资源描述
第1节 化学反应的方向,第2章 化学反应的方向、限度与速率,学习目标定位 1.了解熵和熵变的概念。 2.理解焓变与反应方向、熵变与反应方向的关系。 3.能综合运用焓变与熵变判断反应进行的方向。,新知导学,达标检测,内容索引,新知导学,一、反应焓变、熵变与反应方向,1.反应焓变与反应方向 (1)分析下列反应进行的方向与H之间的关系 NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)，酸碱中和反应是 热反应，H 0，常温下 自发进行。 2Na(s)2H2O(l)=2NaOH(aq)H2(g)，该反应是 热反应，H 0，常温下 自发进行。 NH4HCO3(s)CH3COOH(aq)=CO2(g)CH3COONH4(aq)H2O(l) H0，该反应在常温下 自发进行。,放,(3)反应熵变 概念： 和 之差称为反应熵变，符号为S。 正负判断依据 a.气体体积增大的反应，熵变通常都是 ，是熵 的反应。 b.气体体积减小的反应，熵变通常都是 ，是熵 的反应。 (4)反应熵变与反应方向 熵 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。 熵变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是 因素。,反应产物总熵,反应物总熵,正值,增加,负值,减小,增加,唯一,化学反应方向与焓变、熵变的关系 (1)从焓变(能量)角度：H 0，有利于反应自发进行。 (2)从熵变角度：S 0，有利于反应自发进行。 (3)在实际的化学反应中，若H与S符号相同时，对化学反应的方向的影响作用出现矛盾，因此，在分析一个具体化学反应自发进行的方向时，不能孤立地使用焓判据或熵判据来分析，否则，可能会得出错误的结论。,解析 焓判据是指H0，按焓判据反应不能自发进行，而题给条件是能自发进行，所以不能用“焓判据”解释该反应为自发反应。,例1 已知下列过程都能自发进行，其中不能用“焓判据”解释的是 A.2Na(s)Cl2(g)=2NaCl(s) H0 D.2Mg(s)O2(g)=2MgO(s) H0,答案,解析,规律总结,一般常温下自发进行的放热反应，焓变对反应方向起决定性作用。,例2 碳铵(NH4HCO3)在室温下就能自发地分解产生氨气，下列有关说法中正确的是 A.碳铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大 B.碳铵分解是因为外界给予了能量 C.碳铵分解是吸热反应，根据焓判据，不能自发分解 D.碳酸盐都不稳定，都能自发分解,解析 放热反应常常是容易进行的过程，吸热反应有些也是自发反应；自发反应的熵不一定增大，可能减小，也可能不变。过程的自发性只能用于判断过程的方向，是否能实现还要看具体的条件。,答案,解析,规律总结,一般常温下自发进行的吸热反应，熵变对反应方向起决定性作用。,二、焓变与熵变对反应方向的共同影响,1.用焓变和熵变的复合判据判断反应的方向 (1)由焓判据知 热反应是易进行的；由熵判据知熵值 是自发的。很多情况下用不同的判据判定同一个反应，可能会出现相反的判断结果。 (2)在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向HTS 0的方向进行，直至达到平衡状态。 HTS 0 反应能自发进行 HTS 0 反应达到平衡状态 HTS 0 反应不能自发进行,放,增加,(3)温度与反应方向的关系图为,任意,高,任意,低,2.已知反应：2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)在298 K、101 kPa的条件下，其H113.0 kJmol1，S145.3 Jmol1K1。 该反应_(填“能”或“不能”)用于消除汽车尾气中的NO，理由为_。,解析 HTS113.0 kJmol1298 K(145.3103 kJmol1K1) 69.7 kJmol10，故理论上该反应能自发进行。,答案,解析,能,该反应的HTS69.7 kJmol10，说明该反应在理论上可自发进行,(1)放热和熵增加都对HTS0有所贡献，因此放热的熵增加反应一定能自发进行，吸热的熵减小反应一定不能自发进行。 (2)当反应的焓变和熵变的影响相反，且二者大小相差悬殊时，某一因素可能占主导地位。 (3)如果反应的焓变和熵变的影响相反且相差不大时，温度可能对反应的方向起决定性作用。,特别提醒 (1)反应发生的条件有多种，HTS这个判据只能用于温度、压强一定下的反应，不能用于其他条件(如温度、体积一定)下的反应。 (2)反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能确定反应是否实际发生及反应的速率大小。,例3 下列反应中，一定不能自发进行的是 A.2KClO3(s)=2KCl(s)3O2(g) H78.03 kJmol1 S1 110 Jmol1K1 B.CO(g)=C(s，石墨) O2(g) H110.5 kJmol1 S89.36 Jmol1K1 C.4Fe(OH)2(s)2H2O(l)O2(g)=4Fe(OH)3(s) H444.3 kJmol1 S280.1 Jmol1K1 D.NH4HCO3(s)CH3COOH(aq)=CO2(g)CH3COONH4(aq)H2O(l) H37.301 kJmol1 S184.05 Jmol1K1,答案,解析,解析 A项为放热的熵增加反应，在任何温度下都有HTS0，故该反应一定不能自发进行； C项为放热的熵减小反应，在低温时可能有HTS0，故低温下HTS0，反应不能自发进行。,答案,解析,不能,(2)超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式为2NO(g)2CO(g)2CO2(g)N2(g)。该反应在常温下能够自发进行，则反应的H_(填“”“”或“”)0。,解析 因为S0，且HTS0，故H0，则： 该反应常温下_(填“能”或“不能”)自发进行。 据本题反应数据分析，温度_(填“能”或“不能”)成为反应方向的决定因素。,解析 该反应的H0，S0，属于熵增加的吸热反应，故在高温下该反应能够自发进行。,答案,解析,不能,能,解析 常温下石灰石不分解。,(4)已知CaSO4(s)CO(g)CaO(s)SO2(g)CO2(g) H218 kJmol1，该反应能够自发进行的反应条件是_。,解析 自发反应的条件是HTS0，故T 即T值较大，该反应应在高温下自发进行。,答案,解析,高温,(5)某吸热反应能自发进行，则该反应的S_(填“”或“0，HTS0，故S0。,(6)NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)常温下可自发进行，则影响反应方向的主要因素是_。,焓变,方法总结,(1)根据常见的放热反应或吸热反应推知H符号。 (2)根据反应前后物质状态的变化及系数的变化推知S的符号。 (3)利用反应方向的复合判据，HTS0,答案,解析,1,2,3,4,5,6,解析 由复合判据HTS综合考虑反应能否自发进行。 当H0，S0时，不能判断HTS的正负，与T有关； 当H0，S0，非自发反应； 当H0时，HTS0，一定是自发反应； 当H0，故在一定温度下有的吸热反应可自发进行。,4.向平底烧瓶中放入氢氧化钡晶体Ba(OH)28H2O和氯化铵晶体，塞紧瓶塞。在木板上滴少量水，如图所示。一会儿，就会发现瓶内固态物质变成液体，瓶壁变冷，小木板上因少量水冻结而被烧瓶粘住，这时打开瓶塞，出来的气体有氨味。这是自发地发生了反应：Ba(OH)28H2O(s)2NH4Cl(s)=BaCl2(s)2NH3(g)10H2O(l)。下列结论中正确的是,答案,解析,1,2,3,4,5,6,A.自发反应一定是放热反应 B.自发反应一定是吸热反应 C.有的吸热反应也能自发进行 D.吸热反应不能自发进行,5.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H、S应为 A.H0，S0 D.H0，S0,解析 该反应是一个气体物质的量增大的反应，即S0，故其逆反应S0。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,6.回答下列问题： (1)汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：2CO(g)=2C(s)O2(g)。已知该反应的H0，简述该设想能否实现的依据：_。,解析 该反应H0、S0，故不能实现该反应。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,该反应是H0、S0，b、c、d反应的S0，HTS0，所以在高温时该反应不能自发进行。,答案,解析,1,2,3,4,5,a,6,(3)25 和1.01105 Pa时，反应：2N2O5(g)4NO2(g)O2(g) H56.76 kJ mol1自发进行的原因是_ _。,答案,1,2,3,4,5,该反应是熵增反应，且常温下熵变S对反应的方向起决定作用,6,解析 要使反应能够自发进行，则HTS0，即94.0 kJmol1T75.8103 kJmol1K10，T 1 240 K，即只有在温度低于1 240 K时反应才能自发进行。,(4)电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应是SiO2(s)4HF(g)=SiF4(g)2H2O(g) H(298.15 K)94.0 kJmol1， S(298.15 K)75.8 J mol1K1 设H和S不随温度变化而变化，试求此反应自发进行的温度(T)条件_。,答案,解析,1,2,3,4,5,T1 240 K,6,
展开阅读全文