选修四 专题2 第二单元 化学反应的方向和限度 第1课时-解析版

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 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 就可以 的过程。 (2)特点 ①能量角度：体系趋向于从 状态转变为低能状态(体系对外部 或者 热量)。 ②混乱度角度：在密闭条件下，体系有从 自发转变为 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 ，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 状态转变为 状态。 ③体系趋向于从 体系转变为 体系。 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。 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 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 二、化学反应进行方向的判据 1．焓判据(能量判据) (1)放热反应过程中体系能量 ，因此具有自发进行的倾向，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 ①多数放热反应是自发进行的。例如燃烧反应、中和反应等。 ②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)　ΔH>0 ③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)　ΔH>0 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ΔS)＞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。 (4)熵变与化学反应进行方向的关系 ①许多熵增的反应是自发的，如：2KClO32KCl＋3O2↑； CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑等。 ②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 自发进行。 ②当ΔH＞0，ΔS＜0时，ΔG 0，反应 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，在一定温度下可使ΔG＝0，即反应达到平衡状态。 (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ΔH－TΔS＜0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) 　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4　已知吸热反应：2CO(g)===2C(s)＋O2(g) ，设 ... ...