化学反应方向及判断依据ppt课件

2020 4 20 化学反应的方向及判断依据 第二单元化学反应的方向和限度 2020 4 20 水往低处流 生活中的自发过程 2020 4 20 冰室温时溶解 生活中的自发过程 自然界中的自发过程体现了自然界变化的方向性 2020 4 20 自发反应 在一定条件下 无需外界帮助就能自动进行的反应 问题1 自然界中有许多自然而然发生的现象 物质间的化学反应是否也能自然发生呢 请联系已学知识举例 1 在常温下盐酸能与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和水 而氯化钠和水却不能反应生成盐酸和氢氧化钠 2 铁器暴露在潮湿空气中会生锈 一 自发反应 这些过程都是自发的 其逆过程就是非自发的 2020 4 20 注意 1 一定条件指 一定的温度和压强 外界帮助可以是如通电 光照等 2 自发反应在恰当条件下才能实现 2020 4 20 1 C3H8 g 5O2 g 3CO2 g 4H2O l H 2217 5kJ mol2 2Na s Cl2 2NaCl s H 822kJ mol3 4Fe s 3O2 g 2Fe2O3 s H 1648 4kJ mol4 H2 g F2 g 2HF g H 546 6kJ mol 讨论 下列反应在一定条件下能够自发进行 它们有哪些共同特征 化学反应中的自发过程共同特点 H 0 即体系趋向于从高能状态转变为低能状态 2020 4 20 能量判据 体系趋向于从高能状态转变为低能状态 H 0 对于化学反应而言 绝大多数的放热反应能自发进行 且放出的热量越多 体系能量降低越多 反应越完全 二 焓变与反应方向 2020 4 20 吸热过程的反应能否自发进行 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 思考 如 1 硝酸铵溶于水 思考 上面的几个反应是吸热反应 那为什么还可以自发的进行呢 焓变 H 是决定反应能否自发进行的因素之一 但不是唯一因素 2NH4Cl s Ba OH 2 s 2NH3 g CaCl2 s 2H2o l NH4NO3 s NH4 aq NO3 aq 2 碳酸钙分解 2020 4 20 有序 混乱 2020 4 20 研究表明 除热效应外 决定反应能否自发进行的另一因素 体系的混乱度 熵S 熵 衡量一个体系混乱度的物理量叫做熵 用符号S表示 对于同一物质 S g S l S s 二 化学反应方向的判断依据 水的三态的熵 2020 4 20 1 同一物质气态时熵值最大 液态较小 固态时最小 2 固体的溶解过程 气体扩散过程 3 产生气体的反应和气体的物质的量增加的反应 导致混乱度增加的因素 2020 4 20 熵变 反应前后体系的熵的变化叫做反应的熵变 用 S表示 规律 反应的 S越大 越有利于反应自发进行 这个判据叫熵判据 S S生成物总熵 S反应物总熵 2020 4 20 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 思考 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 S 0 2020 4 20 化学反应的方向及其判断依据 H 一定不能自发进行 一定能自发进行 高温下能自发进行 低温下能自发进行 复合判据 CaCO3 s CaO s CO2 g CO2 g H2O l CaCl2 l CaCO3 s 2HCl l NH3 g HCl g NH4Cl s Mg s 2HCl aq MgCl2 aq H2 g H0 H 0 S 0 H 0 S 0 H 0 S 0 2020 4 20 吉布斯自由能判断反应自发进行的方向 NH3 g HCl g NH4Cl s H 0 S 0CaCO3 s CaO s CO2 g H 0 S 0 判断这两个反应什么条件下自发进行 G 0 自发进行 G 0 可逆反应 G 0 非自发进行 低温可行 高温可行 G H T S 2020 4 20 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 练习1 2020 4 20 A 凡是放热反应都是自发的 吸热反应都是非自发的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 练习2 下列说法正确的是 C 2020 4 20 小结 焓变和熵变对反应方向的共同影响 能量判据 体系趋向于从高能状态转变为低能状态 H 0 熵判据 体系趋向于由有序状态转变为无序状态 即混乱度增加 S 0 且 S越大 越有利于反应自发进行 2020 4 20 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 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