人教版选修四 2.4 化学反应进行的方向 课件（33张）.ppt

第四节化学反应进行的方向 第二章化学反应速率和化学平衡 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 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 铁器暴露在潮湿空气中会生锈 一 自发过程与自发反应 1 自发过程 在一定条件下不需要外力作用就可以自动进行的自发过程 共同特点之一 体系趋向于从高能状态转变为低能状态 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 特征 具有方向性 即反应在某个方向在一定条件下是自发的 其逆方向的反应在该条件下肯定不自发 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 1 焓判据 自发过程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 这一经验规律就是焓判据 是判断化学反应进行方向的判据之一 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 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 1 多数能自发进行的化学反应是放热反应 例如 4fe oh 2 s 2h2o l o2 g 4fe oh 3 s h 298k 444 3kj mol 2 有不少吸热反应也能自发进行 例如 nh4hco3 s ch3cooh aq co2 g ch3coonh4 aq h2o l h 298k 37 30kj mol 3 有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行 但在较高温度下则能自发进行 例如 caco3 s cao s co2 g h 298k 178 2kj mol 注意 反应能量判据不能作为决定反应能否自发进行的惟一因素 有序排列的火柴散落时自发地成为无序排列 自然界中有些过程也是自发的 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 n2o5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 自发进行的吸热反应 深入思考 是什么因素促使这些过程也能自发进行呢 二 熵判据 1 熵 衡量体系混乱度大小的物理量 混乱度越大 体系越无序 体系的熵值就越大 符号 s 单位 j mol 1 k 1 2 熵判据 在与外界隔离的体系中 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 s 0 熵值最大 熵值最小 结论 同一物质的熵值 气态 液态 固态 3 物质熵大小规律 1 同一种物质的熵值 以h2o为例 3 不同物质熵值间的关系 2 熵值与物质的量的关系 物质的量越大 分子数越多 熵值越大 例如 2n2o5 g 4no2 g o2 g s 0 物质的组成越复杂其熵值越大 一般组成物质的原子种类相同时 一个分子中的原子数目越多 其混乱程度就越大 熵值也越大 例如 s 甲烷 s 甲醇 s 甲酸 s 甲醇 s 乙醇 s 丙醇 衰老是生命系统的熵的一种长期的缓慢的增加 也就是说随着生命的衰老 生命系统的混乱度增大 当熵值达极大值时即死亡 这是一个不可抗拒的自然规律 熵与生命 熵在其他领域的应用 1 许多熵增加的反应在常温 常压下可以自发进行 产生气体的反应 气体物质的物质的量增大的反应 熵变通常都是正值 为熵增加反应 例如 c s h2o g co g h2 g 2 有些自发过程可能是熵减小的过程 如铁生锈 氢气燃烧 铝热反应等 注意 事实证明 熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素 但也不能作为唯一判据 3 有些熵增加的反应在常温 常压下不能自发进行 但在较高温度下可以自发进行 例如 caco3 s cao s co2 g s 169 6kj mol 1 k 1 练习3 下列反应中 从熵角度不能自发进行的是 d co g c s 1 2o2 g b 2n2o5 g 4no2 g o2 g a nh4 2co3 s nh4hco3 s nh3 g c mgco3 s mgo s co2 g d 熵减 熵增 熵增 熵增 三 复合判据 体系自由能变化 g h t s 0反应可以自发进行 低温时 高温时 低温时 高温时 自发进行 不自发进行 低温不自发 高温自发 低温自发 高温不自发 总结 温度对反应方向的影响 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 多快才能完成 就不是能量判据和熵判据能解决的问题了 注意 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 例如 石墨经高温高压还是可以变为金刚石的 练习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 小结 化学反应进行方向的判据 1 焓判据 2 熵判据 3 复合判据 能量降低的方向 就是反应容易进行的方向 h 0 熵增的方向 就是反应容易进行的方向 s 0 体系自由能减小的方向 就是反应容易进行的方向 g 0 题组一焓变与自发反应 c 考点三 知识梳理 返回 递进题组 题组二熵变与自发反应 d 考点三 知识梳理 返回 递进题组 解析 考点三 知识梳理 返回 递进题组 解析 b 考点三 知识梳理 返回 递进题组 题组三复合判据的应用 考点三 知识梳理 返回 递进题组 d 考点三 知识梳理 返回 递进题组 1 下列说法正确的是 a 放热反应不一定是自发进行的反应b 吸热反应一定是非自发进行的c 自发进行的反应一定容易发生d 反应速率快的一定是自发进行的2 下列说法中正确的是 a 凡是放热反应都是自发的 凡是吸热反应都是非自发的b 自发反应一定是熵增大的反应 非自发反应一定是熵减小或不变的反应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 课堂训练 会发生 a c 3 下列对熵的理解不正确的是 a 同种物质气态时熵值最大 固态时熵值最小b 体系越有序 熵值越小 越混乱 熵值越大c 与外界隔离的体系 自发过程将导致体系的熵减小d 25 1 01 105pa时 2n2o5 g 4no2 g o2 g 是熵增的反应4 下列关于判断过程的方向的说法正确的是 a 所有自发进行的化学反应都是放热反应b 高温高压下可以使石墨转化为金刚石是自发的化学反应c 由能量判据和熵判据组合而成的复合判据 将更适合于所有的过程d 同一物质的固 液 气三种状态的熵值相同 c c 5 某反应 a b c在室温下不能自发进行 在高温下能自发进行 对该反应过程 h s的判断正确的是 a h 0 s 0b h 0 s 0c h 0 s 0d h 0 s 06 对于化学反应方向的确定 下列说法中正确的是 a 温度 压力一定时 放热的熵减小的反应一定能自发进行b 温度 压力一定时 焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向c 反应焓变是决定反应能否进行的惟一因素d 固体的溶解过程与熵变无关 d b 7 闪电时空气中的n2和o2发生反应 n2 g o2 g 2no g h 180 50kj mol s 247 7j mol k 若不考虑温度对该反应焓变的影响 则下列说法中正确的是 a 在10