2022高考化學(xué)第一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度和速率學(xué)案 魯科版

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1、2022高考化學(xué)第一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度和速率學(xué)案 魯科版 【本講教育信息】 一. 教學(xué)內(nèi)容： 高考第一輪復(fù)習(xí) 《化學(xué)選修4》 第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度和速率 第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向 1. 反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向。 2. 反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向。 3. 焓變與熵變對(duì)反應(yīng)方向的共同影響。 二. 教學(xué)目的 1、理解焓、焓變、熵、熵變的概念。 2、理解化學(xué)反應(yīng)方向與焓變和熵變之間的關(guān)系。 3、掌握化學(xué)反應(yīng)在一定條件下能否自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)。 4、能夠利用化學(xué)反應(yīng)的焓變和熵變說(shuō)明化學(xué)反應(yīng)的方向。 三. 重點(diǎn)和難點(diǎn)

2、 1、焓變和熵變對(duì)化學(xué)反應(yīng)方向的共同影響。 2、根據(jù)定量關(guān)系式：△H – T△S及給定的數(shù)據(jù)判斷反應(yīng)方向。 四. 考點(diǎn)分析 本節(jié)內(nèi)容是新課改教材中新加知識(shí)，估計(jì)在高考中的主要考查點(diǎn)是： 1. 焓變與熵變的概念及簡(jiǎn)單計(jì)算。 2. 焓變與反應(yīng)方向的關(guān)系。 3. 熵變與反應(yīng)方向的關(guān)系。 4. 焓變與熵變對(duì)反應(yīng)方向的共同影響。 5. 利用定量關(guān)系式：△H – T△S及給定的數(shù)據(jù)判斷反應(yīng)方向。 五. 知識(shí)要點(diǎn) 1. 熵的含義是__________________，符號(hào)是__________________。 2. 焓是指_________________

3、___________________，符號(hào)為_(kāi)_________________。 3. 熵變是指______________________________________________________ 4. 焓變是指______________________________________________________ 5. 反應(yīng)在時(shí)的△H-T△S為_(kāi)_________。已知△H=+178.3kJ·，△S=+160.4J·· 6. 在溫度、壓力一定的條件下，自發(fā)反應(yīng)總是向___________的方向進(jìn)行，直至達(dá)到平衡狀態(tài)。 7. 反應(yīng)在298K時(shí)的△H

4、=-176.4kJ·；△H-T△S=-91.1，則△S=___________。 8. 常溫下，那么△H-T△S___________0。常溫下，△H-T△S___________0。 注意： 1. 焓變是判斷一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的因素之一，而不是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一因素。因常溫下自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)雖多為放熱反應(yīng)，但也有不少吸熱反應(yīng)也可自發(fā)進(jìn)行，還有些反應(yīng)低溫下不能自發(fā)進(jìn)行但高溫下卻可以自發(fā)進(jìn)行。 2. 對(duì)于一個(gè)由大量粒子組成的體系，人們用熵來(lái)描述體系的混亂度，符號(hào)為S。熵值越大，體系混亂度越大。在同一條件下不同的物質(zhì)有不同的熵值，而同一物體的熵值與條件有關(guān)。對(duì)同一物

5、質(zhì)來(lái)說(shuō)，。 化學(xué)反應(yīng)中要發(fā)生物質(zhì)的變化或物質(zhì)狀態(tài)的變化，因此存在著熵變。反應(yīng)的熵變△S為反應(yīng)產(chǎn)物總熵與反應(yīng)物總熵之差。對(duì)于確定的化學(xué)反應(yīng)，在一定條件下具有確定的熵變。 產(chǎn)生氣體的反應(yīng)，氣體物質(zhì)的物質(zhì)的量增大的反應(yīng)，熵變通常都是正值，為熵增加反應(yīng)。 許多熵增加的反應(yīng)在常溫、常壓下可以自發(fā)進(jìn)行，有些熵增加的反應(yīng)在常溫、常壓下不能自發(fā)進(jìn)行，但在較高溫度下可以自發(fā)進(jìn)行。 事實(shí)證明，熵變是與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的又一個(gè)因素。 3. 在一定條件下，一個(gè)化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，既可能與反應(yīng)焓變有關(guān)，又可能與反應(yīng)熵變有關(guān)，在溫度、壓力一定的條件下，化學(xué)反應(yīng)的方向是反應(yīng)的焓變和熵變共同影響的結(jié)果，反

6、應(yīng)方向的判據(jù)為△H-T△S。 △H-T△S<0 反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行 △H-T△S=0 反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài) △H-T△S>0 反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行 這個(gè)判據(jù)用文字表述為：在溫度、壓力一定的條件下，自發(fā)反應(yīng)是向△H-T△S<0的方向進(jìn)行，直至達(dá)到平衡狀態(tài)。 在溫度、壓力一定的條件下，焓因素和熵因素共同決定一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的方向。放熱反應(yīng)的焓變小于零，熵增加反應(yīng)的熵變大于零，都對(duì)△H-T△S<0做出貢獻(xiàn)，因此放熱和熵增加有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。顯然，放熱的熵增加反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行。而吸熱的熵減小反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行。 當(dāng)焓變和熵變的作用相反時(shí)，如果二者大小相差懸殊，可能某一因素占主導(dǎo)地位。焓變對(duì)反應(yīng)

7、的方向起決定性作用，△H-T△S<0，常溫、常壓下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，熵變對(duì)反應(yīng)的方向起決定性作用，△H-T△S<0，常溫、常壓下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。 此外，如果焓變和熵變的作用相反且相差不大時(shí)，溫度有可能對(duì)反應(yīng)的方向起決定性作用。 【典型例題】 例1. 下列說(shuō)法正確的是 A. 放熱反應(yīng)不一定是自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng) B. 吸熱反應(yīng)一定是非自發(fā)進(jìn)行的 C. 自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定容易發(fā)生 D. 反應(yīng)速率快的一定是自發(fā)進(jìn)行的 分析：A正確。放熱反應(yīng)，能量降低不一定是自發(fā)進(jìn)行的。B不正確。反應(yīng)的方向必須根據(jù)能量變化和熵值變化綜合判斷。C不正確。過(guò)程的自發(fā)性只能用于判斷過(guò)程的方向，不能確定過(guò)程

8、是否一定會(huì)發(fā)生。例如：石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的反應(yīng)，反應(yīng)在高溫高壓下是可以自發(fā)進(jìn)行的，但條件比較苛刻。D不正確。反應(yīng)的自發(fā)性用于判斷過(guò)程的方向，與反應(yīng)快慢無(wú)關(guān)。 答案：A。 例2. 能用能量判據(jù)判斷下列過(guò)程的方向的是 A. 水總是自發(fā)地由高處往低處流 B. 放熱反應(yīng)容易自發(fā)進(jìn)行 ，吸熱反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行 C. 有序排列的火柴散落時(shí)成為無(wú)序排列 D. 多次洗牌以后，撲克牌的毫無(wú)規(guī)律的混亂排列的幾率大 分析：A。水總是自發(fā)地由高處往低處流，有趨向于最低能量狀態(tài)的傾向。B。吸熱反應(yīng)也可以自發(fā)進(jìn)行，例如，在25℃和時(shí)，，△H ，△H=。 不難看出，上述兩個(gè)反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)，又都是熵

9、增的反應(yīng)，顯然只根據(jù)焓變來(lái)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向是不全面的。C有序排列的火柴散落時(shí)成為無(wú)序排列，有趨向于最大混亂度的傾向，屬于熵判據(jù)。D撲克牌的無(wú)序排列也屬于熵判據(jù)。 答案：A。 例3. 對(duì)于化學(xué)反應(yīng)方向的確定，下列說(shuō)法正確的是 A. 在溫度、壓力一定的條件下，焓因素和熵因素共同決定一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的方向 B. 溫度、壓力一定時(shí)，放熱的熵增加反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行 C. 反應(yīng)焓變是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一因素 D. 固體的溶解過(guò)程與焓變有關(guān) 分析：△H-T△S<0，常溫、常壓下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，所以焓變和熵變是一定溫度下化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的復(fù)合判據(jù)，所以A正確，C不正確。放熱反應(yīng)

10、的焓變小于零，熵增加反應(yīng)熵變大于零，都對(duì)△H-T△S<0做出貢獻(xiàn)。顯然，放熱的熵增加反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行，所以B正確。固體的溶解過(guò)程，體系的混亂度增大，它是熵增加的過(guò)程，所以D不正確。 答案：AB。 例4. 下列反應(yīng)中，在高溫下不能自發(fā)進(jìn)行的是 A. B. C. D. 分析：A、B、C、D都是分解反應(yīng)，都是吸熱反應(yīng)△H>0。B、C、D三個(gè)反應(yīng)又都是熵增加的反應(yīng)，所以有可能自發(fā)進(jìn)行，A是熵減小的反應(yīng)，在高溫下一定不能自發(fā)進(jìn)行。 答案：A 例5. 高溫時(shí)空氣中的和會(huì)反應(yīng)生成NO而污染大氣：。試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明在1200℃的條件下，此反應(yīng)能否正向自發(fā)進(jìn)行？估算

11、自發(fā)進(jìn)行的最低溫度是多少？（已知△H=，△S=）。 分析：1200℃=1473K。 （1）由化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)△H-T△S可知， 若△H-T△S<0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行 若△H-T△S=0，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài) 若△H-T△S>0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行 該反應(yīng)的△H-T△S= <0 所以，該反應(yīng)在1200℃時(shí)能自發(fā)進(jìn)行。 （2）反應(yīng)要自發(fā)進(jìn)行，必須△H-T△S<0。 即 反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的最低溫度： 。 答案：（1）1200℃能自發(fā)進(jìn)行（2）自發(fā)進(jìn)行的最低溫度是 例6. 當(dāng)鐵絲加熱后放入氧氣中可觀察到的現(xiàn)象是_____________，說(shuō)明這個(gè)反應(yīng)是_____________反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”），說(shuō)明單質(zhì)鐵的穩(wěn)定性_____________（填“強(qiáng)”或“弱”）于產(chǎn)物。 分析：鐵絲加熱后放入氧氣中，可以發(fā)生反應(yīng)，因?yàn)榉磻?yīng)放出大量的熱，使鐵絲產(chǎn)生紅熱現(xiàn)象，最后燃燒，火星四射，生成黑色的。反應(yīng)后生成的比鐵單質(zhì)更穩(wěn)定。 答案：鐵絲紅熱、火星四射、有黑色固體生成；放熱；弱