鲁科版选修4第二章第2节《化学反应的限度》（第1课时）ppt课件
第4节 几类其他聚集状态的物质课程标准导航1.了解非晶体、液晶、等离子体、纳米材料的结构特征及特殊性质。2．了解上述聚集体的实际用途和作用。新知初探自学导引自主学习一、非晶体1.概念：内部原子或分子的排列呈___________的分布状态的
第2节 化学反应的限度第1课时 化学平衡常数 平衡转化率1.了解平衡常数的含义、表达式及影响因素。2．了解平衡转化率的含义。3．利用平衡常数进行简单计算。4．能够利用化学平衡常数判断化学平衡移动的方向。课程标准导航一、化学平衡常数1．定义在
简介：第二章 化学反应的方向、限度与速率第二章 化学反应的方向、限度与速率 第1节 化学反应的方向 1.理解焓变与反应方向的关系。2．了解熵和熵变的概念，知道化学反应中存在熵变。3．理解熵变与反应方向的关系。4．能综合运用焓变与熵变判断反应进行的方向。课程标准导航 一、反应焓变与反应方向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。(2)特点：具有_______，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，而其逆方向在该条件下肯定不自发。新知初探自学导引自主学习方向性 2．反应焓变与反应方向的关系(1)能自发进行的化学反应多数是____反应。(2)有些_______反应也能自发进行。结论：反应焓变与反应能否自发进行有关，但不是决定反应能否自发进行的________。放热吸热唯一因素 想一想1．体系总是向降低自身能量的方向进行变化，那么ΔH<0的反应为何不能全都自发进行？提示：体系的能量变化并不只有焓变一种形式，焓变只是影响反应能否自发的因素之一,不是唯一因素。 二、反应熵变与反应方向1．熵：是___________________的物理量；其符号为___；单位为_____________。影响熵值的因素(1)同一物质：S(高温)_____S(低温)；S(g)____S(l)____S(s)。(2)相同条件下的不同物质：分子结构越复杂,熵值_________。(3)S(混合物)_____S(纯净物)衡量体系混乱度大小SJ·mol－1·K－1>>>越大> 2．熵变(1)概念：反应产物的总熵和反应物的总熵之差。(2)计算式：ΔS＝S(反应产物)－S(反应物)。(3)正负判断依据①产生气体的反应，气体物质的量增大的反应，熵变通常都是____，是熵增大的反应。②气体物质的量减小的反应，熵变通常都是______，是熵减小的反应。正值负值 3．熵变与反应方向(1)熵_____有利于反应的自发进行。(2)某些熵_______的反应在一定条件下也能自发进行。(3)______是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。增加减小熵变 三、焓变与熵变对反应方向的共同影响1．反应方向的判据在判断温度、压强一定条件下反应的方向时,应该同时考虑______和_____这两个因素，用___________作为判据。ΔH－TΔS<0反应能自发进行ΔH－TΔS＝0反应达到平衡状态ΔH－TΔS>0反应不能自发进行焓变熵变ΔH－TΔS 2．文字描述：在温度、压强一定的条件下,自发反应总是向____________的方向进行，直至达到_______状态。3．局限性：仅仅可以用于判断恒温恒压下反应发生的可能性，不能说明反应在该条件下能否实际发生。ΔH－TΔS<0平衡 想一想2．自发反应是否一定能够实现显著的反应？为什么？提示：不一定。因为ΔH－TΔS这个判据是指在温度、压强一定的条件下，化学反应自发进行的趋势，即反应发生的可能性，并不能说明反应在该条件下能否实际发生，因为化学反应能否实际发生还涉及到化学反应速率的问题。 1．下列说法正确的是()A．凡是放热反应都是自发的，凡是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自主体验 解析：选C。放热反应常常是容易进行的反应，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；自发反应需在恰当条件下才能实现，如H2和O2在点燃条件下才能发生反应。 2．下列关于冰融化为水的过程判断正确的是()A．ΔH>0，ΔS<0B．ΔH<0，ΔS>0C．ΔH>0，ΔS>0D．ΔH<0，ΔS<0解析：选C。冰需吸热才能化为水，由固态变成液态，混乱度增大。 3．能用能量判据判断下列过程的方向的是()A．水总是自发地由高处往低处流B．放热反应容易自发进行，吸热反应不能自发进行C．有序排列的火柴散落时成为无序排列D．多次洗牌以后，扑克牌毫无规律的混乱排列的几率大 解析：选A。A项，水总是自发地由高处往低处流，有趋向于最低能量状态的倾向。B项，吸热反应也可以自发进行，例如，在25℃和1.01×105Pa时，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋56.7kJ·mol－1，(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＝＋74.9kJ·mol－1。 不难看出，上述两个反应都是吸热反应，又都是熵增的反应，显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的。C项，有序排列的火柴散落时成为无序排列，有趋向于最大混乱度的倾向，属于熵判据。D项，扑克牌的无序排列也属于熵判据。 探究导引1影响化学反应能否自发进行的因素有哪些？提示：焓变、熵变等。要点突破讲练互动自发反应 要点归纳 特别提醒1．自发仅是一种变化的趋势，即变化的可能性，能否自发进行还涉及很多问题，如自发反应的反应速率。2．体系的有序性越高，即混乱度越低，熵值越小，有序变为无序是熵增过程。 即时应用1．(2012·三明高二质检)已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－395.4kJ·mol－1关于金刚石和石墨的相互转化，下列说法正确的是(双选)() A．石墨转化成金刚石是自发进行的过程B．金刚石转化成石墨是自发进行的过程C．石墨比金刚石能量低D．金刚石比石墨能量低 解析：选BC。由两个方程式得C(金刚石，s)===C(石墨，s)ΔH＝－1.9kJ/mol，所以1mol金刚石转化为石墨体系向外释放能量，石墨能量低，金刚石转化为石墨向环境释放能量,能量降低，由能量判据知为自发过程。 探究导引2焓变与熵变怎样共同影响反应方向的？提示：焓变、熵变都不是唯一因素，化学反应方向将由二者同时决定，即利用ΔH－TΔS来判定，还涉及到温度问题。化学反应方向的判据——ΔH－TΔS 要点归纳化学反应的方向是由ΔH和ΔS共同决定的，利用ΔH－TΔS的符号可以判断恒温、恒压条件下的反应进行方向：ΔH－TΔS<0反应能自发进行；ΔH－TΔS＝0反应达到平衡状态；ΔH－TΔS>0反应不能自发进行。 当焓变和熵变相差不大时，温度可能对反应方向起决定性的作用，可以估算反应发生逆转的温度(转向温度)：T＝ΔH/ΔS。化学反应体系焓变减少(ΔH<0)和熵变增加(ΔS>0)都有利于反应的进行。 可以用下列象限法进行判断：(如下图) 特别提醒1．在温度、压强一定的条件下，反应的焓变和熵变共同影响化学反应的方向。放热反应的焓变小于零，熵增加的反应的熵变大于零，都对ΔH－TΔS<0有所贡献，因此放热和熵增加有利于反应的自发进行。2．利用ΔH－TΔS<0进行反应的自发性判断时，实际上不管ΔH和ΔS的具体值是多少，关键是看ΔH－TΔS的值与0的相对大小。 即时应用2．有A、B、C、D四个反应：反应ABCDΔH/kJ·mol－110.51.80－126－11.7ΔS/J·mol－1·K－130.0－113.084.0－105.0 则在任何温度下都能自发进行的反应是__________，任何温度下都不能自发进行的反应是__________，另外两个反应中，在温度高于__________℃时，可自发进行的反应是__________，在温度低于__________℃时,可自发进行的反应是__________。 解析：C中ΔH<0，ΔS>0，任何温度下反应均可自发进行；B中ΔH>0，ΔS<0，任何温度下反应都不能自发进行；A中ΔH>0，ΔS>0,高温下反应可自发进行， 答案：CB77A－161.6D 题型探究权威预测下列说法中正确的是()A．凡是放热反应都能自发进行B．所有的自发反应都是放热的C．焓变是决定反应是否具有自发性的判据D．焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素反应焓变与反应方向的关系例1 【思路点拨】解答本题要注意以下两点：(1)焓变不是决定反应是否自发进行的唯一因素。(2)吸热反应、放热反应与反应是否自发进行无必然联系。 【解析】(1)多数能够自发进行的反应都是放热反应，但也有些自发进行的反应是吸热反应。(2)反应的自发性与焓变并不严格一致，焓变是影响反应自发进行的重要因素，但不是唯一因素。【答案】D 【名师点睛】(1)大量化学实验事实证明：多数能自发进行的化学反应是放热的。如甲烷的燃烧、氢气的燃烧、铁的生锈等，在常温、常压下，氢氧化亚铁氧化为氢氧化铁的反应是自发的，反应放热。4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)ΔH(298K)＝－444.3kJ·mol－1。 (2)不少吸热反应也能自发进行，如NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)ΔH(298K)＝＋37.30kJ·mol－1；还有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行，如在室温和较高温度下均为吸热过程的碳酸钙分解反应。 (2012·青岛高二统考)碳酸铵[(NH4)2CO3]在室温下就自发地分解产生氨气,对其说法正确的是()A．碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体,使体系的熵增大B．碳酸铵分解与能量无关熵变与反应方向的关系例2 C．碳酸铵分解是吸热反应，根据能量判据判断不能自发分解D．碳酸盐都不稳定，能自发分解 【解析】(NH4)2CO3常温下能自发分解，是因为反应体系由于NH3(g)的生成而使熵增大，(NH4)2CO3分解为吸热反应，根据能量判据，大多数放热反应为自发的，但有些吸热反应也能自发进行，比如(NH4)2CO3在常温下的自发分解。有些碳酸盐很稳定，如Na2CO3等不能自发分解。【答案】A 【提示】NH4HCO3常温下可分解NH4HCO3(s)===NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(l)ΔS>0CaCO3高温下可分解：CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)ΔS>0 互动探究举例说明能分解的碳酸盐有哪些？(至少2例),它们的熵变化是怎样的？ 【名师点睛】熵增与自发过程体系的混乱度增大的过程即熵增加的过程，大多数熵增加的过程为自发过程，但熵增原理只是解释部分自发过程的判据，而非决定性因素。 高温时空气中的N2和O2会反应生成NO而污染大气：N2(g)＋O2(g)===2NO(g)。试通过计算说明在1200℃的条件下，此反应能否正向自发进行？估算自发进行的最低温度是多少？已知：该反应的ΔH＝＋180.50kJ·mol－1；ΔS＝＋24.77J·mol－1·K－1运用ΔH－TΔS判断化学反应能否自发进行例3 【解析】1200℃时，该反应的ΔH－TΔS＝180.50kJ·mol－1－(1200＋273)K×24.77J·mol－1·K－1×10－3kJ·J－1＝144.01kJ·mol－1>0，故该温度下反应不能正向自发进行。ΔH－TΔS<0时反应能自发进行，故有T>ΔH/ΔS＝180.50kJ·mol－1/0.02477kJ·mol－1·K－1＝7287K，即此反应自发进行的最低温度为7287K。 【答案】1200℃不能自发进行；自发进行的最低温度是7287K。 【名师点睛】判断反应自发进行的判据为ΔH－TΔS<0，将给定的数据代入该式即可得出相应答案。在计算过程中，要注意ΔS的正负号对不等式的影响及ΔH、ΔS单位的统一。 课堂达标即时巩固 热点示例思维拓展[经典案例]金刚石和石墨本是一对孪生兄弟,但现在却是一个光彩夺目、坚硬无比，一个漆黑一团、柔软细腻，只因为碳元素的排列不同,它们的价值便有了天壤之别。由于地球上天然金刚石很稀少，从20世纪50年代开始，很多国家都在进行把石墨转化为金刚石的尝试，在1800℃和7万个大气压的条件下，人们终于将石墨转变成了人造金刚石。 已知在298K时，由石墨生成金刚石的反应的ΔH＝1.895kJ·mol－1，ΔH－TΔS＝2.866kJ·mol－1，又已知石墨的熵S石墨＝5.694J·(mol·K)－1，求金刚石的熵S金刚石，并回答这两种碳的同素异形体哪种更有序？(化学反应的熵变是生成物的总熵与反应物的总熵之差)。 【解析】石墨转化为金刚石的反应为：C(s，石墨)===C(s，金刚石)，ΔH－TΔS＝ΔH－T(S金刚石－S石墨)＝2.866kJ·mol－1，即1.895kJ·mol－1－298K×(S金刚石－5.694)×10－3kJ·(mol·K)－1＝2.866kJ·mol－1，解得S金刚石＝2.436J·(mol·K)－1。 熵是体现混乱度的物理量，混乱度越小，体系的熵值就越小，或者说体系的熵值越小，则越有序。通过上面的计算知S金刚石 更多>>
简介：第二章 化学反应的方向、限度与速率第二章 化学反应的方向、限度与速率 第1节 化学反应的方向 1.理解焓变与反应方向的关系。2．了解熵和熵变的概念，知道化学反应中存在熵变。3．理解熵变与反应方向的关系。4．能综合运用焓变与熵变判断反应进行的方向。课程标准导航 一、反应焓变与反应方向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。(2)特点：具有_______，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，而其逆方向在该条件下肯定不自发。新知初探自学导引自主学习方向性 2．反应焓变与反应方向的关系(1)能自发进行的化学反应多数是____反应。(2)有些_______反应也能自发进行。结论：反应焓变与反应能否自发进行有关，但不是决定反应能否自发进行的________。放热吸热唯一因素 想一想1．体系总是向降低自身能量的方向进行变化，那么ΔH<0的反应为何不能全都自发进行？提示：体系的能量变化并不只有焓变一种形式，焓变只是影响反应能否自发的因素之一,不是唯一因素。 二、反应熵变与反应方向1．熵：是___________________的物理量；其符号为___；单位为_____________。影响熵值的因素(1)同一物质：S(高温)_____S(低温)；S(g)____S(l)____S(s)。(2)相同条件下的不同物质：分子结构越复杂,熵值_________。(3)S(混合物)_____S(纯净物)衡量体系混乱度大小SJ·mol－1·K－1>>>越大> 2．熵变(1)概念：反应产物的总熵和反应物的总熵之差。(2)计算式：ΔS＝S(反应产物)－S(反应物)。(3)正负判断依据①产生气体的反应，气体物质的量增大的反应，熵变通常都是____，是熵增大的反应。②气体物质的量减小的反应，熵变通常都是______，是熵减小的反应。正值负值 3．熵变与反应方向(1)熵_____有利于反应的自发进行。(2)某些熵_______的反应在一定条件下也能自发进行。(3)______是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。增加减小熵变 三、焓变与熵变对反应方向的共同影响1．反应方向的判据在判断温度、压强一定条件下反应的方向时,应该同时考虑______和_____这两个因素，用___________作为判据。ΔH－TΔS<0反应能自发进行ΔH－TΔS＝0反应达到平衡状态ΔH－TΔS>0反应不能自发进行焓变熵变ΔH－TΔS 2．文字描述：在温度、压强一定的条件下,自发反应总是向____________的方向进行，直至达到_______状态。3．局限性：仅仅可以用于判断恒温恒压下反应发生的可能性，不能说明反应在该条件下能否实际发生。ΔH－TΔS<0平衡 想一想2．自发反应是否一定能够实现显著的反应？为什么？提示：不一定。因为ΔH－TΔS这个判据是指在温度、压强一定的条件下，化学反应自发进行的趋势，即反应发生的可能性，并不能说明反应在该条件下能否实际发生，因为化学反应能否实际发生还涉及到化学反应速率的问题。 1．下列说法正确的是()A．凡是放热反应都是自发的，凡是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自主体验 解析：选C。放热反应常常是容易进行的反应，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；自发反应需在恰当条件下才能实现，如H2和O2在点燃条件下才能发生反应。 2．下列关于冰融化为水的过程判断正确的是()A．ΔH>0，ΔS<0B．ΔH<0，ΔS>0C．ΔH>0，ΔS>0D．ΔH<0，ΔS<0解析：选C。冰需吸热才能化为水，由固态变成液态，混乱度增大。 3．能用能量判据判断下列过程的方向的是()A．水总是自发地由高处往低处流B．放热反应容易自发进行，吸热反应不能自发进行C．有序排列的火柴散落时成为无序排列D．多次洗牌以后，扑克牌毫无规律的混乱排列的几率大 解析：选A。A项，水总是自发地由高处往低处流，有趋向于最低能量状态的倾向。B项，吸热反应也可以自发进行，例如，在25℃和1.01×105Pa时，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋56.7kJ·mol－1，(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＝＋74.9kJ·mol－1。 不难看出，上述两个反应都是吸热反应，又都是熵增的反应，显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的。C项，有序排列的火柴散落时成为无序排列，有趋向于最大混乱度的倾向，属于熵判据。D项，扑克牌的无序排列也属于熵判据。 探究导引1影响化学反应能否自发进行的因素有哪些？提示：焓变、熵变等。要点突破讲练互动自发反应 要点归纳 特别提醒1．自发仅是一种变化的趋势，即变化的可能性，能否自发进行还涉及很多问题，如自发反应的反应速率。2．体系的有序性越高，即混乱度越低，熵值越小，有序变为无序是熵增过程。 即时应用1．(2012·三明高二质检)已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－395.4kJ·mol－1关于金刚石和石墨的相互转化，下列说法正确的是(双选)() A．石墨转化成金刚石是自发进行的过程B．金刚石转化成石墨是自发进行的过程C．石墨比金刚石能量低D．金刚石比石墨能量低 解析：选BC。由两个方程式得C(金刚石，s)===C(石墨，s)ΔH＝－1.9kJ/mol，所以1mol金刚石转化为石墨体系向外释放能量，石墨能量低，金刚石转化为石墨向环境释放能量,能量降低，由能量判据知为自发过程。 探究导引2焓变与熵变怎样共同影响反应方向的？提示：焓变、熵变都不是唯一因素，化学反应方向将由二者同时决定，即利用ΔH－TΔS来判定，还涉及到温度问题。化学反应方向的判据——ΔH－TΔS 要点归纳化学反应的方向是由ΔH和ΔS共同决定的，利用ΔH－TΔS的符号可以判断恒温、恒压条件下的反应进行方向：ΔH－TΔS<0反应能自发进行；ΔH－TΔS＝0反应达到平衡状态；ΔH－TΔS>0反应不能自发进行。 当焓变和熵变相差不大时，温度可能对反应方向起决定性的作用，可以估算反应发生逆转的温度(转向温度)：T＝ΔH/ΔS。化学反应体系焓变减少(ΔH<0)和熵变增加(ΔS>0)都有利于反应的进行。 可以用下列象限法进行判断：(如下图) 特别提醒1．在温度、压强一定的条件下，反应的焓变和熵变共同影响化学反应的方向。放热反应的焓变小于零，熵增加的反应的熵变大于零，都对ΔH－TΔS<0有所贡献，因此放热和熵增加有利于反应的自发进行。2．利用ΔH－TΔS<0进行反应的自发性判断时，实际上不管ΔH和ΔS的具体值是多少，关键是看ΔH－TΔS的值与0的相对大小。 即时应用2．有A、B、C、D四个反应：反应ABCDΔH/kJ·mol－110.51.80－126－11.7ΔS/J·mol－1·K－130.0－113.084.0－105.0 则在任何温度下都能自发进行的反应是__________，任何温度下都不能自发进行的反应是__________，另外两个反应中，在温度高于__________℃时，可自发进行的反应是__________，在温度低于__________℃时,可自发进行的反应是__________。 解析：C中ΔH<0，ΔS>0，任何温度下反应均可自发进行；B中ΔH>0，ΔS<0，任何温度下反应都不能自发进行；A中ΔH>0，ΔS>0,高温下反应可自发进行， 答案：CB77A－161.6D 题型探究权威预测下列说法中正确的是()A．凡是放热反应都能自发进行B．所有的自发反应都是放热的C．焓变是决定反应是否具有自发性的判据D．焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素反应焓变与反应方向的关系例1 【思路点拨】解答本题要注意以下两点：(1)焓变不是决定反应是否自发进行的唯一因素。(2)吸热反应、放热反应与反应是否自发进行无必然联系。 【解析】(1)多数能够自发进行的反应都是放热反应，但也有些自发进行的反应是吸热反应。(2)反应的自发性与焓变并不严格一致，焓变是影响反应自发进行的重要因素，但不是唯一因素。【答案】D 【名师点睛】(1)大量化学实验事实证明：多数能自发进行的化学反应是放热的。如甲烷的燃烧、氢气的燃烧、铁的生锈等，在常温、常压下，氢氧化亚铁氧化为氢氧化铁的反应是自发的，反应放热。4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)ΔH(298K)＝－444.3kJ·mol－1。 (2)不少吸热反应也能自发进行，如NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)ΔH(298K)＝＋37.30kJ·mol－1；还有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行，如在室温和较高温度下均为吸热过程的碳酸钙分解反应。 (2012·青岛高二统考)碳酸铵[(NH4)2CO3]在室温下就自发地分解产生氨气,对其说法正确的是()A．碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体,使体系的熵增大B．碳酸铵分解与能量无关熵变与反应方向的关系例2 C．碳酸铵分解是吸热反应，根据能量判据判断不能自发分解D．碳酸盐都不稳定，能自发分解 【解析】(NH4)2CO3常温下能自发分解，是因为反应体系由于NH3(g)的生成而使熵增大，(NH4)2CO3分解为吸热反应，根据能量判据，大多数放热反应为自发的，但有些吸热反应也能自发进行，比如(NH4)2CO3在常温下的自发分解。有些碳酸盐很稳定，如Na2CO3等不能自发分解。【答案】A 【提示】NH4HCO3常温下可分解NH4HCO3(s)===NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(l)ΔS>0CaCO3高温下可分解：CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)ΔS>0 互动探究举例说明能分解的碳酸盐有哪些？(至少2例),它们的熵变化是怎样的？ 【名师点睛】熵增与自发过程体系的混乱度增大的过程即熵增加的过程，大多数熵增加的过程为自发过程，但熵增原理只是解释部分自发过程的判据，而非决定性因素。 高温时空气中的N2和O2会反应生成NO而污染大气：N2(g)＋O2(g)===2NO(g)。试通过计算说明在1200℃的条件下，此反应能否正向自发进行？估算自发进行的最低温度是多少？已知：该反应的ΔH＝＋180.50kJ·mol－1；ΔS＝＋24.77J·mol－1·K－1运用ΔH－TΔS判断化学反应能否自发进行例3 【解析】1200℃时，该反应的ΔH－TΔS＝180.50kJ·mol－1－(1200＋273)K×24.77J·mol－1·K－1×10－3kJ·J－1＝144.01kJ·mol－1>0，故该温度下反应不能正向自发进行。ΔH－TΔS<0时反应能自发进行，故有T>ΔH/ΔS＝180.50kJ·mol－1/0.02477kJ·mol－1·K－1＝7287K，即此反应自发进行的最低温度为7287K。 【答案】1200℃不能自发进行；自发进行的最低温度是7287K。 【名师点睛】判断反应自发进行的判据为ΔH－TΔS<0，将给定的数据代入该式即可得出相应答案。在计算过程中，要注意ΔS的正负号对不等式的影响及ΔH、ΔS单位的统一。 课堂达标即时巩固 热点示例思维拓展[经典案例]金刚石和石墨本是一对孪生兄弟,但现在却是一个光彩夺目、坚硬无比，一个漆黑一团、柔软细腻，只因为碳元素的排列不同,它们的价值便有了天壤之别。由于地球上天然金刚石很稀少，从20世纪50年代开始，很多国家都在进行把石墨转化为金刚石的尝试，在1800℃和7万个大气压的条件下，人们终于将石墨转变成了人造金刚石。 已知在298K时，由石墨生成金刚石的反应的ΔH＝1.895kJ·mol－1，ΔH－TΔS＝2.866kJ·mol－1，又已知石墨的熵S石墨＝5.694J·(mol·K)－1，求金刚石的熵S金刚石，并回答这两种碳的同素异形体哪种更有序？(化学反应的熵变是生成物的总熵与反应物的总熵之差)。 【解析】石墨转化为金刚石的反应为：C(s，石墨)===C(s，金刚石)，ΔH－TΔS＝ΔH－T(S金刚石－S石墨)＝2.866kJ·mol－1，即1.895kJ·mol－1－298K×(S金刚石－5.694)×10－3kJ·(mol·K)－1＝2.866kJ·mol－1，解得S金刚石＝2.436J·(mol·K)－1。 熵是体现混乱度的物理量，混乱度越小，体系的熵值就越小，或者说体系的熵值越小，则越有序。通过上面的计算知S金刚石 更多>>
简介：第二章 化学反应的方向、限度与速率第二章 化学反应的方向、限度与速率 第1节 化学反应的方向 1.理解焓变与反应方向的关系。2．了解熵和熵变的概念，知道化学反应中存在熵变。3．理解熵变与反应方向的关系。4．能综合运用焓变与熵变判断反应进行的方向。课程标准导航 一、反应焓变与反应方向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。(2)特点：具有_______，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，而其逆方向在该条件下肯定不自发。新知初探自学导引自主学习方向性 2．反应焓变与反应方向的关系(1)能自发进行的化学反应多数是____反应。(2)有些_______反应也能自发进行。结论：反应焓变与反应能否自发进行有关，但不是决定反应能否自发进行的________。放热吸热唯一因素 想一想1．体系总是向降低自身能量的方向进行变化，那么ΔH<0的反应为何不能全都自发进行？提示：体系的能量变化并不只有焓变一种形式，焓变只是影响反应能否自发的因素之一,不是唯一因素。 二、反应熵变与反应方向1．熵：是___________________的物理量；其符号为___；单位为_____________。影响熵值的因素(1)同一物质：S(高温)_____S(低温)；S(g)____S(l)____S(s)。(2)相同条件下的不同物质：分子结构越复杂,熵值_________。(3)S(混合物)_____S(纯净物)衡量体系混乱度大小SJ·mol－1·K－1>>>越大> 2．熵变(1)概念：反应产物的总熵和反应物的总熵之差。(2)计算式：ΔS＝S(反应产物)－S(反应物)。(3)正负判断依据①产生气体的反应，气体物质的量增大的反应，熵变通常都是____，是熵增大的反应。②气体物质的量减小的反应，熵变通常都是______，是熵减小的反应。正值负值 3．熵变与反应方向(1)熵_____有利于反应的自发进行。(2)某些熵_______的反应在一定条件下也能自发进行。(3)______是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。增加减小熵变 三、焓变与熵变对反应方向的共同影响1．反应方向的判据在判断温度、压强一定条件下反应的方向时,应该同时考虑______和_____这两个因素，用___________作为判据。ΔH－TΔS<0反应能自发进行ΔH－TΔS＝0反应达到平衡状态ΔH－TΔS>0反应不能自发进行焓变熵变ΔH－TΔS 2．文字描述：在温度、压强一定的条件下,自发反应总是向____________的方向进行，直至达到_______状态。3．局限性：仅仅可以用于判断恒温恒压下反应发生的可能性，不能说明反应在该条件下能否实际发生。ΔH－TΔS<0平衡 想一想2．自发反应是否一定能够实现显著的反应？为什么？提示：不一定。因为ΔH－TΔS这个判据是指在温度、压强一定的条件下，化学反应自发进行的趋势，即反应发生的可能性，并不能说明反应在该条件下能否实际发生，因为化学反应能否实际发生还涉及到化学反应速率的问题。 1．下列说法正确的是()A．凡是放热反应都是自发的，凡是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自主体验 解析：选C。放热反应常常是容易进行的反应，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；自发反应需在恰当条件下才能实现，如H2和O2在点燃条件下才能发生反应。 2．下列关于冰融化为水的过程判断正确的是()A．ΔH>0，ΔS<0B．ΔH<0，ΔS>0C．ΔH>0，ΔS>0D．ΔH<0，ΔS<0解析：选C。冰需吸热才能化为水，由固态变成液态，混乱度增大。 3．能用能量判据判断下列过程的方向的是()A．水总是自发地由高处往低处流B．放热反应容易自发进行，吸热反应不能自发进行C．有序排列的火柴散落时成为无序排列D．多次洗牌以后，扑克牌毫无规律的混乱排列的几率大 解析：选A。A项，水总是自发地由高处往低处流，有趋向于最低能量状态的倾向。B项，吸热反应也可以自发进行，例如，在25℃和1.01×105Pa时，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋56.7kJ·mol－1，(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＝＋74.9kJ·mol－1。 不难看出，上述两个反应都是吸热反应，又都是熵增的反应，显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的。C项，有序排列的火柴散落时成为无序排列，有趋向于最大混乱度的倾向，属于熵判据。D项，扑克牌的无序排列也属于熵判据。 探究导引1影响化学反应能否自发进行的因素有哪些？提示：焓变、熵变等。要点突破讲练互动自发反应 要点归纳 特别提醒1．自发仅是一种变化的趋势，即变化的可能性，能否自发进行还涉及很多问题，如自发反应的反应速率。2．体系的有序性越高，即混乱度越低，熵值越小，有序变为无序是熵增过程。 即时应用1．(2012·三明高二质检)已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－395.4kJ·mol－1关于金刚石和石墨的相互转化，下列说法正确的是(双选)() A．石墨转化成金刚石是自发进行的过程B．金刚石转化成石墨是自发进行的过程C．石墨比金刚石能量低D．金刚石比石墨能量低 解析：选BC。由两个方程式得C(金刚石，s)===C(石墨，s)ΔH＝－1.9kJ/mol，所以1mol金刚石转化为石墨体系向外释放能量，石墨能量低，金刚石转化为石墨向环境释放能量,能量降低，由能量判据知为自发过程。 探究导引2焓变与熵变怎样共同影响反应方向的？提示：焓变、熵变都不是唯一因素，化学反应方向将由二者同时决定，即利用ΔH－TΔS来判定，还涉及到温度问题。化学反应方向的判据——ΔH－TΔS 要点归纳化学反应的方向是由ΔH和ΔS共同决定的，利用ΔH－TΔS的符号可以判断恒温、恒压条件下的反应进行方向：ΔH－TΔS<0反应能自发进行；ΔH－TΔS＝0反应达到平衡状态；ΔH－TΔS>0反应不能自发进行。 当焓变和熵变相差不大时，温度可能对反应方向起决定性的作用，可以估算反应发生逆转的温度(转向温度)：T＝ΔH/ΔS。化学反应体系焓变减少(ΔH<0)和熵变增加(ΔS>0)都有利于反应的进行。 可以用下列象限法进行判断：(如下图) 特别提醒1．在温度、压强一定的条件下，反应的焓变和熵变共同影响化学反应的方向。放热反应的焓变小于零，熵增加的反应的熵变大于零，都对ΔH－TΔS<0有所贡献，因此放热和熵增加有利于反应的自发进行。2．利用ΔH－TΔS<0进行反应的自发性判断时，实际上不管ΔH和ΔS的具体值是多少，关键是看ΔH－TΔS的值与0的相对大小。 即时应用2．有A、B、C、D四个反应：反应ABCDΔH/kJ·mol－110.51.80－126－11.7ΔS/J·mol－1·K－130.0－113.084.0－105.0 则在任何温度下都能自发进行的反应是__________，任何温度下都不能自发进行的反应是__________，另外两个反应中，在温度高于__________℃时，可自发进行的反应是__________，在温度低于__________℃时,可自发进行的反应是__________。 解析：C中ΔH<0，ΔS>0，任何温度下反应均可自发进行；B中ΔH>0，ΔS<0，任何温度下反应都不能自发进行；A中ΔH>0，ΔS>0,高温下反应可自发进行， 答案：CB77A－161.6D 题型探究权威预测下列说法中正确的是()A．凡是放热反应都能自发进行B．所有的自发反应都是放热的C．焓变是决定反应是否具有自发性的判据D．焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素反应焓变与反应方向的关系例1 【思路点拨】解答本题要注意以下两点：(1)焓变不是决定反应是否自发进行的唯一因素。(2)吸热反应、放热反应与反应是否自发进行无必然联系。 【解析】(1)多数能够自发进行的反应都是放热反应，但也有些自发进行的反应是吸热反应。(2)反应的自发性与焓变并不严格一致，焓变是影响反应自发进行的重要因素，但不是唯一因素。【答案】D 【名师点睛】(1)大量化学实验事实证明：多数能自发进行的化学反应是放热的。如甲烷的燃烧、氢气的燃烧、铁的生锈等，在常温、常压下，氢氧化亚铁氧化为氢氧化铁的反应是自发的，反应放热。4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)ΔH(298K)＝－444.3kJ·mol－1。 (2)不少吸热反应也能自发进行，如NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)ΔH(298K)＝＋37.30kJ·mol－1；还有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行，如在室温和较高温度下均为吸热过程的碳酸钙分解反应。 (2012·青岛高二统考)碳酸铵[(NH4)2CO3]在室温下就自发地分解产生氨气,对其说法正确的是()A．碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体,使体系的熵增大B．碳酸铵分解与能量无关熵变与反应方向的关系例2 C．碳酸铵分解是吸热反应，根据能量判据判断不能自发分解D．碳酸盐都不稳定，能自发分解 【解析】(NH4)2CO3常温下能自发分解，是因为反应体系由于NH3(g)的生成而使熵增大，(NH4)2CO3分解为吸热反应，根据能量判据，大多数放热反应为自发的，但有些吸热反应也能自发进行，比如(NH4)2CO3在常温下的自发分解。有些碳酸盐很稳定，如Na2CO3等不能自发分解。【答案】A 【提示】NH4HCO3常温下可分解NH4HCO3(s)===NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(l)ΔS>0CaCO3高温下可分解：CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)ΔS>0 互动探究举例说明能分解的碳酸盐有哪些？(至少2例),它们的熵变化是怎样的？ 【名师点睛】熵增与自发过程体系的混乱度增大的过程即熵增加的过程，大多数熵增加的过程为自发过程，但熵增原理只是解释部分自发过程的判据，而非决定性因素。 高温时空气中的N2和O2会反应生成NO而污染大气：N2(g)＋O2(g)===2NO(g)。试通过计算说明在1200℃的条件下，此反应能否正向自发进行？估算自发进行的最低温度是多少？已知：该反应的ΔH＝＋180.50kJ·mol－1；ΔS＝＋24.77J·mol－1·K－1运用ΔH－TΔS判断化学反应能否自发进行例3 【解析】1200℃时，该反应的ΔH－TΔS＝180.50kJ·mol－1－(1200＋273)K×24.77J·mol－1·K－1×10－3kJ·J－1＝144.01kJ·mol－1>0，故该温度下反应不能正向自发进行。ΔH－TΔS<0时反应能自发进行，故有T>ΔH/ΔS＝180.50kJ·mol－1/0.02477kJ·mol－1·K－1＝7287K，即此反应自发进行的最低温度为7287K。 【答案】1200℃不能自发进行；自发进行的最低温度是7287K。 【名师点睛】判断反应自发进行的判据为ΔH－TΔS<0，将给定的数据代入该式即可得出相应答案。在计算过程中，要注意ΔS的正负号对不等式的影响及ΔH、ΔS单位的统一。 课堂达标即时巩固 热点示例思维拓展[经典案例]金刚石和石墨本是一对孪生兄弟,但现在却是一个光彩夺目、坚硬无比，一个漆黑一团、柔软细腻，只因为碳元素的排列不同,它们的价值便有了天壤之别。由于地球上天然金刚石很稀少，从20世纪50年代开始，很多国家都在进行把石墨转化为金刚石的尝试，在1800℃和7万个大气压的条件下，人们终于将石墨转变成了人造金刚石。 已知在298K时，由石墨生成金刚石的反应的ΔH＝1.895kJ·mol－1，ΔH－TΔS＝2.866kJ·mol－1，又已知石墨的熵S石墨＝5.694J·(mol·K)－1，求金刚石的熵S金刚石，并回答这两种碳的同素异形体哪种更有序？(化学反应的熵变是生成物的总熵与反应物的总熵之差)。 【解析】石墨转化为金刚石的反应为：C(s，石墨)===C(s，金刚石)，ΔH－TΔS＝ΔH－T(S金刚石－S石墨)＝2.866kJ·mol－1，即1.895kJ·mol－1－298K×(S金刚石－5.694)×10－3kJ·(mol·K)－1＝2.866kJ·mol－1，解得S金刚石＝2.436J·(mol·K)－1。 熵是体现混乱度的物理量，混乱度越小，体系的熵值就越小，或者说体系的熵值越小，则越有序。通过上面的计算知S金刚石 更多>>
简介：第二章 化学反应的方向、限度与速率第二章 化学反应的方向、限度与速率 第1节 化学反应的方向 1.理解焓变与反应方向的关系。2．了解熵和熵变的概念，知道化学反应中存在熵变。3．理解熵变与反应方向的关系。4．能综合运用焓变与熵变判断反应进行的方向。课程标准导航 一、反应焓变与反应方向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。(2)特点：具有_______，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，而其逆方向在该条件下肯定不自发。新知初探自学导引自主学习方向性 2．反应焓变与反应方向的关系(1)能自发进行的化学反应多数是____反应。(2)有些_______反应也能自发进行。结论：反应焓变与反应能否自发进行有关，但不是决定反应能否自发进行的________。放热吸热唯一因素 想一想1．体系总是向降低自身能量的方向进行变化，那么ΔH<0的反应为何不能全都自发进行？提示：体系的能量变化并不只有焓变一种形式，焓变只是影响反应能否自发的因素之一,不是唯一因素。 二、反应熵变与反应方向1．熵：是___________________的物理量；其符号为___；单位为_____________。影响熵值的因素(1)同一物质：S(高温)_____S(低温)；S(g)____S(l)____S(s)。(2)相同条件下的不同物质：分子结构越复杂,熵值_________。(3)S(混合物)_____S(纯净物)衡量体系混乱度大小SJ·mol－1·K－1>>>越大> 2．熵变(1)概念：反应产物的总熵和反应物的总熵之差。(2)计算式：ΔS＝S(反应产物)－S(反应物)。(3)正负判断依据①产生气体的反应，气体物质的量增大的反应，熵变通常都是____，是熵增大的反应。②气体物质的量减小的反应，熵变通常都是______，是熵减小的反应。正值负值 3．熵变与反应方向(1)熵_____有利于反应的自发进行。(2)某些熵_______的反应在一定条件下也能自发进行。(3)______是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。增加减小熵变 三、焓变与熵变对反应方向的共同影响1．反应方向的判据在判断温度、压强一定条件下反应的方向时,应该同时考虑______和_____这两个因素，用___________作为判据。ΔH－TΔS<0反应能自发进行ΔH－TΔS＝0反应达到平衡状态ΔH－TΔS>0反应不能自发进行焓变熵变ΔH－TΔS 2．文字描述：在温度、压强一定的条件下,自发反应总是向____________的方向进行，直至达到_______状态。3．局限性：仅仅可以用于判断恒温恒压下反应发生的可能性，不能说明反应在该条件下能否实际发生。ΔH－TΔS<0平衡 想一想2．自发反应是否一定能够实现显著的反应？为什么？提示：不一定。因为ΔH－TΔS这个判据是指在温度、压强一定的条件下，化学反应自发进行的趋势，即反应发生的可能性，并不能说明反应在该条件下能否实际发生，因为化学反应能否实际发生还涉及到化学反应速率的问题。 1．下列说法正确的是()A．凡是放热反应都是自发的，凡是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自主体验 解析：选C。放热反应常常是容易进行的反应，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；自发反应需在恰当条件下才能实现，如H2和O2在点燃条件下才能发生反应。 2．下列关于冰融化为水的过程判断正确的是()A．ΔH>0，ΔS<0B．ΔH<0，ΔS>0C．ΔH>0，ΔS>0D．ΔH<0，ΔS<0解析：选C。冰需吸热才能化为水，由固态变成液态，混乱度增大。 3．能用能量判据判断下列过程的方向的是()A．水总是自发地由高处往低处流B．放热反应容易自发进行，吸热反应不能自发进行C．有序排列的火柴散落时成为无序排列D．多次洗牌以后，扑克牌毫无规律的混乱排列的几率大 解析：选A。A项，水总是自发地由高处往低处流，有趋向于最低能量状态的倾向。B项，吸热反应也可以自发进行，例如，在25℃和1.01×105Pa时，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋56.7kJ·mol－1，(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＝＋74.9kJ·mol－1。 不难看出，上述两个反应都是吸热反应，又都是熵增的反应，显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的。C项，有序排列的火柴散落时成为无序排列，有趋向于最大混乱度的倾向，属于熵判据。D项，扑克牌的无序排列也属于熵判据。 探究导引1影响化学反应能否自发进行的因素有哪些？提示：焓变、熵变等。要点突破讲练互动自发反应 要点归纳 特别提醒1．自发仅是一种变化的趋势，即变化的可能性，能否自发进行还涉及很多问题，如自发反应的反应速率。2．体系的有序性越高，即混乱度越低，熵值越小，有序变为无序是熵增过程。 即时应用1．(2012·三明高二质检)已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－395.4kJ·mol－1关于金刚石和石墨的相互转化，下列说法正确的是(双选)() A．石墨转化成金刚石是自发进行的过程B．金刚石转化成石墨是自发进行的过程C．石墨比金刚石能量低D．金刚石比石墨能量低 解析：选BC。由两个方程式得C(金刚石，s)===C(石墨，s)ΔH＝－1.9kJ/mol，所以1mol金刚石转化为石墨体系向外释放能量，石墨能量低，金刚石转化为石墨向环境释放能量,能量降低，由能量判据知为自发过程。 探究导引2焓变与熵变怎样共同影响反应方向的？提示：焓变、熵变都不是唯一因素，化学反应方向将由二者同时决定，即利用ΔH－TΔS来判定，还涉及到温度问题。化学反应方向的判据——ΔH－TΔS 要点归纳化学反应的方向是由ΔH和ΔS共同决定的，利用ΔH－TΔS的符号可以判断恒温、恒压条件下的反应进行方向：ΔH－TΔS<0反应能自发进行；ΔH－TΔS＝0反应达到平衡状态；ΔH－TΔS>0反应不能自发进行。 当焓变和熵变相差不大时，温度可能对反应方向起决定性的作用，可以估算反应发生逆转的温度(转向温度)：T＝ΔH/ΔS。化学反应体系焓变减少(ΔH<0)和熵变增加(ΔS>0)都有利于反应的进行。 可以用下列象限法进行判断：(如下图) 特别提醒1．在温度、压强一定的条件下，反应的焓变和熵变共同影响化学反应的方向。放热反应的焓变小于零，熵增加的反应的熵变大于零，都对ΔH－TΔS<0有所贡献，因此放热和熵增加有利于反应的自发进行。2．利用ΔH－TΔS<0进行反应的自发性判断时，实际上不管ΔH和ΔS的具体值是多少，关键是看ΔH－TΔS的值与0的相对大小。 即时应用2．有A、B、C、D四个反应：反应ABCDΔH/kJ·mol－110.51.80－126－11.7ΔS/J·mol－1·K－130.0－113.084.0－105.0 则在任何温度下都能自发进行的反应是__________，任何温度下都不能自发进行的反应是__________，另外两个反应中，在温度高于__________℃时，可自发进行的反应是__________，在温度低于__________℃时,可自发进行的反应是__________。 解析：C中ΔH<0，ΔS>0，任何温度下反应均可自发进行；B中ΔH>0，ΔS<0，任何温度下反应都不能自发进行；A中ΔH>0，ΔS>0,高温下反应可自发进行， 答案：CB77A－161.6D 题型探究权威预测下列说法中正确的是()A．凡是放热反应都能自发进行B．所有的自发反应都是放热的C．焓变是决定反应是否具有自发性的判据D．焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素反应焓变与反应方向的关系例1 【思路点拨】解答本题要注意以下两点：(1)焓变不是决定反应是否自发进行的唯一因素。(2)吸热反应、放热反应与反应是否自发进行无必然联系。 【解析】(1)多数能够自发进行的反应都是放热反应，但也有些自发进行的反应是吸热反应。(2)反应的自发性与焓变并不严格一致，焓变是影响反应自发进行的重要因素，但不是唯一因素。【答案】D 【名师点睛】(1)大量化学实验事实证明：多数能自发进行的化学反应是放热的。如甲烷的燃烧、氢气的燃烧、铁的生锈等，在常温、常压下，氢氧化亚铁氧化为氢氧化铁的反应是自发的，反应放热。4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)ΔH(298K)＝－444.3kJ·mol－1。 (2)不少吸热反应也能自发进行，如NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)ΔH(298K)＝＋37.30kJ·mol－1；还有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行，如在室温和较高温度下均为吸热过程的碳酸钙分解反应。 (2012·青岛高二统考)碳酸铵[(NH4)2CO3]在室温下就自发地分解产生氨气,对其说法正确的是()A．碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体,使体系的熵增大B．碳酸铵分解与能量无关熵变与反应方向的关系例2 C．碳酸铵分解是吸热反应，根据能量判据判断不能自发分解D．碳酸盐都不稳定，能自发分解 【解析】(NH4)2CO3常温下能自发分解，是因为反应体系由于NH3(g)的生成而使熵增大，(NH4)2CO3分解为吸热反应，根据能量判据，大多数放热反应为自发的，但有些吸热反应也能自发进行，比如(NH4)2CO3在常温下的自发分解。有些碳酸盐很稳定，如Na2CO3等不能自发分解。【答案】A 【提示】NH4HCO3常温下可分解NH4HCO3(s)===NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(l)ΔS>0CaCO3高温下可分解：CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)ΔS>0 互动探究举例说明能分解的碳酸盐有哪些？(至少2例),它们的熵变化是怎样的？ 【名师点睛】熵增与自发过程体系的混乱度增大的过程即熵增加的过程，大多数熵增加的过程为自发过程，但熵增原理只是解释部分自发过程的判据，而非决定性因素。 高温时空气中的N2和O2会反应生成NO而污染大气：N2(g)＋O2(g)===2NO(g)。试通过计算说明在1200℃的条件下，此反应能否正向自发进行？估算自发进行的最低温度是多少？已知：该反应的ΔH＝＋180.50kJ·mol－1；ΔS＝＋24.77J·mol－1·K－1运用ΔH－TΔS判断化学反应能否自发进行例3 【解析】1200℃时，该反应的ΔH－TΔS＝180.50kJ·mol－1－(1200＋273)K×24.77J·mol－1·K－1×10－3kJ·J－1＝144.01kJ·mol－1>0，故该温度下反应不能正向自发进行。ΔH－TΔS<0时反应能自发进行，故有T>ΔH/ΔS＝180.50kJ·mol－1/0.02477kJ·mol－1·K－1＝7287K，即此反应自发进行的最低温度为7287K。 【答案】1200℃不能自发进行；自发进行的最低温度是7287K。 【名师点睛】判断反应自发进行的判据为ΔH－TΔS<0，将给定的数据代入该式即可得出相应答案。在计算过程中，要注意ΔS的正负号对不等式的影响及ΔH、ΔS单位的统一。 课堂达标即时巩固 热点示例思维拓展[经典案例]金刚石和石墨本是一对孪生兄弟,但现在却是一个光彩夺目、坚硬无比，一个漆黑一团、柔软细腻，只因为碳元素的排列不同,它们的价值便有了天壤之别。由于地球上天然金刚石很稀少，从20世纪50年代开始，很多国家都在进行把石墨转化为金刚石的尝试，在1800℃和7万个大气压的条件下，人们终于将石墨转变成了人造金刚石。 已知在298K时，由石墨生成金刚石的反应的ΔH＝1.895kJ·mol－1，ΔH－TΔS＝2.866kJ·mol－1，又已知石墨的熵S石墨＝5.694J·(mol·K)－1，求金刚石的熵S金刚石，并回答这两种碳的同素异形体哪种更有序？(化学反应的熵变是生成物的总熵与反应物的总熵之差)。 【解析】石墨转化为金刚石的反应为：C(s，石墨)===C(s，金刚石)，ΔH－TΔS＝ΔH－T(S金刚石－S石墨)＝2.866kJ·mol－1，即1.895kJ·mol－1－298K×(S金刚石－5.694)×10－3kJ·(mol·K)－1＝2.866kJ·mol－1，解得S金刚石＝2.436J·(mol·K)－1。 熵是体现混乱度的物理量，混乱度越小，体系的熵值就越小，或者说体系的熵值越小，则越有序。通过上面的计算知S金刚石 更多>>
简介：第二章 化学反应的方向、限度与速率第二章 化学反应的方向、限度与速率 第1节 化学反应的方向 1.理解焓变与反应方向的关系。2．了解熵和熵变的概念，知道化学反应中存在熵变。3．理解熵变与反应方向的关系。4．能综合运用焓变与熵变判断反应进行的方向。课程标准导航 一、反应焓变与反应方向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。(2)特点：具有_______，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，而其逆方向在该条件下肯定不自发。新知初探自学导引自主学习方向性 2．反应焓变与反应方向的关系(1)能自发进行的化学反应多数是____反应。(2)有些_______反应也能自发进行。结论：反应焓变与反应能否自发进行有关，但不是决定反应能否自发进行的________。放热吸热唯一因素 想一想1．体系总是向降低自身能量的方向进行变化，那么ΔH<0的反应为何不能全都自发进行？提示：体系的能量变化并不只有焓变一种形式，焓变只是影响反应能否自发的因素之一,不是唯一因素。 二、反应熵变与反应方向1．熵：是___________________的物理量；其符号为___；单位为_____________。影响熵值的因素(1)同一物质：S(高温)_____S(低温)；S(g)____S(l)____S(s)。(2)相同条件下的不同物质：分子结构越复杂,熵值_________。(3)S(混合物)_____S(纯净物)衡量体系混乱度大小SJ·mol－1·K－1>>>越大> 2．熵变(1)概念：反应产物的总熵和反应物的总熵之差。(2)计算式：ΔS＝S(反应产物)－S(反应物)。(3)正负判断依据①产生气体的反应，气体物质的量增大的反应，熵变通常都是____，是熵增大的反应。②气体物质的量减小的反应，熵变通常都是______，是熵减小的反应。正值负值 3．熵变与反应方向(1)熵_____有利于反应的自发进行。(2)某些熵_______的反应在一定条件下也能自发进行。(3)______是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。增加减小熵变 三、焓变与熵变对反应方向的共同影响1．反应方向的判据在判断温度、压强一定条件下反应的方向时,应该同时考虑______和_____这两个因素，用___________作为判据。ΔH－TΔS<0反应能自发进行ΔH－TΔS＝0反应达到平衡状态ΔH－TΔS>0反应不能自发进行焓变熵变ΔH－TΔS 2．文字描述：在温度、压强一定的条件下,自发反应总是向____________的方向进行，直至达到_______状态。3．局限性：仅仅可以用于判断恒温恒压下反应发生的可能性，不能说明反应在该条件下能否实际发生。ΔH－TΔS<0平衡 想一想2．自发反应是否一定能够实现显著的反应？为什么？提示：不一定。因为ΔH－TΔS这个判据是指在温度、压强一定的条件下，化学反应自发进行的趋势，即反应发生的可能性，并不能说明反应在该条件下能否实际发生，因为化学反应能否实际发生还涉及到化学反应速率的问题。 1．下列说法正确的是()A．凡是放热反应都是自发的，凡是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自主体验 解析：选C。放热反应常常是容易进行的反应，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；自发反应需在恰当条件下才能实现，如H2和O2在点燃条件下才能发生反应。 2．下列关于冰融化为水的过程判断正确的是()A．ΔH>0，ΔS<0B．ΔH<0，ΔS>0C．ΔH>0，ΔS>0D．ΔH<0，ΔS<0解析：选C。冰需吸热才能化为水，由固态变成液态，混乱度增大。 3．能用能量判据判断下列过程的方向的是()A．水总是自发地由高处往低处流B．放热反应容易自发进行，吸热反应不能自发进行C．有序排列的火柴散落时成为无序排列D．多次洗牌以后，扑克牌毫无规律的混乱排列的几率大 解析：选A。A项，水总是自发地由高处往低处流，有趋向于最低能量状态的倾向。B项，吸热反应也可以自发进行，例如，在25℃和1.01×105Pa时，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋56.7kJ·mol－1，(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＝＋74.9kJ·mol－1。 不难看出，上述两个反应都是吸热反应，又都是熵增的反应，显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的。C项，有序排列的火柴散落时成为无序排列，有趋向于最大混乱度的倾向，属于熵判据。D项，扑克牌的无序排列也属于熵判据。 探究导引1影响化学反应能否自发进行的因素有哪些？提示：焓变、熵变等。要点突破讲练互动自发反应 要点归纳 特别提醒1．自发仅是一种变化的趋势，即变化的可能性，能否自发进行还涉及很多问题，如自发反应的反应速率。2．体系的有序性越高，即混乱度越低，熵值越小，有序变为无序是熵增过程。 即时应用1．(2012·三明高二质检)已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－395.4kJ·mol－1关于金刚石和石墨的相互转化，下列说法正确的是(双选)() A．石墨转化成金刚石是自发进行的过程B．金刚石转化成石墨是自发进行的过程C．石墨比金刚石能量低D．金刚石比石墨能量低 解析：选BC。由两个方程式得C(金刚石，s)===C(石墨，s)ΔH＝－1.9kJ/mol，所以1mol金刚石转化为石墨体系向外释放能量，石墨能量低，金刚石转化为石墨向环境释放能量,能量降低，由能量判据知为自发过程。 探究导引2焓变与熵变怎样共同影响反应方向的？提示：焓变、熵变都不是唯一因素，化学反应方向将由二者同时决定，即利用ΔH－TΔS来判定，还涉及到温度问题。化学反应方向的判据——ΔH－TΔS 要点归纳化学反应的方向是由ΔH和ΔS共同决定的，利用ΔH－TΔS的符号可以判断恒温、恒压条件下的反应进行方向：ΔH－TΔS<0反应能自发进行；ΔH－TΔS＝0反应达到平衡状态；ΔH－TΔS>0反应不能自发进行。 当焓变和熵变相差不大时，温度可能对反应方向起决定性的作用，可以估算反应发生逆转的温度(转向温度)：T＝ΔH/ΔS。化学反应体系焓变减少(ΔH<0)和熵变增加(ΔS>0)都有利于反应的进行。 可以用下列象限法进行判断：(如下图) 特别提醒1．在温度、压强一定的条件下，反应的焓变和熵变共同影响化学反应的方向。放热反应的焓变小于零，熵增加的反应的熵变大于零，都对ΔH－TΔS<0有所贡献，因此放热和熵增加有利于反应的自发进行。2．利用ΔH－TΔS<0进行反应的自发性判断时，实际上不管ΔH和ΔS的具体值是多少，关键是看ΔH－TΔS的值与0的相对大小。 即时应用2．有A、B、C、D四个反应：反应ABCDΔH/kJ·mol－110.51.80－126－11.7ΔS/J·mol－1·K－130.0－113.084.0－105.0 则在任何温度下都能自发进行的反应是__________，任何温度下都不能自发进行的反应是__________，另外两个反应中，在温度高于__________℃时，可自发进行的反应是__________，在温度低于__________℃时,可自发进行的反应是__________。 解析：C中ΔH<0，ΔS>0，任何温度下反应均可自发进行；B中ΔH>0，ΔS<0，任何温度下反应都不能自发进行；A中ΔH>0，ΔS>0,高温下反应可自发进行， 答案：CB77A－161.6D 题型探究权威预测下列说法中正确的是()A．凡是放热反应都能自发进行B．所有的自发反应都是放热的C．焓变是决定反应是否具有自发性的判据D．焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素反应焓变与反应方向的关系例1 【思路点拨】解答本题要注意以下两点：(1)焓变不是决定反应是否自发进行的唯一因素。(2)吸热反应、放热反应与反应是否自发进行无必然联系。 【解析】(1)多数能够自发进行的反应都是放热反应，但也有些自发进行的反应是吸热反应。(2)反应的自发性与焓变并不严格一致，焓变是影响反应自发进行的重要因素，但不是唯一因素。【答案】D 【名师点睛】(1)大量化学实验事实证明：多数能自发进行的化学反应是放热的。如甲烷的燃烧、氢气的燃烧、铁的生锈等，在常温、常压下，氢氧化亚铁氧化为氢氧化铁的反应是自发的，反应放热。4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)ΔH(298K)＝－444.3kJ·mol－1。 (2)不少吸热反应也能自发进行，如NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)ΔH(298K)＝＋37.30kJ·mol－1；还有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行，如在室温和较高温度下均为吸热过程的碳酸钙分解反应。 (2012·青岛高二统考)碳酸铵[(NH4)2CO3]在室温下就自发地分解产生氨气,对其说法正确的是()A．碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体,使体系的熵增大B．碳酸铵分解与能量无关熵变与反应方向的关系例2 C．碳酸铵分解是吸热反应，根据能量判据判断不能自发分解D．碳酸盐都不稳定，能自发分解 【解析】(NH4)2CO3常温下能自发分解，是因为反应体系由于NH3(g)的生成而使熵增大，(NH4)2CO3分解为吸热反应，根据能量判据，大多数放热反应为自发的，但有些吸热反应也能自发进行，比如(NH4)2CO3在常温下的自发分解。有些碳酸盐很稳定，如Na2CO3等不能自发分解。【答案】A 【提示】NH4HCO3常温下可分解NH4HCO3(s)===NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(l)ΔS>0CaCO3高温下可分解：CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)ΔS>0 互动探究举例说明能分解的碳酸盐有哪些？(至少2例),它们的熵变化是怎样的？ 【名师点睛】熵增与自发过程体系的混乱度增大的过程即熵增加的过程，大多数熵增加的过程为自发过程，但熵增原理只是解释部分自发过程的判据，而非决定性因素。 高温时空气中的N2和O2会反应生成NO而污染大气：N2(g)＋O2(g)===2NO(g)。试通过计算说明在1200℃的条件下，此反应能否正向自发进行？估算自发进行的最低温度是多少？已知：该反应的ΔH＝＋180.50kJ·mol－1；ΔS＝＋24.77J·mol－1·K－1运用ΔH－TΔS判断化学反应能否自发进行例3 【解析】1200℃时，该反应的ΔH－TΔS＝180.50kJ·mol－1－(1200＋273)K×24.77J·mol－1·K－1×10－3kJ·J－1＝144.01kJ·mol－1>0，故该温度下反应不能正向自发进行。ΔH－TΔS<0时反应能自发进行，故有T>ΔH/ΔS＝180.50kJ·mol－1/0.02477kJ·mol－1·K－1＝7287K，即此反应自发进行的最低温度为7287K。 【答案】1200℃不能自发进行；自发进行的最低温度是7287K。 【名师点睛】判断反应自发进行的判据为ΔH－TΔS<0，将给定的数据代入该式即可得出相应答案。在计算过程中，要注意ΔS的正负号对不等式的影响及ΔH、ΔS单位的统一。 课堂达标即时巩固 热点示例思维拓展[经典案例]金刚石和石墨本是一对孪生兄弟,但现在却是一个光彩夺目、坚硬无比，一个漆黑一团、柔软细腻，只因为碳元素的排列不同,它们的价值便有了天壤之别。由于地球上天然金刚石很稀少，从20世纪50年代开始，很多国家都在进行把石墨转化为金刚石的尝试，在1800℃和7万个大气压的条件下，人们终于将石墨转变成了人造金刚石。 已知在298K时，由石墨生成金刚石的反应的ΔH＝1.895kJ·mol－1，ΔH－TΔS＝2.866kJ·mol－1，又已知石墨的熵S石墨＝5.694J·(mol·K)－1，求金刚石的熵S金刚石，并回答这两种碳的同素异形体哪种更有序？(化学反应的熵变是生成物的总熵与反应物的总熵之差)。 【解析】石墨转化为金刚石的反应为：C(s，石墨)===C(s，金刚石)，ΔH－TΔS＝ΔH－T(S金刚石－S石墨)＝2.866kJ·mol－1，即1.895kJ·mol－1－298K×(S金刚石－5.694)×10－3kJ·(mol·K)－1＝2.866kJ·mol－1，解得S金刚石＝2.436J·(mol·K)－1。 熵是体现混乱度的物理量，混乱度越小，体系的熵值就越小，或者说体系的熵值越小，则越有序。通过上面的计算知S金刚石 更多>>
简介：第二章 化学反应的方向、限度与速率第二章 化学反应的方向、限度与速率 第1节 化学反应的方向 1.理解焓变与反应方向的关系。2．了解熵和熵变的概念，知道化学反应中存在熵变。3．理解熵变与反应方向的关系。4．能综合运用焓变与熵变判断反应进行的方向。课程标准导航 一、反应焓变与反应方向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。(2)特点：具有_______，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，而其逆方向在该条件下肯定不自发。新知初探自学导引自主学习方向性 2．反应焓变与反应方向的关系(1)能自发进行的化学反应多数是____反应。(2)有些_______反应也能自发进行。结论：反应焓变与反应能否自发进行有关，但不是决定反应能否自发进行的________。放热吸热唯一因素 想一想1．体系总是向降低自身能量的方向进行变化，那么ΔH<0的反应为何不能全都自发进行？提示：体系的能量变化并不只有焓变一种形式，焓变只是影响反应能否自发的因素之一,不是唯一因素。 二、反应熵变与反应方向1．熵：是___________________的物理量；其符号为___；单位为_____________。影响熵值的因素(1)同一物质：S(高温)_____S(低温)；S(g)____S(l)____S(s)。(2)相同条件下的不同物质：分子结构越复杂,熵值_________。(3)S(混合物)_____S(纯净物)衡量体系混乱度大小SJ·mol－1·K－1>>>越大> 2．熵变(1)概念：反应产物的总熵和反应物的总熵之差。(2)计算式：ΔS＝S(反应产物)－S(反应物)。(3)正负判断依据①产生气体的反应，气体物质的量增大的反应，熵变通常都是____，是熵增大的反应。②气体物质的量减小的反应，熵变通常都是______，是熵减小的反应。正值负值 3．熵变与反应方向(1)熵_____有利于反应的自发进行。(2)某些熵_______的反应在一定条件下也能自发进行。(3)______是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。增加减小熵变 三、焓变与熵变对反应方向的共同影响1．反应方向的判据在判断温度、压强一定条件下反应的方向时,应该同时考虑______和_____这两个因素，用___________作为判据。ΔH－TΔS<0反应能自发进行ΔH－TΔS＝0反应达到平衡状态ΔH－TΔS>0反应不能自发进行焓变熵变ΔH－TΔS 2．文字描述：在温度、压强一定的条件下,自发反应总是向____________的方向进行，直至达到_______状态。3．局限性：仅仅可以用于判断恒温恒压下反应发生的可能性，不能说明反应在该条件下能否实际发生。ΔH－TΔS<0平衡 想一想2．自发反应是否一定能够实现显著的反应？为什么？提示：不一定。因为ΔH－TΔS这个判据是指在温度、压强一定的条件下，化学反应自发进行的趋势，即反应发生的可能性，并不能说明反应在该条件下能否实际发生，因为化学反应能否实际发生还涉及到化学反应速率的问题。 1．下列说法正确的是()A．凡是放热反应都是自发的，凡是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自主体验 解析：选C。放热反应常常是容易进行的反应，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；自发反应需在恰当条件下才能实现，如H2和O2在点燃条件下才能发生反应。 2．下列关于冰融化为水的过程判断正确的是()A．ΔH>0，ΔS<0B．ΔH<0，ΔS>0C．ΔH>0，ΔS>0D．ΔH<0，ΔS<0解析：选C。冰需吸热才能化为水，由固态变成液态，混乱度增大。 3．能用能量判据判断下列过程的方向的是()A．水总是自发地由高处往低处流B．放热反应容易自发进行，吸热反应不能自发进行C．有序排列的火柴散落时成为无序排列D．多次洗牌以后，扑克牌毫无规律的混乱排列的几率大 解析：选A。A项，水总是自发地由高处往低处流，有趋向于最低能量状态的倾向。B项，吸热反应也可以自发进行，例如，在25℃和1.01×105Pa时，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋56.7kJ·mol－1，(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＝＋74.9kJ·mol－1。 不难看出，上述两个反应都是吸热反应，又都是熵增的反应，显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的。C项，有序排列的火柴散落时成为无序排列，有趋向于最大混乱度的倾向，属于熵判据。D项，扑克牌的无序排列也属于熵判据。 探究导引1影响化学反应能否自发进行的因素有哪些？提示：焓变、熵变等。要点突破讲练互动自发反应 要点归纳 特别提醒1．自发仅是一种变化的趋势，即变化的可能性，能否自发进行还涉及很多问题，如自发反应的反应速率。2．体系的有序性越高，即混乱度越低，熵值越小，有序变为无序是熵增过程。 即时应用1．(2012·三明高二质检)已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－395.4kJ·mol－1关于金刚石和石墨的相互转化，下列说法正确的是(双选)() A．石墨转化成金刚石是自发进行的过程B．金刚石转化成石墨是自发进行的过程C．石墨比金刚石能量低D．金刚石比石墨能量低 解析：选BC。由两个方程式得C(金刚石，s)===C(石墨，s)ΔH＝－1.9kJ/mol，所以1mol金刚石转化为石墨体系向外释放能量，石墨能量低，金刚石转化为石墨向环境释放能量,能量降低，由能量判据知为自发过程。 探究导引2焓变与熵变怎样共同影响反应方向的？提示：焓变、熵变都不是唯一因素，化学反应方向将由二者同时决定，即利用ΔH－TΔS来判定，还涉及到温度问题。化学反应方向的判据——ΔH－TΔS 要点归纳化学反应的方向是由ΔH和ΔS共同决定的，利用ΔH－TΔS的符号可以判断恒温、恒压条件下的反应进行方向：ΔH－TΔS<0反应能自发进行；ΔH－TΔS＝0反应达到平衡状态；ΔH－TΔS>0反应不能自发进行。 当焓变和熵变相差不大时，温度可能对反应方向起决定性的作用，可以估算反应发生逆转的温度(转向温度)：T＝ΔH/ΔS。化学反应体系焓变减少(ΔH<0)和熵变增加(ΔS>0)都有利于反应的进行。 可以用下列象限法进行判断：(如下图) 特别提醒1．在温度、压强一定的条件下，反应的焓变和熵变共同影响化学反应的方向。放热反应的焓变小于零，熵增加的反应的熵变大于零，都对ΔH－TΔS<0有所贡献，因此放热和熵增加有利于反应的自发进行。2．利用ΔH－TΔS<0进行反应的自发性判断时，实际上不管ΔH和ΔS的具体值是多少，关键是看ΔH－TΔS的值与0的相对大小。 即时应用2．有A、B、C、D四个反应：反应ABCDΔH/kJ·mol－110.51.80－126－11.7ΔS/J·mol－1·K－130.0－113.084.0－105.0 则在任何温度下都能自发进行的反应是__________，任何温度下都不能自发进行的反应是__________，另外两个反应中，在温度高于__________℃时，可自发进行的反应是__________，在温度低于__________℃时,可自发进行的反应是__________。 解析：C中ΔH<0，ΔS>0，任何温度下反应均可自发进行；B中ΔH>0，ΔS<0，任何温度下反应都不能自发进行；A中ΔH>0，ΔS>0,高温下反应可自发进行， 答案：CB77A－161.6D 题型探究权威预测下列说法中正确的是()A．凡是放热反应都能自发进行B．所有的自发反应都是放热的C．焓变是决定反应是否具有自发性的判据D．焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素反应焓变与反应方向的关系例1 【思路点拨】解答本题要注意以下两点：(1)焓变不是决定反应是否自发进行的唯一因素。(2)吸热反应、放热反应与反应是否自发进行无必然联系。 【解析】(1)多数能够自发进行的反应都是放热反应，但也有些自发进行的反应是吸热反应。(2)反应的自发性与焓变并不严格一致，焓变是影响反应自发进行的重要因素，但不是唯一因素。【答案】D 【名师点睛】(1)大量化学实验事实证明：多数能自发进行的化学反应是放热的。如甲烷的燃烧、氢气的燃烧、铁的生锈等，在常温、常压下，氢氧化亚铁氧化为氢氧化铁的反应是自发的，反应放热。4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)ΔH(298K)＝－444.3kJ·mol－1。 (2)不少吸热反应也能自发进行，如NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)ΔH(298K)＝＋37.30kJ·mol－1；还有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行，如在室温和较高温度下均为吸热过程的碳酸钙分解反应。 (2012·青岛高二统考)碳酸铵[(NH4)2CO3]在室温下就自发地分解产生氨气,对其说法正确的是()A．碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体,使体系的熵增大B．碳酸铵分解与能量无关熵变与反应方向的关系例2 C．碳酸铵分解是吸热反应，根据能量判据判断不能自发分解D．碳酸盐都不稳定，能自发分解 【解析】(NH4)2CO3常温下能自发分解，是因为反应体系由于NH3(g)的生成而使熵增大，(NH4)2CO3分解为吸热反应，根据能量判据，大多数放热反应为自发的，但有些吸热反应也能自发进行，比如(NH4)2CO3在常温下的自发分解。有些碳酸盐很稳定，如Na2CO3等不能自发分解。【答案】A 【提示】NH4HCO3常温下可分解NH4HCO3(s)===NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(l)ΔS>0CaCO3高温下可分解：CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)ΔS>0 互动探究举例说明能分解的碳酸盐有哪些？(至少2例),它们的熵变化是怎样的？ 【名师点睛】熵增与自发过程体系的混乱度增大的过程即熵增加的过程，大多数熵增加的过程为自发过程，但熵增原理只是解释部分自发过程的判据，而非决定性因素。 高温时空气中的N2和O2会反应生成NO而污染大气：N2(g)＋O2(g)===2NO(g)。试通过计算说明在1200℃的条件下，此反应能否正向自发进行？估算自发进行的最低温度是多少？已知：该反应的ΔH＝＋180.50kJ·mol－1；ΔS＝＋24.77J·mol－1·K－1运用ΔH－TΔS判断化学反应能否自发进行例3 【解析】1200℃时，该反应的ΔH－TΔS＝180.50kJ·mol－1－(1200＋273)K×24.77J·mol－1·K－1×10－3kJ·J－1＝144.01kJ·mol－1>0，故该温度下反应不能正向自发进行。ΔH－TΔS<0时反应能自发进行，故有T>ΔH/ΔS＝180.50kJ·mol－1/0.02477kJ·mol－1·K－1＝7287K，即此反应自发进行的最低温度为7287K。 【答案】1200℃不能自发进行；自发进行的最低温度是7287K。 【名师点睛】判断反应自发进行的判据为ΔH－TΔS<0，将给定的数据代入该式即可得出相应答案。在计算过程中，要注意ΔS的正负号对不等式的影响及ΔH、ΔS单位的统一。 课堂达标即时巩固 热点示例思维拓展[经典案例]金刚石和石墨本是一对孪生兄弟,但现在却是一个光彩夺目、坚硬无比，一个漆黑一团、柔软细腻，只因为碳元素的排列不同,它们的价值便有了天壤之别。由于地球上天然金刚石很稀少，从20世纪50年代开始，很多国家都在进行把石墨转化为金刚石的尝试，在1800℃和7万个大气压的条件下，人们终于将石墨转变成了人造金刚石。 已知在298K时，由石墨生成金刚石的反应的ΔH＝1.895kJ·mol－1，ΔH－TΔS＝2.866kJ·mol－1，又已知石墨的熵S石墨＝5.694J·(mol·K)－1，求金刚石的熵S金刚石，并回答这两种碳的同素异形体哪种更有序？(化学反应的熵变是生成物的总熵与反应物的总熵之差)。 【解析】石墨转化为金刚石的反应为：C(s，石墨)===C(s，金刚石)，ΔH－TΔS＝ΔH－T(S金刚石－S石墨)＝2.866kJ·mol－1，即1.895kJ·mol－1－298K×(S金刚石－5.694)×10－3kJ·(mol·K)－1＝2.866kJ·mol－1，解得S金刚石＝2.436J·(mol·K)－1。 熵是体现混乱度的物理量，混乱度越小，体系的熵值就越小，或者说体系的熵值越小，则越有序。通过上面的计算知S金刚石 更多>>
