第二单元 化学反应的方向和限度设计意图

江苏省响水中学高二化学（选修）导学案 自主 合作 探究 2017-5-6

第13课

化学反应的方向

班级 姓名

【学习目标】1．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；

2．会用焓变和熵变判断反应进行的方向。

【重点难点】

用焓变和熵变判断反应进行的方向

【学习过程】

【自主预学】

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。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

(2)自发过程具有的特点：①体系趋向于从能量 状态转变为能量 状态

(体系对外部做功或者 热量)；②在密闭条件下，体系有从 自发转

变为 的倾向。

2．有下列化学反应：①白磷自燃、②氯化氢分解、③煤燃烧、④钠与水反应、⑤酸碱中和反应，其中属于能自发进行的化学反应(简称自发反应)的是 ，属于放热反应的是 。

【合作探究】

探究一

化学反应的方向与焓变的关系

1．根据下图，回答有关问题。

(1)图1表示的反应 能量，为 反应，体系能量由 到 ，趋向稳定，该过程一般 自发进行。

(2)图2表示的反应 能量，为 反应，体系能量由 到 ，趋向不稳定，根据自发过程的特点，该反应一般 自发进行。

2．分析下列反应进行的方向与ΔH之间的关系：

(1)NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)，酸碱中和反应是 反应，ΔH 0，常温下 自发进行。

1

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(2)2Na(s)＋2H2O(l)===2NaOH(aq)＋H2(g)，该反应是 反应，ΔH 0，常温下 自发进行。

(3)NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l) ΔH>0，该反应 在常温下能自发进行。

(4)CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH 0，该反应在常温下 自发进行，

在较高温度下 自发进行。

（5）自发反应与焓变的关系：多数自发进行的化学反应是 反应，但也有

很多吸热反应能自发进行。

探究二

化学反应的方向与熵变的关系

3．（1）熵的概念：自发过程的体系趋向于由 序转变为 序，体系的混乱度 。体系的混乱度常用熵来描述，熵的概念是衡量一个体系混乱度的物理量，其符号为 。熵值越 ，体系的混乱度 。

（2）影响熵大小的因素：同一条件下，不同的物质熵值 。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)。

（3）对下列过程的熵变的判断不正确的是

A．溶解少量食盐于水中：ΔS>0 B．炭和氧气反应生成CO(g)：ΔS>0 C．水蒸气变成液态水：ΔS>0 D．CaCO3(s)加热分解为CaO(s)和CO2(g)：ΔS>0 （4）熵判据：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵 ， ①当ΔS>0时，反应为 反应，在一定条件下有利于反应自发进行。

②当ΔS<0时，反应为 反应，在一定条件下不有利于反应自发进行。

探究三

化学反应的方向的判断

4．已知下列热化学方程式

①Ag＋(aq)＋Cl－(aq)===AgCl(s) ΔH＝－51.1 kJ·mol－1

②2Mg(s)＋O2(g)===2MgO(s) ΔH＝－1203.2 kJ·mol－1

③K(s)＋H2O(l)===K＋(aq)＋OH－(aq)＋1/2H2(g) ΔH＝－196.6 kJ·mol－1

(1)根据所学知识和生活经验，分析判断在常温下是否能自发进行，这些反应过程的焓变和熵变是否有利于反应自发进行？将其答案填入下表：

反应

①AgNO3溶液与NaCl溶液反应

②镁条置于空气中被氧化

③钾与水反应

2 方向性

焓变

熵变

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(2)由上表可知，要正确判断一个化学反应是否能自发进行的依据是________________________________________________________________________。

【检测过关】

1．下列说法中正确的是

A．凡是放热反应都是能自发进行的反应，而吸热反应都是非自发进行的反应

B．自发反应一定是熵增加的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应

C．熵增加且放热的反应一定是自发反应

D．非自发反应在任何条件下都不能发生

2．已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为①C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5 kJ·mol－1 ②C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－395.4 kJ·mol－1

关于金刚石和石墨的相互转化，下列说法正确的是

A．石墨转化成金刚石是自发的过程 B．金刚石转化成石墨是自发的过程

C．石墨比金刚石能量高 D．金刚石比石墨稳定

3．25 ℃、1.01×105

Pa时，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝56.7 kJ·mol－1能自发进行的原因是

A．是吸热反应 B．是放热反应

C．是熵减小的反应 D．熵增大效应大于能量效应

4．分析下列反应在任何温度下均能自发进行的是

A．2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g) ΔH＝163 kJ·mol－1

B．Ag(s)＋1/2Cl2(g)===AgCl(s) ΔH＝－127 kJ·mol

C．HgO(s)===Hg(l)＋1/2O2(g) ΔH＝91 kJ·mol－1

D．H2O2(l)===1/2O2(g)＋H2O(l) ΔH＝－98 kJ·mol－1

5．某化学兴趣小组专门研究了氧族元素及其某些化合物的部分性质，所查资料信息如下：

①酸性：H2SO4>H2SeO4>H2TeO4

②氧、硫、硒与氢气化合越来越难，碲与氢气不能直接化合

③由某元素的单质生成等物质的量的氢化物的焓变情况如图所示。

请回答下列问题：

(1)H2与S化合的反应________热量(填“放出”或“吸收”)。

(2)已知H2Te分解反应的ΔS>0，请解释为什么Te和H2不能直接化合：___________ __________________________________________________________________。

(3)上述资料信息中能够说明硫元素的非金属性强于硒元素的是______(填序号)。

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