第二单元化学反应的方向和限度 (7).ppt

,专题二化学反应速率与化学平衡,2-2-1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,水往低处流,冰熔化成水,自然界中的自发过程体现了自然界变化的方向性,一、化学反应的方向:,在一定条件下，不借助外力作用就能自动进行的过程.,1.自发过程：,自然界中有许多现象是可以自发进行的，请结合自己的生活经验举例说明.,2、自发过程的特征：有明确的方向性，要逆转必须借助外界做功；具有做功的本领。,火柴棒散落,这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的.,酸碱中和；铁器暴露在潮湿空气中生锈；甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧；锌与CuSO4溶液反应生成Cu和ZnSO4等。这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的.,与自然界中的变化一样，化学反应也具有方向性：,在一定的温度和压强下,无需外界帮助就能自动进行的反应。也是一个自发的过程。,一、化学反应的方向:,3.自发反应：,外界做功：持续做功,1.水分解生成氢气和氧气的反应2.氯气与溴化钾溶液的反应3.乙烯与溴单质的反应4.氮气和氧气生成一氧化氮的反应,不能,能,不能,能,Cl2+2KBr=Br2+2KCl,交流与讨论：P42,学以致用,二，化学反应的方向的判断依据：,教材P43,思考：这些反应在一定条件下能发生反应有何共同特点？,小结：共同特点：H0，放热反应。即体系趋向于从高能状态转变为低能状态（稳定）。,二、化学反应方向的判断依据:,1、根据焓变H（能量）判断,研究表明，对于化学反应，H（放热），有利于反应自发进行。且放出热量越多，体系降低能量越多，反应越完全。,说明:反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一。,思考:放热反应可以自发进行，吸热反应不能自发进行这种观点对吗?,观察与思考：P43,下列反应是吸热反应，能否自发进行？,NH4NO3(s)=NH4+(aq)+NO3-(aq),2NH4Cl(s)+Ba(OH)28H2O(s)=2NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l),小结:反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一，但不是唯一的因素。,思考:是什么因素促使吸热反应也能自发进行呢？,混乱度,自发过程取向于最大混乱度的倾向。,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。在一个由在大量微粒所构成的体系中，微粒之间的无规则排列的程度越大，体系的熵越大。对于同一物质：S(g)S(l)S(s),二、化学反应方向的判断依据:2.熵判据,水的三态的熵,熵变：反应前后体系熵的变化。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,1、对于同一物质：S(g)S(l)S(s)2、产生气体的反应和气体的物质的量增加的反应。3、固体的溶解过程、墨水扩散过程和气体扩散过程,导致混乱度增加的因素,问题解决,判断化学反应方向的依据,综合判断（H、S综合考虑）,H0，H0、S0、S0或H0、S0,一定能自发进行,一定不能自发进行,反应能否自发进行与反应的温度有关。,研究表明：在温度、压强一定的条件下，化学反应自发进行方向的判据是吉布斯自由能,G=H-TS0自发进行,G=H-TS0非自发进行,G=H-TS0可逆反应,G=H-TS,任何温度均自发,永远是正,永远是负,任何温度均不自发,低温为正高温为负,低温为负高温为正,低温非自发高温自发,高温非自发低温自发,2O3（g）=3O2（g）,2CO（g）=2C（s）+O2（g）,CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g）,N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）,H,S,G,+,+,+,+,实例,G=H-TS,课堂小结：,影响因素：,H0有利于反应自发,能量判据,熵判据,课堂练习:,1.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,2.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,3.250C和1.01105Pa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,2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)，已知，298K、101KPa下反应H=-113.0KJmol-1，S=-145.3Jmol-1K-1请判断此反应能否在室温下自发进行?,提示：化学反应能否自发可以通过计算H-TS作出判断，如果H-TS0该反应能自发进行，反之则不能自发。,则G=H-TS=-69.7KJmol-10,因此，室温下反应能自发进行。,化学反应的方向及其判断依据,思考：但该反应速率极慢，如何加快反应速率？,一种汽车尾气净化器,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,能量判据和熵判据,化学反应原理的组成部分：,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。如涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，其发生腐蚀过程的自发是相同的，但只有后者可以实现；装在气球中的气体和打开阀门后的气球中的气体一样，都有自发地扩散到空气中，但只有后者可以实现。,注意,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。如石灰石分解，常温下是非自