内容正文:
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。
3.理解熵变与反应方向的关系。
4.能综合运用焓变和熵变判断反应进行的方向。
一、反应焓变与反应方向
反应能否自发进行与反应的焓变大小有什么关系?
1.自发过程
(1)含义:在温度和压强一定的条件下,不借助光、电等_____
_____就能自动进行的过程称为自发过程;反之称为非自发过
程。
(2)实例:水由_____流向_____的过程、热由___温物体传向___
温物体的过程都属于自发过程。
外部
力量
高处
低处
高
低
2.反应焓变与反应方向
(1)多数能自发进行的化学反应是_____反应。
(2)有些_____反应也能自发进行。
(3)反应的_____是与反应能否自发进行有关的一个因素,但不
是惟一因素。
放热
吸热
焓变
二、反应熵变与反应方向
(1)什么是熵变?
(2)体系的熵变与哪些因素有关?
(3)任何熵增加的反应都能自发进行吗?
1.熵
(1)概念:描述体系_______的一个物理量。
(2)符号:__。
(3)单位:____________。
(4)特点:混乱度越大,体系越无序,体系的熵值_____。
混乱度
S
J·mol-1·K-1
越大
(5)影响因素:
>
>
>
2.反应熵变
(1)概念:_________总熵与_______总熵之差。
(2)符号:____。
(3)熵增加和熵减小的判断:
①固体的溶解、水的汽化、墨水在水中的扩散以及气体的扩
散过程都是熵增加的过程;
②产生气体的反应、气体的物质的量增大的反应,为熵增加
的反应。
反应产物
反应物
ΔS
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)熵变是与反应能否自发进行有关的一个因素,但不是惟一
因素。
增加
减小
三、焓变与熵变对反应方向的共同影响
(1)如何判断反应能否自发进行?
(2)能自发进行的反应都能实际发生吗?
在温度、压强一定的条件下,化学反应的方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果。
1.反应方向的判据
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。
<
=
>
2.文字描述
在_______________的条件下,自发反应总是向_____________
的方向进行,直至达到_____状态。
3.一般规律
(1)_____________反应一定能自发进行。
(2)_____________反应一定不能自发进行。
(3)当反应焓变和熵变的影响相反时:
①如果二者相差悬殊,则某一因素可能占主导地位;
②如果二者相差不大时,则温度可能对反应方向起决定性作用。
温度、压强一定
ΔH-TΔS < 0
平衡
放热的熵增加
吸热的熵减小
1.凡是焓变小于零的反应都能自发进行。( )
分析:焓变小于零有利于反应自发进行,但焓变小于零的反应
不一定能自发进行。
2.凡是需要加热的反应都不能自发进行。( )
分析:反应条件是否需要加热与反应能否自发进行无关。
3. 一定条件下水由气态变为液态是熵增加的过程。( )
分析:同一种物质的熵:气态>液态>固态。
×
×
×
4.某反应在某一条件下正反应能自发进行,则在该条件下其
逆反应必定不能自发进行。( )
分析:反应的正向与逆向的焓变与熵变都是互为相反数,正
反应的ΔH-TΔS<0时,逆反应的ΔH-TΔS>0,故逆反应一定
不能自发进行。
5.反应2CO(g)====2C(s)+O2(g)在一定条件下能自发进行。( )
分析:反应2CO(g)====2C(s)+O2(g)的熵变小于零,焓变大于零,
任何温度下都不能自发进行。
√
×
反应方向的判断
体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向。因此,要正确判断一个化学反应是否能自发进行,必须综合考虑反应的焓变(ΔH)和熵变(ΔS)。
1.一个判据
反应方向的判据为ΔH-TΔS:
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
可以用下列象限法进行判断(如图):
2.五点说明
(1)很多情况下,简单的只用焓变和熵变中一个因素来判断同一个反应,可能会出现相反的判断结果,所以我们在判断反应的方向时,应该同时考虑焓变和熵变这两个因素,用ΔH-TΔS作为判据。
(2)ΔH-TΔS只适用于温度、压强一定的条件下的化学反应的判断,不能用于其他条件(如温度、体积一定)的反应的判断。
(3)判据指出的是在温度、压强一定的条件下反应自动发生的趋势,即反应发生的可能性,它并不能说明在该条件下可能自发进行的反应能否实际