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专题2 化学反应速率与化学平衡
第二单元 化学反应的方向与限度
自然界变化的方向性
与自然界中的许多变化一样,化学反应具有方向性。许多化学反应的正反应能自动进行,而逆反应无法自动进行;
在一定的温度和压强下,无需外界帮助就能自动进行的反应.
(1) 外界帮助是指温度和压强外的条件:如通电、光照等。
(2)自发反应在恰当条件下才能实现。
说明:
自发反应
制约化学反应能否自发进行的因素是什么?
(1)C3H8 (g) + 5O2 (g) = 3CO2 (g) +4 H2 O (l)
△H=-2217.5 kJ/mol
(2)2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s) △H=-822 kJ/mol
(3)4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H=-1648.4kJ/mol
(4)H2 (g)+F2(g)=2HF(g) △H=-546.6kJ/mol
这些反应在一定条件下能自发进行,有何共同特点?
自然界中的许多自发过程,无论是物理过程还是化学过程,都有由能量较高状态向能量较低状态转化的倾向。
(能量越低越稳定)
△H<0 的反应有自发进行的倾向;
焓变是制约化学反应能否自发进行的因素;
NH4Cl(s)+Ba(OH)2.8H2O(s)=2NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)
CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)
“只有放热反应才可以自发进行,吸热反应不能自发进行”,你同意这种观点吗?
是什么因素又促使这些变化自发进行的呢?
体系的混乱度(微粒间无规则排列程度)增大
熵
熵:衡量一个体系混乱度的物理量,符号:S
熵变:反应前后体系熵的变化。符号:ΔS
ΔS>0 :体系的混乱度增大;
ΔS<0 :体系的混乱度减小;
体系的混乱度是制约化学反应能否自发进行的因素;
大多数自发过程有趋向于体系混乱度增大的倾向.
1)H2O(s)→H2O(l)→H2O(g)
2)CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g)
3)NaOH(s)=Na+(aq)+OH-(aq)
4)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
判断下列过程的熵变大于零还是小于零,并判断理由
△S>0
△S>0
△S>0
△S<0
1、同一物质气态时熵值最大,液态较小,固态时最小。
2、固体的溶解过程;
3、产生气体的反应和气体的物质的量增加的反应。
导致混乱度增加的因素
综上所述,体系能量降低和混乱度增加都有促使反应自发进行的倾向,即焓变和熵变共同制约着化学反应进行的方向。
要正确判断一个化学反应能否自发进行,必须综合考虑反应的焓变△H和熵变△S。
制约着化学反应方向的因素
<0肯定自发
>0肯定不自发
△S
△H
△H <0 △S>0
△H >0 △S <0
高温下自发
低温下自发
综合判断 (⊿H、⊿S综合考虑)
△H-T△S
(1)2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的ΔH>0( ) (2014·江苏,11C)
(2)反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的ΔH<0( ) (2013·江苏,11A)
正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”
(3)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行,说明该反应的ΔH<0( ) (2012·江苏,10A)