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栏目导引,新知初探,自学导引,要点突破,讲练互动,热点示例,思维拓展,课堂达标,即时巩固,知能演练,轻松闯关,题型探究,权威预测,第二章化学反应速率和化学平衡,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,*,*,第四节化学反应进行的方向,课程标准导航,1.,了解自发过程和化学反应的自发性。,2,通过,“,有序,”,和,“,无序,”,的对比，了解熵和熵变的概念。,3,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。,新知初探自学导引,自主学习,一、自发过程和自发反应,有关化学反应进行的,_,、,_,和,_,是化学反应原理的三个重要组成部分。科学家根据体系存在着力图使自身能量趋于,方向,快慢,限度,“_”,和由,“,有序,”,变为,“,_”,的自然现象,提出了互相关联的,_,判据和,_,判据，为最终解决上述问题提供了必要依据。,1,自发过程,(1),含义,在一定条件下，不用借助于,_,就可以自动进行的过程。,最低,无序,焓,熵,外力,(2),特点,体系趋向于从,_,状态转变为,_,状态,(,体系对外部做功或者释放热量,),。,在密闭条件下，体系有从,_,序自发转变为,_,序的倾向。,2,自发反应,在给定的条件下，可以自发地进行到显著程度的反应。,高能,低能,有,无,想一想,“,自发反应一定能自动进行，而非自发反应一定不能发生,”,，这句话对吗？说明理由。,提示：,不对。某些自发反应需在一定条件下才能自动进行，非自发反应具备了一定条件也能发生。如甲烷燃烧是自发反应，但需点燃或加热才能反应；石灰石分解为氧化钙和二氧化碳为非自发反应,在高温下可以发生。,二、化学反应进行方向的判据,1,焓判据,2,熵判据,(1),熵,体系倾向,(,密闭容器,),：,含义：科学家用,_,(,符号为,S,),来量度这种混乱,(,或无序,),的程度。,特点：同一种物质不同状态时熵值大小为,S,(g)_,S,(l)_,S,(s),。,(2),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,_,，即熵变,(,符号,S,)_,零。,熵,增大,大于,(3),熵判据,体系有自发地向混乱度,_,(,即熵增,),的方向转变的倾向，因此可用,_,来判断反应进行的方向。,3,复合判据,综合考虑,_,和,_,的复合判据，将更适合于所有的过程，只根据一个方面来判断反应进行的方向是不全面的。,增加,熵变,焓判据,熵判据,自主体验,1,(2012,铜川高二检测,),水的三态的熵值的大小关系正确的是,(,S,m,表示,1mol,物质的熵值,),(,),A,S,m,(s),S,m,(l),S,m,(g),B,S,m,(l),S,m,(s),S,m,(g),C,S,m,(g),S,m,(l),S,m,(s),D,S,m,(s),S,m,(l),S,m,(g),解析：选,C,。同一种物质处于气态时熵值最,大，液态次之，固态时熵值最小。,2,下列关于判断过程、方向的说法正确的是,(,),A,所有自发进行的化学反应都是放热反应,B,高温、高压下低能量的石墨转化为高能量的金刚石是自发的化学反应,C,由焓判据和熵判据组合而成的复合判据更适合于所有过程,D,同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同,解析：选,C,。自发进行只能用来判断过程的方向，不能判断反应的热效应；高温高压下的反应是非自发的；同一物质固、液、气三种状态中，气态的熵值最大。,3,以下自发过程可用焓判据来解释的是,(,),A,硝酸铵自发地溶于水,B,2N,2,O,5,(g)=4NO,2,(g),O,2,(g),H,56.7 kJ/mol,C,(NH,4,),2,CO,3,(s)=NH,4,HCO,3,(s),NH,3,(g),H,74.9 kJ/mol,D,2H,2,(g),O,2,(g)=2H,2,O(l),H,572 kJ/mol,解析：选,D,。焓判据能够说明放热反应为自发反应，而,A,、,B,、,C,三个自发过程均为吸热过程，显然不能用焓判据来解释，只有,D,项可以用焓判据解释。,要点突破讲练互动,要点,1,化学反应进行的方向和焓变、熵变,提示：,H,2,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焓判据和熵判,据。,要点归纳,1,与焓变的关系,自发反应的特点,放热反应过程中体系能量降低，具有自发进行的倾向,自发反应与焓变的关系,多数放热反应能自发进行,(,H,0),NH,4,HCO,3,(s),CH,3,COOH(aq)=CO,2,(g),CH,3,COONH,4,(aq),H,2,O(l),自发反应的特点,放热反应过程中体系能量降低，具有自发进行的倾向,自发反应与焓变的关系,有一些吸热反应常温下不能自发进行,但在较高温度下则能自发进行,(,H,0),CaCO,3,(s)=CaO(s),CO,2,(g),结论,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素之一，但不是决定反应能否自发进行的惟一因素,自发反应的特点,化学反应有趋向于最大混乱度的倾向,自发反应与熵变的关系,许多熵增加的反应在常温、常压下可以自发进行。产生气体的反应，气体物质的量增加的反应，熵值通常都是正值，为熵增反应,2H,2,O,2,(aq)=,2H,2,O(l),O,2,(g),2.,与熵变的关系,自发反应的特点,化学反应有趋向于最大混乱度的倾向,自发反应与熵变的关系,有些熵增的反应在常温、常压下不能自发进行，但在较高温度下可以自发进行,CaCO,3,(s)=CaO(s),CO,2,(g) C(s,，石墨,),H,2,O(g)=CO(g),H,2,(g),少数熵减的反应,在一定条件下也可以自发进行,2Al(s),Fe,2,O,3,(s) =Al,2,O,3,(s),2Fe(s),结论,反应熵变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的惟一因素,特别提醒,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，化学反应有趋向于最大混乱度的倾向，在实际的化学变化中，,H,与,S,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低、熵增大的方向就是化学反应容易进行的方向。,即时应用,1,下列说法正确的是,(,),A,在常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能自发进行,B,NH,4,HCO,3,(s)=NH,3,(g),H,2,O(g),CO,2,(g),H,185.57 kJ/mol,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,C,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,解析：选,B,。,A,项错误，有些能使熵值增大的吸热反应可以自发进行；,C,项错误的原因,是要将二者综合起来即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，不能改变反应的方向。,探究导引,2,应如何判断化学反应进行的方向？,提示：,判断一个化学反应在一定温度下能否自发进行，应综合考虑焓变和熵变，根据复合判据,G,H,T,S,判断。,要点,2,化学反应进行方向的复合判据,要点归纳,1,用焓变和熵变的复合判据判断反应的方向,体系的自由能变化,(,符号,G,，单位,kJ/mol),综合考虑了焓变和熵变对体系的影响，可用于化学反应自发进行的方向的判断，,G,H,T,S,。,H,444.3 kJmol,1,S,280.1 Jmol,1,K,1,，则：,G,H,T,S,444.3 kJmol,1,298 K(,280.110,3,kJmol,1,K,1,),360.83 kJmol,1,0,此时焓变对反应的方向起决定性作用。,再如：,NH,4,HCO,3,(s),CH,3,COOH(aq) =CO,2,(g),CH,3,COONH,4,(aq),H,2,O(l),H,37.301 kJ/mol,S,184.05 Jmol,1,K,1,，则,G,H,T,S,37.301 kJ/mol,298 K(,184.0510,3,kJmol,1,K,1,),17.55 kJmol,1,0,。,故室温下该反应不能自发进行。,即时应用,2,汽车尾气,(,含烃类、,CO,、,NO,与,SO,2,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体，其反应原理是：,2NO(g),2CO(g)=N,2,(g),2CO,2,(g),，在,298 K,、,100kPa,下，,H,113 kJmol,1,，,S,145 Jmol,1,K,1,。下列说法中错误的是,(,),A,该反应中反应物总能量高于生成物的总能量,B,该反应常温下不能自发进行，因此需要高温和催化剂条件,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,汽车尾气中的这两种气体会与人体血红蛋白结合而使人中毒,解析：选,B,。因为,2NO(g),2CO(g)=N,2,(g),2CO,2,(g),，,298 K,时，,H,113kJ/mol,，,S,145 Jmol,1,K,1,，说明该反应为放热反应，且是熵减的反应。生成物的总能量低于反应物的总能量，常温时,G,H,T,S,113kJmol,1,298 K,(,145,10,3,kJmol,1,K,1,),69.79 kJmol,1,0,，放热反,应,H,0,此时,G,0,反应一定自发进行，,C,正确,;,有些反应在常温下非自发进行，但,高温时能自发进行，,D,错误。,【,答案,】,C,【,误区警示,】,本题易错选,A,或,B,，认为在常温常压下，多数放热的化学反应可用,H,作为判据，判断其是否自发进行；多数熵增反应可用熵判据，判断其是否自发进行。但,是，只使用焓判据或熵判据来确定变化过程的方向是片面的，对具体反应需应用焓判据和熵判据综合进行分析，即凡是使体系能量降低、熵增大的方向就是化学反应容易进行的方向。,已知,“,凡气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应,”,。一定条件下，下列反应不可能自发进行的是,(,),A,2O,3,(g)=3O,2,(g),H,0,C,N,2,(g),3H,2,(g)=2NH,3,(g),H,0,【,解析,】,A,项中,S,0,，,H,0,，一定能自发进行；,B,项中,S,0,，一定不能自发进行；,C,项中，,S,0,，,H,0,H,0,可能自发进行。,【,答案,】,B,化学反应进行方向的实验探究和判断,由焓判据知放热反应是易进行的，由熵判据知熵值增加是能自发进行的。但仅凭焓判据或熵判据判断可能出现错误的结果，如某些吸热或熵减的过程也能自发进行。,热点示例思维拓展,经典案例,往平底烧瓶中放入氢氧化钡晶体,Ba(OH),2,8H,2,O,和固态氯化铵晶体,塞紧瓶,塞。在瓶底和木板间滴少量水，如图所示。一会儿，就会发现瓶内固态物质变稀并有液体产生，瓶壁变冷，小木板上因少量水冻结而被烧瓶黏住，这时打开瓶塞，出来的气体有氨味。这是自发地发生了反应。,(1),下列结论正确的是,(,),A,自发反应一定是放热反应,B,自发反应一定是吸热反应,C,有的吸热反应也能自发进行,D,吸热反应不能自发进行,(2),发生反应的化学方程式为,_,_,。,(3),从化学反应进行的方向角度解释上述现象。,【,解析,】,(1),由现象可知该反应吸热且自发,故选,C,。,(2),发生反应的化学方程式为,Ba(OH),2,8H,2,O,2NH,4,Cl(s)=BaCl,2,2NH,3,10H,2,O,。,(3),虽然该反应是吸热反应，但该反应也是熵值增加的反应，且熵变的作用对反应的方向起了决定性作用。,H,T,S,0,，常温下自发进行，故有上述现象发生。,【,答案,】,(1)C,(2)Ba(OH),2,8H,2,O,2NH,4,Cl(s)=BaCl,2,2NH,3,10H,2,O,(3),该反应是吸热、熵增反应，由于熵变对该反应起了决定性作用，所以,H,T,S,0,，即该反应常温下自发进行，从而产生了上述现象。,
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