化学化学反应的方向教案

化学《化学反应的方向》教案第1节化学反应的方向

学习目标

1.理解熵及熵变的意义

2.能用焓变和熵变说明化学反应进行的方向。

知识梳理

1.焓变(是，不是)决定反应能否自发进行的唯一因素。

2.熵，符号为—，单位，是描述的物

理量，熵值越大，。

在同一条件下，不同的物质熵值,同一物质S(g)—S(l) S(s)(<,〉，=)。

3.熵变为，用符号表

示。

产生气体的反应，气体的物质的量增大的反应，为熵值

（增大，减小，不变）的反应，熵变为（正，负）值。

4.在一定的条件下，化学反应的方向是

共同影响的结果，反应方向的判据为

当其值：大于零时，反应

小于零时，反应 _____________

等于零时，反应 ______________

即在一定的条件下，反应（放热，吸热）和熵（增大，减小，不变）都有利于反应自发进行。

5.恒压下温度对反应自发性的影响

种类AH AS AH-TAS反应的自发性例

1 — + 2H2O2（g）f2H2O（g）+O2（g）

2 + — 2CO(g)f2c(s)+O2(g)

3 + +在低温

在高温 CaCO3(s)fCaO(s)+CO2(g)

4 ---- 在低温

在高温 HCl(g)+NH3(g)fNH4Cl(s)

当AH, AS符号相同时，反应方向与温度T(有关，无关)

当AH, AS符号相反时，反应方向与温度T(有关，无关)

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1.方法导引

(1)通过计算或分析能确定AH -TAS的符号，进而确定反应自发进行的方向是本节的重点。

(2)熵是体系微观粒子混乱程度的量度。体系混乱度越大，其

熵值越大。一般情况下气态物质的熵大于液态物质的熵，液态物质的

熵大于固态物质的熵；相同物态的不同物质，摩尔质量越大，或结构越复杂，熵值越大。

(3)对某化学反应，其熵变AS为反应产物总熵与反应物总熵之差。在化学反应过程中，如果从固态物质或液态物质生成气态物质，体系的混乱度增大；如果从少数的气态物质生成多数的气态物质，体系的混乱度也变大。这时体系的熵值将增加。根据这些现象可以判断出过程的AS〉0。

(4)利用AH-TAS的符号可判断恒温恒压条件下反应的方向： AH -TAS<0时，反应自发进行；AH -TAS = 0时，反应达到平衡状态；AH-TAS〉。反应不能自发进行。当焓变和熵变的作用相反且相差不大时，温度可能对反应的方向起决定性作用，可以估算反应发生逆转的温度(正为转向温度)：T(转)=。化学反应体系的焓变减少(AH<0)和熵变增加(AS〉0)都有利于反应正向进行。

X (5)在一定温度范围内，反应或过程的AH(T)\AH(298K), AS (T)^AS (298K),式中温度T既可以是298K,也可以不是298K, 这是由于当温度在一定范围改变时，反应的AH二AfH(反应产物)- AfH(反应物)。尽管反应物与生成物的AfH, S均相应改变，但它们相加减的最终结果仍基本保持不变。

2.例题解析

例1.分析下列反应自发进行的温度条件。

(1)2N2(g) + O2(g) f 2 N2O(g)；AH = 163 kJ. mol—1

(2)Ag (s) + Cl2( g ) f AgCl ( s)；AH = - 127 kJ. mol 一1

(3)HgO(s)f Hg ( l ) + O2( g )；AH = 91 kJ. mol—1

(4)H2O2( l ) f O2( g ) + H2O( l )；AH = - 98 kJ. mol 一1

解析:反应自发进行的前提是反应的AH-TAS<0,与温度有关，反应温度的变化可能使AH-TAS符号发生变化。

(1)AH〉O,AS<O,在任何温度下，AH-TAS〉0,反应都不能自发进行。

(2)AH <0,AS<0,在较低温度时，AH-TAS<0,即反应温度不能过高。

(3)AH〉0,AS〉0,若使反应自发进行，即AH-TAS<0, 必须提高温度，即反应只有较高温度时自发进行。

(4)AH <0,AS〉0,在任何温度时，AH-TAS<0,即在任何温度下反

应均能自发进行。

例2.通常采用的制高纯镍的方法是将粗银在323K与CO反应，

生成的Ni(CO)4经提纯后在约473K分

解得到高纯银。Ni( s ) + 4CO(g) Ni(CO)4 ( l )已知反应的 AH = -161 kJ. mol—1

A S = -420 J. mol—1. K—1。试分析该方法提纯镍的合理性。

分析：根据AH-TAS = 0时，反应达到平衡，则反应的转折温度为：

T =

当TV383K时，AH-TASV0,反应正向自发进行;

当T〉383K时，AH-TAS〉0,反应逆向自发进行。

粗镍在323K与CO反应能生成Ni(CO)4, Ni(CO)4为液态，很容易与反应物分离。Ni(CO)4在473K分解可得到高纯银。因此，上述制高纯镍的方法是合理的。

内容仅供参考