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文档简介
1、第四节化学反应的进行方向、化学反应的进行速度、化学反应的界限、化学反应的进行方向、化学反应速度、化学平衡、? 生活中的自发过程有: (1)自然界的水从高处流向低处,不从高处流;(2)铁器暴露在潮湿空气中就会生锈的这些过程是自发的,相反的过程不是自发的。 我们很清楚这些生活中的现象会向哪里发展。 他们在明显的自发性中隐藏着一定的科学原理吗? 化学反应中的自发过程,(1)甲烷燃烧: CH4 (g )2O2 (g )=CO2 (g ) 2h2o (g )h=-802.3 kj/mol,(2)铁锈: 3fe (s )3/2O2 (g )=fe2o3(s )h=-824 kj/mol,(H=-571.6
2、 kJ/mol,共同点? e反应e生,H0,发热反应,一,自发过程和焓标准,一,自发过程:在一定条件下不需要外力的作用可以自动进行的自发过程。 共同特征:系统有从高能量状态向低能量状态转变的倾向。 2、焓的判断标准:自发过程的体系从高能量状态转变为低能量状态(在这种情况下,体系向外部工作或释放热量)的经验法则是焓的判断标准,是判断化学反应发展方向的判断标准之一。 练习1、金刚石和石墨在氧中完全燃烧的热化学方程式为: c (金刚石,s ) O2 (g )=CO2 (g )h1=-395.41 kj/molc (石墨,s ) O2 (g )=CO2 (g )H2=-393.51 kj/mol金刚石
3、和黑色a .从金刚石向石墨的转换过程b .从石墨向金刚石的转换过程c .石墨比金刚石的能量低d .金刚石比石墨的能量低,可以看出ac、练习2,某个过程中有自发的物质可以判断过程的方向是否一定会产生可以预测的过程的热效应,a的一部分过程也是自发的,其中有与物质能量的高低无关的,有与能量的高低有关,但也有不能用焓说明的。 例如,两种理想气体的混合可以顺利地自发进行,无需借用外力。 N2O5分解:2n2o5(g )=4no2(g ) o2(g )h=56.7 kj/mol,碳铵的分解: (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s) NH3(g ); H=74.9 kJ/mol,自发进行的吸热反应
4、,二,熵增加原理,熵标准,1 .熵:在密闭条件下,体系有从秩序自发地变化的倾向,推动这种体系变化的因素称为熵。 2、熵的判断标准:在与外部隔离的系统中,自发过程导致系统熵增大的经验法则称为熵增加原理。 在判断化学反应的方向性时被称为熵标准。 3 .相同物质在不同状态下熵值的大小:气体中熵最大,液体其次是固体最小。 体系混乱度有增加的趋势,三、在焓和熵标准的应用、焓标准中,自发过程有向最低能量状态取向的趋势。 按照熵标准,自发过程有最大混乱度的倾向。 大多数情况下,如果单纯地用一个判断基准来判断相同的反应,可能会出现相反的判断结果,所以必须兼顾两个判断基准。 熵标准和熵标准结合的复合标准适用于所
5、有过程。 练习3,碳铵(NH4)2CO3在室温下自发地分解产生氨气,这种说法正确的是a,碳铵分解是因为生成了容易挥发的气体,系统的熵增大了。 因为b、碳铵分解是从外部提供能量c,所以碳铵分解是吸热反应,不能以焓为基准自发分解的d、碳酸盐也不稳定,能够自发分解。 在AC、练习4、以下的反应中,在高温下不能自发地进行的是D. CO(g)=C(s) 1/2O2、B. 2N2O5(g)=4NO2(g) O2(g )、a.(NH4)2co3(s )=n h4hhco3(s ) NH3(g )、c.MGC 熵增加,熵增加,1 .过程的自发性只能判断过程的方向,而不能判断过程是否一定发生和过程是否发生例如,
6、金刚石有转化为石墨的倾向,但是否发生、何时发生、能多快完成,并不是能量标准和熵标准能够解决的问题。 注意,2 .研究过程的方向性时,是指没有外界干扰时系统的性质。 如果允许外界对系统施加某种作用,可能会产生相反的结果。 例如,石墨在高温高压下也会变成金刚石。 反应的自发判断,H - TS 0不是自发的,总结如下:一、化学反应的进行方向的判断,一.焓的判断,二.理解熵的意义和熵的变化,一、发热的自发过程是熵减少的过程,如铁锈, 可能是氢气燃烧等的金刚石和石墨的相互变化熵不变等,熵没有明显的变化和增加的过程可能活性金属和酸的置换反应的熵增加等2、吸热的自发过程,冰的溶解,硝酸铵不溶于水3、无热效应的自发过程是熵增加的过程,如两种理想气体的混合等。 4、能量标准(基于焓)和熵标准相结合的复合标准(G )更适合于所有工艺。 5、过程的自发性只是判断过程的方向,而过程不能确定一定的会期发生和过程发生的速度。 没有涂防锈涂料和防锈涂料的钢制零件,腐蚀过程的自发性相同,但只能实现后者。 6、一个变化的正向能自发地进行,反向就不是自发的。 7 .反应的自发性也受到外界条件的影响。 常温下石灰石分解生成生石灰和二氧化碳不是自发的,但是在1273K的情况下,这种反应是自发的反应。 总结了规则的方法,自发反应中的焓变化和熵变化的关系1,发热的自发过程可能是熵减少的过程,如铁锈、氢
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