化学反应进行的方向ppt课件.ppt

这些过程都是在一定条件下不需要外力作用就能自动进行的过程 叫做自发过程 其逆过程就是非自发过程 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 铁器暴露在潮湿空气中会生锈 煤气与空气点燃就燃烧 具有什么特点的过程才能自发进行 天马行空官方博客 第四节 化学反应进行的方向 天马行空官方博客 化学反应中的自发过程 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 共同点 E反 E生 H 0 放热反应 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 共同点 能量由高到底 一 自发过程与焓判据 共同特点 体系趋向于从高能状态转变为低能状态 1 焓判据 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 焓变小于0 这一经验规律就是焓判据 是判断化学反应进行方向的判据之一 练习1 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 有些过程也是自发的 这当中有的与物质的能量高低无关 有的虽与能量高低有关 但用焓判据却无法解释清楚 例如 两种理想气体的混合可顺利自发进行 1 既不吸热也不放热的自发过程 H2 O2 O2H2 2 吸热的自发过程 室温下冰块的融化 硝酸盐类的溶解 常温常压下N2O5的分解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 二 熵 熵增原理 熵判据 1 熵 混乱度 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 2 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 是在用来判断化学反应方向时就称为熵判据 3 同一物质在不同状态时熵值大小 在气态时熵最大 液态时次之 固态时最小 体系混乱度有增加的倾向 三 焓判据和熵判据的应用 焓判据中 自发过程取向于最低能量状态的倾向 熵判据中 自发过程取向于最大混乱度的倾向 化学反应进行的方向判据 体系总是要向着使自身能量降低 焓减 混乱度增大 即熵增 由有序趋向无序 的方向转变 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 由焓判据和熵判据组合成的复合判据将更适合于所有的过程 解释下列过程为什么能够自发进行 自然界中水总是从高处往低处流 室温下冰块自动融化 煤气与空气点燃就燃烧 4 甲烷燃烧 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O g H 802 3kJ mol 5 铁生锈 3Fe s 3 2O2 g Fe2O3 s H 824kJ mol 6 氢气和氧气反应 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ mol 7 两种理想气体的混合可顺利自发进行 H2 O2 O2H2 8 室温下冰块的融化 9 硝酸盐类的溶解 10 常温常压下N2O5的分解2N2O5 g 4NO2 g O2 g H 56 7kJ mol 11 碳铵的分解 NH4 2CO3 s NH4HCO3 s NH3 g H 74 9kJ mol 小结 一 化学反应进行方向的判据 1 焓判据 2 熵判据 二 理解熵的含义和熵的变化 1 放热的自发过程可能是熵减小的过程 如铁生锈 氢气燃烧等 也可能是熵无明显变化或增加的过程 如金刚石和石墨的互变熵不变 活泼金属与酸的置换反应熵增等 2 吸热的自发过程应为熵增加的过程 如冰的融化 硝酸铵溶于水等 3 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 思考 1 有序排列的火柴散落时成为无序排列的原因 2 自发过程是否一定能发生 非自发过程是否一定不能发生 举例说明 3 什么条件下非自发过程也能发生 1 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 金刚石有向石墨转化的倾向 但是能否发生 什么时候发生 多快才能完