魯科版選修四 2.1化學(xué)反應(yīng)的方向 課件（30張）.ppt

第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向 水總是自發(fā)地由高處往低處流 自然界中有許多自然而然發(fā)生的現(xiàn)象 請同學(xué)們聯(lián)系生活知識 列舉一些能自動發(fā)生的例子 自然界中水總是從高處往低處流 電流總是從電位高的地方向電位低的地方流動 室溫下冰塊自動融化 墨水?dāng)U散 食鹽溶解于水 火柴棒散落等 鎂條燃燒 酸堿中和 鐵器暴露在潮濕空氣中會生銹 甲烷和氧氣的混合氣體遇明火就燃燒 鋅與cuso4溶液會自動反應(yīng)生成cu和znso4等 這些過程都是自發(fā)的 其逆過程就是非自發(fā)的 1 自發(fā)過程 在一定條件下 不借助外部力量就能自動進(jìn)行的過程 2 自發(fā)反應(yīng) 在給定的一組條件下 一個反應(yīng)可以自發(fā)地進(jìn)行到顯著程度 就稱為自發(fā)反應(yīng) 歸納小結(jié) 如何判斷一個過程 一個反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行 探究 以 物體由高處自由下落 為代表 探究自發(fā)過程中有哪些變化趨勢 自然界中水總是從高處往地處流 電流總是從電位高的地方向電位低的地方流動 共同點(diǎn) 高能向低能轉(zhuǎn)化 觀察下列幾個自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng) 找出它們的共同之處鈉與水反應(yīng)2na s 2h2o l 2naoh aq h2 g h 368kj mol鐵生銹 3fe s 3 2o2 g fe2o3 s h 824kj mol氫氣和氧氣反應(yīng) 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 共同點(diǎn) h 0 放熱反應(yīng) 高能向低能轉(zhuǎn)化 思考與交流 共同特點(diǎn) h 0即放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)使體系能量降低 能量越低越穩(wěn)定 h 0有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行 一般情況下 h 0即放熱反應(yīng) 易發(fā)生自發(fā)反應(yīng) 日常生活中長期積累的經(jīng)驗(yàn)而總結(jié)得到一條經(jīng)驗(yàn)規(guī)律 能量判據(jù) 焓判據(jù) 體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài) 這時體系會對外做功或者釋放熱量 h 0 歸納與總結(jié) 二 反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向 焓判據(jù) nh4hco3 s ch3cooh aq co2 g ch3coonh4 aq h2o l h 37 30kj mol 自發(fā)反應(yīng)一定要 h 0 結(jié)論 h 0有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行 自發(fā)反應(yīng)不一定要 h 0焓變是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的一個因素 但不是唯一因素 思考與交流 h 56 7kj mol h 74 9kj mol h 37 3kj mol 墨水 氣體擴(kuò)散 固體的溶解 下課鈴一響教室里會怎樣 你能發(fā)現(xiàn)這些看似不相干的事件之間的聯(lián)系嗎 食鹽溶于水 紅墨水滴到水中擴(kuò)散 香水?dāng)U散 這些過程都是自發(fā)過程 這一類自發(fā)過程與能量狀態(tài)的高低無關(guān) 思考與交流 熵 s 1 描述體系混亂度的物理量2 符號 s單位 j mol 1 k 1 3 大小判據(jù) 1 物質(zhì)的混亂度 體系混亂度越大 熵值越大 2 同一條件 不同物質(zhì)的熵值不同 3 物質(zhì)的存在狀態(tài) s g s l s s 4 反應(yīng)熵變 1 符號 s 2 表達(dá)式 s s總和 生成物 s總和 反應(yīng)物 3 正負(fù)判斷 氣體體積增大的反應(yīng) s 0 熵增加反應(yīng) 氣體體積減小的反應(yīng) s 0 熵減小反應(yīng) 1 冰 液態(tài)水 水蒸氣2 氯化鈉晶體溶于水3 自發(fā)進(jìn)行的吸熱反應(yīng) n2o5分解 2n2o5 g 4no2 g o2 g h 56 7kj mol碳酸銨的分解 nh4 2co3 s nh4hco3 s nh3 g h 74 9kj mol 共同點(diǎn) 熵 s 增加 探究 下列自發(fā)過程熵變的特點(diǎn) 注意 1 熵變只是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的一種因素 2 熵變 s 只決定于體系的始態(tài)和終態(tài) 與變化的途徑無關(guān) 3 熵判據(jù)只判斷一定條件化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行 與化學(xué)反應(yīng)速率無關(guān) 自發(fā)過程的兩大變化趨勢 1 能量趨于減小 焓減 2 混亂度趨于增大 熵增 三 反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向 在與外界隔離的體系中 自發(fā)過程將導(dǎo)致體系的熵增大 這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律叫做熵增原理 是在用來判斷化學(xué)反應(yīng)方向時就稱為熵判據(jù) 自發(fā)反應(yīng)一定是熵增加的反應(yīng)嗎 2al s fe2o3 s al2o3 s 2fe s s 39 35j mol 1 k 1 結(jié)論 s 0有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行 自發(fā)反應(yīng)不一定要 s 0 思考與交流 熵變也是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行一個因素 但也不是唯一因素 化學(xué)反應(yīng)的最終判據(jù)到底是什么呢 h t s 四 焓變與熵變對反應(yīng)方向的共同影響復(fù)合判據(jù) 當(dāng) h t s 0時 反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行 當(dāng) h t s 0時 反應(yīng)不自發(fā)進(jìn)行 當(dāng) h t s 0時 平衡狀態(tài) 需要注意 1 很多情況下 簡單地只用其中一個判據(jù)判斷同一個反應(yīng) 可能會出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果 所以應(yīng)兩個判據(jù)兼顧 由能量判據(jù) 以焓變?yōu)榛A(chǔ) 和熵判據(jù)組合成的復(fù)合判據(jù)將更適合于所有的過程 2 過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向 不能確定過程是否一定會發(fā)生和過程發(fā)生的速率 例如 涂有防銹漆和未涂防銹漆的鋼制器件 其發(fā)生腐蝕過程的自發(fā)性是相同的 但只有后者可以實(shí)現(xiàn) 3 在討論過程的方向時 指的是沒有外界干擾時體系的性質(zhì) 如果允許外界對體系施加某種作用 就可能出現(xiàn)相反的結(jié)果 如 水泵可以把水從低水位升至高水位 用高溫可使石灰石分解 高溫高壓石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的例子 實(shí)現(xiàn)后者的先決條件是要向體系中輸入能量 該過程的本質(zhì)仍然是非自發(fā)性的 課堂達(dá)標(biāo)測試 1下列過程是非自發(fā)的是 a 水由高處向低處流b 天然氣的燃燒c 鐵在潮濕空氣中生銹d 室溫下水結(jié)成冰2碳酸銨 nh4 2co3 在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨氣 對其說法中正確的是 a 其分解是因?yàn)樯闪艘讚]發(fā)的氣體 使體系的熵增大b 其分解是因?yàn)橥饨缃o予了能量c 其分解是吸熱反應(yīng) 據(jù)能量判據(jù)不能自發(fā)分解d 碳酸鹽都不穩(wěn)定 都能自發(fā)分解 d a 5 25 和1 01 105pa時 反應(yīng)2n2o5 g 4no2 g o2 g h 56 76kj mol 自發(fā)進(jìn)行的原因是 a 是吸熱反應(yīng) b 是放熱反應(yīng) c 是熵減少的反應(yīng) d 熵增大效應(yīng)大于能量效應(yīng) d 6 下列說法不正確的是 a 焓變是一個與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的因素 多數(shù)的能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)b 在同一條件下不同物質(zhì)有不同的熵值 其體系的混亂程度越大 熵值越大c 一個反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行取決于該反應(yīng)放熱還是吸熱d 一個反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行 與焓變和熵變的共同影響有關(guān) c d 8 下列反應(yīng)中 熵減小的是 a nh4 2co3 s nh4hco3 s nh3 g b 2n2o5 g 4no2 g o2 g c mgco3 s mgo s co2 g d 2co g 2c s o2 g 7 以下自發(fā)反應(yīng)可用能量判據(jù)來解釋的是 a 硝酸銨自發(fā)地溶于水b 2n2o5 g 4no2 g o2 g h 56 7kj molc nh4 2co3 s nh4hco3 s nh3 g h 74 9kj mold 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol d 影響因素 小結(jié) 焓減小有利于反應(yīng)自發(fā) 熵增大有利于反應(yīng)自發(fā) 規(guī)律方法總結(jié) 自發(fā)反應(yīng)中的焓變和熵變的關(guān)系 1 在溫度 壓力一定的條件下 放熱的熵增加的反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行2 在溫度 壓力一定的條件下 吸熱的熵減少的反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行3 當(dāng)焓變和熵變的作用相反時 如果二者大小相差懸殊 可能某一因素占主導(dǎo)地位4 當(dāng)焓變和熵變的作用相反且二者相差不大 溫度可能對反應(yīng)的方向起決定性作用5 無熱效應(yīng)的自發(fā)過程是熵增加的過程 如兩種理想氣