2020高考化学第一轮复习 专题 化学反应的方向、限度和速率学案 鲁科版

2020高考化学第一轮复习 专题 化学反应的方向、限度和速率学案 鲁科版

专题 化学反应的方向、限度和速率 ‎【本讲教育信息】‎ 一. 教学内容：‎ ‎ 高考第一轮复习 《化学选修4》‎ 第2章 化学反应的方向、限度和速率 第1节 化学反应进行的方向 ‎ 1. 反应焓变与反应方向。‎ ‎ 2. 反应熵变与反应方向。‎ ‎ 3. 焓变与熵变对反应方向的共同影响。‎ 二. 教学目的 ‎ 1、理解焓、焓变、熵、熵变的概念。‎ ‎ 2、理解化学反应方向与焓变和熵变之间的关系。‎ ‎ 3、掌握化学反应在一定条件下能否自发进行的判断依据。‎ ‎ 4、能够利用化学反应的焓变和熵变说明化学反应的方向。‎ 三. 重点和难点 ‎ 1、焓变和熵变对化学反应方向的共同影响。‎ ‎ 2、根据定量关系式：△H – T△S及给定的数据判断反应方向。‎ 四. 考点分析 ‎ 本节内容是新课改教材中新加知识，估计在高考中的主要考查点是：‎ ‎1. 焓变与熵变的概念及简单计算。‎ ‎2. 焓变与反应方向的关系。‎ ‎3. 熵变与反应方向的关系。‎ ‎4. 焓变与熵变对反应方向的共同影响。‎ ‎5. 利用定量关系式：△H – T△S及给定的数据判断反应方向。‎ 五. 知识要点 ‎ 1. 熵的含义是__________________，符号是__________________。‎ ‎ 2. 焓是指____________________________________，符号为__________________。‎ ‎ 3. 熵变是指______________________________________________________‎ ‎ 4. 焓变是指______________________________________________________‎ ‎ 5. 反应在时的△H-T△S为__________。已知△H=+178.3kJ·，△S=+160.4J··‎ ‎ 6. 在温度、压力一定的条件下，自发反应总是向___________的方向进行，直至达到平衡状态。‎ ‎ 7. 反应在298K时的△H=-176.4kJ·；△H-T△S=-91.1，则△S=___________。‎ ‎ 8. 常温下，那么△H-T△S___________0。常温下，△H-T△S___________0。‎ 4‎ 注意：‎ ‎ 1. 焓变是判断一个反应能否自发进行的因素之一，而不是决定反应能否自发进行的唯一因素。因常温下自发进行的反应虽多为放热反应，但也有不少吸热反应也可自发进行，还有些反应低温下不能自发进行但高温下却可以自发进行。‎ ‎ 2. 对于一个由大量粒子组成的体系，人们用熵来描述体系的混乱度，符号为S。熵值越大，体系混乱度越大。在同一条件下不同的物质有不同的熵值，而同一物体的熵值与条件有关。对同一物质来说，。‎ 化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化，因此存在着熵变。反应的熵变△S为反应产物总熵与反应物总熵之差。对于确定的化学反应，在一定条件下具有确定的熵变。‎ 产生气体的反应，气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值，为熵增加反应。‎ 许多熵增加的反应在常温、常压下可以自发进行，有些熵增加的反应在常温、常压下不能自发进行，但在较高温度下可以自发进行。‎ 事实证明，熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素。‎ ‎ 3. 在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既可能与反应焓变有关，又可能与反应熵变有关，在温度、压力一定的条件下，化学反应的方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果，反应方向的判据为△H-T△S。‎ ‎△H-T△S<0 反应能自发进行 ‎△H-T△S=0 反应达到平衡状态 ‎△H-T△S>0 反应不能自发进行 这个判据用文字表述为：在温度、压力一定的条件下，自发反应是向△H-T△S<0的方向进行，直至达到平衡状态。‎ 在温度、压力一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向。放热反应的焓变小于零，熵增加反应的熵变大于零，都对△H-T△S<0做出贡献，因此放热和熵增加有利于反应自发进行。显然，放热的熵增加反应一定能自发进行。而吸热的熵减小反应一定不能自发进行。‎ 当焓变和熵变的作用相反时，如果二者大小相差悬殊，可能某一因素占主导地位。焓变对反应的方向起决定性作用，△H-T△S<0，常温、常压下反应能自发进行，熵变对反应的方向起决定性作用，△H-T△S<0，常温、常压下反应能自发进行。‎ 此外，如果焓变和熵变的作用相反且相差不大时，温度有可能对反应的方向起决定性作用。‎ ‎【典型例题】‎ ‎ 例1. 下列说法正确的是 ‎ A. 放热反应不一定是自发进行的反应 B. 吸热反应一定是非自发进行的 C. 自发进行的反应一定容易发生 D. 反应速率快的一定是自发进行的 分析：‎ 4‎ A正确。放热反应，能量降低不一定是自发进行的。B不正确。反应的方向必须根据能量变化和熵值变化综合判断。C不正确。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。例如：石墨转化为金刚石的反应，反应在高温高压下是可以自发进行的，但条件比较苛刻。D不正确。反应的自发性用于判断过程的方向，与反应快慢无关。‎ 答案：A。‎ ‎ 例2. 能用能量判据判断下列过程的方向的是 ‎ A. 水总是自发地由高处往低处流 B. 放热反应容易自发进行 ，吸热反应不能自发进行 C. 有序排列的火柴散落时成为无序排列 D. 多次洗牌以后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大 分析：A。水总是自发地由高处往低处流，有趋向于最低能量状态的倾向。B。吸热反应也可以自发进行，例如，在‎25℃‎和时，，△H ‎，△H=。‎ 不难看出，上述两个反应都是吸热反应，又都是熵增的反应，显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的。C有序排列的火柴散落时成为无序排列，有趋向于最大混乱度的倾向，属于熵判据。D扑克牌的无序排列也属于熵判据。‎ 答案：A。‎ ‎ 例3. 对于化学反应方向的确定，下列说法正确的是 ‎ A. 在温度、压力一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向 B. 温度、压力一定时，放热的熵增加反应一定能自发进行 C. 反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素 D. 固体的溶解过程与焓变有关 分析：△H-T△S<0，常温、常压下反应能自发进行，所以焓变和熵变是一定温度下化学反应能否自发进行的复合判据，所以A正确，C不正确。放热反应的焓变小于零，熵增加反应熵变大于零，都对△H-T△S<0做出贡献。显然，放热的熵增加反应一定能自发进行，所以B正确。固体的溶解过程，体系的混乱度增大，它是熵增加的过程，所以D不正确。‎ 答案：AB。‎ ‎ 例4. 下列反应中，在高温下不能自发进行的是 ‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ 分析：A、B、C、D都是分解反应，都是吸热反应△H>0。B、C、D三个反应又都是熵增加的反应，所以有可能自发进行，A是熵减小的反应，在高温下一定不能自发进行。‎ 答案：A ‎ 例5. 高温时空气中的和会反应生成NO而污染大气：。试通过计算说明在‎1200℃‎的条件下，此反应能否正向自发进行？估算自发进行的最低温度是多少？（已知△H=，△S=）。‎ 分析：‎1200℃‎=1473K。‎ 4‎ ‎（1）由化学反应能否自发进行的判据△H-T△S可知，‎ 若△H-T△S<0，反应能自发进行 若△H-T△S=0，反应达到平衡状态 若△H-T△S>0，反应不能自发进行 该反应的△H-T△S=‎ ‎<0‎ 所以，该反应在‎1200℃‎时能自发进行。‎ ‎（2）反应要自发进行，必须△H-T△S<0。‎ 即 反应自发进行的最低温度：‎ ‎。‎ 答案：（1）‎1200℃‎能自发进行（2）自发进行的最低温度是 ‎ 例6. 当铁丝加热后放入氧气中可观察到的现象是_____________，说明这个反应是_____________反应（填“吸热”或“放热”），说明单质铁的稳定性_____________（填“强”或“弱”）于产物。‎ 分析：铁丝加热后放入氧气中，可以发生反应，因为反应放出大量的热，使铁丝产生红热现象，最后燃烧，火星四射，生成黑色的。反应后生成的比铁单质更稳定。‎ 答案：铁丝红热、火星四射、有黑色固体生成；放热；弱 4‎