人教版高中化学选修4-化学反应进行的方向

人教版高中化学选修4——化学反应进行的方向学习目标1、理解能量判据(焓判据)、熵的概念2、利用能量判据判断反应进行的方向3、利用熵判据判断反应进行的方向【自主学习】阅读教材P34的有关内容，思考下列问题：（参考<优化设计>P36的自主梳理）1、什么是自发过程?自发过程的共同特点是什么？2、什么样的反应是自发反应？自发反应一般是吸热反应还是放热反应？自发过程：在一定条件下，不需要持续外力作用就能自动进行的过程。非自发过程：在一定条件下，需持续借助人为作用才能进行的过程。一、自发过程和自发反应1、自发过程和非自发过程举例说明：2、自发反应自发过程的特点：体系趋向从高能状态向低能状态转变，即由不稳定向稳定状态转变的趋势。在给定的条件下（一定温度和压强），无需外界帮助，一经引发即能自动进行的过程或反应，称为自发反应。举例说明：化学反应中的自发反应(1)钠与水反应：2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH+H2(g)△H=－368kJ/mol(2)铁生锈：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)

△H=-824kJ/mol(3)氢气和氧气反应：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=－571.6kJ/mol共同点——放热反应△H＜0二、化学反应进行方向的判据能量判据：自发过程的体系取向于从高能状态转变为低能状态(这时体系会对外部做功或释放热量)，这一经验规律就是能量判据。能量判据又称焓判据，即△H＜0的反应有自发进行的倾向。1、能量判据（或焓判据）练习1已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为：①C(金刚石、s)+O2(g)＝CO2(g)△H1＝－395.41kJ/mol②C(石墨、s)+O2(g)＝CO2(g)△H2＝－393.51kJ/mol关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是A.金刚石转化成石墨是自发进行的过程B.石墨转化成金刚石是自发进行的过程

C.石墨比金刚石能量低D.金刚石比石墨能量低AC焓判据只是判断化学反应进行方向的判据之一。【想一想】是否所有的吸热反应都不能自发进行？不是，如：常温下冰的熔化、食盐的溶解等。2、熵判据【自主学习】阅读教材P35的有关内容，思考下列问题：（参考<优化设计>P36自主梳理）（1）什么是熵？（2）熵变与自发反应的关系是什么？有序无序1、有序排列的火柴散落时成无序排列2、有规律的一副扑克牌经多次洗牌后，变得无规律。体系（1）熵的定义：热力学上用来表示混乱度的状态函数，符号为S，单位：J.(mol.k)-1熵值就越大，体系的无序性越高，即混乱度越高。2、熵判据气态>液态>固态（2）同一物质不同状态时，熵值大小比较：举例：固体的溶解过程、墨水扩散过程和气体扩散过程。（4）熵判据体系有自发地向混乱度_____（即______）的方向转变的倾向,故可以用熵变来判断反应进行的方向。（3）熵增原理增加熵增加在与外界隔绝的体系中，自发过程将导致体系的熵______,即熵变（符号

Ｓ）__0增大>N2O5分解：2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)

△H=+56.7kJ/mol碳酸铵的分解：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9kJ/mol用熵增原理解释下列吸热反应能自发进行的原因：自发反应中生成气体物质的量增多的方向即熵增的方向。有些熵减的反应也能发生，-10℃的液态水会自动结冰。故熵判据只是判断反应能否自发进行的判据之一。3、复合判据（教材P36“科学视野”）

G=

H-T

S（Ｔ为热力学温度，均为正值，Ｔ=273+t,t为摄氏温度。）（吉布斯自由能的变化）信息：体系自由能变化（

G

）综合考虑了焓变和熵变对反应体系的影响：

G=

H-T

S（Ｔ为热力学温度，均为正值）。在恒温、恒压下，用

G判断化学反应在该状况时自发进行的方向显得更为科学（当

G<0时可自发进行）。＜０自发进行＞０不自发进行低温时＞０,高温时＜０低温时＜０,高温时＞０低温不自发,高温自发低温自发,高温不自发

H

Ｓ

Ｇ【小结】2、物质的混乱度趋于增加1、物质具有的能量趋于降低

H(焓变)

S(熵变)>0焓(H)判据熵(S)判据放热反应自发进行不自发进行不能定性判断不能定性判断

H<0

H<0

H>0

H>0

S>0

S>0

S<0

S<0熵增原理<0下列反应中，在高温下不能自发进行的是D.CO(g)＝C(s)＋1/2O2B.2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)A.(NH4)2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)C.MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(s)D熵减熵增熵增熵增碳铵[(NH4)2CO3]在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是A、碳铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大。B、碳铵分解是因为外界给予了能量C、碳铵分解是吸热反应，根据能量判据不能自发分解D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解。A1、科学家根据体系存在着力图使________________和_______________的自然现象，提出了相互关联的________和_________，为最终解决上述问题提供了必要的理论根据。试分别举一例_________________，___________。自身能量趋于“最低”“有序”变为“无序”能量判据熵判据铁在潮湿空气中生锈硝酸铵溶于水2、以下自发反应可用能量判据来解释的是()A、硝酸铵自发地溶于水B、2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)；

△H=+56.7kJ/molC(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g);

△H=+74.9kJ/molD、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=-571.6kJ/molD3：下列说法正确的是(

)A、凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自发性的。B、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变C、自发反应在恰当条件下才能实现。D、自发反应在任何条件下都能实现。C4、自发进行的反应一定是∶（）A、吸热反应；B、放热反应；C、熵增加反应；D、熵增加或者放热反应。DCompanyLogo5、某化学反应其△H==—122kJ·mol-1，∆S==231J·mol-1·K-1，则此反应在下列哪种情况下可自发进行()A．在任何温度下都能自发进行

B．在任何温度下都不能自发进行

C．仅在高温下自发进行

D．仅在低温下自发进行A2KClO3(s)==2KCl(s)+3O2(g)△H=-78.03kJ·mol-1△S=49