2.4化学反应进行的方向.ppt

1、化学反应原理,新课标人教版选修四,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 一课时,一、化学反应原理的重要组成部分 反应的快慢程度 化学反应原理 化学反应的限度 反应进行的方向 如何判断反应能否发生？ 化学反应进行的方向是一个复杂问题，如果反应已经发生了，方向其实也已确定；但如果反应还没有发生，我们则要通过互相关联的能量（H）判据（力图使自身能量趋于最低）和熵判据（由有序变为无序的现象）。,?,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,高山流水,自由落体,能量趋于最低,酸碱中和,二、反应焓变与反应方向,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 体系趋

2、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H 0）。,多数能自发进行的化学反应是放热反应， 如常温、常压下，氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁的反应是自发的，反应放热 4Fe（OH）2（s）+2H2O（l）+O2（g）= 4Fe（OH）3（s）；H=444.3KJ/mol,但是，有不少吸热反应也能自发进行，如 NH4HCO3（s）+CH3COOH（aq）=CO2（g）+CH3COONH4（aq）+H2O（l）； H（298K）=37.3KJ/mol 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，如在室温下吸热反应的碳酸钙分解反应不能自发进行，但同样是这个吸热反

3、应在较高温度（1200K）下则能自发进行。,放热反应过程中体系能量降低,因此具有自发进行的倾向,- 焓（H）判据,由此可见,运用焓判据主要依据反应焓变，而焓变（H）的确是一个与反应能否自发进行的因素，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。,火柴棒散落,墨水扩散,由有序变为无序,同一种物质，其气态时会通过分子的扩散自发形成均匀的混合物,硝酸铵溶于水要吸热，但它能自发向水中扩散,三、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

4、体系的混乱度， 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）。,4、熵变和熵增原理,（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。,-10的液态水能自动结冰成为固态 铝热反应是熵减反应

5、，它在一定条件下也可自发进行。 因此熵判据判断过程的方向也是不全面的,讨论：课本P37学与问,四、焓变与熵变对反应方向的共同影响（复合判据-自由能）,在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既可能与反应焓变（H）有关，又可能与反应熵变（S）有关。在温度、压强一定的条件下，我们要判别化学反应的方向要考虑H、 S共同影响的结果。 反应焓变（能量判据） 反应方向 反应熵变（熵判据） HT S0，则反应自发进行， 反应到达平衡状态， 反应不能自发进行。（T为绝对温度）,复合判据,焓判据和熵判据的应用,1、由焓判据知放热过程（H0）常常是容易自发进行； 2、由熵判据知若干熵增加（S0）的过程是自发的；

6、3、很多情况下，简单地只用其中一个判据去判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以我们应两个判据兼顾。由能量判据（以焓变为基础）和熵判据组合成的复合判据自由能将更适合于所有的反应过程。,4、过程的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。如钢制器件腐蚀、装在不同地方的气体等例子。 5、在讨论过程的方向时，我们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、石灰石分解、石墨转化为金刚石。 6、反应的自发性也受外界条件的影响。如石灰石分解，常温下是非自发的，但在1273K时是自发的反应。,典例剖析,例1 下列过程是

7、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、室温下水结成冰例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,练习与探究,1、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。 2、自发进行的

8、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,3、下列说法正确的是（ ） A、放热反应一定是自发进行的反应； B、吸热反应一定是非自发进行的； C、自发进行的反应一定容易发生； D、有些吸热反应也能自发进行。 4、250C和1.01105Pa时，反应 2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）； H=56.76kJ/mol，自发进行的原因是 A、是吸热反应；B、是放热反应； C、是熵减少的反应； D、熵增大效应大于能量效应。,D,D,再见！,作业的问题,1、提前做好作业纸，及时删改，保证质量。 2、作业布置量适中（30-40分钟） 3、及时

9、、认真批改并作出相关统计。 4、及时针对性的评讲。 1、把每一次作业当作测试。 2、认真书写、及时、独立完成。 3、及时订正。 4、定期整理、装订。 让我们真正做到教学相长,7、已知：T、Pkpa时，容积为V 的密闭容器中充有1molA和2molB，保持恒温恒压使反应达平衡：A（g）+B（g） C（g），平衡时C 的体积分数为40 欲保持温度、压强在上述条件下不变，在密闭容器中充入2molA和4molB，则平衡时体系容积为 ，C的体积分数为 ，另选一容积固定不变的密闭容器，仍控制温度为T，加入1molB和1molC，要使平衡时C 的体积分数仍为40，则该密闭容器体积为,10V/7,40,5V/

10、7,D,例题精选,B,D,例4 已建立化学平衡的某可逆反应，当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时,下列有关叙述正确的是( ) 生成物的百分含量一定增加 生成物的产量一定增加 反应物的转化率一定增大 反应物浓度一定降低 正反应速率一定大于逆反应速率 使用了合适的催化剂 A (B) (C) (D) ,B,例5 有两只密闭容器A和B，A容器有一个可移动的活塞能使容器内保持恒压，B容器能保持恒容。起始时间这两只容器中分别充入等量的体积比为21的SO2和O2的混合气体，并使A和B容积相等，如右图。在保持400的条件下使之发生如下反应：2SO2+O2 2SO3请填空下列空白： 达到平衡时所需的时间A容器

11、比B容 器 (多、少)A容器中SO2的转化 率比B容器中(大、小)。 达到所述平衡后，若向两容器中 通入数量不多的等量的H2，A容器中 化学平衡 移动。B容器中化学 平衡移动。(向左、向右不移动)。 达到所述平衡后，若向两容器中再通入等量的原反应气体，达到平衡时，A容器中SO3的百分含量 。B容器中SO3的百分含量 。(增大、减小、不变。),少,大,向左,不,不变,增大,例6 对于平衡体系： mA(气)+nB(气) pC(气)+qD(气)；H0，下列判断正确的是( ) (A) 若温度不变，将容器的体积增大1倍，此时A的浓度变为原来的0.48倍,则m+np+q (B) 若平衡时，A、B的转化率相

12、等，说明反应开始时A、B的物质的量之比为m:n (C) 若平衡体系共有气体a mol，再向其中加入b molB物质，当重新达到平衡时，气体的总物质的量等于（a+b)mol，则m+n=q+p (D) 温度不变时，若压强增大为原来的2倍，达到新平衡时，总体积一定比原体积的1/2要小,BC,B,Ha=2Q2-2Q3 0,Hb=2Q1-2Q3 0,D,B,例8在一个固定体积的密闭的容器中，放入3升X(气)和2升Y(气)，在一定条件下发生下列反应: 4X(气)+3Y(气) 2Q(气)+nR(气)。达到平衡后，容器内温度不变，混合气体的压强比原来增加5%，X的浓度减小1/3，则该反应方程式中的n值是( )

13、 (A) 3 (B) 4 (C) 5 (D) 6,例9在密闭容器中进行反应N2+3H2 2NH3；H0，一定温度下达到平衡，若将平衡体系中各物质浓度都增加到原来的2倍，则产生结果是 平衡不移动 平衡向正反应方向移动 NH3的百分含量增加 H2的转化率增大 达到新平衡后容器的压强等于原平衡的压强的2倍 C (N2)减小 C(NH3)新2C(NH3)原 ( ) (A) (B) (C) (D) ,链接高考,11（06重庆卷）已知反应mX(g)+nY(g) qZ(g)的Hq,在恒容密闭容器中反应达到平衡时，下列说法正确的是（） A.通入稀有气体使压强增大，平衡将正向移动 B.X的正反应速率是Y的逆反应

14、速率的m/n倍 C.降低温度，混合气体的平均相对分子质量变小 D.增加X的物质的量，Y的转化率降低 6（全国）反应 2A（g）+ B（g） 2C（g）；H 0 。下列反应有利于生成C的是 A. 低温、低压 B. 低温、高压 C. 高温、高压 D. 高温、低压,B,C,（06上海25）,（3)t(高于850)时，在相同容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度变化如上表。 表中3min4min之间反应处于_状态； C1数值_0.08 molL (填大于、小于或等于)。,平衡,反应在4min5min问，平衡向逆方向移动，可能的原因是_(单选)， 表中5min6min之间数值发生变化，可能的原因是_(单

15、选)。 a增加水蒸气 b降低温度 c使用催化剂 d增加氢气浓度,d,a,（05年江苏卷）18一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应：2A(g) +B(g) 3C(g),若反应开始时充入2 mol A和2 mol B，达平衡后A的体积分数为a %。其他条件不变时，若按下列四种配比作为起始物质，平衡后A的体积分数大于a %的是 2 mol C 2 mol A、1 mol B和1 mol He 1 mol B和1 mol C 2 mol A、3 mol B和3 mol C,AB,（05年广东卷14.）在一定条件下，固定容积的密闭容器中反应：,2NO2（g） O2（g）+ 2NO（g）；H0,达到平稳。当改变其中一个条件X， Y随X的变化符合