高中化学 2.4 化学反应进行的方向课件 新人教版选修4.ppt

第四节化学反应进行的方向,目标导航,预习导引,目标导航,预习导引,1.自发过程与自发反应(1)自发过程和自发反应的比较。,目标导航,预习导引,(2)自发过程的规律。自发过程的逆方向相同条件下不自发进行。体系趋向于从高能状态转变为低能状态。体系趋向于从有序体系转变为无序体系。,目标导航,预习导引,2.化学反应进行方向的判据(1)焓判据。放热反应过程中体系能量降低,具有自发进行的倾向,因此可用焓变来判断反应进行的方向。局限性:有些吸热反应,也能自发进行。例如:2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)H=+56.7kJmol-1;(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)H=+74.9kJmol-1。,目标导航,预习导引,(2)熵判据。熵:用来度量体系混乱程度的物理量。熵值越大,混乱程度越大。符号为S,单位为“J(molK)-1”。熵值大小的比较:同一种物质不同状态时熵值大小为S(g)S(l)S(s)。熵增原理:在与外界隔绝的体系中,自发过程将导致体系的熵增大,即熵变(符号S)零。熵判据:体系有自发地向混乱度增加(即熵增)的方向转变的倾向,因此可用熵变来判断反应进行的方向。,目标导航,预习导引,局限性:有些熵值减小的反应,在一定条件下也能自发进行。如:2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)S=-39.35J(molK)-1。该反应是熵减过程,但在高温下能自发进行。(3)复合判据。研究表明,在温度、压强一定的条件下,化学反应的方向是反应焓变和熵变共同影响的结果。若H0,反应一定能自发进行。若H0,S0,反应能否自发进行与反应的温度有关。若H0,S0的过程一定能自发进行,S0)。如CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)(4)结论:反应的焓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。,迁移应用,典题例解,一,二,思考探究,知识精要,2.化学反应方向与熵变的关系(1)许多熵增的反应在常温、常压下可以自发进行。如2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g)NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)(2)少数熵减的反应,在一定条件下也可以自发进行。,迁移应用,典题例解,一,二,思考探究,知识精要,(1)在加热条件下,NH4Cl可以分解,常温下NH3和HCl可以化合生成NH4Cl。根据事实分析,在常温下和高温下哪一个反应是自发反应?答案:常温下NH3和HCl的化合反应为自发反应,高温下NH4Cl分解的反应为自发反应。(2)对于反应2NO2(g)N2O4(g)H0,从能量角度看该反应是自发的,从熵变角度看该反应能否自发进行?答案:不能自发进行。放热反应,使物质的总能量降低,使反应有自发进行的趋势。而从熵变角度看,该反应的正反应物质的混乱度降低,是熵减小的反应,是不能自发进行的。,迁移应用,典题例解,一,二,思考探究,知识精要,【例1】下列说法正确的是()A.CaCO3CaO+CO2S0;C项焓变、熵变均与反应的自发性有关,而反应能否自发进行是由二者共同决定的,即由H-TS的大小决定;D项若某反应H0,S0,因此该过程是熵增加的过程。(2)水煤气转化反应,气态物质的物质的量在反应前后未发生变化:(1+1)-(1+1)=0,估计该过程的熵变很小。(3)生成臭氧后,气态物质的物质的量减小:2-30,要保证G0,高温下能自发进行;S0的反应不一定能自发进行;反应放热有利于反应自发进行,但能自发进行的反应不一定是放热反应,不能自发进行的反应也不一定是吸热反应。答案:A,迁移应用,典题例解,一,二,思考探究,知识精要,2.与自然界中许多变化一样,化学反应具有方向性。下列有关叙述中正确的是()A.原电池反应一定是自发进行的氧化还原反应,且H0,S0,D项错误。答案:A,方法归纳,案例探究,复合判据的应用探究城市越来越多的汽车造成了严重的尾气污染。为了减轻大气污染,人们提出用以下反应来处理汽车尾气:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)已知在298K、101kPa下,该反应的H=-113.0kJmol-1,S=-145.3J(molK)-1。(1)这一反应在室温下能否自发进行?(2)如果该反应的H随温度的变化忽略不计,那么该反应能够自发进行的温度范围是多少?(3)能否设计一个方案使该反应在发动机中进行?(汽车发动机内汽油燃烧时的温度一般高于2000K)(4)试想现在这一方案未能大面积实施的原因是什么?,方法归纳,案例探究,解析:(1)室温下该反应的H-TS-69.7kJmol-10,所以反应能自发进行。(2)要使反应自发进行,H-TS0。代入数据(3)因为该反应能够自发进行的温度范围为T777.7K,而汽车发动机内(汽车发动机内汽油燃烧时的温度一般高于2000K)的温度一般高于2000K