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1、基础知识导学基础知识导学 重点难点探究重点难点探究 第二单元第二单元 化学反应的方向和限度化学反应的方向和限度第第1课时化学反应的方向课时化学反应的方向基础知识导学基础知识导学 重点难点探究重点难点探究 目标导航目标导航1.了解自发过程和化学反应的自了解自发过程和化学反应的自发性。发性。2.通过通过“有序有序”和和“无序无序”的对比，了的对比，了解熵和熵变的概念。解熵和熵变的概念。3.初步了解焓变和熵变对初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响，能用焓变和熵变说明化化学反应方向的影响，能用焓变和熵变说明化学反应的方向。学反应的方向。基础知识导学基础知识导学 重点难点探究重点难点探究 一、反应焓变
2、与反应方向一、反应焓变与反应方向1自发过程自发过程(1)含含 义义：在在 一一 定定 条条 件件 下下，不不 用用 借借 助助 就可以就可以 的的 过程。过程。(2)特点：特点：体体 系系 趋趋 向向 于于 从从 状状 态态 转转 变变 为为 状态状态(体系对外体系对外 部部 或者或者 热量热量)。在在密密闭闭条条件件下下，体体系系有有从从 自自发发转转变变为为 的倾向。的倾向。外力外力 自动进行自动进行 低能低能 做功做功 释放释放 有序有序 无序无序 高能高能基础知识导学基础知识导学 重点难点探究重点难点探究(3)自然界中的自发过程：自然界中的自发过程：自然界中的水由高处往低处流。自然界中
3、的水由高处往低处流。日常生活中，气温升高，冰雪自动融化。日常生活中，气温升高，冰雪自动融化。铁器暴露于潮湿的空气中会生锈。铁器暴露于潮湿的空气中会生锈。2反应焓变与反应方向的关系反应焓变与反应方向的关系(1)能能自自发发进进行行的的化化学学反反应应多多数数是是H 0的的反反应。应。(2)有些有些H0的反应也能自发进行。的反应也能自发进行。结结论论：反反应应的的焓焓变变与与反反应应能能否否自自发发进进行行有有关关，但但 决定反应决定反应能否自发进行的唯一因素。能否自发进行的唯一因素。不是不是 越大越大 基础知识导学基础知识导学 重点难点探究重点难点探究 2熵变熵变(1)概概念念：与与 之差。之差
4、。(2)计计算算式式：S 。(3)正负判断依据正负判断依据物物质质由由固固态态到到液液态态、由由液液态态到到气气态态或或由由固固态态到到气气态态的的过过程程，S 0，是是熵熵 的的过程。过程。气气体体体体积积增增大大的的反反应应，熵熵变变通通常常都都是是S 0，是熵，是熵 的的 反应。反应。气气体体体体积积减减小小的的反反应应，熵熵变变通通常常都都是是S 0，是熵，是熵 的的 反应。反应。反应产物总熵反应产物总熵 反应物总熵反应物总熵 S(反反应产应产物物)S(反反应应物物)增加增加 增加增加 减小减小 基础知识导学基础知识导学 重点难点探究重点难点探究 3熵变与反应方向熵变与反应方向(1)熵
5、熵 有利于反应的自发进行。有利于反应的自发进行。(2)某某些些熵熵 的的反反应应在在一一定定条条件件下下也也能能自发进行。自发进行。结结论论：反反应应的的熵熵变变是是与与反反应应能能否否自自发发进进行行有关的一个因素，有关的一个因素，但但 唯一因素。唯一因素。增加增加 减小减小 不是不是 基础知识导学基础知识导学 重点难点探究重点难点探究 三、焓变与熵变对反应方向的共同影响三、焓变与熵变对反应方向的共同影响1反应方向的判据反应方向的判据(1)HTS 0反应能自发进行。反应能自发进行。(2)HTS 0反应达到平衡状态。反应达到平衡状态。(3)HTS 0反应不能自发进行。反应不能自发进行。2文文字
6、字表表述述：在在 、一一定定的的条条件件下下，自发反应总是向自发反应总是向 HTS 的的方方向向进进行行，直直至至达达到到 状态。状态。温度温度 压强压强 0()答案答案(1)(2)(3)(4)基础知识导学基础知识导学 重点难点探究重点难点探究【练一练练一练】1下下列列关关于于焓焓变变和和熵熵变变的的说说法法正正确确的的是是()A化化学学反反应应的的焓焓变变与与反反应应的的方方向向有有关关，化学反应的熵变与反应的方向无关化学反应的熵变与反应的方向无关B化化学学反反应应的的焓焓变变直直接接决决定定了了化化学学反反应应的的方方向向，化化学学反反应应的的熵熵变变不不能能决决定定化化学学反反应应的方向
7、的方向C焓焓变变为为负负的的反反应应都都能能自自发发进进行行，熵熵变变为正的反应也都能自发进行为正的反应也都能自发进行D化化学学反反应应的的焓焓变变和和熵熵变变都都不不是是决决定定化化学反应能否自发进行的唯一因素学反应能否自发进行的唯一因素基础知识导学基础知识导学 重点难点探究重点难点探究 答案答案D解解析析一一个个反反应应的的HTS0”或或“0(2)0(3)0(4)0解解析析(1)蔗蔗糖糖溶溶于于水水形形成成溶溶液液混混乱乱度度增增大大。(2)反反应应气气体体分分子子数数增增多多是是熵熵增增大大的的过过程程。(3)液液态态水水变变为为气气态态水水，是是熵熵值值增增大大的的过过程程。(4)反应
8、气体分子数增多是熵增大的过程。反应气体分子数增多是熵增大的过程。基础知识导学基础知识导学 重点难点探究重点难点探究 一、化学反应进行方向的判断方法一、化学反应进行方向的判断方法1利用化学反应原理判断的几种方法利用化学反应原理判断的几种方法(1)相对强酸相对强酸(碱碱)生成相对弱酸生成相对弱酸(碱碱)。(2)氧氧化化性性强强还还原原性性强强的的物物质质反反应应向向氧氧化化性弱还原性弱的物质的转化。性弱还原性弱的物质的转化。(3)不稳定性物质向稳定性物质的转化。不稳定性物质向稳定性物质的转化。(4)符合复分解反应条件下的溶液中的反应。符合复分解反应条件下的溶液中的反应。基础知识导学基础知识导学 重
9、点难点探究重点难点探究 2用焓变和熵变判断反应的方向用焓变和熵变判断反应的方向判判断断一一定定温温度度、压压强强条条件件下下反反应应的的方方向向时时，应应同同时时考考虑虑焓焓变变与与熵熵变变两两个个因因素素，用用HTS作作为为判判据据。在在温温度度、压压强强一一定定的的条条件件下下，自自发发反反应应总总是是向向HTS0，表表明明反反应应不能自发进行。不能自发进行。基础知识导学基础知识导学 重点难点探究重点难点探究【关键提醒关键提醒】HTS判据判据(1)判判据据HTS只只能能用用于于温温度度、压压强强一一定定条条件件下下的的反反应应，不不能能用用于于其其他他条条件件(如如温温度度、体体积一定积一
10、定)下的反应。下的反应。(2)反反应应方方向向与与条条件件有有关关，常常温温、常常压压下下能能自自发发进进行行的的反反应应在在其其他他温温度度和和压压强强下下不不一一定定能能自自发进行。发进行。(3)判判据据HTS0说说明明在在一一定定温温度度和和压压强强下下反反应应有有自自发发的的趋趋势势，不不能能说说明明在在该该条条件件下下能能否否实实际际发发生生。反反应应能能否否发发生生、实实现现，还还要要看看具具体体反应条件。反应条件。基础知识导学基础知识导学 重点难点探究重点难点探究 基础知识导学基础知识导学 重点难点探究重点难点探究 基础知识导学基础知识导学 重点难点探究重点难点探究 变变式式训训
11、练练1汽汽车车尾尾气气(含含烃烃类类、CO、NO与与SO2等等)是是城城市市主主要要污污染染源源之之一一，治治理理的的办办法法之之一一是是在在汽汽车车排排气气管管上上装装催催化化转转化化器器，它它使使NO与与CO反反应应生生成成可可参参与与大大气气生生态态循循环环的的无无毒毒 气气 体体，其其 反反 应应 原原 理理 是是 2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)。由由此此可可知知，下下列列说法中正确的是说法中正确的是()A该反应是熵增大的反应该反应是熵增大的反应B该该反反应应不不能能自自发发进进行行，因因此此需需要要合合适适的催化剂的催化剂C该该反反应应常常温温下下能能自自发发进进
12、行行，高高温温和和催催化剂条件只是加快反应的速率化剂条件只是加快反应的速率D该该反反应应常常温温下下能能自自发发进进行行，因因为为正正反反应是吸热反应应是吸热反应基础知识导学基础知识导学 重点难点探究重点难点探究 答案答案C解解析析只只使使用用催催化化剂剂便便可可使使尾尾气气发发生生转转化化，故故此此反反应应能能自自发发进进行行；因因反反应应是是气气体体物物质质的的量量减减小小的的反反应应，故故熵熵减减小小；因因熵熵减减小小不不利利于于反反应应自自发，故自发进行的原因是反应放热。发，故自发进行的原因是反应放热。基础知识导学基础知识导学 重点难点探究重点难点探究 基础知识导学基础知识导学 重点难
13、点探究重点难点探究【关关键键提提醒醒】温温度度、焓焓变变和和熵熵变变对对化化学学反反应应方向的影响方向的影响(1)当当焓焓变变和和熵熵变变的的作作用用相相反反且且二二者者大大小小相相差差悬殊时，其中的某一因素占主导地位。悬殊时，其中的某一因素占主导地位。(2)当当焓焓变变和和熵熵变变的的作作用用相相反反且且二二者者相相差差不不大大时，温度对反应方向起决定作用。时，温度对反应方向起决定作用。例例如如：有有些些反反应应常常温温下下不不能能自自发发进进行行，在在高高温温下下能能自自发发进进行行；有有些些反反应应高高温温下下不不能能自自发发进进行行，在低温下能自发进行。，在低温下能自发进行。基础知识导
14、学基础知识导学 重点难点探究重点难点探究【例例2】已已知知甲甲烷烷隔隔绝绝空空气气在在不不同同温温度度下下有有可可能能发发生生如如下下两两个个反反应应：CH4(g)=C(s)2H2(g)，2CH4(g)=C2H2(g)3H2(g)。某某同同学学为为了了得得到到用用天天然然气气制制取取炭炭黑黑的的允允许许温温度度范范围围和和最最佳佳温温度度，在在图图书书馆馆查查到到了了如如下下热热力力学数据：学数据：的的 H(298 K)74.848 kJ mol 1，S(298 K)80.674 J mol1K1的的 H(298 K)376.426 kJ mol 1，S(298 K)220.211 J mol
15、1K1基础知识导学基础知识导学 重点难点探究重点难点探究 已已知知焓焓变变和和熵熵变变随随温温度度变变化化很很小小。请请帮帮助助这这位位同学考虑如下问题：同学考虑如下问题：(1)判判断断反反应应高高温温自自发发还还是是低低温温自自发发：_(填填“高温高温”或或“低温低温”)。(2)通通过过计计算算判判断断反反应应在在常常温温下下能能否否自自发发进进行行_。(3)求求 算算 制制 取取 炭炭 黑黑 的的 允允 许许 温温 度度 范范 围围_。(4)为为了了提提高高甲甲烷烷的的碳碳化化程程度度，你你认认为为下下面面四四个温度中最合适的是个温度中最合适的是_。A905.2 K B927 K C1 2
16、73 K D2 000 K基础知识导学基础知识导学 重点难点探究重点难点探究 基础知识导学基础知识导学 重点难点探究重点难点探究(3)裂解为炭黑和裂解为炭黑和H2时，时，HTS74.848 kJ mol180.674103 kJ mol1K1T927.8 K，即裂解为炭黑的最低温度为，即裂解为炭黑的最低温度为927.8 K。裂解为乙炔时，。裂解为乙炔时，HTS376.426 kJ mol1220.211103 kJ mol1K1T1 709.4 K，即温度高于，即温度高于1 709.4 K自发裂解为乙炔和氢气。所以要制取炭黑，自发裂解为乙炔和氢气。所以要制取炭黑，温度须控制在温度须控制在927
17、.81 709.4 K。(4)为了提高甲烷的碳化程度，应满足两方面为了提高甲烷的碳化程度，应满足两方面要求：要求：温度应控制在温度应控制在927.81 709.4 K；温度越高，温度越高，HTS越小，越有利于自发进越小，越有利于自发进行。所以选用行。所以选用1 273 K最好。最好。答答案案(1)高高温温(2)不不能能自自发发进进行行(3)927.81 709.4 K(4)C基础知识导学基础知识导学 重点难点探究重点难点探究【反反思思感感悟悟】(1)利利用用HTS计计算算时时，注注意意S单位的换算。单位的换算。(2)HTS越越小小，越越有有利利于于自自发发反反应应，反反应应进行的程度越大。进行
18、的程度越大。(3)当当H0，S0或或H0，S0时时，反反应应能能否自发进行与温度有关。否自发进行与温度有关。基础知识导学基础知识导学 重点难点探究重点难点探究 变式训练变式训练2下列说法正确的是下列说法正确的是()A在在常常温温下下，放放热热反反应应一一般般能能自自发发进进行行，吸热反应都不能自发进行吸热反应都不能自发进行B NH4HCO3(s)=NH3(g)H2O(g)CO2(g)H185.57 kJmol1，能能自自发发进进行行，原原因因是是体体系系有有自自发发地地向向混混乱乱度度增增大大的的倾倾向向进进行行C因因为为焓焓变变和和熵熵变变都都与与反反应应的的自自发发性性有有关关，因因此此焓焓变变和和熵熵变变均均可可以以单单独独作作为为反反应应自自发性的判据发性的判据D在在其其他他外外界界条条件件不不变变的的情情况况下下，使使用用催化剂，可以改变化学反应进行的方向催化剂，可以改变化学反应进行的方向基础知识导学基础知识导学 重点难点探究重点难点探究 答案答案B解解析析A项项错错误误，有有些些能能使使熵熵值值增增大大的的吸吸热热反反应应可可以以自自发发进进行行；C项项错错误误，应应利利用用复复合合判判据据进进行行判判断断；D项项中中使使用用催催化化剂剂只只能能降降低低反反应应的的活化能，增大反应速率，不能改变反应的方向。活化能，增大反应速率，不能改变反应的方向。