高中化学选修4第二章第四节.ppt

第四节化学反应进行的方向 学习目标 1 了解自发过程和化学反应的自发性2 通过 有序 和 无序 的对比 了解熵和熵变的概念3 初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响 能用焓变和熵变说明化学反应的方向 有关化学反应进行的 和是化学反应原理的三个重要组成部分 科学家根据体系存在着力图使自身能量趋于 和由 变为 的自然现象 提出了相互关联的判据和判据 为最终解决上述问题提供了必要的依据 方向 快慢 限度 最低 有序 无序 焓 熵 列举 你所知的常见的自发过程和自发反应 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 H 0 NaOH aq HCl aq NaCl aq H2O l H 0 CaO s H2O l Ca OH 2 aq H 0 体系从高能状态 低能状态 特点 特点 放热反应 一 自发过程和自发反应1 自发过程 1 含义 外力 自动进行 在一定条件下 不用借助于 就可以 的过程 2 特点 高能 无序 体系趋于从 状态转变为 状态 体系对外部 或者 热量 在密闭条件下 体系有从 自发转变为 的倾向 低能 做功 释放 有序 2 自发反应 自发 在给定的一组条件下 可以 地进行到显著程度的化学反应 讨论 是否可以根据一个反应的焓变来判断反应进行的方向 即 当 H 0时该反应自发进行 不能 结论 用焓判据判断化学反应进行的方向存在局限性 N2 g 3H2 g 2NH3 g H 0 下列反应可以自发进行 2N2O5 g 4NO2 g O2 g H 0 NH4 2CO3 s NH4HCO3 s NH3 g H 0 说明 有些吸热反应也可以自发进行 有些放热反应不能自发进行 如 在自然界中还存在着一些与能量状态的高低无关的自发进行的过程 气温升高 冰雪自动融化 硝酸铵溶于水十里桂花香酒香不怕巷子深 思考 是什么因素推动体系变化呢 在密闭条件下 体系有从有序自发地转化为无序的倾向 与有序体系相比 无序体系 更加稳定 二 化学反应进行方向的判据 1 焓判据 焓变 放热反应过程中体系能量 具有自发进行的倾向 因此可用 来判断反应进行的方向 2 熵判据 降低 1 熵 用来度量体系程度的物理量 熵值越大 程度越大 符号为 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 混乱 混乱 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 即熵变 符号 S 零 4 熵判据 体系有自发地向混乱度 即 的方向转变的倾向 因此可用来判断反应进行的方向 增加 大于 增大 熵增加 熵变 思考 如果一个反应的熵变大于零 该反应是否一定自发进行 不一定 熵判据 反应熵变是与反应进行的方向有关的因素之一 但不是决定反应能否自发进行的唯一因素 许多熵增的反应在常温 常压下可以自发进行 有些熵增的反应在常温 常压下不能自发进行 常温常压下熵减的反应也可以自发进行 3 复合判据 焓判据 熵判据 焓变和熵变都与反应的自发性有关 又都不能独立地作为自发性的判据 和 组合成的复合判据将更适合于所有的过程 热的熵的反应一定能自发进行 气体分子总数增多的反应 一般都是的反应 是否一定会发生 发生的速率 二 大量事实告诉我们 过程的自发性只能用于判断过程的方向 不能确定过程和过程 注意 一 在讨论过程的方向问题时 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 输入能量 就可能出现相反的结果 如用水泵从低处抽水 高温时石灰石分解等 放 增加 熵增 已知在等温等压条件下 化学反应方向的判据为 G H T S H T S0反应不能自发进行 A 高于409KB 低于136KC 高于136K而低于409KD 低于409K A 设反应A s D g E g H T S 4500 11T J mol 要防止反应发生 温度必须 名师点拨 要防止反应发生 需满足 H T S 0 解不等式 4500 11T 0 得T 409K 利用自由能判断化学反应进行的方向 自发反应与非自发反应的理解 例1 下列关于反应的说法正确的是 A 凡是放热反应都是自发的 吸热反应都是非自发的B 自发反应一定是熵增大 非自发反应一定是熵减小或不变C 自发反应在恰当条件下才能实现D 自发反应在任何条件下都能实现 C 判断化学反应进行的方向 例2 已知在等温等压条件下 化学反应方向的判据为 H T S0反应不能自发进行 A 高于409KB 低于136KC 高于136K而低于409KD 低于409K A 设反应A s D g E g H T S 4500 11T J mol 要防止反应发生 温度必须 名师点拨 要防止反应发生 需满足 H T S 0 解不等式 4500 11T 0 得T 409K 例3 下列关于 H T S说法中正确的是 A H T S可用于判断所有条件下的反应能否自发进行B H T S只用于判断温度 体积一定的反应能否自发进行C H T S只用于判断温度 压强一定的反应能否自发进行D H T S 0的反应 在该条件下一定剧烈反应 C 解析 H T S这个判据只能用于一定温度和压强条件下的反应 不能用于其他条件 如温度 体积一定 下的反应 所以选项A B都不正确 C正确 H T S 0能判定反应自动发生的趋势 即反应发生的可能性 不能说明反应是否剧烈 所以D错 D A 吸热反应B 放热反应C 熵增加的反应D 熵减少且吸热的反应 2 下列关于判断过程的方向的说法正确的是 A 所有自发进行的化学反应都是放热反应B 高温高压下使石墨转化为金刚石是自发的化学反应C 由焓判据和熵判据组合而成的复合判据适合所有的过程D 同一物质的固 液 气三种状态的熵值相同 C 3 对于化学反应方向的确定 下列说法中正确的是 A 放热的熵减小的反应一定能自发进行 B 熵因素决定正反应能否发生 焓因素决定逆反应能否发生C 化学反应能否发生的唯一判据是焓变D 固体的溶解 参与反应的过程与熵变有关 D 感谢您的使用 退出请按ESC键 本小节结束