全程学习方略高中化学 2.2.1 判断化学反应方向的依据课件 鲁科版选修4.ppt

第二单元化学反应的方向和限度第1课时判断化学反应方向的依据 一 自发反应1 自发反应 在一定温度和压强下 无需外界帮助就能 的反应 2 特征 1 具有由能量 状态向能量 状态转化的倾向 2 具有趋向于体系混乱度 的倾向 自动 进行 较高 较低 增大 二 化学反应自发进行的判断依据1 焓变与反应的自发性的关系 1 焓判据 绝大多数 h 0 都能自发进行 且反应放出的热量越多 体系能量降低得也越多 反应越完全 反应的 是制约化学反应能否自发进行的因素之一 2 局限 并非所有自发进行的反应都是放热的 有些吸热反应也能自发进行 放热反应 焓变 2 熵变与反应的自发性的关系 1 熵 衡量一个体系混乱度的物理量 用s表示 2 特点 体系的混乱度越大 熵值 同一物质的不同状态的熵值 s s s l s g 越大 3 熵变 反应前后体系熵的变化 用 s表示 即 s s 生成物 s 反应物 s 0为熵增反应 s 0为熵减反应 4 熵判据 熵判据 化学反应的 s 越有利于反应自发进行 熵变是决定化学反应能否自发进行的另一个因素 局限 并非所有自发进行的反应都是熵增反应 有些熵减反应也能自发进行 越大 3 反应自发进行的判断 判断一个反应能否自发进行 要综合考虑 焓变和熵变 1 辨析下列说法的正误 1 放热反应一定能自发进行 2 需要加热的反应都不能自发进行 3 一定条件下水由气态变为液态是熵减小的过程 4 某反应在某条件下正反应能自发进行 则该条件下其逆反应必定不能自发进行 答案解析 1 分析 反应放热有利于反应自发进行 但放热反应不一定自发进行 如物质的燃烧 2 分析 反应条件是否需要加热与反应能否自发进行无关 3 分析 同一物质的熵 气态 液态 固态 4 分析 反应正向 逆向的焓变 熵变符号相反 2 下列对熵的理解不正确的是 a 同种物质气态时熵值最大 固态时熵值最小b 体系越有序 熵值越小 越混乱 熵值越大c 与外界隔离的体系 自发过程将导致体系的熵减小d 25 1 01 105pa时 2n2o5 g 4no2 g o2 g 是熵增的反应 解析 选c 体系越有序 熵值越小 越混乱 熵值越大 体系都有自发从有序转变为无序的倾向 此过程为熵增过程 c项错 3 下列过程能用焓判据解释的是 a水总是自发地由高处往低处流b 高温高压下使石墨转化为金刚石c 有序排列的火柴散落时成为无序排列d 多次洗牌以后 扑克牌毫无规律地混乱排列的概率大 解析 选a 水由高处往低处流 有趋向于最低能量状态的倾向 属于焓判据 石墨转化成金刚石是吸热反应 转化过程不符合焓判据 c d两项只能用熵判据解释 4 下列说法中正确的是 a 凡是放热反应都是自发的 吸热反应都是非自发的b 自发反应一定是熵增大 非自发反应一定是熵减小或不变的反应c 自发反应在恰当的条件下才能实现d 自发反应在任何条件下都能实现 解析 选c 放热反应常常是容易进行的过程 吸热反应有些也是自发的 a项错 自发反应的熵不一定增大 b项错 过程的自发性只能用于判断过程的方向 是否能实现还要看具体的条件 c项正确 d项错 5 下列属于熵增过程的是 a co2气体变为co2固体b 氨气和氯化氢气体生成氯化铵晶体c 水蒸气凝结成液态水d 碳酸氢铵受热分解生成二氧化碳气体 氨气和水蒸气 解析 选d 气体变为液体或固体 是熵减过程 固体变为液体或气体 是熵增的过程 6 某反应 a b c在室温下不能自发进行 在高温下能自发进行 对该反应过程 h s的判断正确的是 a h0 s0d h 0 s 0 解析 选d 该反应在室温下不能自发反应 而高温下能自发进行 根据 h和 s对反应方向的共同影响可推知 h 0 s 0 一 化学反应进行的方向与焓变 熵变的关系1 与焓变的关系 1 多数能自发进行的化学反应是放热反应 如naoh aq hcl aq nacl aq h2o l h0 3 还有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行 但在较高温度下则能自发进行 如caco3 s cao s co2 g h 0 4 结论 能量变化是一个与反应能否自发进行有关的因素 但不是决定反应能否自发进行的唯一因素 2 与熵变的关系 1 许多熵增加的反应在常温 常压下可以自发进行 如2h2o2 aq 2h2o l o2 g s 0 2 有些熵增加的反应在常温 常压下不能自发进行 但在较高温度下可以自发进行 如caco3 s cao s co2 g s 0 3 少数熵减小的反应 它在一定条件下也可以自发进行 如nh3 g hcl g nh4cl s s 0 4 结论 熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素 但不是决定反应能否自发进行的唯一因素 点拨 焓变 熵变与反应进行的方向 1 判断反应进行的方向 不能仅看焓变或仅看熵变 焓变 熵变虽然影响反应进行的方向 但二者都不是决定性因素 二者与温度结合 才能最终判断反应进行的方向 2 判断影响反应方向的因素时需注意 焓变是指反应放热还是吸热 即 h大于0还是小于0 熵变一般看反应前后物质的状态 即固态 液态生成气态物质 还是气态生成固态 液态物质 微思考 1 nh3 g hcl g nh4cl s 常温下可自发进行 则影响反应方向的主要因素是什么 提示 该反应是一个熵减的反应 故反应可自发进行的主要影响因素是焓变 2 对于反应2no2 g n2o4 g h 0 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 提示 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 该反应的正反应使物质的混乱度降低 是熵减小的反应 过关题组 1 下列说法中不正确的是 a 体系有序性越高 熵值就越小b 自发过程可以导致体系的熵增大c 吸热反应不可以自发进行d 同种物质气态时熵值最大 解题指南 解答本题应注意以下两点 1 熵用来表示混乱度 体系越混乱 熵值越高 2 反应能否自发进行要综合焓变 熵变判断 解析 选c 体系越混乱 熵值越高 越有序 熵值越低 a项正确 熵增有利于反应自发进行 b项正确 有些吸热反应也可以自发进行 c项错 同种物质的熵值 s s s l s g d项正确 2 2014 许昌高二检测 下列自发反应可用焓判据来解释的是 a 2n2o5 g 4no2 g o2 g h 56 7kj mol 1b nh4 2co3 s nh4hco3 s nh3 g h 74 9kj mol 1c 2h2 g o2 g 2h2o l h 286kj mol 1d caco3 s cao s co2 g h 178 2kj mol 1 解析 选c c项是放热反应 从焓变角度来看 放热反应有利于反应自发进行 互动探究 1 试举例证明题1中c项是否正确 提示 不正确 如氯化铵和氢氧化钡反应是吸热反应 但能自发进行 2 题2中c选项在任何条件下都自发进行吗 为什么 提示 不一定 因为该反应是熵减的反应 需要确定温度才能确定反应是否自发进行 变式训练 能用焓判据判断下列过程方向的是 a 湿的衣服经过晾晒变干b 硝酸铵溶于水c 100 时的水蒸气凝结成水d 25 101kpa时2n2o5 g 4no2 g o2 g h 56 7kj mol 1能自发进行 解析 选c a项 水由液态变为气态 主要是熵判据 b项 由固体变为离子 主要是熵判据 c项 是放热过程 主要是焓判据 d项 反应吸热而自发 主要是熵判据 二 复合判据1 复合判据 体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向 判断反应的自发性必须综合考虑反应的焓变和熵变 在恒温 恒压时 1 h0 则反应一定能自发进行 2 h 0 s0 s 0 反应可能自发进行 也可能不自发进行 与反应的温度有关 2 注意几种情况 1 放热的熵增加的反应 能自发进行 2 吸热的熵减少的反应 不能自发进行 3 放热的熵减少的反应 降低温度 有利于反应自发进行 4 吸热的熵增加的反应 升高温度 有利于反应自发进行 微思考 1 符合 h0的化学反应在所有温度下反应都能自发进行 条件的化学反应在常温下都能实际发生吗 提示 不一定 h0 指的是在温度 压强一定的条件下反应自动发生的趋势 即反应发生的可能性 它并不能说明在该条件下 可能自发进行的反应能否实际发生 因为反应能否实际发生还涉及反应速率问题 2 熵增大 熵减小的反应在一定条件下都能自发进行 所以熵判据无意义 对吗 提示 不对 大多数自发进行的反应是熵增大的反应 但有少数熵减小的反应在一定条件下能自发进行 无规律可循 过关题组 1 2014 武威高二检测 下列反应过程中 h 0且 s 0的是 a nh3 g hcl g nh4cl s b caco3 s cao s co2 g c 4al s 3o2 g 2al2o3 s d hcl aq naoh aq nacl aq h2o l 解题探究 1 如何确定反应过程中熵值的变化 提示 主要从物质的状态来判断 一般固态 液态反应物生成气态物质时熵增 反之则熵减 2 能仅依据焓变和熵变判断反应的方向吗 提示 不能 还要结合温度综合判断 解析 选b a项放热 熵减 b项吸热 熵增 c项放热 熵减 d项放热 熵减 2 2014 淄博高二检测 对于化学反应能否自发进行 下列说法中错误的是 a 若 h0 任何温度下都能自发进行b 若 h 0 s0 s 0 低温时可自发进行d 若 h0 s 0 高温时可自发进行 3 下列反应中 常温常压下一定不能自发进行的是 a 2kclo3 s 2kcl s 3o2 g h 78 03kj mol 1 s 1110j mol 1 k 1b co g c s 石墨 o2 g h 110 5kj mol 1 s 89 36j mol 1 k 1 c 4fe oh 2 s 2h2o l o2 g 4fe oh 3 s h 444 3kj mol 1 s 280 1j mol 1 k 1d nh4hco3 s ch3cooh aq co2 g ch3coonh4 aq h2o l h 37 30kj mol 1 s 184 05j mol 1 k 1 解析 选b 反应吸热而熵减 则一定不能自发进行 方法规