高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速率 2.1 化学反应的方向课件14 鲁科版选修4.ppt

第二章 2 1化学反应的方向 第1课时 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化学反应 生活中的自发过程 花开花落 电流 情景设计 cu和agno3反应 红墨水扩散 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 自发反应 在给定的条件下 一个反应可以自发地进行到显著程度就称为自发反应 下列过程和反应属于自发进行的是a 物体由高处自由下落b 电解水c 钠与水反应d 电动水泵将水由低抽到高处e 氢气与氧气点燃生成水f 在室温下水结成冰g 一缕花香可以溢满居室i 一滴墨水染红一盆清水j 铁在潮湿空气中发生锈蚀k 石灰石的分解 自发过程 acegij 非自发过程bdfk 下列反应在一定条件下都能自发进行 你知道这些反应能自发进行的主要原因吗 c3h8 g 5o2 g 3co2 g 4h2o l h 2217 5kj mol 12na s cl2 g 2nacl s h 822kj mol 14fe s 3o2 g fe2o3 s h 1648 4kj mol 1h2 g f2 g 2hf g h 546 6kj mol 1 共同特点 h 0即放热反应 交流讨论 自发过程的共同特点 高能状态 低能状态 1 能量判据 焓判据 反应物的总能量高 生成物的总能量低 放热反应 h 0 总结感悟 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即 h 0 能量判据 焓判据 思考 很多放热反应有自发进行的倾向 是不是吸热反应就不能自发进行呢 2n2o5 g 4no2 g o2 g h 56 7kj mol nh4 2co3 s nh4hco3 s nh3 g h 74 9kj mol 但有些自发反应却是吸热的 如 硝酸铵溶于水 氯化铵与氢氧化钙的反应等等 又如 能从焓变方面来解释吗 多数自发进行的化学反应是放热反应 但也有不少吸热反应能自发进行 那是不是说焓判据是错误的呢 不是 这只是说明了焓变不能作为判断反应是否自发进行的独立依据 墨水溶解扩散 结论 h o有利于反应自发进行 但自发反应不一定要 h o 焓变只是反应能否自发进行的一个因素 但不是唯一因素 只根据焓变来判断反应方向是不全面的 引起某些吸热反应能自发进行的 气球 是什么呢 冰块融化 品红在水中扩散 有序 混乱 一副崭新的扑克牌被洗过后如果没有法律的制约下课铃一响教室里的状态你能发现这些看似不相干的事件之间的联系吗 混乱 思考与交流 气态物质能通过分子的扩散自发地形成均匀的混合物 火柴散落有趋向于最大混乱度的倾向 结论 在密闭条件下 体系从有序 无序是自发的 与能量状态的高低无关 有序 混乱 克劳修斯 德国 熵 s 由有序变为无序 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 熵判据 1 熵 用来度量体系混乱程度的物理量 2 符号 s 3 体系混乱度越大 熵值越大 总结感悟 熵值最大 熵值最小 结论 同一物质的熵值 气态 液态 固态 气体及其物质的量的增多是体系熵值变化的主要决定因素 1 同一物质状态改变 2 固体的溶解过程 墨水扩散过程和气体扩散过程 3 生成气体物质的量增多的化学反应 导致熵增 s 0 的一些因素 固态 液态 气态 熵增 熵增 4 熵变和熵增原理 在与外界隔离的体系中 自发过程将导致体系的熵增大 这个原理叫做熵增原理 熵变 s 产生新物质或物质状态有变化就存在着熵变 s s产物 s反应物 该原理是用来判断过程方向的一个因素 又称为熵判据 总结感悟 2n2o5 g 4no2 g o2 g h 56 7kj mol nh4 2co3 s nh4hco3 s nh3 g h 74 9kj mol这两个反应都是吸热反应 但却能自发进行 为什么 思考 两个反应都是混乱度增大的反应 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 1 s 0有利于反应自发进行 自发反应不一定要 s 0 思考与交流 2 熵变是反应能否自发进行的因素之一 但不是唯一因素 3 熵判据的局限性 1 自发过程不一定熵增 零下水结冰 2 熵增不一定自发 石灰石高温分解 1 25 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 练习 d 2 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 caco3 s cao s co2 g 3 气体在催化剂上吸附 4 碳水化合物在生物体内分解 s 0 s 0 s 0 s 0 3 下列关于冰融化为水的过程判断正确的是 a h 0 s0c h 0 s 0d h 0 s 0 c 小结 化学反应进行方向的判据 1 焓判据 2 熵判据 能量降低的方向 就是反应容易进行的方向 熵增的方向 就是反应容易进行的方向 分析下列过程的焓变 熵变与反应方向焓变熵变能否自发 nh3 g hcl g nh4cl s nh4cl s nh3 g hcl g nh4cl s nh3 g hcl g 加热 反应能否自发还与温度有关 交流讨论 0 0能 0 0不能 0 0能 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 p36科学视野 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 h 0 s 0高温下反应自发进行 h 0 s 0所有温度下反应不能自发进行 h0所有温度下反应自发进行 h 0 s 0低温下反应自发进行 1 下列说法正确的是 a 自发进行反应的一定是放热反应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 有些吸热反应也能自发进行 d 2 某化学反应 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 3 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 4 下列反应中 熵减小的是 d 2co g 2c s o2 g b 2n2o5 g 4no2 g o2 g a nh4 2co3 s nh4hco3 s nh3 g c mgco3 s mgo s co2 g 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 1 反应的自发性只能用于判断反应的方向 不能确定反应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 总结感悟 知识回顾 化学反应与能量的变化 焓判据 化学反应与熵值的变化 熵判