《第四节-化学反应进行的方向》1精ppt课件

.,第二章化学,第四节化学反应进行的方向,.,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,.,自发反应：在一定条件下,不需外界帮助就能自动进行的反应，称为自发反应。,自发过程：在一定条件下,不借助外部力量就能自动进行的过程。,.,自然界中水总是从高处往低处流；电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；室温下冰块自动融化；墨水扩散；食盐溶解于水；火柴棒散落等。,这些生活中的现象将向何方发展，我们非常清楚，因为它们有明显的自发性其中是否蕴藏了一定的科学原理？,能量由高到低,.,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=-2217.5kJmol-12Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)H=-822kJmol-14Fe(s)+3O2(g)=Fe2O3(s)H=-1648.4kJmol-1H2(g)+F2(g)=2HF(g)H=-546.6kJmol-1,.,共同特点：HO即放热反应,放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定，HO有利于反应自发进行,.,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,H0,.,日常生活中长期积累的经验而总结得到一条经验规律能量判据（焓判据）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H0）。,思考：是不是所有自发进行的化学反应都是放热的？,思,与,题,问,考,.,结论：HO有利于反应自发进行，但自发反应不一定要HO,2NH4Cl(s)+Ba(OH)28H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l),2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g),(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g),焓变只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方向是不全面的。,HO,.,有序,混乱,.,2、反应熵变与反应方向,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（1）、在密闭条件下，体系由有序自发地转变为无序的倾向称为熵。用熵来描述体系的混乱（或无序）的程度（2）、符号用S表示。单位：Jmol-1k-1（3）、熵值越大，体系混乱度越大。同一物质，S（g）S（l）S（s）。,.,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、墨水扩散过程和气体扩散过程。3、反应过程中气体物质的量增加的反应。,导致混乱度增加的一些因素,.,（4）、熵变和熵增原理,熵变（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。熵变:S=S(生成物)S(反应物)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（S0），为熵增加反应。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。该原理是用来判断过程的方向的又一个因素，又称为熵判据。,.,判断下列过程的熵变大于零还是小于零H2O(s)H2O(l)H2O(g)NaOH（s）=Na+(aq)+OH-(aq),N2(g)+3H2（g）=2NH3(g),CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g),大于零,小于零,大于零,大于零,.,思考交流：根据你已有的知识和经验,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,要正确判断一个化学反应能否自发进行,必须综合考虑反应的焓变H和熵变S,0,不能,0,0,能,.,G=H-TS,3.自由能变化G,自由能变化G综合考虑了焓变和熵变对体系的影响,当G0时，反应为非自发反应,.,H,S,.,2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g),H=-78.03kJmol-1,S=+494.4Jmol-1K-1,CO(g)=C(s,石墨)+1/2O2(g),H=+110.5kJmol-1,S=-89.36Jmol-1K-1,判断下列反应能否自发进行,.,4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s),H=-444.3kJmol-1,S=-280.1Jmol-1K-1,H(298K)=+178.2kJmol-1,S(298K)=+169.6Jmol-1K-1,CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g),.,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。例如水泵可以把水从低水位升至高水位；高温高压下可以是石墨转化为金刚石，实现的先决条件是要向体系中输入能量，该过程的本质仍然是非自发性的。,.,影响因素：,焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发,温度,.,【课堂达标测试】,1、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,.,2、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的；B、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变；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。3、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。,C,D,.,4、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,.,5、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,.,D,6、下列反应中，熵减小的是（）,A.(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g),B.2N2O5(g)4NO2(g)O2(g),C.MgCO3(s)MgO(s)CO