第三节 化学反应的方向 第四节 化学反应的调控 大多数自发反应有趋向于体系 增大的 倾向. ②熵和熵变的含义 一、化学反应的方向 a．熵的含义 １．自发过程 熵是衡量一个体系 的物理量.用符 (１)含义 号 表示. 在一定条件下,不需要借助外力作用就能自 同一条件下,不同物质有不同的熵值,同一 动进行的过程. 物质在不同状态下熵值也不同,一般规律 是 (２)特点 S(g)＞S(l)＞S(s). ①体系趋向于从 状态转变为 b．熵变的含义 ( 熵变是反应前后体系 状态 体系对外部 或 热 ,用 ). 表示,化学反应的ΔS 越大,越有利于反应量 . ②在密闭条件下,体系有从 转变为 (３)综合判断反应方向的依据 的倾向性(无序体系更加稳定). ①ΔH－TΔS＜０,反应 . ２．自发反应 ②ΔH－TΔS＝０,反应 . 在一定条件下, 就能自发 ③ΔH－TΔS＞０,反应 . 进行的反应称为自发反应. 二、化学反应的调控 ３．判断化学反应方向的依据 １．合成氨反应的特点 (１)焓变与反应方向 合成氨反应:N２(g)＋３H２(g) ２NH３(g). 研究表明,对于化学反应而言,绝大多数 已知２９８K时,ΔH＝－９２．４kJ mol－１,ΔS＝ 都能自发进行,且反应放出的热量 －１９８．２J mol－１ K－１. ,体系能量 得也 ,反应越 (１)自发性:常温(２９８K)下,ΔH－TΔS .可见, 是制约化学反应能否 ０,能自发进行. 自发进行的因素之一. (２)可逆性:反应为 反应. (２)熵变与反应方向 (３)体积变化(熵变):ΔS ０,正反应 ①研究表明,除了热效应外,决定化学反应 是气体体积 的反应. 能否自发进行的另一个因素是体系的 . (４)焓变:ΔH ０,是 反应. ４０ ２．工业合成氨的适宜条件 【典例２】 CO可用于 外部条件 工业合成氨的适宜条件 合成甲醇,化学方程式为 压强 MPa CO(g)＋２H２ (g) 温度 ℃ 催化剂 使用 作催化剂 CH３OH(g).CO 在不同 氨及时从混合气中分离出去,剩余气体 ; 温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示. 浓度 及时 . 该反应ΔH (填“＞”或“＜”)０.实际生 ３．选择工业合成适宜条件的原则 产条件控制在２５０℃、１．３×１０４kPa左右,选择 (１)考虑参加反应的物质 、 此压强的理由是 . 和 等本身因素. 变式２ 丙烯腈(CH２ CHCN)是一种重 (２)考虑影响化学反应速率和平衡的温度、 要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生 压强、浓度、催化剂等反应条件. 产,主要副产物有丙烯醛(CH２ CHCHO)和乙 (３)选择适宜的生产条件还要考虑设备条 腈(CH３CN)等.回答下列问题: 件、安全操作、经济成本等情况. 以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生 (４)选择适宜的生产条件还要考虑环境保护 成丙烯腈(C３H３N)和副产物丙烯醛(C３H４O)的 及社会效益等方面的规定和要求. 热化学方程式如下: ３ ①C３H６(g)＋NH３(g)＋２O２ (g) C －１３H３N(g)＋３H２O(g) ΔH＝－５１５kJ mol 【典例１】 试判断用于汽车净化的一个反应 ②C３H６(g)＋O２(g) C３H４O(g)＋H２O(g) ２NO(g)＋２CO(g) N２(g)＋２CO２(g)在 ΔH＝－３５３kJ mol－１ ２９８K、１００kPa下 能 否 自 发 进 行 (已 知:在 (１)两个反应在热力学上趋势均很大,其原 ２９８K、１００kPa下该反应的ΔH＝－１１３０．kJ mol－１, 因是 ΔS＝－１４５．３J mol－１ K－１) . (２)有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件 是 . 变 ... ...
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