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    高二化学备课组  2020.4.27

自主学习：了解判断化学反应进行方向的依据

目标预设：

一、自发反应

概念：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。

例1 　下列不属于自发进行的变化是(　　)

A．硝酸铵溶于水

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

二、化学反应进行方向的判据

1．焓变：放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向。

2．熵变：

(1)熵：用来量度体系混乱程度的物理量。熵值越大，混乱程度越大。符号为S。

(2)熵增原理：在与外界隔绝的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，即熵变ΔS＞0，有自发进行的倾向。

3．复合判据

(1)复合判据为体系的自由能变化(符号为ΔG，单位为kJ·mol^－1)，综合考虑了焓变和熵变对体系的影响，可用于化学反应自发进行方向的判断，ΔG＝ΔH－TΔS。

(2)在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向ΔG＝ΔH－TΔS＜0的方向进行，直到达平衡状态。

①当ΔH＜0，ΔS＞0时，ΔG＜0，反应任意温度能自发进行。

②当ΔH＞0，ΔS＜0时，ΔG＞0，反应任意温度不能自发进行。

③当ΔH＞0，ΔS＞0时，反应是否自发进行与温度有关，较高温度下反应自发进行。

④当ΔH＜0，ΔS＜0时，反应是否自发进行与温度有关，较低温度下反应自发进行。

特别提醒：

焓变和熵变都与反应的自发性有关，又都不能独立地作为自发性的判据，要判断反应进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变。

例2 　下列关于焓判据和熵判据的说法中，不正确的是(　　)

A．放热的自发过程可能是熵减小的过程，吸热的自发过程一定为熵增加的过程

B．4Fe(OH)₂(s)＋2H₂O(l)＋O₂(g)===4Fe(OH)₃(s) 　

ΔH＝－444.3 kJ·mol^－1　ΔS＝－280.1 J·mol^－1·K^－1在常温常压下能自发进行

C．在室温下碳酸钙的分解反应不能自发进行，但同样是这个吸热反应在较高温度(1 200 K)下则能自发进行

D．放热过程(ΔH＜0)或熵增加(ΔS＞0)的过程一定是自发的

例3 　回答下列问题：

(1)用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解CO₂，发生反应：2CO₂(g)===2CO(g)＋O₂(g)，该反应的ΔH        (填“>”“<”或“＝”，下同)0，ΔS      0，在低温下，该反应      (填“能”或“不能”)自发进行。

(2)超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO₂和N₂，化学方程式为2NO＋2CO==2CO₂＋N₂。反应在常温下能够自发进行，则反应的ΔH        (填“>”“<”或“＝”)0。

(3)已知：CaSO₄(s)＋CO(g) ===CaO(s)＋SO₂(g)＋CO₂(g)   ΔH＝218 kJ·mol^－1，该反应能够自发进行的反应条件是        。

反思感悟：

对反应进行方向判断的讨论