人教版选修四 2.4 化学反应进行的方向 课件（26张）2.ppt

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 化学反应原理的组成部分 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 自发过程与自发反应 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 非自发过程 在一定条件下 需持续借助人为作用才能进行的过程 思考 1 为什么自然界中总是 水往低处流 2 低处水可以流往高处吗 3 说说自发过程与非自发过程的特征 1 生活中常见的自发过程 高山流水 自由落体 铁器在潮湿空气中会生锈 室温下冰块熔化 气体自由扩散 墨水会扩散等 水往低处流 高空降伞 溶液稀释 红墨水扩散 气体混合 水往低处流 高空降伞 共同点 能量由高到底 2 化学反应中的自发过程 1 3fe s 3 2o2 g fe2o3 s h 824kj mol 2 2na s 2h2o l 2naoh aq h2 g h 368kj mol 3 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 放热反应 h 0 自发过程 体系趋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 4 naoh aq hcl aq nacl aq h2o l h 57 3kj mol 共同点 二 化学反应进行方向的判据 1 焓判据 判断反应能否自发进行的能量判据 能量判据又称焓判据 即 h 0的反应有自发进行的倾向 焓判据是判断化学反应进行方向的判据之一 2nh4cl s ba oh 2 8h2o s 2nh3 g bacl2 s 10h2o l h 0 结论 h o有利于反应自发进行 但自发反应不一定都是 h o 体系趋向于从高能状态转变为低能状态 自发反应 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 h 0的自发过程 注意 焓变是反应能否自发进行的一个因素 但不是惟一因素 只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的 跟踪练习 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 金刚石转化成石墨有自发进行的倾向b 石墨转化成金刚石有自发进行的倾向c 石墨比金刚石能量低d 金刚石比石墨能量低 ac 溶液稀释 红墨水扩散 气体混合 自发过程 有序 无序 自发过程中的混乱度变化 体系趋向于从有序状态转变为无序状态 混乱度 表示体系的不规则或无序状态 混乱度的增加意味着体系变得更加无序 1 混乱度与熵 熵 科学上用来表示混乱度的物理量 符号为s 2 熵判据 判断化学反应能否自发进行的另一判据 注意 体系的无序性越高 即混乱度越高 熵值就越大 同一物质 气态时熵最大 液态时次之 固态时最小 2 熵变 符号 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产物 s反应物 s 0 熵增加反应 s 0 熵减小反应 1 h2o s h2o l h2o g 2 caco3 cao s co2 g 3 naoh s na aq oh aq 4 n2 g 3h2 g 2nh3 g 判断下列过程的熵变是大于零还是小于零 s 0 s 0 s 0 s 0 注意 反应中气体计量系数增加的反应 s 0 气体计量系数减少的反应 s 0 气体计量数不变的反应 s 0或熵变很小 没有气体参加的反应 反应中物质总计量系数增加的反应 s 0 反应中物质计量系数减少的反应 反应的 s 0 3 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 s 0 这是判断化学反应方向的另一判据 熵判据 固体的溶解过程 墨水扩散过程和气体混合过程 2n2o5 g 4no2 g o2 g nh4 2co3 s nh4hco3 s nh3 g 都是 s o的自发过程 冰 液态水 水蒸气 思考 自发反应一定是熵增加的反应吗 不一定 如 2h2 g o2 g 2h2o l 反应自发 但 s o 结论 s o有利于反应自发进行 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 但不是惟一因素 1 物质有能量趋于降低的趋势 h 焓变 0 焓减原理 判断化学反应自发进行方向的判据 2 物质有混乱度趋于增加的趋势 s 熵变 0 熵增原理 h 0 s 0 h 0 s 0 h 0 s 0 h 0 s 0 自发进行 不自发进行 不能定性判断 不能定性判断 3 复合判据 g h t s 为热力学温度 均为正值 信息 体系自由能变化 g 综合考虑了焓变和熵变对反应体系的影响 g h t s 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 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 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 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 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 注意 如 铁生锈是自发过程 但涂了防锈漆后的钢制器件不会被腐蚀 如 石墨经高温高压还是可以变为金刚石的 1 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 2 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 巩固练习 a 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 d 4 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 5 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 d 6 某化学反应其 h 122kj mol 1 s 231j mol 1 k 1 则此反应在下列哪种情况下可自发进行 a 在任何温度下都能自发进行b 在任何温度下都不能自发进行c 仅在高温下自发进行d 仅在低温下自发进行 a 7 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反应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 d companylogo 8 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 2kclo3 s 2kcl s 3o2 g h 78 03kj mol 1 s 494 4j mol 1 k 1 co g c s 石墨 1 2o2 g h 110 5kj mol 1 s