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 3 復(fù)合判據(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 3 復(fù)合判據(jù)學(xué)案 蘇教版選修4.doc
復(fù)合判據(jù)【考點(diǎn)精講】很多情況下,簡單地只用其中一個(gè)判據(jù)去判斷一個(gè)反應(yīng),可能會(huì)出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果,所以應(yīng)兩個(gè)判據(jù)兼顧。由能量判據(jù)(以焓變?yōu)榛A(chǔ))和熵判據(jù)組合成的復(fù)合判據(jù)將更適合于所有的反應(yīng)過程。根據(jù)G HTS可準(zhǔn)確判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向:G HTS<0,反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。G HTS0,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。G HTS>0,反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。反應(yīng)是否自發(fā)進(jìn)行與溫度有關(guān),一般低溫時(shí)以焓變影響為主;高溫時(shí)以熵變影響為主?!镜淅觥坷}1試判斷用于汽車尾氣凈化的一個(gè)反應(yīng)2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)在298 K、100 kPa下能否自發(fā)進(jìn)行?已知:在298 K、100 kPa下該反應(yīng)的H113.0 kJmol1,S145.3 Jmol1K1。思路導(dǎo)航:HTS 113.0 kJmol1298 K(145.3 Jmol1K1)103 69.7 kJmol1 < 0,可以自發(fā)進(jìn)行。答案:反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行。例題2 灰錫結(jié)構(gòu)松散,不能用于制造器皿,而白錫結(jié)構(gòu)堅(jiān)固,可以制造器皿,現(xiàn)把白錫制成的器皿放在0 ,100 kPa的室內(nèi)存放,它會(huì)不會(huì)變成灰錫而不能再繼續(xù)使用?已知:在0 、100 kPa條件下白錫轉(zhuǎn)化為灰錫的反應(yīng)焓變和熵變分別為H2 180.9 Jmol1,S6.61 Jmol1K1。思路導(dǎo)航:HTS2 180.9 Jmol1103273 K(6.61 Jmol1K1)1030.37kJmol1<0,可以自發(fā)進(jìn)行。答案:會(huì)自發(fā)變成灰錫,不能再繼續(xù)使用。例題3 高溫時(shí)空氣中的N2和O2會(huì)反應(yīng)生成NO而污染大氣:N2(g)O2(g)2NO(g)。試通過計(jì)算說明在1200的條件下,此反應(yīng)能否正向自發(fā)進(jìn)行?估算自發(fā)進(jìn)行的最低溫度是多少?已知:H +180.50 kJmol1,S 247.7Jmol1 K1,假定反應(yīng)焓變與熵變不隨溫度變化思路導(dǎo)航:根據(jù)GHTS可知當(dāng)G0時(shí)反應(yīng)是自發(fā)進(jìn)行的即HTS+180.50 kJmol1(1200273)K247.7Jmol1K1103184.362kJmol10所以此反應(yīng)在1200時(shí)能自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行的最低溫度是THS180.50 kJmol10.2477kJmol1K1728.7K 所以自發(fā)進(jìn)行的最低溫度是728.7K答案:此反應(yīng)在1200時(shí)能自發(fā)進(jìn)行;自發(fā)進(jìn)行的最低溫度是728.7K?!究偨Y(jié)提升】類型HSG及反應(yīng)方向反應(yīng)實(shí)例1,焓減,熵增,自由能減少,任何溫度下均自發(fā)進(jìn)行2H2O2(l)2H2O(l)+O2(l)2+,焓增,熵減,自由能增加,任何溫度下均不能自發(fā)進(jìn)行3O2(g)2O3(g)3+,焓增,熵增+,常溫不能自發(fā)進(jìn)行,高溫自發(fā)進(jìn)行N2O4(g) 2NO2(g)4,焓減,熵減,常溫自發(fā)進(jìn)行,高溫不能自發(fā)進(jìn)行N2(g)+ 3H2(g) 2NH3(g)例題1現(xiàn)有反應(yīng):mA(g)+ nB(g)pC(g),達(dá)到平衡后,當(dāng)升高溫度時(shí),B的轉(zhuǎn)化率變大;當(dāng)減小壓強(qiáng)時(shí),混合體系中C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小,則:該反應(yīng)的正反應(yīng)為_反應(yīng)(填吸熱或放熱),S_0(填“”、“”或“”),由此判斷,此反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件為_。A. 一定自發(fā)進(jìn)行B. 一定不能自發(fā)進(jìn)行C. 高溫自發(fā)進(jìn)行,低溫不能自發(fā)進(jìn)行D. 低溫自發(fā)進(jìn)行,高溫不能自發(fā)進(jìn)行思路導(dǎo)航:可逆反應(yīng)mA(g)+ nB(g)pC(g),達(dá)到平衡后,當(dāng)升高溫度時(shí),B的轉(zhuǎn)化率變大,說明平衡正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),H>0;當(dāng)減小壓強(qiáng)時(shí),混合體系中C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小,說明平衡左移,正反應(yīng)是氣體系數(shù)減小的反應(yīng),即S<0,由GHTS可知,G>0,即一定不能自發(fā)進(jìn)行。答案:吸熱B 例題2 工業(yè)上一般在密閉容器中采用下列反應(yīng)合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH30H(g)不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示,該反應(yīng)H0,S0(填“>”或“<”)該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行(填“一定能”、“一定不能”、“不一定能”)思路導(dǎo)航:根據(jù)方程式可知,反應(yīng)的S小于0;根據(jù)圖象可知,溫度越高,CO的轉(zhuǎn)化率越低,所以升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),即正反應(yīng)是放熱反應(yīng);由于熵值減小,所以該反應(yīng)不一定是自發(fā)進(jìn)行的。答案:不一定能