化学：2.1《化学反应的方向》课件(福建)(鲁科版选修4).ppt

第一节 化学反应的方向 学习要求 1、理解能量判据、熵的概念 2、利用能量判据判断反应进行的 方向 3、利用熵变判断反应进行的方向 化学反应进行的快慢 化学反应的限度 化学反应进行的方向 化学反应速率 化学平衡 能量判据和熵判据 生活中的自发过程 (1)自然界中水由高处往低处流，而不会自 动从低处往高处流； (2) 铁器暴露在潮湿空气中会生锈；这些过 程都是自发的，其逆过程就是非自发的。 这些生活中的现象将向何方发展， 我们非常清楚，因为它们有明显的自发 性其中是否蕴藏了一定的科学原理 ？ 化学反应中的自发过程 (1)甲烷燃烧： CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H=802.3 kJ/mol (2)铁生锈： 3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) H=-824 kJ/mol (3)氢气和氧气反应： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); H=571.6 kJ/mol 共同点放热反应E反 E生 一、自发过程与能量判据 1、自发过程：在一定条件下不需要外力作 用就能自动进行的过程。 共同特点：体系趋向于从高能状态转变 为低能状态 2、能量判据：自发过程的体系取向于从高 能状态转变为低能状态(这时体系会对外部 做功或释放热量)，这一经验规律就是能量 判据，是判断化学反应进行方向的判据之一 。 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 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 练习2 知道了某过程有自发性之后，则 A.可判断出过程的方向 B.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 D.可判断过程的热效应 A 有些过程也是自发的，这当中 有的与物质的能量高低无关，有的 虽与能量高低有关，但用能量判据 却无法解释清楚，例如： 两种理想气体的混合可顺利自发进行，无 须借助外力 N2O5分解： 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)； H=+56.7kJ/mol 碳铵的分解：(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); H=+74.9 kJ/mol 自发进行的吸热反应 二、熵与熵判据 1在密闭条件下，体系有由有序自发地 转变为无序的倾向，这种推动体系变化的 因素称作熵。 2、熵判据：在与外界隔离的体系中，自发 过程将导致体系的熵增大，这一经验规律 叫做熵增原理，是判断化学反应方向的另 一判据熵判据。 3同一物质，在气态时熵最大，液态时 次之，固态时最小。 体系混乱度有增 加的倾向 三、能量判据和熵判据的应用 能量判据中，自发过程取向于最低能量 状态的倾向 熵判据中，自发过程取向于最大混乱度的 倾向 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，所以应两个判据兼顾。由能量判据(以 焓变为基础)和熵判据组合成的复合判据将 更适合于所有的过程。 练习3 碳铵(NH4)2CO3在室温下就能自发地分 解产生氨气，对其说法中正确的是 A、碳铵分解是因为生成了易挥发的气体 ，使体系的熵增大。 B、碳铵分解是因为外界给予了能量 C、碳铵分解是吸热反应，根据能量判据 不能自发分解 D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解。 A 练习4 下列反应中，在高温下不能自发进行的是 D. CO(g)C(s)1/2O2 B. 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g) A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g) C. MgCO3(s)MgO(s)CO2(s) D 熵减 熵增 熵增 熵增 1过程的自发性只能用于判断过程的方向， 不能确定过程是否一定会发生和过程发生的 速率。例如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 ，就不是能量判据和熵判据能解决的问题了 。 注意 2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，就可能出现相反的结果 。例如石墨经高温高压还是可以变为金刚 石的。 小结 一、化学反应进行方向的判据 1能量判据2熵判据 二、理解熵的含义和熵的变化 1、放热的自发过程可能是熵减小的过程， 如铁生锈、氢气燃烧等；也可能是熵无明显 变化或增加的过程，如金刚石和石墨的互变 熵不变；活泼金属与酸的置换反应熵增等 2、吸