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高中化学选修4第二章 第四节

A.高于 409 K B.低于 136 K
C.高于 136 K 而低于 409 K
D.低于 409 K
名师点拨:要防止反应发生,需满足ΔH-TΔS>0,解不等式 -4 500+11T>0,得 T>409 K。
例3.下列关于ΔH-TΔS 说法中正确的是( C )
A.ΔH-TΔS 可用于判断所有条件下的反应能否自发进行 B.ΔH-TΔS 只用于判断温度、体积一定的反应能否自发进行 C.ΔH-TΔS 只用于判断温度、压强一定的反应能否自发进行
D.ΔH-TΔS<0 的反应,在该条件下一定剧烈反应
解析:ΔH-TΔS 这个判据只能用于一定温度和压强条件 下的反应,不能用于其他条件(如温度、体积一定)下的反应, 所以选项 A、B 都不正确,C 正确。ΔH-TΔS<0 能判定反应 自动发生的趋势,即反应发生的可能性,不能说明反应是否剧
烈,所以 D 错。
3.对于化学反应方向的确定,下列说法中正确的是( D )。 A.放热的熵减小的反应一定能自发进行 B.熵因素决定正反应能否发生,焓因素决定逆反应能否发生 C.化学反应能否发生的唯一判据是焓变 D.固体的溶解、参与反应的过程与熵变有关
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判断化学反应进行的方向 【例 2】已知在等温等压条件下,化学反应方向的判据为 ΔH-TΔS<0 反应能正向自发进行 ΔH-TΔS=0 反应达到化学平衡 ΔH-TΔS>0 反应不能自发进行
设反应 A(s) = D(g)+E(g),ΔH-TΔS=(-4 500+11T)J/mol,要 防止反应发生,温度必须( A)
(2)熵值大小的比较: 同一种物质不同状态时熵值大小为: S(g) > S(l) > S(s)。
(3)熵增原理: 在与外界隔绝的体系中,自发过程将导致体系的熵 增加 , 即熵变(符号ΔS) 大于 零。
(4)熵判据:
体系有自发地向混乱度 增大 (即熵增加 )的方向转变的倾
向,因此可用 熵变 来判断反应进行的方向。 思考:如果一个反应的熵变大于零,该反应是否一定自发进行?
注意
如果允许外界对体系施加某种作用(输入能量),就可能出现相 反的结果。如用水泵从低处抽水、高温时石灰石分解等。 二、大量事实告诉我们,过程的自发性只能用于判断过程的方向, 不能确定过程 是否一定会发生 和过程 发生的速率 。
一、在讨论过程的方向问题时,指的是没有外界干扰时体系的性质。
利用自由能判断化学反应进行的方向
列举:你所知的常见的自发过程和自发反应
①自然界中的水由高处往低处流。
②自由落体运动
特点: 体系从高能状态→低能状
态 ③铁器暴露于潮湿的空气中会生锈
△H<0
④NaOH(aq) + HCl(aq) == NaCl(aq) + H2O(l) △H<0
⑤CaO (s)+ H2O(l) == Ca(OH)2(aq) 特点: 放热反应 △H<0
思考:是什么因素推动体系变化呢? 在密闭条件下,体系有从有序自发地转化为无序的 倾向,与有序体系相比,无序体系“更加稳定”。
二、化学反应进行方向的判据
1.焓判据 放热反应过程中体系能量 降低 ,具有自发进行的倾向,因此可 焓变 来判断反应进行的方向。 用______
2.熵判据
(1)熵:
用来度量体系 混乱 程度的物理量,熵值越大, 混乱 程 度越大,符号为 S ,单位:“J· mol-1· K-1”。
△H>0
说明:有些吸热反应也可以自发进行,有些放热反应不 能自发进行。如:⑧ N2(g) + 3H2(g)==2NH3(g) △H<0
结论:用焓判据判断化学反应进行的方向存在 局限性。
在自然界中还存在着一些与能量状态的高低无关的 自发进行的过程: • • • • 气温升高,冰雪自动融化。 硝酸铵溶于水 十里桂花香 酒香不怕巷子深
已知在等温等压条件下,化学反应方向的判据为△G= ΔH-TΔS ΔH-TΔS<0 反应能正向自发进行 ΔH-TΔS=0 反应达到化学平衡 ΔH-TΔS>0 反应不能自发进行 设反应 A(s) = D(g)+E(g),ΔH-TΔS=(-4 500+11T)J/mol,要 防止反应发生,温度必须( A)
CaCO3(s)
高温
CaO(s)+CO2(g)
关系
2NaOH(aq)+CO2(g)
Na2CO3(aq)+H2O(l)
反应熵变是与反应进行的方向有关的因素之一,但不是决 结论 定反应能否自发进行的唯一因素。
3.复合判据
焓变和熵变都与反应的自发性有关,又都不能独立地作为自发性的 判据,_______ 焓判据 和_______ 熵判据 组合成的复合判据将更适合于所有的过程 。 放 热的熵 增加 的反应一定能自发进行。气体分子总数增多 的反应,一般都是 熵增 的反应。
2.自发反应
自发 地进行到显著程度 在给定的一组条件下,可以_____ 的化学反应。
讨论:
是否可以根据一个反应的焓变来判断反应进行的方向? 即:当△H<0时该反应自发进行?
不能
下列反应可以自发进行: ⑥ 2N2O5(g)==4NO2(g) + O2(g) △H>0
⑦(NH4)2CO3(s) ==NH4HCO3(s) + NH3(g)
第四节 化学反应进行的方向
学习目标
1.了解自发过程和化学反应的自发性
2.通过“有序”和“无序”的对比,了解熵和 熵变的概念 3.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学反应的方向。
• 有关化学反应进行的 方向 、 快慢 和 限度 是 化学反应原理的三个重要 组成部分。 科学家 最低 根据体系存在着力图使自身能量趋于 “ ” 有序 ” 变为“ 无序 和由“ ” 的自然现象, 焓 熵 提出了相互关联的 判据和 判据,为最 终解决上述问题提供了必要的依据。
一、自发过程和自发反应 1.自发过程
(1)含义 在一定条件下,不用借助于外力 ____就可以自动进行 ________的过 程。 (2)特点 高能 状态转变为______ ①体系趋于从_____ 低能 状态(体系对外 部_______ 做功 或者_______ 释放 热量)。 有序 自发转变为_____ ②在密闭条件下,体系有从_____ 无序 的 倾向。
A.高于 409 K
C.高于 136 K 而低于 409 K
B.低于 136 K
D.低于 409 K
名师点拨:要防止反应发生,需满足ΔH-TΔS>0,解不等式 -4 500+11T>0,得 T>409 K。
自发反应与非自发反应的理解 【例 1】下列关于反应的说法正确的是( C )。 A.凡是放热反应都是自发的,吸热反应都是非自发的 B.自发反应一定是熵增大,非自发反应一定是熵减小或不变 C.自发反应在恰当条件下才能实现 D.自发反应在任何条件下都能实现
1.自发进行的反应不可能 是( D )。 ...
A.吸热反应
B.放热反应
C.熵增加的反应
D.熵减少且吸热的反应
2.下列关于判断过程的方向的说法正确的是( C )。 A.所有自发进行的化学反应都是放热反应 B.高温高压下使石墨转化为金刚石是自发的化学反应 C.由焓判据和熵判据组合而成的复合判据适合所有的过程 D.同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
不一定。
熵判据
许多熵增的反应在常温、 常压下可以自发进行。
2H2O2(aq)
2H2O(l)+O2(g)
自发 反应 与熵 变的
NH4HCH3COONH4(aq)+H2O(l)
有些熵增的反应在常温、 常压下不能自发进行 常温常压下熵减的反应 也可以自发进行
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