【同步讲义】高中化学（苏教版2019）选修第一册--2.2.1 化学反应的方向 讲义

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第二单元　化学反应的方向与限度
第1课时　化学反应的方向
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课程标准
课标解读
1．知道化学反应是有方向的，知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。
2．能结合实验现象认识自发反应的概念。
3．能综合考虑反应的焓变和熵变，据此判断简单反应的方向。
1．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。(证据推理与模型认知)
2．根据焓变、熵变及综合判断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。(科学态度与社会责任)

知识精讲

知识点01 自发过程和自发反应
1．自发过程
（1）自发过程是在一定条件下，不借助外力而自发进行的过程。
（2）特点：
①体系趋向于从能量较高状态转变为能量较低状态(体系对外部做功或者释放热量)。
②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）在一定条件下能自动进行的反应。
（2）特点：
具有方向性，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不能自发进行的。
一定条件指温度、光照、催化剂、压强等条件。
【即学即练1】下列现象的发生，你认为是自发过程的有_______。
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
答案：AB
解析：自发过程是在一定条件下，不借助外力而自发进行的过程，由此可以判断。

知识点02 化学反应自发进行的判据
1．焓变与反应的自发性的关系
（1）焓判据：
放热反应(ΔHS(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增大，这个原理叫做熵增原理。在用熵变来判断过程的方向时，就称为熵判据。
若化学反应为熵增（ΔS>0）反应，反应过程中反应体系的混乱度增大，在一定条件下能自发进行。
（4）自发反应与熵变的关系
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。
【即学即练3】下列对熵变的判断中不正确的是(　　)
A．少量的食盐溶解于水中：ΔS＞0
B．纯碳和氧气反应生成CO(g)：ΔS＞0
C．气态水变成液态水：ΔS＞0
D．CaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g)：ΔS＞0
答案：C
解析：食盐溶于水是典型的熵增加过程；2C(s)＋O2(g)===2CO(g)，气体的物质的量增大，为熵增大的反应；气态水变成液态水是体系混乱度减小的过程，为熵减小的过程；CaCO3(s)的分解产生了气体，为熵增大的反应。
3．化学反应的自发性的判断依据
在恒温、恒压，非体积功为0的情况下，综合考虑焓变和熵变，可以判断反应能否自发进行。
焓变ΔH
熵变ΔS
ΔH-TΔS的值
反应能否自发进行
0
0
0
一定非自发
0
D．CaCO3(s)加热分解为CaO(s)和CO2(g)：ΔS>0
答案：C
解析：熵变是依据混乱度来取值的。混乱度的大小取决于能够自由运动的粒子的数目。因此A、D均因增大了混乱度而熵增大。C项由于气体变为液体而混乱度减小，故应是熵减小。B中由于产生的一氧化碳分子数大于消耗的氧气分子数，所以混乱度应该增大(炭是固体，认为粒子排列有序，混乱度很低)。
7．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
答案：C
解析：一个反应是不是自发的，ΔH和ΔS都对反应有影响，不由单方面决定，A、B错误；熵增加即ΔS>0，放热反应即ΔHS(s)，故气体→液体→固体是熵减小的变化，反之是熵增大的变化。
11．在温度、压强一定的情况下，反应方向可根据ΔH－TΔS的正负判断，如果ΔH－TΔS0，说明石墨变成金刚石需吸收能量，则说明金刚石比石墨能量高，不稳定。
2．已知在等温等压条件下，化学反应方向的判据为
ΔH－TΔS0　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 K B．低于136 K
C．高于136 K而低于409 K D．低于409 K
答案：A
解析：要防止反应发生需满足ΔH－TΔS>0的条件，解不等式得T>409，故A正确。
3．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
答案：A
解析：①当ΔH>0，ΔS>0时，不能判断ΔH－TΔS的正负，与T有关。
②当ΔH>0，ΔS0，非自发反应。
③当ΔH0时，ΔH－TΔS