[聯(lián)想·質(zhì)疑]

汽車尾氣中的主要污染物是一氧化氮以及燃料不完全燃燒所產(chǎn)生的一氧化碳，它們是現(xiàn)代城市中的大氣污染物，為了減輕大氣污染，人們提出通過以下反應(yīng)來處理汽車尾氣：2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g），你能否判斷這一方案是否可行？理論依據(jù)是什么？化學(xué)反應(yīng)的方向?qū)W習(xí)目標1.通過分析焓變與熵變對反應(yīng)的共同影響，能總結(jié)出這兩個因素的影響不是孤立的而是相互關(guān)聯(lián)的。2.能通過關(guān)系式△H-T△S由給定的△S數(shù)據(jù)定量判斷反應(yīng)的方向3.通過分析關(guān)系式△H-T△S，能夠根據(jù)反應(yīng)焓變的吸熱或放熱、反應(yīng)熵變的熵增或熵減來定性判斷焓變和反應(yīng)熵變對反應(yīng)方向的影響。1.高山流水是一個自動進行的自然過程。高處水一定會流到低處嗎？2.低處水可以流至高處么？3.在“低水高流”的過程中一旦外界停止做功，該過程還能繼續(xù)進行下去嗎？可采取什么措施？思考與交流自發(fā)過程：在溫度和壓強一定的條件下，不借助光、電等外部力量就能自動進行的過程；非自發(fā)過程：在溫度和壓強一定條件下，需持續(xù)借助外部力量才能進行的過程?！居懻摗空埩信e你熟知的自發(fā)過程。①自然界中水總是自發(fā)地從高處往低處流；②電流從電勢高的地方向電勢低的地方流；③熱由高溫物體導(dǎo)向低溫物體等；（1）

體系趨于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橄虻湍軤顟B(tài)（能量越低越穩(wěn)定），體系對外部做功或釋放熱量

自發(fā)過程的兩大變化趨勢：⑥火柴棒散落等。（2）

密閉體系趨于從有序趨于無序（無序體系更穩(wěn)定），

即混亂度趨于增大④墨水、氣體擴散；⑤食鹽溶解于水等；【探究】以“物體由高處自由下落”為代表，探究自發(fā)過程中有哪些變化趨勢。自發(fā)過程共同點：2.體系混亂度趨于增大。熵（S）：

1.描述體系混亂度的物理量

2.符號：S單位：J?mol-1?K-1克勞修斯

（德國）

S熵3.特點（1）熵值越大，體系混亂度越大。共同點：2.體系混亂度趨于增大，即熵增加。CH4O2CO2H2NH3186.15205.03214130192H2O(l)HNO3(l)Br2(l)69.9156152NaClFe金剛石SiO2CuO72.127.32.441.8442.7標準狀況下：1mol不同物質(zhì)的熵S(Jmol-1K-1)

（2）同一條件：不同物質(zhì)的熵值不同69.9J?mol-1?K-147.9J?mol-1?K-1188.7J?mol-1?K-1同一物質(zhì)：S(g)>S(l)>S(s)三種狀態(tài)下水的熵

冰水水蒸氣4.反應(yīng)熵變

(1)符號：△S(2)表達式:△S=S總和(生成物)–S總和(反應(yīng)物)(3)正負判斷：①氣體體積增大的反應(yīng)：

△S>0,熵增加反應(yīng)②氣體體積減小的反應(yīng)：

△S<0,熵減小反應(yīng)

自發(fā)過程：

在一定溫度、壓強條件下，不借助(光、電能等）外部力量就能自動進行的過程。自發(fā)反應(yīng)：

在一定溫度、壓強下，不借助(光、電能等）外部力量即能進行，或具有發(fā)生的可能性的反應(yīng)稱為自發(fā)反應(yīng)。發(fā)反應(yīng)是從屬于自發(fā)過程的，是屬于自發(fā)過程的一部分。那么我們該如何判斷一個過程，一個反應(yīng)能否自發(fā)進行呢？一個過程或者一個反應(yīng)要自發(fā)的進行是否要符合什么條件呢？自發(fā)過程的兩大變化趨勢：（1）體系能量降低，對外部做功或釋放熱量（2）體系混亂度增大，即熵增加那么自發(fā)反應(yīng)呢？【探究】以“物體由高處自由下落”為代表，探究自發(fā)過程中有哪些變化趨勢。自發(fā)過程觀察下列幾個自發(fā)進行的化學(xué)反應(yīng)，找出它們的共同之處:(1)鈉與水反應(yīng)2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)△H=－368kJ/mol(2)鐵生銹：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)△H=－824kJ/mol(3)氫氣和氧氣反應(yīng)：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=－571.6kJ/mol共同點：△H<0，放熱反應(yīng)，

反應(yīng)物的總能量＞生成物的總能量。

共同點：1.體系能量降低，對外部做功或釋放熱量自發(fā)反應(yīng)吸熱能吸熱不自發(fā)自發(fā)結(jié)論：ΔH<0，反應(yīng)放熱有利于反應(yīng)的自發(fā)進行。但焓變僅是決定反應(yīng)能否自發(fā)進行的一個因素，不是唯一因素。反應(yīng)的焓變與反應(yīng)方向的關(guān)系？一、反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向注意：（1）焓判據(jù)只能用于判斷反應(yīng)的方向，能否實現(xiàn)要看具體條件；自發(fā)過程的體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(這時體系會對外部做功或釋放熱量)，自發(fā)反應(yīng)中焓變小于0，這一經(jīng)驗規(guī)律就是焓判據(jù)，是判斷化學(xué)反應(yīng)進行方向的判據(jù)之一。（2）焓判據(jù)只判斷一定條件化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進行，與化學(xué)反應(yīng)速率無關(guān)；（3）反應(yīng)焓變是反應(yīng)能否自發(fā)進行的一個因素，但不是唯一因素。

反應(yīng)的熵變與反應(yīng)方向的關(guān)系？增大增大自發(fā)過程共同點：2.體系混亂度增大，即熵增加自發(fā)反應(yīng)增大增大減小結(jié)論：熵增加（ΔS＞0）有利于反應(yīng)的進行。但熵變僅是決定反應(yīng)能否自發(fā)進行的一個因素，不是唯一因素。反應(yīng)的熵變與反應(yīng)方向的關(guān)系？注意：（1）熵變只是反應(yīng)能否自發(fā)進行的一種因素；（2）熵變（△S）只決定于體系的始態(tài)和終態(tài)，與變化的途徑無關(guān)；（3）熵判據(jù)只判斷一定條件化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進行，與化學(xué)反應(yīng)速率無關(guān)。二、反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向

在與外界隔離的體系中，自發(fā)過程將導(dǎo)致體系的熵增大，這一經(jīng)驗規(guī)律叫做熵增原理。在用來判斷化學(xué)反應(yīng)方向時就稱為熵判據(jù)。科學(xué)家們總結(jié)出了一條公式：△G＝△H－T△S△G代表的是體系自由能的變化，用自由能變化來判斷反應(yīng)進行的方向是最全面最科學(xué)的。當△G<0時，反應(yīng)就可以自發(fā)進行，當△G＞0時，反應(yīng)就不能自發(fā)進行。視野拓展三、焓變與熵變對反應(yīng)方向的共同影響——復(fù)合判據(jù)

1.判據(jù)：△H-T△S2.判據(jù)與反應(yīng)的自發(fā)性：

<

0反應(yīng)自發(fā)△H-T△S=0達平衡狀態(tài)

>0反應(yīng)不能自發(fā)

3.適用判據(jù)應(yīng)注意的問題：（1）判斷反應(yīng)的自發(fā)性要結(jié)合△H和△S，利用△H-T△S（2）條件是一定溫度、壓強下（3）反應(yīng)具有自發(fā)性，只能說明這個反應(yīng)有進行的趨勢，但這個反應(yīng)到底能不能反應(yīng)，那還要看反應(yīng)進行的限度和反應(yīng)進行的速率。反應(yīng)在該狀況下能否自發(fā)進行＜０＞０＞０＜０＞０＞０＜０＜０＜０自發(fā)進行＞０不自發(fā)進行低溫時＞０,高溫時＜０低溫時＜０,高溫時＞０低溫不自發(fā),高溫自發(fā)低溫自發(fā),高溫不自發(fā)

H

Ｓ

H-T

S小結(jié)：溫度與反應(yīng)方向

判斷下列4個反應(yīng)在什么條件下自發(fā)進行1.2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)

△H>0△S>02.2CO(g)=2C(s,石墨)+O2(g)

△H>0△S<03.4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)

△H<0△S<04.NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)

△H>0△S>0汽車尾氣中的主要污染物是一氧化氮和一氧化碳，為了減輕大氣污染，化學(xué)家提出通過以下反應(yīng)來處理汽車尾氣：2NO（g）+2CO（g)=N2（g）+2CO2（g）這一方案可行嗎？你需要哪些數(shù)據(jù)？298K、100kPa下，該反應(yīng)的△H=-746.8KJ·mol-1

，△

S=-197.5J·mol-1·K-1追根尋源2NO（g）+2CO（g)=N2（g）+2CO2（g）298K、100kPa下，該反應(yīng)的

△H=-746.8KJ·mol-1

，△S=-197.5J·mol-1·K-1計算得：△

H-T△S=-746.8

KJ·mol-1

-298K×(-197.5×10-3

KJ·mol-1·K-1)=-687.9KJ·mol-1<0即：△

H-T△S<0,因此室溫下反應(yīng)能自發(fā)進行。注意：反應(yīng)具有自發(fā)性，只能說明這個反應(yīng)有進行的趨勢，但這個反應(yīng)到底能不能發(fā)生，那還要看反應(yīng)的速率等問題。1.某反應(yīng)２AB(g)=C(g)+3D(g)在高溫時能自發(fā)進行，其逆反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進行，則該反應(yīng)的ΔH、ΔS應(yīng)為（）

A.ΔH<0，ΔS>0B.ΔH<0，ΔS<0C.ΔH>0，ΔS>0D.ΔH>0，ΔS<0C[達標檢測]

2.

(無錫高二檢測)下列反應(yīng)在任意溫度下一定能自發(fā)進行的是(

)D[達標檢測]3.已知反應(yīng)CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g）△H=178.2KJ·mol-1△S=169.6J·mol-1·K-1計算說明此反應(yīng)在室溫下能否自發(fā)進行？若不能需要在何溫度下才能自發(fā)進行？4.

P4031.下列說法完全正確的是（）

A.放熱反應(yīng)均是自發(fā)反應(yīng)

B.ΔS為正值的反應(yīng)均是自發(fā)反應(yīng)

C.物質(zhì)的量增加的反應(yīng)，ΔS為正值

D.如果ΔH和ΔS均為正值，當溫度升高時，反應(yīng)可能自發(fā)進行2.下列反應(yīng)中，ΔS最大的是（）

A.CaCO3(s