高中化学苏教版 (2019)选择性必修1第二单元 化学反应的方向与限度导学案

2.2.1 化学反应的方向

【学习目标】

1．知道自发过程和自发反应的主要特点。

2．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。

【基础知识梳理】

一、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，____________而自发进行的过程。

（2）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．自发反应

（1）在一定条件下能____________的反应。

（2）特点：

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。

一定条件指温度、光照、催化剂、压强等条件。

二、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(ΔH_____0)在反应过程中体系能量_______，因此具有自发进行的倾向。

（2）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________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．熵变与反应的自发性的关系

（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，熵的概念是衡量一个体系________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________，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。

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。

【课堂检测】

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

2．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

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

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＝－1 203.2 kJ·mol－1

③K(s)＋H2O(l)===K＋(aq)＋OH－(aq)＋H2(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：

(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____________________。

参考答案

【基础知识梳理】

一、自发过程和自发反应

1．（1）不借助外力

（2）①能量较高    能量较低    释放    ②有序    无序

2．（1）自动进行

（2）方向性    不能自发进行

二、化学反应自发进行的判据

1．（1）<    降低

（2）放热    吸热

2．（1）有序    无序    增大    混乱度    混乱度

（2）①不同    ②>    >

（3）增大   增大

3．一定自发    一定非自发    低温自发    高温自发

【课堂检测】

1．答案：AB

2．答案：C

解析：可逆反应的两个反应其焓变的数值相等，但是符号(变化趋势)相反，故A项错误；焓变对反应方向有直接影响，但不能决定反应进行的方向，B项错误；焓变为负值的反应多数能自发进行，但有的也不是自发反应，D项错误；焓变为正值，吸收热量，体系能量升高，不利于反应自发进行，C项正确。

3．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。

4． 答案：(1)①自发进行　ΔH＜0，有利自发　ΔS＜0，不利自发　②自发进行　ΔH＜0，有利自发　ΔS＜0，不利自发　③自发进行　ΔH＜0，有利自发　ΔS＞0，有利自发

(2)综合考虑反应的焓变与熵变