《化学反应进行的方向》课件(课标).ppt

1、学习要求： 1.焓的概念、熵的概念 2.利用焓变判断反应进行的方向 3.利用熵变判断反应进行的方向 4.利用复合判据判断反应进行的方向,化学反应进行的方向和限度,一：化学反应的方向,1.自发反应：,2.非自发反应 ：,在一定温度和压强下，无需外界帮助就能自动进行的反应。,自发过程的特征：,有明确的方向性，具有对外做功的本领。 要逆转必须借助外界做功。,在一定条件下，需要外界做功才能进行的反应。,说明： (1)自然界中水由高处往低处流是自发过程，其逆过程就是非自发过程，甲烷与氧气混合遇火就燃烧是自发反应，其逆向是非自发反应。 (2)自发过程和自发反应可被利用来完成有用功。如向下流动的水可推动机器

2、 ，甲烷燃烧可在内燃机中被利用来做功，可将氢气燃烧反应设计成燃烧电池等。 (3)非自发过程要想发生，则必须对它做功，如利用水泵可将水从低处流向高处，通电可将水分解生成氢气和氧气。,1.能量判据：反应焓变与反应方向,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H 0）。,4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)H0,二：判断化学反应方向的依据, CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H=802.3 kJ/mol,2Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) H=824 kJ/mol, 2H2(g)+O2(g)=2H2

3、O(l) H=571.6 kJ/mol,NH3 + HCl = NH4Cl H 0,(1).大多数放热反应(H0)都能自发进行。,室温下硝酸铵的溶解： NH4NO3(s)=NH4(aq)NO3(aq) H0,2NH4Cl(s)+Ba(OH)28H2O(s)=2NH3(g)+BaCl2(s)+ 10H2O(l) H0,(2).有的吸热反应(H0)在一定条件下也能自发进行,焓变(H)是制约化学反应能否自发进行的因素之一 但不是唯一因素。,1.衡量一个体系混乱度的物理量称为熵。 2.符号：用S表示。 3.单位：Jmol1K1 T(K)=273+t() 4.熵值S越大，体系混乱度越大。 同一物质，S（

4、g）S（l）S（s）。,5.大多数自发反应有趋向于体系混乱度增大的倾向。,2.熵判据：反应熵变与反应方向,熵变(S):化学反应前后体系熵的变化。 S=S产物S反应物,S0 熵增反应能自发进行,产生气体的反应、气体物质的物质的量增大的反应,S0 熵减反应难自发进行,10的液态水能自动结冰成为固态、H2在O2中燃烧为熵减反应，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。 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。,3.复合判据:焓变与熵

5、变对反应方向的共同影响（自由能变化）,G=HTS,G 0的反应 不能自发进行,H0 能自发进行 H0, S0, S0 ？,4、吉布斯自由能判断反应自发进行的方向 G= H -TS,NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s) H0 S 0 S0,判断这两个反应什么条件下自发进行,低温可行,高温可行,典例剖析,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

6、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,AC,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=56.8kJ/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,5.下列说法正确的是( ) A、凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发性的 B、自发反应一定是熵增大，非

7、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。,C,6.水在273 K、101105Pa时可转化为固态，在373 K时则又可转化为气态。若分别用S(g)、S(1)、S(s)表示水的气、液、固三种状态的熵值，则下列表达式中，正确的是 ( ) AS(g)S(1)S(s) CS(g)S(1)= S(s) DS(g)S(s)S(1),B,7.某化学反应其H= -122 kJmol-1，S= 231 Jmol-1K-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,A,9煤中含有硫，燃烧时会产生有害的SO2，用生石灰可以消除SO2，减少污染，其反应为CaO(s)+SO2(s) = CaSO3(s) 298 K、1.01105Pa时，此反应的H= - 402.0 kJmol-1，S= 345.7 Jmol-1K-1，在室温下自发进行。则保持此反应自发进行的最高炉温是多少(焓变H及熵变S受温度的影响可忽略)?,G =HTS H/ S T -402000J.mol-1/345.7J/mol.K=-1163K,3下列说法中，正确的是 ( ) A化