化学反应方向.ppt

1、2020/7/17,第一课时 化学反应的方向,第二单元 化学反应的方向和限度,2020/7/17,水往低处流,生活中的自发过程,2020/7/17,冰室温时溶解,生活中的自发过程,自然界中的自发过程体现了 自然界变化的方向性,2020/7/17,自发反应：,在一定条件下，无需外界帮助就能自动进行的反应,问题1：自然界中有许多自然而然发生的现象，物质间的化学反应是否也能自然发生呢？请联系已学知识举例。,(1)在常温下盐酸能与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和水；而氯化钠和水却不能反应生成盐酸和氢氧化钠。,(2)铁器暴露在潮湿空气中会生锈；,一、自发反应,这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的。,20

2、20/7/17,注意： (1)一定条件指：一定的温度和压强,外界帮助可以是如通电、光照等。,(2)自发反应在恰当条件下才能实现.,2020/7/17,（P42 交流与讨论）,下列反应是室温能否自发进行？如能，写出相应的化学方程式 1.水分解生成氢气和氧气的反应 2.氯气与溴化钾溶液的反应 3.乙烯与溴单质的反应 4.氮气和氧气生成一氧化氮的反应,2020/7/17,1.水分解生成氢气和氧气的反应 2.氯气与溴化钾溶液的反应 3.乙烯与溴单质的反应 4.氮气和氧气生成一氧化氮的反应,不能,能,不能,能,Cl2+2KBr=Br2+2KCl,C2H4+Br2 CH2BrCH2Br,2020/7/17

3、,1.C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O（l） H=-2217.5 kJ/mol 2.2Na(s)+Cl2=2NaCl(s) H=-822 kJ/mol 3.4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) H=-1648.4kJ/mol 4.H2(g)+F2(g)=2HF(g) H=-546.6kJ/mol,讨论,下列反应在一定条件下能够自发进行，它们有哪些共同特征？,化学反应中的自发过程 共同特点：H0，即体系趋向于从高能状态转变为低能状态,2020/7/17,能量判据(焓判据）： 绝大多数反应，放热方向是自发进行的方向。 （H 0） 即体系趋向于从高能状态转变为低能状态

4、。 对于化学反应而言，绝大多数的放热反应能自发进行，且放出的热量越多，体系能量降低越多，反应越完全。,二、焓变与反应方向,2020/7/17,吸热过程的反应能否自发进行？,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,思考：,如：1、硝酸铵溶于水,（P43 观察与思考？）,思考：上面的几个反应是吸热反应、那为什么还可以自发的进行呢？,焓变（H）是决定反应能否自发进行的因素之一，但不是唯一因素。,2NH4Cl(s)+Ba(OH)2.8H2O(s)=2NH3(g)+CaCl2(s)+10H2O(l),NH4NO3(s)=NH4+ (aq) +NO3-(aq),2、碳酸钙分解,

5、2020/7/17,有序,混乱,2020/7/17,三、熵变与反应方向,研究表明，除热效应外，决定反应能否自发进行的另一因素体系的混乱度（熵S） 熵：衡量一个体系混乱度的物理量叫做熵，用符号S表示。单位：J/(molK) 通常：S（g）S（l）S（s） 分子数越多，熵越大 分子量越大，熵越大（分子数相等时）,想一想： 1.如何比较戊烷的3种同分异构体的熵值大小？ 2.等物质的量Li、Na、K熵的大小如何？ 3.金刚石和石墨的熵谁大？ 4.人从出生到成人到衰老的过程中，熵如何变化？,熵变：反应前后体系熵的变化叫做反应的熵变.用S表示。 S=S生成物总熵S反应物总熵 反应的S越大,越有利于反应自发

6、进行 熵判据：体系趋向于由有序状态转变为无序状态，即混乱度增加（ S0）。且S越大，越有利于反应自发进行。,2020/7/17,1.H2O(s)H2O(l)H2O(g) 2.CaCO3=CaO(s)+CO2(g) 3.NaOH(s)=Na+(aq)+OH-(aq) 4.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g),思考：判断下列过程的熵变是大于零还是小于零？,S0,S0,S0,S0,S0,NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)=AgCl(s),显然，熵增也不是反应能否自发进行的唯一判据。,2020/7/17,正确判断一个化学反应 是否能够自发进行,必须综合考虑

7、反应的焓变和熵变,恒温恒压时判断反应是否能够自发进行 H 0 S0 H 0 S 0 H 0 S 0 H 0 S0,自发,非自发,不一定,不一定,2020/7/17,吉布斯自由能判断反应自发进行的方向,NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s) H 0 S 0 CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) H 0 S0,判断这两个反应什么条件下自发进行,G 0,自发进行,G0，可逆反应,G 0，非自发进行,低温可行,高温可行,G= H -TS,拓展视野,H0； S0 高温自发进行,H0； S0 自发进行,H0； S0 低温自发进行,H0； S0 不自发,H,S,综合判据：,2020/7/17,1

8、. H 0 该反应一定能自发进行； 如：Mg(s) + 2HCl(aq) = MgCl2(aq) + H2(g) 2. H 0，S0，S0 该反应在较高温度下能自发进行 如：CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),判断依据： G= HT S 0 反应能自发进行,2020/7/17,说出下列反应中的焓变，熵变，及自发性,CO2(s) CO2(g) 2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s) 2K(s)+2H2O(l)=2K+(aq)+2OH-(aq)+H2(g) Ag+(aq)+Cl-=AgCl(s),H 0 S0 自发,H 0，S0 自发,H 0 自发,H 0，S0 自发,已知298K时，下

9、列反应的数据： （1）2KClO3（s） 2KCl（s）+ 3O2（g） H78.03kJmol1 S494.4 Jmol1K1 （2）CO（g） C（s，石墨）+O2（g） H110.5kJmol1 S89.36 J mol1K1 （3）4Fe(OH)2（s）O2（g）2H2O（l）4Fe(OH)3（s） H444.3kJmol1 S280.1 J mol1K1 （4）NH4HCO3(s)CH3COOH(aq)CO2(g) CH3COONH4(aq)H2O(l) H37.30kJmol1 S184.0 Jmol1K1 请判断上述反应在常温常压下是否可以自发进行？,G=37.30-2980.1

10、84=-17.50,在298K、101kpa的条件下，已知反应：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) H113 kJmol1, S= 145.3 Jmol1K1。 请通过计算说明该反应是否可以消除汽车尾气中的NO?,反应进行的最高温度不能超过多少度？,G=-113-T(-0.1453)0,T 777.7K,2020/7/17,下列反应中，熵减小的是,D. 2CO(g)2C(s)O2(g),B. 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g),A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g),C. MgCO3(s)MgO(s)CO2(g),D,练习1:,2020/7/17,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 . 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,练习2:下列说法正确的是（ ）,C,课本p.51习题1、4,2020/7/17,小结：,焓变和熵变对反应方向的共同影响,能量判据：体系趋向于从高能状态转变为低能状态（H 0）。,熵判据：体系趋向于由有序状态转变为无序状态，即混乱度增加（ S0）。且S越大，越有利于反应自发进行。,综合判据： H-T