《第四节 化学反应进行的方向》PPT课件.ppt

1、第二章 化学反应速率和化学平衡,第四节 化学反应进行的方向,石家庄 侯建强,化学反应进行的快慢,化学反应的限度,化学反应进行的方向,化学反应速率,化学平衡, ?,化学反应原理的组成部分,自发反应：在一定条件下不需外界帮助就能自动 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。,Company Logo,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； 室温下冰块自动融化； 墨水扩散； 食盐溶解于水； 火柴棒散落等。,这些生活中的现象将向何方发展，我们非常清楚，因为它们有明显的自发性其中是否蕴藏了一定的科学原理？,能量由高到低,

2、下列反应在一定条件下都能自发进行，你知道这些反应能自发进行的主要原因吗？ C3H8(g) + 5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) H = -2217.5 kJmol-1 2Na(s) + Cl2(g) = 2NaCl(s) H = -822 kJmol-14Fe(s) + 3O2(g) = Fe2O3(s) H = -1648.4 kJmol-1H2(g) + F2(g) = 2HF(g) H = -546.6 kJmol-1,共同特点：H O 即放热反应,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,1、能量判据（焓判据）,反应物的总能量高,生成物的总

3、能量低,放热反应,H0,Company Logo,日常生活中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即H 0）。,思考：是不是所有自发进行的化学 反应都是放热的？,思,与,题,问,考,结论：H O有利于反应自发进行， 但自发反应不一定要H O,2NH4Cl(s)+Ba(OH)28 H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l),2N2O5(g)=4NO2(g)+O2 (g),(NH4) 2CO3(s) = NH4HCO3(s)+NH3(g),焓变只是反应能否自发进行的一个因素,但不是惟一因素。只根据

4、焓变来判断反应方向是不全面的。,H O,有序,混乱,2、反应熵变与反应方向,为了解释这样一类与能量状态的高低无关的过程的自发性，提出了在自然界还存在着另一种能够推动体系变化的因素 1、在密闭条件下，体系由有序自发地转变为无序的倾向称为熵。 由大量粒子组成的体系中，用熵来描述体系的混乱（或无序）的程度 2、符号用S表示。 3、熵值越大，体系混乱度越大。同一物质，S（g）S（l）S（s）。,Company Logo,1、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、墨水扩散过程和气体扩散过程。 3、反应过程中气体物质的量增加的反应。,导致混乱度增加的一些因素,4、熵变和熵增原

5、理,（1）熵变（S）化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化，因此存在着熵变。 S=S反应产物S反应物 产生气体的反应、气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值（ S 0），为熵增加反应。许多熵增反应在常温常压下能自发进行，有些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。 （2）在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这个原理叫做熵增原理。该原理是用来判断过程的方向的又一个因素， 又称为熵判据。,e-,思考交流： 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 能否自发 NH3(g)+ HCl(g)= NH4Cl(s) 0 0 0 不能 N

6、H4Cl(s) = NH3(g)+ HCl(g) 0 0 能,加热,反应能否自发还与温度有关,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,G=H-TS,自由能变化G,自由能变化G综合考虑了焓变和熵变对体系的影响,当G0时，反应为自发反应,当G0时，反应为非自发反应,H,S,e-,Company Logo,2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g),H = -78.03 kJmol-1,S = 494.4 Jmol-1K-1,CO(g)=C(s,石墨)+1/2O2(g),H = 110.5 kJmol-1,S = -89.36 Jmol-1K-1,判断下列反应能否

7、自发进行,4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s),H = -444.3kJmol-1,S = -280.1 Jmol-1K-1,H (298K)= 178.2 kJmol-1,S (298K)= 169.6 Jmol-1K-1,CaCO3(s) = CaO(s)+CO2(g),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。,影响因素：,焓减小有利于反应自发，熵增大

8、有利于反应自发,温度,e-,Company Logo,【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。,D,A,Company Logo,3、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

9、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。 4、自发进行的反应一定是（ ） A、吸热反应； B、放热反应； C、熵增加反应； D、熵增加或者放热反应。,C,D,Company Logo,5、下列说法不正确的是（ ） A. 焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数的能自发进行的反应都是放热反应。 B. 在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大。 C. 一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热 D. 一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关,C,Company Logo,6、以下自发反应可用能量判据来解释的是( ) A、硝酸铵自发地溶于水 B、2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)；H=+56.7kJ/mol C、(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); H=+74.9 kJ/mol D、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); H=-571.6 kJ/mol,D,Company Logo,D,7、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)