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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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
熵判據(jù)【考點精講】1. 自發(fā)過程的混亂度特點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)會通過分子的擴(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)過長期放置后,人們能夠找到通過擴(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成為無序排列。以撲克牌為例,經(jīng)過多次的洗牌之后,嚴(yán)格按照花色和序號排列的機(jī)會與花色和序號毫無規(guī)律地混亂排列的機(jī)會相比,大概要相差幾十個數(shù)量級。這些不用借助于外力就可以自動進(jìn)行的自發(fā)過程的共同特點是:體系有由“有序”自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)椤盁o序”的傾向。因為與有序體系相比,無序體系“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體系混亂度的物理量,用符號S表示,單位Jmol1K1。熵變是反應(yīng)前后體系熵的變化,用S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?;瘜W(xué)反應(yīng)的S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)水會自動結(jié)冰成為固態(tài),就是熵減小的過程(但它是放熱的);2Al(s)+ Fe2O3(s) Al2O3(s)+ 2Fe(s)S 39.35Jmol1K1?!镜淅觥坷}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+2HClCaCl2+H2O+CO2C. 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),但不能獨立地作為自發(fā)性的判據(jù),所以A項、B項、D項均錯誤。熵值增大的反應(yīng)都是混亂度增大的反應(yīng),C項正確。答案:C例題3 下列過程不用熵判據(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成為無序排列D. 多次洗牌以后,撲克牌毫無規(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)過程可能是熵減小的過程,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)過程應(yīng)為熵增加的過程,如冰的融化、硝酸銨溶于水等。3. 無熱效應(yīng)的自發(fā)過程是熵增加的過程,如兩種理想氣體的混合等。例題下列說法正確的是()A. 凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的,因為吸熱反應(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H>0D. 反應(yīng)2Mg(s)CO2(g)C(s)2MgO(s)能自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的H>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H<0,S>0,則一定自發(fā)進(jìn)行,若H>0,S<0,則一定不能自發(fā)進(jìn)行,若H<0,S<0或H>0,S>0,反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行,和溫度有關(guān),A、B錯誤;C項中反應(yīng)的S>0,若H<0,則一定自發(fā)進(jìn)行,現(xiàn)常溫下不能自發(fā)進(jìn)行,說明H>0,正確;D項中反應(yīng)的S<0,能自發(fā)進(jìn)行,說明H<0,錯誤。答案:C