大学化学第一节 化学反应的方向

《大学化学第一节 化学反应的方向》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学化学第一节 化学反应的方向（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、自主探究精要解读实验探究活页规范训练1焓变焓变 的含义义与计计算(1)焓变焓变 的含义义；(2)焓变焓变 的计计算方法。提示 (1)反应产物总焓与反应物总焓之差。(2)主要通过盖斯定律等来完成。第一节 化学反应的方向自主探究精要解读实验探究活页规范训练2了解自然界里的一些自发过发过 程(1)食盐盐溶解于水能自发进发进 行吗吗？(2)一滴蓝蓝墨水在水中的扩扩散是自发过发过 程吗吗？提示 (1)能自发进行；(2)是自发过程。自主探究精要解读实验探究活页规范训练1了解化学反应应的方向与化学反应应的焓变焓变 和熵变熵变 之间间的关系2掌握化学反应应在一定条件下能否自发进发进 行的判断依据3能根据定量关

2、系式HTS判断化学反应进应进 行的方向 自主探究精要解读实验探究活页规范训练笃学一 反应焓变与反应方向 1.自发过程(1)概念：在温度和压压强一定的条件下，不借助 就能自动进动进 行的过过程。(2)特点：具有，即过过程的某个方向在一定条件下是自发发的，而其逆方向在该该条件下肯定不自发发。2反应焓变与反应方向的关系(1)能自发进发进 行的化学反应应多数是反应应。(2)有些反应应也能自发进发进 行。结论结论 ：反应焓变应焓变 反应应能否自发进发进 行有关，但不是决定反应应能否自发进发进 行的唯一因素。外部力量方向性放热吸热自主探究精要解读实验探究活页规范训练笃学二 反应熵变与反应方向1.熵(1)概

3、念：衡量 的物理量，其符号为为 ，单单位为为。(2)特点：混乱度越大，体系越无序，体系的熵值熵值 就 。(3)影响因素同一物质质：S(高温) S(低温)；S(g) S(l) S(s)。相同条件下的不同物质质：相同条件下不同物质质具有不同的熵值熵值 ，分子结结构越复杂杂，熵值熵值 。S(混合物) S(纯净纯净 物)。体系混乱度S Jmol1K1越大越大自主探究精要解读实验探究活页规范训练2熵变(1)概念： 与 之差。(2)计计算式：S。(3)正负负判断依据物质质由固态态到液态态、由液态态到气态态或由固态态到气态态的过过程，熵变为熵变为 ，是熵熵 的过过程。气体的物质质的量增大的反应应，反应熵变应

4、熵变 的数值值通常都是 ，是熵熵 的反应应。气体的物质质的量减小的反应应，反应熵变应熵变 的数值值通常都是 ，是熵熵 的反应应。反应产物总熵反应物总熵S(反应产应产 物)S(反应应物)正值增加正值增加负值减小自主探究精要解读实验探究活页规范训练3熵变与反应方向(1)熵熵 有利于反应应的自发进发进 行。(2)某些熵熵 的反应应在一定条件下也能自发进发进 行。(3)反应熵变应熵变 是反应应能否自发进发进 行有关的因素之一，但不是唯一因素。【慎思1】 体系总总是向降低自身能量的方向进进行变变化，那么，H0的反应为应为 何不能全部自发进发进 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

5、应能否自发进行的因素之一，不是唯一因素。增加 减小自主探究精要解读实验探究活页规范训练【慎思2】 根据以下实例探究焓变与反应方向的关系，完成表格，并总结能得到的结论。 编 号热化学方程式反应放 热或吸 热能否自发 进行NaOH(aq)HCl(aq)= NaCl(aq)H2O(l) H57.3 kJmol1放热4Fe(OH)2(s)2H2O(l)O2(g)= 4Fe(OH)3(s)H444.3 kJmol1放热NH4HCO3(s)CH3COOH(aq)= CO2(g)CH3COONH4(aq)H2O(l) H37.30 kJmol1吸热CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g) H(298 K)

6、178.2 kJmol1 H(1 200 K)176.5 kJmol1吸热 _，常温高温 _自主探究精要解读实验探究活页规范训练提示 能 能 能 不能 能结论：说明反应的焓变不是决定反应能否自发进行的唯一 因素。 自主探究精要解读实验探究活页规范训练1在判断一定温度、压压强下反应应的方向时时，应该应该 同时时考虑焓变虑焓变 与熵变熵变 两个因素，用HTS作为为判据。(1)放热热的熵熵增加(即H0，S0)反应应一定能自发进发进 行。(2)吸热热的熵熵减小(即H0，S0)反应应一定不能自发进发进行。(3)当焓变焓变 和熵变熵变 的影响相反时时，如果二者相差悬悬殊，可能某一因素占主导导地位：可能是焓

7、变焓变 起决定性作用，大多数放热热反应应是自发发反应应；也可能是熵变熵变 起决定性作用，若干熵熵增加的反应应是自发发反应应。自主探究精要解读实验探究活页规范训练(4)当在焓变焓变 和熵变熵变 随温度变变化不大的范围围内，可以假定它们为们为 常数，此时时温度对对反应应的方向起决定性作用，一些反应应在低温下是非自发发反应应，而在高温下为为自发发反应应。恒压压下温度对对反应应自发发性的影响如下表：HSHTS反应情况举例 永远是负值在任何温度下反应 都能自发变化H2(g) F2(g)=2HF(g) 永远是正值在任何温度下反应 都不自发进行2CO(g)=2C(s) O2(g) 低温为正； 高温为负低温下

8、反应不自 发进行；高温下 反应自发进行CaCO3(s)=CaO(s) CO2(g)低温为负； 高温为正低温下反应自发 进行；高温下反 应不自发进行NH3(g) HCl(g)=NH4Cl(s)自主探究精要解读实验探究活页规范训练2.反应应方向的结论结论 与条件有关，不能随意将常温、常压压下的结论结论 用于其他温度、压压强下。3HTS这这个判据只能用于温度、压压强一定条件下的反应应，不能用于其他条件下的反应应。4判据HTS指出的是在温度、压压强一定的条件下反应应自动发动发 生的趋势趋势 ，不能说说明在该该条件下可能自发进发进 行的反应应能否实际发实际发 生。自主探究精要解读实验探究活页规范训练【例

9、1】灰锡结锡结 构松散，不能用于制造器皿；而白锡结锡结 构坚坚固，可以制造器皿。现现把白锡锡制造的器皿放在0 100 kPa的室内存放，它会不会变变成灰锡锡而不能继续继续 使用( )。(已知在0 100 kPa条件下，白锡转锡转 化为为灰锡锡的反应应，焓焓 变变和熵变熵变 分别为别为 H2 180.9 Jmol1，S6.61 Jmol1K1)A会变变 B不会变变C不能确定 D升高温度才会变变自主探究精要解读实验探究活页规范训练解析 在等温等压条件下，自发反应总是向着HTS0的方向进行，直至平衡状态。在0 、100 kPa条件下，白锡会不会变为灰锡就转化为求算反应白锡=灰锡HTS的问题。 HTS

10、2 180.9 Jmol1273 K(6.61 Jmol1K1)376.3 Jmol10，因此在此温度和压强下白锡会变为灰锡。 答案 A自主探究精要解读实验探究活页规范训练自发过程中的焓变和熵变的关系自主探究精要解读实验探究活页规范训练【体验1】下列关于化学反应的自发性叙述正确的是( )。 A焓变小于0而熵变大于0的反应肯定是自发的B焓变和熵变都小于0的反应肯定是自发的C焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的D熵变小于0而焓变大于0的反应肯定是自发的解析 H0，S0，该反应一定能自发进行；H0，S0，该反应一定不能自发进行；H0，S0，该反应在较高温度下能自发进行；H0，S0，该反应在较低温度下

11、能自发进行。 答案 A自主探究精要解读实验探究活页规范训练【体验2】下列说说法正确的是( )。A同温同压压下，H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃的条件下H不同B常温下，反应应C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)不能自发发进进行，则该则该 反应应的H0C某反应应低温条件下能够够自发进发进 行，则则高温条件下一定能够够自发发DKNO3溶于水的过过程熵值熵值 减小自主探究精要解读实验探究活页规范训练解析答案 B 选项解析 A同温同压下反应的条件不会影响H，A错B反应不能自发进行的判据为HTS0，由方程式得S 0，则H0，B正确C反应自发进行的判据为HTS0，若反应在低温下进 行

12、，则当H0，S0时，温度越高，反应自发进行的 可能性越小，C错 D溶解过程是一个熵增加的过程，S0，D错自主探究精要解读实验探究活页规范训练实验探究六 化学反应的方向判据在化工生产中的实际应用【案例】 碳黑是仅次于钛白粉的重要颜料，全世界年消耗橡胶碳黑约六百万吨，着色和其他用途等特殊碳黑约为二十五万吨。已知甲烷隔绝空气在不同温度下有可能发生如下两个裂解反应 ： CH4(g)C(s)2H2(g)2CH4(g)C2H2(g)3H2(g)。某同学为了得到用天然气制取碳黑的允许温度范围和最佳温度，在图书馆查到如下热力学数据：自主探究精要解读实验探究活页规范训练的H(298 K)74.848 kJmol

13、1 S(298 K)80.674 Jmol1K1的H(298 K)376.426 kJmol1 S(298 K)220.211 Jmol1K1已知焓变焓变 和熵变熵变 随温度变变化很小。请请帮助这这位同学考虑虑如下问题问题 ：(1)判断反应应是高温自发还发还 是低温自发发_(填“高温”或“低温”)。(2)判断反应应自发进发进 行由焓变还焓变还 是熵变熵变 决定_。(3)通过计过计 算判断反应应在常温下_(填“能”或“不能”)自发进发进 行。自主探究精要解读实验探究活页规范训练(4)求算制取碳黑的允许许温度范围围_。(5)为为了提高甲烷烷的碳化程度，你认为认为 下面四个温度中最合适的是_。A27

14、3 K B298 K C1 000 K D1 900 K自主探究精要解读实验探究活页规范训练解析 (1)由HTS0可知，此反应在高温下可以自发 进行。(2)由HTS0得，此反应能否自发反应主要是由熵变 决定。(3)HTS74.848 kJmol180.674103mol1kJmol1K1298 K50.807 kJmol10，所以该反应在常温下不能自发进行。(4)裂解为碳黑时，HTS74.848 kJmol180.674103kJmol1K1T0，得T927.8 K， 即裂解为碳黑的最低温度为927.8 K。裂解为乙炔时，HTS 376.426 kJmol1220.211103kJmol1K1T0，得T 1 709.4 K，即温度高于1 709.4 K时自发裂解为乙炔和氢气。 所以要制取碳黑，温度需控制在927.8 K1 709.4 K之间。(5)由 (4)可知温度范围应该介于927.8 K1 709.4 K之间，所以选C。 答案 (1)高温 (2)熵变熵变 (3)不能 (4)927.8 K1 709.4 K(5)C自主探究精要解读实验探究活页规范训练【拓展】 汽车尾气(含烃类、CO、NO和SO2等