人教版高中化学 化学反应的方向1课件 鲁科选修4.ppt

高山流水冰雪融化2021/8/9 星期一1花开花谢2021/8/9 星期一2化学反应的方向第一课时2021/8/9 星期一3自发过程和自发反应自发过程和自发反应自发过程：自发过程：自然界中水总是从高处往地处流；自然界中水总是从高处往地处流；电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；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；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。自自发反反应：镁条燃条燃烧：Mg(s)+O2(g)=MgO(s)酸碱中和：酸碱中和：H+OH-=H2O铁器暴露在潮湿空气中会生器暴露在潮湿空气中会生锈：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)甲甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃和氧气的混合气体遇明火就燃烧：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)2021/8/9 星期一4自发过程：自发过程：在一定温度和压强下，不借助光、电外部力量就能在一定温度和压强下，不借助光、电外部力量就能自动进行的过程。自动进行的过程。自发反应：自发反应：在一定温度、压强下，不借助在一定温度、压强下，不借助在一定温度、压强下，不借助在一定温度、压强下，不借助(光、电能等）外部力光、电能等）外部力光、电能等）外部力光、电能等）外部力量即能进行，或具有发生的可能性的反应称为自发反应。量即能进行，或具有发生的可能性的反应称为自发反应。量即能进行，或具有发生的可能性的反应称为自发反应。量即能进行，或具有发生的可能性的反应称为自发反应。自发反应是从属于自发过程的，是属于自发过程的一部自发反应是从属于自发过程的，是属于自发过程的一部分。分。那么我们该如何判断一个过程，一个反应能否自发进行呢那么我们该如何判断一个过程，一个反应能否自发进行呢？一个过程或者一个反应要自发的进行是否要符合什么条？一个过程或者一个反应要自发的进行是否要符合什么条件呢？件呢？2021/8/9 星期一5【探究】以【探究】以“物体由高处自由下落物体由高处自由下落”为代表，探究自发为代表，探究自发过程中有哪些共同点？过程中有哪些共同点？自然界中水总是从高处往地处流；自然界中水总是从高处往地处流；电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；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；室温下冰块自动融化；观观察下列几个自察下列几个自发进发进行的化学反行的化学反应应，找出它，找出它们们的共同之的共同之处处钠钠与水反与水反应应2Na(s)+2H2Na(s)+2H2 2O(l)=2NaOH(aq)+HO(l)=2NaOH(aq)+H2 2(g)H=(g)H=368 kJ/mol368 kJ/mol(2)(2)铁铁生生锈锈：3Fe(s)+3/2O3Fe(s)+3/2O2 2(g)=Fe(g)=Fe2 2O O3 3(s)(s)H=H=824 kJ/mol824 kJ/mol(3)(3)氢氢气和氧气反气和氧气反应应：2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l)H=O(l)H=571.6kJ/mol571.6kJ/mol共同点：共同点：H0，放热反应，高能向低能转化。，放热反应，高能向低能转化。共同点：高能向低能转化。共同点：高能向低能转化。2021/8/9 星期一6一、反一、反应焓变应焓变与反与反应应方向方向：注意：注意：（1）焓判据只能用于判断过程的方向，能否实现要看具）焓判据只能用于判断过程的方向，能否实现要看具体条件；体条件；（2）焓判据只判断一定条件化学反应能否自发进行，与）焓判据只判断一定条件化学反应能否自发进行，与化学反应速率无关。化学反应速率无关。（3）反）反应焓变应焓变是反是反应应能否自能否自发进发进行的一个因素，但不是行的一个因素，但不是唯一因素唯一因素自发过程的体系自发过程的体系取向于取向于从高能状态转变为低能状态从高能状态转变为低能状态(这时这时体系会对外部做功或释放热量，焓变小于体系会对外部做功或释放热量，焓变小于0)，这一经验规，这一经验规律就是律就是焓判据焓判据，是判断化学反应进行方向的判据之一。，是判断化学反应进行方向的判据之一。2021/8/9 星期一7交流交流研讨研讨19世纪，化学家们曾认为决定化世纪，化学家们曾认为决定化学反应能否自发进行的因素是反学反应能否自发进行的因素是反应热：放热反应可以自发进行，应热：放热反应可以自发进行，而而吸热反应则不能自发进行。你吸热反应则不能自发进行。你同意这种观点吗？请举例说明同意这种观点吗？请举例说明。2021/8/9 星期一82NH2NH4 4Cl(s)+Ba(OH)Cl(s)+Ba(OH)2 28H8H2 2O(s)=BaClO(s)=BaCl2 2(s)+2NH(s)+2NH3 3(g)+10H(g)+10H2 2O(l)O(l)NHNH4 4HCOHCO3 3(s)+CH(s)+CH3 3COOH(aq)=CHCOOH(aq)=CH3 3COONHCOONH4 4(aq)+CO(aq)+CO2 2(g)+H(g)+H2 2O(l)O(l)H H=37.3kJ/mol=37.3kJ/molCaCOCaCO3 3(s)=CaO(s)+CO(s)=CaO(s)+CO2 2(g)(g)H H=178.2kJ/mol=178.2kJ/mol2NaHCO2NaHCO3 3(s)=Na(s)=Na2 2COCO3 3(s)+CO(s)+CO2 2(g)+H(g)+H2 2O(g)O(g)H H=126.1kJ/mol=126.1kJ/mol举例：2021/8/9 星期一9总结：焓变作为判断反应自发性的依据：若若 H0H0H0，正向反应不能自发进行，而逆向反应能自正向反应不能自发进行，而逆向反应能自发进行。发进行。2021/8/9 星期一10一副崭新的扑克牌被洗过后会怎样？一副崭新的扑克牌被洗过后会怎样？如果没有法律的制约，世界会怎样？如果没有法律的制约，世界会怎样？下课铃一响教室里会怎样？下课铃一响教室里会怎样？你能发现这些看似不相干的事件之间的联系吗？你能发现这些看似不相干的事件之间的联系吗？克克劳劳修修斯斯（德德国国）熵S2021/8/9 星期一11二、熵（二、熵（S）：）：1.描述体系混乱度的物理量描述体系混乱度的物理量2.符号：符号：S单单位：位：Jmol-1K-13.大小判据：大小判据：（1）物）物质质的混乱度：体系混乱度越大，的混乱度：体系混乱度越大，熵值熵值越大；越大；（2）同一条件：不同物）同一条件：不同物质质的的熵值熵值不同；不同；（3）物质的存在状态：）物质的存在状态：S(g)S(l)S(s)。2021/8/9 星期一124.反反应熵变应熵变:反反应产应产物的物的总熵总熵与反与反应应物物总熵总熵之差之差(1)符号：符号：S(2)表达式表达式:S=S(生成物生成物)S(反反应应物物)(3)正正负负判断：判断：气体体气体体积积增大的反增大的反应应，S0,熵熵增加反增加反应应气体体气体体积积减小的反减小的反应应，S0,熵熵减小反减小反应应练习：判断下列反应熵变大小：1、N2+3H2=2NH3 2、2C+O2=2CO3、CaCO3=CaO+CO2S0S0S02021/8/9 星期一131、冰、冰液液态水水水蒸气水蒸气2、氯化化钠晶体溶于水晶体溶于水3、自、自发进行的吸行的吸热反反应：N2O5分解：分解：2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)H=+56.7kJ/mol碳酸碳酸铵的分解：的分解：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)H=+74.9kJ/mol共同点：熵（共同点：熵（S）增加）增加【探究】下列自发过程熵变的特点【探究】下列自发过程熵变的特点2021/8/9 星期一14注意：注意：（1）熵变只是反应能否自发进行的一种因素；）熵变只是反应能否自发进行的一种因素；（2）熵变（）熵变（S）只决定于体系的始态和终态，与变化）只决定于体系的始态和终态，与变化的途径无关；的途径无关；（3）熵判据只判断一定条件化学反应能否自发进行，）熵判据只判断一定条件化学反应能否自发进行，与化学反应速率无关。与化学反应速率无关。总结：自发过程的两大变化趋势：总结：自发过程的两大变化趋势：（1）能量趋于减小）能量趋于减小(焓减）焓减）（2）混乱度趋于增大（熵增）混乱度趋于增大（熵增）三、反三、反应熵变应熵变与反与反应应方向方向：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理。是在用来判断化学反增大，这一经验规律叫做熵增原理。是在用来判断化学反应方向时就称为熵判据应方向时就称为熵判据2021/8/9 星期一15练习：1.能用能量判据判断下列过程的方向的是（）A.水总是自发的由高处往低处流B.放热反应容易自发进行，吸热反应不能自发进行C.有序排列的火柴散落时成为无序排列D.多次洗牌后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大2.已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：C(石墨，s)+O2（g）=CO2（g）H H=-393.5kJ/mol=-393.5kJ/molC(金刚石，s)+O2（g）=CO2（g）H H=-395.4kJ/mol=-395.4kJ/mol关于金刚石和石墨的相互转化，下列说法正确的是（关于金刚石和石墨的相互转化，下列说法正确的是（）A.A.石墨转化为金刚石是自发进行的过程石墨转化为金刚石是自发进行的过程B.B.金刚石转化为石墨是自发进行的过程金刚石转化为石墨是自发进行的过程C.C.石墨比金刚石能量低石墨比金刚石能量低D.D.金刚石比石墨能量低金刚石比石墨能量低ABC2021/8/9 星期一163.下列过程属于熵增加的是（）A.固体的溶解过程B.气体扩散过程C.水蒸气变为液态水D.C CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)4.下列说法中，正确的是（）A.自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变B.自发反应在恰当条件下才能实现C.自发反应在任何条件下均能实现D.同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同5.下列反应中在高温下不能自发进行的是（）A.CO(g)=C(s)+I/2O2(g)B.2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)C.(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)D.MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g)ABBA2021/8/9 星期一17