专题2 第二单元 第1课时 化学反应的方向

第二单元化学反应的方向和限度

第1课时化学反应的方向

[核心素养发展目标] 1.证据推理与模型认知：了解判断化学反应进行方向的三个判据，构建判断化学反应自发性的思维方法模型。2.科学态度与社会责任：根据三个判据的发展过程，理解科学知识的曲折发展历程，增强对化学反应自发性研究重要意义的认识。

一、自发过程和自发反应

1．自发过程

(1)含义：在一定条件下，不用借助外力就可以自发进行的过程。

(2)特点

①能量角度：体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或者释放热量)。

②混乱度角度：在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向。

2．自发反应

(1)定义：在一定温度和压强下，无需外界帮助就能自动进行的化学反应。

(2)自发反应的特征

①具有方向性，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，则其逆反应在该条件下肯定不自发。

②体系趋向于从高能量状态转变为低能量状态。

③体系趋向于从有序体系转变为无序体系。

1．下列不属于自发进行的变化是()

A．红墨水加到清水中使整杯水变红

B．冰在室温下融化成水

C．水电解生成氢气和氧气

D．铁器在潮湿的空气中生锈

答案 C

解析红墨水滴入清水中能使整杯水变红、冰在室温下融化为水、铁器在潮湿空气中生锈等过程都是自发进行的，A、B、D属于自发进行的变化，而水电解生成氢气和氧气的反应必须通电电解才可以进行，不属于自发过程，C项不属于自发进行的变化。

2．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

答案 A

解析判断某反应是否自发，只是判断反应的方向，与是否会发生、反应的快慢、反应的热效应无关。

自发过程的判断

(1)根据条件判断：不是看是否需要条件，而是看是否需要持续施加外力(如加热等)。

(2)根据其逆向过程是否自发判断：若逆向过程自发，则正向过程一定不自发；若逆向过程不自发，则正向过程一定自发。

二、化学反应进行方向的判断依据

1．反应焓变与反应方向

(1)放热反应过程中体系能量降低，因此多数放热反应是自发进行的。

(2) 有不少吸热的反应也能自发进行。

(3)ΔH<0有利于反应自发进行，但自发反应不一定ΔH<0。

焓变是判断反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。

2．反应熵变与反应方向

(1)熵

①熵是衡量一个体系混乱度的物理量。符号：S。

②影响熵值的因素：构成物质的微粒之间无规则排列的程度越大，体系的混乱度越大，熵越大。

(2)熵变：反应前后体系熵的变化，符号：ΔS。

(3)熵变与化学反应进行方向的关系

①ΔS>0体系的混乱度增大，有利于反应自发进行，但自发反应不一定ΔS>0。

②ΔS<0体系的混乱度减小，不利于反应自发进行，但有些ΔS<0的化学反应也能自发进行。

③熵变是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。

3．焓变、熵变对反应方向的共同影响

体系能量减小和混乱度增加都能促使反应自发进行，焓变和熵变共同制约着化学反应进行的方向。

(1)当ΔH＜0，ΔS＞0时，反应一定能自发进行。

(2)当ΔH＞0，ΔS＜0时，反应一定不能自发进行。

(3)当ΔH＞0，ΔS＞0或ΔH＜0，ΔS＜0时，反应是否自发进行与温度有关。

(1)熵增加且放热的反应在常温下一定可实际发生()

(2)反应4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)，在常温下可自发进行，该反应一定为放热反应()

(3)钠和水的反应为熵增加的放热反应，在任何温度下都可自发进行()

(4)NH4HCO3(s)===NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(l)为吸热反应，NH4HCO3只有在低温下才能稳定存在()

(5)常温下，反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)不能自发进行，高温下可自发进行，则该反应的ΔH<0()

答案(1)×(2)√(3)√(4)√(5)×要使反应低温下不自发进行，而高温下能自发进行，则低温时ΔH－TΔS>0，高温时ΔH－TΔS<0，又该反应ΔS>0，则该反应的ΔH必大于零