四、化学反应的限度
课时1 化学反应的方向与限度
最新考纲
1.了解化学反应的可逆性。2.了解化学平衡建立的过程。3.理解化学平衡常数的含义,能够利用化学平衡常数进行简单的计算。
考点一 化学反应进行的方向 1.自发反应 (1)含义 在温度和压强一定的条件下无需外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。 (2)特点 ①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量)。 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.判断化学反应方向的依据 (1)焓变与反应方向 研究表明,对于化学反应而言,绝大多数放热反应都能自发进行,且反应放出的热量越多,体系能量降低得也越多,反应越完全;有少数吸热反应也能自发进行。可见,反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一。 (2)熵变与反应方向 ①熵和熵变的含义 a.熵的含义 熵是衡量一个体系混乱度的物理量。用符号S表示。
注意:①同一条件下,不同物质有不同的熵值,②同一物质在不同状态下熵值也不同,一般规律是S(g)>S(l)>S(s)。 b.熵变的含义
熵变是反应前后体系熵的变化,用ΔS表示,化学反应的ΔS越大,越有利于反应自发进行。
1 ---- Janssen
②研究表明,除了热效应外,影响化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的混乱度。大多数自发反应有趋向于体系混乱度增大的倾向。 (3)综合判断反应方向的依据 ①ΔH-TΔS<0,反应能自发进行。 ②ΔH-TΔS=0,反应达到平衡状态。 ③ΔH-TΔS>0,反应不能自发进行。 探究思考
1.能自发进行的反应一定能实际发生吗?
答案 不一定,化学反应方向的判据指出的仅仅是在一定条件下化学反应自发进行的趋势,并不能说明在该条件下反应一定能实际发生,还要考虑化学反应的快慢问题。 2.判断正误
①凡是放热反应都是自发的,因为吸热反应都是非自发的( ) ②自发反应的熵一定增大,非自发反应的熵一定减小( )
③反应2Mg(s)+CO2(g)===C(s)+2MgO(s)能自发进行,则该反应的ΔH>0( ) ④所有的放热反应都是自发进行的( )
⑤焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素( ) ⑥焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据( ) 答案 ①× ②× ③× ④× ⑤
⑥×
【示例1】 (高考题组合)判断正误:
(1)反应NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行则该反应的ΔH<0(2013·江苏化学,11A)( )
(2)CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行,说明该反应的ΔH<0(2012·江苏化学,10A)( )
(3)一定温度下,反应MgCl2(l)===Mg(l)+Cl2(g)的ΔH>0,ΔS>0(2011·江苏化学,12A)( )
(4)常温下,反应C(s)+CO2(g)===2CO(g)不能自发进行,则该反应的ΔH>0(2010·江苏化学,8B)( )
思维启迪 焓变和熵变只是影响化学反应方向的因素,而由焓变和熵变组成的复
2 ---- Janssen
合判据才是判断反应是否能自发进行的根本依据,反应是否自发与温度有关,一般低温时焓变影响为主;高温时熵变影响为主。根据ΔH-TΔS可准确判断反应进行的方向。
解析 (1)反应的ΔS<0,在室温下反应能自发进行,根据ΔH-TΔS<0,则该反应的ΔH<0。(2)CaCO3分解是吸热反应,ΔH>0且ΔS>0,由此可知该反应高温下能自发进行。(3)此反应为高温下MgCl2的分解反应,ΔH>0,ΔS>0,正确。(4)该反应ΔS>0,常温下不能自发进行,则有ΔH-TΔS>0故ΔH>0。 答案 (1) (2)× (3) (4)
1.(2013·菏泽一中一轮复习巩固练习)知道了某反应有自发性之后,则( )。 A.可判断出反应的方向 B.可确定反应是否一定会发生 C.可预测反应速率的大小 D.可判断反应的热效应
解析 已知某反应可自发进行,只能判断反应的方向,不能判断反应是否会发生、反应速率的大小、反应的热效应。 答案 A
2.下列关于ΔH-TΔS说法中正确的是( )。
A.ΔH-TΔS可用于判断所有条件下的反应能否自发进行 B.ΔH-TΔS只用于判断温度、体积一定的反应能否自发进行 C.ΔH-TΔS只用于判断温度、压强一定的反应能否自发进行 D.ΔH-TΔS<0的反应,在该条件下一定剧烈反应
解析 ΔH-TΔS判据只适用判断一定温度和压强下的反应能否自发进行,A、B错误,C正确;ΔH-TΔS<0的反应可以自发进行,但不一定是剧烈反应,D错误。 答案 C
3.(2013·重庆模拟)下列说法正确的是( )。 A.能自发进行的反应一定能迅速发生
B.反应NH4HCO3(s)===NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) ΔH=+185.57 kJ·mol-1能自发进行,是因为体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向
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