202X年高中化学第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

1、第二章第二章2.1 化学反响的方向 (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响？情景设计Cu和和AgNO3反响反响红墨水扩散红墨水扩散 以下过程和反响属于自发进展的是以下过程和反响属于自发进展的是 A. 物体由高处自由下落物体由高处自由下落 B. 电解水电解水 C、钠与水反响、钠与水反响 D. 电动水泵将水由低抽到高处电动水泵将水由低抽到高处 E、氢气与氧气点燃生成水、氢气与氧气点燃生成水 F、在室温下水结成冰、在室温下水结成冰 G、一缕花香可以溢满居室、一缕花香可以溢满居室 I、一滴墨水染红一盆清水、一滴墨水染红

2、一盆清水 J、铁在潮湿空气中发生锈蚀、铁在潮湿空气中发生锈蚀 K、石灰石的分解、石灰石的分解 自发过程：自发过程：A C E G I J非自发过程非自发过程B D F K 以下反响在一定条件下都能自发进展，你知道这些反响能自发进展以下反响在一定条件下都能自发进展，你知道这些反响能自发进展的主要原因吗？的主要原因吗？C3H8(g) + 5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) H = -2217.5 kJmol-12Na(s) + Cl2(g) = 2NaCl(s) H = -822 kJmol-14Fe(s) + 3O2(g) = Fe2O3(s) H = -1648.4 kJmo

3、l-1H2(g) + F2(g) = 2HF(g) H = -546.6 kJmol-1 共同特点：共同特点：H 0 即放热反响即放热反响交流讨论1、能量判据焓判据、能量判据焓判据反响物的总能量高反响物的总能量高生成物的总能量低生成物的总能量低放热反响放热反响H0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体系会对外做功或者释放热量即H 0 能量判据焓判据能量判据焓判据 思考：很多放热反响有自发进展的倾向思考：很多放热反响有自发进展的倾向, ,是不是吸热反响就不能自发进展呢？是不是吸热反响就不能自发进展呢？2N2N2 2O O

4、5 5(g) (g) 4NO4NO2 2(g)+O(g)+O2 2(g) (g) H H (NH(NH4 4) )2 2COCO3 3(s)=NH(s)=NH4 4HCOHCO3 3(s)+NH(s)+NH3 3(g) (g) H H=+74.9 kJ/mol=+74.9 kJ/mol 多数自发进展的化学反响是放热反响，但也有不少吸热反响能自发进展。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响是否自发进展的独立依据。 墨水溶解扩散墨水溶解扩散结论：结论：H OH O有利于反响自发进展，有利于反响自发进展， 但自发反响不一定要但自发反响不一定要H OH O 焓变只是反响能否

5、自发进展的一个因素焓变只是反响能否自发进展的一个因素, ,但但不是唯一因素。只根据焓变来判断反响方向是不不是唯一因素。只根据焓变来判断反响方向是不全面的。全面的。E反应历程反应历程反应物的能量总和生成物的能量总和H引起某些吸热反响引起某些吸热反响能自发进展的能自发进展的“气气球是什么呢？球是什么呢？有有 序序混混 乱乱混乱混乱思考与交流：思考与交流：有序有序混乱混乱克劳克劳修斯修斯德德国国由有序变为无序由有序变为无序为了解释这样一类与能量状态的上下无关为了解释这样一类与能量状态的上下无关 的过程的自发性，提出了在自然界还存在的过程的自发性，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着

6、另一种能够推动体系变化的因素熵熵2、熵判据、熵判据1熵：用来度量体系混乱程度的物理量。熵：用来度量体系混乱程度的物理量。2符号：符号：S3体系混乱度越大，熵值越大。体系混乱度越大，熵值越大。 总结感悟【气体及其物质的量的增多是体系熵值变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化的主要决定因素1 1、同一物质状态改变：、同一物质状态改变：2 2、固体的溶解过程、墨水扩散过程和气体扩散过程。、固体的溶解过程、墨水扩散过程和气体扩散过程。3. 3. 生成气体物质的量增多的化学反响生成气体物质的量增多的化学反响导致熵增导致熵增( (S S0 0的一些因素的一些因素固态 液态 气态 4熵变和熵

7、增原理熵变和熵增原理 在与外界隔离的体系中，自发过程在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这个原理叫做将导致体系的熵增大，这个原理叫做熵增原理。熵增原理。 熵变熵变S：产生新物质或物：产生新物质或物质状态有变化就存在着熵变。质状态有变化就存在着熵变。 S=S产物产物S反反响物响物该原理是用来判断过程方向的一个因素，又称该原理是用来判断过程方向的一个因素，又称为熵判据。为熵判据。总结感悟2N2O5(g) 2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) 4NO2(g)+O2(g) H H(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) (NH4 )2CO3(s)=NH4HC

8、O3(s)+NH3(g) H=+74.9 H=+74.9 kJ/molkJ/mol 这两个反响都是吸热反响，但却能自发进展，为什这两个反响都是吸热反响，但却能自发进展，为什么？么？自发反响一定是熵增加的反响吗？自发反响一定是熵增加的反响吗？2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) S=39.35Jmol-1K-1 3、熵判据的局限性：、熵判据的局限性： 1自发过程不一定熵增零下水结冰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熵增不一定自发石灰石高温分解小结小结化学反响进展方向的判据化学反响进展方向的判据1焓判据焓判据:2熵判据熵判据:能量降低的方向能量降

9、低的方向, ,就是就是反响容易进展的方向反响容易进展的方向熵增的方向熵增的方向, ,就是反响就是反响容易进展的方向容易进展的方向分析以下过程的焓变、熵变与反响方向分析以下过程的焓变、熵变与反响方向 焓变焓变 熵变熵变 能否自发能否自发NH3(g)+ HCl(g)= NH4Cl(s)NH4Cl(s) = NH3(g)+ HCl(g)NH4Cl(s) = NH3(g)+ HCl(g)加热加热反响能否自发还与温度有关反响能否自发还与温度有关交流讨论0 0 0 不能不能0 0 能能 G=HT S三、复合判据自由能变化三、复合判据自由能变化当当 G0时，反响不自发进展时，反响不自发进展当当 G=0时，平

10、衡状态时，平衡状态自主学习：自主学习：P36科学视野科学视野信息：体系自由能变化信息：体系自由能变化 G 综合考虑综合考虑了焓变和熵变对反响体系的影响：了焓变和熵变对反响体系的影响： G= H-TS。在恒温、恒压下，用。在恒温、恒压下，用G判断判断化学反响在该状况时自发进展的方向显得更化学反响在该状况时自发进展的方向显得更为科学当为科学当G 0 S0高温下高温下反响自发进反响自发进展展H 0S0所有温度下所有温度下反响不能自反响不能自发进展发进展H0所有温度下所有温度下反响自发进反响自发进展展H0 S O有利于反响自发进展有利于反响自发进展H O有利于反响自发进展有利于反响自发进展熵与环境熵与环境熵增就是污染熵增就是污染熵与生命：熵与生命：衰老是生命系