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选修4第二章 第1节 化学反应的方向课件1,1理解焓变与反应方向的关系。 2了解熵变的概念，知道化学反应中存在熵变。 3理解熵变与反应方向的关系。 4能综合运用焓变与熵变判断反应进行的方向。,一、反应的焓变与反应方向 1自发过程 在一定条件下，不借助 就能自动进行的过程。反之称为非自发过程。 2反应的焓变与反应方向 (1)多数能自发进行的化学反应是 反应。 (2)有些吸热反应也能自发进行。 (3)反应的焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。,外力,放热,开放探究 1.体系总是向降低自身能量的方向进行变化，那么H0的反应是否均能自发进行？ 提示： 不一定。很多H0的反应能自发进行，但也有些H0的反应不能自发进行。,二、反应的熵变与反应方向 1熵 (1)概念：描述体系 的一个物理量。 (2)符号： 。 (3)单位： 。,混乱度,S,Jmol1K1,(4)大小判据 物质的混乱度：体系的混乱度越大，熵值越 。 物质的存在状态：同一物质：S(g) S(l) S(s)。 物质组成的复杂程度：一般组成物质的原子种类相同时，分子中的原子数目越多，其混乱度越 ，熵值越 。 物质种类：同一条件下，不同物质的熵值 。,大,大,大,不同,2熵变 (1)概念： 总熵与 总熵之差。 (2)符号： 。 (3)计算式：S 。 (4)正负判断依据 气体体积增大的反应，熵变通常都是 ，是熵 反应。 气体体积减小的反应，熵变通常都是 ，是熵 反应。,生成物,反应物,S,S(产物)S(反应物),正值,增大,负值,减小,3熵变与反应方向 (1)熵 有利于反应的自发进行。 (2)某些熵减小的反应在一定条件下也能自发进行。 (3)反应熵变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。,增大,开放探究 2.固体硝酸铵、氢氧化钠、氯化钠和蔗糖溶解过程的焓变如何？这些物质的自发溶解过程是由焓变决定的吗？有什么共同点？ 提示： NH4NO3溶解吸热，NaOH溶解放热，NaCl、蔗糖溶解时焓变微乎其微；不是由焓变决定；均是熵增加的过程。,3适用条件 一定的反应。 4局限性 仅仅可以用于判断恒温恒压下反应发生的 ，不能说明反应在该条件下能否 。,温度和压强,可能性,实际发生,三、焓变与熵变对反应方向的共同影响 1反应方向的判据 (1) ，反应能自发进行。 (2) ，反应达到平衡状态。 (3) ，反应不能自发进行。 2文字描述 在 、 一定的条件下，自发反应总是向 的方向进行，直至达到平衡状态。,HTS0,HTS0,HTS0,温度,压强,HTS0,开放探究 3.自发反应是否一定能够实现显著的反应？为什么？ 提示： 不一定。因为HTS这个判据是指在温度、压强一定的条件下，化学反应自发进行的趋势，即反应发生的可能性，并不能说明反应在该条件下能否实际发生，因为化学反应能否实际发生还涉及到化学反应速率的问题。,HTS与反应方向的关系 1HTS与反应方向的关系 在一定条件下，一个化学反应能否自发进行既与焓变有关又与熵变有关。HTS是温度、压强一定的条件下的判据，而在习题中常见的是恒压下温度与反应方向的关系。,2.五点说明 (1)很多情况下，简单地只用焓变和熵变中的一个因素来判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以我们在判断反应的方向时，应该同时考虑两个因素，用HTS作为判据。 (2)HTS只能用于温度、压强一定的条件下的化学反应的判断，不能用于其他条件(如温度、体积一定)的反应的判断。,(3)过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。如涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，其发生腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现。 (4)在讨论过程的方向时，我们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。如水泵可以把水从低水位升至高水位；用高温可使石灰石分解；高温高压可以使石墨转化为金刚石。实现后者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。,(5)反应的自发性也受外界条件的影响。如常温下石灰石分解生成生石灰和二氧化碳是非自发的，但在1 273 K时，这一反应就是自发反应。,温度与反应方向的关系如下图,同步练习,1下列说法中，正确的是( ) A凡能自发进行的反应都是易发生的反应 B凡能自发进行的反应，反应速率都很大 C吸热反应一定是非自发反应 D吸热反应可能是自发进行的 解析： 自发进行只能说明反应进行的方向，不能说明反应发生的难易和快慢。由于熵增的原因，有些吸热反应也能自发进行。D正确。,D,2下列反应中，熵减小的是( ) A2HI(g)=H2(g)I2(g) BNH4NO3爆炸：2NH4NO3(s)=2N2(g)4H2O(g)O2(g) C2O3(g)=3O2(g) D4NH3(g)5O2(g)=4NO(g)6H2O(l) 解析： 化学反应中，气体物质的量增加的反应方向为熵增加的方向，反之为熵减小的方向，所以A可认为熵不变，B、C项均为熵增加的反应，D为熵减小的反应。,D,3下列关于冰融化为水的过程判断正确的是( ) AH0，S0 CH0，S0 DH0；冰融化成水，分子活动能力增强，混乱度增大，故S0。,C,解析： 由HTS0，反应在任何温度下能自发进行；H0、S0、S0，反应在较高温度下能自发进行；H0、S0，反应在较低温度下能自发进行。 答案： C,5.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。现把白锡制造的器皿放在0 、100 kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能继续使用(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H2 180.9 Jmol1；S6.61 Jmol1K1)( ) A会变 B不会变 C不能确定 D升高温度才会变,A,解析： 在等温、等压条件下，自发反应总是向着HTS0的方向进行，直至达到平衡状态。因此，在0 、100 kPa条件下，白锡会不会变为灰锡的问题就转化为求算反应白锡灰锡的HTS的问题。HTS2 180.9 Jmol1273 K(6.61 Jmol1K1)376.37 Jmol10，因此在该条件下白锡会变为灰锡。,6下列过程非自发的是( ) A水由高处向低处流 B室温下水结成冰 C气体从高密度处向低密度处扩散 D煤气的燃烧,B,解析： 自然界中水由高处向低处流、煤气的燃烧、气体从高密度处向低密度处扩散、室温下冰的融化都是自发过程，其逆向都是非自发的。 B,7以下反应可用焓判据来解释的是( ) A氯化钠自发地溶于水 B2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g) H56.7 kJmol1 C(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g) H74.9 kJmol1 D2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H285.8 kJmol1 解析： 当反应中的H0时，反应的能量增加，自发过程总是对外界做功，消耗自身的能量，使自身的能量降低。,D,8下列反应中，熵值显著增加的反应是( ) ACO(g)2H2(g)=CH3OH(l) BCaCO3(s)2HCl(aq)=CaCl2(aq)CO2(g)H2O(l) C2Cu(s)O2(g)=2CuO(s) DNH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s),B,解析： 对于不同状态的物质，其熵值关系为S(g) S(l)S(s)。A项中CO和H2为气体，CH3OH为液体，反应中熵值减小；B项中CaCO3为固体，HCl和CaCl2为溶液，H2O为液体，CO2为气体，反应中熵值增加；C项中Cu和CuO为固体，O2为气体，反应中熵值减小；D项中NH3和HCl为气体，NH4Cl为固体，反应中熵值减小。,5(1)计算273 K、101.325 kPa下，1 mol冰融化时的熵变S(冰的融化热为H6 000 Jmol1)。 (2)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1 200 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：H180.50 kJmol1 S24.77 Jmol1K1),答案： (1)22.0 Jmol1K1 (2)不能自发进行，自发进行的最低温度为7 287 K。,再见,
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