高中化学鲁科版选修四2-1化学反应的方向

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3.已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为 ①C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ· mol
第1课时
3.自发过程和自发反应 自发过程
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自发反应
在温度和压强一定的条件 在给定的一组条件 含义 下， 不用借助外力作用 就 下， 可以 自发 进行到 能自发进行的过程 显著程度的化学反应 具有 方向性 ，即反应的某个方向在一定条件下 特征 是自发的，而其逆方向在该条件下是肯定 不能
自发进行 的
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第1课时
举例
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高山流水，自由落体运动
钢铁生锈
(1)可被用来完成有用功。 H2 燃烧可设计成原电池 如 应用 (2)非自发过程要想发生，必须对它做功。如通电将 水分解为 H2 和 O2
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第1课时
探究点一 化学反应进行的方向与焓变、熵变的关系 1.化学反应进行的方向与焓变的关系
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第1课时
解析 进行；
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只使用催化剂便可使尾气发生转化，故此反应能自发
因反应是气体物质的量减小的反应，故熵减小；
因熵减小不利于反应自发，故自发进行的原因是反应放热。 答案 C
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探究点二 焓变与熵变对反应方向的共同影响 1.用焓变和熵变的复合判据判断反应的方向
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第1课时
(3)自发反应与焓变的关系 多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有很多吸热反应 能自发进行，因此，反应焓变是与反应进行的方向有关的因
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素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。
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2.化学反应进行的方向与熵变的关系 (1)熵的概念
第1课时
1.下列说法中不正确的是
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( C )
A.体系有序性越高，熵值就越低 B.自发过程可以导致体系的熵增大 C.吸热反应不可以自发进行 D.同种物质气态时熵值最大
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第1课时
2.碳铵(NH4HCO3)在室温下就能自发地分解产生氨气，下列 有关说法中正确的是 ( A ) A.碳铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大
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[活学活用] 3.下列说法正确的是 自发进行 B.NH4HCO3(s)===NH3(g) ＋ H2O(g) ＋ CO2(g) 混乱度增大的方向转变的倾向
第1课时
(
)
A.在常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能
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ΔH ＝
185.57 kJ· － 1，能自发进行，原因是体系有自发地向 mol C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变和熵 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，可以改变 化学反应进行的方向
称为熵判据。
反应能否自发进行的唯一因素。 2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s) 如： ＋2Fe(s) ΔS＝－39.35 J· － 1· －1，该反应为熵减小的反应， mol K 但在一定条件下，该反应也能自发进行，说明“熵判据”也具 有一定的局限性。
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第1课时
[归纳总结] 从能量角度(即焓变)看，化学反应有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
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第1课时
( C )
D.焓变为负值的反应都能自发进行
解析 可逆反应的两个反应其焓变的数值相等， 但是符号(变 化趋势)相反，故 A 项错误；
焓变对反应方向有直接影响，但不能决定反应进行的方向， B 项错误；
焓变为负值的反应多数能自发进行， 但有的也不是自发反应， D 项错误； 焓变为正值，其内能增加，体系能量升高，不利于反应自发
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解析
第1课时
(1)ΔH－TΔS＝－78.03 kJ· － 1－298 K×494.4×10－3 mol
kJ· － 1· －1＝－225.36 kJ· －1<0。常温常压下该反应能自 mol K mol 发进行。
(2)ΔH－TΔS＝110.5 kJ· －1－298 K×(－89.36×10－3 mol
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第1课时
2.判断下列反应在常温常压下能自发进行的是________。 (1)2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)
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ΔH＝－78.03 kJ· －1 ΔS＝494.4 J· －1· －1 mol mol K 1 (2)CO(g)===C(s，石墨)＋ O2(g) 2 ΔH＝110.5 kJ· －1 mol ΔS＝－89.36 J· －1· －1 mol K (3)4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s) ΔH＝－444.3 kJ· －1 ΔS＝－280.1 J· －1· －1 mol mol K (4)CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH＝178.2 kJ· －1 ΔS＝169.6 J· －1· －1 mol mol K
进行，C 项正确。
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第1课时
2.汽车尾气(含烃类、CO、NO 与 SO2 等)是城市主要污染源 之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器， 它使 NO 与 CO 反应生成可参与大气生态循环的无毒气
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体，其反应原理是 2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)。 由此可知，下列说法中正确的是 A.该反应是熵增大的反应 B.该反应不能自发进行，因此需要合适的催化剂 C.该反应常温下能自发进行，高温和催化剂条件只是加快 反应的速率 D.该反应常温下能自发进行，因为正反应是吸热反应 ( )
自发过程是在一定条件下，不借助外力而自发进行的过 程。回答下列问题： (1)下列现象的发生，你认为是自发过程的是 A.水由高处往低处流 B.气温升高冰雪融化 C.室温下，水自动结成冰 D.生锈的铁变光亮 ( AB )
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第1课时
(2)自发过程具有的特点 ①体系趋向于从 高能 状态转变为 低能 状态(体系对外部
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(3)熵判据
第1课时
在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵 增大 ，这个 原理叫做 熵增原理 。在用 熵变 来判断反应进行的方向时，就
本 课 ①当 ΔS>0 时，反应为 熵增 反应，在一定条件下 能 自发进行。 时 栏 ②当 ΔS<0 时， 反应为 熵减 反应， 在一定条件下 不能 自发进行。 目 开 (4)反应熵变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定 关
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(1)根据下图，回答有关问题。
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第1课时
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①图 1 表示的反应 释放 能量，为 放 热反应，体系能量由 高 到 低 ，趋向 稳定 ，该过程一般 能 自发进行。 ②图 2 表示的反应 吸收 能量， 吸 热反应， 为 体系能量由 低 到
高， 趋向 不稳定 ， 根据自发过程的特点， 该反应一般 不能 自
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第1课时
(3)当 ΔH>0，ΔS>0 或 ΔH<0，ΔS<0 时，反应能否自发进 行与温度有关，一般低温时焓变影响为主，高温时熵变影 响为主。 2.反应发生的条件有多种，ΔH－TΔS 这个判据只能用于温 度、压强一定条件下的反应，不能用于其他条件(如温度、 体积一定)下的反应。 3.反应的自发性只能判断方向性，反应能否实现，还要看具 体的反应条件。
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第1课时
解析
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A 项错误， 有些能使熵值增大的吸热反应可以自发进行；
C 项错误，应利用复合判据进行判断；
D 项中使用催化剂只能降低反应的活化能，增大反应速率，但 不能改变反应进行的方向。
答案 B
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第1课时
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第1课时
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向， 在实际的化学变化中， 与 ΔS 倾向有时会出现矛盾， ΔH 因此，在分析一个具体化学反应自发进行的方向时，不能 孤立地使用焓判据或熵判据来分析，否则，可能会得出错 误的结论。
学习·探究区 [活学活用] 1.下列关于焓变与反应方向的叙述中正确的是
A.化学反应的焓变与其反应的方向无关 B.化学反应的焓变直接决定了反应的方向 C.反应焓变为正值时不利于反应自发进行
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第1课时
第1节
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化学反应的方向
[学习目标定位] 知道自发过程和自发反应的主要特点，知道焓判据、熵判 据的含义，会用焓变和熵变判断反应进行的方向。
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第1课时
1.根据是否有外力作用， 过程可分为自发过程和非自发过程。
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第1课时
(1)由焓判据知放热反应是易进行的；由熵判据知熵值增加有 利于反应的自发进行。很多情况下用不同的判据判定同一个
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反应时，可能会出现相反的判断结果。 (2)复合判据是 ΔH－TΔS。 即综合考虑焓变和熵变对体系的影 响，判断反应进行的方向。 (3)在温度、 压强一定的条件下， 自发反应总是向 ΔH－TΔS<0 的方向进行，直至达到平衡状态。 ΔH－TΔS<0 反应能自发进行 ΔH－TΔS＝0 反应达到平衡状态 ΔH－TΔS>0 反应不能自发进行
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自发过程的体系趋向于由 有序 转变为 无序 ，体系的混乱 度 增大 。 体系的混乱度常用熵来描述，熵的概念是表示体 系的 不规则或无序状态 程度的物理量，其符号为 S。熵值 越大，体系的 混乱度 越大。 (2)影响熵大小的因素 ①同一条件下，不同的物质熵值 不同 。 ②同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关，如对同一 种物质不同状态时熵值大小为 S(g) > S(l) > S(s)。