2018年高中化学_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9 鲁科版选修4

汽车尾气中的主要污染物是NO和CO 为了减轻大气污染 人们提出通过以下反应来处理汽车尾气 2NO g 2CO g N2 g 2C02 g 你能否判断这一方案是否可行 理论根据是什么 化学反应的方向 水总是自发地由高处往低处流 自然界中有许多自然而然发生的现象 请同学们联系生活知识 列举一些能自动发生的例子 室温下冰块自动融化 食盐溶解于水 铁与CuSO4溶液会自动反应生成Cu和FeSO4 酸碱中和 铁器暴露在潮湿空气中会生锈 H2和O2的混合气体遇明火就燃烧 镁条燃烧等 这些过程都是自发的 1 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 如何判断一个化学反应能否自发进行 一 自发反应 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 下列自发反应有何共同特点 交流 研讨 共同特点 放热反应即 H O 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 NH4HCO3 s CH3COOH aq CO2 g CH3COONH4 aq H2O l H 37 30kJ mol 自发反应一定是放热的即 H O吗 思考与交流 1200K温度下 CaCO3 s CaO s CO2 g H 176 5kJ mol 结论 放热 即 H O 有利于反应自发进行 但自发反应不一定要 H O 二 反应焓变与反应方向 焓变是决定反应能否自发进行的一个因素 但不是唯一因素 固体硝酸铵的溶解氢氧化钠的溶解蔗糖和氯化钠的溶解 H O H O H O 自发过程 共同特点 固体中整齐排列的离子或分子进入溶液 溶质由有序变为无序 即有序程度降低 或者说混乱度增大 交流 研讨 三 反应熵变与反应方向 1 研究表明 除热效应外 决定反应能否自发进行的另一因素 体系的混乱度 熵S 2 衡量一个体系混乱度的物理量叫做熵 用符号S表示 体系混乱度越大 熵值越大 体系混乱度越小 熵值越小 有序 混乱 混乱度增大 即熵值增大 水的三态的熵 同一物质 S 气 S 液 S 固 3 熵变 反应前后体系熵的变化叫做反应的熵变 用 S表示 S S生成物总熵 S反应物总熵 S 0 反应前后熵值增大 即体系的混乱度增加 熵变判据 体系趋向于由有序状态转变为无序状态 即混乱度增加 S 0 且 S越大 越有利于反应自发进行 归纳与总结 蔗糖溶解 冰的熔化过程混乱度如何变化 从混乱度角度分析它们为什么可以自发 一定条件下的自发反应 2H2O2 aq 2H2O l O2 g 2KClO3 s 2KCl s 3O2 g S 57 16J mol 1 K 1 S 494 4J mol 1 K 1 自发反应一定是熵增加的反应吗 2Al s Fe2O3 s Al2O3 s 2Fe s 思考与交流 S 39 35J mol 1 K 1 结论 S O有利于反应自发进行 但自发反应不一定要 S O 熵变是反应能否自发进行的一个因素 但不是唯一因素 三 反应熵变与反应方向 四 焓变和熵变对反应方向的共同影响 温度和压强一定的条件下 判断依据 H T S 0 反应能自发进行 0 达到平衡状态 0 反应不能自发进行 H T S 反应自发性的讨论 永远是负 在任何温度都是自发反应 永远是正 在任何温度下都是非自发反应 在高温正在低温负 在低温是自发反应在高温是非自发反应 在高温负在低温正 在低温是非自发反应在高温是自发反应 显然 放热的熵增加反应一定能自发进行 如 而吸热的熵减小反应一定不能自发进行 如 H T S 0 反应能自发进行 焓变对反应的方向起决定性作用 H T S 0 常温 常压下反应能自发进行 当焓变和熵变的作用相反时 如果二者大小相差悬殊 某一因素可能占主导地位 例如 常温下的放热反应 因此室温下反应不能自发进行 该反应为吸热的熵增加反应 升高温度可使 H T S 0 使反应能自发进行 假定反应焓变与熵变不随温度变化 当T 1051K时 H T S 0 碳酸钙的分解反应能自发进行 温度与反应方向的关系 在温度 压强一定的条件下 化学反应方向的判据为 H T S0反应不能自发进行反应放热和熵增加都有利于反应自发进行 该判据指出的是化学反应自发进行的趋势 注意 1 反应方向的结论与条件有关 不能随意将常温 常压下的结论用于其他温度 压强下 H T S这个判据只能用于温度 压强一定的条件下的反应 不能用于其他条件 如温度 体积一定 下的反应 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 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 随堂练习 2 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 3 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 随堂练习 4 250C和1 01 105Pa时 反应2N2O5 g 4NO2 g O2 g H 56 76kJ mol 自发进行的原因是 A 是吸热反应 B 是放热反应 C 是熵减少的反应 D 熵增大效应大于能量效应 D 随堂练习 5 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