2018年高中化學(xué)_第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率 2.1 化學(xué)反應(yīng)的方向課件3 魯科版選修4

第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向 一 反應(yīng)的焓變與反應(yīng)方向1 自發(fā)過程在一定條件下 不借助就能自動(dòng)進(jìn)行的過程 反之稱為非自發(fā)過程 2 反應(yīng)的焓變與反應(yīng)方向 1 多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是反應(yīng) 2 有些吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行 3 反應(yīng)的焓變是與反應(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 外力 放熱 導(dǎo)學(xué)案反饋 二 反應(yīng)的熵變與反應(yīng)方向1 熵 1 概念 描述體系的一個(gè)物理量 2 符號(hào) 3 單位 混亂度 S J mol 1 K 1 4 大小判據(jù) 物質(zhì)的混亂度 體系的混亂度越大 熵值越 物質(zhì)的存在狀態(tài) 同一物質(zhì) S g S l S s 物質(zhì)種類 同一條件下 不同物質(zhì)的熵值 大 不同 2 熵變 1 概念 總熵與總熵之差 2 符號(hào) 3 計(jì)算式 S 4 正負(fù)判斷依據(jù) 氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng) 熵變通常都是 是熵反應(yīng) 氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng) 熵變通常都是 是熵反應(yīng) 生成物 反應(yīng)物 S S 產(chǎn)物 S 反應(yīng)物 正值 增大 負(fù)值 減小 3 熵變與反應(yīng)方向 1 熵有利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行 2 某些熵減小的反應(yīng)在一定條件下也能自發(fā)進(jìn)行 3 反應(yīng)熵變是與反應(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 增大 三 焓變與熵變對(duì)反應(yīng)方向的共同影響1 反應(yīng)方向的判據(jù) 1 反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行 2 反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài) 3 反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行 2 文字描述在 一定的條件下 自發(fā)反應(yīng)總是向的方向進(jìn)行 直至達(dá)到平衡狀態(tài) H T S 0 H T S 0 H T S 0 溫度 壓強(qiáng) H T S 0 3 適用條件一定的反應(yīng) 4 局限性僅僅可以用于判斷恒溫恒壓下反應(yīng)發(fā)生的 不能說明反應(yīng)在該條件下能否 溫度和壓強(qiáng) 可能性 實(shí)際發(fā)生 在一定條件下 一個(gè)化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行既與焓變有關(guān)又與熵變有關(guān) H T S是溫度 壓強(qiáng)一定的條件下的判據(jù) 而在習(xí)題中常見的是恒壓下溫度與反應(yīng)方向的關(guān)系 互動(dòng)探究 H T S與反應(yīng)方向的關(guān)系及計(jì)算 溫度與反應(yīng)方向的關(guān)系如下圖 例1 已知溫度為298K時(shí)氨的分解反應(yīng) NH3 g N2 g 3H2 g H 92 38kJ mol 1 S 198 26J mol 1 K 1 1 在298K時(shí) 能否自發(fā)進(jìn)行 2 欲使上述反應(yīng)方向逆轉(zhuǎn) 對(duì)溫度條件有何要求 解析 通過 H T S計(jì)算可知 H T S 33 3kJ mol 1 不能自發(fā)進(jìn)行 若要使反應(yīng)逆向進(jìn)行 H T S 0則有T H S 92 38 1000J mol 1 198 26J mol 1 K 1 466K當(dāng)溫度低于466K時(shí)反應(yīng)逆向進(jìn)行 典題檢測(cè) 例2 在298K時(shí) 下列反應(yīng)的 H依次為 C8H18 g O2 g 8CO2 g 9H2O l H1 5512 4kJ mol 1C s 石墨 O2 g CO2 g H 393 5kJ mol 1H2 g O2 H2O l H3 285 8kJ mol 1C8H18 g 8C s 石墨 9H2 g S 757 3J mol 1 K 1則298K時(shí) 由碳單質(zhì)生成 mol正辛烷的 H S及 H T S分別為多少 解析 當(dāng)一個(gè)反應(yīng)逆向發(fā)生時(shí) 其 H S的數(shù)值不變 但符號(hào)相反 由單質(zhì)生成 mol正辛烷的反應(yīng)為 C s 石墨 H2 g C8H18 g 該反應(yīng)是辛烷分解反應(yīng)的逆反應(yīng) 故 S 757 3J mol 1 K 1 并且此反應(yīng)的焓變 H H H H 207 8kJ mol 1 所以298K時(shí) H T S 17 86kJ mol 1 灰錫結(jié)構(gòu)松散 不能用于制造器皿 而白錫結(jié)構(gòu)堅(jiān)固 可以制造器皿 現(xiàn)把白錫制造的器皿放在0 100kPa的室內(nèi)存放 它會(huì)不會(huì)變成灰錫而不能繼續(xù)使用 已知在0 100kPa條件下白錫轉(zhuǎn)化為灰錫的反應(yīng) 焓變和熵變分別為 H 2180 9J mol 1 S 6 61J mol 1 K 1 A 會(huì)變B 不會(huì)變C 不能確定D 升高溫度才會(huì)變 解析 在等溫 等壓條件下 自發(fā)反應(yīng)總是向著 H T S 0的方向進(jìn)行 直至達(dá)到平衡狀態(tài) 因此 在0 100kPa條件下 白錫會(huì)不會(huì)變?yōu)榛义a的問題就轉(zhuǎn)化為求算反應(yīng)白錫 灰錫的 H T S的問題 H T S 2180 9J mol 1 273K 6 61J mol 1 K 1 376 37J mol 1 0 因此在該條件下白錫會(huì)變?yōu)榛义a 答案 A 知識(shí)小結(jié) 1 焓變 熵變與化學(xué)反應(yīng)方向的關(guān)系2 H T S與反應(yīng)方向的關(guān)系及計(jì)算 1 下列關(guān)于冰融化為水的過程判斷正確的是 A H 0 S0C H 0 S 0