高中化学 专题2 化学反应速率与化学平衡 2.2.1 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 第一课时化学反应的方向 一 化学反应的方向1 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 2 自发反应在一定条件下无需外界帮助就能自动进行的反应 1 如果某反应具有自发性 该反应就一定会发生吗 提示反应的自发性只能用于判断反应发生的方向 不能确定反应是否一定会发生和反应发生的速率 如涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件 其发生腐蚀过程的自发性是相同的 但只有后者可以实现 二 判断化学反应方向的依据1 焓判据以下反应都是放热反应 也都是自发反应 放热反应过程中体系能量降低 许多自发反应趋向于从高能量状态转变为低能量状态 这时体系会对外部做功或释放热量 这一经验就是能量判据 能量判据又称焓判据 即 h 0的反应有自发进行的倾向 焓判据是判断化学反应进行方向的判据之一 2 放热反应都能自发进行吗 提示对化学反应而言 绝大多数放热反应都能自发进行 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 2 熵判据 1 熵 熵是衡量体系混乱度大小的物理量 即表示体系的不规则或无序状态程度的物理量 混乱度越大 体系越无序 体系的熵值就越大 熵的符号为 s 单位 j mol 1 l 1 2 物质熵大小的判断 物质的存在状态 对于同一物质 等物质的量的该物质其熵值大小与物质的存在状态有关 气态时熵值最大 固态时熵值最小 而液态时介于二者之间 物质的状态与熵大小的关系 s g s l s s 与物质的量的关系 物质的量越多 分子数越多 熵值越大 不同物质熵值间的关系 物质的组成越复杂 其熵值越大 组成物质的原子种类相同时 一个分子中的原子数目越多 其混乱度就越大 熵值也越大 3 熵变 熵变 反应前后体系熵的变化叫做反应的熵变 用 s表示 如果发生变化后体系的混乱度增大 该过程的 s 0 反之 s 0 化学反应的 s越大 越有利于反应自发进行 对于有气体参与的化学反应 气态物质的物质的量增大的化学反应 其熵变通常是正值 是熵增大的反应 反之 气态物质的物质的量减小的化学反应通常是负值 是熵减小的反应 熵判据 自发进行的体系趋向于由有序转变为无序 导致体系的熵增大 这一经验规律叫熵增原理 3 复合判据研究表明 在温度 压强一定的条件下 化学反应的方向是反应焓变和熵变共同影响的结果 若 h0 反应一定能自发进行 若 h0 s 0 反应能否自发进行与反应的温度有关 若 h 0 s 0 反应一定不能自发进行 3 在讨论过程的方向时 能不能允许外界对体系施加某种作用 提示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 如水泵可以把水从低水位升至高水位 高温高压石墨转化为金刚石 实现后者的先决条件是要向体系中输入能量 该过程的本质仍然是非自发性的 知识点1 知识点2 知识点3 反应焓变与反应方向的关系 例题1 实验证明 多数能自发进行的反应都是放热反应 对此说法下列叙述中 正确的是 a 所有的放热反应都是自发进行的b 所有的自发反应都是放热的c 焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素d 焓变是决定反应是否具有自发性的判据解析多数能自发进行的反应都是放热反应 并不是所有自发进行的反应都是放热反应 答案c 知识点1 知识点2 知识点3 焓变是表达化学反应能量变化的一个物理量 有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行 但在较高温度下能自发进行 如碳酸钙受热分解 只能说 焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素 但不是唯一因素 知识点1 知识点2 知识点3 针对训练1 下列说法正确的是 a 放热反应一定是自发进行的反应b 吸热反应一定是非自发进行的c 自发进行的反应一定容易发生d 有些吸热反应也能自发进行解析碳酸钙的分解虽然是吸热反应 但在高温下能自发进行 答案d 知识点1 知识点2 知识点3 反应熵变与反应方向的关系 例题2 下列关于化学反应的熵变的叙述中正确的是 a 化学反应的熵变与反应的方向无关b 化学反应的熵变直接决定了反应的方向c 熵值增大的反应都是混乱度增大的反应d 熵值增大的反应都能自发进行解析熵值增大的反应 即 s 0的反应容易自发进行 所以熵变与反应的方向有关 熵变是反应能否自发进行的一个因素 但不是唯一因素 所以b错 自发反应不一定 s 0 故d错 答案c 知识点1 知识点2 知识点3 大多数自发反应有趋向于体系混乱度增大的倾向 有些熵值减小的过程在一定条件下也可以自发进行 如 10 的液态水会自动结冰成为固态 这是熵减的过程 铝热反应在一定条件下可以自发进行 这是熵减的反应 因此反应熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素 但也不是唯一因素 知识点1 知识点2 知识点3 针对训练2 下列过程不用熵判据判断的是 a 氯化铵与结晶氢氧化钡混合研磨 很快会闻到刺激性气味b 冬天一杯热水很快变冷c 有序排列的火柴散落时成为无序排列d 多次洗牌以后 扑克牌毫无规律地混乱排列的概率大解析热水变冷能自发进行 但这个过程是熵减的过程 答案b 知识点1 知识点2 知识点3 焓变和熵变对反应方向的共同影响 例题3 由能量判据 以焓变为基础 符号为 h 单位为kj mol 1 和熵判据 符号为 s 单位为j mol 1 k 1 组合而成的复合判据 即体系自由能变化 符号为 g 单位为kj mol 1 将更适合于所有过程的自发性判断 公式为 g h t s t指开尔文温度 若 g 0 反应自发进行 已知100kpa 298 15k时石灰石分解反应 caco3 s cao s co2 g h 178 3kj mol 1 s 160 4j mol 1 k 1 试判断反应的自发性及自发性进行的最低温度 知识点1 知识点2 知识点3 解析 h t s 178 3kj mol 1 298 15k 160 4 10 3kj mol 1 k 1 130 5kj mol 1 0 所以常温下不能自发进行 要使反应自发进行 则由 h t s 0 可得 答案100kpa 298 15k时石灰石分解反应不能自发进行 自发进行的最低温度为1112k 知识点1 知识点2 知识点3 能量判据和熵判据分别是反应能否自发进行的一个因素 要正确判断一个化学反应是否自发进行 必须综合考虑反应的焓变和熵变 1 h t s0 反应一定能自发进行 若 h0 s 0 高温下可自发进行 2 h t s 0 反应不能自发进行 3 h t s 0 反应处于平衡状态 知识点1 知识点2 知识点3 针对训练3 1 下列关于化学反应的自发性叙述中 正确的是 a 焓变小于0 而熵变大于0的反应肯定是自发的b 焓变和熵变都小于0的反应肯定是自发的c 焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的d 焓变大于0 而熵变小于