高中化學 專題2 化學反應速率與化學平衡 第二單元 化學反應的方向和限度 3 復合判據(jù)學案 蘇教版選修4.doc
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高中化學 專題2 化學反應速率與化學平衡 第二單元 化學反應的方向和限度 3 復合判據(jù)學案 蘇教版選修4.doc
復合判據(jù)【考點精講】很多情況下,簡單地只用其中一個判據(jù)去判斷一個反應,可能會出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果,所以應兩個判據(jù)兼顧。由能量判據(jù)(以焓變?yōu)榛A(chǔ))和熵判據(jù)組合成的復合判據(jù)將更適合于所有的反應過程。根據(jù)G HTS可準確判斷反應進行的方向:G HTS<0,反應能自發(fā)進行。G HTS0,反應達到平衡狀態(tài)。G HTS>0,反應不能自發(fā)進行。反應是否自發(fā)進行與溫度有關(guān),一般低溫時以焓變影響為主;高溫時以熵變影響為主。【典例精析】例題1試判斷用于汽車尾氣凈化的一個反應2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)在298 K、100 kPa下能否自發(fā)進行?已知:在298 K、100 kPa下該反應的H113.0 kJmol1,S145.3 Jmol1K1。思路導航:HTS 113.0 kJmol1298 K(145.3 Jmol1K1)103 69.7 kJmol1 < 0,可以自發(fā)進行。答案:反應可以自發(fā)進行。例題2 灰錫結(jié)構(gòu)松散,不能用于制造器皿,而白錫結(jié)構(gòu)堅固,可以制造器皿,現(xiàn)把白錫制成的器皿放在0 ,100 kPa的室內(nèi)存放,它會不會變成灰錫而不能再繼續(xù)使用?已知:在0 、100 kPa條件下白錫轉(zhuǎn)化為灰錫的反應焓變和熵變分別為H2 180.9 Jmol1,S6.61 Jmol1K1。思路導航:HTS2 180.9 Jmol1103273 K(6.61 Jmol1K1)1030.37kJmol1<0,可以自發(fā)進行。答案:會自發(fā)變成灰錫,不能再繼續(xù)使用。例題3 高溫時空氣中的N2和O2會反應生成NO而污染大氣:N2(g)O2(g)2NO(g)。試通過計算說明在1200的條件下,此反應能否正向自發(fā)進行?估算自發(fā)進行的最低溫度是多少?已知:H +180.50 kJmol1,S 247.7Jmol1 K1,假定反應焓變與熵變不隨溫度變化思路導航:根據(jù)GHTS可知當G0時反應是自發(fā)進行的即HTS+180.50 kJmol1(1200273)K247.7Jmol1K1103184.362kJmol10所以此反應在1200時能自發(fā)進行自發(fā)進行的最低溫度是THS180.50 kJmol10.2477kJmol1K1728.7K 所以自發(fā)進行的最低溫度是728.7K答案:此反應在1200時能自發(fā)進行;自發(fā)進行的最低溫度是728.7K?!究偨Y(jié)提升】類型HSG及反應方向反應實例1,焓減,熵增,自由能減少,任何溫度下均自發(fā)進行2H2O2(l)2H2O(l)+O2(l)2+,焓增,熵減,自由能增加,任何溫度下均不能自發(fā)進行3O2(g)2O3(g)3+,焓增,熵增+,常溫不能自發(fā)進行,高溫自發(fā)進行N2O4(g) 2NO2(g)4,焓減,熵減,常溫自發(fā)進行,高溫不能自發(fā)進行N2(g)+ 3H2(g) 2NH3(g)例題1現(xiàn)有反應:mA(g)+ nB(g)pC(g),達到平衡后,當升高溫度時,B的轉(zhuǎn)化率變大;當減小壓強時,混合體系中C的質(zhì)量分數(shù)減小,則:該反應的正反應為_反應(填吸熱或放熱),S_0(填“”、“”或“”),由此判斷,此反應自發(fā)進行的條件為_。A. 一定自發(fā)進行B. 一定不能自發(fā)進行C. 高溫自發(fā)進行,低溫不能自發(fā)進行D. 低溫自發(fā)進行,高溫不能自發(fā)進行思路導航:可逆反應mA(g)+ nB(g)pC(g),達到平衡后,當升高溫度時,B的轉(zhuǎn)化率變大,說明平衡正反應是吸熱反應,H>0;當減小壓強時,混合體系中C的質(zhì)量分數(shù)減小,說明平衡左移,正反應是氣體系數(shù)減小的反應,即S<0,由GHTS可知,G>0,即一定不能自發(fā)進行。答案:吸熱B 例題2 工業(yè)上一般在密閉容器中采用下列反應合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH30H(g)不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強的關(guān)系如圖所示,該反應H0,S0(填“>”或“<”)該反應自發(fā)進行(填“一定能”、“一定不能”、“不一定能”)思路導航:根據(jù)方程式可知,反應的S小于0;根據(jù)圖象可知,溫度越高,CO的轉(zhuǎn)化率越低,所以升高溫度平衡向逆反應方向移動,即正反應是放熱反應;由于熵值減小,所以該反應不一定是自發(fā)進行的。答案:不一定能