黑龙江省虎林市高中化学 2.4《化学反应进行的方向》课件 新人教版选修3.ppt

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 第四节化学反应进行的方向 寻找化学反应进行方向的判据 自然界中水总是从高处往低处流 正电荷是从电势高的地方向电势低的地方流动 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 这些生活中的现象有明显的自发性 其中是否蕴藏了一定的科学原理 自发反应 在一定条件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 不需要借助外部力量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 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 共同特点 h o即放热反应 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 一 能量判据 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 化学反应进行方向的判据 能量判据 焓判据 自发过程体系趋向于从高能量状态转变为低能量状态 这时体系会对外做功或者释放热量即 h 0 思考 是不是所有自发进行的化学反应都是放热的 思 与 题 问 考 结论 h o有利于反应自发进行 但自发反应不一定必须 h o 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 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 有序 混乱 n2o5分解 2n2o5 g 4no2 g o2 g h 56 7kj mol 碳铵的分解 nh4 2co3 s nh4hco3 s nh3 g h 74 9kj mol 自发进行的吸热反应 分析以下两个自发过程中混乱度的变化情况 1 冰 液态水 水蒸气 2 氯化钠晶体溶于水 混乱度 表示体系的不规则或无序状态 混乱度的增加意味着体系变得更加无序 混乱度与熵 熵 热力学上用来表示混乱度的符号为s 体系的无序性越高 即混乱度越高 熵值就越大 在密闭条件下 体系有由有序自发地转变为无序的倾向 熵增 同一物质 在气态时熵最大 液态时次之 固态时最小 熵变 s s s产物 s反应物 二 自发过程的熵判据 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 这一经验规律叫做熵增原理 是判断化学反应方向的另一判据 熵判据 自发过程的变化趋势 2 混乱度趋于增加 1 能量趋于降低 分析以下变化过程中熵和焓是怎么变化的 1 室温时冰融化2 10 时水结冰 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 反应过程中气体物质的量增加的反应 导致混乱度增加的一些因素 自发反应一定是熵增加的反应吗 2h2 g o2 g 2h2o l 结论 s o有利于反应自发进行 自发反应不一定要 s o 熵变是反应能否自发进行的一个因素 但不是惟一因素 物质的混乱度趋于增加 物质具有的能量趋于降低 h 焓变 0 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 3 能量判据和熵判据的应用 判断反应进行的方向 1 由能量判据知 放热过程常常是容易进行的 2 由熵判据知 若干熵增的过程是自发的 3 很多情况下 简单地只用其中一个判据判断同一个反应 可能会出现相反的判断结果 所以应两个判据兼顾 由能量判据 以焓变为基础 和熵判据组合成的复合判据 吉布斯自由能变 g 将更适合于所有的过程 反应能否自发还与温度有关 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 小结 g h t s 自由能变化 g 自由能变化 g综合考虑了焓变和熵变对体系的影响 当 g 0时 反应为自发反应 当 g 0时 反应为非自发反应 h s 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 判断下列反应能否自发进行 4fe oh 2 s 2h2o l o2 g 4fe oh 3 s h 444 3kj mol 1 s 280 1j mol 1 k 1 h 298k 178 2kj mol 1 s 298k 169 6j mol 1 k 1 caco3 s cao s co2 g 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 例如水泵可以把水从低水位升至高水位 高温高压下可以使石墨转化为金刚石 实现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 影响因素 焓减小有利于反应自发 熵增大有利于反应自发 温度 课堂达标测试 1 下列过程是非自发的是 a 水由高处向低处流 b 天然气的燃烧 c 铁在潮湿空气中生锈 d 室温下水结成冰 2 碳酸铵 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 其分解是因为生成了易挥发的气体 使体系的熵增大 b 其分解是因为外界给予了能量 c 其分解是吸热反应 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 d a 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的 b 自发反应一定是熵增大 非自发反应一定是熵减少或不变 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 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 c d 5 下列说法不正确的是 a 焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素 多数的能自发进行的反应都是放热反应 b 在同一条件下不同物质有不同的熵值 其体系的混乱程度越大 熵值越大 c 一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热d 一个反应能否自发进行 与焓变和熵变的共同影响有关e 非自发反应在一定条件下能实现 c 6 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 d 7 下列反应中 熵减小的是 a nh4 2co3 s nh4hco3 s nh3 g b 2n2o5 g 4no2 g o2