第二章重難點(diǎn)十二焓變與熵變

1、重難點(diǎn)十二熔變與爛變一、焓變與熵變的定義：焓變：焓變是指體系內(nèi)能的變化，焓變?yōu)檎嫡f明反應(yīng)放熱體系能量減小，焓變?yōu)樨?fù)值說明反應(yīng)吸熱體系能量增加.熵變：熵變是指體系混亂程度的變化，熵變?yōu)檎嫡f明體系的混亂程度增加，熵變?yōu)樨?fù)值說明混亂程度減小.二、焓變與化學(xué)反應(yīng)方向的關(guān)系體系總是趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(這時(shí)體系往往會(huì)對(duì)外做功或釋放能量)這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律是能量判斷的依據(jù)，即焓變是決定一個(gè)化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的一個(gè)重要因素；1多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng).有一些吸熱反應(yīng)在室溫條件下不能自發(fā)進(jìn)行，但在較高溫度下卻能自發(fā)進(jìn)行.例如:在室溫和較高溫度下均為吸熱過程的CaCO3的分解反應(yīng).有不少吸熱

2、反應(yīng)在室溫條件下也能自發(fā)進(jìn)行.結(jié)論：反應(yīng)放熱有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，反應(yīng)吸熱也有可能自發(fā)進(jìn)行，這說明反應(yīng)的焓變只是與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的一個(gè)因素，但不是唯一因素.三、熵變與化學(xué)反應(yīng)方向的關(guān)系在同一條件下，不同的物質(zhì)熵值不同，且一物質(zhì)的熵與其聚集狀態(tài)及外界條件還有關(guān)，一般來說，S(g)S(l)S(s).在密閉的條件下，體系有從有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向，該變化過程體系的熵增大熵值越大，體系的混亂程度越大.許多熵增加的反應(yīng)在常溫、常壓下可以自發(fā)進(jìn)行.產(chǎn)生氣體或氣體物質(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).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.例如：C

3、aCO3(s)=溫=CaO(s)+CO2(g)有不少熵減小的反應(yīng)，在一定條件下也可自發(fā)進(jìn)行.例如：2Al(s)+Fe2O3(s)=溫=Al2O3(s)+2Fe(s)結(jié)論：熵增加有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，熵減小的反應(yīng)，在一定條件下也可自發(fā)進(jìn)行.故熵增原理是解釋反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的一個(gè)因素，但不是唯一因素.由此可見，焓變和熵變都與反應(yīng)的自發(fā)性有關(guān)，又都不能獨(dú)立地作為自發(fā)性的判據(jù)，要判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向，必須綜合考慮體系的焓變和熵變.四、焓變和熵變與化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向.結(jié)論：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，既與反應(yīng)的焓變有關(guān)，又與反應(yīng)的熵變有關(guān)一般來說體系能量減小和混亂度增加都能促使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，焓變和熵變共同

4、制約著化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向，但焓和熵都不是唯一因素，我們不能單純地根據(jù)焓變或熵變來判斷某個(gè)反應(yīng)是否自發(fā)進(jìn)行.在等溫、等壓條件下，化學(xué)反應(yīng)的方向是由反應(yīng)的焓變和熵變共同決定的.化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的最終判據(jù)是吉布斯自由能變，自由能一般用G來表示.且GMH-TAS：當(dāng)厶G=AH-TASVO時(shí)，反應(yīng)向正反應(yīng)方向能自發(fā)進(jìn)行.當(dāng)厶G=AH-TAS=0時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài).當(dāng)厶G=AH-TAS0時(shí)，反應(yīng)不能向正反應(yīng)方向自發(fā)進(jìn)行.【重難點(diǎn)指數(shù)】【重難點(diǎn)考向一】反應(yīng)熵變的判斷【例1】下列反應(yīng)中，熵減小的是()A.(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)B.2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(

5、g)C.MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g)D.2CO(g)=2C(s)+O2(g)【答案】D【解析】A.反應(yīng)由固體生成氣也燼増大，故A錯(cuò)冕B.反應(yīng)生成的氣體的物底的量増多，儲(chǔ)増尢故E錯(cuò)誤，C.反應(yīng)由固體生成氣佻謫增大；故C錯(cuò)誤，D.反應(yīng)氣體的物質(zhì)的量減少慵減嘰故D正確；故選D*【重難點(diǎn)點(diǎn)睛】考查熵變的判斷，物質(zhì)的由固態(tài)或液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，或生成的氣體越多，則混亂度越大，熵值越大，反之越小。【重難點(diǎn)考向二】焓變、熵變好溫度共同判斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行【例2】某反應(yīng)2AB(g)#C(g)+3D(g)在高溫時(shí)能自發(fā)進(jìn)行，其逆反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行，貝9該反應(yīng)的厶H、S應(yīng)為()HVO,S0B.HVO

6、,SVOC.H0，S0D.H0，SVO【答案】A【解析】A.HVO,S0時(shí)，GMH-TSVO,在室溫一定能自發(fā)進(jìn)行，故A錯(cuò)誤;B.HV0，SVO時(shí)，在低溫下能自發(fā)進(jìn)行，故B錯(cuò)誤；C.H0，S0時(shí)，在室溫下不能自發(fā)進(jìn)行，在高溫下能自發(fā)進(jìn)行，故C正確；D.H0,SVO時(shí)，任何溫度下反應(yīng)都不能自發(fā)進(jìn)行，故D錯(cuò)誤；故選Co【名師點(diǎn)睛】考查反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的判斷，注意根據(jù)自由能判據(jù)的應(yīng)用，當(dāng)厶G=AH-TASVO時(shí)，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，G=AH-TAS0時(shí)，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，據(jù)此分析?！局仉y點(diǎn)考向三】化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行與焓變、熵變的關(guān)系【例3】下列說法中正確的是（）凡是放熱反應(yīng)都是能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)，而吸熱反應(yīng)

7、都是非自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大的反應(yīng)，非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減小或不變的反應(yīng)熵增加且放熱的反應(yīng)一定是自發(fā)反應(yīng)非自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都不能發(fā)生【答案】C【解析】A.衛(wèi)H0,aS0,業(yè)高溫F是自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)故A錯(cuò)誤B.aH-TS0的反應(yīng)是自巻進(jìn)行的反應(yīng)，aH0,S0的反應(yīng)是非自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)，aH0,a低溫下可以_是非自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)，故B錯(cuò)常C.爛増加且放熬血HV0,反應(yīng)AH-T0)深海中能夠存在可燃冰，是因?yàn)樯詈＞哂幸韵聴l件中的()低溫咼壓B.咼溫低壓C.低溫低壓D.咼溫咼壓【答案】A【解析】CH4nH2O(s)=CH4(g)+nH2O(l)-Q(Q0)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，降低溫度，平衡逆向移

8、動(dòng)，增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，因此深海中能夠存在可燃冰是因此深海具備了低溫、高壓，故選Ao反應(yīng)CH3OH(g)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g)在高溫下才能自發(fā)向右進(jìn)行，則該反應(yīng)的H、S應(yīng)為()A.H0、SV0B.HV0、S0C.H0、S0D.HV0、SCH3NH2(g)O(3)在高溫下才能目發(fā)向右進(jìn)仏則滿足込亦S0.衛(wèi)匕H-T血S0;反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，故A錯(cuò)誤$玖血H0;要保證aH-TziS0,要保證ziH-TAS0,則T為高溫，故匸正確；D.aH0.aS0,aH-TaSC一定成立，反應(yīng)在任何溫度下一定能夠自岌進(jìn)行，故D錯(cuò)誤；故選C?！久麕燑c(diǎn)睛】在等溫、等壓條件下，化學(xué)反應(yīng)的方向是

9、由反應(yīng)的焓變和熵變共同決定的.化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的最終判據(jù)是吉布斯自由能變，自由能一般用AG來表示.且GMH-TAS：當(dāng)厶G=H-TS0，H0，低溫下可以是H-TAS0，故A錯(cuò)誤；B.自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)條件下才能實(shí)現(xiàn)，H-TAS0的反應(yīng)使體系能量升高，不能自發(fā)進(jìn)行HVO的反應(yīng)使體系能量降低，無需加熱便能自發(fā)進(jìn)行在與外界隔離的體系中，自發(fā)過程將導(dǎo)致熵增大熵增原理說明SVO過程在任何條件下都不能自發(fā)進(jìn)行【答案】C【解析】A.衛(wèi)H0不能保證厶H-%S定小干0;所以反應(yīng)不一定能自發(fā)進(jìn)億故人錯(cuò)誤FB.aH0不能保證aH-TaS-定小于0,所以反應(yīng)不一定能自岌曲亍，故E錯(cuò)誤；C.與外界隔禽的體系浸有能量的變化過程自發(fā)應(yīng)満足aH-TaS0；所以aSJS變?nèi)?，該過程為嵋增過程，故C正確：D爛增原理只是說明嵋增加有利于