人教版选修4 第2章第4节 化学反应进行的方向 课件（22张）.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 2na s 2h2o l 2naoh aq h2 g h 636 1kj mol 12no g o2 g 2no2 g h 116 2kj mol 1naoh aq hcl aq nacl aq h2o l h 57 3kj mol 12h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 1 从能量变化角度分析它们为什么可以自发进行 一 自发过程与自发反应 1 自发过程a 定义 在一定条件下不用持续借助于外力就可以自动进行的过程 b 共同特点 体系趋向于从高能状态转变为低能状态 体系对外部做功或释放能量 2 自发反应 在一定条件下反应可以自发地进行到显著程度的反应 根据 物理化学 相关章节介绍 判断反应方向有三种不同的前提情况 隔离体系 等温等容 等温等压 我们教材把这三种情况统称为一定条件 加热 点燃 高温是为了达到某一反应温度 都属于一定条件的范畴 二 反应的焓变与反应方向 1 焓判据 判断反应能否自发进行的能量判据放热反应过程中体系能量降低 即 h 0的反应具有自发进行的倾向 这一经验规律即为焓判据 又称能量判据 2 自发反应与焓变的关系 3 结论 焓判据不是决定反应能否自发进行的惟一因素 19世纪 化学家们曾认为决定化学反应能否自发进行的因素是反应热 放热反应自发进行 吸热反应不能自发进行 你赞同这种观点吗 实例证伪 2nh4cl s ba oh 2 8h2o s nh3 g bacl2 s 10h2o l 2n2o5 g 4no2 g o2 g nh4 2co3 s nh4hco3 s nh3 g 为什么上述吸热反应可以自发进行 h 0 墨水滴入水中 气体扩散 火柴散落 固体溶解 熵 s 三 反应的熵变与反应方向 1 熵与熵变a 熵 在密闭条件下 体系从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为熵 熵是衡量一个体系混乱度的物理量 符号为s 单位j mol k 熵值越大 体系混乱度越大 b 影响物质熵值大小的因素 标准状况下 1mol不同物质的熵s j mol 1 k 1 相同物质 不同聚集状态下的熵s j mol 1 k 1 s g s l s s 三 反应的熵变与反应方向 1 熵与熵变a 熵 在密闭条件下 体系从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为熵 熵是衡量一个体系混乱度的物理量 符号为s 单位j mol k 熵值越大 体系混乱度越大 b 影响物质熵值大小的因素 相同条件下 不同的物质熵值不同 同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关 如对同一物质而言 s g s l s s 物质的量越大 分子数越多 熵值越大 c 熵变 发生化学反应时物质熵的变化 符号 s 试根据熵的定义判断下列过程中体系的熵变大于零还是小于零 1 水蒸气冷凝成水 2 硫酸铜晶体溶于水 3 caco3 s cao s co2 g 4 2n2o5 g 4no2 g o2 g 5 2h2 g o2 g 2h2o l s 0 s 0 s 0 s 0 s 0 2 熵判据a 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 即 s 0的反应具有自发进行的倾向 这一经验规律叫做熵增原理 在用来判断过程方向时 就称为熵判据 学与问 发生离子反应的条件之一是生成气体 试利用熵判据加以解释 由此你对于理论的指导是否有新的体会 一定温度 压强下 熵增反应自发进行 熵减反应不能自发进行 你赞同这种观点吗 3 自发反应与熵变的关系 4 结论 熵判据不是决定反应能否自发进行的惟一因素 许多熵增加的反应在常温常压下能自发进行 有些熵增加的反应在常温常压下不能自发进行 但在较高温度下可自发进行 有些熵减小的反应 s 0 在一定条件下也可自发进行 2h2 g o2 g 2h2o l s 0 nh3 g hcl g nh4cl s 实例证伪 s 0 室温冰融化 10 水结冰 h2o l h2o s h 0 s 0 h2o s h2o l h 0 s 0 寻找全面的判据 四 化学反应进行方向的复合判据 1 化学反应进行方向的复合判据在一定条件下 一个化学反应能否自发进行 与焓变 熵变以及温度都有关 为了更准确地判断化学反应进行的方向 把焓判据和熵判据结合起来组成复合判据 自由能变化 符号为 g 单位为kj mol 1 判据 g h t s 例1 判断下列反应能否自发进行 自发进行 非自发进行 低温自发进行 高温自发进行 低温时 0 高温时 0 0 0 低温时0 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 2 恒温恒压下对反应方向的判断 注意 1 在讨论过程的方向问题时 指的是没有外界干扰时体系的性质 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 应用举例 1 判断反应的自发性 汽车尾气中的主要污染物是no和co 它们是现代化城市中的大气污染物 为了减轻大气污染 人们提出通过以下反应来处理汽车尾气 2no g 2co g n2 g 2co2 g 根据计算判断该反应在室温下能否自发进行 已知 t 298k h 746 8kj mol 1 s 197 5j mol 1 k 1 g h t s这个复合判据仅能预测一定条件下反应自发进行的趋势 即反应发生的可能性 并不能确定反应是否一定会发生和反应速率快慢 工业冶钛 tio2 s 2cl2 g ticl4 l o2 g h 161 9kj mol s 38 4j mol 1 k 1 mg ticl4 ti mgcl2 2c s 石墨 o2 g 2co g h 110 5kj mol s 89 7j mol 1 k 1tio2 s 2cl2 g 2c s 石墨 ticl4 l 2co g