化学反应的方向 (4)讲稿.ppt

关于化学反应的方向(4)第一页，讲稿共三十一页哦水总是自发地由高处往低处流水总是自发地由高处往低处流自然界中有许多自然而然发自然界中有许多自然而然发生的现象，请同学们联系生生的现象，请同学们联系生活知识，列举一些能自动发活知识，列举一些能自动发生的例子？生的例子？第二页，讲稿共三十一页哦自然界中水总是从高处往低处流；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电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；流动；室温下冰块自动融化；室温下冰块自动融化；墨水扩散；墨水扩散；食盐溶解于水；食盐溶解于水；火柴棒散落火柴棒散落等等。第三页，讲稿共三十一页哦镁条燃烧；酸碱中和；镁条燃烧；酸碱中和；铁器暴露在潮湿空气中铁器暴露在潮湿空气中会生锈；甲烷和氧气的会生锈；甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧，混合气体遇明火就燃烧，锌与锌与CuSOCuSO4 4溶液会自动溶液会自动反应生成反应生成CuCu和和ZnSOZnSO4 4等，等，这些过程都是自发的，这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的。其逆过程就是非自发的。第四页，讲稿共三十一页哦1、自发过程：在一定条件下，不借助外、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。反之为非部力量就能自动进行的过程。反之为非自发过程自发过程2、自发反应：在给定的一组条件下，、自发反应：在给定的一组条件下，一个反应可以自发地进行到显著程度，一个反应可以自发地进行到显著程度，就称为自发反应。就称为自发反应。【归纳小结】【归纳小结】如何判断一个过程，一个反应能否自发如何判断一个过程，一个反应能否自发进行？进行？第五页，讲稿共三十一页哦第四节第四节 化学反应进行的方向化学反应进行的方向第六页，讲稿共三十一页哦n科学家根据体系存在着力图使自身科学家根据体系存在着力图使自身能量趋于能量趋于“最低最低”和由和由“有序有序”变变为为“无序无序”的自然现象，提出了互的自然现象，提出了互相关联的焓判据和熵判据，为反应相关联的焓判据和熵判据，为反应方向的判断提供了必要的依据。方向的判断提供了必要的依据。第七页，讲稿共三十一页哦酸碱中和、镁条燃烧等这些一定条件下能自酸碱中和、镁条燃烧等这些一定条件下能自发发生的反应有何共同特点？发发生的反应有何共同特点？【思考与交流】【思考与交流】共同特点：共同特点：H O即放热反应即放热反应放热反应使体系能量降低，能量越低越稳放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定，定，H O有利于反应自发进行有利于反应自发进行从能量角度分析它们为什么可以自发？从能量角度分析它们为什么可以自发？一般情况下，一般情况下，H O即放热反应易发即放热反应易发生自发反应。生自发反应。第八页，讲稿共三十一页哦日常生活中长期积累的经验而总结得到一条日常生活中长期积累的经验而总结得到一条经验规律经验规律能量判据（焓判据）能量判据（焓判据）体系趋向于体系趋向于从高能状态转变为低能状态（这时体系会对外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做功或者释放热量H 0）。）。【归纳与总结】【归纳与总结】一、能量判据（焓判据）一、能量判据（焓判据）第九页，讲稿共三十一页哦NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)H=37.30kJ/mol自发反应一定要自发反应一定要H O？结论：结论：H O有利于反应自发进行，自发反应不一有利于反应自发进行，自发反应不一定要定要H 0 有利于反应自发进行。有利于反应自发进行。从混乱度角度分析它们为什么可以自发？从混乱度角度分析它们为什么可以自发？【思考与交流】【思考与交流】【归纳与总结】【归纳与总结】自发过程的体系趋向于由有序转变为无序，导致体系的熵增自发过程的体系趋向于由有序转变为无序，导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理，也就是反应方向判断的熵大，这一经验规律叫做熵增原理，也就是反应方向判断的熵判据判据第十三页，讲稿共三十一页哦自发反应一定是熵增加的反应吗？自发反应一定是熵增加的反应吗？2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)S=39.35Jmol-1K-1 结论：结论：S O有利于反应自发进行，有利于反应自发进行，自发反应不一定要自发反应不一定要S O【思考与交流】【思考与交流】熵变是反应能否自发进行一个熵变是反应能否自发进行一个 因素因素,但不是惟一因素。但不是惟一因素。第十四页，讲稿共三十一页哦CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)这个这个反应能否自发进行？反应能否自发进行？已知：已知：H(298K)=178.2KJmol ,S(298K)=169.6Jmol-1K-1第十五页，讲稿共三十一页哦在恒温、恒压下，判断化学反应自发性的判据是在恒温、恒压下，判断化学反应自发性的判据是 三、三、复合复合判据判据当当 HT S 0时，反应不自发进时，反应不自发进行行当当 HT S=0时，平衡状态时，平衡状态第十六页，讲稿共三十一页哦温度对反自发性的情况温度对反自发性的情况 类类型型HSHTS反应的自发性反应的自发性1+2+34+永远是永远是在任何温度都是自发反应在任何温度都是自发反应永远是永远是+在任何温度下都是非自发反应在任何温度下都是非自发反应在高温在高温+在低温在低温在低温是自发反应在低温是自发反应在高温是非自发反应在高温是非自发反应在高温在高温在低温在低温+在低温是非自发反应在低温是非自发反应在高温是自发反应在高温是自发反应第十七页，讲稿共三十一页哦CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)这个这个反应能否自发进行？反应能否自发进行？已知：已知：H(298K)=178.2KJmol ,S(298K)=169.6Jmol-1K-1第十八页，讲稿共三十一页哦n室温下，室温下，H-T S=178.2KJmol-1298K169.610-3KJmol-1K-1=128 KJmol-10n因此，室温下反应不能自发进行；因此，室温下反应不能自发进行；n如要使反应自发进行，则应使如要使反应自发进行，则应使H-T S H/S=178.2 KJmol-1/0.1696 KJmol-1K-1=1051K。第十九页，讲稿共三十一页哦n知识应用本节课课本开始提出处理汽车尾气的反应：n2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2（g），n已知，298K、101KPa下，该反应H=-113.0 KJmol-1，S=-143.5 Jmol-1K-1n则H-TS=-69.68 KJmol-1 0n因此，室温下反应能自发进行。n指出但该反应速率极慢，需要使用催化剂来加速反应。第二十页，讲稿共三十一页哦n总结总结能量判据和熵判据的应用：能量判据和熵判据的应用：1、由能量判据知、由能量判据知 放热过程（放热过程（H0）常）常常是容易自发进行；常是容易自发进行；2、由熵判据知、由熵判据知 许多熵增加（许多熵增加（S0）的过）的过程是自发的；程是自发的；3、很多情况下，简单地只用其中一个判据、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去判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以我们应两个判据兼顾。由能断结果，所以我们应两个判据兼顾。由能量判据（以焓变为基础）和熵判据组合成量判据（以焓变为基础）和熵判据组合成的复合判据的复合判据(H-T S）将更适合于所有）将更适合于所有的反应过程；的反应过程；第二十一页，讲稿共三十一页哦4、过程的自发性只能用于判断过程的方向，、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的速不能确定过程是否一定会发生和过程的速率；率；n例如涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器例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，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；又如装在不同地但只有后者可以实现；又如装在不同地方的气体等例子方的气体等例子。第二十二页，讲稿共三十一页哦5、在讨论过程的方向时，指的是没有外界干、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。某种作用，就可能出现相反的结果。如水泵如水泵可以把水从低水位升至高水位；用高温可使可以把水从低水位升至高水位；用高温可使石灰石分解；石灰石分解；高温高压石墨转化为金刚石的高温高压石墨转化为金刚石的例子，例子，实现后者的先决条件是要向体系中输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。入能量，该过程的本质仍然是非自发性的。6、反应的自发性也受外界条件的影响。、反应的自发性也受外界条件的影响。第二十三页，讲稿共三十一页哦【课堂达标测试课堂达标测试】n1 下列过程是非自发的是下列过程是非自发的是（）nA、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。n2 碳酸铵碳酸铵（NH4）2CO3在室温下就能自发地分解在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是产生氨气，对其说法中正确的是（）nA、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；nB、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；nC、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；nD、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。DA第二十四页，讲稿共三十一页哦n3、下列说法正确的是、下列说法正确的是（）nA、凡是放热反应都是自发的，凡是吸热反应都、凡是放热反应都是自发的，凡是吸热反应都是非自发的；是非自发的；nB、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变；熵减少或不变；nC、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；nD、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。n4、自发进行的反应一定是、自发进行的反应一定是（）nA、吸热反应；、吸热反应；B、放热反应；、放热反应；nC、熵增加反应；、熵增加反应；D、熵增加或者放热反应。、熵增加或者放热反应。CD第二十五页，讲稿共三十一页哦n5、250C和和1.01105Pa时，反应时，反应 2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）；）；H=56.76kJ/mol，自发，自发进行的原因是进行的原因是（）nA、是吸热反应；、是吸热反应；nB、是放热反应；、是放热反应；nC、是熵减少的反应；、是熵减少的反应；nD、熵增大效应大于能量效应。、熵增大效应大于能量效应。D第二十六页，讲稿共三十一页哦6、下列说法不正确的是（、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。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。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一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关响有关C第二十七页，讲稿共三十一页哦D8、下列反应中，熵减小的是（、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)7、以下自发反应可用能量判据来解释的是、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、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=+74.9 kJ/molD、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);H=-571.6 kJ/molD第二十八页，讲稿共三十一页哦影响因素：影响因素：化学反应的方向化学反应的方向 反应焓变反应焓变 反应熵变反应熵变共同影响共同影响吸热吸热放热放热熵增熵增熵减熵减小结：小结：焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发第二十九页，讲稿共三十一页哦规律方法总结规律方法总结自发反应中的焓变和熵变的关系自发反应中的焓变和熵变的关系1、在温度、压力一定的条件下，放热的熵增加的反应一定能自、在温度、压力一定的条件下，放热的熵增加的反应一定能自发进行发进行2、在温度、压力一定的条件下，吸热的熵减少的反应一定、在温度、压力一定的条件下，吸热的熵减少的反应一定不能自发进行不能自发进行3、当焓变和熵变的作用相反时，如果二者大小相差悬殊，可、当焓变和熵变的作用相反时，如果二者大小相差悬殊，可能某一因素占主导地位能某一因素占主导地位4、当焓变和熵变的作用相反且二者相差不大，温度可能、当焓变和熵变的作用相反且二者相差不大，温度可能对反应的方向起决定性作用对反应的方向起决定性作用5、无热效应的自发过程是熵增加的过程，、无热效应的自发过程是熵增加的过程，如两种理想如两种理想气体的混合等。气体的混合等。第三十页，讲稿共三十一页哦感谢大家观看2022/9/27第三十一页，讲稿共三十一页哦