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第2章化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向1、了解熵、熵變的概念;2、掌握焓變和熵變對化學(xué)反應(yīng)方向的影響,能用復(fù)合判據(jù)判斷化學(xué)反應(yīng)的方向?qū)W習(xí)目標(biāo)生活中的自發(fā)過程體系趨向于從高能量狀態(tài)轉(zhuǎn)換為低能量狀態(tài)生活中的自發(fā)過程體系趨向于從有序狀態(tài)轉(zhuǎn)換為無序狀態(tài)1、定義:在溫度和壓強(qiáng)一定的條件下,不借助光、電等外部力量就能自動(dòng)進(jìn)行的過程。2、特點(diǎn):體系趨向于從高能量狀態(tài)轉(zhuǎn)換為低能量狀態(tài);體系趨向于從有序狀態(tài)轉(zhuǎn)換為無序狀態(tài)一、自發(fā)過程閱讀課本P35,自主預(yù)習(xí)自發(fā)過程的定義、特點(diǎn)具有方向性①NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l),ΔH<
0,常溫下能自發(fā)進(jìn)行。②2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g),ΔH<0,常溫下能自發(fā)進(jìn)行。③2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g),ΔH>0,該反應(yīng)在常溫下能自發(fā)進(jìn)行。④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g),ΔH>0,該反應(yīng)在常溫下不能自發(fā)進(jìn)行,但在較高溫度下能自發(fā)進(jìn)行。觀察以下反應(yīng),總結(jié)焓變?chǔ)與反應(yīng)方向的關(guān)系二、
反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向的關(guān)系反應(yīng)焓變是與反應(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。多數(shù)放熱反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行(ΔH<0)少數(shù)吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行(ΔH>0)1、熵定義:影響因素:同種物質(zhì):S(g)>S(l)>S(s);混亂度越大,體系越無序,熵越大三、
反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向的關(guān)系意義:同種物質(zhì):S(高溫)>S(低溫)描述體系混亂度的物理量,符號(hào)S,單位J/(mol?K)三、
反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向的關(guān)系2、熵變?chǔ)=S生成物-S反應(yīng)物(氣體體積增多的反應(yīng))(氣體體積減小的反應(yīng))ΔS>0(熵增)ΔS<0(熵減)常見的熵增過程:固體溶解、氣體擴(kuò)散、物質(zhì)由s到l或g態(tài)、氣體量增加的反應(yīng)例:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ΔS>0
①2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g),ΔS>0,常溫下能自發(fā)進(jìn)行。②2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g),ΔS>0,該反應(yīng)在常溫下能自發(fā)進(jìn)行。③2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g),ΔS>0,該反應(yīng)在常溫下能自發(fā)進(jìn)行。④Ba(OH)2(aq)+H2SO4(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l),ΔS<0,該反應(yīng)在常溫下能自發(fā)進(jìn)行。觀察以下反應(yīng),總結(jié)熵變?chǔ)與反應(yīng)方向的關(guān)系三、
反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向的關(guān)系
一般熵增反應(yīng)有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行;少數(shù)熵減反應(yīng)在一定條件下也能自發(fā)進(jìn)行。3、反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向
熵變是反應(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。
1、已知下列過程都能自發(fā)進(jìn)行,其中不能用“焓判據(jù)”解釋的是()
A.2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)
ΔH<0B.C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)
ΔH<0C.2NH4Cl(s)+Ca(OH)2(s)=2NH3(g)+CaCl2(s)+2H2O(l)
ΔH>0D.2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s)
ΔH<0C課堂練習(xí)2、碳銨(NH4HCO3)在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨氣,下列有關(guān)說法中正確的是()
A.碳銨分解是因?yàn)樯闪艘讚]發(fā)的氣體,使體系的熵增大B.碳銨分解是因?yàn)橥饨缃o予了能量C.碳銨分解是吸熱反應(yīng),根據(jù)焓判據(jù),不能自發(fā)分解D.碳酸鹽都不穩(wěn)定,都能自發(fā)分解A課堂練習(xí)在溫度、壓強(qiáng)一定
,自發(fā)反應(yīng)總是向ΔH-TΔS<0的方向進(jìn)行,直至達(dá)到平衡狀態(tài)。ΔH-TΔS>0反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行四、焓變與熵變對反應(yīng)方向的共同影響1、反應(yīng)方向的判據(jù)ΔH-TΔS<0反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行ΔH-TΔS=0反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)ΔG=ΔH-TΔS焓變(ΔH)熵變(ΔS)反應(yīng)在某狀況下能否自發(fā)進(jìn)行復(fù)合判據(jù)ΔH-TΔS四、焓變與熵變對反應(yīng)方向的共同影響2、溫度與反應(yīng)方向的關(guān)系能自發(fā)進(jìn)行不能自發(fā)進(jìn)行取決于溫度,低溫自發(fā)取決于溫度,高溫自發(fā)反應(yīng)的自發(fā)性只能判斷反應(yīng)的方向性,反應(yīng)能否實(shí)現(xiàn)還要看具體條件<0>0>0<0<0<0>0>0四、焓變與熵變對反應(yīng)方向的共同影響任意低高任意2、溫度與反應(yīng)方向的關(guān)系復(fù)合判據(jù)ΔH-TΔS課堂小結(jié)課堂小結(jié)焓判據(jù)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向熵判據(jù)復(fù)合判據(jù)多數(shù)放熱反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行(ΔH<0)少數(shù)吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行(ΔH>0)多數(shù)熵增反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行(ΔS>0)少數(shù)熵減反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行(ΔS<0)ΔH-TΔS>0反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行ΔH-TΔS<0反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行ΔH-TΔS=0反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)1、下列反應(yīng)中,一定不能自發(fā)進(jìn)行的是()
A.2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)
ΔH=-78.03kJ·mol-1
ΔS=1110J·mol-1·K-1B.CO(g)=C(s,石墨)+
O2(g)
ΔH=110.5kJ·mol-1
ΔS=-89.36J·mol-1·K-1C.4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)ΔH=-444.3kJ·mol-1ΔS=280.1J·mol-1·K-1D.NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)
ΔH=37.301kJ·mol-1
ΔS=184.05J·mol-1·K-1B達(dá)標(biāo)檢測2、已知吸熱反應(yīng):2CO(g)=2C(s)+O2(g),設(shè)ΔH和ΔS不隨溫度而變,下列說法中正確的是()
A.低溫下能自發(fā)進(jìn)行B.高溫下能自發(fā)進(jìn)行C.任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行D.任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行D達(dá)標(biāo)檢測3、下列對熵變的判斷中不正確的是()
A.少量的食鹽溶于水中:ΔS>0B.炭和氧氣反應(yīng)生成CO(g):ΔS>0C.氣態(tài)水變成液態(tài)水:ΔS>0D.CaCO3(s)受熱分解為CaO(s)和CO2(g):ΔS>0D達(dá)標(biāo)檢測4、(2018·天津紅橋區(qū)期中)25℃和
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