人教版高中化学选修4——化学反应进行的方向.ppt

化学反应进行的方向 第二章第四节 学习目标1 理解能量判据 焓判据 熵的概念2 利用能量判据判断反应进行的方向3 利用熵判据判断反应进行的方向 自主学习 阅读教材P34的有关内容 思考下列问题 参考P36的自主梳理 1 什么是自发过程 自发过程的共同特点是什么 2 什么样的反应是自发反应 自发反应一般是吸热反应还是放热反应 自发过程 在一定条件下 不需要持续外力作用就能自动进行的过程 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 一 自发过程和自发反应 1 自发过程和非自发过程 举例说明 2 自发反应 自发过程的特点 体系趋向从高能状态向低能状态转变 即由不稳定向稳定状态转变的趋势 在给定的条件下 一定温度和压强 无需外界帮助 一经引发即能自动进行的过程或反应 称为自发反应 举例说明 化学反应中的自发反应 1 钠与水反应 2Na s 2H2O l 2NaOH H2 g H 368kJ 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 共同点 放热反应 H 0 二 化学反应进行方向的判据 能量判据 自发过程的体系取向于从高能状态转变为低能状态 这时体系会对外部做功或释放热量 这一经验规律就是能量判据 能量判据又称焓判据 即 H 0的反应有自发进行的倾向 1 能量判据 或焓判据 练习1 已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为 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 焓判据只是判断化学反应进行方向的判据之一 想一想 是否所有的吸热反应都不能自发进行 不是 如 常温下冰的熔化 食盐的溶解等 2 熵判据 自主学习 阅读教材P35的有关内容 思考下列问题 参考P36自主梳理 1 什么是熵 2 熵变与自发反应的关系是什么 有序 无序 1 有序排列的火柴散落时成无序排列 2 有规律的一副扑克牌经多次洗牌后 变得无规律 体系 1 熵的定义 热力学上用来表示混乱度的状态函数 符号为S 单位 J mol k 1熵值就越大 体系的无序性越高 即混乱度越高 2 熵判据 气态 液态 固态 2 同一物质不同状态时 熵值大小比较 举例 固体的溶解过程 墨水扩散过程和气体扩散过程 4 熵判据体系有自发地向混乱度 即 的方向转变的倾向 故可以用熵变来判断反应进行的方向 3 熵增原理 增加 熵增加 在与外界隔绝的体系中 自发过程将导致体系的熵 即熵变 符号 0 增大 N2O5分解 2N2O5 g 4NO2 g O2 g H 56 7kJ mol 碳酸铵的分解 NH4 2CO3 s NH4HCO3 s NH3 g H 74 9kJ mol 用熵增原理解释下列吸热反应能自发进行的原因 自发反应中生成气体物质的量增多的方向即熵增的方向 有些熵减的反应也能发生 10 的液态水会自动结冰 故熵判据只是判断反应能否自发进行的判据之一 3 复合判据 教材P36 科学视野 G H T S 为热力学温度 均为正值 273 t t为摄氏温度 吉布斯自由能的变化 信息 体系自由能变化 G 综合考虑了焓变和熵变对反应体系的影响 G H T S 为热力学温度 均为正值 在恒温 恒压下 用 G判断化学反应在该状况时自发进行的方向显得更为科学 当 G 0时可自发进行 自发进行 不自发进行 低温时 高温时 低温时 高温时 低温不自发 高温自发 低温自发 高温不自发 H 小结 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 下列反应中 在高温下不能自发进行的是 D CO g C s 1 2O2 B 2N2O5 g 4NO2 g O2 g A NH4 2CO3 s NH4HCO3 s NH3 g C MgCO3 s MgO s CO2 s D 熵减 熵增 熵增 熵增 碳铵 NH4 2CO3 在室温下就能自发地分解产生氨气 对其说法中正确的是A 碳铵分解是因为生成了易挥发的气体 使体系的熵增大 B 碳铵分解是因为外界给予了能量C 碳铵分解是吸热反应 根据能量判据不能自发分解D 碳酸盐都不稳定 都能自发分解 A 1 科学家根据体系存在着力图使 和 的自然现象 提出了相互关联的 和 为最终解决上述问题提供了必要的理论根据 试分别举一例 自身能量趋于 最低 有序 变为 无序 能量判据 熵判据 铁在潮湿空气中生锈 硝酸铵溶于水 2 以下自发反应可用能量判据来解释的是 A 硝酸铵自发地溶于水B 2N2O5 g 4NO2 g O2 g H 56 7kJ molC NH4 2CO3 s NH4HCO3 s NH3 g H 74 9kJ molD 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ mol D 3 下列说法正确的是 A 凡是放热反应都是自发的 由于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 自发反应在恰当条件下才能实现 D 自发反应在任何条件下都能实现 C 4 自发进行的反应一定是 A 吸热反应 B 放热反应 C 熵增加反应 D 熵增加或者放热反应 D CompanyLogo 5 某化学反应其 H 122kJ mol 1 S 231J mol 1 K 1 则此反应在下列哪种情况下可自发进行 A 在任何温度下都能自发进行B 在任何温度下都不能自发进行C 仅在高温下自发进行D 仅在低温下自发进行 A 2KClO3 s 2KCl s 3O2 g H 78