化学反应进行方向精品.ppt
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1、关于化学反应进行的方向精品第一张,PPT共五十三页,创作于2022年6月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化学反应原理第二张,PPT共五十三页,创作于2022年6月火柴棒散落火柴棒散落水往低处流水往低处流镁条燃烧镁条燃烧酸碱中和酸碱中和墨水扩散墨水扩散第三张,PPT共五十三页,创作于2022年6月花开花谢第四张,PPT共五十三页,创作于2022年6月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;墨水扩散,食盐溶解于水墨水扩散,食盐溶解于水如何判断一
2、个过程,一个反应能否自发进行?如何判断一个过程,一个反应能否自发进行?1、生活中的自发过程、生活中的自发过程 生活中电流总是从电位高的地方向电位低的地方流生活中电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动,其反方向也不会自动进行;动,其反方向也不会自动进行;生活中一般在室温下,冰块会融化;铁器暴露在潮湿空气生活中一般在室温下,冰块会融化;铁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就燃烧,这些过程都中会生锈;甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧,这些过程都是自发的,其逆过程就是非自发的。是自发的,其逆过程就是非自发的。第五张,PPT共五十三页,创作于2022年6月化学反应的方向化学反应的方向
3、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能自动进行进行的过程的过程.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,具有做功的,具有做功的本领。要逆转必须借助外界做功。本领。要逆转必须借助外界做功。2.非自发过程非自发过程:在:在一定条件一定条件下,下,需要外界做功需要外界做功才才能进行的过程。能进行的过程。3.自发反应自发反应:在在一定条件下一定条件下无需外界帮助就能自无需外界帮助就能自动进行的反应动进行的反应.第六张,PPT共五十三页,创作于2022年6月自发过程:在自发过程:在一定一定条条件件下,下,不需要外力作用不需要外力作用就能就能
4、自动进行自动进行的过程;的过程;非自发过程:在非自发过程:在一定条件一定条件下,下,需持续借助人为需持续借助人为 作作用用才能进行的过程。才能进行的过程。一、自发过程自发过程与与非自发过程非自发过程点燃点燃2H2+O2=2H20 NaOH+HCl=NaCl+H2O通电通电2H2O=2H2+O2自发反应:自发反应:在给定的一组条件下,一个反应可以自发地在给定的一组条件下,一个反应可以自发地 进行进行到到显著程度显著程度,就称为自发反应。,就称为自发反应。第七张,PPT共五十三页,创作于2022年6月说明说明:(1)自然界中自然界中水由高处往低处流水由高处往低处流是自发过程,其是自发过程,其逆过程
5、就是非自发过程,逆过程就是非自发过程,甲烷与氧气甲烷与氧气混合遇火就燃烧混合遇火就燃烧是自发反应,其逆向是非自发反应。是自发反应,其逆向是非自发反应。(2)自发过程和自发反应可被利用来完成有用功。如自发过程和自发反应可被利用来完成有用功。如向下流动的水可推动机器向下流动的水可推动机器,甲烷燃烧可在内燃机中被利,甲烷燃烧可在内燃机中被利用来做功,可将氢气燃烧反应设计成燃烧电池等。用来做功,可将氢气燃烧反应设计成燃烧电池等。(3)非自发过程非自发过程要想发生,则必须对它做功,如要想发生,则必须对它做功,如利用利用水泵可将水从低处流向高处,通电可将水分解生成水泵可将水从低处流向高处,通电可将水分解生
6、成氢气和氧气氢气和氧气。第八张,PPT共五十三页,创作于2022年6月(4)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。如水泵可以把水从低水位升至高水出现相反的结果。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。实现后者的先决条件是位;用高温可使石灰石分解。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要向体系中输入能量,该过程的本质仍然是非自发性的。的。(5)反应的自发性也受外界条件的影响。如常温下石灰石反应的自
7、发性也受外界条件的影响。如常温下石灰石分解生成生石灰和二氧化碳是非自发性的,但在分解生成生石灰和二氧化碳是非自发性的,但在1273K时,这一反应就是自发的反应。时,这一反应就是自发的反应。第九张,PPT共五十三页,创作于2022年6月注意:注意:1.自发过程是一种倾向,不一定发生。自发过程是一种倾向,不一定发生。例如:绑紧口的气球里面的气体和没绑口的气球里面的气体例如:绑紧口的气球里面的气体和没绑口的气球里面的气体都有自发混合到大气里面的倾向,但是只有没绑口的气球里都有自发混合到大气里面的倾向,但是只有没绑口的气球里面的气体能够混合到大气中。面的气体能够混合到大气中。2、过程的自发性只能用于判
8、断过程的方向,不能确定过程发生、过程的自发性只能用于判断过程的方向,不能确定过程发生的速率。的速率。如钢制器件腐蚀、酸碱中和等例子。如钢制器件腐蚀、酸碱中和等例子。3、反应的自发性也受外界条件的影响。如石灰石分解,、反应的自发性也受外界条件的影响。如石灰石分解,常温下是非自发的,但在常温下是非自发的,但在1273K时是自发的反应。时是自发的反应。第十张,PPT共五十三页,创作于2022年6月知道了某过程有自发性之后,则知道了某过程有自发性之后,则A.可判断出过程的方向可判断出过程的方向B.可确定过程是否一定会发生可确定过程是否一定会发生C.可预测过程发生完成的快慢可预测过程发生完成的快慢D.可
9、判断过程的热效应可判断过程的热效应A练习:练习:第十一张,PPT共五十三页,创作于2022年6月2、放热的自发反应、放热的自发反应(1)甲烷燃烧:甲烷燃烧:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)H=-802.3 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=-571.6 kJ/mol(3)Fe(OH)2:4Fe(OH)2+O2(g)+2H2O(l)=4Fe(OH)3;H 0NH3+HCl =NH4Cl H 0共同点共同点放热反应放热
10、反应H0第十二张,PPT共五十三页,创作于2022年6月3、吸热的自发过程、吸热的自发过程(1)室温下冰块的融化;硝酸盐类的溶解等都是自发的室温下冰块的融化;硝酸盐类的溶解等都是自发的吸热过程。吸热过程。(2)N2O5分解:分解:2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g);H=+56.7kJ/mol(3)碳铵的分解:碳铵的分解:(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g);H=+74.9 kJ/mol4、既不吸热也不放热的自发过程、既不吸热也不放热的自发过程两种理想气体的混合等两种理想气体的混合等第十三张,PPT共五十三页,创作于2022年6月练习练习:判断自发与非自发(:判
11、断自发与非自发(室温下室温下)(1)打开活塞,分液漏斗中的水流进烧杯打开活塞,分液漏斗中的水流进烧杯(2)镁带燃烧镁带燃烧(3)氢气燃烧氢气燃烧(4)水分解成水分解成H H2 2和和O O2 2过程过程 自发自发自发自发自发自发非自发非自发第十四张,PPT共五十三页,创作于2022年6月判断化学反应方向的依据判断化学反应方向的依据思考:思考:高山流水为什么是自发过程?高山流水为什么是自发过程?对对于于化化学学反反应应,体体系系趋趋向向于于从从高高能能状状态态转转变变为为低低能能状状态态(这这时时体体系系会会对对外外做做功功或或者者释释放放热热量量H 0)因因此此:反反应应的的焓焓变变是是制制约
12、约化化学学反反应应是是否否自自发发进进行行的因素之一。的因素之一。第十五张,PPT共五十三页,创作于2022年6月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H H0 0二二.反应方向的反应方向的焓焓判据:判据:第十六张,PPT共五十三页,创作于2022年6月反应焓变与反应方向反应焓变与反应方向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(这时体(这时体系会系会对外做功对外做功或者或者释放释放热量热量H 0H 0)。多数能自发进行的化学反应是放热反应,多数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化铁的反如
13、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一、一、能量判据能量判据第十七张,PPT共五十三页,创作于2022年6月 1.1.焓判据焓判据: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从高能状态转变为低能状态低能状态(这时体系会对外部做功或释放热量这时体系会对外部做功或释放热量),这,这一经验规律就是焓判据,是判断化学反应进行方一经验规律就是焓判据,是判断化学反应进行方向的判据之一。向的判据之一。二、焓判据放热反应使体系能量降低,放热反应
14、使体系能量降低,能量越低越稳定,能量越低越稳定,H O有有利于反应自发进行。利于反应自发进行。第十八张,PPT共五十三页,创作于2022年6月多数能自发进行的化学反应是放热反应多数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化铁的如常温、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自发过程的变化趋势自发过程的变化趋势之一:之一:能量趋于降低能量趋于降低第十九张,PPT共五十三页,创作于2022年6月但是,有不少吸热反应也能自发进行
15、,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进行,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,但在较高温度下则能自发进行,如在室温下吸热反如在室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(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,因此具有自发因
16、此具有自发进行的倾向进行的倾向,-焓(焓(H)判据)判据第二十张,PPT共五十三页,创作于2022年6月由此可见由此可见运用运用能量判据能量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否)的确是一个与反应能否自发进行的因素,但不是决定反应自发进行的因素,但不是决定反应能否自发进行的能否自发进行的唯一因素。唯一因素。第二十一张,PPT共五十三页,创作于2022年6月小结小结:焓变作为判断反应自发性的依据:焓变作为判断反应自发性的依据:若若 H H000,正向反应不能自发进行,正向反应不能自发进行,而逆向反应能自发进行。而逆向反应能自发进行。第二十二张,PPT共五
17、十三页,创作于2022年6月克劳修斯克劳修斯(德国)(德国)第二十三张,PPT共五十三页,创作于2022年6月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,但它能自发向水中扩散硝酸铵溶于水要吸热,但它能自发向水中扩散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熵熵第二十四张,PPT共五
18、十三页,创作于2022年6月墨水滴入水中气体的扩散第二十五张,PPT共五十三页,创作于2022年6月固体的溶解第二十六张,PPT共五十三页,创作于2022年6月墨水、气体扩散,固体的溶解墨水、气体扩散,固体的溶解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?第二十七张,PPT共五十三页,创作于2022年6月反应熵变与反应方向反应熵变与反应方向1、在密闭条件下,体系由有序自发地转变为无
19、序的倾向在密闭条件下,体系由有序自发地转变为无序的倾向称为称为熵熵。2、符号用、符号用S表示。单位:表示。单位:J/(molK)或或 Jmol-1K-13、体系混乱度越大、体系混乱度越大,熵值越大熵值越大.同一物质,同一物质,S(g)S(l)S(s)。)。反应前后,体系中反应前后,体系中n(气)越多,(气)越多,S越大。越大。例:例:2NH3(g)=N2(g)+H2(g)4、熵变:、熵变:S=S(生成物总生成物总)+S(反应物总反应物总)二、熵判据二、熵判据第二十八张,PPT共五十三页,创作于2022年6月69.9Jmol69.9Jmol-1-1K K-1-147.9Jmol47.9Jmol-
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