高中化学 专题2 化学反应速率与化学平衡 第二单元 化学反应的方向和限度 2 熵判据学案 苏教版选修4-苏教版高二选修4化学学案VIP免费

熵判据【考点精讲】1.自发过程的混乱度特点在同一密闭容器中的气体，不需要外界的任何作用，气态物质会通过分子的扩散自发地形成均匀混合物。相互接触的固体物质，经过长期放置后，人们能够找到通过扩散而进入到另一种固体中的原子或分子（这种现象可以作为纯物质难以保存的最本质的解释）。硝酸铵溶于水虽然要吸热，它却能够自发地向水中扩散。火柴盒中有序排列的火柴散落时成为无序排列。以扑克牌为例，经过多次的洗牌之后，严格按照花色和序号排列的机会与花色和序号毫无规律地混乱排列的机会相比，大概要相差几十个数量级。这些不用借助于外力就可以自动进行的自发过程的共同特点是：体系有由“有序”自发地转变为“无序”的倾向。因为与有序体系相比，无序体系“更加稳定”，可以采取更多的存在方式。2.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，单位J·mol－1·K－1。熵变是反应前后体系熵的变化，用ΔS表示。同一条件下，不同物质有不同的熵值，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）。3.熵判据研究表明，除了热效应外，决定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。化学反应的ΔS越大，越有利于反应自发进行，但不是唯一因素。如：下列熵减小的反应可以自发进行：－10℃的液态水会自动结冰成为固态，就是熵减小的过程（但它是放热的）；2Al（s）+Fe2O3（s）＝Al2O3（s）+2Fe（s）△S＝－39.35J·mol－1·K－1。【典例精析】例题1下列反应中，熵显著增加的反应是（）A.CO（g）+2H2（g）＝CH3OH（g）B.CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑C.C（s）+O2（g）＝CO2（g）D.2HgO（s）＝2Hg（l）+O2（g）思路导航：反应中若生成气体或气体的量增加，都会使混乱度增加，熵增加。A中气体体积减少，熵减少；B、D都是气体增多；C是气体不变。答案：BD例题2下列关于化学反应的熵变的叙述，正确的是（）A.化学反应的熵变与反应的方向无关B.化学反应的熵变直接决定了反应的方向C.熵值增大的反应都是混乱度增大的反应D.熵值增大的反应都能自发进行思路导航：熵变与反应的方向有关，但不能独立地作为自发性的判据，所以A项、B项、D项均错误。熵值增大的反应都是混乱度增大的反应，C项正确。答案：C例题3下列过程不用熵判据判断的是（）A.氯化铵与氢氧化钡晶体混合研磨，很快会闻到刺激性气味B.冬天一杯热水很快变冷C.有序排列的火柴散落时成为无序排列D.多次洗牌以后，扑克牌毫无规律地混乱排列的几率大思路导航：B.冬天一杯热水很快变冷，这是温度下降，热量散失的缘故，跟熵无关。答案：B【总结提升】理解熵的含义和熵的变化1.放热的自发过程可能是熵减小的过程，如铁生锈、氢气燃烧等；也可能是熵无明显变化或增加的过程，如金刚石和石墨的互变熵不变；活泼金属与酸的置换反应熵增等……2.吸热的自发过程应为熵增加的过程，如冰的融化、硝酸铵溶于水等。3.无热效应的自发过程是熵增加的过程，如两种理想气体的混合等。例题下列说法正确的是（）A.凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的B.自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小C.常温下，反应C（s）＋CO2（g）＝2CO（g）不能自发进行，则该反应的ΔH>0D.反应2Mg（s）＋CO2（g）＝C（s）＋2MgO（s）能自发进行，则该反应的ΔH>0思路导航：反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的。若ΔH<0，ΔS>0，则一定自发进行，若ΔH>0，ΔS<0，则一定不能自发进行，若ΔH<0，ΔS<0或ΔH>0，ΔS>0，反应能否自发进行，和温度有关，A、B错误；C项中反应的ΔS>0，若ΔH<0，则一定自发进行，现常温下不能自发进行，说明ΔH>0，正确；D项中反应的ΔS<0，能自发进行，说明ΔH<0，错误。答案：C