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1、 學 習 要 求1、 理 解 能 量 判 據(jù) 、 熵 的 概 念2、 利 用 能 量 判 據(jù) 判 斷 反 應(yīng) 進 行 的 方 向3、 利 用 熵 變 判 斷 反 應(yīng) 進 行 的 方 向 自 發(fā) 過 程 : 在 一 定 條 件下 , 不 需 要 外 力 作 用 就 能自 動 進 行 的 過 程 ;非 自 發(fā) 過 程 : 在 一 定 條 件下 , 需 持 續(xù) 借 助 人 為 作 用才 能 進 行 的 過 程 。 化 學 反 應(yīng) 中 的 自 發(fā) 過 程(1)鈉 與 水 反 應(yīng) :2Na(s) + 2H2O (l) = 2NaOH + H2 (g) H= 368 kJ/mol(2)鐵 生 銹 :3Fe
2、(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) H=-824 kJ/mol(3)氫 氣 和 氧 氣 反 應(yīng) :2H2(g)+O2(g)=2H2O(l ) H= 571.6kJ/mol共 同 點 放 熱 反 應(yīng) H 0 一 、 自 發(fā) 過 程 的 能 量 判 據(jù)能 量 判 據(jù) : 自 發(fā) 過 程 的 體 系 取 向 于 從高 能 狀 態(tài) 轉(zhuǎn) 變 為 低 能 狀 態(tài) (這 時 體 系會 對 外 部 做 功 或 釋 放 熱 量 ), 這 一 經(jīng)驗 規(guī) 律 就 是 能 量 判 據(jù) 。能 量 判 據(jù) 又 稱 焓 判 據(jù) , 即 H 0的 反 應(yīng) 有 自 發(fā) 進 行 的 傾 向 , 焓 判據(jù) 是 判 斷 化
3、學 反 應(yīng) 進 行 方 向 的 判據(jù) 之 一 。 練 習 1已 知 金 剛 石 和 石 墨 在 氧 氣 中 完 全 燃 燒 的 熱 化學 方 程 式 為 : C(金 剛 石 、 s)+O2(g) CO2(g) H 1 395.41kJ/mol C(石 墨 、 s)+O2(g) CO2(g) H 2 393.51kJ/mol關(guān) 于 金 剛 石 與 石 墨 的 轉(zhuǎn) 化 , 下 列 說 法 正 確 的是A.金 剛 石 轉(zhuǎn) 化 成 石 墨 是 自 發(fā) 進 行 的 過 程B.石 墨 轉(zhuǎn) 化 成 金 剛 石 是 自 發(fā) 進 行 的 過 程C.石 墨 比 金 剛 石 能 量 低D.金 剛 石 比 石 墨 能
4、 量 低 A C 知 道 了 某 過 程 有 自 發(fā) 性 之 后 , 則A.可 判 斷 出 過 程 的 方 向B.可 確 定 過 程 是 否 一 定 會 發(fā) 生C.可 預(yù) 測 過 程 發(fā) 生 完 成 的 快 慢D.可 判 斷 過 程 的 熱 效 應(yīng) A 判 斷 下 列 過 程 中 能 量 的變 化 情 況 :1、 冰 液 態(tài) 水 水 蒸 氣2、 氯 化 鈉 晶 體 溶 于 水 兩 種 理 想 氣 體 的 混 合 可 順 利 自 發(fā) 進 行既 不 吸 熱 也 不 放 熱 的 自 發(fā) 過 程H2 O2 O2 H2 討與流交 論 混 亂 度 : 表 示 體 系 的 不 規(guī) 則 或 無序 狀 態(tài) 。
5、混 亂 度 的 增 加 意 味著 體 系 變 得 更 加 無 序混 亂 度 與 熵熵 : 熱 力 學 上 用 來 表 示 混 亂 度 的狀 態(tài) 函 數(shù) , 符 號 為 S體 系 的無 序 性 越 高 , 即 混 亂 度 越 高 , 熵值 就 越 大 同 一 物 質(zhì) , 在 氣 態(tài) 時 熵 最 大 ,液 態(tài) 時 次 之 , 固 態(tài) 時 最 小 。熵 變 反 應(yīng) 過程 中 氣 體 物 質(zhì) 的 量 增 加 的 反 應(yīng)固 體 的 溶 解 過 程 、 墨 水 擴 散 過 程 和氣 體 擴 散 過 程 。 N2O5分 解 : 2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) H=+56.7kJ/mol碳 銨
6、的 分 解 :(NH4 )2CO3(s)=NH 4H CO3(s)+NH 3(g) H=+74.9 kJ/mol自 發(fā) 進 行 的 吸 熱 反 應(yīng) 信 息 : 體 系 自 由 能 變 化 ( G ) 綜 合 考 慮 了 焓 變和 熵 變 對 反 應(yīng) 體 系 的 影 響 : G= H-TS( 為熱 力 學 溫 度 , 均 為 正 值 ) 。 在 恒 溫 、 恒 壓 下 , 用G判 斷 化 學 反 應(yīng) 在 該 狀 況 時 自 發(fā) 進 行 的 方 向 顯得 更 為 科 學 ( 當 G 0 焓 (H)判 據(jù)熵 (S)判 據(jù)放 熱 反 應(yīng)焓 變 熵 變 化 學 反 應(yīng) 能 否 自 發(fā) 進 行自 發(fā) 進
7、行不 自 發(fā) 進 行不 能 定 性 判 斷不 能 定 性 判 斷H0H0H0 S0S0S0S0 熵 增 原 理0 1、 科 學 家 根 據(jù) 體 系 存 在 著 力 圖使 _和 _的 自 然 現(xiàn) 象 ,提 出 了 相 互 關(guān) 聯(lián) 的 _和_, 為 最 終 解 決 上 述 問題 提 供 了 必 要 的 理 論 根 據(jù) 。 試分 別 舉 一 例 _,_。自 身 能 量 趨 于 “ 最 低 ”“有 序 ” 變 為 “ 無 序 ”能 量 判 據(jù) 熵 判 據(jù)鐵 在 潮 濕 空 氣 中 生 銹硝 酸 銨 溶 于 水 2、 以 下 自 發(fā) 反 應(yīng) 可 用 能 量 判 據(jù) 來 解 釋的 是 ( )A、 硝 酸
8、銨 自 發(fā) 地 溶 于 水B、 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g); H=+56.7kJ/molC (NH4 )2CO3(s)=NH 4H CO3(s)+NH 3(g); H=+74.9 kJ/molD、 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); H=-571.6 kJ/molD 3: 下 列 說 法 正 確 的 是 ( )A、 凡 是 放 熱 反 應(yīng) 都 是 自 發(fā) 的 , 由 于 吸 熱 反 應(yīng) 都 是 非 自 發(fā) 性 的 。B、 自 發(fā) 反 應(yīng) 一 定 是 熵 增 大 , 非 自 發(fā) 反 應(yīng) 一 定 是 熵 減 小 或 不 變C、 自 發(fā) 反 應(yīng) 在 恰 當 條 件 下 才
9、能 實 現(xiàn) 。D、 自 發(fā) 反 應(yīng) 在 任 何 條 件 下 都 能 實 現(xiàn) 。 C 4、 自 發(fā) 進 行 的 反 應(yīng) 一 定是 ( )A、 吸 熱 反 應(yīng) ; B、 放 熱 反 應(yīng) ;C、 熵 增 加 反 應(yīng) ; D、 熵 增 加 或 者 放 熱 反 應(yīng) 。D Company Logo 5、 某 化 學 反 應(yīng) 其 H = 122 kJmol-1, S= 231 Jmol-1K-1,則 此 反 應(yīng) 在 下 列 哪 種 情 況 下 可 自發(fā) 進 行 ( ) A 在 任 何 溫 度 下 都 能 自 發(fā) 進 行 B 在 任 何 溫 度 下 都 不 能 自 發(fā) 進行 C 僅 在 高 溫 下 自 發(fā) 進 行 D 僅 在 低 溫 下 自 發(fā) 進 行 A 2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g) H = -78.03 kJmol-1 S = 494.4 Jmol-1K-1CO(g)=C(s,石 墨 )+1/2O2(g) H = 110.5 kJmol-1 S = -89.36 Jmol-1K-1 影 響 因 素 : 化 學 反 應(yīng) 的 方 向 反 應(yīng) 焓 變 反 應(yīng) 熵 變共 同 影 響吸 熱 放 熱 熵 增 熵 減焓 減 小 有 利 于 反 應(yīng) 自 發(fā) , 熵 增 大 有 利 于 反 應(yīng) 自 發(fā) 結(jié)總識知溫 度