2012高二化学课件：选修4第2章第4节化学反应进行的方向（人教版选修4）.ppt

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1、新课标人教版选修四新课标人教版选修四2022年年6月月10日星期五日星期五自发过程：在一定条件下，不借助外部自发过程：在一定条件下，不借助外部力量就能自动进行的过程力量就能自动进行的过程高山流水高山流水自由落体自由落体能量趋于最低能量趋于最低酸碱中和酸碱中和二、反应焓变与反应方向二、反应焓变与反应方向v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能量判据 v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（这时体系会体系会对外做功对外做功或者或者释放释放热量热量H 0）。）。多数能自发进行的化学反应是放热反应多数

2、能自发进行的化学反应是放热反应，如常温、常压下，氢氧化亚铁被氧化为氢氧如常温、常压下，氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁的反应是自发的，反应放热化铁的反应是自发的，反应放热 4Fe（OH）2（s）+2H2O（l）+O2（g）= 4Fe（OH）3（s）；）；H=444.3KJ/mol但是，有不少吸热反应也能自发进行但是，有不少吸热反应也能自发进行，如如 NH4HCO3（s）+CH3COOH（aq）=CO2（g）+CH3COONH4（aq）+H2O（l）；）； H（298K）=37.3KJ/mol 还有一些吸热反应在室温条件下不能自发还有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行，进

3、行，但在较高温度下则能自发进行，如在室如在室温下吸热反应的碳酸钙分解反应不能自发进行，温下吸热反应的碳酸钙分解反应不能自发进行，但同样是这个吸热反应在较高温度（但同样是这个吸热反应在较高温度（1200K）下则能自发进行。下则能自发进行。 放热反应过程中体系能量降低放热反应过程中体系能量降低,因此具有因此具有自发进行的倾向自发进行的倾向,- 焓（焓（H）判据）判据由此可见由此可见v运用运用焓判据焓判据主要依据反应焓变，而主要依据反应焓变，而焓变（焓变（H）的确是一个与反应能）的确是一个与反应能否自发进行的因素，但不是决定反否自发进行的因素，但不是决定反应能否自发进行的应能否自发进行的唯一因素。唯

4、一因素。火柴棒散落火柴棒散落墨水扩散墨水扩散由有序变为无序由有序变为无序同一种物质，其气态时会通过分子的扩散自发同一种物质，其气态时会通过分子的扩散自发形成均匀的混合物形成均匀的混合物硝酸铵溶于水要吸热，但它能自发向水中硝酸铵溶于水要吸热，但它能自发向水中扩散扩散三、反应熵变与反应方向三、反应熵变与反应方向v为了解释这样一类与能量状态的高低无关为了解释这样一类与能量状态的高低无关的过程的自发性，提出了在自然界还存在的过程的自发性，提出了在自然界还存在着另一种能够推动体系变化的因素着另一种能够推动体系变化的因素v1、在密闭条件下，体系由有序自发地转在密闭条件下，体系由有序自发地转变为无序的倾向变

5、为无序的倾向称为称为熵熵。v由大量粒子组成的体系中，用熵来描述体由大量粒子组成的体系中，用熵来描述体系的混乱度，系的混乱度，v2、符号用、符号用S表示。表示。v3、熵值越大，体系混乱度越大。同一物、熵值越大，体系混乱度越大。同一物质，质，S（g）S（l）S（s）。）。4、熵变和熵增原理、熵变和熵增原理v（1）熵变（）熵变（S） 化学反应中要发生物质的化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化，因此存在着熵变。变化或物质状态的变化，因此存在着熵变。 v S=S反应产物反应产物S反应物反应物v 产生气体的反应、气体物质的物质的量增产生气体的反应、气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值（大的

6、反应，熵变通常都是正值（ S 0），为），为熵增加熵增加反应反应。许多熵增反应在常温常压下能自发。许多熵增反应在常温常压下能自发进行，有些在室温条件下不能自发进行，但在较进行，有些在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行。高温度下则能自发进行。 v（2）在与外界隔离的体系中，自发过程将导致）在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这个原理叫做体系的熵增大，这个原理叫做熵增原理熵增原理。该原理。该原理是用来判断过程的方向的又一个因素，是用来判断过程的方向的又一个因素，v又称为又称为熵判据熵判据。讨论：课本P37学与问CaCO3(s) = CaO (s) +CO2 (g)这个

7、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-1HT S四、焓变与熵变对反应方向的共同影响四、焓变与熵变对反应方向的共同影响 （复合判据（复合判据-自由能自由能）v在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既可在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既可能与反应焓变（能与反应焓变（H）有关，又可能与反应熵变）有关，又可能与反应熵变（S）有关。在温度、压强一定的条件下，我们）有关。在温度、压强一定的条件下，我们要判别化学反应的方向要考虑要判别化学反应的方向要考虑H、 S共同影响共同影响的结果。的结果。v 反

8、应焓变（能量判据）反应焓变（能量判据）v反应方向反应方向v 反应熵变（熵判据）反应熵变（熵判据）v HT S0，则反应自发进行，则反应自发进行，v 反应到达平衡状态，反应到达平衡状态，v 反应不能自发进行。（反应不能自发进行。（T为绝对温度）为绝对温度）复合判据复合判据焓判据和熵判据的应用焓判据和熵判据的应用v1、由焓判据知、由焓判据知 放热过程（放热过程（H0）常常）常常是容易自发进行；是容易自发进行；v2、由熵判据知、由熵判据知 若干熵增加（若干熵增加（S0）的）的过程是自发的；过程是自发的；v3、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

9、会出现相反的判断去判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以我们应两个判据结果，所以我们应两个判据兼顾兼顾。由能量判。由能量判据（以焓变为基础）和熵判据组合成的据（以焓变为基础）和熵判据组合成的复合复合判据自由能判据自由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。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1.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，焓变是一

10、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。多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。的混乱程度越大，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一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热吸热D. 一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关影响有关C典例剖析典例剖析 2.下列反应中，熵减小的是下列反应中，熵减小的是D. 2CO(g)2C(s)O2(g)B. 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)A. (N

11、H4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)C. MgCO3(s)MgO(s)CO2(g)Dv3. 下列过程是非自发的是下列过程是非自发的是 （ ）vA、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；vC、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v4. 碳酸铵碳酸铵（NH4）2CO3在室温下就能自发在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是地分解产生氨气，对其说法中正确的是 vA、其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系、其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大；的熵增大；vB、其分解是因为外界给予了能量；、

12、其分解是因为外界给予了能量；vC、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；vD、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 练习与探究练习与探究v1、下列说法正确的是、下列说法正确的是 （ ）vA、凡是放热反应都是自发的，由于吸热反、凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自发的；应都是非自发的；B、自发反应一定是熵增、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变；大，非自发反应一定是熵减少或不变；vC、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；vD、自发反应在任何条件下都能实现。、自发反应在任何条

13、件下都能实现。v2、自发进行的反应一定是、自发进行的反应一定是 （ ）vA、吸热反应；、吸热反应；B、放热反应；、放热反应；vC、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。CDv3、下列说法正确的是、下列说法正确的是 （ ）vA、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；vB、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；vC、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；vD、有些吸热反应也能自发进行。、有些吸热反应也能自发进行。v4、250C和和1.01105Pa时，反应时，反应 v2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）；）； vH=56.76kJ/mol，自发进行的原因是，自发进行的原因是 vA、是吸热反应；、是吸热反应；B、是放热反应；、是放热反应；vC、是熵减少的反应；、是熵减少的反应；vD、熵增大效应大于能量效应。、熵增大效应大于能量效应。DD