高中化学系列课件选修4—24化学反应进行的方向(新人教版)3.ppt

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1、高二化学备课组高二化学备课组高山流水高山流水冰雪融化冰雪融化自由落体自由落体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电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；流动；室温下冰块自动融化；室温下冰块自动融化；墨水扩散；墨水扩散；食盐溶解于水；食盐溶解于水；火柴棒散落火柴棒散落等等。1 1、自发过程：、自发过程：在在一定条件一定条件下，不借助外部下，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3 3、自发反应：、自发反应：在一定条件下不需外界帮助，在一定条件下不需外界帮助，就能自动进行的反应，称为自发反应就能自动进行的反应，称为自发反

2、应【归纳小结】【归纳小结】2 2、非自发过程：、非自发过程：在一定条件下，需在一定条件下，需持续借助持续借助外力外力作用作用才能进行的过程。才能进行的过程。NaNa投入投入H H2 2O O中中铁生锈铁生锈Cu和和AgNO3反应反应NaOH和和HCl反应反应【思考与交流】【思考与交流】铁生锈：铁生锈：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)H=-824 kJ/mol酸碱反应：酸碱反应：NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)H=-57.3 kJ/mol活泼金属与水反应：活泼金属与水反应：Na(s)+H2O(l)=NaOH(aq)+1/2H2(g)H=-184 k

3、J/mol这些反应都是能自发发生的反应，它们有何共同特点？能量判据：能量判据：体系趋向于从高能状态转变体系趋向于从高能状态转变为低能状态（为低能状态（H H 0 0）。）。这一经验规这一经验规律就是能量判据。律就是能量判据。能量判据又称焓判据能量判据又称焓判据一、焓判据（能量判据）一、焓判据（能量判据）即即HH0 0的反应的反应有自发进行的倾向有自发进行的倾向练习练习1:已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为：C(金刚石、s)+O2(g)CO2(g)H1395.41kJ/mol C(石墨、s)+O2(g)CO2(g)H2393.51kJ/mol关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是

4、()A.金刚石转化成石墨是自发进行的过程B.石墨转化成金刚石是自发进行的过程C.石墨比金刚石能量低D.金刚石比石墨能量低AC只有放热反应（只有放热反应（H 0）才能自发进行吗）才能自发进行吗？【思考与交流】【思考与交流】H=56.7kJ/mol为为提示：提示：提示：提示：2N2N2 2OO5 5(g)=4NO(g)=4NO2 2(g)+O(g)+O2 2(g)(g)结论：结论：1.H 0有利于反应自发进行，有利于反应自发进行，自发反应不一定自发反应不一定要要H 0有利于反应自发进行，自发反应不一定要S 0;【思考与交流】【思考与交流】2.2.熵变是反应能否自发进行的因素之一熵变是反应能否自发进

5、行的因素之一,但不是唯一因素。但不是唯一因素。小结：小结：自发过程的变化趋势自发过程的变化趋势 1.1.能量趋于降低能量趋于降低 2.2.混乱度趋于增加混乱度趋于增加 G=HT S自由能变化自由能变化自主学习：自主学习：P36科学视野科学视野2、物质的混乱度趋于增加物质的混乱度趋于增加1、物质具有的能量趋于降低物质具有的能量趋于降低 H(焓变焓变)S(熵变熵变)0焓焓(H)判据判据熵熵(S)判据判据放热反应放热反应焓变焓变熵变熵变化学反应能否自发进行化学反应能否自发进行自发进行自发进行不自发进行不自发进行不能定性判断不能定性判断不能定性判断不能定性判断 H0 H0 H0 S0 S0 S0 S0

6、熵增原理熵增原理0三、三、复合复合判据判据G=HT S三、三、复合复合判据（自由能变化）判据（自由能变化）当当G0时，时，反应反应不自发不自发进行进行NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)H 0 S 0CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)H 0 S0判断这两个反判断这两个反应什么条件下应什么条件下自发进行？自发进行？低温可行低温可行高温可行高温可行影响因素：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)很多

7、情况下，简单地只用其中一个判据判断同很多情况下，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。个判据兼顾。由能量判据由能量判据(以焓变为基础以焓变为基础)和熵判据和熵判据组合成的组合成的复合判据复合判据(吉布斯自由能变吉布斯自由能变G)将更将更适合适合于于所有的过程所有的过程。(2)(2)过程的自发性只能过程的自发性只能用于判断过程的方向用于判断过程的方向，不能，不能确定过程确定过程是否一定会发生和过程发生的速率是否一定会发生和过程发生的速率。例如: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

8、，但只有后者可以实现；又如装在不同地方的气体等例子。注意：注意：(3)(3)在讨论过程的方向时，指的是没有外在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时体系的性质界干扰时体系的性质。如果允许外界对。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。结果。如：如：水泵可以把水从低水位升至高水位；用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；高温可使石灰石分解；高温高压石墨转高温高压石墨转化为金刚石的例子，化为金刚石的例子，实现后者的先决条实现后者的先决条件是要向体系中输入能量，件是要向体系中输入能量，该过程的本该过程的本质仍然是非自发性的。质仍然是非自

9、发性的。【课堂达标测试】【课堂达标测试】1、下列过程是非自发的是、下列过程是非自发的是（）A、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。2、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，多数能自焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数能自发进行的反应都是放热反应。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，其体系的混乱程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。度越大，熵值越大。C.一个反应能

10、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CD4、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（）A、是吸热反应；、是吸热反应；B、是放热反应；、是放热反应；C、是熵减少的反应；、是熵减少的反应；D、熵增大效应大于能量效应。、熵增大效应大于能量效应。D3、碳酸铵、碳酸铵(NH4)2CO3在室温下就能自发地分解产生氨气，在室温下就能自发地分解产生氨气，

11、对其说法中正确的是（对其说法中正确的是（）A、其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵、其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大；增大；B、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；C、其分解是吸热反应，据能量判据能自发分解；、其分解是吸热反应，据能量判据能自发分解；D、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。AD6、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(

12、g)5、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/mol C、(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g);H=+74.9 kJ/mol D、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=-571.6 kJ/molD69.9Jmol69.9Jmol-1-1K K-1-147.9Jmol47.9Jmol-1-1K K-1-1188.7Jmol188.7Jmol-1-1K K-1-1S(g)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