内蒙古赤峰元宝山区二中高二化学《化学反应进行的方向》课件.ppt

学习要求：学习要求：1.焓的概念、熵的概念焓的概念、熵的概念2.利用焓变判断反应进行的方向利用焓变判断反应进行的方向3.利用熵变判断反应进行的方向利用熵变判断反应进行的方向4.利用复合判据判断反应进行的方向利用复合判据判断反应进行的方向第四节化学反应进行的方向第四节化学反应进行的方向一：化学反应的方向一：化学反应的方向1.自发反应：自发反应：2.非自发反应非自发反应 ：在在一定温度和压强下，一定温度和压强下，无需外界帮助无需外界帮助就就能自动进行能自动进行的的反应。反应。自发过程的特征：自发过程的特征：有明确的有明确的方向性方向性，具有对外做功的本领。，具有对外做功的本领。要逆转必须借助外界做功。要逆转必须借助外界做功。在在一定条件一定条件下，下，需要外界做功需要外界做功才能进行的反应。才能进行的反应。说明说明： (1)自然界中水由高处往低处流是自发过程，其逆过程自然界中水由高处往低处流是自发过程，其逆过程就是非自发过程，甲烷与氧气混合遇火就燃烧是自发反就是非自发过程，甲烷与氧气混合遇火就燃烧是自发反应，其逆向是非自发反应。应，其逆向是非自发反应。 (2)自发过程和自发反应可被利用来完成有用功。如向自发过程和自发反应可被利用来完成有用功。如向下流动的水可推动机器下流动的水可推动机器 ，甲烷燃烧可在内燃机中被利用，甲烷燃烧可在内燃机中被利用来做功，可将氢气燃烧反应设计成燃烧电池等。来做功，可将氢气燃烧反应设计成燃烧电池等。 (3)非自发过程要想发生，则必须对它做功，如利用水非自发过程要想发生，则必须对它做功，如利用水泵可将水从低处流向高处，通电可将水分解生成氢气和泵可将水从低处流向高处，通电可将水分解生成氢气和氧气。氧气。1.能量判据：反应焓变与反应方向能量判据：反应焓变与反应方向 体系趋向于从体系趋向于从高能状态高能状态转变为转变为低能状态低能状态（这时体（这时体系会系会对外做功对外做功或者或者释放释放热量热量H H 0 0）。4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)H0二：判断化学反应方向的依据二：判断化学反应方向的依据 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H=802.3 kJ/mol2Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) H=824 kJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=571.6 kJ/molNH3 + HCl = NH4Cl H 0(1).大多数放热反应大多数放热反应(H02NH4Cl(s)+Ba(OH)28H2O(s)=2NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l) H0CaCO3(s)=CaO(s)+O2(g) H0高温(2).有的吸热反应有的吸热反应(H0)在一定条件下也能自发进行在一定条件下也能自发进行焓变焓变(H)是制约化学反应能否自发进行的因素是制约化学反应能否自发进行的因素之一之一但不是但不是唯一因素。唯一因素。1).衡量一个体系混乱度的物理量称为衡量一个体系混乱度的物理量称为熵熵。2).符号：符号：用用S表示。表示。3).单位：单位：Jmol1K1 T(K)=273+t()4).熵值熵值S越大，体系混乱度越大。越大，体系混乱度越大。 同一物质，同一物质，S（g）S（l）S（s）。）。2.熵判据：反应熵变与反应方向熵判据：反应熵变与反应方向5).大多数自发反应有趋向于体系混乱度增大的倾大多数自发反应有趋向于体系混乱度增大的倾向。向。熵变熵变(S):化学反应前后体系熵的变化。化学反应前后体系熵的变化。 S=S产物产物S反应物反应物S0 熵增反应熵增反应能自发进行能自发进行产生气体的反应、气体物质的物质的量增大的反应产生气体的反应、气体物质的物质的量增大的反应S0 熵减反应熵减反应难自发进行难自发进行 10的液态水能自动结冰成为固态、的液态水能自动结冰成为固态、H2在在O2中燃烧为熵减反应，它在一定条件下也可自发中燃烧为熵减反应，它在一定条件下也可自发进行。进行。因此熵判据判断过程的方向也是不全面因此熵判据判断过程的方向也是不全面的。的。 很多情况下，简单地只用其中一个判据去判很多情况下，简单地只用其中一个判据去判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以我们应两个判据所以我们应两个判据兼顾兼顾。由能量判据（以焓。由能量判据（以焓变为基础）和熵判据组合成的变为基础）和熵判据组合成的复合判据自由复合判据自由能能将更适合于所有的反应过程。将更适合于所有的反应过程。3.复合判据复合判据:焓变与熵变对反应方向的共同影响焓变与熵变对反应方向的共同影响 （自由能变化自由能变化）G=HTS G 0的反应的反应 不能自发进行不能自发进行 H0 能自发进行能自发进行 H0, S0 不能自发进行不能自发进行 H0, S0, S0 ？4、吉布斯自由能判断反应自发进行的方向、吉布斯自由能判断反应自发进行的方向 G= H -TS NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s) H0 S 0 S0判断这两个反判断这两个反应什么条件下应什么条件下自发进行自发进行低温可行低温可行高温可行高温可行典例剖析典例剖析 1. 下列过程是非自发的是下列过程是非自发的是 （ ） A、水由高处向低处流；、水由高处向低处流； B、天然气的燃烧；、天然气的燃烧； C、铁在潮湿空气中生锈；、铁在潮湿空气中生锈；D、室温下水结成冰、室温下水结成冰 2. 碳酸铵碳酸铵(NH4)2CO3在室温下就能自发地分解产在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是生氨气，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、其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大；大； B、其分解是因为外界给予了能量；、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；、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。碳酸盐都不稳定，都能自发分解。DAC 3.下列说法正确的是下列说法正确的是 （ ） A、放热反应一定是自发进行的反应；、放热反应一定是自发进行的反应； B、吸热反应一定是非自发进行的；、吸热反应一定是非自发进行的； C、自发进行的反应一定容易发生；、自发进行的反应一定容易发生； D、有些吸热反应也能自发进行。、有些吸热反应也能自发进行。 4. 250C和和1.01105Pa时，反应时，反应 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) H=56.8kJ/mol 自发进行的原因是：自发进行的原因是： A、是吸热反应；、是吸热反应；B、是放热反应；、是放热反应； C、是熵减少的反应；、是熵减少的反应； D、熵增大效应大于能量效应。、熵增大效应大于能量效应。DD5.下列说法正确的是下列说法正确的是( )A、凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发性、凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发性的的B、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变或不变C、自发反应在恰当条件下才能实现。、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。、自发反应在任何条件下都能实现。 C 6.水在水在273 K、101105Pa时可转化为固态，在时可转化为固态，在373 K时则又可转化为气态。若分别用时则又可转化为气态。若分别用S(g)、S(1)、S(s)表示水的气、液、固三种状态的熵值，则下表示水的气、液、固三种状态的熵值，则下列表达式中，正确的是列表达式中，正确的是 ( ) AS(g)S(1)S(1)S(s) CS(g)S(1)= S(s) DS(g)S(s)S(1)B 7.某化学反应其某化学反应其H= -122 kJmol-1，S= 231 Jmol-1K-1，则此反应在下列哪种情况下可自发进，则此反应在下列哪种情况下可自发进行行 ( ) A在任何温度下都能自发进行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在任何温度下都不能自发进行 C仅在高温下自发进行仅在高温下自发进行 D仅在低温下自发进行仅在低温下自发进行A