高中化学 第2章 第4节 化学反应进行的方向课件 新人教版选修4.ppt

化学反应原理 新课标人教版选修四 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一课时 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 高山流水 自由落体 能量趋于最低 酸碱中和 二 反应焓变与反应方向 日常生活中长期积累的经验而总结得到一条经验规律 能量判据 体系趋向于从高能状态转变为低能状态 这时体系会对外做功或者释放热量 h 0 多数能自发进行的化学反应是放热反应 如常温 常压下 氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁的反应是自发的 反应放热 4fe oh 2 s 2h2o l o2 g 4fe oh 3 s h 444 3kj mol 但是 有不少吸热反应也能自发进行 如 nh4hco3 s ch3cooh aq co2 g ch3coonh4 aq h2o l h 298k 37 3kj mol还有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行 但在较高温度下则能自发进行 如在室温下吸热反应的碳酸钙分解反应不能自发进行 但同样是这个吸热反应在较高温度 1200k 下则能自发进行 放热反应过程中体系能量降低 因此具有自发进行的倾向 焓 h 判据 由此可见 运用焓判据主要依据反应焓变 而焓变 h 的确是一个与反应能否自发进行的因素 但不是决定反应能否自发进行的唯一因素 火柴棒散落 墨水扩散 由有序变为无序 同一种物质 其气态时会通过分子的扩散自发形成均匀的混合物 硝酸铵溶于水要吸热 但它能自发向水中扩散 三 反应熵变与反应方向 为了解释这样一类与能量状态的高低无关的过程的自发性 提出了在自然界还存在着另一种能够推动体系变化的因素 1 在密闭条件下 体系由有序自发地转变为无序的倾向 称为熵 由大量粒子组成的体系中 用熵来描述体系的混乱度 2 符号用s表示 3 熵值越大 体系混乱度越大 同一物质 s g s l s s 4 熵变和熵增原理 1 熵变 s 化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化 因此存在着熵变 s s反应产物 s反应物产生气体的反应 气体物质的物质的量增大的反应 熵变通常都是正值 s 0 为熵增加反应 许多熵增反应在常温常压下能自发进行 有些在室温条件下不能自发进行 但在较高温度下则能自发进行 2 在与外界隔离的体系中 自发过程将导致体系的熵增大 这个原理叫做熵增原理 该原理是用来判断过程的方向的又一个因素 又称为熵判据 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 化学反应的最终判据到底是什么呢 h t s 四 焓变与熵变对反应方向的共同影响 复合判据 自由能 在一定条件下 一个化学反应能否自发进行 既可能与反应焓变 h 有关 又可能与反应熵变 s 有关 在温度 压强一定的条件下 我们要判别化学反应的方向要考虑 h s共同影响的结果 反应焓变 能量判据 反应方向反应熵变 熵判据 h t s 0 则反应自发进行 反应到达平衡状态 反应不能自发进行 t为绝对温度 复合判据 焓判据和熵判据的应用 1 由焓判据知 放热过程 h 0 常常是容易自发进行 2 由熵判据知 若干熵增加 s 0 的过程是自发的 3 很多情况下 简单地只用其中一个判据去判断同一个反应 可能会出现相反的判断结果 所以我们应两个判据兼顾 由能量判据 以焓变为基础 和熵判据组合成的复合判据 自由能将更适合于所有的反应过程 影响因素 小结 焓减小有利于反应自发 熵增大有利于反应自发 1 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 c 典例剖析 2 下列反应中 熵减小的是 d 2co g 2c s o2 g b 2n2o5 g 4no2 g o2 g a nh4 2co3 s nh4hco3 s nh3 g c mgco3 s mgo s co2 g d 3 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4 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 练习与探究 1 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 2 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 3 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