高中化学 第三章 水溶液中的离子平衡 第四节 难容电解质的溶解平衡精品课件 新人教版选修4.ppt

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 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 一 自发过程和自发反应 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 自发过程的特征 有明确的方向性 要逆转必须借助外界做功 具有做功的本领 2 自发反应 在给定的一组条件下 一个反应可以自发地进行到显著程度 就称为自发反应 1 生活中的自发过程 1 自然界中水由高处往低处流 而不会自动从低处往高处流 2 生活中电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动 其反方向也不会自动进行 3 生活中一般在室温下 冰块会融化 铁器暴露在潮湿空气中会生锈 甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧 这些过程都是自发的 其逆过程就是非自发的 2 放热的自发反应 1 甲烷燃烧 ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o g h 802 3kj mol 2 铁生锈 3fe s 3 2o2 g fe2o3 s h 824kj mol 3 氢气和氧气反应 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 3 吸热的自发过程 1 室温下冰块的融化 硝酸盐类的溶解等都是自发的吸热过程 2 n2o5分解 2n2o5 g 4no2 g o2 g h 56 7kj mol 3 碳铵的分解 nh4 2co3 s nh4hco3 s nh3 g h 74 9kj mol 4 既不吸热也不放热的自发过程 两种理想气体的混合等 说明 1 自然界中水由高处往低处流是自发过程 其逆过程就是非自发过程 甲烷与氧气混合遇火就燃烧是自发反应 其逆向是非自发反应 2 自发过程和自发反应可被利用来完成有用功 如向下流动的水可推动机器 甲烷燃烧可在内燃机中被利用来做功 可将氢气燃烧反应设计成燃烧电池等 3 非自发过程要想发生 则必须对它做功 如利用水泵可将水从低处流向高处 通电可将水分解生成氢气和氧气 二 化学反应进行方向的判据 1 能量判据 自发过程的体系取向于从高能状态转变为低能状态 这时体系会对外部做功或释放热量 这一经验规律就是能量判据 2 熵判据 自发过程的本质取向于由有序转变为无序 导致体系的熵增大 这一经验规律叫做熵增原理 是反应方向判断的熵判据 2 在密闭条件下 体系有由有序自发地转变为无序的倾向 这种推动体系变化的因素称作熵 熵越大 排列越无序 3 同一物质 sg sl ss 说明 1 自发过程取向于最低能量状态的倾向 即能量判据 自发过程取向于最大混乱度的倾向 即熵判据 4 结构相似的同一类型的物质 m越大 s越大 5 相对分子质量相同的不同物质 结构越大 s越大 物质的混乱度趋于增加 物质具有的能量趋于降低 h 焓变 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 0 3 能量判据和熵判据的应用 判断反应进行的方向 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 信息 体系吉布斯自由能变化 g 综合考虑了焓变和熵变对反应体系的影响 g h t s 为热力学温度 均为正值 在恒温 恒压下 用 g判断化学反应在该状况时自发进行的方向显得更为科学 当 g 0时可自发进行 请阅读所给信息 然后回答问题 自发进行 不自发进行 低温时 高温时 低温时 高温时 低温不自发 高温自发 低温自发 高温不自发 h 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 用高温可使石灰石分解 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 过程的自发性只能用于判断过程的方向 不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率 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 例1 下列过程是非自发性的是 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 例2 碳铵 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 碳铵分解是因为生成了易挥发的气体 使体系的熵增大 b 碳铵分解是因为外界给予了能量c 碳铵分解是吸热反应 根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 例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性的 b 自发反应一定是熵增大 非自发反应一定是熵减小或不变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 c 例4 知道了某过程有自发性之后 则 可判断出过程的方向可确定过程是否一定会发生可预测过程发生完成的快慢可判断过程的热效应 a 例题5 已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为 c 金刚石 s o2 g co2 g h1 395 41kj mol c 石墨 s o2 g co2 g h2 393 51kj mol关于金刚石与石墨的转化 下列说法正确的是a 金刚石转化成石墨是自发进行的过程b 石墨转化成金刚石是自发进行的过程c 石墨比金刚石能量低d 金刚石比石墨能量低 ac 例题6 下列反应中