（通用版）2018-2019版高中化学 第二章 化学反应速率和化学平衡 第四节 化学反应进行的方向课件 新人教版选修5.ppt

第四节化学反应进行的方向,第二章化学反应速率和化学平衡,学习目标定位了解自发过程和自发反应的主要特点，了解焓判据、熵判据的含义，会用焓变和熵变判断反应进行的方向。,新知导学,达标检测,内容索引,新知导学,1.自发过程：在一定条件下，不借助外力而自发进行的过程。回答下列问题：(1)下列现象的发生，你认为是自发过程的是_(填字母)。A.水由高处往低处流B.气温升高冰雪融化C.室温下，水自动结成冰D.生锈的铁变光亮,一、自发过程和自发反应,答案,(2)自发过程具有的特点能量角度体系趋向于从状态转变为状态(体系对外部做功或者热量)。混乱度角度体系趋向于从状态转变为状态。,高能,低能,释放,有序,无序,2.有下列化学反应：白磷自燃、氯化氢分解、煤燃烧、钠与水反应、酸碱中和反应，其中属于能自发进行的化学反应(简称自发反应)的是，属于放热反应的是。,1.化学反应进行的方向与焓变的关系(1)分析下列反应进行的方向与H之间的关系：NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)，酸碱中和反应是热反应，H0，常温下自发进行。2Na(s)2H2O(l)=2NaOH(aq)H2(g)，该反应是热反应，H0，常温下自发进行。NH4HCO3(s)CH3COOH(aq)=CO2(g)CH3COONH4(aq)H2O(l)H0，该反应在常温下自发进行。CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H0，该反应在常温下自发进行，但在较高温度下自发进行。,二、化学反应进行的方向与焓变、熵变的关系,放,大,(3)熵判据在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵，即熵变(符号S)零，这个原理叫做。在用来判断过程的方向时，就称为熵判据。当S0时，反应为反应，在一定条件下自发进行。当S0时，反应为反应，在一定条件下自发进行。(4)反应熵变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。如：2Al(s)Fe2O3(s)=Al2O3(s)2Fe(s)S39.35Jmol1K1，上述反应为熵减少的反应，但在一定条件下，该反应也能自发进行。说明“熵判据”也具有一定的局限性。,增大,大于,熵增原理,熵变,熵增,能,熵减,不能,(1)从焓变(能量)角度：H0，有利于反应自发进行。(3)在实际的化学反应中，若H与S符号相同时，对化学反应的方向的影响作用出现矛盾，因此，在分析一个具体化学反应自发进行的方向时，不能孤立地使用焓判据或熵判据来分析，否则，可能会得出错误的结论。,例1下列自发反应可用焓判据来解释的是A.2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)H56.7kJmol1B.(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)H74.9kJmol1C.2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6kJmol1D.CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H178.2kJmol1,答案,解析,解析从焓变的角度分析，化学反应由高能状态向低能状态转化，使体系能量降低，表现为放热反应较易进行。,例2下列说法正确的是A.在常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能自发进行B.NH4HCO3(s)=NH3(g)H2O(g)CO2(g)H185.57kJmol1，能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的倾向C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变和熵变均可以单独作为反应自发性的判据D.在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向,答案,解析,解析A项错误，有些能使熵值增大的吸热反应可以自发进行；C项错误，焓变和熵变均不能单独作为反应自发性的判据；D项中使用催化剂只能降低反应的活化能，增大反应速率，不能改变反应的方向。,1.用焓变和熵变的复合判据判断反应的方向(1)由焓判据知反应是易进行的；由熵判据知熵值是自发的。很多情况下用不同的判据判定同一个反应，可能会出现相反的判断结果。(2)体系的自由能变化(符号为G，单位为kJmol1)综合考虑了焓变和熵变对体系的影响，可用于化学反应自发进行的方向的判断，G。,三、化学反应进行的方向与自由能变化的关系,放热,增加,H,TS,2.已知反应：2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)在298K、101kPa的条件下，其H113.0kJmol1，S145.3Jmol1K1。该反应_(填“能”或“不能”)用于消除汽车尾气中的NO，理由为_。,能,该反应的HTS69.7kJmol10或H,不能,(2)超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式为2NO2CO2CO2N2。反应在常温下能够自发进行，则反应的H_(填“”“”或“”)0。,答案,解析,解析因为S0，且GHTS0，则：该反应常温下_(填“能”或“不能”)自发进行。,答案,解析,不能,解析常温下石灰石不分解。,据本题反应数据分析，温度_(填“能”或“不能”)成为反应方向的决定因素。,能,解析该反应的H0，S0，属于熵增加的吸热反应，故在高温下该反应能够自发进行。,(4)已知CaSO4(s)CO(g)CaO(s)SO2(g)CO2(g)H218kJmol1，该反应能够自发进行的反应条件是_。,答案,解析,高温,解析自发反应的条件是HTS0，故T，即T值较大，该反应应在高温下进行。,(5)某吸热反应能自发进行，则该反应的S_(填“”或“,解析吸热反应能自发进行，即H0，HTS0，故S0。,学习小结,达标检测,1.知道了某过程有自发性之后，则A.可判断过程的方向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,答案,1,2,3,4,5,解析,解析判断某反应是否自发，只是判断反应的方向，与反应是否会发生、反应的快慢、反应的热效应无关。,2.下列关于焓变与反应方向的叙述中正确的是A.化学反应的焓变与其反应的方向无关B.化学反应的焓变直接决定了反应的方向C.反应焓变为正值时不利于反应自发进行D.焓变为负值的反应都能自发进行,答案,解析,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,解析可逆反应的正、逆反应其焓变的数值相等，但是符号(变化趋势)相反，故A项错误；焓变对反应方向有直接影响，但不能决定反应进行的方向，B项错误；焓变为负值的反应多数能自发进行，但有的也不是自发反应，D项错误；焓变为正值，吸收热量，体系能量升高，不利于反应自发进行，C项正确。,3.下列说法完全正确的是A.自发进行的反应均是放热反应B.S为正值的反应均能自发进行C.物质的量增加的反应，S为正值D.CaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g)：S0,答案,解析,1,2,3,4,5,解析有些吸热反应也可以自发进行，如(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)，故A错；熵变与反应的自发性有关，但不能独立地作为反应是否自发的判据，故B错；物质的量增加的反应，其混乱度不一定增加，即S不一定为正值，如2H2S(g)O2(g)=2H2O(l)2S(s)，故C错；CaCO3(s)的分解产生了气体，为熵增加反应，故D正确。,1,2,3,4,5,4.已知在等温等压条件下，化学反应方向的判据为HTS0反应不能自发进行设反应A=DEHTS(450011T)Jmol1，要防止反应发生，温度必须A.高于409KB.低于136KC.高于136K而低于409KD.低于409K,答案,解析,1,2,3,4,5,解析要防止反应发生需满足HTS0的条件，解不等式得T409K，故A正确。,1,2,3,4,5,5.回答下列问题：(1)汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：2CO(g)=2C(s)O2(g)。已知该反应的H0，简述该设想能否实现的依据：_。,1,2,3,4,5,该反应是H0、S0，b、c、d反应的S0，HTS0，所以在高温时该反应不能自发进行。,a,(3)运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义，请完成下列探究。生产氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C(s)H2O(g)H2