化学反应进行的方向 (4)课件.ppt

关于化学反应进行的方向(4)现在学习的是第1页，共32页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（香水、汽油）扩散；墨水（香水、汽油）扩散；食盐（食盐（NaOH、蔗糖等）溶解于水；、蔗糖等）溶解于水；自由落体运动等。自由落体运动等。现在学习的是第2页，共32页 镁条燃烧；酸碱中和；镁条燃烧；酸碱中和；铁铁器暴露在潮湿空气中会生锈；器暴露在潮湿空气中会生锈；甲烷和氧气的混合气体遇明火甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧，就燃烧，锌与锌与CuSOCuSO4 4溶液会自溶液会自动反应生成动反应生成CuCu和和ZnSOZnSO4 4等，等，这这些过程都是自发的，其逆过程些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的。就是非自发的。现在学习的是第3页，共32页1 1、自发过程：、自发过程：在一定条件下，不借助外部力量在一定条件下，不借助外部力量就能自动进行的过程。就能自动进行的过程。2 2、自发反应：、自发反应：在给定的一组条件下，一个反应可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，就称为自发反应。以自发地进行到显著程度，就称为自发反应。【归纳小结】【归纳小结】如何判断一个过程，一个反应能否自发进如何判断一个过程，一个反应能否自发进行？行？现在学习的是第4页，共32页研究化学反应进行的快慢研究化学反应进行的程度研究化学反应能否发生的问题-化学反应速率问题化学反应速率问题-化学平衡问题化学平衡问题-化学反应进行的方向化学反应进行的方向现在学习的是第5页，共32页现在学习的是第6页，共32页酸碱中和、镁条燃烧等这些一定条件下能自发发生的反应酸碱中和、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？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，能量越低越稳定，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 OH O即放热反应易发生自发反即放热反应易发生自发反应。应。现在学习的是第7页，共32页【归纳与总结】【归纳与总结】一、反应方向的焓判据一、反应方向的焓判据 体系具有向放热（体系具有向放热（H 0）方向自发进方向自发进行的倾向行的倾向。自发反应一定要自发反应一定要H OH O？现在学习的是第8页，共32页 H OH O有利于反应自发进行，自发反应不一定要有利于反应自发进行，自发反应不一定要H H S(l)S(s)三种状态下水的熵三种状态下水的熵 冰冰 水水 水蒸气水蒸气现在学习的是第12页，共32页符号：符号：S 表达式表达式:S=S(生成物生成物)S(反反应应物物)正正负负判断：判断：产产生生气气体体的的反反应应和和气气体体的的物物质质的的量量增增加加的的反反应应都都是是体系熵值增大的反应。（体系熵值增大的反应。（即：即：S 0）n熵变：熵变：现在学习的是第13页，共32页练习：判断下列反应熵变大小：1、N2+3H2=2NH3 2、2C+O2=2CO3、CaCO3=CaO+CO2S0S0S0现在学习的是第14页，共32页 1.火柴散落、墨水扩散过程混乱度如何变化？火柴散落、墨水扩散过程混乱度如何变化？2.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】现在学习的是第15页，共32页n熵判据：熵判据：体系有自发地向体系有自发地向混乱度增加（即熵增：混乱度增加（即熵增：S0）方向转变的倾向方向转变的倾向。体系的有序性越高，混乱度越低，熵值越小。体系的有序性越高，混乱度越低，熵值越小。混混乱度越大越稳定。乱度越大越稳定。现在学习的是第16页，共32页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 铝热反应（铝热反应（S0）也能自发反应。）也能自发反应。现在学习的是第17页，共32页结论：结论：S 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一个因素熵变是反应能否自发进行一个因素,但不是唯一因素。但不是唯一因素。现在学习的是第18页，共32页注意：注意：（1）熵变（）熵变（S）只决定于体系的始态和终态，与变）只决定于体系的始态和终态，与变化的途径无关；化的途径无关；（2）熵判据只判断一定条件化学反应能否自发进）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。行，与化学反应速率无关。现在学习的是第19页，共32页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现在学习的是第20页，共32页 G=HT S三、三、复合复合判据（自由能变化判据（自由能变化 G）当当 G0时，反应不自发进行时，反应不自发进行当当 G=0时，平衡状态时，平衡状态现在学习的是第21页，共32页 G=HT S温度对反应自发性影响的情况温度对反应自发性影响的情况 H 0，S0，任何温度都自发，任何温度都自发 H 0，S0，低温自发，高温非自发，低温自发，高温非自发 H 0，S0，任何温度都非自发，任何温度都非自发 H 0，S0，高温自发，低温非自发，高温自发，低温非自发现在学习的是第22页，共32页需要注意：需要注意：(1)(1)很多情况下，简单地只用其中一个判据判断同一个反应，可能会出现很多情况下，简单地只用其中一个判据判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以应两个判据兼顾。由能量判据相反的判断结果，所以应两个判据兼顾。由能量判据(以焓变为基础以焓变为基础)和和熵判据组合成的复合判据熵判据组合成的复合判据(吉布斯自由能变吉布斯自由能变G)G)将更适合于所有的过程。将更适合于所有的过程。(2)(2)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。会发生和过程发生的速率。例如教材例如教材P38P38涂有防锈漆和未涂防锈漆的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，但只有后者可以实现；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；又如又如装在不同地方的气体等例子。装在不同地方的气体等例子。现在学习的是第23页，共32页(3)在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时体系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。出现相反的结果。如水泵可以把水从低水位升至高水位；如水泵可以把水从低水位升至高水位；用高温可使石灰石分解；用高温可使石灰石分解；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入能量，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。该过程的本质仍然是非自发性的。现在学习的是第24页，共32页【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、铁在潮湿空气中铁在潮湿空气中生锈；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产生氨气，对其在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是说法中正确的是（）nA、其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大；其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大；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现在学习的是第25页，共32页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，由于吸热反应都是非自发的；凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自发的；nB、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变；自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变；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现在学习的是第26页，共32页n5、250C和和1.01105Pa时，反应时，反应 2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）；）；H=56.76kJ/mol，自发进行的原因是自发进行的原因是（）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现在学习的是第27页，共32页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，多数的能自发进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。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。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响有关一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关C现在学习的是第28页，共32页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现在学习的是第29页，共32页影响因素：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现在学习的是第30页，共32页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、压强一定的条件下，放热的熵增加的反应一定能自发进行、在温度、压强一定的条件下，放热的熵增加的反应一定能自发进行2、在温度、压强一定的条件下，吸热的熵减少的反应一定不能自发进行、在温度、压强一定的条件下，吸热的熵减少的反应一定不能自发进行3、当焓变和熵变的作用相反时，如果二者大小相差悬殊，可能某一因素占主、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，温度可能对反应的方向、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。现在学习的是第31页，共32页感感谢谢大大家家观观看看3/31/2023现在学习的是第32页，共32页