高考化学复习学案
第55课 化学反应的方向与调控
一、自发反应
在一定的条件下,无需外界帮助即可自行进行的反应,我们称之为自发反应。
二、化学反应的焓判据
通常情况下,放热反应,即ΔH小于0的反应更容易自发进行。有些吸热反应,ΔH大于0的反应也能自发进行。仅凭ΔH无法准确判断反应的方向。
三、化学反应的熵判据
熵,作为衡量体系混乱程度的物理量,用符号S表示。体系混乱度越大,熵值越大,体系越稳定。对于同种物质,其熵值通常遵循以下规律:气态(g)的熵值大于液态(l)的熵值,液态的熵值大于固态(s)的熵值。熵变,即生成物的熵与反应物的熵的差值,用符号ΔS表示。ΔS增大的反应更容易自发进行,但有些ΔS减小的反应也可以在特定条件下自发进行。仅用ΔS也无法准确判断反应的方向。
四、化学反应方向的判断
将焓判据与熵判据综合运用,我们可以判断化学反应的方向。ΔG=ΔH-TΔS这个公式中,T为温度,单位为K。当ΔG小于0时,反应能自发进行;当ΔG等于0时,反应处于平衡状态;当ΔG大于0时,反应不能自发进行。
进一步地,我们可以根据这个原则得出以下结论:
当ΔH小于0且ΔS大于0时,反应能自发进行;
当ΔH大于0且ΔS小于0时,反应不能自发进行;
当ΔH大于0但ΔS仍大于0时,反应在高温下能自发进行;
当ΔH小于0但ΔS小于0时,反应在低温下能自发进行。
接下来以工业合成氨为例,详细介绍了工业生产中化学反应方向调控的实践应用。包括温度、压强、催化剂的选择以及其他措施等关键因素对化学反应的影响。同时阐述了选择工业生产条件的原则。
接着通过几道练习题,检验了学生对化学反应方向判断知识的掌握情况。其中包括了不同组成的AB型强电解质的溶解反应、不同温度和压强下的反应自发性的判断以及硫酸工业中SO2催化氧化的反应分析等。