2019-2020学年高中化学 第2章 第4节 化学反应进行的方向课件 新人教版选修4.ppt

第四节化学反应进行的方向 新知预习 自主预测 一 自发过程与自发反应1 自发过程 1 含义 在一定条件下 不用借助外力就可以自动进行的过程 2 特点 体系趋向于从高能状态转变为低能状态 体系对外部做功或者释放热量 在密闭条件下 体系有从有序自发转变为无序的倾向 3 自然界中的自发过程 自然界中的水由高处往低处流 自由落体运动 铁器暴露于潮湿的空气中会生锈 2 自发反应在一定条件下无需外界帮助就能自动进行的反应 新知预习 自主预测 二 化学反应进行方向的判断1 焓判据放热反应过程中体系能量降低 具有自发进行的倾向 因此可用焓变来判断反应进行的方向 2 熵判据 1 熵 用来度量体系混乱程度的物理量 熵值越大 混乱程度越大 符号为S 单位 J mol 1 K 1 2 熵值大小的比较 同一种物质不同状态时熵值大小为 S g S l S s 3 熵增原理 在与外界隔绝的体系中 自发过程将导致体系的熵增加 即熵变 符号 S 大于零 4 熵判据 体系有自发地向混乱度增大 即熵增加 的方向转变的倾向 因此可用焓变来判断反应进行的方向 新知预习 自主预测 3 复合判据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发生和过程发生的速率 若允许外界对体系施加某种作用 就可能出现相反的结果 综合考虑焓判据和熵判据的复合判据 将更适合于所有的过程 只根据一个方面来判断反应进行的方向是不全面的 新知预习 自主预测 1 判断正误 正确的打 错误的打 1 自发反应一定很容易发生 2 O2转化变为O3时 熵减小 3 同种物质气态时熵值最大 4 合成氨反应N2 3H22NH3 H 0 高温有利于其自发进行 5 能自发进行的反应不一定真的能发生 答案 1 2 3 4 5 2 下列对熵的理解不正确的是 A 同种物质气态时熵值最大 固态时熵值最小B 体系越有序 熵值越小 越混乱 熵值越大C 与外界隔绝的体系 自发过程将导致体系的熵减小D 一定条件下水由气态变为液态是熵减小的过程答案C 探究一 探究二 影响化学反应方向的因素问题探究1 放热反应一定能够自发进行吗 答案不一定 放热有利于反应自发地进行 但不是绝对的 2 某物质三态的熵值大小顺序如何 答案S g S l S s 3 1 焓变 H 0的反应 一定不能自发进行吗 2 熵变 S 0的反应 一定不能自发进行吗 答案 1 不一定 2 不一定 探究一 探究二 探究一 探究二 典例剖析 典例1 下列说法中正确的是 A 凡是放热反应都是自发的 吸热反应都是非自发的B 自发反应一定熵增大 非自发反应一定熵减小或不变C 熵增加且放热的反应一定是自发反应D 非自发反应在任何条件下都不能实现解析反应的自发性同时受焓变和熵变的影响 放热反应不都是自发的 吸热反应也不都是非自发的 自发反应不一定熵增大 非自发反应也不一定熵减小或不变 反应能不能发生受外界条件的影响 非自发反应在一定条件下也可能发生 答案C 探究一 探究二 变式训练1汽车尾气 含烃类 CO NO与SO2等 是城市主要污染源之一 治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器 它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体 其反应原理是2NO g 2CO g N2 g 2CO2 g 由此可知 下列说法中正确的是 A 该反应是熵增大的反应B 该反应不能自发进行 因此需要合适的催化剂C 该反应常温下能自发进行 高温和催化剂条件只是加快反应的速率D 该反应常温下能自发进行 因为正反应是吸热反应解析只使用催化剂便可使尾气发生转化 故此反应能自发进行 因反应是气体物质的量减小的反应 故熵减小 因熵减小不利于反应自发 故自发进行的原因是反应放热 答案C 探究一 探究二 化学反应进行方向的复合判据问题探究1 怎样用自由能变化 G判断化学反应自发进行的方向 答案体系自由能变化 G H T S 其中 H为焓变 S为熵变 T为热力学温度 在一定的温度和压强下 将 H S T的数值代入上述公式 若 G0 则该条件下的反应不能自发进行 2 能够自发进行的反应在常温下就一定能够发生吗 答案不一定 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 探究一 探究二 知识归纳化学反应方向的复合判据体系的自由能变化 符号为 G 单位为kJ mol 1 综合考虑了焓变和熵变对体系的影响 可用于判断化学反应自发进行的方向 表达式为 G H T S 在温度 压强一定的条件下 自发反应总是向 G H T S 0的方向进行 直至达到平衡状态 探究一 探究二 1 H0时 则 H T S0 S0 任何温度下反应均不能自发进行 3 H 0 S 0时 则 H T S在较高温度时可能小于零 所以高温有利于反应自发进行 4 H 0 S 0时 则 H T S在较低温度时可能小于零 所以低温有利于反应自发进行 探究一 探究二 图解如下 探究一 探究二 典例剖析 典例2 对于化学反应能否自发进行 下列说法中错误的是 A 若 H0 任何温度下都能自发进行B 若 H 0 S0 S 0 低温时可自发进行D 若 H 0 S 0 低温时可自发进行解析 答案C 探究一 探究二 变式训练2下列反应中 一定不能自发进行的是 A 2KClO3 s 2KCl s 3O2 g H 78 03kJ mol 1 S 1110J mol 1 K 1B CO g C 石墨 s O2 g H 110 5kJ mol 1 S 89 36J mol 1 K 1C 4Fe OH 2 s 2H2O l O2 g 4Fe OH 3 s H 444 3kJ mol 1 S 280 1J mol 1 K 1D NH4HCO3 s CH3COOH aq CO2 g CH3COONH4 aq H2O l H 37 3kJ mol 1 S 184 0J mol 1 K 1解析A项 反应为放热的熵增加反应 一定能自发进行 C项 焓变对反应的方向起决定性作用 H T S 0 在一定条件下反应能自发进行 D项 熵变对反应的方向起决定性作用 H T S 0 在一定条件下反应能自发进行 答案B 1 2 3 4 5 1 研究过程自发性的目的是 A 判断过程的方向B 确定过程是否一定发生C 判断过程发生的速率D 判断过程的热效应解析研究过程的自发性用于判断过程的方向 不能确定过程是否一定会发生 过程发生的速率 过程的热效应等 答案A 1 2 3 4 5 2 下列反应中 在一定温度下 属于自发进行的吸热反应的是 A NaOH与HCl反应B CO与O2点燃C Ba OH 2 8H2O与NH4Cl反应D SO3与H2O反应解析题中4个反应都可自发进行 但只有C项是吸热反应 答案C 1 2 3 4 5 3 下列反应中 熵增加的是 A CO g 2H2 g CH3OH g B CaCO3 s 2HCl aq CaCl2 aq CO2 g H2O l C C s O2 g CO2 g D 2Hg l O2 g 2HgO s 解析对于同种物质 S g S l S s 一般地 有气体生成且气体分子数增加的反应是熵增大的反应 B中有气体生成 故熵增大 A D中气体分子数减少 C中气体分子数不变 答案B 1 2 3 4 5 4 反应CH3OH l NH3 g CH3NH2 g H2O g 在某温度下自发向右进行 若反应的 H 17kJ mol 1 H T S 17kJ mol 1 则下列选项中正确的是 A H 0 H T S0C H 0 H T S 0D H0 所以选A项 答案A 1 2 3 4 5 5 某化学反应的 H 122kJ mol 1 S 231J mol 1 K 1 则此反应在下列哪种情况下可自发进行 A 在任何温度下都能自发进行B 在任何温度下都不能自发进行C 仅在高温下自发进行D 仅在低温下自发进行解析题中 H0 故必有 H T S 0 故在任何温度下都能自发进行 答案A