化学反应进行的方向---导学案Word版
化学反应的方向
专题二第二单元化学反应的方向和限度第一课时化学反应的方向导学案【使用说明与学法指导】1.请同学们认真阅读课本42-45页,规范完成学案预习自学内容并记熟基础知识,用红色笔做好疑难标记。
2.联系课本知识和学过的知识,小组合作、讨论完成学案合作探究内容;组长负责,拿出讨论结果,准备展示、点评。
3.及时整理展示、点评结果,规范完成学案当堂巩固练习,改正完善并落实好学案所有内容。
【学习目标】1.(1)理解化学反应方向判断的焓判据及熵判据;(2)能用焓变和熵变说明化学反应的方向。
2.通过已有知识及日常生活中的见闻,构建化学反应方向的判据。
学会运用比较、归纳、概括等方法对信息进行加工,构建新知识。
3.通过本节内容的学习,体会事物的发展、变化常常受多种因素的制约,要全面分析问题。
【重点难点】焓减和熵增与化学反应方向的关系课前预习案自发过程:一、反应焓变与反应方向问题1:能自发进行的化学反应都是放热反应吗?试着举一些学过的化学反应的例子。
2:反应焓变是的一个因素,但不是唯一因素。
二、反应熵变与反应方向1、熵:,表示符号:。
熵值越大,越大。
2、同一条件下,不同物质的熵;同一物质的不同聚集状态的熵的关系:3、举出一些熵增加(即体系的混乱度增大)过程的例子:4、熵变:,符号:5、熵增加...的反应有利于反应自发进行,有些反应是熵增加的反应,如:、。
6、只有熵增加的反应可以自发进行吗?,试举例:。
熵变是有关的又一个因素,但不是唯一因素。
三、焓变与熵变对反应方向的共同影响1、在温度、压强一定的条件下,化学反应的方向是反应的和共同影响的结果,反应方向的判据为:△H-T△S<0△H-T△S = 0△H-T△S >02、一定能自发进行的反应是的反应;一定不能自发进行的反应是的反应。
3、判据△H-T△S 指出的是在一定条件下,即反应发生的可能性,它并不能说明,因为反应能否进行还涉及。
【预习自测】1.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的B.自发反应一定是熵增大,非自发反应一定是熵减少或不变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2.下列反应是自发进行的吸热反应的是A.NaOH+HCl=NaCl+H2OB.NH4Br(s)=NH3(g)+HBr(g)C.2CO+O2=CO2D.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)3.对于化学反应方向的确定,下列说法不正确的是A在温度、压强一定的情况下,焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向B温度、压强一定时,放热的熵增加反应一定能自发进行C反应焓变是决定反应能否自发进行的惟一因素D固体的溶解过程与焓变有关4.已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为C(石墨、s)+ O2(g)= CO2(g)ΔH2= —393.5kJ/mol,C(金刚石、s)+ O2(g)= CO2(g) ΔH2= —395.4kJ/mol。
最新高中化学-化学反应进行的方向导学案2 精品
【学习目标】1、了解焓判椐和熵判椐的基本内容。
2、了解化学反应的焓变与熵变对反应进行方向的影响。
预习案1、认真研读教材34-35页,进行基础知识梳理,并勾画课本的基本概念,熟记基础知识。
2、将预习中不能解决的问题标识出来,并写到“我的疑问”处。
【知识梳理】科学家根据体系存在着力图使自身能量趋于“”和由“”变为“”的自然现象,提出了焓判据和熵判据。
一、焓判据科学家提出用_________(符号为_________)来判断反应进行的方向,这就是焓判据。
放热反应过程中体系能量_________,因此具有_________进行的倾向。
结论:△H 0的过程,有自发进行的倾向。
二、熵判据在密闭条件下,体系有_______________ __ 的倾向。
因为与有序体系相比,_________“更加稳定”,科学家用_________(符号为_________)来量度这种_________ 的程度。
在与外界隔离的体系中,自发过程将导致体系的熵,即_________(符号为_________)大于零,这个原理叫做_________ 。
在用来判断________ _ 时,就称为熵判据。
结论:1.△S 0的过程,有自发进行的倾向。
2.同一物质,应该存在着时的熵值最大,时次之,时最小。
探究案【思考讨论】1、“放热反应有自发进行的倾向,吸热反应不能自发进行”,你同意这种说法吗?结合曾经学习的反应举例说明。
2、发生离子反应的条件之一是生成气体,试利用上面讲的熵判据加以解释。
3、为何物质的溶解是自发过程?4、“熵增的过程能自发进行,熵减的过程不能自发进行”这种说法正确吗?请结合实例加以说明。
结论:。
通过上述结论,只有综合考虑两者的复合判据,才能准确判定所有化学反应进行的方向。
三、*复合判据(自由能变化)综合考虑________ __和_____ ___组合而成的复合判据,适合于所有的过程。
体系自由能变化(符号为__________,单位为__________)综合考虑了焓变和熵变对体系的影响:_____________________ ___。
化学反应进行的方向(第一课时)学案
第二章化学反应速率和化学平衡第四节化学反应进行的方向(第一课时)一、教材分析在学生学习了化学反应及能量变化、化学反应速率、化学反应限度之后,教材安排了难度较大的化学反应进行的方向的内容。
根据新课标的要求,降低难度,仅限于达到知道、了解的层次即可。
因此教材力图从日常生活中所见所闻以及常见的化学反应出发,让学生了解放热反应的自发性和某些吸热过程也能自发发生的合理性,从而体会能量最低原理在化学过程中的存在。
引出“熵”的概念,但没有给出明确的定义。
对于孤立体系的自发过程是熵增大的过程这条重要的原理,为了加深学生对化学反应进行方向的认识,仍旧利用日常生活中见闻诱导学生得出:根据反应的焓变和熵变的大小,只能判断反应自发进行的可能性,不能决定反应是否一定发生或反应速率的大小。
事物的发展、变化常常受多种因素的制约,通过上述介绍,力图使学生学会全面分析问题。
二、教学设计思路教学中对于化学反应进行方向的问题要充分发挥学生的想象力,在他们的热烈交流中,逐渐得出化学反应总是向着使体系能量降低的方向进行。
对熵的教学,只停留在混乱度这个层面上,混乱度增大能使体系能量降低。
在整个教学活动中要营造一个能让学生展现自我的氛围,充分发展学生的思维,要多向互动,充分交流,为学生主动构建、发展自己的知识体系提供帮助,达到能利用焓变和熵变说明化学反应的方向。
通过实例说明两种判断都不是绝对的,最后整理二者的复合判据才是自以反应的判断标准。
通过这节课感触最大的是应该和同行多做交流。
这节课不能说的过与详细,只是泛泛的了解,在授课时要做到了使学生解了相关内容,但不会有太多疑问。
枯燥难懂的内容,怎样激发学生的学习兴趣等等,都是要向同行多做学习才行。
本节课的内容有难度但要求低,所以很顺利地完成了教学任务,但在教学中有些问题要反思整理。
按照探究式的教学模式及新课标的要求,大部分内容都是由学生自行阅读讨论后总结归纳的,学生的主体作用发挥得很好,课堂气氛活跃,学生的积极性很高。
第四节 化学反应进行的方向导学案
第四节化学反应进行的方向导学案本资料为woRD文档,请点击下载地址下载全文下载地址课件www.5yk 第四节化学反应进行的方向学习目标:1、了解熵的基本涵义及能量判椐和熵判椐的基本内容。
2、能利用能量判椐、熵判椐和复合判据对反应进行方向的判断。
重点、难点:能利用能量判椐、熵判椐和复合判据对反应进行方向的判断。
自主学习一、自发过程和自发反应.自发过程:在一定条件下不需要外力作用就能_。
2.自发反应:在给定的一组条件下,一个反应可以___进行到显著程度,就称为自发反应。
二、能量判椐(焓判据)放热反应过程中体系能量____,因此具有_进行的倾向,科学家提出用___来判断反应进行的方向,这就是焓判据。
三、熵判据在密闭条件下,体系有___的倾向。
因为与有序体系相比,___________“更加稳定”,科学家用_(符号为____)来量度这种的程度。
在与外界隔离的体系中,自发过程将导致体系的熵增大,即__(符号为__)大于零,这个原理叫做___。
在用来判断__时,就称为熵判据。
对于同一种物质,气态时熵增___,液态时次之,固态时最小。
四、自由能变化(符号为___):ΔG=___。
ΔG=ΔH-TΔS<0反应能自发进行;ΔG=ΔH-TΔS=0反应达到平衡状态;ΔG=ΔH-TΔS>0反应不能自发进行。
当ΔH<0,ΔS>0时,反应__进行;ΔH>0,ΔS<0时,反应进行;ΔH>0,Δs>0时,或ΔH<0,Δs<0时,温度决定了反应是否自发进行。
五、化学反应进行的方向事实告诉我们,过程的自发性只能用于__,不能判断过程是否一定发生和过程发生的速率。
综合考虑__和____组合而成的复合判据,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。
合作探究一、能量变化和熵变与化学反应的关系任何反应体系都有趋向于从转变为和从自发地转变为倾向。
选修四第二章第四节化学反应进行的方向 导学案
选修四第二章第四节化学反应进行的方向课前预习学案一、预习目标:1、能用焓变和熵变说明化学反应的方向。
2、应用焓变和熵变解释日常生产生活中的现象二、预习内容:34页1、科学家根据体系的存在着使体系总能量趋向于,也就是⊿H 0的趋势,也存在使体系由有序向无序转化(⊿S 0)的自然现象,提出了焓判据和熵判据。
2、很多自发过程的共同特点是,体系趋向于__________________,如________________、_________________。
在化学反应中,_____________常常是容易发生的。
科学家由此提出用_____________来判断反应进行的方向,这就是_____________。
思考一、19世纪的化学家们曾认为决定化学反应能否自发进行的因素是反应热:放热反应可以自发进行,而吸热反应则不能自发进行。
你同意这种观点吗?结合曾经学习的反应举例说明。
三、预习内容:35页1、与有序体系相比,无序体系更加_________。
科学家用熵(符号:_______)来度量这种_________________。
注意:1)、混乱度的增加意味着体系变得更加无序。
2)、体系的有序性越高,即混乱度越低,熵值就越,有序变为无序——为___ 的过程。
(填“熵增”或“熵减”)⊿S 0 。
3)、熵值的大小判断:气态液态固态2、在与外界隔离的体系中,自发过程将导致体系的增大,这个原理也叫做原理。
在用来判断过程的方向时,就称为判据。
不难理解,即使是同一物质,应该存在着时的熵值最大,时次之,时最小的这样一种普遍规律。
思考二:发生离子反应的条件之一是生成气体。
试利用上面讲的熵判据加以解释,由此你对于理论的指导作用是否有新的体会。
探究:有些熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行,如:-10℃的液态水会自动结冰成为固态,就是熵减的过程(但它是放热的);所以,反应熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素,但也不是因素。
只有将两者组合而成的复合判据,才能准确判定所有化学反应进行的方向。
《化学反应的方向》 导学案
《化学反应的方向》导学案一、学习目标1、理解自发反应和非自发反应的概念。
2、了解判断化学反应方向的焓判据和熵判据。
3、能用焓变和熵变说明化学反应的方向。
二、知识梳理(一)自发过程和自发反应1、自发过程在一定条件下,不需要外力作用就能自动进行的过程。
例如:水由高处流向低处;热从高温物体传向低温物体。
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化学反应。
(二)焓判据1、焓变(ΔH)焓变是指化学反应中生成物与反应物的焓值差。
2、焓判据多数能自发进行的化学反应是放热反应,即ΔH<0。
例如:酸碱中和反应、燃烧反应等。
但有些吸热反应也能自发进行,所以焓变不是判断反应能否自发进行的唯一因素。
(三)熵判据1、熵(S)熵是用来描述体系混乱度的物理量。
体系的混乱度越大,熵值越大。
2、熵变(ΔS)熵变等于生成物的熵值总和减去反应物的熵值总和。
3、熵判据在与外界隔离的体系中,自发过程将导致体系的熵增大,即ΔS>0。
例如:固体溶解于水、气体扩散等。
但有些熵减的反应也能自发进行,所以熵变也不是判断反应能否自发进行的唯一因素。
(四)复合判据(自由能判据)在温度、压强一定的条件下,化学反应的方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果,可用自由能变化(ΔG)来综合判断反应的方向。
ΔG =ΔH TΔS当ΔG<0 时,反应能自发进行;当ΔG = 0 时,反应达到平衡状态;当ΔG>0 时,反应不能自发进行。
三、典型例题例 1:下列过程属于自发过程的是()A 水由低处往高处流B 气温升高冰雪融化C 电解水生成氢气和氧气D 生锈的铁钉变成铁粉解析:A 选项,水由低处往高处流需要外力作用,不是自发过程;B 选项,气温升高冰雪融化是自发过程;C 选项,电解水生成氢气和氧气需要通电,不是自发过程;D 选项,生锈的铁钉变成铁粉是熵减过程,不能自发进行。
答案:B例 2:下列说法中正确的是()A 凡是放热反应都是自发的,吸热反应都是非自发的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 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实现解析:A 选项,有些吸热反应也是自发的,焓变不是判断反应能否自发进行的唯一因素;B 选项,有些熵减的反应也能自发进行,熵变不是判断反应能否自发进行的唯一因素;C 选项,熵增加且放热的反应,ΔG =ΔH TΔS<0,一定是自发反应;D 选项,非自发反应在一定条件下也能实现。
化学反应进行的方向第1课时
《选修四第二章第四节 化学反应进行的方向》导学案(第1课时)高二 班 第 组 姓名 组内评价 教师评价【课标要求】1、理解焓变和熵变对化学反应的共同影响。
2、学会应用能量判据和熵判据分析化学反应进行的方向。
【难点重点】1、焓变、反应热的概念;2、从化学键角度认识化学反应能量变化的原因【新课导学】研究化学反应进行的快慢——化学反应速率问题 研究化学反应进行的程度——化学平衡问题研究化学反应能否发生的问题——化学反应进行的方向 1、生活中的自发过程①自然界中水总是从高处往低处流; ②墨水扩散,食盐溶解于水③生活中一般在室温下,冰块会融化;铁器暴露在潮湿空气中会生锈;甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧,这些过程都是自发的,其逆过程就是非自发的。
④ 生活中电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动,其反方向也不会自动进行;高山流水 冰雪融化 花开花谢 (1)自然界中水由高处往低处流是自发过程,其逆过程就是非自发过程,甲烷与氧气混合遇火就燃烧是自发反应,其逆向是非自发反应。
(2)自发过程和自发反应可被利用来完成有用功。
如向下流动的水可推动机器 ,甲烷燃烧可在内燃机中被利用来做功,可将氢气燃烧反应设计成燃烧电池等。
(3)非自发过程要想发生,则必须对它做功,如利用水泵可将水从低处流向高处,通电可将水分解生成氢气和氧气。
(4)在讨论过程的方向时,指的是没有外界干扰时体系的性质。
如果允许外界对体系施加某种作用,就可能出现相反的结果。
如水泵可以把水从低水位升至高水位;用高温可使石灰石分解。
实现后者的先决条件是要向体系中输入能量,该过程的本质仍然是非自发性的。
(5)反应的自发性也受外界条件的影响。
如常温下石灰石分解生成生石灰和二氧化碳是非自发性的,但在1273K 时,这一反应就是自发的反应。
自发过程:在一定条件下,不借助外部力量就能自动进行的过程。
自发反应:在一定温度、压强下,不借助(光、电能等)外部力量即能进行,或具有发生的可能性的反应称为自发反应。
化学反应进行的方向导学案
第二章第四节化学反应进行的方向(共1课时)一、教材分析在学生学习了化学反应及其能量变化、化学反应速率、化学反应的限度之后,教材安排了难度较大的化学反应进行的方向的内容。
对于自由能知识,仅限于达到知道、了解的层次即可。
事物的发展、变化常常受多种因素的制约,通过焓变、熵变的介绍,力图使学生学会全面分析问题。
二、学情分析学生在学习了化学反应速率、化学平衡及其影响因素的基础上,抽象思维能力提高很多,本节降低难度后,学生应该能掌握重点内容。
【学习目标】1、了解自发反应和非自发反应的含义。
2、了解熵的大小判断方法;焓判据及熵判据的局限性。
(重点、难点)假设你是一名化工厂工程师,需要把一个化学反应投入生产,针对化学反应而言,你需要考虑哪些问题?生产的可行性问题——反应进行的方向生产的效率问题——化学反应的速率产率问题——化学平衡“你们都知道热水吧?”“那冷水呢?”“那么如果把一杯热水靠近一杯冷水,会怎么样?”“变温水啊!”“为什么?”“热量由热水传到冷水啊!简单!”“是吗?冷水为什么不把热量传给热水呢?”“老师,如果是这样,冷水就愈来愈冷,热水就愈来愈热,这不合理嘛!日常生活经验不是这样啊!”“不要谈经验,要谈道理。
为什么热量就必须依循这个「固定方向」,由热水传到冷水呢?”“方向?”“是啊,我再问,一块木头被火烧了,就成为水、气体和热量,那为什么没有人能把气体加水、加热量又反应成那块木头?我们所经验的宇宙,是不是一直依着一种固定的方向,在进行各种物理的作用或化学的反应?也许大家说这是经验。
我相信这个背后有个原理,有个原因。
”在黑板上写下“entropy”,“energy”一、大自然是人类最好的老师!目标1.自发过程与自发反应(1)水电解生成氢气和氧气属于自发反应 ( )(2)氢气与氧气点燃生成水属于自发反应 ( )(3)自发反应一定会发生 ( )(4)能自发进行的反应速率一定很大 ( )(5)能自发进行的反应都是易发生的反应 ( )目标2:自发反应的焓判据(能量判据)自发过程共同点一:高山流水、自由落体和电流的流向这些自发过程都是由状态转变成状态,表明能量越越稳定。
化学反应进行的方向---导学案精编版
第4节化学反应的方向导学案[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。
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,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体系趋向于从状态转变为状态(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,属于放热反是。
探究点一化学反应进行的方向与焓变、熵变的关系Array 1.化学反应进行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,为热反应,体系能量由到,趋向,该过程一般自发进行。
②图2表示的反应能量,为热反应,体系能量由到,趋向,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:①NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l),酸碱中和反应是热反应,ΔH0,常温下自发进行。
②2Na(s)+2H2O(l)===2NaOH(aq)+H2(g),该反应是热反应,ΔH0,常温下自发进行。
③NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)===CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)ΔH>0,该反应在常温下自发进行。
④CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)ΔH>0,该反应在常温下自发进行,但在较高温度下自发进行。
(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素之一,但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。
(完整版)化学反应进行的方向导学案
(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。
B.ΔH<0,ΔS>0
C.ΔH>0,ΔS>0
D.ΔH<0,ΔS<0
9.298 K和1.00×105Pa时,反应2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)ΔH=56.7 kJ·mol-1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
三、复合判据的应用
(1)2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)。
(2)H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)。
(3)(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)+NH3(g)。
(4)Cu(s)+Cl2(g) CuCl2(s)。
4.判断下列反应的熵值的变化,在每小题后面的横线上填上“增大”、“减小”或“无明显变化”。
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。
[活学活用]
3.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.NH4HCO3(s)===NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)ΔH=185.57 kJ·mol-1,能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向
①NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l),酸碱中和反应是热反应,ΔH0,常温下自发进行。
高中化学导学案-第四节化学反应进行的方向
第四节化学反应进行的方向【明确学习目标】1.了解自发过程和自发反应的主要特点。
2.了解焓判据、熵判据的含义,会用焓变和熵变判断反应进行的方向。
课前预习案【知识回顾】1.思考,下列过程属非自发的是①飞流直下三千尺②盐酸溶液和氢氧化钠溶液混合③气体由密度高的地方向密度低的地方扩散④煤的燃烧⑤铁在潮湿的空气中会生锈⑥室温下水结成冰⑦氯化钠固体溶于水⑧氢氧化钡晶体和氯化铵晶体混合搅拌⑨碳酸钙室温下分解⑩水在室温下分解为氢气和氧气。
2.分析思考,上述自发过程具有怎样的特点?【新课预习】学生阅读教材P34~P36,并思考下列问题:1.什么叫自发过程、非自发过程,自发反应一定能发生,非自发反应一定不能发生,两者之间有什么样的关系?2.什么叫焓判据,熵是什么,什么叫熵判据?3.如何用综合判据判断一个过程的自发性?【预习中的疑难问题】课堂探究案一、【合作探究1:自发过程和焓变的关系】1.下列反应在一定条件下都能自发进行,你知道这些反应能自发进行的主要原因吗?C3H8(g)+ 5O2(g) = 3CO2(g)+ 4H2O(l) △H = -2217.5 kJ·mol-12Na(s)+ Cl2(g) = 2NaCl(s) △H = -822 kJ·mol-14Fe(s)+ 3O2(g) = Fe2O3(s) △H = -1648.4 kJ·mol-1H2(g)+ F2(g) = 2HF(g) △H = -546.6 kJ·mol-1共同点:2.思考:下列几个反应在常温常压下均能自发进行,那么是不是所有自发进行的化学反应都是放热的?2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)△H﹥02N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) △H﹥0(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)△H﹥0总结:△H<0有利于反应自发进行,但自发反应要△H<0;焓变只是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素。
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第4节化学反应的方向导学案[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。
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,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体系趋向于从状态转变为状态(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,属于放热反是。
3.自发过程和自发反应自发过程自发反应含义在温度和压强一定的条件下,就能自发进行的过程在给定的一组条件下,可以进行到显著程度的化学反应特征具有,即反应的某个方向在一定条件下是自发的,而其逆方向在该条件下是肯定的举例高山流水,自由落体运动钢铁生锈应用(1)可被用来完成有用功。
如H2燃烧可设计成原电池(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(1)根据下图,回答有关问题。
①图1表示的反应能量,为热反应,体系能量由到,趋向,该过程一般自发进行。
②图2表示的反应能量,为热反应,体系能量由到,趋向,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:①NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l),酸碱中和反应是热反应,ΔH 0,常温下自发进行。
②2Na(s)+2H2O(l)===2NaOH(aq)+H2(g),该反应是热反应,ΔH 0,常温下自发进行。
③NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)===CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l) ΔH>0,该反应在常温下自发进行。
④CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH>0,该反应在常温下自发进行,但在较高温度下自发进行。
(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素之一,但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。
2.化学反应进行的方向与熵变的关系(1)熵的概念自发过程的体系趋向于由转变为,体系的混乱度。
体系的混乱度常用熵来描述,熵的概念是表示体系的程度的物理量,其符号为S。
熵值越大,体系的越大。
(2)影响熵大小的因素①同一条件下,不同的物质熵值。
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)。
(3)熵判据在与外界隔离的体系中,自发过程将导致体系的熵,这个原理叫做。
在用来判断反应进行的方向时,就称为熵判据。
①当ΔS>0时,反应为反应,在一定条件下自发进行。
②当ΔS<0时,反应为反应,在一定条件下自发进行。
(4)反应熵变是与反应进行的方向有关的因素之一,但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。
如:2Al(s)+Fe2O3(s)===Al2O3(s)+2Fe(s) ΔS=-39.35 J·mol-1·K-1,该反应为熵减小的反应,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。
[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向,在实际的化学变化中,ΔH与ΔS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。
[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D.焓变为负值的反应都能自发进行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)。
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 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(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反应时,可能会出现相反的判断结果。
(2)复合判据是ΔH -T ΔS 。
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 -T ΔS <0的方向进行,直至达到平衡状态。
ΔH -T ΔS <0 反应能自发进行 ΔH -T ΔS =0 反应达到平衡状态 ΔH -T ΔS >0 反应不能自发进行2.判断下列反应在常温常压下能自发进行的是________。
(1)2KClO 3(s)===2KCl(s)+3O 2(g)ΔH =-78.03 kJ·mol -1ΔS =494.4 J·mol -1·K -1(2)CO(g)===C(s ,石墨)+12O 2(g)ΔH =110.5 kJ·mol -1 ΔS =-89.36 J·mol -1·K -1(3)4Fe(OH)2(s)+2H 2O(l)+O 2(g)===4Fe(OH)3(s) ΔH =-444.3 kJ·mol -1ΔS =-280.1 J·mol -1·K -1(4)CaCO 3(s)===CaO(s)+CO 2(g)ΔH =178.2 kJ·mol -1ΔS =169.6 J·mol -1·K -1[归纳总结]1.复合判据判断反应方向的有关规律(1)若ΔH <0,ΔS >0,则反应一定能自发进行。
(2)若ΔH >0,ΔS <0,则反应一定不能自发进行。
(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 -T ΔS 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。
[活学活用]3.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 4HCO 3(s)===NH 3(g)+H 2O(g)+CO 2(g) ΔH =185.57 kJ·mol -1,能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向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 课堂检测1.下列说法中不正确的是( )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2.碳铵(NH 4HCO 3)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.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,根据焓判据,不能自发分解D.碳酸盐都不稳定,都能自发分解3.已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为 ①C(s,石墨)+O 2(g)===CO 2(g)ΔH =-393.5 kJ·mol -1②C(s,金刚石)+O 2(g)===CO 2(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4.判断下列反应的熵值的变化,在每小题后面的横线上填上“增大”、“减小”或“无明显变化”。
(1)2H 2(g)+O 2(g)=====点燃2H 2O(l) 。
(2)H 2(g)+Cl 2(g)=====点燃2HCl(g) 。
(3)(NH 4)2CO 3(s)===NH 4HCO 3(s)+NH 3(g) 。
(4)Cu(s)+Cl 2(g)=====点燃CuCl 2(s) 。
4.判断下列反应的熵值的变化,在每小题后面的横线上填上“增大”、“减小”或“无明显变化”。
(1)2H 2(g)+O 2(g)=====点燃2H 2O(l) (2)H 2(g)+Cl 2(g)=====点燃2HCl(g) 。
(3)(NH 4)2CO 3(s)===NH 4HCO 3(s)+NH 3(g) (4)Cu(s)+Cl 2(g)=====点燃CuCl 2(s) 。
课后提升学案 一、自发过程的判断 1.下列过程是非自发的是 ( )A .水由高处向低处流B .天然气的燃烧C .铁在潮湿的空气中生锈D .室温下液态水结成冰2.实验证明,多数能自发进行的反应都是放热反应。
对此说法的理解正确的是 ( ) A .所有的放热反应都是自发进行的 B .所有的自发反应都是放热的C .焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素D .焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据 3.知道了某过程有自发性之后,则 ( )A .可判断出过程的方向B .可确定过程是否一定会发生C .可预测过程发生完成的快慢D .可判断过程的热效应二、化学反应进行的方向与焓变、熵变的关系 4.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 5.下列有关反应的方向说法不正确的是 ( )A .放热的自发过程都是熵值减小的过程B .吸热的自发过程常常是熵值增加的过程C .水自发地从高处流向低处,是趋向能量最低状态的倾向D .常用能量判据、熵判据组成的复合判据判断反应进行的方向 6.下列自发反应可用焓判据来解释的是 ( )A .2N 2O 5(g)===4NO 2(g)+O 2(g)ΔH =56.7 kJ·mol -1B .(NH 4)2CO 3(s)===NH 4HCO 3(s)+NH 3(g)ΔH =74.9 kJ·mol -1 C .2H 2(g)+O 2(g)===2H 2O(l)ΔH =-572 kJ·mol-1D.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)ΔH=178.2 kJ·mol-17.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>0B.纯碳和氧气反应生成CO(g):ΔS>0C.水蒸气变成液态水:ΔS>0D.CaCO3(s)加热分解为CaO(s)和CO2(g):ΔS>08.冰融化为水的过程的焓变和熵变正确的是( ) A.ΔH>0,ΔS<0B.ΔH<0,ΔS>0C.ΔH>0,ΔS>0D.ΔH<0,ΔS<09.298 K和1.00×105 Pa时,反应2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g) ΔH=56.7 kJ·mol-1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三、复合判据的应用10.下列关于化学反应的自发性叙述正确的是( ) A.焓变小于0而熵变大于0的反应肯定是自发的B.焓变和熵变都小于0的反应肯定是自发的C.焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的D.熵变小于0而焓变大于0的反应肯定是自发的11.已知在等温等压条件下,化学反应方向的判据为ΔH-TΔS<0 反应能正向自发进行ΔH-TΔS=0 反应达到平衡状态ΔH-TΔS>0 反应不能自发进行设反应A===D+E ΔH-TΔS=(-4 500+11T) J·mol-1,要防止反应发生,温度必须( ) A.高于409 KB.低于136 KC.高于136 K而低于409 KD.低于409 K12.已知反应2CO(g)===2C(s)+O2(g)的ΔH为正值,ΔS为负值。