(新课标)2018-2019学年高中化学 第二章 第1节 化学反应的方向导学案 鲁科版选修4
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第2课时分散系及其分类[学习目标定位] 1。
能够根据分散质粒子的大小对分散系分类。
2。
会制备Fe(OH)3胶体,会鉴别胶体与溶液。
一分散系及其分类1.硫酸铜溶液和泥水都属于混合物,各是怎样形成的?它们在形式上有何相同点?答案硫酸铜晶体中的微小离子分散在水中形成硫酸铜溶液;泥土小颗粒分散在水中形成泥水,为悬浊液;二者都是一种物质分散在另一种物质中而形成的混合物.(由此引伸出分散系、分散质、分散剂的概念。
)2。
分散系存在比较广泛,大家熟知的溶液都是分散系.日常生活中常见的分散系有:烟、雾、碘酒、食盐水、有色玻璃等。
(1)分析指出它们各自的分散质、分散剂;比较分散质、分散剂的存在状态(填写下表)。
分散系分散质分散剂烟微小尘埃(固)空气(气)雾微小水滴(液)空气(气)碘酒碘(固)酒精(液)食盐水食盐(固)水(液)有色玻璃金属氧化物(固)玻璃(固)(2)依据分散剂和分散质的状态,用交叉法对分散系进行分类。
答案分散系可分为9种,如下图。
3。
粗盐溶液因含少量泥沙而变浑浊,常用过滤的方法将它们除去。
第1节化学反应的方向[课标要求]1.了解自发和非自发过程、熵与熵变的概念。
2.了解焓判据的基本内容。
3.了解熵变与焓变这两个因素对化学反应的共同影响,了解定量判断反应方向的关系式:ΔH-TΔS。
反应焓变、熵变与反应方向1.自发过程(1)概念:在温度和压强一定的条件下,不借助光、电等外部力量就能自动进行的过程称为自发过程;反之称为非自发过程。
(2)实例:水由高处流向低处的过程、热由高温物体传向低温物体的过程都属于自发过程。
2.反应焓变与反应方向(1)能自发进行的化学反应多数是放热反应,ΔH<0。
(2)有些吸热反应在室温下能自发进行,还有一些吸热反应在较高温度下能自发进行。
(3)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。
[特别提醒](1)自发反应实际上不一定能够发生,非自发反应在一定条件下也可能发生。
(2)自发过程可以是物理过程,不一定是自发反应;而自发反应一定是自发过程。
3.反应熵变与反应方向(1)熵及其影响因素①概念:描述体系混乱度的物理量。
符号为S。
②特点:混乱度越大,体系越无序,体系的熵值就越大。
③影响因素a.同一物质S(高温)>S(低温),S(g)>S(l)>S(s)。
b.相同条件下,不同物质的熵值不同。
(2)熵变①概念:反应产物总熵和反应物总熵之差。
②计算公式:ΔS =S (反应产物)-S (反应物)。
③正负判断依据a .气体体积增大的反应,熵变通常都是正值,是熵增加的反应。
b .气体体积减小的反应,熵变通常都是负值,是熵减小的反应。
(3)熵变与反应方向①熵增加有利于反应的自发进行。
②某些熵减小的反应在一定条件下也能自发进行。
③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。
[特别提醒](1)相同条件的不同物,分子结构越复杂,熵越大。
(2)S 混合物>S 纯净物。
1.下列说法中正确的是 ( )A .能自发进行的反应一定能迅速发生B .非自发反应一定不能发生C .能自发进行的反应也可能没有发生D .常温下,2H 2O=====通电2H 2↑+O 2↑,即常温下水的分解反应是自发反应解析:选C 能否自发进行与反应进行的快慢没有必然联系,能自发进行的反应不一定能迅速发生,因为反应进行的快慢受反应条件的影响,A 项错误;在一定条件下,非自发反应也可能发生,B 项错误;D 项中反应属于非自发反应,错误。
考点二 化学平衡移动1.化学平衡移动的过程2.化学平衡移动与化学反应速率的关系 (1)v 正>v 逆:平衡向正反应方向移动。
(2)v 正=v 逆:反应达到平衡状态,不发生平衡移动。
(3)v 正<v 逆:平衡向逆反应方向移动。
3.影响化学平衡的因素(1)若其他条件不变,改变下列条件对化学平衡的影响如下:改变的条件(其他条件不变)化学平衡移动的方向 浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度 向正反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动 压强(对有气体参加的反应)反应前后气体体积改变 增大压强 向气体分子总数减小的方向移动 减小压强 向气体分子总数增大的方向移动反应前后气体体积不变改变压强平衡不移动 温度 升高温度 向吸热反应方向移动 降低温度向放热反应方向移动催化剂 同等程度改变v 正、v 逆,平衡不移动(2)勒夏特列原理如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的物质的浓度),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
(3)“惰性气体”对化学平衡的影响 ①恒温恒容条件原平衡体系――――――→充入惰性气体体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动。
②恒温恒压条件原平衡体系――――――→充入惰性气体容器容积增大,各反应气体的分压减小―→体系中各组分的浓度同倍数减小(等效于减压)1.(2019·桂林高三质检)COCl2(g)CO(g)+Cl2(g)ΔH>0,当反应达到平衡时,下列措施:①升温②恒容通入惰性气体③增加CO浓度④减压⑤加催化剂⑥恒压通入惰性气体,能提高COCl2转化率的是()A.①②④B.①④⑥C.②③⑤D.③⑤⑥3.在压强为0.1 MPa、温度为300 ℃条件下,a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0。
(1)平衡后将容器的容积压缩到原来的一半,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是____(填字母)。
第二节离子反应第二课时离子反应及其发生的条件[A篇知识对点训练]知识点1 离子反应1.下列物质混合发生化学反应,且属于离子反应的是 ( )A.NaOH溶液和K2SO4溶液混合B.锌片投入稀硫酸中C.KClO3和MnO2固体混合物加热制O2D.H2和O2反应生成水答案 B解析A项不具备复分解反应发生的条件;B项离子反应是Zn+2H+===Zn2++H2↑;C项不是在溶液中进行的反应;D项不是离子反应。
2.关于离子方程式Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓的说法正确的是( )A.可表示CuSO 4溶液和Ba(OH)2溶液的反应B.可表示某一个具体的反应,也可以表示一类反应C.离子方程式中的OH-可代表弱碱或强碱D.该反应可看到Cu(OH)2白色沉淀答案 B解析A项中还有SO2-4+Ba2+===BaSO4↓;C项离子方程式中的OH-只能代表强碱;D项Cu(OH)2为蓝色沉淀。
3.下列化学反应的离子方程式错误的是( )A.BaCl2溶液与K2SO4溶液的反应:Ba2++SO2-4===BaSO4↓B.NaOH溶液与硝酸的反应:OH-+H+===H2OC.Na2CO3溶液与硫酸的反应:CO2-3+2H+===CO2↑+H2OD.碳酸钙与盐酸的反应:CO2-3+2H+===CO2↑+H2O答案 D解析D项中因碳酸钙为不溶于水的固体,应写化学式,正确的离子方程式为CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O。
4.不能用离子方程式CO2-3+2H+===CO2↑+H2O表示的反应是 ( )A.Na2CO3+2HCl===CO2↑+H2O+2NaClB.NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2OC.K2CO3+H2SO4===K2SO4+CO2↑+H2OD.K2CO3+2HNO3===2KNO3+CO2↑+H2O答案 B解析NaHCO3在水溶液中只能电离出Na+和HCO-3,而不是CO2-3,所以离子方程式为HCO-3+H+===H2O+CO2↑。
第2课时一种重要的混合物——胶体发展目标体系构建1.了解分散系的含义及其种类,知道胶体是一种常见的分散系。
2.知道胶体可以产生丁达尔现象。
3.通过事实了解胶体的性质在生活、生产中的简单应用,体会化学的实用性。
数轴法辨析三种分散系一、分散系微点拨:二、胶体的分离和提纯1.胶体与浊液分离:用过滤的方法,胶体的分散质微粒可以通过滤纸。
2.胶体与溶液分离:用渗析的方法,胶体的分散质微粒不能通过半透膜,而小分子、离子能够通过半透膜。
三、胶体的性质和应用3.聚沉⎩⎪⎨⎪⎧定义:在一定条件下,胶体的分散质微粒聚集成较大的微粒,在重力作用下形成沉淀析出的现象条件⎩⎨⎧(1)加入酸、碱和盐等物质(2)加热(3)搅拌应用:豆腐的制作1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)NaCl 溶液、水、鸡蛋清溶液、淀粉溶液都属于胶体。
( )(2)FeCl 3溶液呈电中性,Fe(OH)3胶体带电,通电时可以定向移动。
( ) (3)可以利用丁达尔效应区分胶体和溶液。
( ) (4)直径介于1~100 nm 之间的微粒称为胶体。
( )[答案] (1)× (2)× (3)√ (4)×2.下列关于分散系的说法中不正确的是( ) A .分散系的稳定性:溶液>胶体>浊液 B .分散质微粒的大小:溶液>胶体>浊液C .分散质微粒的直径为几纳米或几十纳米的分散系是胶体D .可以用过滤的方法将悬浊液中的分散质从分散剂中分离出来 B [分散质微粒的大小:浊液>胶体>溶液。
]3.下列事实与胶体性质无关的是()A.在豆浆里加入盐卤做豆腐B.盐碱地里土壤保肥能力差C.一束平行光线照射蛋白质溶液时,从侧面可以看到一束光亮的通路D.三氯化铁溶液中滴入氢氧化钠溶液出现红褐色沉淀D[A项属于胶体的聚沉;B项土壤胶体的分散质微粒带电,盐碱地中的电解质易使胶体聚沉;C项属于丁达尔效应;D项发生化学反应产生沉淀。
第2章 化学反应的方向、限度于速率第1节 化学反应的方向★【课前学案导学】■精准定位——学习目标导航1.了解焓变、熵变与反应方向的关系;2.能通过△H -T△S 及给定的△S 数据定量判断反应的方向■自主梳理—基础知识导航一、自发过程和自发反应1.自发过程:____________________________。
2.自发反应:____________________________。
二、焓判据放热反应过程中体系能量_________,因此具有向最低能量状态进行的倾向,科学家提出用焓变来判断反应进行的方向,这就是焓判据。
三、熵判据在密闭条件下,体系有由有序自发地转变为无序的倾向。
因为与有序体系相比,无序体系“更加稳定”,科学家用熵(符号为S )来量度这种无序的程度。
在与外界隔离的体系中,自发过程将导致体系的熵增大,即熵变(符号S )大于零这个原理叫做熵增原理。
在用来判断过程的方向时,就称为熵判据。
对于同一种物质,_______时熵值最大,_________时次之,____________时最小。
四、化学反应进行的方向事实告诉我们,过程的自发性只能用于判断过程的方向,不能确定过程一定会发生和过程发生的速率。
由能量和熵组合而成的复合判据,将更适合于所有的过程。
只根据一个方面来判断反应进行的方向是不全面的。
探究一:焓变与熵变与自发反应。
1.反应焓变与反应方向:反应焓变是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素。
一般的讲,放热反应容易自发进行。
2.反应熵变与反应方向(1)熵:描述体系混乱度的物理量(2)符号:S 单位:J•mol -1•K -1体系总是向降低自身能量的方向进行变化,那么H 0<的反应为何不H T S -这个判据是指在温度、即反应发生的可能性,并不能说明反应能否实际发生,实际发生,还涉及到化学反应速率的问题。
(3)大小判据:①物质的混乱度:体系混乱度越大,熵值越大;②同一条件:不同物质的熵值不同;③物质的存在状态:S(g) > S(l) > S(s)。
(4)反应熵变①符号:△S②表达式:△S = S 总和(生成物) – S 总和(反应物)③正负判断:气体体积增大的反应,△S>0,熵增加反应;气体体积减小的反应,△S<0,熵减小反应。
『特别提醒』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。
探究二:焓变与熵变对反应方向的共同影响1.判据:△H -T△S2.判据与反应的自发性:< 0 反应自发△H -T△S = 0 达平衡状态> 0 反应不能自发3.适用判据应注意的问题:(1)判断反应的自发性要结合△H 和△S,利用△H -T△S(2)条件是温度、压强一定条件下(3)反应具有自发性,只能说明这个反应有进行的趋势,但这个反应到底能不能反应,那还要看反应进行的限度和反应进行的速率。
『特别提醒』在讨论过程的方向时,我们指的是没有外界干扰时体系的性质。
如果允许外界对体系施加某种作用,就可能出现相反的结果。
如水泵可以把水从低水位升至高水位;用高温可使石灰石分解;高温高压可以使石墨转化为金刚石。
实现后者的先决条件是要向体系中输入能量,该过程的本质仍然是非自发的。
■典例剖析-名师释疑助航例1.下列说法完全正确的是( )A.放热反应均是自发反应B.ΔS 为正值的反应均是自发反应C.物质的量增加的反应,ΔS 为正值D.如果ΔH 和ΔS 均为正值,当温度升高时,反应可能自发进行『答案』D『解析』大多数放热反应可自发进行,但有些放热反应需在一定条件下才能引发反应,如炭的燃烧等,故A 错。
ΔS 为正值,即熵值增加的变化,不一定是自发反应,如碳酸钙分解为氧化钙和二氧化碳,故B 错。
反应前后物质的量是否改变与熵值增加与否无必然关系,故C 错。
而对D 选项,当ΔH 和ΔS 均为正值时,温度越高则T ΔS 越大,故ΔH -T ΔS 可能小于零,所以反应可能自发进行。
【变式训练1】下列反应中,ΔS 最大的是()A.CaCO 3(s)=CaO(s)+CO 2(g)B.2SO 2(g)+O 2(g)=2SO 3(g)C.N 2(g)+3H 2(g)=2NH 3(g)D.CuSO 4(s)+5H 2O(l)=CuSO 4•5H 2O(s)【例2】反应CH 3OH(l)+NH 3(g)=CH 3NH 2(g)+H 2O(g)在某温度自发向右进行,若其|ΔH|=17kJ •mol –1,|ΔH -T ΔS|=17kJ •mol –1,则下列正确的是( )A. ΔH > 0,ΔH -T ΔS < 0B. ΔH < 0,ΔH -T ΔS > 0C. ΔH > 0,ΔH -T ΔS >0D. ΔH < 0,ΔH -T ΔS < 0『答案』A『解析』 当此反应在某温度下自发向右进行时,ΔH -T ΔS < 0,即ΔH -T ΔS <-17kJ •mol –1,因此排除B 、C ,由于正反应方向是熵增加的反应,即ΔS > 0,故只有ΔH > 0时,才可能满足条件。
【变式训练2】已知下列反应在常温下均为非自发反应,则在高温下仍为非自发的是()A.Ag 2O(s)=2Ag(s)+21O 2(g)B.Fe 2O 3(s)+ 23C(s)=2Fe(s)+ 23CO 2(g)C.N2O4(g)=2NO2(g)D.6C(s)+6H2O(l)=C6H12O6(s)【例3】某反应2AB(g)C(g)+3D(g)在高温时能自发进行,其逆反应在低温下能自发进行,则该反应的ΔH、ΔS应为()A.ΔH < 0,ΔS > 0B. ΔH < 0,ΔS <0C. ΔH > 0,ΔS > 0D. ΔH > 0,ΔS < 0『答案』C『解析』反应自发进行的前提是反应的ΔH-TΔS<0,与温度有关,反应温度的变化可能使ΔH-TΔS的符号发生变化。
ΔH > 0,ΔS < 0,在任何温度下,ΔH-TΔS>0,反应都不能自发进行。
ΔH> 0,ΔS <0,在较低温度下,ΔH-TΔS<0,即反应在降低温度时才能发生。
ΔH < 0,ΔS < 0,若使反应自发进行,即ΔH-TΔS<0,必须提高温度,即反应只有在较高温度时自发进行。
ΔH < 0,ΔS > 0,在任何温度时,ΔH-TΔS<0,即在任何温度下反应均能自发进行。
【变式训练3】水的三态的熵值的大小关系正确的是()A.S(s)>S(l)>S(g)B. S(l)>S(s)>S(g)C. S(g)>S(l)>S(s)D. S(g)>S(s)>S(l)变式训练解析及答案【变式训练1】【变式训练2】答案:D解析:在与外界隔离的体系中,自发过程将导致体系的熵增大,这个原理叫做熵增原理。
在用来判断过程的方向时,称为熵判断依据。
对于同一种物质而言,S(g)>S(l)>S(s)。
A、C都是分解反应,都是吸热反应,即ΔH>0,又是熵增反应,即ΔS > 0,因此当高温时可能有ΔH-TΔS < 0,故在高温下可自发进行,而B也是熵增反应,也是吸热反应,同A、C一样在高温下可自发进行。
D是熵减小反应,温度越高,则ΔH-TΔS的值越大,因此在高温下不能自发进行。
【变式训练3】答案:C解析:按H2O(g)→H2O(l)→H2O(s),水分子的排列越来越有序,水分子的运动范围越来越小,故混乱度越来越小,其熵越来越小。
■备选例题1.吸热反应一定是()A.非自发的化学反应B.释放能量C.贮存能量D.反应需要加热【答案】C【解析】吸热反应是一个把热能等转化为物质内部能量而被“贮存”起来的过程,B错误,C正确;吸热的自发反应是熵增加的过程,A错误;有些吸热反应在常温或低温下也可自发进行,D错误。
2. 已知温度为298 K时,反应:CH4(g)+4CuO(s)=CO2(g)+2H2O(l)+4Cu(s) ΔH=-261.11 kJ•mol –1ΔS=129.27 J•mol –1•K –1(1)常温、常压下,反应能否自发进行?(2)500 K时反应能否自发进行?【答案】能自发进行。
【解析】ΔH-TΔS=-299.65 kJ•mol –1 ,能自发进行。
因为ΔH < 0,ΔS > 0,在任何温度时,ΔH-TΔS<0,即在任何温度下反应均能自发进行。
所以在500 K时也可自发进行。
3.铁锈的主要成分为Fe2O3,298 K时,由单质生成Fe2O3的ΔH=-824 kJ•mol –1 ,且ΔH-TΔS=-742.2 kJ •mol –1,用计算说明在-150℃的空气中铁是否可能发生锈蚀?【答案】能发生。
【解析】常温下,T=298 K,ΔH-TΔS=-824 kJ•mol –1-298 K ΔS=-742.2 kJ•mol –1,解得ΔS=-274.5 J•mol –1•K –1。
在-150℃时,ΔH-TΔS=-790.2 kJ•mol –1,故反应能自发进行。
■常用教学素材用大爆炸宇宙学来观测事实大爆炸宇宙学是现代宇宙学中最有影响的一种学说,与其它宇宙模型相比,它能说明较多的观测事实。
它的主要观点是认为我们的宇宙曾有一段从热到冷的演化史。
在这个时期里,宇宙体系并不是静止的,而是在不断地膨胀,使物质密度从密到稀地演化。
这一从冷到热,从密到稀的过程如同一次规模很大的爆发。
根据大爆炸宇宙学的观点,大爆炸的整个过程是:在宇宙的早期,温度极高,在100亿度以上。
物质密度也相当大,整个宇宙体系达到平衡。
宇宙间只有中子、质子、电子、光子和中微子等一些基本粒子形态的物质。
但是因为整个体系在不断膨胀,结果温度很快下降。
当温度降到10亿度左右时,中子开始失去自由存在的条件,它要么发生衰变,要么与质子结合成重氢、氦等元素;化学元素就是从这一时期开始形成的。
温度进一步下降到100万度后,早期形成化学元素的过程结束。
宇宙间的物质主要是质子、电子、光子和一些比较轻的原子核。
当温度降到几千度时,辐射减退,宇宙间主要是气态物质,气体逐渐凝聚成气云,再进一步形成各种各样的恒星体系,成为我们今天看到的宇宙。
大爆炸模型能统一说明以下几个观测事实:1、大爆炸理论主张所有恒星都是在温度下降后产生的,因而任何天体的年龄都应比自温度至今天这一段时间为短,即应小于200亿年。
各种天体年龄的测量证明了这一点。
2、观测到河外天体有系统性的谱线红移,而且红移与距离大体成正比。