1.下列說(shuō)法中,正確的是 ( )
A.化學(xué)反應(yīng)總是伴隨著能量變化的
B.能夠自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)不一定都是放熱反應(yīng)
C.只有放熱反應(yīng)才能夠自發(fā)進(jìn)行
D.能夠自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)就一定能夠發(fā)生并完成
7、反應(yīng)進(jìn)行方向的判斷方法:
∆H-T∆S<0 反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行
∆H-T∆S=0 反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
∆H-T∆S>0 反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行
[講解]在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下,焓因素和熵因素共同決定一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的方向。放熱反應(yīng)的焓變小于零,熵增加反應(yīng)的熵變大于零,都對(duì)∆H-T∆S<0有所貢獻(xiàn),因此放熱和熵增加有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。
[補(bǔ)充習(xí)題]
6、熵變(∆S):∆S==反應(yīng)物總熵-生成物總熵
5、同一物質(zhì)的熵與其聚集狀態(tài)有關(guān):S(g)>S(l)>S(s)
4、熵判據(jù):在與外界隔離的體系中,自發(fā)過(guò)程將導(dǎo)致體系的熵增大,這個(gè)原理也叫做熵增原理。在用來(lái)判斷過(guò)程的方向時(shí),就稱(chēng)為熵判據(jù)。
3、單位:J•mol-1•K-1
2、符號(hào):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(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向。
[教學(xué)重難點(diǎn)]
能夠用熵增原理判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向
[教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)]
[引入]水往低處流,而不會(huì)自發(fā)的向上流;一般在室溫下,冰塊會(huì)融化,鐵器在潮濕空氣中會(huì)生銹,甲烷與氧氣的混合氣體遇明火就燃燒,這些過(guò)程都是自發(fā)的。這些不用借助于外力就可以自動(dòng)進(jìn)行的自發(fā)過(guò)程的共同特點(diǎn)是,體系會(huì)對(duì)外部做功或釋放熱量,即體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)。那是否就意味著放熱反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,吸熱反應(yīng)就是非自發(fā)進(jìn)行呢?
[副板書(shū)]在25℃和1.01×105Pa時(shí),
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(gè)反應(yīng)都是吸熱反應(yīng),顯然只根據(jù)反應(yīng)熱(焓變)來(lái)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向是不全面的。那么究竟如何來(lái)判斷反應(yīng)的自發(fā)性呢?
科學(xué)家根據(jù)體系存在著力圖使自身能量趨于“最低”和由“有序”變?yōu)椤盁o(wú)序”的自然現(xiàn)象,提出了互相關(guān)聯(lián)的能量判據(jù)和熵判據(jù),為最終解決反應(yīng)自發(fā)性問(wèn)題提供了必要的依據(jù)。
[講解]除自發(fā)的化學(xué)反應(yīng)外,還有一類(lèi)自發(fā)過(guò)程,例如放在同一密閉容器中的氣體或液體物質(zhì)(也包括能夠揮發(fā)的固態(tài)物質(zhì))的蒸汽,不需要外界的任何作用,氣態(tài)物質(zhì)會(huì)通過(guò)分子的擴(kuò)散自發(fā)地形成均勻混合物。這種現(xiàn)象可以推廣到相互接觸的固體物質(zhì)體系,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期放置后,人們能夠找到通過(guò)擴(kuò)散而進(jìn)入的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)。又如把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。為了解釋這樣一類(lèi)與能量狀態(tài)的高低無(wú)關(guān)的過(guò)程的自發(fā)性,人們提出在自然界還存在著另一種能夠推動(dòng)體系變化的因素,即在密閉條件下,體系有由有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序的傾向。因?yàn)榕c有序體系相比,無(wú)序體系“更加穩(wěn)定”,可以采取更多的存在方式。以撲克牌為例,經(jīng)過(guò)多次的洗牌之后,嚴(yán)格按照花色和序號(hào)排列的機(jī)會(huì)與花色序號(hào)毫無(wú)規(guī)律的混亂排列的機(jī)會(huì)相比,大概要相差幾十個(gè)數(shù)量級(jí)?茖W(xué)家把這種因素稱(chēng)作熵。
[板書(shū)]熵:
1、 了解反應(yīng)的自發(fā)性與反應(yīng)過(guò)程中能量變化及熵值變化的關(guān)系;
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