四川省成都市高中化学 第二章 第四节 化学反应进行的方向课件 新人教版选修4.ppt

高山流水 电流 散热 自由落体 墨滴扩散 根据以上几个例子 思考什么是自发过程 自发过程的共同特点是什么 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 自发过程与非自发过程 非自发过程 在一定条件下 需持续借助人为作用才能进行的过程 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 3kj mol 2 铁生锈 3fe s 3 2o2 g fe2o3 s h 824kj mol 3 氢气和氧气反应 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 自发的化学反应的共同点 e反 e生 h 0 放热反应 自发过程的共同点 能量由高到底 4 钠与水反应 2na s 2h2o l 2naoh h2 g h 368kj mol 第四节化学反应进行的方向 一 焓判据 判断反应能否自发进行的能量判据 能量判据又称焓判据 即 h 0的反应有自发进行的倾向 多数能自发进行的化学反应是放热反应例如 4fe oh 2 s 2h2o l o2 g 4fe oh 3 s h 444 3kj mol nh3 g hcl g nh4cl s h 176 9kj mol 是不是所有放热反应都能自发进行呢 1 有些放热反应常温下能够自发进行 活化能几乎为0 2 有些放热反应需要点燃或加热 需要最初的反应动力 2nh4cl s ba oh 2 8h2o s nh3 g bacl2 s 10h2o l 2 nahco3 s hcl aq nacl aq co2 g h2o l 3 2n2o5 g 4no2 g o2 g 4 nh4 2co3 s nh4hco3 s nh3 g h 0吸热反应 吸热反应在常温下都不能自发进行吗 焓判据是判断化学反应进行方向的判据之一 结论 h o有利于反应自发进行 但自发反应不一定要 h o 引起某些吸热反应能自发进行的 气球 是什么呢 克劳修斯 德国 熵 s 有序 混乱 二 熵判据 判断反应能否自发进行的另一判据 1 熵 描述体系混乱 无序 度的物理量 符号 s单位 j mol 1 k 1 2 熵变 用 s表示 s s生成物总熵 s反应物总熵 熵判据 体系趋向于由有序状态转变为无序状态 即混乱度增加 s 0 且 s越大 越有利于反应自发进行 3 熵增原理 在与外界隔离的体系中 自发过程将导致体系的熵增大 s 0 注意 1 体系的无序性越高 即混乱度越高 熵值就越大 2 同一物质 气态时熵最大 液态时次之 固态时最小 4 导致熵增 s 0 的一些因素 1 同一物质状态改变 2 固体的溶解过程 墨水扩散过程和气体扩散过程 3 反应过程中气体物质的量增多的反应 4 生成气体的反应 固态 液态 气态 熵增 熵增 在一定温度和压强下 化学反应一定不能向着熵减少的方向自发进行吗 例如 10 的液态水会自动结冰成为固态 就是熵减的过程 但它是放热的 熵判据仅是判断化学反应进行方向的判据之一 结论 s o有利于反应自发进行 自发反应不一定要 s o 三 化学反应自发进行的方向 2 物质的混乱度趋于增加 1 物质具有的能量趋于降低 h 焓变 s 熵变 0 放热反应 自发进行 不自发进行 不能定性判断 不能定性判断 h 0 h 0 h 0 h 0 s 0 s 0 s 0 s 0 熵增原理 0 要正确判断一个化学反应能否自发进行 必须综合考虑反应的焓变 h和熵变 s 美国物理化学家吉布斯 研究表明 在温度 压强一定的条件下 化学反应自发进行方向的判据是 1 g h t s g h t s 0反应能自发进行 g h t s 0反应不能自发进行 g h t s 0反应达到平衡状态 g 自由能t 绝对温度 3 复合判据 自由能变化 g 2 反应进行方向的判断方法 3 当 h0 s 0时 反应是否自发进行与温度有关 一般低温时焓变影响为主 高温时 熵变影响为主 而温度影响的大小要 h s的具体数值而定 h 0 s 0高温下反应自发进行 h 0 s 0所有温度下反应不能自发进行 h0所有温度下反应自发进行 h 0 s 0低温下反应自发进行 2 25 和1 01 105pa时 反应2n2o5 g 4no2 g o2 g h 56 76kj mol 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 1 下列说法正确的是 a 凡是放热反应都是自发的 吸热反应都是非自发性的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c 自发进行的反应一定容易发生 d 自发反应在恰当条件下才能实现 3 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 4 已知298k时有下列数据 na2so4 10h2o s na2so4 s 10h2o g s 1443 8j mol 1 k 1 1 通过计算说明上述反应在298k及100kpa时能否自发进行 2 欲在100kpa时使上述反应发生逆转 温度范围是多少 69 9jmol 1k 1 47 9jmol 1k 1 188 7jmol 1k 1 s g