2022高三总复习化学教案-知识讲解—化学反应进行的方向.doc

高考总复习 化学反应进行的方向编稿：房鑫 审稿: 曹玉婷【考纲要求】 1了解焓变、熵变的涵义以及二者与反应方向的关系2能通过H-TS及给定的S数据定量判断反应的方向【考点梳理】考点一、自发过程1、含义：在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。2、特点：体系趋向于从高能状态转变为低能状态（体系对外部做功或释放热量）。在密闭条件下，体系从有序转变为无序的倾向性（无序体系更加稳定）。考点二、化学反应方向的判据1、焓判据（1）焓变（H）：焓变即化学反应中的能量变化。放热反应：H0，体系能量降低。典型的放热反应有：燃烧反应、中和反应、金属与酸或水的反应、大多数化合反应、缓慢氧化反应等；吸热反应：H0，体系能量升高。典型的吸热反应有：大多数分解反应、C与CO2高温下的反应、水煤气反应、Ba(OH)2晶体与NH4Cl的反应、绝大多数弱电解质的电离、盐类的水解反应等。 （2）焓判据：放热反应过程中体系能量降低，H0，具有自发进行的倾向，但有些吸热反应也可以自发进行，故只用焓变来判断反应进行的方向不全面。要点诠释：化学反应的方向与H的关系自发反应是一个自发进行的过程，而自发过程总是能够对外界做功，消耗自身的能量，使自身的能量降低，因而化学反应能自发地向能量降低的方向（H0，放热）进行。通常情况下，放热反应（H0）多数能自发进行，吸热反应（H0）多数不能自发进行。2、熵判据（1）熵：量度体系混乱（或无序）程度的物理量，符号为S。（2）熵判据：体系的混乱度增大，S0，反应有自发进行的倾向。但有些熵减的过程也能自发进行，故只用熵变来判断反应进行的方向也不全面。典型的熵增过程有：气体扩散、固体溶解、固体熔化、液体气化、生成气体或气体体积数增大的反应等。要点诠释：化学反应的方向与熵变的关系对于一个由大量粒子组成的体系，人们定义一个物理量熵（S）来描述体系的混乱度，熵值越大，体系混乱度越大。在同一条件下不同的物质有不同的熵值，而同一物质的熵值与条件有关。例如，对同一物质来说，三种状态下，熵值由大到小的顺序为：S (g)S (l)S (s)。物质的量为1 mol的物质的熵通用Sm表示。对于水的三态的Sm关系：Sm (g)Sm (l)Sm (s)。3、复合判据自由能变化G HTS，其中：G 叫作吉布斯自由能。G H TS 0 反应能自发进行G H TS 0 反应达到平衡状态G H TS 0 反应不能自发进行 要点诠释：化学反应方向的判据当焓变和熵变的影响相反且相差不大时，温度有可能对反应的方向起决定性作用，可以估算反应发生的温度（转向温度）：。化学反应体系的焓变减少（H0）和熵变增加（S0）都有利于反应正向进行。即：H 0, S 0 高温自发；H 0, S 0 低温自发；H 0, S 0 一定不自发；H 0, S 0 一定自发。【典型例题】类型一：焓变、熵变的涵义及与反应自发性的关系例1、碳酸铵(NH4)2CO3在室温下就能自发的分解产生氨气，对其说法正确的是A碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大B碳酸铵分解是因为外界给予了能量C碳酸铵分解是吸热反应，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【答案】A【解析】(NH4)2CO3的分解为吸热反应，而吸热反应不易自发进行；根据焓变与熵变对化学反应的共同影响，该反应熵值一定增大。【总结升华】(1)H<0有利于反应自发进行，自发反应不一定要H<0，焓变是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。(2)S>0，有利于反应自发进行，自发反应不一定要S>0。熵变是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。举一反三：【变式1】有关化学反应的说法，正确的是：A、自发反应都是放热反应B、自发反应都是熵增大的反应C、自发反应一定能实现D、非自发反应在一定条件下也能实现【答案】D【解析】自发反应在一定条件下才能实现，非自发反应在一定条件下也能实现。【变式2】下列过程导致熵增加的是：A一定条件下水由气态变为液态 B水由高处流向低处C碳酸氢铵的分解 DCO点燃时生成CO2【答案】BC【变式3】下列有关S的叙述中，错误的是：AS0的反应不一定是自发反应B固体物质溶于水，这个过程体系的熵增大C生成气体的离子反应，其S0D微粒数增多的反应，一般S0【答案】D【变式4】下列变化的熵变大于零的是： AH2O(l) H2O(g) BCO2(g) CO2(s)CNaOH(aq)+HCl(aq) NaCl(aq)+H2O DNH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)【答案】A类型二：综合运用焓判据和熵判据判断化学反应进行的方向例2、下列说法正确的是（ ）AH0、S0的反应在温度低时不能自发进行BNH4HCO3 (s)=NH3 (g)+H2O (g)+CO2 (g)；H=+185.58 kJ·mol1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【答案】B【解析】依据反应自发进行的复合判据HTS0知：A项H0，S0，则HTS一定小于0，反应能自发进行，而C项则不全面，D项：催化剂只能改变反应速率而不能改变反应的方向。举一反三：【变式1】下列说法中正确的是：A某反应在低温条件下能自发进行，那么高温条件下也一定能自发进行B某反应高温条件下不能自发进行，那么低温条件下也不能自发进行C反应方向是由焓变和熵变共同决定的，与反应温度无关D温度有可能对反应的方向起决定性的作用【答案】D【解析】当H0,S0时，GHTS0 ，反应一定能自发进行；当H0,S0时，GHTS0，反应不能自发进行；当H0,S0或当H0,S0时，反应是否自发与温度有关，一般低温时以焓变影响为主，高温时，以熵变影响为主，而温度影响的大小要视H、S的具体数值而定。【变式2】250和101 kPa时，反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) H= +56.76 kJ/mol，反应能自发进行的原因是：A是吸热反应 B是放热反应 C是熵减少的反应 D熵增大效应大于能量效应【答案】D【变式3】下列说法完全正确的是：A放热反应均是自发进行的反应BS为正值的反应均是自发进行的反应C物质的量增加的反应，S为正值D如果H和S为正值，当温度升高时，反应可能自发进行【答案】D 【解析】反应能否自发进行取决于HTS的大小，若HTS0，则能自发进行。【变式4】反应4Fe(OH)2(s)2H2O(l)O2(g)4Fe(OH)3(s)；H444.3kJ·mol1S280.1J·mol1·K1在常温、常压下反应能自发进行，对于该反应的反应方向起决定性作用的是()A熵变B温度C压强D焓变【答案】D