2022版新教材化学鲁科版选择性必修第一册学案：2-1 化学反应的方向 WORD版含解析.docx

1、第2章 化学反应的方向、限度与速率第1节 化学反应的方向课标解读课标要求素养要求1.了解焓变与熵变的含义。2.知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。3.能综合运用焓变与熵变判断化学反应进行的方向。1.证据推理与模型认知:了解熵和熵变,理解焓变、熵变与反应方向的关系,构建综合运用焓变与熵变判断化学反应进行方向的思维方法模型。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。自主学习必备知识知识点一 反应焓变与反应方向1.反应焓变与反应方向的关系 放热 吸热 2.结论反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素,但不是 唯一 因素

2、。想一想 某化学兴趣小组在实验验证碳酸与盐酸的酸性时,一个同学将盛有NH4HCO3 粉末的小烧杯放入盛有少量纯醋酸的大烧杯中,然后向小烧杯中加入盐酸,反应剧烈,醋酸逐渐凝固。（1）醋酸在该过程中并未参加反应,为什么醋酸会凝固？（2）该过程中发生的反应是否为自发进行的反应？答案：（1）碳酸氢铵与盐酸的反应是吸热反应,并且醋酸的熔点较低,当温度降低到16.6 以下时,醋酸凝固。（2）碳酸氢铵与盐酸的反应属于吸热反应,该反应能自发进行。知识点二 反应熵变与反应方向1.熵与熵变熵概念描述体系的 无序程度 的物理量,其符号为S ,单位是 Jmol-1K-1意义熵值越大,体系无序程度越大影响因素不同物质:

3、相同条件下不同物质具有不同的熵值,分子结构越复杂,熵值越 大 ;同一物质:S(g) S(l) S(s)熵变概念反应产物的总熵和反应物的总熵之差,符号为S正负判断依据气体体积增大的反应,S 0气体体积减小的反应,S 0熵变与反应方向熵 增加 有利于反应的自发进行某些熵减小的反应在一定条件下也能自发进行2.结论熵变是与反应能否自发进行有关的一个因素,但不是 唯一 因素。判一判1.体系有序性越高,熵值就越大( )2.CaCO3(s)=高温CaO(s)+CO2(g) 是一个熵减过程( )3.同种物质气态时熵值最大( )知识点三 用焓变与熵变综合判断反应方向1.综合判据文字表述在等温、等压及除了体积功以

4、外不做其他功的条件下,化学反应的方向可以用反应的焓变和熵变来综合判断。2.判断依据 0 3.H-TS判据的局限性（1）只能用于判断等温、等压条件下的反应,不能用于判断其他条件（如等温、等容）下的反应。（2）只能用于判断等温、等压及除了体积功以外不做其他功条件下反应 正向自发进行的趋势 ,并不能说明在该条件下可能正向自发进行的反应能否 实际发生 。做一做 化学反应A(g)+B(g)2C(g)+D(g)H=QkJmol-1 的能量变化如图所示,回答下列问题。（1）Q （填“”“”或“=”,下同）0。（2）熵变S 0。（3）该反应 （填“能”或“不能”）自发进行。答案：（1） （2） （3）能解析：

5、提示据题图可知,该反应是放热反应,故Q0 。据反应特点可知,该反应是熵增大的反应,据此可知该反应能自发进行。互动探究关键能力探究点 反应方向的判断情境探究石灰石的煅烧是石灰石菱形晶格结构重新结晶转化为石灰的立方晶格结构的变化过程。煅烧时,主要是石灰石中碳酸钙(CaCO3) 和碳酸镁(MgCO3) 的分解反应。已知在298K、101kPa 时石灰石分解反应：CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)H=+178.3kJmol-1S=+160.4Jmol-1K-1 。问题1：常温下该反应能否自发进行？答案：提示 H-TS=+178.3kJmol-1-298K160.410-3kJmol-1K-1

6、+130.5kJmol-10 ,所以常温下该反应不能自发进行。问题2：据反应数据分析,温度能否成为反应方向的决定因素？答案：提示 因为该反应H0、S0 ,所以根据H-TS 可知在温度较高的时候,反应可能正向自发进行。问题3：该反应自发进行的最低温度是多少？答案：提示H-TS0 时,反应可自发进行,则THS=+178.3kJmol-1+160.410-3kJmol-1K-11111.6K 。探究归纳反应方向的判断1.符号判断依据HSH-TS反应情况-+永远是负值在任何温度下反应都能自发进行+-永远是正值在任何温度下反应都不能自发进行+低温为正;高温为负低温下反应不能自发进行;高温下反应能自发进行

7、-低温为负;高温为正低温下反应能自发进行;高温下反应不能自发进行2.象限判断依据探究应用例 （2020山东枣庄高二月考）有A、B、C、D 四个反应：反应ABCDH/(kJmol-1)+10.5+1.80-126-11.7S/(Jmol-1K-1)+30.0-113.0+84.0-105.0（1）在任何温度下都能自发进行的反应是 。（2）任何温度下都不能自发进行的反应是 。（3）另两个反应中,在温度高于 时可自发进行的反应是 。（4）在温度低于 时可自发进行的反应是 。答案：（1）C （2）B （3）77 ; A （4）-161.6 ; D解析：放热的熵增加反应在任何温度下都能自发进行,吸热的熵

8、减反应在任何温度下都不能自发进行;放热的熵减反应在低温下能自发进行,吸热的熵增反应在高温下可以自发进行,具体温度可以根据H-TS=0 计算出来。反应C 在任何温度下均能自发进行,反应B 在任何温度下均不能自发进行。反应A 若能自发进行,则H-TS=+10.5kJmol-1-T30.010-3kJmol-1K-1 ”“ ”或“=”，下同）0,S 0,在低温下,该反应 （填“能”或“不能”）自发进行。（3）CO2 转化途径之一是利用太阳能或生物质能分解水制H2 ,然后将H2 与CO2 转化为甲醇或其他化学品。你认为该方法需要解决的技术问题有 （填序号）。a.开发高效光催化剂b .将光催化制取的氢气从反应体系中有效分离,并与CO2 发生催化转化c.二氧化碳及水资源的供应答案：（1） ; （2） ; ; 不能 （3）ab解析：（1）根据反应过程中能量变化的情况可知反应物的总能量高于生成物的总能量,反应放热,H0 ;该反应发生后气体的物质的量减小,S0 。该反应在低温下能够自发进行。（2）题给反应是分解反应,且CO 燃烧时放热,所以该反应为吸热反应,即H0 ,因反应后气体的物质的量增大,所以S0 。H-TS0 时,反应可自发进行,所以在低温下,该反应不能自发进行。