高中化学 专题2 第2单元 第1课时 化学反应的方向 苏教版选修4

1、第二单元化学反应的方向和限度第二单元化学反应的方向和限度第第1课时化学反应的方向课时化学反应的方向1什么是能量最低原理？什么是能量最低原理？【答案】【答案】原子的核外电子按一定规律排列原子的核外电子按一定规律排列(按能量由低到按能量由低到高的顺序依次排布高的顺序依次排布)才能使整个原子的能量处于最低状态。从才能使整个原子的能量处于最低状态。从宏观物质角度出发，物质所具有的能量越低，物质越稳定。宏观物质角度出发，物质所具有的能量越低，物质越稳定。2焓变是什么？焓变是什么？【答案】【答案】焓是物质自身具有的能量，是物质自身固有的性焓是物质自身具有的能量，是物质自身固有的性质，用符号质，用符号H表示

2、。焓无法测量，不同的物质具有不同的焓。表示。焓无法测量，不同的物质具有不同的焓。在化学反应中由于反应物和生成物所含的能量在化学反应中由于反应物和生成物所含的能量(焓焓)不同，就会不同，就会有能量的变化，这个能量的变化即焓值差，就是我们所说的焓有能量的变化，这个能量的变化即焓值差，就是我们所说的焓变。焓变用符号变。焓变用符号H表示，常用单位为表示，常用单位为kJmol1。从宏观角度。从宏观角度分析：分析：HH生成物生成物H反应物反应物，其中，其中H生成物生成物表示生成物的焓的总表示生成物的焓的总量；量；H反应物反应物表示反应物的焓的总量。表示反应物的焓的总量。1了解自发过程和化学反应的自发性。了

3、解自发过程和化学反应的自发性。2通过通过“有序有序”和和“无序无序”的对比，了解熵和熵变的概的对比，了解熵和熵变的概念。念。3初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响，能用焓初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响，能用焓变和熵变说明化学反应的方向。变和熵变说明化学反应的方向。笃学一笃学一自发过程和自发反应自发过程和自发反应比较项比较项自发过程自发过程自发反应自发反应含含 义义在一定条件下，在一定条件下，_就就能自发进行的过程能自发进行的过程在一定温度和压强下，无需外界在一定温度和压强下，无需外界帮助就能自动进行的反应帮助就能自动进行的反应特特 征征具有具有_，即反应的某个方向在一定条件下是自，即

4、反应的某个方向在一定条件下是自发的，而其逆方向在该条件下肯定不是发的，而其逆方向在该条件下肯定不是_的的不用借助于外力不用借助于外力方向性方向性自发自发比较项比较项自发过程自发过程自发反应自发反应举举 例例高山流水，自由落体运动高山流水，自由落体运动钢铁生锈钢铁生锈应应 用用(1)可被用来完成有用功。如可被用来完成有用功。如H2燃烧可设计成原电燃烧可设计成原电池池(2)非自发过程要想发生，必须对它做功。如通电非自发过程要想发生，必须对它做功。如通电将水分解为将水分解为H2和和O2笃学二笃学二化学反应进行方向的判据化学反应进行方向的判据高能量高能量做功做功热量热量低能量低能量有有无无(2)熵增原

5、理熵增原理在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵_，即熵变即熵变(符号符号S)_零。零。(3)熵判据熵判据体系有自发地向混乱度体系有自发地向混乱度_(即即_)的方向转变的倾向，的方向转变的倾向，因此可用因此可用_来判断反应进行的方向。来判断反应进行的方向。增大增大大于大于增加增加熵增熵增熵变熵变3复合判据复合判据体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向。因此，要正确判断一个化学反应是否能自发进行，必须综向。因此，要正确判断一个化学反应是否能自发进行，必须综合考虑反应的焓变合考虑反应的焓变

6、(H)和熵变和熵变(S)，只根据一个方面来判断反，只根据一个方面来判断反应进行的方向是不全面的。应进行的方向是不全面的。【慎思【慎思1】 自发反应是一定能发生反应，而非自发反应是自发反应是一定能发生反应，而非自发反应是一定不能发生反应吗？一定不能发生反应吗？【答案】【答案】自发反应、非自发反应是指该反应过程是否有自自发反应、非自发反应是指该反应过程是否有自发进行的倾向，而这个过程是否一定会发生则不能确定。如发进行的倾向，而这个过程是否一定会发生则不能确定。如C的燃烧是一个自发反应，但要想发生反应，需借助外界条件点的燃烧是一个自发反应，但要想发生反应，需借助外界条件点燃才能发生。燃才能发生。【慎

7、思【慎思2】 H2的燃烧是自发反应吗？该过程体系的能量和的燃烧是自发反应吗？该过程体系的能量和熵如何变化，说明什么问题？熵如何变化，说明什么问题？【答案】【答案】H2的燃烧属自发反应，该过程放出热量，体系能的燃烧属自发反应，该过程放出热量，体系能量降低，但熵减小，说明判断一定反应进行的方向要综合考虑量降低，但熵减小，说明判断一定反应进行的方向要综合考虑焓判据和熵判据。焓判据和熵判据。【慎思【慎思3】 吸热反应一定不能自发进行吗？举例说明。吸热反应一定不能自发进行吗？举例说明。【答案】【答案】不一定。多数自发进行的化学反应是放热反应，不一定。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

8、自发进行。如但也有不少吸热反应能自发进行。如Ba(OH)28H2O与氯化铵与氯化铵反应。反应。【慎思【慎思4】 下列关于能量判据和熵判据的说法中，不正确下列关于能量判据和熵判据的说法中，不正确的是的是()A放热的自发过程可能是熵减小的过程，吸热的自发过放热的自发过程可能是熵减小的过程，吸热的自发过程一定为熵增加的过程程一定为熵增加的过程B由能量判据由能量判据(以焓变为基础以焓变为基础)和熵判据组合成的复合判和熵判据组合成的复合判据将更适合于所有的过程据将更适合于所有的过程C在室温下碳酸钙分解反应不能自发进行，但同样是这在室温下碳酸钙分解反应不能自发进行，但同样是这个吸热反应在较高温度个吸热反应

9、在较高温度(1 200 K)下则能自发进行下则能自发进行D放热过程放热过程(H0)或熵增加或熵增加(S0)的过程一定是自发的过程一定是自发的的【答案】【答案】D【解析】【解析】放热的自发过程可能是熵减小的过程，如铁生放热的自发过程可能是熵减小的过程，如铁生锈、氢气燃烧等；也可能是熵无明显变化或增加的过程，如金锈、氢气燃烧等；也可能是熵无明显变化或增加的过程，如金刚石和石墨的互变熵不变，活泼金属与酸的置换反应熵增加刚石和石墨的互变熵不变，活泼金属与酸的置换反应熵增加等。吸热的自发过程应为熵增加的过程，否则，就无法进行，等。吸热的自发过程应为熵增加的过程，否则，就无法进行，如冰的融化、硝酸铵溶于水

10、等，故如冰的融化、硝酸铵溶于水等，故A对；很多情况下，简单地对；很多情况下，简单地只用其中一个判据判断同一个反应，可能会出现相反的判断结只用其中一个判据判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以应两个判据兼顾，绝不能片面地思考问题，因此果，所以应两个判据兼顾，绝不能片面地思考问题，因此B正正确，确，D是错误的；有一些吸热反应在室温条件下不能自发进是错误的；有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行，如碳酸钙的分解反应，故行，但在较高温度下则能自发进行，如碳酸钙的分解反应，故C正确。正确。1与焓变的关系与焓变的关系化学反应进行的方向与焓变、熵变的关系化学反应进行的方向

11、与焓变、熵变的关系自发反应自发反应的特点的特点放热反应过程中体系能量降低，具有自发进行的倾向放热反应过程中体系能量降低，具有自发进行的倾向自发反应自发反应与焓变的与焓变的关系关系多数放热反应能自多数放热反应能自发进行发进行(H0)NaOH(aq)HCl(aq)= NaCl(aq)H2O(l) 2Na(s)2H2O(l)= 2NaOH(aq)H2(g)自发反应自发反应的特点的特点化学反应有趋向于最大混乱度的倾向化学反应有趋向于最大混乱度的倾向自发反应自发反应与熵变的与熵变的关系关系许多熵增加的反应在常温、许多熵增加的反应在常温、常压下可以自发进行。产生常压下可以自发进行。产生气体的反应，气体物质

12、的量气体的反应，气体物质的量增加的反应，熵变通常都是增加的反应，熵变通常都是正值，为熵增反应正值，为熵增反应2H2O2(aq)= 2H2O(l)O2(g)【例】下列说法正确的是【例】下列说法正确的是()AH0、S0的反应在温度低时不能自发进行的反应在温度低时不能自发进行BNH4HCO3(s)=NH3(g)H2O(g)CO2(g)H185.58 kJmol1能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向加的方向转变的倾向C因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判

13、据熵变均可以单独作为反应自发性的判据D在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向变化学反应进行的方向解析解析依据反应自发进行的复合判据依据反应自发进行的复合判据HTS0知：知：A项项H0，S0，则，则HTS一定小于一定小于0，反应能自发进，反应能自发进行，而行，而C项则不全面；项则不全面；D项催化剂只能改变反应速率而不能改项催化剂只能改变反应速率而不能改变反应的方向。变反应的方向。答案答案B从能量角度从能量角度(即焓变即焓变)看，化学反应趋向于最低能量状态的看，化学反应趋向于最低能量状态的倾向，而从熵变角度看，化学反应呈现最大混乱度的倾向，在倾向，而从熵变角度看，化学反应呈现最大混乱度的倾向，在实际的化学变化中，实际的化学变化中，H与与S倾向有时会出现矛盾，因此，在倾向有时会出现矛盾，因此，在分析一个具体化学反应自发进行的方向时，不能孤立地使用焓分析一个具体化学反应自发进行的方向时，不能孤立地使用焓判据或熵判据来分析，否则，可能会得出错误的结论，要注意判据或熵判据来分析，否则，可能会得出错误的结论，要注意应用焓判据和熵判据综合进行分析，即凡是能够使体系能量降应用焓判据和熵判据综合进行分析，即凡是能够使体系能量降低，熵增大的方向就是化学反应容易进行的方向。低，熵增大的方向就是化学反