高中化學(xué) 專題2 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 第二單元 化學(xué)反應(yīng)的方向和限度 2 熵判據(jù)學(xué)案 蘇教版選修4.doc

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熵判據(jù) 【考點(diǎn)精講】 1. 自發(fā)過(guò)程的混亂度特點(diǎn) 在同一密閉容器中的氣體，不需要外界的任何作用，氣態(tài)物質(zhì)會(huì)通過(guò)分子的擴(kuò)散自發(fā)地形成均勻混合物。 相互接觸的固體物質(zhì)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期放置后，人們能夠找到通過(guò)擴(kuò)散而進(jìn)入到另一種固體中的原子或分子（這種現(xiàn)象可以作為純物質(zhì)難以保存的最本質(zhì)的解釋）。 硝酸銨溶于水雖然要吸熱，它卻能夠自發(fā)地向水中擴(kuò)散。 火柴盒中有序排列的火柴散落時(shí)成為無(wú)序排列。 以撲克牌為例，經(jīng)過(guò)多次的洗牌之后，嚴(yán)格按照花色和序號(hào)排列的機(jī)會(huì)與花色和序號(hào)毫無(wú)規(guī)律地混亂排列的機(jī)會(huì)相比，大概要相差幾十個(gè)數(shù)量級(jí)。 這些不用借助于外力就可以自動(dòng)進(jìn)行的自發(fā)過(guò)程的共同特點(diǎn)是：體系有由“有序”自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)椤盁o(wú)序”的傾向。因?yàn)榕c有序體系相比，無(wú)序體系“更加穩(wěn)定”，可以采取更多的存在方式。 2. 熵的含義 熵是衡量一個(gè)體系混亂度的物理量，用符號(hào)S表示，單位Jmol－1K－1。 熵變是反應(yīng)前后體系熵的變化，用ΔS表示。 同一條件下，不同物質(zhì)有不同的熵值，同一物質(zhì)在不同狀態(tài)下熵值也不同，一般規(guī)律是S（g）>S（l）>S（s）。 3. 熵判據(jù) 研究表明，除了熱效應(yīng)外，決定化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的另一個(gè)因素是體系的混亂度。大多數(shù)自發(fā)反應(yīng)有趨向于體系混亂度增大的傾向。化學(xué)反應(yīng)的ΔS越大，越有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，但不是唯一因素。 如：下列熵減小的反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行： －10℃的液態(tài)水會(huì)自動(dòng)結(jié)冰成為固態(tài)，就是熵減小的過(guò)程（但它是放熱的）； 2Al（s）+ Fe2O3（s）＝ Al2O3（s）+ 2Fe（s）△S ＝－39.35Jmol－1K－1。 【典例精析】 例題1 下列反應(yīng)中，熵顯著增加的反應(yīng)是（） A. CO（g）+2H2（g）＝CH3OH（g） B. CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑ C. C（s）+O2（g）＝CO2（g） D. 2HgO（s）＝2Hg（l）+O2（g） 思路導(dǎo)航：反應(yīng)中若生成氣體或氣體的量增加，都會(huì)使混亂度增加，熵增加。A中氣體體積減少，熵減少；B、D都是氣體增多；C是氣體不變。 答案：BD 例題2 下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的熵變的敘述，正確的是（） A. 化學(xué)反應(yīng)的熵變與反應(yīng)的方向無(wú)關(guān) B. 化學(xué)反應(yīng)的熵變直接決定了反應(yīng)的方向 C. 熵值增大的反應(yīng)都是混亂度增大的反應(yīng) D. 熵值增大的反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行 思路導(dǎo)航：熵變與反應(yīng)的方向有關(guān)，但不能獨(dú)立地作為自發(fā)性的判據(jù)，所以A項(xiàng)、B項(xiàng)、D項(xiàng)均錯(cuò)誤。熵值增大的反應(yīng)都是混亂度增大的反應(yīng)，C項(xiàng)正確。 答案：C 例題3 下列過(guò)程不用熵判據(jù)判斷的是（） A. 氯化銨與氫氧化鋇晶體混合研磨，很快會(huì)聞到刺激性氣味 B. 冬天一杯熱水很快變冷 C. 有序排列的火柴散落時(shí)成為無(wú)序排列 D. 多次洗牌以后，撲克牌毫無(wú)規(guī)律地混亂排列的幾率大 思路導(dǎo)航：B. 冬天一杯熱水很快變冷，這是溫度下降，熱量散失的緣故，跟熵?zé)o關(guān)。 答案：B 【總結(jié)提升】 理解熵的含義和熵的變化 1. 放熱的自發(fā)過(guò)程可能是熵減小的過(guò)程，如鐵生銹、氫氣燃燒等；也可能是熵?zé)o明顯變化或增加的過(guò)程，如金剛石和石墨的互變熵不變；活潑金屬與酸的置換反應(yīng)熵增等…… 2. 吸熱的自發(fā)過(guò)程應(yīng)為熵增加的過(guò)程，如冰的融化、硝酸銨溶于水等。 3. 無(wú)熱效應(yīng)的自發(fā)過(guò)程是熵增加的過(guò)程，如兩種理想氣體的混合等。 例題下列說(shuō)法正確的是（） A. 凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，因?yàn)槲鼰岱磻?yīng)都是非自發(fā)的 B. 自發(fā)反應(yīng)的熵一定增大，非自發(fā)反應(yīng)的熵一定減小 C. 常溫下，反應(yīng)C（s）＋CO2（g）＝2CO（g）不能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的ΔH>0 D. 反應(yīng)2Mg（s）＋CO2（g）＝C（s）＋2MgO（s）能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的ΔH>0 思路導(dǎo)航：反應(yīng)的自發(fā)性是由熵變和焓變共同決定的。若ΔH<0，ΔS>0，則一定自發(fā)進(jìn)行，若ΔH>0，ΔS<0，則一定不能自發(fā)進(jìn)行，若ΔH<0，ΔS<0或ΔH>0，ΔS>0，反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，和溫度有關(guān)，A、B錯(cuò)誤；C項(xiàng)中反應(yīng)的ΔS>0，若ΔH<0，則一定自發(fā)進(jìn)行，現(xiàn)常溫下不能自發(fā)進(jìn)行，說(shuō)明ΔH>0，正確；D項(xiàng)中反應(yīng)的ΔS<0，能自發(fā)進(jìn)行，說(shuō)明ΔH<0，錯(cuò)誤。 答案：C