广东省普宁市华侨中学高中化学 第二章 化学反应进行的方向课件 新人教版选修4.ppt

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 化学反应进行的快慢 化学反应的限度 化学反应进行的方向 化学反应速率 化学平衡 化学反应原理的组成部分 自发反应 在一定条件 温度 压强等 下不需外界帮助就能自动进行的反应 称为自发反应 自发过程 在一定条件下 不借助外部力量就能自动进行的过程 一 自发过程的定义 自然界中水总是从高处往低处流 电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动 室温下冰块自动融化 墨水扩散 食盐溶解于水 火柴棒散落等 这些生活中的现象将向何方发展 我们非常清楚 因为它们有明显的自发性 其中是否蕴藏了一定的科学原理 能量由高到低 下列反应在一定条件下都能自发进行 你知道这些反应能自发进行的主要原因吗 c3h8 g 5o2 g 3co2 g 4h2o l h 2217 5kj mol 12na s cl2 g 2nacl s h 822kj mol 14fe s 3o2 g fe2o3 s h 1648 4kj mol 1h2 g f2 g 2hf g h 546 6kj mol 1 放热反应使体系能量降低 能量越低越稳定 h o有利于反应自发进行 二 能否自发进行的判据 1 焓判据 共同特点 h o即放热反应 1 焓判据 反应物的总能量高 生成物的总能量低 放热反应 h 0 二 能否自发进行的判据 1 焓判据 思考 是不是所有自发进行的化学反应都是放热的 2nh4cl s ba oh 2 8h2o s nh3 g bacl2 s 10h2o l 2n2o5 g 4no2 g o2 g nh4 2co3 s nh4hco3 s nh3 g 注意 焓变只是反应能否自发进行的一个因素 但不是惟一因素 只根据焓变来判断反应方向是不全面的 h o 结论 h o有利于反应自发进行 但自发反应不一定要 h o 两种理想气体的混合可顺利自发进行 既不吸热也不放热的自发过程 h2 o2 o2h2 2 熵判据 有序 混乱 1 气体扩散 火柴散落过程混乱度如何变化 2 从混乱度角度分析它为什么可以自发发生 二 熵判据 增大 混乱度越大越稳定 1 熵 混乱 或无序 的程度 符号为s 体系的无序性越高 即混乱度越高 熵值就越大 2 熵判据 1 同一物质气态时熵值最大 液态较小 固态时最小 2 固体的溶解过程 墨水扩散过程和气体扩散过程 3 产生气体的反应和气体的物质的量增加的反应 导致体系熵增 s 0 的因素 d s 0 s 0 s 0 s 0 自发反应一定是熵增加的反应吗 2h2 g o2 g 2h2o l 10 c的水会自动结冰 熵变是反应能否自发进行的一个因素 但不是惟一因素 结论 s o有利于反应自发进行 自发反应不一定要 s o caco3 s cao s co2 g 这个反应能否自发进行 已知 h 298k 178 2kj mol s 298k 169 6j mol 1 k 1 思考 反应能否自发还与温度有关 化学反应的最终判据到底是什么呢 g h t s 当 h 0 s 0时 g 0反应自发进行 当 h 0 s 0时 g 0反应不能自发进行 当 h 0 s 0或 h 0 s 0时 反应是否自发与温度有关 自由能变化 3 复合判据 自由能变化 2kclo3 s 2kcl s 3o2 g h 78 03kj mol 1 s 494 4j mol 1 k 1 co g c s 石墨 1 2o2 g h 110 5kj mol 1 s 89 36j mol 1 k 1 练习 判断下列反应能否自发进行 不能 能 h 298k 178 2kj mol 1 s 298k 169 6j mol 1 k 1 caco3 s cao s co2 g g h t s g 0 能 化学反应进行方向的判据 能量判据 焓判据 是判断化学反应进行方向的判据之一 2 熵判据 能量最低原理 熵增原理 是判断化学反应进行方向的另一判据 3 复合判据 能量判据结合熵判据 总结 1 自发性只能用于判断过程的方向 不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率 2 在讨论过程的方向时 指的是没有外界干扰时体系的性质 如果允许外界对体系施加某种作用 就可能出现相反的结果 例如 石墨经高温高压还是可以变为金刚石的 例如 金刚石有向石墨转化的倾向 但是能否发生 什么时候发生 多快才能完成 就不是能量判据和熵判据能解决的问题了 注意 课堂达标测试 1 能用能量判据判断下列过程的方向的是 a 水总是自发的由高处往低处流b 放热反应容易自发进行 吸热反应不能自发进行c 有序排列的火柴散落时成为无序排列d 多次洗牌后 扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大 a 2 已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式 c 金刚石 s o2 g co2 g h1 395 41kj mol c 石墨 s o2 g co2 g h2 393 51kj mol关于金刚石与石墨的转化 下列说法正确的是a 金刚石转化成石墨是自发进行的过程b 石墨转化成金刚石是自发进行的过程c 石墨比金刚石能量低d 金刚石比石墨能量低 ac 3 下列说法中 正确的是 a 自发反应一定是熵增大 非自发反应一定是熵减小或不变b 自发反应在恰当条件下才能实现c 自发反应在任何条件下均能实现d 同一物质的固 液 气三种状态的熵值相同 b 4 在电子工业中清洗硅片上的sio2 s 的反应是 sio2 s 4hf aq sif4 g 2h2o g h 298 15k 94 0kj mol s 298 15k 75 8j mol k 设 h和 s不随温度而变化 试求此反应自发进行的温度条件 g h t s 0 d 5 下列反应中 熵减小的是 a nh4 2co3 s nh4hco3 s nh3 g b 2n2o5 g 4no2 g o2 g c mgco3 s mgo s co2 g d