江苏省连云港市赣榆县赣榆县海头高级中学高中化学 专题2 第二单元 第1课时 化学反应的方向课件 苏教版选修4.ppt

第二单元化学反应的方向和限度第1课时化学反应的方向 课程标准导航1 了解自发过程和化学反应的自发性 2 通过 有序 和 无序 的对比 了解熵和熵变的概念 3 初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响 能用焓变和熵变说明化学反应的方向 一 化学反应的方向1 自发反应 在一定条件下无需 就能 的反应 如 铁器暴露于潮湿的空气中生锈 2 化学反应具有 性 许多化学反应的正反应能 而其逆反应无法 自主学习 外界帮助 自动进行 方向 自动进行 自动进行 想一想1 自发反应一定能自动进行 而非自发反应一定不能发生 这句话对吗 说明理由 提示 不对 某些自发反应需在一定条件下才能自动进行 非自发反应具备了一定条件也能发生 二 判断化学反应方向的依据1 焓判据 能量判据 1 从能量变化的角度来看自发过程的共同特点是 体系能量趋向于从能量 状态转变为能量 状态 这时体系会对 2 放热反应过程中体系能量 因此具有 倾向 即对于焓变 h 若 h 0 正向反应通常能 较高 较低 外部做功或者释放能量 降低 自发进行 自发进行 若 h 0 正向反应通常 自发进行 而逆向反应 自发进行 反应的 是制约化学反应能否自发进行的因素之一 不能 能 焓变 想一想2 所有的自发反应都是放热反应的这种说法对吗 说明理由 提示 多数能自发进行的反应是放热反应 有些吸热反应也能自发进行 如 2nh4cl ba oh 2 8h2o bacl2 2nh3 10h2o h 0 2 熵判据 1 熵 用来衡量一个体系混乱度的物理量 通常用符号 表示 熵值越大表示体系 越大 在密闭条件下 体系通常有混乱度增大的倾向即由 自发地变为 的倾向 2 熵的大小判断 对于同一物质不同状态时 s 气 s 液 s 固 s 混乱度 有序 无序 3 化学反应中的熵变 s s 0的反应叫熵增反应 s 0的反应叫熵减反应 4 熵变与化学反应自发性的关系 是与反应能否自发进行有关的一个因素 s 0的反应体系的混乱度增大 有利于反应自发进行 s 0的反应体系的混乱度减小 不利于反应自发进行 反应产物总熵 反应物总熵 反应熵变 想一想3 反应 zn h2so4 h2 znso4是熵增加的反应吗 从熵变 焓变的角度来分析 该反应能否自发进行 提示 该反应有气体生成 是熵增加的反应 熵增加的化学反应通常能自发进行 所以从熵变的角度来分析该反应能自发进行 该反应是放热反应 放热反应通常能自发进行 所以从焓变的角度来分析该反应能自发进行 1 冰融化为水的过程的焓变和熵变正确的是 a h 0 s 0b h 0 s 0c h 0 s 0d h 0 s 0解析 选c 冰融化是吸热过程所以 h 0 物质由固态变为液态是熵增加过程所以 s 0 自主体验 2 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 从焓变的角度分析 化学反应有由高能状态向低能状态转化 使体系能量降低的趋势 表现为放热反应 3 25 1 01 105pa时 反应2n2o5 g 4no2 g o2 g h 56 7kj mol 1 自发进行的原因是 a 是吸热反应b 是放热反应c 是熵减少的反应d 熵增大效应大于能量效应 解析 选d 该反应 h 0不利于反应的自发进行 而 s 0有利于反应的自发进行 事实是该反应在常温下自发进行 故该反应自发进行的原因是熵增大效应大于能量效应 探究导引焓变与反应能否自发进行有何关系 焓变 h 0的反应 即放热反应 一定能自发进行吗 焓变 h 0的反应 即吸热反应 一定不能自发进行吗 要点一化学反应方向与焓变 h关系 要点归纳 化学反应方向与焓变 h关系1 自发过程总是能够对外界做功 消耗自身能量 而自身能量降低 自发反应也是一个自发过程 因而化学反应也自发地向能量低的方向进行 化学反应中 h的变化也体现了体系能量的变化 所以 h可作为自发反应是否发生的一个判断依据 简称为 能量判据 2 h 0的反应 多数是能自发进行的反应 h 0的反应多为非自发反应 特殊情况下要通过焓变与熵变共同来判断反应是否能够自发进行 1 已知方程式2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 1 则关于方程式 2h2o l 2h2 g o2 g h 的说法正确的是 a 从焓变的角度来看该反应能自发进行b 该反应焓变 h大于零体系能量增高c 该反应 h 571 6kj mol 1d 该反应焓变 h与方程式中计量数无关 即时应用 解析 选b 从焓变的角度来看该反应的 h 0为吸热反应 体系能量增高 不利于自发进行 a c项不符合题意 h与方程式中的计量数成正比 所以d项不符合题意 探究导引常见的熵增加的化学反应有哪些 熵增加的化学反应一定能自发进行吗 提示 产生气体的反应 气体的物质的量增大的反应 熵变为正值 是熵增反应 许多熵增大的反应在常温 常压下可以自发进行 例如 2h2o2 aq 2h2o l o2 g 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 例如 caco3 s cao s co2 g 要点二化学反应方向与熵变 s关系 反应熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素 但不是唯一因素 熵增加 s 0 的过程有利于反应的自发进行 但不一定就是自发反应 要点归纳 2 下列过程的方向不能用熵判据判断的是 a 氯化铵与结晶氢氧化钡混合研磨 很快闻到刺激性气味b 冬天一杯水很快变冷c 有序排列的火柴散落时成为无序排列d 多次洗牌以后 扑克牌毫无规律混乱排列的几率较大 即时应用 解析 选b 熵判据着力于从体系的混乱度来判断过程进行的方向 即体系熵 混乱度 增加 可自发进行 热水变冷水 熵减小 但能自发进行 故不能用熵判据判断 探究导引在一定条件下 一个化学反应能否自发进行 既与反应的焓变有关 又与反应的熵变有关 焓变和熵变是如何共同确定化学反应能否自发进行的 提示 在温度 压强一定的条件下 自发反应总是向 h t s 0的方向进行 要点三焓变与熵变对反应方向的共同影响 要点归纳 在恒温 恒压下 判断化学反应能否自发进行通常依据体系的自由能变化 符号 g 单位为kj mol 1 来确定 g h t s 其中 h为焓变 s为熵变 t为热力学温度 单位为k g h t s 0反应能自发进行 g h t s 0反应达到平衡状态 g h t s 0反应不能自发进行 即时应用 3 已知 凡气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应 根据所学知识判断 下列反应中 在任何温度下都不自发进行的是 a 2o3 g 3o2 g h 0b 2co g 2c s o2 g h 0c n2 g 3h2 g 2nh3 g h 0d caco3 s cao s co2 g h 0 解析 选b 据 h t s 0 反应不能自发进行 知 a项中的反应 h 0 s 0 反应能自发进行 b项中的反应 h 0 s 0 h t s 0 反应不能自发进行 c项中的反应 h 0 s 0 反应是否自发进行取决温度大小 d项中的反应 h 0 s 0 反应是否自发进行也取决温度大小 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 h 185 7kj mol 1 能自发进行 原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向 c 因为焓变和熵变都与反应的自发性有关 因此焓变或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 思路点拨 正确解答本题 首先要明确焓判据和熵判据对化学反应方向的影响 然后利用自由能变化 复合判据 进行综合分析判断 同时要注意催化剂在化学反应中的作用 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项错误的原因是要将二者综合起来即利用复合判据进行判断 d项中使用催化剂只能降低反应的活化能 不能改变反应的方向 答案 b 名师点睛 焓变和熵变都是与反应能否自发进行有关的因素 但又都不能独立地作为反应自发性的判据 要判断反应进行的方向 必须综合考虑体系的焓变和熵变对反应方向的综合影响 自发反应进行的温度条件自由能的变化对化学反应方向影响的应用 体系的自由能变化 符号 g 单位为kj mol 1 综合考虑了焓变和熵变对体系的影响 g h t s 0反应能自发进行 g h t s 0反应达到平衡状态 g h t