高中化学 复合判据

【考点精讲】

　　很多情况下，简单地只用其中一个判据去判断一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以应两个判据兼顾。由能量判据（以焓变为基础）和熵判据组合成的复合判据将更适合于所有的反应过程。根据△G ＝△H－T△S可准确判断反应进行的方向：

①△G ＝ΔH－TΔS<0，反应能自发进行。

②△G ＝ΔH－TΔS＝0，反应达到平衡状态。

③△G ＝ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行。

　　反应是否自发进行与温度有关，一般低温时以焓变影响为主；高温时以熵变影响为主。

【典例精析】

　　例题1试判断用于汽车尾气净化的一个反应2NO（g）＋2CO（g）＝N2（g）＋2CO2（g）在298 K、100 kPa下能否自发进行？

　　已知：在298 K、100 kPa下该反应的ΔH＝－113.0 kJ·mol－1，ΔS＝－145.3 J·mol－1·K－1。

　　思路导航：ΔH－TΔS ＝－113.0 kJ·mol－1－298 K×（－145.3 J·mol－1·K－1）×10－3

　　≈ －69.7 kJ·mol－1 < 0，可以自发进行。

　　答案：反应可以自发进行。

　　例题2 灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制造器皿，现把白锡制成的器皿放在0 ℃，100 kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能再继续使用？

　　已知：在0 ℃、100 kPa条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为

　　ΔH＝－2 180.9 J·mol－1，ΔS＝－6.61 J·mol－1·K－1。

　　思路导航：ΔH－TΔS＝－2 180.9 J·mol－1×10－3－273 K×（－6.61 J·mol－1·K－1）×10－3

　　≈－0.37kJ·mol－1<0，可以自发进行。

　　答案：会自发变成灰锡，不能再继续使用。

　　例题3 高温时空气中的N2和O2会反应生成NO而污染大气：N2（g）＋O2（g）＝2NO（g）。试通过计算说明在1200℃的条件下，此反应能否正向自发进行？估算自发进行的最低温度是多少？

　　已知：△H ＝ +180.50 kJ·mol－1，△S ＝ 247.7J·mol－1 ·K－1，假定反应焓变与熵变不随温度变化

　　思路导航：根据△G＝△H－T·△S可知

　　当△G＜0时反应是自发进行的

　　即△H－T·△S＝+180.50 kJ·mol－1－（1200＋273）K×247.7J·mol－1·K－1×10－3

　　＝－184.362kJ·mol－1＜0

　　所以此反应在1200℃时能自发进行

　　自发进行的最低温度是T＝△H÷△S

　　＝180.50 kJ·mol－1÷0.2477kJ·mol－1·K－1

＝728.7K 所以自发进行的最低温度是728.7K