题目
高温下非自发、低温下自发的反应,通常是ΔS 0,ΔH 0的反应。
高温下非自发、低温下自发的反应,通常是ΔS 0,ΔH 0的反应。
题目解答
答案
ΔS<0,ΔH<0
解析
考查要点:本题主要考查化学反应自发性的判据,涉及吉布斯自由能(ΔG)与焓变(ΔH)、熵变(ΔS)的关系,以及温度对反应自发性的影响。
解题核心思路:
根据公式 ΔG = ΔH - TΔS,判断不同温度下ΔG的符号变化。题目中反应“低温下自发、高温下非自发”,说明 ΔG在低温时为负,高温时为正。需结合ΔH和ΔS的符号推导这一变化规律。
破题关键点:
- ΔH < 0(放热反应):低温时ΔH的负值主导ΔG,使其为负。
- ΔS < 0(熵减反应):随着温度升高,TΔS的负值增大,导致ΔG逐渐变为正。
根据ΔG的表达式 ΔG = ΔH - TΔS:
- 低温时反应自发:此时ΔG < 0,说明 ΔH的负值较大,且 TΔS的绝对值较小(因温度低)。
- 高温时反应非自发:此时ΔG ≥ 0,说明 TΔS的绝对值增大(因温度高),导致 ΔH - TΔS ≥ 0。
符号推导:
- 若ΔH < 0(放热),则低温时ΔH的负值使ΔG < 0。
- 若ΔS < 0(熵减),则随着温度升高,TΔS的负值增大,抵消ΔH的负值,最终使ΔG ≥ 0。
综上,ΔH < 0且ΔS < 0 时,反应在低温下自发、高温下非自发。