河北省石家庄市高中化学 第二章 化学反应速率和化学平衡 2.4 化学反应进行的方向课件 新人教选修4.ppt

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1、化学反应进行的快慢化学反应进行的快慢化学反应的限度化学反应的限度化学反应进行的方向化学反应进行的方向化学反应速率化学反应速率化学平衡化学平衡?2021/8/8 星期日1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2021/8/8 星期日2物体总是由高处落向低处物体总是由高处落向低处2021/8/8 星期日3室温下冰块自动融化室温下冰块自动融化2021/8/8 星期日4墨水滴入水中墨水滴入水中2021/8/8 星期日5气气 体体 扩扩 散散2021/8/8 星期日6固固 体体 的的 溶溶 解解2021/8/8 星期日7 在一定条件下，在一定条件下，不用借助于不用借助于外力外力就可以就

2、可以自动自动进行进行的过程。的过程。高山流水、自由落体、酸碱中和高山流水、自由落体、酸碱中和 一、一、自发过程和自发过程和自发反应自发反应自发过程自发过程含义含义特点特点体系的能量体系的能量 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，能能量趋于最低，量趋于最低，这时体系会这时体系会对外做对外做功功或者或者释放热量释放热量。2021/8/8 星期日8特点特点气体扩散、固体的溶解气体扩散、固体的溶解 体系的混乱度体系的混乱度 体系从体系从有序有序自发地转变为自发地转变为无序无序的倾向，的倾向，混乱混乱度增加度增加。方向性方向性 自发过程的逆过程自发过程的逆过程不能自发进

3、行。不能自发进行。2021/8/8 星期日9 在给定的在给定的一组条件下一组条件下，可以可以自发自发地地进行到显著程进行到显著程度的反应。度的反应。注意：注意：一定条件指：一定的温度和压强。一定条件指：一定的温度和压强。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。自发反应自发反应含义含义2021/8/8 星期日10二、二、化学反应进行方向的判据化学反应进行方向的判据 观察下列几个自发进行的化学反应，想一想：观察下列几个自发进行的化学反应，想一想：它们有何特点？它们有何特点？钠与水反应钠与水反应2Na(s)+2H2Na(s)+2H2 2O(l)O(l)2NaOH(aq)+H2Na

4、OH(aq)+H2 2(g)(g)H H 368368 kJ/mol kJ/mol铁铁在潮湿的空气中生锈在潮湿的空气中生锈：3Fe(s)+3/2O3Fe(s)+3/2O2 2(g)(g)FeFe2 2O O3 3(s)(s)H H 824824 kJ/mol kJ/mol氢气和氧气反应：氢气和氧气反应：2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)(g)2H2H2 2O(l)O(l)H H 571.6571.6kJ/molkJ/mol思思与与察察观观考考2021/8/8 星期日11氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁：氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁：NHNH3 3(g)(g)+HCl(g)+HCl(g)NH

5、 NH4 4ClCl(s)(s)H H 0 04Fe(OH)4Fe(OH)2 2(s)+O(s)+O2 2(g)+2H(g)+2H2 2O O(L L)4Fe(OH)4Fe(OH)3 3(s)(s)H H 444.3444.3 kJ/mol kJ/mol ZnZn(s)(s)+CuSOCuSO4 4(aq)(aq)CuCu(s)(s)+ZnSOZnSO4 4(aq)(aq)H H 0 0 放热反应，反应后使体系的能量降低放热反应，反应后使体系的能量降低；H H O O，有些有些熵减熵减（S0）的反应在一定条件下也可以自发进行。）的反应在一定条件下也可以自发进行。结论：结论：2021/8/8 星

6、期日26 很多情况下，简单地只用其中一个判据去判很多情况下，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断结果断同一个反应，可能会出现相反的判断结果。在温度、压强一定的条件下，我们要判别化在温度、压强一定的条件下，我们要判别化学反应进行的方向学反应进行的方向应两个判据兼顾，应两个判据兼顾，考虑考虑H H、S S共同影响的结果共同影响的结果。在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既可能与反应的焓变既可能与反应的焓变（H H）有关，又可能与反应有关，又可能与反应的熵变的熵变（S S）有关。有关。2021/8/8 星期日27 美国著名的数学化学

7、家、数学物理学家美国著名的数学化学家、数学物理学家吉布吉布斯斯18781878年提出年提出由由焓判据焓判据和和熵判据熵判据组合成的组合成的复合判复合判据据吉布斯吉布斯自由能自由能来来判断反应进行的方向判断反应进行的方向更适合于所有的反应过程更适合于所有的反应过程。反应方向反应方向反应焓变反应焓变（能量判据）（能量判据）反应熵变反应熵变（熵判据）（熵判据）一定温度、一定压强一定温度、一定压强2021/8/8 星期日28三、三、复合复合判据判据吉布斯吉布斯自由能自由能 H H 能否自发进行能否自发进行自发进行自发进行不能自发进行不能自发进行高温时高温时0 0,自发进行自发进行低温时低温时0 0,自

8、发进行自发进行（T T为绝对温度）为绝对温度）0 0 反应能自发进行反应能自发进行反应到达平衡状态反应到达平衡状态反应不能自发进行反应不能自发进行 H TH TS S焓焓 减减熵熵 增增自自 发发巧记巧记2021/8/8 星期日29过程的自发性只能用于判断过程过程的自发性只能用于判断过程进行进行的方向，的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。在讨论过程的方向问题时，在讨论过程的方向问题时，指的是没有外界干指的是没有外界干扰时体系的性质扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种。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。作用，就

9、可能出现相反的结果。例如：例如：金刚石有向石墨转化的倾向，但是能否发金刚石有向石墨转化的倾向，但是能否发生，什么时候发生，多快才能完成，就不是能量生，什么时候发生，多快才能完成，就不是能量判据和熵判据能解决的问题了。判据和熵判据能解决的问题了。例如：例如：石墨经高温高压还是可以变为金刚石的。石墨经高温高压还是可以变为金刚石的。2021/8/8 星期日30A A5 5、某化学反应其、某化学反应其H=122 kJmolH=122 kJmol-1-1，S=S=231 Jmol231 Jmol-1-1KK-1-1，则此反应在下列哪种情况下，则此反应在下列哪种情况下可自发进行可自发进行 ()()A A在

10、任何温度下都能自发进行在任何温度下都能自发进行 B B在任何温度下都不能自发进行在任何温度下都不能自发进行 C C仅在高温下自发进行仅在高温下自发进行 D D仅在低温下自发进行仅在低温下自发进行6.6.判断下列反应能否自发进行判断下列反应能否自发进行2KClO2KClO3 3(s)=2KCl(s)+3O(s)=2KCl(s)+3O2 2(g)(g)H=-78.03 kJmolH=-78.03 kJmol-1-1 S=494.4 JmolS=494.4 Jmol-1-1KK-1-1CO(g)=C(s,CO(g)=C(s,石墨石墨)+1/2O)+1/2O2 2(g)(g)H=110.5 kJmolH=110.5 kJmol-1-1 S=-89.36 JmolS=-89.36 Jmol-1-1KK-1-12021/8/8 星期日31