人教版化學(xué)選修四《化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向》（課堂PPT）

1、2022-1-131第二章第二章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第四節(jié)第四節(jié) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向選修選修4 4 化學(xué)反應(yīng)原理化學(xué)反應(yīng)原理2022-1-132化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)平衡 ?化學(xué)反應(yīng)原理的組成部分化學(xué)反應(yīng)原理的組成部分化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向2022-1-133自發(fā)反應(yīng)：在自發(fā)反應(yīng)：在下下需外界幫助就能需外界幫助就能 進(jìn)行的反應(yīng)，稱為自發(fā)反應(yīng)。進(jìn)行的反應(yīng)，稱為自發(fā)反應(yīng)。自發(fā)過程：在自發(fā)過程：在下，下，借助外部力量就能借助外部力量就能 進(jìn)行的過程。進(jìn)行的過程。化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向2

2、022-1-134 這些生活中的現(xiàn)象將向何方發(fā)展，我們非常清楚，因?yàn)樗鼈冇忻黠@的自發(fā)性其中是否蘊(yùn)藏了一定的科學(xué)原理？能量由高到低能量由高到低化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向2022-1-135下列反應(yīng)在一定條件下都能自發(fā)進(jìn)行，你知道這下列反應(yīng)在一定條件下都能自發(fā)進(jìn)行，你知道這些反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的主要原因嗎？些反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的主要原因嗎？C C3 3H H8 8(g) + 5O(g) + 5O2 2(g) = 3CO(g) = 3CO2 2(g) + 4H(g) + 4H2 2O(l) O(l) H = -2217.5 kJH = -2217.5 kJmolmol-1-12Na(s) + Cl

3、2Na(s) + Cl2 2(g) = 2NaCl(s) (g) = 2NaCl(s) H = -822 kJH = -822 kJmolmol-1-14Fe(s) + 3O4Fe(s) + 3O2 2(g) = Fe(g) = Fe2 2O O3 3(s)(s) H = -1648.4 kJH = -1648.4 kJmolmol-1-1H H2 2(g) + F(g) + F2 2(g) = 2HF(g)(g) = 2HF(g) H H = = -546.6 kJ -546.6 kJmolmol-1-1 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向2022-1-136共同特點(diǎn)：共同特點(diǎn)：H O H

4、 O 即放熱反應(yīng)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)放熱反應(yīng)使體系能量降低，能量越低越穩(wěn)定，定，H O H O 有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向2022-1-137反應(yīng)物的總能量反應(yīng)物的總能量高高生成物的總能量生成物的總能量低低放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)H H0 0化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向2022-1-138高能狀態(tài)高能狀態(tài)低能狀態(tài)低能狀態(tài)思考：是不是所有自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)思考：是不是所有自發(fā)進(jìn)行的化學(xué) 反應(yīng)都是放熱的？反應(yīng)都是放熱的？能量判據(jù)又稱焓判據(jù)，即H0的反應(yīng)有自發(fā)進(jìn)行的傾向，焓判據(jù)是判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)之一?；瘜W(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)

5、反應(yīng)進(jìn)行的方向2022-1-139結(jié)論：結(jié)論：H OH O有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行， 但自發(fā)反應(yīng)不一定要但自發(fā)反應(yīng)不一定要H OH 0 S 0 有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。自發(fā)過程的體系趨向于由有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序，導(dǎo)致體自發(fā)過程的體系趨向于由有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序，導(dǎo)致體系的熵增大，這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律叫做系的熵增大，這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律叫做，也就是，也就是反應(yīng)方向的另一判據(jù)反應(yīng)方向的另一判據(jù)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向2022-1-13141 1、同一物質(zhì)氣態(tài)時(shí)熵值、同一物質(zhì)氣態(tài)時(shí)熵值最大最大，液態(tài)，液態(tài)較小較小，固態(tài)時(shí)，固態(tài)時(shí)最小最小。2 2、固體的、固體的溶解溶解過程、墨水過程、墨

6、水?dāng)U散擴(kuò)散過程和氣體過程和氣體擴(kuò)散擴(kuò)散過程。過程。3 3、反應(yīng)過程中氣體物質(zhì)的量、反應(yīng)過程中氣體物質(zhì)的量增加增加的反應(yīng)。的反應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向2022-1-1315自發(fā)反應(yīng)一定是熵增加的反應(yīng)嗎？自發(fā)反應(yīng)一定是熵增加的反應(yīng)嗎？2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l)O(l)結(jié)論：結(jié)論：S OS O有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行， 自發(fā)反應(yīng)不一定要自發(fā)反應(yīng)不一定要S OS O熵變是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的熵變是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的一個(gè)因素一個(gè)因素, ,但不是惟一因素。但不是惟一因素。 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向2022-1-13

7、16化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向2、物質(zhì)的混亂度趨于增加、物質(zhì)的混亂度趨于增加1、物質(zhì)具有的能量趨于降低、物質(zhì)具有的能量趨于降低 H(焓變焓變) S(熵變熵變)0焓焓(H)判據(jù)判據(jù)熵熵(S)判據(jù)判據(jù)放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)焓變焓變熵變熵變化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行不自發(fā)進(jìn)行不自發(fā)進(jìn)行不能定性判斷不能定性判斷不能定性判斷不能定性判斷 H0 H0 H0 S0 S0 S0 S0熵增原理熵增原理0化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向2022-1-1317思考交流：思考交流： 根據(jù)你已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)根據(jù)你已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn), ,分析下列過程的焓分析下列過程的焓 變、熵

8、變與反應(yīng)方向變、熵變與反應(yīng)方向 焓變焓變 熵變熵變 能否自發(fā)能否自發(fā)NHNH3 3(g)+ HCl(g)= NH(g)+ HCl(g)= NH4 4Cl(s)Cl(s) 0 0 NHNH4 4Cl(s)Cl(s) = NH= NH3 3(g)+ HCl(g)(g)+ HCl(g) NHNH4 4Cl(s)Cl(s) = NH= NH3 3(g)+ HCl(g)(g)+ HCl(g)加熱加熱反應(yīng)能否自發(fā)還與反應(yīng)能否自發(fā)還與有關(guān)有關(guān)要正確判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行要正確判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行, ,必須必須綜合考慮綜合考慮反應(yīng)的反應(yīng)的焓變焓變H H和熵變和熵變S S化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)

9、進(jìn)行的方向2022-1-1318信息：信息：體系自由能變化（體系自由能變化（ G ）綜合考慮了焓變和熵變）綜合考慮了焓變和熵變對(duì)反應(yīng)體系的影響：對(duì)反應(yīng)體系的影響： G= H-T S（為熱力學(xué)溫度，為熱力學(xué)溫度，均為正值）。在恒溫、恒壓下，用均為正值）。在恒溫、恒壓下，用 G判斷化學(xué)反應(yīng)在該判斷化學(xué)反應(yīng)在該狀況時(shí)自發(fā)進(jìn)行的方向顯得更為科學(xué)（當(dāng)狀況時(shí)自發(fā)進(jìn)行的方向顯得更為科學(xué)（當(dāng) G 0時(shí)可自時(shí)可自發(fā)進(jìn)行）。發(fā)進(jìn)行）。請(qǐng)閱讀所給信息，然后回答問題請(qǐng)閱讀所給信息，然后回答問題反應(yīng)在該狀況下能否自發(fā)進(jìn)反應(yīng)在該狀況下能否自發(fā)進(jìn)行行自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行不自發(fā)進(jìn)行不自發(fā)進(jìn)行低溫時(shí)低溫時(shí),高溫時(shí)高溫時(shí)低溫時(shí)低溫時(shí)

10、,高溫時(shí)高溫時(shí)低溫不自發(fā)低溫不自發(fā),高溫自發(fā)高溫自發(fā)低溫自發(fā)低溫自發(fā),高溫不自發(fā)高溫不自發(fā) H 視視學(xué)學(xué)科科野野化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向2022-1-13193 3、復(fù)合判據(jù)、復(fù)合判據(jù)自由能變化自由能變化G GGHT SG單位：單位：kJ/mol G0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向2022-1-1320H HS S化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向2022-1-13212KClO2KClO3 3(s)=2KCl(s)+3O(s)=2KCl(s)+3O2 2(g)(g)H = -78.03 kJmolH = -78.03 kJmol-1-1

11、S = 494.4 JmolS = 494.4 Jmol-1-1KK-1-1CO(g)=C(s,CO(g)=C(s,石墨石墨)+1/2O)+1/2O2 2(g)(g) H = 110.5 kJmolH = 110.5 kJmol-1-1S = -89.36 JmolS = -89.36 Jmol-1-1KK-1-1化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向2022-1-13224Fe(OH)4Fe(OH)2 2(s)+2H(s)+2H2 2O(l)+OO(l)+O2 2(g)=4Fe(OH)(g)=4Fe(OH)3 3(s)(s)H = -444.3kJmolH = -444.3kJmol-1-1S

12、 = -280.1 JmolS = -280.1 Jmol-1-1KK-1-1H (298K)= 178.2 kJmolH (298K)= 178.2 kJmol-1-1S (298K)= 169.6 JmolS (298K)= 169.6 Jmol-1-1KK-1-1CaCOCaCO3 3(s) = CaO(s)+CO(s) = CaO(s)+CO2 2(g)(g)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向2022-1-13231 1反應(yīng)的自發(fā)性只能用于判斷反應(yīng)的方向反應(yīng)的自發(fā)性只能用于判斷反應(yīng)的方向，不能確，不能確定反應(yīng)是否一定會(huì)發(fā)生和過程發(fā)生的速率。例如涂定反應(yīng)是否一定會(huì)發(fā)生和過程發(fā)生的速率。

13、例如涂有防銹漆和未涂防銹漆的鋼制器件，二者發(fā)生腐蝕有防銹漆和未涂防銹漆的鋼制器件，二者發(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)。過程的自發(fā)性是相同的，但只有后者可以實(shí)現(xiàn)。【注意注意】2 2在討論過程的方向時(shí)，在討論過程的方向時(shí)，指的是沒有外界干擾時(shí)體指的是沒有外界干擾時(shí)體系的性質(zhì)系的性質(zhì)。如果允許外界對(duì)體系施加某種作用，就。如果允許外界對(duì)體系施加某種作用，就可能出現(xiàn)相反的結(jié)果。例如水泵可以把水從低水位可能出現(xiàn)相反的結(jié)果。例如水泵可以把水從低水位升至高水位；高溫高壓下可以是石墨轉(zhuǎn)化為金剛石，升至高水位；高溫高壓下可以是石墨轉(zhuǎn)化為金剛石，實(shí)現(xiàn)的先決條件是要向體系中輸入能量，該過程的實(shí)現(xiàn)的先

14、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。本質(zhì)仍然是非自發(fā)性的?；瘜W(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向2022-1-13241 1、下列過程是非自發(fā)的是、下列過程是非自發(fā)的是（ ）A.A.水由高處向低處流水由高處向低處流 B.B.天然氣的燃燒天然氣的燃燒C.C.鐵在潮濕空氣中生銹鐵在潮濕空氣中生銹 D.D.室溫下水結(jié)成冰室溫下水結(jié)成冰2 2、碳酸銨在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨氣，對(duì)其說法中、碳酸銨在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨氣，對(duì)其說法中正確的是正確的是（ ）A.A.其分解是因?yàn)樯闪艘讚]發(fā)的氣體，使體系的熵增大其分解是因?yàn)樯闪艘讚]發(fā)的氣體，使體系的熵增大B.B.其分解是因?yàn)橥?/p>

15、界給予了能量其分解是因?yàn)橥饨缃o予了能量C.C.其分解是吸熱反應(yīng)，據(jù)能量判據(jù)不能自發(fā)分解其分解是吸熱反應(yīng)，據(jù)能量判據(jù)不能自發(fā)分解D.D.碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解D DA A化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向2022-1-13253 3、下列說法正確的是、下列說法正確的是（ ）A.A.凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，由于吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，由于吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的B.B.自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大，非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減少或不變自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大，非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減少或不變C.C.自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)條件下才能實(shí)現(xiàn)自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)條件下才能實(shí)現(xiàn)D.D.自發(fā)反應(yīng)

16、在任何條件下都能實(shí)現(xiàn)自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實(shí)現(xiàn)4 4、自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定是、自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定是（ ）A.A.吸熱反應(yīng)吸熱反應(yīng) B.B.放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)C.C.熵增加反應(yīng)熵增加反應(yīng) D.D.熵增加或者放熱反應(yīng)熵增加或者放熱反應(yīng)C CD D化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向2022-1-13265 5、下列說法不正確的是（、下列說法不正確的是（ ）A. A. 焓變是一個(gè)與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的因素，焓變是一個(gè)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)多數(shù)的能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)B. B. 在同一條件下不同物質(zhì)有不同的熵值，其體系在同一條件下不同物質(zhì)有不同的熵值，其

17、體系的混亂程度越大，熵值越大的混亂程度越大，熵值越大C. C. 一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行取決于該反應(yīng)放熱還是一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行取決于該反應(yīng)放熱還是吸熱吸熱D. D. 一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，與焓變和熵變的共同一個(gè)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)影響有關(guān)C C化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向2022-1-13276 6、以下自發(fā)反應(yīng)可用能量判據(jù)來解釋的是、以下自發(fā)反應(yīng)可用能量判據(jù)來解釋的是( )( )A.A.硝酸銨自發(fā)地溶于水硝酸銨自發(fā)地溶于水B.2NB.2N2 2O O5 5(g)=4NO(g)=4NO2 2(g)+O(g)+O2 2(g)(g)；H=+56.7kJ/molH=+5

18、6.7kJ/molC.(NHC.(NH4 4) )2 2COCO3 3(s)=NH(s)=NH4 4HCOHCO3 3(s)+NH(s)+NH3 3(g); (g); H=+74.9 H=+74.9 kJ/mol kJ/molD.2HD.2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l); O(l); H=-571.6 kJ/molH=-571.6 kJ/molD D化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向2022-1-1328D D7 7、下列反應(yīng)中，熵減小的是（、下列反應(yīng)中，熵減小的是（ ）A. (NHA. (NH4 4) )2 2COCO3 3(s)(s)NHNH4 4HCOHCO3 3(s)+NH(s)+NH3 3(g)(g)B. 2NB. 2N2 2O O5 5(g)(g)4NO4NO2 2(g)(g)O O2 2(g)(g)C. MgCOC. MgCO3 3(s)(s)MgO(s)MgO(s)COCO2 2