苏教版选修四化学新素养导学课件:2.2 化学反应的方向和限度(第1课时)
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1、,第1课时 化学反应的方向,专题2 第二单元 化学反应的方向和限度,核心素养发展目标 HEXINSUYANGFAZHANMUBIAO,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。,新知导学 启迪思维 探究规律,达标检测 检测评价 达标过关,内容索引 NEIRONGSUOYIN,01,新知导学,1.自发过程 (1)含义:在一定条件下,不用借助 就可以 的过程。 (2)特点 能量角度:体系趋向于从 状态转变为 状态(体系对外部
2、或者 热量)。 混乱度角度:在密闭条件下,体系有从 自发转变为 的倾向。,一、自发过程和自发反应,外力,自发进行,高能,低能,做功,释放,有序,无序,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 具有 ,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。 体系趋向于从 状态转变为 状态。 体系趋向于从 体系转变为 体系。,方向性,高能量,低能量,有序,无序,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
3、定不自发;若逆向过程不自发,则正向过程一定自发。,特别提示,例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,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。,例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,解析 判断某反应是否自发
4、,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。,1.焓判据(能量判据) (1)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 (能量变化)来判断反应进行的方向,这就是 (能量判据)。 (2)焓变与化学反应进行方向的关系 多数放热反应是自发进行的。例如燃烧反应、中和反应等。 有不少吸热的反应也能自发进行。如 NH4HCO3(s)CH3COOH(aq)=CO2(g)CH3COONH4(aq)H2O(l) H0 还有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行,但在较高温度下则能自发进行。如 CaCO3(g) CaO(s)CO2(g) H0,二、化学反应进行方向的判据,降低
5、,自发,焓变,焓判据,2.熵判据 (1)熵:用来量度体系 程度的物理量。熵值越大, 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 ,即熵变(符号S)零。 (3)熵判据:体系有自发地向混乱度 (即 )的方向转变的倾向,因此可用熵变来判断反应进行的方向。,混乱,混乱,增大,增加,熵增,(4)熵变与化学反应进行方向的关系 许多熵增的反应是自发的,如:,CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2等。 有些熵减的反应也可以自发进行,如: Ca(OH)2(aq)CO2(g)=CaCO3(s)H2O(l)。,3.复合判据 (1)复合判据为体系的自由能变化(符号为G,单位
6、为kJmol1),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,GHTS。 (2)在温度、压强一定的条件下,自发反应总是向GHTS0的方向进行,直到达平衡状态。 当H0,S0时,G 0,反应 自发进行。 当H0,S0时,G 0,反应 自发进行。 当H0,S0或H0,S0时,反应是否自发进行与温度有关,在一定温度下可使G0,即反应达到平衡状态。,能,不能,归纳总结,(1)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。 (2)根据HTS0判断的只是反应自发进行的可能性,具体的反应能否实际发生,还涉及化学反应
7、速率的问题。,例3 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) H444.3 kJmol1 S 280.1 Jmol1K1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(H0)或熵增加(S0)的过程一定是自发的,解析 放热的自发过程可能熵减小,吸热的自发过程是熵增加的过程,A项正确; 根据GHTS444.3 kJmol1298 K(280.1103 k
8、Jmol1K1) 360.83 kJmol10,此时焓变对反应的方向起决定性作用,常温常压下能自发进行,B项正确; 碳酸钙分解反应的H0且S0,同样根据GHTS0可知在高温下可自发进行,C项正确; 焓减小或熵增的过程不一定都是自发进行的,有的反应需在外力作用下才能进行,D项错误。,例4 已知吸热反应:2CO(g)=2C(s)O2(g) ,设H和S不随温度而变,下列说法中正确的是 A.低温下能自发进行 B.高温下能自发进行 C.任何温度下都能自发进行 D.任何温度下都不能自发进行,解析 已知反应:2CO(g)=2C(s)O2(g)的H0,S0,所以HTS0,在任何温度下反应都是不能自发进行的,A
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