搜索
1．了解自发过程和化学反应的自发性。2．通过“有序”和“无序”的对比，了解熵和熵变的概念。3．初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响，能用焓变和熵变解释化学反应的方向。细读教材记主干1．自发过程不用就可以自动进行的过程如、。2.化学反应进行的方向(1)焓判据：放热反应过程中体系能量，具有的倾向，因此可用来判断反应进行的方向。借助外力高山流水自由落体降低自发进行焓变(2)熵判据：体系有自发地向混乱度(即)的方向转变的倾向，因此可用来判断反应进行的方向。增加熵增熵变[新知探究]1．自发过程(1)含义：在一定条件下，不用借助外力就可以自动进行的过程。(2)特点：①体系趋向于从状态转变为状态(体系对外部做功或释放热量)。②在密闭条件下，体系有从自发转变为的倾向(无序体系更加稳定)。高能低能有序无序2．自发反应在一定条件下，有可以发生反应的趋势的一类反应，就称为自发反应。3．非自发反应不能自发进行，必须借助某种外力才能进行的反应。[对点演练]1．下列过程是非自发的是()A．水由高处向低处流B．天然气的燃烧C．整齐火柴的散落D．室温下水结成冰[解析]自然界中水由高处向低处流，天然气的燃烧，火柴的散落，室温下冰的融化，都是自发过程，其逆向都是非自发的。[答案]D1．焓判据(1)放热反应过程中体系能量降低，具有自发进行的倾向，因此可用焓变来判断反应进行的方向。(2)焓判据的局限性：放热反应有利于反应自发进行，但有些吸热反应也能自发进行，所以焓变是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。[新知探究]2.熵判据(1)熵：用来量度体系混乱程度的物理量。熵值越大，混乱程度越大。符号为S。(2)熵值大小的比较：同一种物质不同状态时熵值大小为S(g)S(l)S(s)。(3)熵增原理：在与外界隔绝的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，即熵变(符号ΔS)大于零。(4)熵判据：①体系有自发地向混乱度增大(即熵增)的方向转变的倾向，因此可用熵变来判断反应进行的方向。②熵增有利于反应自发进行，但有些熵值减小的反应，在一定条件下也能自发进行。少数熵减小的反应，它在一定条件下也可以自发进行。如：NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)ΔS＜0。所以熵变是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。[名师点拨]注意事项(1)焓变和熵变都是与反应能否自发进行有关的因素，但都不能独立作为反应自发性的判据；要判断反应进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变对反应方向的综合影响。(2)判断过程自发性的目的是判断反应进行的方向，并不能判断反应的快慢和热效应，也不能确定反应是否一定能发生。[对点演练]2．下列说法正确的是()A．在常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能自发进行B．NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)ΔH＝＋185.7kJ/mol，能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂可以改变化学反应进行的方向[解析]有些熵增大的吸热反应可以自发进行，如NH4HCO3的分解，A项错误，B项正确；分析一个化学反应的自发性要将焓变和熵变综合起来，即利用复合判据进行判断，C项错误；D项中使用催化剂只能改变化学反应的速率，不能改变化学反应进行的方向。[答案]B[新知探究]在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既与反应焓变有关，又与反应熵变有关。研究表明，在恒温、恒压下，判断化学反应自发性的判据是：体系自由能变化(ΔG、单位：kJ/mol)：ΔG＝ΔH－TΔS(注意：T的单位是“K”，不是“℃”)。(1)ΔG＝ΔH－TΔS0，反应能自发进行；(2)ΔG＝ΔH－TΔS＝0，反应达到平衡状态；(3)ΔG＝ΔH－TΔS0，反应不能自发进行。[名师点拨]类型ΔHΔSΔH－TΔS反应的自发性1－＋永远是“－”在任何温度下都是自发反应2＋－永远是“＋”在任何温度下都是非自发反应3－－在高温“＋”在低温“－”在低温是自发反应；在高温是非自发反应4＋＋在高温“－”在低温“＋”在低温是非自发反应；在高温是自发反应[对点演练]3．试判断用于汽车净化的一个反应2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)在298K、100kPa下能否自发进行？已知：在298K、100kPa下该反应的ΔH＝－113.0kJ/mol，ΔS＝－145.3J/(mol·K)。[解析]ΔH－TΔS＝－113.0kJ/mol－298K×[－145.3J/(mol·K)]×10－3≈－69.7kJ/mol0，可以自发进行。[答案]可以自发进行1．以下自发反应能用焓判据来解释的是()A．硝酸铵自发地溶于水B．H2O(l)===H2O(g)ΔH＝＋44.0kJ/molC．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＝＋74.9kJ/molD．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ/mol解析：选DA项可用熵的增加来解释其自发过程；B、C两项反应后气体体积增大，其自发过程可结合熵的增加来解释；D项是放热反应，由于反应放热有利于反应的自发进行，故可用焓判据来解释说明。2．碳铵(NH4HCO3)在室温下就能自发地分解产生氨气，下列有关说法中正确的是()A．碳铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大B．碳铵分解是因为外界给予了能量C．碳铵分解是吸热反应，根据焓判据，不能自发分解D．碳酸盐都不稳定，都能自发分解解析：选A放热反应常常是容易进行的过程，吸热反应有些也是自发反应，自发反应的熵不一定增大，可能减小，也可能不变。3．下列反应中，熵显著增加的反应是()A．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)B．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑C．C(s)＋O2(g)===CO2(g)D．2Hg(l)＋O2(g)===2HgO(s)解析：选B反应中若生成气体或气体的量增加，都会使混乱度增加，熵增加。4．下列对熵的理解不正确的是()A．同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小B．体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大C．与外界隔离的体系，自发过程将导致体系的熵减小D．298K、1.01×105Pa时，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)是熵增的反应解析：选C体系都有从有序自发转变为无序的倾向，此过程为熵增过程，故C错误。5．指出下列反应或过程的ΔS的正、负号，并判断常温时，反应能否自发进行。(1)2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)，ΔS________0，________自发进行。(2)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)，ΔS________0，________自发进行。(3)－10℃的水结冰，ΔS________0，________自发进行。解析：(1)反应为ΔS0的反应，能自发进行；(2)反应的ΔS0，但常温下不能自发进行；(3)过程ΔS0，但却能自发进行。答案：(1)能(2)不能(3)能