2-4化学反应进行的方向(教育精品).ppt

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1、第二章 化学反应速率和化学平衡第四节第四节 化学反应进行的方向化学反应进行的方向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?化学反应原理的重要组成部分化学反应原理的重要组成部分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？思思与与题题问问考考低处水可以流至高处吗？低处水可以流至高处吗？说说自发过程与非自发过程的特征。说说自发过程与非自发过程的特征。自发反应：在自发反应：在一定条件一定条件下下不不需外界需外界 帮助就能帮助就能自动自动进行的反应。进行的反应。自发过程：在自发过程：在一定条

2、件一定条件下，下，不不借助借助 外力就能外力就能自动自动进行的过程。进行的过程。清清识识知知单单1.1.根据生活经验，举例说说根据生活经验，举例说说我们见过的自发过程。我们见过的自发过程。【说一说】2.2.以高山流水为例，说说物以高山流水为例，说说物理自发过程中理自发过程中能量变化能量变化情况情况？下列反应在一定条件下都能自发进行，你下列反应在一定条件下都能自发进行，你知道这些反应能自发进行的主要原因吗？知道这些反应能自发进行的主要原因吗？C C3 3H H8 8(g)+5O(g)+5O2 2(g)=3CO(g)=3CO2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(l)O(l)H=-2217.5 k

3、J H=-2217.5 kJmolmol-1-12Na(s)+Cl2Na(s)+Cl2 2(g)=2NaCl(s)(g)=2NaCl(s)H=-822 kJ H=-822 kJmolmol-1-14Fe(s)+3O4Fe(s)+3O2 2(g)=Fe(g)=Fe2 2O O3 3(s)(s)H=-1648.4 kJH=-1648.4 kJmolmol-1-1H H2 2(g)+F(g)+F2 2(g)=2HF(g)(g)=2HF(g)H H=-546.6 kJ-546.6 kJmolmol-1-1 道道知知你你吗吗共同特点：共同特点：H H O O 即放热反应即放热反应放热反应使体系能量降低，

4、放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定，能量越低越稳定，H O H O 有利于反应自发进行有利于反应自发进行清清识识知知单单焓变日常生活中长期积累的经验而总结得到一条经日常生活中长期积累的经验而总结得到一条经验规律验规律自发过程体系趋向于从高能状态转变为低能状态（这时体系会对外做功或者释放热量即H0H0）。思考：是不是所有自发进行思考：是不是所有自发进行 的化学反应都是放热的？的化学反应都是放热的？一、能量判据（焓判据）结论：结论：H OH O有利于反应自发进行，有利于反应自发进行，但自发反应不一定要但自发反应不一定要H OH 0 S 0 有有利于反应自发进行。利于反应自发进行。P35【学与问

5、学与问】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？2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)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的熵变是反应能否自发进行的一个因素一个因素,但不是唯一因素。但不是唯一因素。一个自发的过程、自发的反应要符合两一个自发的过程、自发的反应要符合两大变化趋势：大变化趋势：1.1.能量趋于减小能量趋于减小 2.2.混乱度趋于增大混乱度趋于增大焓变和熵变都不能作为判断反焓变和熵变都不能作为判断反应是否自发进行的独立依据。应是否自发进行的独立依据。要判断反应进行的方向

6、，必须要判断反应进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变。综合考虑体系的焓变和熵变。G=G=H-TH-TS S自由能变化G G当当G0G0G0时，反应不自发进行时，反应不自发进行视视学学科科野野当当G=0G=0时，反应达到平衡状态时，反应达到平衡状态（复合判据）三、焓判据和熵判据的应用判断反应进行的方向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 H H00 H H000 H H00 S S00 S S00 S S00 S S00G=G=H-TH-TS S H S1 1反应的自发性只能用于判断反应的

7、方向反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能确，不能确定反应是否一定会发生和过程发生的速率。例如涂定反应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，二者发生腐蚀有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，二者发生腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现。过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现。【注意注意】2 2在讨论过程的方向时，在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时体指的是没有外界干扰时体系的性质系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就。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。例如水泵可以把水从低水位可能出现相反的结果。例如水泵可以把水从低水位升至高水

8、位；高温高压下可以使石墨转化为金刚石，升至高水位；高温高压下可以使石墨转化为金刚石，实现的先决条件是要向体系中输入能量，该过程的实现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。本质仍然是非自发性的。【课堂达标测试】【课堂达标测试】1 1、下列过程是非自发的是、下列过程是非自发的是（）A A、水由高处向低处流；水由高处向低处流；B B、天然气的燃烧；天然气的燃烧；C C、铁在潮湿空气中生锈；铁在潮湿空气中生锈；D D、室温下水结成冰。室温下水结成冰。2 2、碳酸铵（、碳酸铵（NHNH4 4）2 2COCO3 3在室温下就能自发地分在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的

9、是解产生氨气，对其说法中正确的是（）A A、其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大；熵增大；B 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 C、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；D 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。D DA A3 3、下列说法正确的是、下列说法正确的是（）A A、凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自发的；发的；B B、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少自发反应一定是熵增

10、大，非自发反应一定是熵减少或不变；或不变；C C、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；D D、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。4 4、自发进行的反应一定是、自发进行的反应一定是（）A A、吸热反应；吸热反应；B B、放热反应；放热反应；C C、熵增加反应；熵增加反应；D D、熵增加或者放热反应。熵增加或者放热反应。C CD D5 5、下列说法不正确的是（、下列说法不正确的是（）A.A.焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，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。多数的能自发进行的反应都是放热反应。B.B.

11、在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体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。系的混乱程度越大，熵值越大。C.C.一个反应能否自发进行取决于该反应放热还一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热是吸热D.D.一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关同影响有关E.E.非自发反应在一定条件下能实现非自发反应在一定条件下能实现C C6 6、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 A、硝酸铵自发地溶于水硝酸铵自发地溶于水B B、2N2N2 2O O5 5(g)=4NO(g)=4NO2 2(g

12、)+O(g)+O2 2(g)(g)H=+56.7kJ/molH=+56.7kJ/molC C、(NH(NH4 4)2 2COCO3 3(s)=NH(s)=NH4 4HCOHCO3 3(s)+NH(s)+NH3 3(g)(g)H=+74.9 kJ/molH=+74.9 kJ/molD D、2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l)H=-571.6 kJ/molO(l)H=-571.6 kJ/molD DD D7 7、下列反应中，熵减小的是（、下列反应中，熵减小的是（）A.(NHA.(NH4 4)2 2COCO3 3(s)(s)NHNH4 4HCOHCO3 3(

13、s)+NH(s)+NH3 3(g)(g)B.2NB.2N2 2O O5 5(g)(g)4NO4NO2 2(g)(g)O O2 2(g)(g)C.MgCOC.MgCO3 3(s)(s)MgO(s)MgO(s)COCO2 2(g)(g)D.2CO(g)D.2CO(g)2C(s)2C(s)O O2 2(g)(g)8 8、某化学反应其、某化学反应其H=-122 kJH=-122 kJmolmol-1-1，S=231 JS=231 Jmolmol-1-1K K-1-1，则此反应在，则此反应在下列哪种情况下可自发进行下列哪种情况下可自发进行()()A A在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A