新人教版化学选修4第二章第四节化学反应进行的方向课件

寻找反应能否自发进行的判据第二章第四节

化学反应进行的方向

寻找反应能否自发进行的判据第二章第四节

化学反应进行的方1水总是自发地由高处往低处流自然界中有许多自然而然的现象发生，请同学们联系生活知识，列举一些能自动发生的例子？水总是自发地由高处往低处流自然界中有许多自然而然的现象发生，2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；铁制容器暴露在潮湿空气中会自发生锈；室温下冰块会自发融化；品红滴入水中会自发扩散；食盐放入水中会自发溶解；酸碱混合会自发中和。火柴盒中的火柴棒散落出来会自发混乱等；思与题问考电流自然界中水总是从高处往低处流；思与题问考电流3自发反应：在一定条件下，不需外界持久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。阅读课本P34

然后交流与讨论：一、自发过程和自发反应如何判断一个反应过程能否自发进行呢？自发反应：在一定条件下，不需外界持久帮助就自发过程：在一定条42Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)

△H=－368kJ·mol-14Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)=4Fe(OH)3(s)

△H=－444.3kJ·mol-1NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)

△H=－57.3kJ·mol-1H2(g)+F2(g)=2HF(g)

△H=－546.6kJ·mol-1

上述这些反应在一定条的件下都能自发进行，你知道这些反应能自发进行的主要原因吗？二、判断化学反应方向的依据2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+5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，放热过程中体系能量降低，因此有自发进行的倾向，且放出的热量越多，体系能量降低越多，反应越完全。共同特点：△H＜O即放热反应一般具有自发进行的倾向放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定，△H＜O有利于反应自发进行。能量判据：体系趋向于从高能状态转变为低能状态(△H＜0)。共61.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△H＜01.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7在日常生活中，由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～△H＜0）。思考：是不是所有自发进行的化学反应都是放热的呢？思与题问考(NH4)2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+

NH3(g)△H＞0NH4HCO3(s)＝NH3(g)+H2O(l)+CO2(g)△H＞0不是在日常生活中，由长期积累的经验而总结得到一条经验规律→能量判8结论：△H＜O有利于反应自发进行，但自发反应不一定都要△H＜O2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)

＝NH3(g)+BaCl2(aq)+10H2O(l)焓变只是判断反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素。思与察观考结论：△H＜O有利于反应自发进行，2NH4Cl(s)+B9有序混乱讨与流交论阅读教材p35有序混乱讨与流交论阅读教材p3510火柴散落过程混乱度如何变化？从混乱度角度分析它为什么可以自发发生？即在密闭条件下，体系有从有序自发地转变为无序的倾向，即熵增加（△S＞0）有利于自发进行。2、熵判据在化学上用熵(符号S)来量度这种混乱(或无序)的程度。增大混乱程度越大越稳定火柴散落过程混乱度如何变化？从混乱度角度分析它为什么可以自发111、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、品红扩散过程和气体扩散过程。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（△S＞0）的因素 清识知单【归纳与总结】在与外界隔离的体系中，自发过程的体系趋向于由有序转变为无序，导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理，也是反应方向的另一个重要判剧熵判据。1、同一物质气态时熵值最大，液态较小，固态时最小。导致混乱度12由于反应中生成气体是熵增大的过程，所以增大了反应的自发性。与之类似的如用浓磷酸与食盐固体反应制取HCl气体，对复分解反应来说看似矛盾，但生成了HCl气体，是熵增大的过程，HCl脱离反应体系，使得反应得以正常进行。在熔融态，用金属钠与KCl反应制取钾，把反应温度控制在金属钾的沸点以上，使钾以气体形式产生，既是熵增大的过程，又是减少生成物浓度平衡向正反应方向移动的过程等，都是利用理论知识来解释使看似不能发生的反应得以进行。教材P35【学与问】发生离子反应的条件之一是产生气体，请你利用熵判椐进行解释？由此你对于理论的指导作用是否有新的体会？由于反应中生成气体是熵增大的过程，所以增大了反应的自发性。与13结论：△S＞O有利于反应自发进行，但自发反应不一定都要△S＞0熵变是反应能否自发进行的又一个因素,但不是唯一因素。自发反应一定是熵增加的反应吗？你想一想有没有由气态转变成固态的反应？也就是熵减小的反应也能自发进行。不一定。【思考与交流】NH3(g)+HCl

(g)=NH4Cl(s)△S＜0有，如：再如：2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)

△S=－39.35J·mol-1·K-1能自发进行结论：△S＞O有利于反应自发进行，熵变是反应能否自发进行的又14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①NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)

②NH4Cl(s)

===NH3(g)+HCl(g)加热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。△S＜0△H＜0△H＞

0△S＞0反应是否自发还可能与温度有关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152KClO3(s)==2KCl(s)+3O2(g)△H=+78.03kJ·mol-1△S=494.4J·mol-1·K-1反应是否自发确实还与温度有关CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H(298K)=+178.2kJ·mol-1△S(298K)=169.6J·mol-1·K-12KClO3(s)==2KCl(s)+3O2(g)△H=16化学反应进行方向的判据１、能量判据(焓判据）：是判断化学反应进行方向的判据之一。2、熵判据：能量最低原理。熵增原理。是判断化学反应进行方向的另一判据。3、复合判据：能量判据结合熵判据小结：阅读教材p36科学视野化学反应进行方向的判据１、能量判据(焓判据）：是判断化学反17练习：判断下列过程的焓变、熵变的正负（填“＞0”或“＜0”），并指出哪些能够用焓判据判定？哪些能够用熵判据判定？

（1）溶解少量蔗糖于水中，

△H_______；△S________；

（2)纯碳和氧气反应生成CO(g)，

△H_______；△S________；

（3）液态水蒸发变成水蒸气，

△H_______；△S________；

（4）CaCO3(s)加热分解生成CaO(s)和CO2(g)，

△H_______；△S________。＞0＞0＞0＞0＞0＞0＜0＞0焓、熵判据判定熵判据判定熵判据判定熵判据判定实例说明单独运用上述判据中的任一种，都可能出现错误，都不是全面的。要正确的判断化学反应的方向，需要综合考虑焓变和熵变的复合判据。练习：判断下列过程的焓变、熵变的正负（填“＞0”或“＜0”）18△G＝△H－T·△S当△H＜0

，△S＞0时，△G＜0.这时反应自发进行；当△H＞0

，△S＜0时，△G＞0.这时反应不自发进行；当△H＞0

，△S＞0或△H

＜0，△S＜0时，反应是否自发与温度有关。在恒温、恒压下，综合考虑判断化学反应自发性的判据：自由能(△G)与焓变、熵变的关系：3.复合判据：△G＝△H－T·△S当△H＜0，△S＞0时，△G＜191．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性是相同的，但只有后者可以实现。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。注意：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20【例题】工业上可以用焦炭还原氧化铁得到金属铁，但是金属铝冶炼时，却是用电解熔融氧化铝的方法。请从自由能的角度判断为什么不能用焦炭还原Al2O3炼制金属铝？已知：298K时，2Al2O3(s)+3C(s)＝4Al(s)+3CO2(g)△H＝+2171kJ/mol△S＝635.5J/(mol·K)解：△G＝△H－T·△S＝2171kJ/mol－298K×635.5×10-3kJ/(mol·K)

＝1981kJ/mol因此室温下反应不能自发进行。该反应为吸热的熵增加反应，升高温度可使△H－T·△S＜0，使反应能自发进行。假设反应焓变与反应熵变不随温度变化而变化即：当△G＜0时，反应才能发生，有：2171×1000J/mol－T×635.5J/(mol·K)＜0得：T＞3416K所以当T＞3416K时，该反应才能自发进行，而这么高的温度在工业生产中一般是很难满足的。【例题】工业上可以用焦炭还原氧化铁得到金属铁，但是金属铝冶炼21【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。2、碳酸铵〔(NH4)2CO3〕在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是：（）A.其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大；B.其分解是因为外界给予了能量；C.其分解是吸热反应，据能量判据不能自发分解；D.碳酸盐都不稳定，都能自发分解。DA【课堂达标测试】1、下列过程是非自发的是（）223、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。CC4、吸热反应一定是()A.非自发的化学反应 B.释放能量C.贮存能量 D.反应需要加热3、下列说法正确的是（）CC4、吸热反应一定是235、在25℃和1.01×105Pa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。D5、在25℃和1.01×105Pa时，D246、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)+CO2(g)D.2CO(g)＝2C(s)+O2(g)D6、下列反应中，熵减小的是（）A.(NH25今天作业：优化设计P281—5题，交上来今天作业：优化设计P281—5题，交上来26寻找反应能否自发进行的判据第二章第四节

化学反应进行的方向

寻找反应能否自发进行的判据第二章第四节

化学反应进行的方27水总是自发地由高处往低处流自然界中有许多自然而然的现象发生，请同学们联系生活知识，列举一些能自动发生的例子？水总是自发地由高处往低处流自然界中有许多自然而然的现象发生，28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；铁制容器暴露在潮湿空气中会自发生锈；室温下冰块会自发融化；品红滴入水中会自发扩散；食盐放入水中会自发溶解；酸碱混合会自发中和。火柴盒中的火柴棒散落出来会自发混乱等；思与题问考电流自然界中水总是从高处往低处流；思与题问考电流29自发反应：在一定条件下，不需外界持久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。阅读课本P34

然后交流与讨论：一、自发过程和自发反应如何判断一个反应过程能否自发进行呢？自发反应：在一定条件下，不需外界持久帮助就自发过程：在一定条302Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)

△H=－368kJ·mol-14Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)=4Fe(OH)3(s)

△H=－444.3kJ·mol-1NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)

△H=－57.3kJ·mol-1H2(g)+F2(g)=2HF(g)

△H=－546.6kJ·mol-1

上述这些反应在一定条的件下都能自发进行，你知道这些反应能自发进行的主要原因吗？二、判断化学反应方向的依据2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+31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，放热过程中体系能量降低，因此有自发进行的倾向，且放出的热量越多，体系能量降低越多，反应越完全。共同特点：△H＜O即放热反应一般具有自发进行的倾向放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定，△H＜O有利于反应自发进行。能量判据：体系趋向于从高能状态转变为低能状态(△H＜0)。共321.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△H＜01.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33在日常生活中，由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～△H＜0）。思考：是不是所有自发进行的化学反应都是放热的呢？思与题问考(NH4)2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+

NH3(g)△H＞0NH4HCO3(s)＝NH3(g)+H2O(l)+CO2(g)△H＞0不是在日常生活中，由长期积累的经验而总结得到一条经验规律→能量判34结论：△H＜O有利于反应自发进行，但自发反应不一定都要△H＜O2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)

＝NH3(g)+BaCl2(aq)+10H2O(l)焓变只是判断反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素。思与察观考结论：△H＜O有利于反应自发进行，2NH4Cl(s)+B35有序混乱讨与流交论阅读教材p35有序混乱讨与流交论阅读教材p3536火柴散落过程混乱度如何变化？从混乱度角度分析它为什么可以自发发生？即在密闭条件下，体系有从有序自发地转变为无序的倾向，即熵增加（△S＞0）有利于自发进行。2、熵判据在化学上用熵(符号S)来量度这种混乱(或无序)的程度。增大混乱程度越大越稳定火柴散落过程混乱度如何变化？从混乱度角度分析它为什么可以自发371、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、品红扩散过程和气体扩散过程。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（△S＞0）的因素 清识知单【归纳与总结】在与外界隔离的体系中，自发过程的体系趋向于由有序转变为无序，导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理，也是反应方向的另一个重要判剧熵判据。1、同一物质气态时熵值最大，液态较小，固态时最小。导致混乱度38由于反应中生成气体是熵增大的过程，所以增大了反应的自发性。与之类似的如用浓磷酸与食盐固体反应制取HCl气体，对复分解反应来说看似矛盾，但生成了HCl气体，是熵增大的过程，HCl脱离反应体系，使得反应得以正常进行。在熔融态，用金属钠与KCl反应制取钾，把反应温度控制在金属钾的沸点以上，使钾以气体形式产生，既是熵增大的过程，又是减少生成物浓度平衡向正反应方向移动的过程等，都是利用理论知识来解释使看似不能发生的反应得以进行。教材P35【学与问】发生离子反应的条件之一是产生气体，请你利用熵判椐进行解释？由此你对于理论的指导作用是否有新的体会？由于反应中生成气体是熵增大的过程，所以增大了反应的自发性。与39结论：△S＞O有利于反应自发进行，但自发反应不一定都要△S＞0熵变是反应能否自发进行的又一个因素,但不是唯一因素。自发反应一定是熵增加的反应吗？你想一想有没有由气态转变成固态的反应？也就是熵减小的反应也能自发进行。不一定。【思考与交流】NH3(g)+HCl

(g)=NH4Cl(s)△S＜0有，如：再如：2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)

△S=－39.35J·mol-1·K-1能自发进行结论：△S＞O有利于反应自发进行，熵变是反应能否自发进行的又40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①NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)

②NH4Cl(s)

===NH3(g)+HCl(g)加热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。△S＜0△H＜0△H＞

0△S＞0反应是否自发还可能与温度有关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412KClO3(s)==2KCl(s)+3O2(g)△H=+78.03kJ·mol-1△S=494.4J·mol-1·K-1反应是否自发确实还与温度有关CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H(298K)=+178.2kJ·mol-1△S(298K)=169.6J·mol-1·K-12KClO3(s)==2KCl(s)+3O2(g)△H=42化学反应进行方向的判据１、能量判据(焓判据）：是判断化学反应进行方向的判据之一。2、熵判据：能量最低原理。熵增原理。是判断化学反应进行方向的另一判据。3、复合判据：能量判据结合熵判据小结：阅读教材p36科学视野化学反应进行方向的判据１、能量判据(焓判据）：是判断化学反43练习：判断下列过程的焓变、熵变的正负（填“＞0”或“＜0”），并指出哪些能够用焓判据判定？哪些能够用熵判据判定？

（1）溶解少量蔗糖于水中，

△H_______；△S________；

（2)纯碳和氧气反应生成CO(g)，

△H_______；△S________；

（3）液态水蒸发变成水蒸气，

△H_______；△S________；

（4）CaCO3(s)加热分解生成CaO(s)和CO2(g)，

△H_______；△S________。＞0＞0＞0＞0＞0＞0＜0＞0焓、熵判据判定熵判据判定熵判据判定熵判据判定实例说明单独运用上述判据中的任一种，都可能出现错误，都不是全面的。要正确的判断化学反应的方向，需要综合考虑焓变和熵变的复合判据。练习：判断下列过程的焓变、熵变的正负（填“＞0”或“＜0”）44△G＝△H－T·△S当△H＜0

，△S＞0时，△G＜0.这时反应自发进行；当△H＞0

，△S＜0时，△G＞0.这时反应不自发进行；当△H＞0

，△S＞0或△H

＜0，△S＜0时，反应是否自发与温度有关。在恒温、恒压下，综合考虑判断化学反应自发性的判据：自由能(△G)与焓变、熵变的关系：3.复合判据：△G＝△H－T·△S当△H＜0，△S＞0时，△G＜451．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性是相同的，但只有后者可以实现。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。注意：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46【例题】工业上可以用焦炭还原氧化铁得到金属铁，但是金属铝冶炼时，却是用电解熔融氧化铝的方法。请从自由能的角度判断为什么不能用焦炭还原Al2O3炼制金属铝？已知：298K时，2Al2O3(s)+3C(s)＝4Al(s)+3CO2(g)△H＝+2171kJ/mol△S＝635.5J/(mol·K)解：△G＝△H－T·△S＝2171kJ/mol－298K×635.5×10-3kJ/(mol·K)

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