高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速率 2.1 化学反应的方向课件 鲁科版选修4.ppt

第1节化学反应的方向 第二章化学反应的方向 限度与速率 学习目标 1 了解自发过程和自发反应的主要特点 2 了解焓判据 熵判据的含义 会用焓变和熵变判断反应进行的方向 学习重点 反应方向的判断 学习难点 反应方向的判断 ab 高能 低能 释放 有序 无序 温故知新 温故知新 不用借助外力作用 自发 方向性 不能自发进行 释放 放热 高 低 稳定 能 吸收 吸 低 高 不稳定 不能 放 能 不能 能 放 能 能 2 化学反应进行的方向与熵变的关系 1 熵的概念 自发过程的体系趋向于由有序转变为无序 体系的混乱度增大 体系的混乱度常用熵来描述 熵的概念是表示体系的不规则或无序状态程度的物理量 其符号为s 熵值越大 体系的混乱度越大 2 影响熵大小的因素 同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关 如对同一种物质不同状态时熵值大小为s g s l s s 同一条件下 不同的物质熵值不同 3 熵判据 在与外界隔离的体系中 自发过程将导致体系的熵增大 即熵变 符号 s 大于零 这个原理叫做熵增原理 在用熵变来判断过程的方向时 就称为熵判据 当 s 0时 反应为熵减反应 在一定条件下不能自发进行 当 s 0时 反应为熵增反应 在一定条件下能自发进行 交流研讨 如 2al s fe2o3 s al2o3 s 2fe s s 39 35j mol 1 k 1 上述反应为熵减少的反应 但在一定条件下 该反应也能自发进行 说明 熵判据 也具有一定的局限性 4 反应熵变是与反应进行的方向有关的因素之一 但不是决定反应能否自发进行的唯一因素 交流研讨 从能量角度 即焓变 看 化学反应有趋向于最低能量状态的倾向 而从熵变角度看 化学反应有呈现最大混乱度的倾向 在实际的化学变化中 h与 s倾向有时会出现矛盾 因此 在分析一个具体化学反应自发进行的方向时 不能孤立地使用焓判据或熵判据来分析 否则 可能会得出错误的结论 归纳总结 c 学以致用 i c 只使用催化剂便可使尾气发生转化 故此反应能自发进行 因反应是气体物质的量减小的反应 故熵减小 因熵减小不利于反应自发 故自发进行的原因是反应放热 学以致用 1 用焓变和熵变的复合判据判断反应的方向 1 由焓判据知放热反应是易进行的 由熵判据知熵值增加是自发的 很多情况下用不同的判据判定同一个反应 可能会出现相反的判断结果 2 复合判据是 h t s 即综合考虑了焓变和熵变对体系的影响 可用于化学反应自发进行的方向的判断 3 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 直到达平衡状态 h t s 0反应不能自发进行 h t s 0反应能自发进行 h t s 0反应达到平衡状态 h t s 78 03kj mol 1 298k 494 4 10 3kj mol 1 k 1 225 36kj mol 1 0 h t s 110 5kj mol 1 298k 89 36 10 3kj mol 1 k 1 137 13kj mol 1 0 h t s 444 3kj mol 1 298k 280 1 10 3kj mol 1 k 360 83kj mol 1 0 h t s 178 2kj mol 1 298k 169 6 10 3kj mol 1 k 1 127 66kj mol 1 0 能 能 不能 不能 1 3 2 反应发生的条件有多种 h t s这个判据只能用于温度 压强一定条件下的反应 不能用于其他条件 如温度 体积一定 下的反应 1 复合判据判断反应方向的有关规律 1 若 h0 则反应一定能自发进行 2 若 h 0 s 0 则反应一定不能自发进行 3 当 h 0 s 0或 h 0 s 0时 反应能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 3 反应的自发性只能判断方向性 反应能否实现 还要看具体的反应条件 归纳总结 b 学以致用 i h t s 69 7kj mol 1 0 说明该反应在理论上是可行的 所以能用于 能 该反应的 消除汽车尾气中的no 解析 h t s 113 0kj mol 1 298k 145 3 10 3kj mol 1 k 1 69 7kj mol 1 0 故理论上该反应能自发进行 学以致用 归纳总结 反应能否自发进行 主要由自由能来决定 从公式 g h t s可知 g 0 为负值 时 反应能自发进行 如果是吸热反应 h为正值 g的正负取决于t s的大小 c 当堂检测 本题考查化学反应进行方向的判据 放热反应常常是容易进行的过程 吸热反应有些也是自发反应 自发反应的熵不一定增大 可能减小 也可能不变 过程的自发性只能用于判断过程的方向 是否能实现还要看具体的条件 故选a a 当堂检测 由 得c 石墨 s c 金刚石 s h 1 9kj mol 1 根据焓判据 则说明金刚石变成石墨是自发的 b正确 h 0