第2章 化学反应的方向、限度与速率

本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 第2章 化学反应的方向、限度与速率 第1节 化学反应的方向 学习目标 1． 理解熵及熵变的意义。 2． 能用焓变和熵变说明化学反应进行的方向。 知识梳理 1． 焓变 _____(是，不是)决定反应能否自发进行的唯一因素。 2． 熵，符号为____，单位_____，是描述_____的物理量，熵值越大，_____。 在同一条件下，不同的物质熵值_____，同一物质S(g)___S(l) ____ S(s) (＜,＞,＝)。 3． 熵变为_____，用符号_____表示。 产生气体的反应，气体的物质的量增大的反应，为熵值_____(增大，减小，不变)的反应，熵变为_____(正，负)值。 4．在_____一定的条件下，化学反应的方向是_____共同影响的结果，反应方向的判据为_____。 当其值：大于零时，反应_____ 小于零时，反应_____ 等于零时，反应_____ 即在_____一定的条件下，反应_____(放热，吸热)和熵_____(增大，减小，不变)都有利于反应自发进行。 5．恒压下温度对反应自发性的影响 种类 ΔH ΔS ΔH—TΔS 反应的自发性 例 1 — + 2H2O2(g)→2H2O(g)+O2(g) 2 + — 2CO(g)→2C(s)+O2(g) 3 + + 在低温在高温 CaCO3(s)→CaO(s)+CO2(g) 4 — — 在低温在高温 HCl(g)+NH3(g)→NH4Cl(s) 当ΔH，ΔS符号相同时，反应方向与温度T_____(有关，无关) 当ΔH，ΔS符号相反时，反应方向与温度T_____(有关，无关) 学习导航 1．方法导引 （1）通过计算或分析能确定ΔH –TΔS的符号，进而确定反应自发进行的方向是本节的重点。 （2）熵是体系微观粒子混乱程度的量度。体系混乱度越大，其熵值越大。一般情况下气态物质的熵大于液态物质的熵，液态物质的熵大于固态物质的熵；相同物态的不同物质，摩尔质量越大，或结构越复杂，熵值越大。 （3）对某化学反应，其熵变ΔS为反应产物总熵与反应物总熵之差。在化学反应过程中，如果从固态物质或液态物质生成气态物质，体系的混乱度增大；如果从少数的气态物质生成多数的气态物质，体系的混乱度也变大。这时体系的熵值将增加。根据这些现象可以判断出过程的ΔS＞0。 （4）利用ΔH -TΔS 的符号可判断恒温恒压条件下反应的方向：ΔH -TΔS＜0时，反应自发进行；ΔH –TΔS = 0时，反应达到平衡状态；ΔH–TΔS＞0反应不能自发进行。当焓变和熵变的作用相反且相差不大时，温度可能对反应的方向起决定性作用，可以估算反应发生逆转的温度（正为转向温度）：T(转)= 。化学反应体系的焓变减少（ΔH＜0）和熵变增加（ΔS＞0）都有利于反应正向进行。 ※（5）在一定温度范围内，反应或过程的ΔH（T）≈ΔH（298K）, ΔS（T）≈ΔS（298K）,式中温度T既可以是298K，也可以不是298K，这是由于当温度在一定范围改变时，反应的ΔH =ΔfH(反应产物)–ΔfH(反应物)。尽管反应物与生成物的ΔfH，S均相应改变，但它们相加减的最终结果仍基本保持不变。 2．例题解析 【例1】分析下列反应自发进行的温度条件。 （1）2N2(g) + O2(g) → 2 N2O(g)；ΔH = 163 kJ. mol—1 （2）Ag (s) + Cl2( g ) → AgCl ( s)；ΔH = - 127 kJ. mol—1 （3）HgO(s)→ Hg ( l ) + O2( g )；ΔH = 91 kJ. mol—1 （4）H2O2( l ) →O2( g ) + H2O( l ) ；ΔH = - 98 kJ. mol—1 解析　反应自发进行的前提是反应的ΔH-TΔS＜0，与温度有关，反应温度的变化可能使ΔH-TΔS符号发生变化。 （1）ΔH ＞0，ΔS＜0，在任何温度下，ΔH-TΔS＞0，反应都不能自发进行。 （2）ΔH ＜0，ΔS＜0，在较低温度时，ΔH-TΔS＜0，即反应温度不能过高。 （3）ΔH ＞0，ΔS＞0，若使反应自发进行，即ΔH-TΔS＜0，必须提高温度，即反应只有较高温度时自发进行。 （4）ΔH ＜0，ΔS＞0，在任何温度时，ΔH-TΔS＜0，即在任何温度下反应均能自发进行。 【例2】通常采 ... ...