化学反应进行的方向 (2)精选PPT.ppt

关于化学反应进行的方向关于化学反应进行的方向 (2)(2)第1页，讲稿共35张，创作于星期日生活中的自发过程生活中的自发过程高高山山流流水水电电流流第2页，讲稿共35张，创作于星期日生活中的自发过程生活中的自发过程高高山山流流水水高能状态高能状态高能状态高能状态低能状态低能状态低能状态低能状态水总是自发地从高处往水总是自发地从高处往低处流低处流有趋向于最低能有趋向于最低能量状态的倾向。量状态的倾向。第3页，讲稿共35张，创作于星期日生活中的自发过程生活中的自发过程高电势状态高电势状态高电势状态高电势状态低电势状态低电势状态低电势状态低电势状态电流总是自发地从高电势电流总是自发地从高电势流向低电势流向低电势有趋向于最有趋向于最低电势状态的倾向。低电势状态的倾向。第4页，讲稿共35张，创作于星期日生活中的自发过程生活中的自发过程1.自然自然.界中水由高处往低处流，而不会自动从界中水由高处往低处流，而不会自动从低处往高处流；低处往高处流；(2.铁器暴露在潮湿空气中会生锈；铁器暴露在潮湿空气中会生锈；3.食盐晶体的溶解和墨水的扩散。食盐晶体的溶解和墨水的扩散。这些生活中的现象将向何方发展，我们非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常清楚，因为它们有明显的自发性其中是其中是否蕴藏了一定的科学原理？否蕴藏了一定的科学原理？这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的。这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的。第5页，讲稿共35张，创作于星期日化学反应的方向化学反应的方向1.自发过程自发过程:在在一定条件下一定条件下不需外力作用不需外力作用就就能自动进行能自动进行的过程的过程.2.非自发过程非自发过程：在：在一定条件一定条件下，下，需要外界需要外界做功做功才能进行的过程。才能进行的过程。3.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，具有对外做功的本领。有对外做功的本领。4.自发反应自发反应:在一定条件下无需外界在一定条件下无需外界 帮助帮助 就能自动进行的反应就能自动进行的反应.第6页，讲稿共35张，创作于星期日 下列过程和反应属于自发进行的是下列过程和反应属于自发进行的是 A.物体由高处自由下落物体由高处自由下落 B.电解水电解水 C、钠与水反应、钠与水反应 D.电动水泵将水由低抽到高处电动水泵将水由低抽到高处 E、氢气与氧气点燃生成水、氢气与氧气点燃生成水 F、在室温下水结成冰、在室温下水结成冰 G、一缕花香可以溢满居室、一缕花香可以溢满居室 I、一滴墨水染红一盆清水一滴墨水染红一盆清水 J、铁在潮湿空气中发生锈蚀、铁在潮湿空气中发生锈蚀 K、石灰石的分解、石灰石的分解 自发过程：自发过程：非自发过程非自发过程AC E GIJBDFK第7页，讲稿共35张，创作于星期日二、化学反应进行方向的判据二、化学反应进行方向的判据1、能量判据（焓判据）、能量判据（焓判据）反应物的总能量反应物的总能量高高生成物的总能量生成物的总能量低低放放热热反反应应HH0 0能量判据（焓判据）能量判据（焓判据）自发过程的体系趋向于自发过程的体系趋向于从高能状态转变为低能从高能状态转变为低能状态（状态（H 0H 0）。）。能量判据又称能量判据又称焓判据焓判据即即HH0 0的反应有自发进的反应有自发进行的倾向。行的倾向。第8页，讲稿共35张，创作于星期日化学反应中的自发化学反应化学反应中的自发化学反应(1)钠与水反应：钠与水反应：2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH+H2(g)H=368 kJ/mol(2)铁生锈：铁生锈：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)H=-824 kJ/mol(3)氢气和氧气反应：氢气和氧气反应：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=571.6kJ/mol共同点共同点放热反应放热反应 H0 具有具有单向性单向性.第9页，讲稿共35张，创作于星期日注意：注意：(1)、自发反应需要的、自发反应需要的“一定条件一定条件”和非和非自发反应需要的自发反应需要的“外力作用外力作用”的区别。的区别。(2)、自发反应是一种趋势，与反应速、自发反应是一种趋势，与反应速率无关。率无关。(3)、“非自发反应非自发反应”和和“不能发生的反不能发生的反应应”的差别。的差别。第10页，讲稿共35张，创作于星期日思考：很多放热反应思考：很多放热反应有自发进行的倾向，有自发进行的倾向，是不是吸热反应就不能自发进行呢？是不是吸热反应就不能自发进行呢？2N2N2 2O O5 5(g)(g)4NO4NO2 2(g)+O(g)+O2 2(g)(g)H H=+56.7kJ/mol=+56.7kJ/mol (NH(NH4 4)2 2COCO3 3(s)=NH(s)=NH4 4HCOHCO3 3(s)+NH(s)+NH3 3(g)(g)H H=+74.9 kJ/mol=+74.9 kJ/mol 但有些自发反应却是吸热的，如：但有些自发反应却是吸热的，如：硝酸铵溶硝酸铵溶硝酸铵溶硝酸铵溶于水、氯化铵与氢氧化钙的反应等等。于水、氯化铵与氢氧化钙的反应等等。于水、氯化铵与氢氧化钙的反应等等。于水、氯化铵与氢氧化钙的反应等等。能从焓变方面来解释吗？NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4（aq）+H2O（l）；）；H（298K）=37.3KJ/mol第11页，讲稿共35张，创作于星期日结论：结论：H OH O有利于反应自发进行，有利于反应自发进行，但自发反应不一定要但自发反应不一定要H OH OS 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 OS O 熵变是反应能否自发进行的熵变是反应能否自发进行的一个因素一个因素,但不是唯一因素。但不是唯一因素。第23页，讲稿共35张，创作于星期日美国物理化学家吉布斯美国物理化学家吉布斯 第24页，讲稿共35张，创作于星期日 研究表明：在温度、压强一定的条件下，化学反应自发进行方向的判据是 吉布斯自由能吉布斯自由能(1)G=H-T S G=H-T S 0 反应能自发进行反应能自发进行 G=H-T S 0 反应不能自发进行反应不能自发进行 G=H-T S 0 反应达到平衡状态反应达到平衡状态（G 吉布斯自由能吉布斯自由能 T 绝对温度绝对温度)3 3、复合判据（自由能变化、复合判据（自由能变化GG）(2)反应进行方向的判断方法反应进行方向的判断方法：第25页，讲稿共35张，创作于星期日 H SH0 S0高温下高温下反应自发进行反应自发进行H0 S0所有温度下所有温度下反应不能自发进行反应不能自发进行H0所有温度下所有温度下反应自发进行反应自发进行H0 S0低温下低温下反应自发进行反应自发进行第26页，讲稿共35张，创作于星期日放热放热反应 熵减熵减反应 判断下列反应的进行趋势判断下列反应的进行趋势 NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)H 0 S 0 S 0 高温高温对此类反应对此类反应有利有利低温低温对此类反应对此类反应不利不利 NH4Cl(s)=NH3(s)+HCl(g)第27页，讲稿共35张，创作于星期日(3)当当H0,S0,S0 时时,反应是否反应是否自发进行自发进行与温度有关与温度有关，一般低温时焓变影响为主，高温，一般低温时焓变影响为主，高温时，熵变影响为主，而温度影响的大小要时，熵变影响为主，而温度影响的大小要H、S的具体的具体数值而定。数值而定。(4)过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过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发生的速率程是否一定会发生和过程发生的速率。如涂有防锈漆和未。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，涂防锈漆的钢制器件，其发生腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现。但只有后者可以实现。G=H-T S 第28页，讲稿共35张，创作于星期日(5)(5)在讨论过程的方向时，在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时体系指的是没有外界干扰时体系的性质的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相。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，压下可以是石墨转化为金刚石，实现的先决条件是要向体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。系中输入能量，该过程的本质仍然是非自发性的。第29页，讲稿共35张，创作于星期日 知识回顾知识回顾 化学反应与能量的变化(焓判据)化学反应与熵值的变化(熵判据)“焓”与“熵”共同对化学反应的自发性产生影响 吉布斯自由能的定量判断 理解反应理解反应设计反应设计反应 S O有利于反应自发进行有利于反应自发进行 H O有利于反应自发进行有利于反应自发进行第30页，讲稿共35张，创作于星期日 从“熵”的角度看世界薛定谔所著生命是什么？薛定谔所著生命是什么？“热力学第二定律是一个最深刻、最普遍的定律。它有着自身忧郁的美，象所有重要定律一样，引起人们的崇敬之情。”英国作家 C.P.Snow 正如“能”的观点被人们普遍接受一样，“熵”的观点也越来越多地被人们用来解释物理、化学、生命、信息、生活中的诸多行为与现象。第31页，讲稿共35张，创作于星期日 在自然科学领域，化学反应是按熵增在自然科学领域，化学反应是按熵增的方向进行的；在生命科学领域，动植的方向进行的；在生命科学领域，动植物的生命发展是按熵增方向进行的；在物的生命发展是按熵增方向进行的；在社会科学领域，人类社会的发展进步是社会科学领域，人类社会的发展进步是按熵增方向进行的。按熵增方向进行的。第32页，讲稿共35张，创作于星期日熵与环境熵与环境熵增就是污染熵增就是污染熵与生命：熵与生命：生命的基本特征是新陈代谢，从熵的角度看新陈代谢生命的基本特征是新陈代谢，从熵的角度看新陈代谢实际上是生命体汲取低熵排出高熵物质的过程。当系统的实际上是生命体汲取低熵排出高熵物质的过程。当系统的总熵变小于零时，生命处在生长、发育的阶段，向着更加总熵变小于零时，生命处在生长、发育的阶段，向着更加高级有序的结构迈进。当总熵变为零时，生命体将维持在高级有序的结构迈进。当总熵变为零时，生命体将维持在一个稳定、成熟的状态，而总熵变大于零的标志则是疾病、一个稳定、成熟的状态，而总熵变大于零的标志则是疾病、衰老、死亡。衰老、死亡。熵与社会熵与社会熵增就是社会混乱熵增就是社会混乱第33页，讲稿共35张，创作于星期日谢谢，再见谢谢，再见第34页，讲稿共35张，创作于星期日感谢大家观看01.04.2023第35页，讲稿共35张，创作于星期日