高中化学专题2化学反应速率与化学平衡2.2化学反应的方向和限度第1课时化学反应的方向教学课件苏教版选修

2.2.1 化学反应的方向 瀑布 冰山融化 红墨水扩散 放飞的气球自发过程：在一定温度和压强下，无需外界帮助就能自动进行的过程 下列反应是否也能自动进行，无需外界帮助？1、水分解成氢气和氧气2、铜与硝酸银溶液的反应3、乙烯与溴单质的四氯化碳溶液的反应4、氮气和氧气生成一氧化氮的反应自发反应：在一定温度和压强下，无需外界帮助就能自动进行的反应 下列反应在一定条件下都能自发进行，这些自发进行的化学反应有何共同特点？C3H8(g) + 5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) H = -2217.5 kJmol-12Na(s) + Cl2(g) = 2NaCl(s) H = -822 kJmol-14Fe(s) + 3O2(g) = Fe2O3(s) H = -1648.4 kJmol-1H2(g) + F2(g) = 2HF(g) H = -546.6 kJmol-1 共同特点： 都是H 0 的反应，即放热反应 1、自发反应的能量判据(焓判据) 反应物的总能量高生成物的总能量低放热反应H0化学反应总是由从高能状态转变为低能状态的倾向(H0) 体系一般对外做功或者释放热量 2NH4Cl(s)+Ba(OH)28 H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l) H01、该反应的热效应有何特点？2、该反应是自发反应吗？3、自发进行一定要放热反应吗？一定条件下，吸热反应也能自发进行2N2O5(g)=4NO2(g)+O2 (g) (NH4) 2CO3(s) = NH4HCO3(s)+NH3(g)H0结论： H 0有利于反应自发进行，但自发反应不一定要H 0焓变只是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。只根据焓变来判断反应方向是不全面的。 放学啦！散会啦！洗过的牌！ 红绿灯坏了！ 有 序混 乱 2、自发反应的熵判据(1)熵：用来度量体系混乱程度的物理量。(2)符号：S 单位：Jmol-1K-1(3)体系混乱度越大，熵值越大。 S (水) =69.9J mol-1K-1S(冰) = 47.9J mol-1K-1 S(水气) = 188.7J mol-1K-1同一物质：S(g) S(l) S(s) 气体及其物质的量的增多是体系熵值变化的主要决定因素 （4）熵变和熵增原理在与外界隔离的体系中，自发过程有导致体系的熵增大的趋势熵变（S）：S=S产物S反应物该原理是用来判断过程的方向的一个因素，又称为熵判据。2、自发反应的熵判据 焓变 熵变 能否自发NH3(g)+ HCl(g)= NH4Cl(s)NH4Cl(s) = NH3(g)+ HCl(g)NH4Cl(s) = NH3(g)+ HCl(g)加热反应能否自发还与温度有关 0 0 0 不能0 0 能分析下列过程的焓变、熵变与反应方向 放热 熵增吸热 熵增S=+169.6Jmol-1K-1（2）CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g ) H=+178.2kJmol-1H= - 57.3kJmol-1 自发高温自发，低温不自发（1）H+(aq)+OH-(aq)=H2O (l)S=+80.7Jmol-1K-1分析下列过程的焓变、熵变与反应方向 G=H-TS3、自发反应的复合判据G0H 0 S 0 非自发G=0H 0 S 0 自发H 0 S 0 低温自发H 0 S 0 高温自发可逆反应到达平衡状态 2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)H = -78.03 kJmol-1 S = +1110 Jmol-1K-1判断下列反应在T=298K时能否自发进行：4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)H = -444.3kJmol-1 S = -280.1 Jmol-1K-1G = H - TS= -78.03 kJmol-1 298K1.110 KJmol-1K-10反应可自发进行G = H - TS= -444.3kJmol-1 298K0.0280 KJmol-1K-10反应可自发进行 1、反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能确定反应是否一定会发生和过程发生的速率。2、在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。 涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，二者发生腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现。水泵可以把水从低水位升至高水位；高温高压下可以是石墨转化为金刚石，实现的先决条件是要向体系中输入能量，该过程的本质仍然是非自发性的。铁生锈 水泵抽水 1、以下自发反应可用能量判据来解释的是( ) A、硝酸铵自发地溶于水 B、2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) H=+56.7kJ/mol C、(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) H=+74.9 kJ/mol D、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-571.6 kJ/molDH0吸热 2、下列说法不正确的是（ ）A、焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数能自发进行的反应都是放热反应B、在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大C、 一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热D、一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关C 3、碳酸铵(NH4)2CO3在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是（ ） A、其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大 B、其分解是因为外界给予了能量 C、其分解是吸热反应，据能量判据能自发分解 D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解A(NH4) 2CO3(s) = NH4HCO3(s)+NH3(g) H0 D 熵判据 复合判据焓判据自发过程中体系由能量较高状态向能量较低状态转变的趋势但是并非所有的自发反应进行的化学反应都是放热的。 熵判据 复合判据焓判据在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这个原理叫做熵增原理。体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向 化学键焓判据 复合判据熵判据G=H-TSG0H 0 S 0 非自发G=0H 0 S 0 自发H 0 S 0 低温自发H 0 S 0 高温自发可逆反应到达平衡状态