高中化判断化反应方向的依据课件鲁科选修

高中化判断化反应方向的依据课件鲁科选修学习目标1.了解物质变化过程的自发性。2.通过“有序”和“无序”的对比，了解熵和熵变的概念。3.初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响，能用焓变和熵变解释化学反应的方向。第2页,共39页，2024年2月25日，星期天一、自发反应1.自发反应：在一定温度和压强下，无需外界帮助就能__________的反应。2.特征：(1)具有由能量_____状态向能量_____状态转化的倾向。(2)具有趋向于体系混乱度_____的倾向。自动进行较高较低增大第3页,共39页，2024年2月25日，星期天二、化学反应自发进行的判断依据1.焓变与反应的自发性的关系：(1)焓判据：绝大多数_________(ΔH__0)都能自发进行，且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应越完全。反应的_____是制约化学反应能否自发进行的因素之一。(2)局限：并非所有自发进行的反应都是放热的，有些吸热反应也能自发进行。放热反应焓变<第4页,共39页，2024年2月25日，星期天2.熵变与反应的自发性的关系：(1)熵：衡量一个体系混乱度的物理量，用S表示。(2)特点。①体系的混乱度越大，熵值_____。②同一物质的不同状态的熵值：S(s)__S(l)__S(g)。越大<<第5页,共39页，2024年2月25日，星期天(3)熵变：反应前后体系熵的变化，用ΔS表示。即：ΔS=S(生成物)-S(反应物)。ΔS__0为熵增反应，ΔS__0为熵减反应。(4)熵判据。①熵判据：化学反应的ΔS_____，越有利于反应自发进行。熵变是决定化学反应能否自发进行的另一个因素。②局限：并非所有自发进行的反应都是熵增反应，有些熵减反应也能自发进行。><越大第6页,共39页，2024年2月25日，星期天3.反应自发进行的判断：判断一个反应能否自发进行，要综合考虑___________。焓变和熵变第7页,共39页，2024年2月25日，星期天1.辨析下列说法的正误。(1)放热反应一定能自发进行。(

)(2)需要加热的反应都不能自发进行。(

)(3)一定条件下水由气态变为液态是熵减小的过程。(

)(4)某反应在某条件下正反应能自发进行，则该条件下其逆反应必定不能自发进行。(

)第8页,共39页，2024年2月25日，星期天【答案解析】(1)×。分析：反应放热有利于反应自发进行，但放热反应不一定自发进行，如物质的燃烧。(2)×。分析：反应条件是否需要加热与反应能否自发进行无关。(3)√。分析：同一物质的熵：气态>液态>固态。(4)√。分析：反应正向、逆向的焓变、熵变符号相反。第9页,共39页，2024年2月25日，星期天2.下列对熵的理解不正确的是(

)A.同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小B.体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大C.与外界隔离的体系，自发过程将导致体系的熵减小D.25℃、1.01×105Pa时，2N2O5(g)====4NO2(g)+O2(g)是熵增的反应第10页,共39页，2024年2月25日，星期天【解析】选C。体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大；体系都有自发从有序转变为无序的倾向，此过程为熵增过程，C项错。第11页,共39页，2024年2月25日，星期天3.下列过程能用焓判据解释的是(

)A水总是自发地由高处往低处流B.高温高压下使石墨转化为金刚石C.有序排列的火柴散落时成为无序排列D.多次洗牌以后，扑克牌毫无规律地混乱排列的概率大【解析】选A。水由高处往低处流，有趋向于最低能量状态的倾向，属于焓判据。石墨转化成金刚石是吸热反应，转化过程不符合焓判据。C、D两项只能用熵判据解释。第12页,共39页，2024年2月25日，星期天4.下列说法中正确的是(

)A.凡是放热反应都是自发的，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小或不变的反应C.自发反应在恰当的条件下才能实现D.自发反应在任何条件下都能实现第13页,共39页，2024年2月25日，星期天【解析】选C。放热反应常常是容易进行的过程，吸热反应有些也是自发的，A项错；自发反应的熵不一定增大，B项错；过程的自发性只能用于判断过程的方向，是否能实现还要看具体的条件，C项正确，D项错。第14页,共39页，2024年2月25日，星期天5.下列属于熵增过程的是(

)A.CO2气体变为CO2固体B.氨气和氯化氢气体生成氯化铵晶体C.水蒸气凝结成液态水D.碳酸氢铵受热分解生成二氧化碳气体、氨气和水蒸气【解析】选D。气体变为液体或固体，是熵减过程，固体变为液体或气体，是熵增的过程。第15页,共39页，2024年2月25日，星期天6.某反应：A====B+C在室温下不能自发进行，在高温下能自发进行，对该反应过程ΔH、ΔS的判断正确的是(

)A.ΔH<0

ΔS<0

B.ΔH>0

ΔS<0C.ΔH<0

ΔS>0 D.ΔH>0

ΔS>0【解析】选D。该反应在室温下不能自发反应，而高温下能自发进行。根据ΔH和ΔS对反应方向的共同影响可推知：ΔH>0，ΔS>0。第16页,共39页，2024年2月25日，星期天一、化学反应进行的方向与焓变、熵变的关系1.与焓变的关系：(1)多数能自发进行的化学反应是放热反应。如NaOH(aq)+HCl(aq)====NaCl(aq)+H2O(l)

ΔH<0(2)有不少吸热反应也能自发进行。如NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)====CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)ΔH>0第17页,共39页，2024年2月25日，星期天(3)还有一些吸热反应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。如CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)

ΔH>0(4)结论：能量变化是一个与反应能否自发进行有关的因素，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。高温====第18页,共39页，2024年2月25日，星期天2.与熵变的关系：(1)许多熵增加的反应在常温、常压下可以自发进行。如2H2O2(aq)====2H2O(l)+O2(g)

ΔS>0(2)有些熵增加的反应在常温、常压下不能自发进行，但在较高温度下可以自发进行。如CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)

ΔS>0高温====第19页,共39页，2024年2月25日，星期天(3)少数熵减小的反应，它在一定条件下也可以自发进行。如NH3(g)+HCl(g)====NH4Cl(s)

ΔS<0(4)结论：熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。第20页,共39页，2024年2月25日，星期天【点拨】焓变、熵变与反应进行的方向(1)判断反应进行的方向，不能仅看焓变或仅看熵变。焓变、熵变虽然影响反应进行的方向，但二者都不是决定性因素，二者与温度结合，才能最终判断反应进行的方向。(2)判断影响反应方向的因素时需注意，焓变是指反应放热还是吸热，即ΔH大于0还是小于0；熵变一般看反应前后物质的状态，即固态、液态生成气态物质，还是气态生成固态、液态物质。第21页,共39页，2024年2月25日，星期天【微思考】(1)NH3(g)+HCl(g)====NH4Cl(s)常温下可自发进行，则影响反应方向的主要因素是什么？提示：该反应是一个熵减的反应，故反应可自发进行的主要影响因素是焓变。第22页,共39页，2024年2月25日，星期天(2)对于反应2NO2(g)N2O4(g)

ΔH<0，从能量角度看该反应是自发的，从熵变角度看该反应能否自发进行？提示：不能自发进行。放热反应，使物质的总能量降低，使反应有自发进行的趋势。而从熵变角度看，该反应的正反应使物质的混乱度降低，是熵减小的反应。第23页,共39页，2024年2月25日，星期天【过关题组】1.下列说法中不正确的是(

)A.体系有序性越高，熵值就越小B.自发过程可以导致体系的熵增大C.吸热反应不可以自发进行D.同种物质气态时熵值最大第24页,共39页，2024年2月25日，星期天【解题指南】解答本题应注意以下两点：(1)熵用来表示混乱度，体系越混乱，熵值越高；(2)反应能否自发进行要综合焓变、熵变判断。【解析】选C。体系越混乱，熵值越高，越有序，熵值越低，A项正确；熵增有利于反应自发进行，B项正确；有些吸热反应也可以自发进行，C项错；同种物质的熵值：S(s)<S(l)<S(g)，D项正确。第25页,共39页，2024年2月25日，星期天2.(2014·许昌高二检测)下列自发反应可用焓判据来解释的是()A.2N2O5(g)====4NO2(g)+O2(g)

ΔH=56.7kJ·mol-1B.(NH4)2CO3(s)====NH4HCO3(s)+NH3(g)

ΔH=74.9kJ·mol-1C.2H2(g)+O2(g)====2H2O(l)

ΔH=-286kJ·mol-1D.CaCO3(s)====CaO(s)+CO2(g)ΔH=178.2kJ·mol-1【解析】选C。C项是放热反应，从焓变角度来看，放热反应有利于反应自发进行。第26页,共39页，2024年2月25日，星期天【互动探究】(1)试举例证明题1中C项是否正确。提示：不正确。如氯化铵和氢氧化钡反应是吸热反应，但能自发进行。(2)题2中C选项在任何条件下都自发进行吗？为什么？提示：不一定。因为该反应是熵减的反应，需要确定温度才能确定反应是否自发进行。第27页,共39页，2024年2月25日，星期天【变式训练】能用焓判据判断下列过程方向的是(

)A.湿的衣服经过晾晒变干B.硝酸铵溶于水C.100℃时的水蒸气凝结成水D.25℃、101kPa时2N2O5(g)====4NO2(g)+O2(g)

ΔH=56.7kJ·mol-1能自发进行第28页,共39页，2024年2月25日，星期天【解析】选C。A项，水由液态变为气态，主要是熵判据；B项，由固体变为离子，主要是熵判据；C项，是放热过程，主要是焓判据；D项，反应吸热而自发，主要是熵判据。第29页,共39页，2024年2月25日，星期天二、复合判据1.复合判据：体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向。判断反应的自发性必须综合考虑反应的焓变和熵变。在恒温、恒压时，(1)ΔH<0，ΔS>0，则反应一定能自发进行；(2)ΔH>0，ΔS<0，则反应一定不能自发进行；(3)ΔH<0，ΔS<0或ΔH>0，ΔS>0，反应可能自发进行，也可能不自发进行，与反应的温度有关。第30页,共39页，2024年2月25日，星期天2.注意几种情况：第31页,共39页，2024年2月25日，星期天(1)放热的熵增加的反应，能自发进行。(2)吸热的熵减少的反应，不能自发进行。(3)放热的熵减少的反应，降低温度，有利于反应自发进行。(4)吸热的熵增加的反应，升高温度，有利于反应自发进行。第32页,共39页，2024年2月25日，星期天【微思考】(1)符合“ΔH<0、ΔS>0的化学反应在所有温度下反应都能自发进行”条件的化学反应在常温下都能实际发生吗？提示：不一定，“ΔH<0，ΔS>0”指的是在温度、压强一定的条件下反应自动发生的趋势，即反应发生的可能性，它并不能说明在该条件下，可能自发进行的反应能否实际发生，因为反应能否实际发生还涉及反应速率问题。第33页,共39页，2024年2月25日，星期天(2)熵增大，熵减小的反应在一定条件下都能自发进行，所以熵判据无意义，对吗？提示：不对，大多数自发进行的反应是熵增大的反应，但有少数熵减小的反应在一定条件下能自发进行，无规律可循。第34页,共39页，2024年2月25日，星期天【过关题组】1.(2014·武威高二检测)下列反应过程中，ΔH>0且ΔS>0的是()A.NH3(g)+HCl(g)====NH4Cl(s)B.CaCO3(s)====CaO(s)+CO2(g)C.4Al(s)+3O2(g)====2Al2O3(s)D.HCl(aq)+NaOH(aq)====NaCl(aq)+H2O(l)第35页,共39页，2024年2月25日，星期天【解题探究】(1)如何确定反应过程中熵值的变化？提示：主要从物质的状态来判断。