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人教版化學選修四2.4《化學反應進行的方向》ppt課件.ppt

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第二章 化學反應速率和化學平衡第四節 化學反應進行的方向選修4 化學反應原理*1江西省鷹潭市第一中學 桂耀榮化學反應進行的快慢化學反應的限度化學反應進行的方向——化學反應速率——化學平衡—— ?化學反應原理的組成部分化學反應進行的方向Date2江西省鷹潭市第一中學 桂耀榮自發反應:在一定條件下不需外界幫助就能自動 進行的反應,稱為自發反應。自發過程:在一定條件下,不借助外部力量就能 自動進行的過程?;瘜W反應進行的方向Date3江西省鷹潭市第一中學 桂耀榮自然界中水總是從高處往低處流;電流總是從電位高的地方向電位低的地方流動;室溫下冰塊自動融化;墨水擴散;食鹽溶解于水;火柴棒散落等。 這些生活中的現象將向何方發展,我們非常清楚,因為它們有明顯的自發性——其中是否蘊藏了一定的科學原理?能量由高到低化學反應進行的方向Date4江西省鷹潭市第一中學 桂耀榮下列反應在一定條件下都能自發進行,你知道這些反應能自發進行的主要原因嗎?C3H8(g) + 5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) △H = -2217.5 kJ·mol-12Na(s) + Cl2(g) = 2NaCl(s) △H = -822 kJ·mol-1 4Fe(s) + 3O2(g) = Fe2O3(s)   △H = -1648.4 kJ·mol-1 H2(g) + F2(g) = 2HF(g)      △H = -546.6 kJ·mol-1 化學反應進行的方向Date5江西省鷹潭市第一中學 桂耀榮共同特點:△H < O 即放熱反應放熱反應使體系能量降低,能量越低越穩定,△H < O 有利于反應自發進行化學反應進行的方向Date6江西省鷹潭市第一中學 桂耀榮1、能量判據(焓判據)反應物的總能量高生成物的總能量低放熱反應△H<0化學反應進行的方向Date7江西省鷹潭市第一中學 桂耀榮日常生活中長期積累的經驗而總結得到一條經驗規律→能量判據(焓判據)∶體系趨向于從高能狀態轉變為低能狀態(這時體系會對外做功或者釋放熱量即△H ﹤0)。思考:是不是所有自發進行的化學 反應都是放熱的?能量判據又稱焓判據,即△H<0的反應有自發進行的傾向,焓判據是判斷化學反應進行方向的判據之一?;瘜W反應進行的方向Date8江西省鷹潭市第一中學 桂耀榮結論:△H < O有利于反應自發進行, 但自發反應不一定要△H 0 有利于反應自發進行?!練w納與總結】自發過程的體系趨向于由有序轉變為無序,導致體系的熵增大,這一經驗規律叫做熵增原理,也就是反應方向的另一判據——熵判據2、熵判據化學反應進行的方向Date13江西省鷹潭市第一中學 桂耀榮1、同一物質氣態時熵值最大,液態較小,固態時最小。2、固體的溶解過程、墨水擴散過程和氣體擴散過程。3、反應過程中氣體物質的量增加的反應。導致混亂度增加的一些因素 化學反應進行的方向Date14江西省鷹潭市第一中學 桂耀榮自發反應一定是熵增加的反應嗎?2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)結論:△S > O有利于反應自發進行, 自發反應不一定要△S > O熵變是反應能否自發進行的一個因素,但不是惟一因素。 化學反應進行的方向Date15江西省鷹潭市第一中學 桂耀榮化學反應自發進行的方向2、物質的混亂度趨于增加1、物質具有的能量趨于降低?H(焓變)?S(熵變)>0焓(H)判據熵(S)判據放熱反應焓變熵變化學反應能否自發進行自發進行不自發進行不能定性判斷不能定性判斷?H<0?H0?H>0?S>0?S>0?S<0?S<0熵增原理<0化學反應進行的方向Date16江西省鷹潭市第一中學 桂耀榮思考交流: 根據你已有的知識和經驗,分析下列過程的焓 變、熵變與反應方向 焓變 熵變 能否自發①NH3(g)+ HCl(g)= NH4Cl(s) ﹤0 ②NH4Cl(s) === NH3(g)+ HCl(g) ③NH4Cl(s) === NH3(g)+ HCl(g)加熱反應能否自發還與溫度有關要正確判斷一個化學反應能否自發進行,必須綜合考慮反應的焓變△H和熵變△S化學反應進行的方向Date17江西省鷹潭市第一中學 桂耀榮信息:體系自由能變化( ?G )綜合考慮了焓變和熵變對反應體系的影響: ?G= ?H-T?S(T為熱力學溫度,均為正值)。在恒溫、恒壓下,用?G判斷化學反應在該狀況時自發進行的方向顯得更為科學(當?G <0時可自發進行)。請閱讀所給信息,然后回答問題反應在該狀況下能否自發進行<0>0>0<0>0>0<0<0<0自發進行>0不自發進行低溫時>0,高溫時<0低溫時<0,高溫時>0低溫不自發,高溫自發低溫自發,高溫不自發?H?S?G視學科野化學反應進行的方向Date18江西省鷹潭市第一中學 桂耀榮3、復合判據—自由能變化△G△G=△H-T △S△G單位:kJ/mol△ G0,反應不能自發進行化學反應進行的方向Date19江西省鷹潭市第一中學 桂耀榮△H△S化學反應進行的方向Date20江西省鷹潭市第一中學 桂耀榮2KClO3(s)==2KCl(s)+3O2(g)△H = -78.03 kJ·mol-1△S = 494.4 J·mol-1·K-1CO(g)==C(s,石墨)+1/2O2(g)△H = 110.5 kJ·mol-1△S = -89.36 J·mol-1·K-1判斷下列反應能否自發進行化學反應進行的方向Date21江西省鷹潭市第一中學 桂耀榮4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)==4Fe(OH)3(s)△H = -444.3kJ·mol-1△S = -280.1 J·mol-1·K-1△H (298K)= 178.2 kJ·mol-1△S (298K)= 169.6 J·mol-1·K-1CaCO3(s) = CaO(s)+CO2(g)化學反應進行的方向Date22江西省鷹潭市第一中學 桂耀榮1.反應的自發性只能用于判斷反應的方向,不能確定反應是否一定會發生和過程發生的速率。例如涂有防銹漆和未涂防銹漆的鋼制器件,二者發生腐蝕過程的自發性是相同的,但只有后者可以實現?!咀⒁狻?.在討論過程的方向時,指的是沒有外界干擾時體系的性質。如果允許外界對體系施加某種作用,就可能出現相反的結果。例如水泵可以把水從低水位升至高水位;高溫高壓下可以是石墨轉化為金剛石,實現的先決條件是要向體系中輸入能量,該過程的本質仍然是非自發性的?;瘜W反應進行的方向Date23江西省鷹潭市第一中學 桂耀榮【隨堂訓練】1、下列過程是非自發的是∶( )A.水由高處向低處流 B.天然氣的燃燒C.鐵在潮濕空氣中生銹 D.室溫下水結成冰2、碳酸銨在室溫下就能自發地分解產生氨氣,對其說法中正確的是∶( )A.其分解是因為生成了易揮發的氣體,使體系的熵增大B.其分解是因為外界給予了能量C.其分解是吸熱反應,據能量判據不能自發分解D.碳酸鹽都不穩定,都能自發分解DA化學反應進行的方向Date24江西省鷹潭市第一中學 桂耀榮3、下列說法正確的是∶( )A.凡是放熱反應都是自發的,由于吸熱反應都是非自發的B.自發反應一定是熵增大,非自發反應一定是熵減少或不變C.自發反應在恰當條件下才能實現D.自發反應在任何條件下都能實現4、自發進行的反應一定是∶( )A.吸熱反應 B.放熱反應C.熵增加反應 D.熵增加或者放熱反應CD化學反應進行的方向Date25江西省鷹潭市第一中學 桂耀榮5、下列說法不正確的是( )A. 焓變是一個與反應能否自發進行有關的因素,多數的能自發進行的反應都是放熱反應B. 在同一條件下不同物質有不同的熵值,其體系的混亂程度越大,熵值越大C. 一個反應能否自發進行取決于該反應放熱還是吸熱D. 一個反應能否自發進行,與焓變和熵變的共同影響有關C化學反應進行的方向Date26江西省鷹潭市第一中學 桂耀榮6、以下自發反應可用能量判據來解釋的是( )A.硝酸銨自發地溶于水B.2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g);△H=+56.7kJ/molC.(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); △H=+74.9 kJ/molD.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); △H=-571.6 kJ/molD化學反應進行的方向Date27江西省鷹潭市第一中學 桂耀榮D7、下列反應中,熵減小的是( )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(g)化學反應進行的方向8、某化學反應其△H= —122 kJ·mol-1,?S= 231 J·mol-1·K-1,則此反應在下列哪種情況下可自發進行 ( ) A.在任何溫度下都能自發進行 B.在任何溫度下都不能自發進行 C.僅在高溫下自發進行 D.僅在低溫下自發進行ADate28江西省鷹潭市第一中學 桂耀榮
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