高中化学 第二章 第四节 化学反应进行的方向（第1课时）课件 新人教版选修4.ppt

第二章化学反应速率和化学平衡 第四节化学反应进行的方向 第1课时 选修4化学反应原理 化学反应进行的快慢 化学反应的限度 化学反应进行的方向 化学反应速率 化学平衡 化学反应原理的组成部分 化学反应进行的方向 自发反应 在一定条件下不需外界帮助就能自动进行的反应 称为自发反应 自发过程 在一定条件下 不借助外部力量就能自动进行的过程 化学反应进行的方向 自然界中水总是从高处往低处流 电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动 室温下冰块自动融化 墨水扩散 食盐溶解于水 火柴棒散落等 这些生活中的现象将向何方发展 我们非常清楚 因为它们有明显的自发性 其中是否蕴藏了一定的科学原理 能量由高到低 化学反应进行的方向 下列反应在一定条件下都能自发进行 你知道这些反应能自发进行的主要原因吗 C3H8 g 5O2 g 3CO2 g 4H2O l H 2217 5kJ mol 12Na s Cl2 g 2NaCl s H 822kJ mol 14Fe s 3O2 g Fe2O3 s H 1648 4kJ mol 1H2 g F2 g 2HF g H 546 6kJ mol 1 化学反应进行的方向 共同特点 H O即放热反应 放热反应使体系能量降低 能量越低越稳定 H O有利于反应自发进行 化学反应进行的方向 1 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 H 0 化学反应进行的方向 日常生活中长期积累的经验而总结得到一条经验规律 能量判据 焓判据 体系趋向于从高能状态转变为低能状态 这时体系会对外做功或者释放热量即 H 0 思考 是不是所有自发进行的化学反应都是放热的 能量判据又称焓判据 即 H 0的反应有自发进行的倾向 焓判据是判断化学反应进行方向的判据之一 化学反应进行的方向 结论 H O有利于反应自发进行 但自发反应不一定要 H O 2NH4Cl s Ba OH 2 8H2O s NH3 g BaCl2 s 10H2O l 2N2O5 g 4NO2 g O2 g NH4 2CO3 s NH4HCO3 s NH3 g 焓变只是反应能否自发进行的一个因素 但不是惟一因素 只根据焓变来判断反应方向是不全面的 H O 化学反应进行的方向 有序 混乱 化学反应进行的方向 混乱度与熵 混乱度 表示体系的不规则或无序状态 混乱度的增加意味着体系变得更加无序 熵 热力学上用来表示混乱度的状态函数 符号为S 体系的无序性越高 即混乱度越高 熵值就越大 化学反应进行的方向 在密闭条件下 体系有由有序自发地转变为无序的倾向 熵增 同一物质 在气态时熵最大 液态时次之 固态时最小 熵变 S 化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化 因此存在着熵变 S S产物 S反应物 化学反应进行的方向 火柴散落过程混乱度如何变化 从混乱度角度分析它们为什么可以自发 2 熵判据 化学反应进行的方向 1 同一物质气态时熵值最大 液态较小 固态时最小 2 固体的溶解过程 墨水扩散过程和气体扩散过程 3 反应过程中气体物质的量增加的反应 导致混乱度增加的一些因素 化学反应进行的方向 自发反应一定是熵增加的反应吗 2H2 g O2 g 2H2O l 结论 S O有利于反应自发进行 自发反应不一定要 S O 熵变是反应能否自发进行的一个因素 但不是惟一因素 化学反应进行的方向 化学反应自发进行的方向 2 物质的混乱度趋于增加 1 物质具有的能量趋于降低 H 焓变 S 熵变 0 放热反应 自发进行 不自发进行 不能定性判断 不能定性判断 H 0 H 0 H 0 H 0 S 0 S 0 S 0 S 0 熵增原理 0 化学反应进行的方向 思考交流 根据你已有的知识和经验 分析下列过程的焓变 熵变与反应方向焓变熵变能否自发 NH3 g HCl g NH4Cl s 0 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 要正确判断一个化学反应能否自发进行 必须综合考虑反应的焓变 H和熵变 S 化学反应进行的方向 吉布斯 化学反应进行的方向 信息 体系自由能变化 G 综合考虑了焓变和熵变对反应体系的影响 G H T S 为热力学温度 均为正值 在恒温 恒压下 用 G判断化学反应在该状况时自发进行的方向显得更为科学 当 G 0时可自发进行 请阅读所给信息 然后回答问题 自发进行 不自发进行 低温时 高温时 低温时 高温时 低温不自发 高温自发 低温自发 高温不自发 H 化学反应进行的方向 3 复合判据 自由能变化 G G H T S G单位 kJ mol G0 反应不能自发进行 化学反应进行的方向 H S 化学反应进行的方向 2KClO3 s 2KCl s 3O2 g H 78 03kJ mol 1 S 494 4J mol 1 K 1 CO g C s 石墨 1 2O2 g H 110 5kJ mol 1 S 89 36J mol 1 K 1 判断下列反应能否自发进行 化学反应进行的方向 4Fe OH 2 s 2H2O l O2 g 4Fe OH 3 s H 444 3kJ mol 1 S 280 1J mol 1 K 1 H 298K 178 2kJ mol 1 S 298K 169 6J mol 1 K 1 CaCO3 s CaO s CO2 g 化学反应进行的方向 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 例如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 注意 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 例如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 化学反应进行的方向 影响因素 焓减小有利于反应自发 熵增大有利于反应自发 温度 化学反应进行的方向 随堂训练 1 下列过程是非自发的是 A 水由高处向低处流B 天然气的燃烧C 铁在潮湿空气中生锈D 室温下水结成冰2 碳酸铵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 据能量判据不能自发分解D 碳酸盐都不稳定 都能自发分解 D A 化学反应进行的方向 3 下列说法正确的是 A 凡是放热反应都是自发的 由于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少或不变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4 自发进行的反应一定是 A 吸热反应B 放热反应C 熵增加反应D 熵增加或者放热反应 C D 化学反应进行的方向 5 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 多数的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 化学反应进行的方向 6 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 molC NH4 2CO3 s NH4HCO3 s NH3 g H 74 9kJ molD 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ mol D 化学反应进行的方向 D 7 下列反应中 熵减小的是 A NH4 2CO3 s NH4HCO3 s NH3 g B 2N2O5 g 4NO2 g O2 g C MgCO3 s MgO s CO2 g D 2CO g 2C s O2 g 化学反应进行的方向 8 某化学反应其 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 A