1.下列說法中,正確的是 ( )
A.化學反應總是伴隨著能量變化的
B.能夠自發進行的反應不一定都是放熱反應
C.只有放熱反應才能夠自發進行
D.能夠自發進行的反應就一定能夠發生并完成
7、反應進行方向的判斷方法:
∆H-T∆S<0 反應能自發進行
∆H-T∆S=0 反應達到平衡狀態
∆H-T∆S>0 反應不能自發進行
[講解]在溫度、壓強一定的條件下,焓因素和熵因素共同決定一個化學反應的方向。放熱反應的焓變小于零,熵增加反應的熵變大于零,都對∆H-T∆S<0有所貢獻,因此放熱和熵增加有利于反應自發進行。
[補充習題]
6、熵變(∆S):∆S==反應物總熵-生成物總熵
5、同一物質的熵與其聚集狀態有關:S(g)>S(l)>S(s)
4、熵判據:在與外界隔離的體系中,自發過程將導致體系的熵增大,這個原理也叫做熵增原理。在用來判斷過程的方向時,就稱為熵判據。
3、單位:J•mol-1•K-1
2、符號:S
1、概念:描述體系混亂度的物理量
2、 能夠用熵增原理判斷化學反應進行的方向。
[教學重難點]
能夠用熵增原理判斷化學反應進行的方向
[教學過程設計]
[引入]水往低處流,而不會自發的向上流;一般在室溫下,冰塊會融化,鐵器在潮濕空氣中會生銹,甲烷與氧氣的混合氣體遇明火就燃燒,這些過程都是自發的。這些不用借助于外力就可以自動進行的自發過程的共同特點是,體系會對外部做功或釋放熱量,即體系趨向于從高能狀態轉變為低能狀態。那是否就意味著放熱反應自發進行,吸熱反應就是非自發進行呢?
[副板書]在25℃和1.01×105Pa時,
2N2O5(g)== 4NO2(g)+O2(g) ∆H=56.7 kJ/mol
(NH4)2CO3(s)== NH4 HCO3(s)+NH3(g) ∆H=74.9 kJ/mol
[分析]不難看出,上述兩個反應都是吸熱反應,顯然只根據反應熱(焓變)來判斷反應進行的方向是不全面的。那么究竟如何來判斷反應的自發性呢?
科學家根據體系存在著力圖使自身能量趨于“最低”和由“有序”變為“無序”的自然現象,提出了互相關聯的能量判據和熵判據,為最終解決反應自發性問題提供了必要的依據。
[講解]除自發的化學反應外,還有一類自發過程,例如放在同一密閉容器中的氣體或液體物質(也包括能夠揮發的固態物質)的蒸汽,不需要外界的任何作用,氣態物質會通過分子的擴散自發地形成均勻混合物。這種現象可以推廣到相互接觸的固體物質體系,經過長期放置后,人們能夠找到通過擴散而進入的另一種固體中的原子或分子(這種現象可以作為純物質難以保存的最本質的解釋)。又如把硝酸銨溶于水雖然要吸熱,它卻能夠自發地向水中擴散。為了解釋這樣一類與能量狀態的高低無關的過程的自發性,人們提出在自然界還存在著另一種能夠推動體系變化的因素,即在密閉條件下,體系有由有序自發地轉變為無序的傾向。因為與有序體系相比,無序體系“更加穩定”,可以采取更多的存在方式。以撲克牌為例,經過多次的洗牌之后,嚴格按照花色和序號排列的機會與花色序號毫無規律的混亂排列的機會相比,大概要相差幾十個數量級。科學家把這種因素稱作熵。
[板書]熵:
1、 了解反應的自發性與反應過程中能量變化及熵值變化的關系;
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