人教版化学选修四 2.4 化学反应进行的方向 导学案（含答案）

高二化学人教版选修四导学案 第二章 第4节 化学反应进行的方向 【学习目标】 1、了解熵的基本涵义及能量判椐和熵判椐的基本内容 2、能利用能量判椐、熵判椐和复合判据对反应进行方向的判断 【主干知识梳理】 ①自然界中水总是从高处往低处流 ②电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动 ③室温下冰块自动融化 ④铁器暴露在潮湿的空气中会生锈 ⑤墨水扩散 ⑥食盐溶解于水 ⑦煤气与空气点燃就燃烧 ⑧火柴棒散落 一、自发过程和自发反应 1、自发过程 (1)含义：在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程 (2)特点：①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量) ②在密闭条件下，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定) 2、非自发过程：在一定条件下，需要外力作用而进行的过程 3、自发反应：在一定条件下无需外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应 特别说明：(1)外界帮助是指温度和压强外的条件，如：通电、光照等 (2)自发反应在恰当条件下才能实现 4、生活中的自发过程和自发反应 ①自然界中水由高处往低处流，而不会自动从低处往高处流 ②生活中电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动，其反方向也不会自动进行 ③在室温下，冰块会自动融化 ④铁器暴露在潮湿空气中会生锈 ⑤香水香气的扩散 ⑥蔗糖溶于水使整杯水变甜 ⑦甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧 ⑧生石灰投入水中放热生成熟石灰 ⑨酒精的燃烧、铁粉与硫粉反应等 (有些反应虽需点燃或加热，但一旦发生就能自发的进行下去) 5、注意的问题 (1)自发过程和自发反应的应用 ①具有方向性，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，则其逆方向的反应在该条件下肯定不自发，如铁器暴露于潮湿的空气 中会生锈，是自发的，则铁锈变为铁在该条件肯定不是自发的 ②一般的，如果一个过程是自发的，则其逆过程就是非自发的。非自发过程要想发生，则必须对它做功，如利用水泵可将水从低 处抽向高出，通电可将水分解生成氢气和氧气 ③用来完成有用功。如向下的水流可推动机器，汽油的燃烧可在内燃机中被用来做功，锌与硫酸铜溶液的反应可设计成原电池， 可将氢气的燃烧反应设计成燃料电池 (2)过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率 如：涂有防锈漆和未涂有防锈漆的钢制器件，其发生腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现 二、化学反应进行方向的判据 下列反应在一定条件下都能自发进行，这些反应的共同点是什么？ 甲烷燃烧： CH4(g) + 2O2(g) =CO2(g) + 2H2O(l) △H = -890.3 kJ·mol-1 钠在氯气中燃烧：2Na(s) + Cl2(g) = 2NaCl(s) △H = -822 kJ·mol-1 铁生锈： 4Fe(s) + 3O2(g) = Fe2O3(s)　　 △H = -1648.4 kJ·mol-1 氢气和氟气反应：H2(g) + F2(g) = 2HF(g)　　　　 △H = -546.6 kJ·mol-1 共同特点：△H < O 即放热反应 放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定，△H < 0有利于反应自发进行 1、能量判据(焓判据)：自发过程的体系总是趋向于从高能量状态转变为低能量状态(这时体系会对外做功或者释放热量)，表现为焓 变△H﹤0，这一经验规律就是能量判据，判断反应进行方向的依据是焓变，即焓判据。 研究表明，对于化学反应而言，绝大多数放热反应都能自发进行，且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应越完 全。可见，反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一 思考：是不是所有自发进行的化学反应都是放热的？ (1)吸热的自发过程 ①室温下冰块的融化；硝酸盐类的溶解等都是自发的吸热过程。 ②N2O5分解： 2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) △H=+56.7 kJ/mol ③碳铵的分解：(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ/mol (2)既不吸热也不放热的自发过程：两种理想 ... ...