向性,自發(fā),篤學二化學反應進行方向的判據(jù),高能量,做功,熱量,低能量,有,無,>,>,(2)熵增原理在與外界隔離的體系中，自發(fā)過程將導致體系的熵____，即熵變(符號ΔS)____零。(3)熵判據(jù)體系有自發(fā)地向混亂度____(即____)的方向轉(zhuǎn)變的傾向，因此可用____來判斷反應進行的方向。,增大,大于,增加,熵增,熵變,3．復合判據(jù)體系能量降低和混亂度增大都有促使反應自發(fā)進行的傾向。因此，要正確判斷一個化學反應是否能自發(fā)進行，必須綜合考慮反應的焓變(ΔH)和熵變(ΔS)，只根據(jù)一個方面來判斷反應進行的方向是不全面的。,【慎思1】自發(fā)反應是一定能發(fā)生反應，而非自發(fā)反應是一定不能發(fā)生反應嗎？【答案】自發(fā)反應、非自發(fā)反應是指該反應過程是否有自發(fā)進行的傾向，而這個過程是否一定會發(fā)生則不能確定。如C的燃燒是一個自發(fā)反應，但要想發(fā)生反應，需借助外界條件點燃才能發(fā)生。,【慎思2】H2的燃燒是自發(fā)反應嗎？該過程體系的能量和熵如何變化，說明什么問題？【答案】H2的燃燒屬自發(fā)反應，該過程放出熱量，體系能量降低，但熵減小，說明判斷一定反應進行的方向要綜合考慮焓判據(jù)和熵判據(jù)?！旧魉?】吸熱反應一定不能自發(fā)進行嗎？舉例說明?！敬鸢浮坎灰欢?。多數(shù)自發(fā)進行的化學反應是放熱反應，但也有不少吸熱反應能自發(fā)進行。如Ba(OH)28H2O與氯化銨反應。,【慎思4】下列關(guān)于能量判據(jù)和熵判據(jù)的說法中，不正確的是()A．放熱的自發(fā)過程可能是熵減小的過程，吸熱的自發(fā)過程一定為熵增加的過程B．由能量判據(jù)(以焓變?yōu)榛A(chǔ))和熵判據(jù)組合成的復合判據(jù)將更適合于所有的過程C．在室溫下碳酸鈣分解反應不能自發(fā)進行，但同樣是這個吸熱反應在較高溫度(1200K)下則能自發(fā)進行D．放熱過程(ΔH＜0)或熵增加(ΔS＞0)的過程一定是自發(fā)的,【答案】D【解析】放熱的自發(fā)過程可能是熵減小的過程，如鐵生銹、氫氣燃燒等；也可能是熵無明顯變化或增加的過程，如金剛石和石墨的互變熵不變，活潑金屬與酸的置換反應熵增加等。吸熱的自發(fā)過程應為熵增加的過程，否則，就無法進行，如冰的融化、硝酸銨溶于水等，故A對；很多情況下，簡單地只用其中一個判據(jù)判斷同一個反應，可能會出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果，所以應兩個判據(jù)兼顧，絕不能片面地思考問題，因此B正確，D是錯誤的；有一些吸熱反應在室溫條件下不能自發(fā)進行，但在較高溫度下則能自發(fā)進行，如碳酸鈣的分解反應，故C正確。,1．與焓變的關(guān)系,化學反應進行的方向與焓變、熵變的關(guān)系,2.與熵變的關(guān)系,【例】下列說法正確的是()A．ΔH＜0、ΔS＞0的反應在溫度低時不能自發(fā)進行B．NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)ΔH＝＋185.58kJmol－1能自發(fā)進行，原因是體系有自發(fā)地向混亂度增加的方向轉(zhuǎn)變的傾向C．因為焓變和熵變都與反應的自發(fā)性有關(guān)，因此焓變或熵變均可以單獨作為反應自發(fā)性的判據(jù)D．在其他外界條件不變的情況下，使用催化劑，可以改變化學反應進行的方向,解析依據(jù)反應自發(fā)進行的復合判據(jù)ΔH－TΔS＜0知：A項ΔH＜0，ΔS＞0，則ΔH－TΔS一定小于0，反應能自發(fā)進行，而C項則不全面；D項催化劑只能改變反應速率而不能改變反應的方向。答案B,從能量角度(即焓變)看，化學反應趨向于最低能量狀態(tài)的傾向，而從熵變角度看，化學反應呈現(xiàn)最大混亂度的傾向，在實際的化學變化中，ΔH與ΔS傾向有時會出現(xiàn)矛盾，因此，在分析一個具體化學反應自發(fā)進行的方向時，不能孤立地使用焓判據(jù)或熵判據(jù)來分析，否則，可能會得出錯誤的結(jié)論，要注意應用焓判據(jù)和熵判據(jù)綜合進行分析，即凡是能夠使體系能量降低，熵增大的方向就是化學反應容易進行的方向。,【答案】B【解析】已知在與外界隔離的體系中，自發(fā)過程將導致體系的熵增大；A、B、C、D中的反應均為分解反應且都為吸熱反應，即ΔH>0；A、C、D三個反應又是熵增的反應，所以在高溫下能自發(fā)進行；B不是熵增的反應，在高溫下不能自發(fā)進行。,