化学反应进行的方向.ppt

热烈欢迎各位同行莅临指导 高二化学组 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 自然界中水总是从高处往低处流 电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动 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 镁条燃烧 酸碱中和 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 锌与CuSO4溶液会自动反应生成Cu和ZnSO4等 这些过程都是自发的 其逆过程就是非自发的 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 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 归纳小结 如何判断一个过程 一个反应能否自发进行 寻找反应能否自发进行的判据 第四节化学反应进行的方向 酸碱中和 镁条燃烧等这些一定条件下能自发发生的反应有何共同特点 思考与交流 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 从能量角度分析它们为什么可以自发 一般情况下 H O即放热反应易发生自发反应 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 焓判据 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 归纳与总结 一 能量判据 焓判据 NH4HCO3 s CH3COOH aq CO2 g CH3COONH4 aq H2O l H 37 30kJ mol 自发反应一定要 H O 结论 H O有利于反应自发进行 自发反应不一定要 H O焓变是反应能否自发进行的一个因素 但不是惟一因素 思考与交流 H 56 7kJ mol H 74 9kJ mol 二 熵判据 1 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 熵 2 熵是体系混乱度的量度 即熵是用来描述体系的混乱度 符号用S表示 单位 J mol 1 K 1 体系混乱度越大 熵值越大 体系混乱度越小 熵值越小 同一物质 S g S l S s 火柴散落 墨水扩散过程混乱度如何变化 混乱度越大越稳定 S 0有利于反应自发进行 从混乱度角度分析它们为什么可以自发 思考与交流 归纳与总结 自发过程的体系趋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 也就是反应方向判断的熵判据 自发反应一定是熵增加的反应吗 2Al s Fe2O3 s Al2O3 s 2Fe s S 39 35J mol 1 K 1 结论 S O有利于反应自发进行 自发反应不一定要 S O 思考与交流 熵变是反应能否自发进行一个因素 但不是惟一因素 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 G H T S 三 复合判据 自由能变化 当 G 0时 反应自发进行 当 G 0时 反应不自发进行 当 G 0时 平衡状态 自主学习 P38科学视野 温度对反自发性的情况 永远是 在任何温度都是自发反应 永远是 在任何温度下都是非自发反应 在高温 在低温 在低温是自发反应在高温是非自发反应 在高温 在低温 在低温是非自发反应在高温是自发反应 需要注意 1 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 2 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 例如教材P38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 又如装在不同地方的气体等例子 3 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 高温高压石墨转化为金刚石的例子 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 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 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 6 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 D 8 下列反应中 熵减小的是 A NH4 2CO3 s NH4HCO3 s NH3 g B 2N2O5 g 4NO2 g O2 g C MgCO3 s MgO s CO2 g D 2CO g 2C s O2 g 7 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 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 规律方法总结 自发反应中的焓变和熵变的关系 1 在温度 压力一定的条件下 放热的熵增加的反应一定能自发进行2 在温度 压力一定的条件下 吸热的熵减少的反应一定不能自发进行3 当焓变和熵变的作用相反时 如果二者大小相差悬殊 可能某一因素占主导地位4 当焓变和熵变的作用相反且二者相差不大 温度可能对反应的方向起决定性作用5 无热效应的自发过程是熵增加的过程 如两种理想气体的混合等 知识拓展 物质所具有的能量 H 熵变 熵 焓变 焓 计算公式 单位 符号 定义 生成物总能量与反应物总能量之差 KJ mol 1 混乱度 S J mol 1 K 1 J mol 1 K 1 KJ mol 1 H S H H 生成物 H 反应物 S S 生成物 S 反应物 生成物总熵与反应物总熵之差 第四节化学反应进行的方向1D2C3D4D5A6D7C8C9BC10D11A12C13A14BD15最低 有序 无序 焓熵16熵熵增大气态液态固态17能量熵复合18硝酸铵溶于水后形成自由移动的铵根离子和硝酸根离子增加体系的混乱度 且混乱度的影响大于能量变化的影响19解 G H T S 94 0KJ mol 1 T 0 0758KJ mol 1K 1 0T 94 0KJ mol 1 0 0758KJ mol 1 K 1 1240K答 此反应自发进行的温度是小于1240K 20解 H 2 H1 3 H2 H3 2 393 5KJ mol 1 3 285 8KJ mol 1 1366 8KJ mol 1 277 6