|
化学反应进行的方向 1．自发过程 (1)含义： 在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。 (2)特点： ①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或放出热量)； ②在密闭条件下，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。 2．化学反应方向的判据 (1)焓判据： 放热过程中体系能量降低，ΔH<>，具有自发进行的倾向，但有些吸热反应也可以自发进行，故只用焓变判断反应方向不全面。 (2)熵判据： ①熵：描述体系混乱程度的物理量，符号为S，熵值越大，体系混乱度越大； ②常见的熵增过程： a．气体的扩散； b．不同状态的同一种物质：S(g)>S(l)>S(s)； c．反应前无气体，反应后有气体产生的过程； d．反应前后都有气体，但气体的物质的量增加的反应； ③熵判据：体系的混乱度增大，ΔS>0，反应有自发进行的倾向。但有些熵减的过程也能自发进行，故只用熵变来判断反应方向也不全面。 3．焓变、熵变与反应方向 在温度、压强一定的条件下，化学反应方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果，反应方向的复合判据为ΔG＝ΔH－TΔS。 【例1】能用能量判据判断下列过程的方向的是() A．水总是自发地由高处往低处流 B．放热反应容易自发进行，吸热反应不能自发进行 C．有序排列的火柴散落时成为无序排列 D．多次洗牌以后，扑克牌毫无规律的混乱排列的概率大 解析：选AA项，水总是自发地由高处往低处流，有趋向于最低能量状态的倾向，属于能量判据；B项，吸热反应也可以自发进行，例如，在25 ℃和1.01×105 Pa时，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋56.7 kJ/mol，(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) ΔH＝＋74.9 kJ/mol，不难看出，上述两个反应都是吸热反应，又都是熵增的反应，显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的；C项，有序排列的火柴散落时成为无序排列，有趋向于最大混乱度的倾向，属于熵判据；D项，扑克牌的无序排列也属于熵判据。 【例2】 (1)试判断用于汽车净化的一个反应2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)在298 K、100 kPa下能否自发进行？已知：在298 K、100 kPa下该反应的ΔH＝－113.0 kJ/mol，ΔS＝－145.3 J/(mol·K)。 (2)灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制造器皿，现把白锡制成的器皿放在0 ℃，100 kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能再继续使用？ 已知：在0 ℃、100 kPa条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为ΔH＝－2 180.9 J/mol，ΔS＝－6.61 J/(mol·K)。 解析：(1)ΔH－TΔS＝－113.0 kJ/mol－298 K×[－145.3×10－3 kJ/(mol·K)]≈－69.7 kJ/mol<>，可以自发进行。 (2)ΔH－TΔS＝－2 180.9×10－3 kJ/mol－298 K×[－6.61×10－3 kJ/(mol·K)]≈－0.21 kJ/mol<>，可以自发进行，即白锡器皿会变成灰锡而不能再继续使用。 答案：(1)可以自发进行 (2)会自发变成灰锡，不能再继续使用 8．(2014·盐城模拟)甲醇脱氢可制取甲醛CH3OH(g)=HCHO(g)＋H2(g)，甲醇的平衡转化率随温度变化曲线如图所示(已知反应在1 L的密闭容器中进行)。下列有关说法正确的是() A．脱氢反应的ΔH＜0 B．600 K时，Y点甲醇的v逆＜v正 C．从Y点到Z点可通过增大压强 D．在t1 K时，该反应的平衡常数为8.1 解析：选D 由曲线可知，温度升高，甲醇的平衡转化率增大，所以反应正向进行，正反应为吸热反应，ΔH＜0，A错误；600 K时，Y点表示的甲醇平衡转化率偏高，反应逆向进行，v正＜v逆， B错误；从Y点到Z点，若增大压强，平衡正向进行，反应吸热，温度降低，C错误；t1 K时，反应的甲醇的平衡转化率为0.9，平衡常数为K＝0.1＝8.1，D正确。 |
|
|
