化学反应进行的方向精品精ppt课件

.,化学反应原理,新课标人教版选修四,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,.,研究化学反应进行的快慢,研究化学反应进行的程度,研究化学反应能否发生的问题,-化学反应速率问题,-化学平衡问题,-化学反应进行的方向,化学反应原理,.,火柴棒散落,水往低处流,镁条燃烧,酸碱中和,墨水扩散,.,花开花谢,.,自然界中水总是从高处往低处流；墨水扩散，食盐溶解于水,如何判断一个过程，一个反应能否自发进行？,1、生活中的自发过程,生活中电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动，其反方向也不会自动进行；,生活中一般在室温下，冰块会融化；铁器暴露在潮湿空气中会生锈；甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧，这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的。,.,化学反应的方向,1.自发过程:在一定条件下不需外力作用就能自动进行的过程.自发过程的特征：有明确的方向性，具有做功的本领。要逆转必须借助外界做功。2.非自发过程：在一定条件下，需要外界做功才能进行的过程。3.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.,.,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。,一、自发过程与非自发过程,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。,.,说明：(1)自然界中水由高处往低处流是自发过程，其逆过程就是非自发过程，甲烷与氧气混合遇火就燃烧是自发反应，其逆向是非自发反应。(2)自发过程和自发反应可被利用来完成有用功。如向下流动的水可推动机器，甲烷燃烧可在内燃机中被利用来做功，可将氢气燃烧反应设计成燃烧电池等。(3)非自发过程要想发生，则必须对它做功，如利用水泵可将水从低处流向高处，通电可将水分解生成氢气和氧气。,.,(4)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。如水泵可以把水从低水位升至高水位；用高温可使石灰石分解。实现后者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。,(5)反应的自发性也受外界条件的影响。如常温下石灰石分解生成生石灰和二氧化碳是非自发性的，但在1273K时，这一反应就是自发的反应。,.,注意：1.自发过程是一种倾向，不一定发生。例如：绑紧口的气球里面的气体和没绑口的气球里面的气体都有自发混合到大气里面的倾向，但是只有没绑口的气球里面的气体能够混合到大气中。2、过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程发生的速率。如钢制器件腐蚀、酸碱中和等例子。3、反应的自发性也受外界条件的影响。如石灰石分解，常温下是非自发的，但在1273K时是自发的反应。,.,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,A,练习：,.,2、放热的自发反应,(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,(3)Fe(OH)2：4Fe(OH)2+O2(g)+2H2O(l)=4Fe(OH)3;H0,NH3+HCl=NH4ClHS(s),三种状态下水的熵,冰水水蒸气,.,4、熵变和熵增原理,（1）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。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），为熵增加的反应。许多熵增反应在常温常压下能自发进行，有些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。（2）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。,.,自发反应一定是熵增加的反应吗？,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l),推论：SO有利于反应自发进行，自发反应不一定要SO,结论：熵变是反应能否自发进行的一个因素,但不是惟一因素。,.,特点：体系趋于,（1）高能低能即HO,结论：HO熵增反应均具有自发进行的倾向，即反应有可能发生。,.,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,思考交流,.,5、焓判据和熵判据的应用,1、由焓判据知放热过程（H0）常常是容易自发进行；2、由熵判据知若干熵增加（S0）的过程是自发的；-10的液态水能自动结冰成为固态、铝热反应是熵减反应，它在一定条件下也可自发进行。因此熵判据判断过程的方向也是不全面的3、很多情况下，简单地只用其中一个判据去判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以我们应两个判据兼顾。由能量判据（以焓变为基础）和熵判据组合成的复合判据自由能将更适合于所有的反应过程。,.,美国物理化学家吉布斯,自由能,G,.,三、焓变与熵变对反应方向的共同影响（复合判据-自由能变化）,在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既可能与反应焓变（H）有关，又可能与反应熵变（S）有关。在温度、压强一定的条件下，我们要判别化学反应的方向要考虑H、S共同影响的结果。反应焓变(能量判据)反应方向反应熵变(熵判据)（复合判据-自由能变化）,复合判据,.,1、体系自由能变化（符号G，单位为kJ/mol）综合考虑了焓变和熵变对体系的影响：G=HTS这是恒温恒压下判断化学反应自发进行的判据，它不仅与焓变和熵变有关，还与温度有关，由上述关系式可推知：,2、反应进行方向的判断方法：G=HTS0)的反应能自发进行。G=HTS=0反应达到平衡状态G=HTS0(即H0,S0,S0,或HS(s)CS(g)S(1)=S(s)DS(g)S(s)S(1),6、有关化学反应的说法，正确的是()A、自发反应都是放热反应B、自发反应都是熵增大的反应C、自发反应一定能实