2020年高中化学同步学案：《化学反应的方向》(鲁科版选修4).docx

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。 学问梳理1 焓变_(是，不是)打算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_确定的条件下，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_确定的条件下，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HSHTS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H，S符号相同时，反应方向与温度T_(有关，无关)当H，S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H TS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。一般状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，或结构越简洁，熵值越大。（3）对某化学反应，其熵变S为反应产物总熵与反应物总熵之差。在化学反应过程中，假如从固态物质或液态物质生成气态物质，体系的混乱度增大；假如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。依据这些现象可以推断出过程的S0。（4）利用H -TS 的符号可推断恒温恒压条件下反应的方向：H -TS0时，反应自发进行；H TS = 0时，反应达到平衡状态；HTS0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打算性作用，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削减（H0）和熵变增加（S0）都有利于反应正向进行。（5）在确定温度范围内，反应或过程的H（T）H（298K）, S（T）S（298K）,式中温度T既可以是298K，也可以不是298K，这是由于当温度在确定范围转变时，反应的H =fH(反应产物)fH(反应物)。尽管反应物与生成物的fH，S均相应转变，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)；H = 163 kJ. mol1 （2）Ag (s) + Cl2( g ) AgCl ( s)；H = - 127 kJ. mol1（3）HgO(s) Hg ( l ) + O2( g )；H = 91 kJ. mol1（4）H2O2( l ) O2( g ) + H2O( l ) ；H = - 98 kJ. mol1解析：反应自发进行的前提是反应的H-TS0，与温度有关，反应温度的变化可能使H-TS符号发生变化。 （1）H 0，S0，在任何温度下，H-TS0，反应都不能自发进行。 （2）H 0，S0，在较低温度时，H-TS0，即反应温度不能过高。 （3）H 0，S0，若使反应自发进行，即H-TS0，必需提高温度，即反应只有较高温度时自发进行。 （4）H 0，S0，在任何温度时，H-TS0，即在任何温度下反应均能自发进行。例2通常接受的制高纯镍的方法是将粗镍在323K与CO反应，生成的Ni(CO)4经提纯后在约473K分323K473K解得到高纯镍。Ni( s ) + 4CO(g) Ni(CO)4 ( l ) 已知反应的H = -161 kJ. mol1 S = -420 J. mol1. K1。试分析该方法提纯镍的合理性。分析：依据H-TS = 0时，反应达到平衡，则反应的转折温度为： T = 当T383K时，H-TS0，反应正向自发进行； 当T383K时，H-TS0，反应逆向自发进行。 粗镍在323K与CO反应能生成Ni(CO)4，Ni(CO)4为液态，很简洁与反应物分别。Ni(CO)4在473K分解可得到高纯镍。因此，上述制高纯镍的方法是合理的。