《化学反应的方向》课件

《化学反应的方向》碳和氧气燃烧可以得到二氧化碳，而二氧化碳却很难分解成碳和氧气，为什么？导入情景化学反应的快慢化学反应的限度化学反应的方向——化学反应速率——化学平衡——?化学反应原理水总是自发地由高处往低处流红墨水扩散导入情景问题一：什么是自发过程？花香四溢铁生锈问题一：什么是自发反应？交流讨论自发反应：在一定条件下，不需外界帮助就能自动进行的化学反应。想一想：你知道有哪些化学反应能自发进行？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。水流电流热量自发高处低处自发高电位低电位自发高温低温交流讨论问题二：如何判断自发反应？反应物的总能量高生成物的总能量低放热反应∆H＜0焓判据：体系趋向于从能量高的状态转变为能量低的状态，因此反应放热有利于反应自发进行。总结感悟科学史话19世纪初，贝特罗（法）和汤姆逊（丹麦）提出：放热反应可以自发进行，而吸热反应则不能自发进行。你如何评价贝特罗和汤姆逊的观点？

2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)

2N2O5(g)=4NO2(g)+O2

(g)

(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)反应放热有利于反应自发进行，但只根据反应的焓变来判断化学反应的方向是不全面的。∆H﹥0想一想：吸热反应都不能自发进行吗？交流讨论有序排列的火柴散落时自发地成为无序排列放在包里的耳机线总是自发地缠绕打结联系生活问题三：吸热反应为什么能自发进行？整理好的房间一段时间后总是会变得杂乱无章联系生活固体溶解过程气体的扩散纯物质相互接触后自发地混合形成混合物体系混乱度增大联系总结感悟熵：符号为S，单位为J·mol-1·K-11850年,克劳修斯提出用熵来度量体系的混乱（或无序）程度。体系越混乱，熵越大

。熵判据：孤立体系或绝热体系中，反应自发地向熵增的方向进行。S(水)：69.9J·mol-1·K-1S(冰)

：47.9J·mol-1·K-1S(水蒸气)：188.7J·mol-1·K-1同一物质：S(g)>S(l)>S(s)。通常情况下，气体分子数增大的化学反应为熵增的反应。交流讨论想一想：同一物质不同状态下熵值相等吗？1．在下列变化中，体系的熵将发生怎样的变化？A.少量的食盐溶解于水中B.气态水变成液态水C.2Na2SO3(s)＋O2(g)===2Na2SO4(s)

D.CaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g)E.HCl(g)+NH3(g)=NH4Cl

(s)交流讨论ΔS<0ΔS>0ΔS<0ΔS<0ΔS>02．下列反应中，熵显著增加的反应是(

)A．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)B．3NO2(g)＋H2O(l)===2HNO3(aq)＋NO(g)C．2C(s)＋O2(g)===2CO

(g)D．2Hg(l)＋O2(g)===2HgO(s)C2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)

2N2O5(g)=4NO2(g)+O2

(g)

(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)交流讨论想一想：下列吸热反应为什么能自发进行？有什么共同点？上述反应过程中气体分子数增大，反应的熵值增大。∆S﹥0交流讨论想一想：自发反应一定是熵增加的反应吗？2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)∆

S﹤0

推论：熵增有利于反应自发进行，

但只根据熵变判断化学反应的方向是不全面的。结论：自发反应的方向与焓变、熵变有关，判断反应自发进行的方向，需综合考虑体系的焓变和熵变。交流讨论3.下列说法中，正确的是(

)A.冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程B.能够自发进行的反应一定是放热反应C.ΔH<0的反应均是自发进行的反应D.能够自发进行的反应一定是熵增的过程A√X2KClO3(s)==2KCl(s)+3O2(g)∆H=-78.03kJ·mol-1∆S=+494.4J·mol-1·K-1CO(g)==C(s，石墨)+1/2O2(g)∆H=+110.5kJ·mol-1

∆S=-89.36J·mol-1·K-1判断下列反应能否自发进行4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)==4Fe(OH)3(s)∆H=-444.3kJ·mol-1∆S=-280.1J·mol-1·K-1牛刀小试CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)

∆H=+178.2kJ·mol-1∆S=+169.6J·mol-1·K-1√X利用熵变和焓变对自发反应方向性的判断不一致时，怎么办？?√X√X资料卡片自由能与化学反应的方向1876年，吉布斯（美）提出自由能变化ΔG，并认为化学反应总是向着自由能减小（ΔG<0）的方向进行，直至达到平衡。在恒温、恒容的封闭体系中，∆G=∆H–T∆S

（Ｔ为热力学温度，为正值）焓变ΔH熵变ΔS反应的自发性

＜0＞0

＞0＜0

＜0＜0

＞0＞0

非自发自发低温可行高温可行资料卡片∆G=∆H–T∆S

课堂小结化学反应进行的方向复合判据熵判据焓判据1.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C.熵增加且放热的反应一定是自发反应D.非自发反应在任何条件下都不能实现课堂练习2.能用焓判据判断下列过程的方向的是（）A.水总是自发地由高处往低处流B.室温下冰融化成水C.有序排列的火柴散落时成为无序排列D.多次洗牌以后，扑克牌毫无规律混乱排列的几率大3.下列反应中，熵减小的反应是（）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)课堂练习4.某化学反应其ΔH=-122kJ·mol-1，ΔS=+231kJ·mol-1·K-1，则此反应在下列哪种情况下可自发进行（）A.在任何温度下都能自发进行B.在任何温度下都不能自发进行C.仅在高温下自发进行D.仅在低温下自发进行5.石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为C(石墨)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.51kJ·mol-1C(金刚石)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-395.41kJ·mol-1关于金刚石和石墨的相互转化，下列说法正确的是（）A.石墨转化成金刚石是自发进行的过程B.金刚石转化成石墨是自发进行的过程C.金刚石比石墨更稳定D.金刚石比石墨能量低答案：1.C2.A3.D4.A5.B任务一利用ΔG=ΔH-TΔS判断反应进行方向的方法[问题探究]1.怎样用自由能变化ΔG判断化学反应自发进行的方向?答案

体系自由能变化ΔG=ΔH-TΔS,其中ΔH为焓变,ΔS为熵变,T为热力学温度。在一定的温度和压强下,将ΔH、ΔS、T的数值代入上述公式,若ΔG<0,则该条件下的反应能自发进行,若ΔG>0,则该条件下的反应不能自发进行。2.能够自发进行的反应在常温下就一定能够发生吗?答案

不一定;自发性只能用于判断过程的方向,不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。[深化拓展]化学反应方向的复合判据在温度、压强一定的条件下,自发反应总是向ΔG=ΔH-TΔS<0的方向进行,直至达到平衡状态。图解如下:[素能应用]典例对于化学反应能否自发进行,下列说法中错误的是(

)A.若ΔH<0,ΔS>0,任何温度下都能自发进行B.若ΔH>0,ΔS<0,任何温度下都不能自发进行C.若ΔH>0,ΔS>0,低温时可自发进行D.若ΔH<0,ΔS<0,低温时可自发进行答案

C解析

选项内容分析结论AΔH<0,ΔS>0⇒ΔH-TΔS<0,任何温度下都能自发进行正确BΔH>0,ΔS<0⇒ΔH-TΔS>0,任何温度下都不能自发进行正确CΔH>0,ΔS>0,高温时能满足ΔH-TΔS<0错误DΔH<0,ΔS<0,低温时能满足ΔH-TΔS<0正确变式训练某反应2AB(g) C(g)+3D(g)在高温时能自发进行,其逆反应在低温时能自发进行,则该反应的ΔH、ΔS应为(

)A.ΔH<0、ΔS>0

B.ΔH<0、ΔS