河北省石家莊市高中化學第二章化學反應(yīng)速率和化學平衡2.4化學反應(yīng)進行的方向課件新人教版選修4

1、化學反應(yīng)進行的快慢化學反應(yīng)進行的快慢化學反應(yīng)的限度化學反應(yīng)的限度化學反應(yīng)進行的方向化學反應(yīng)進行的方向化學反應(yīng)速率化學反應(yīng)速率化學平衡化學平衡 ?自然界中水總是從高處往低處流自然界中水總是從高處往低處流物體總是由高處落向低處物體總是由高處落向低處室溫下冰塊自動融化室溫下冰塊自動融化墨水滴入水中墨水滴入水中氣氣 體體 擴擴 散散固固 體體 的的 溶溶 解解 在一定條件下，在一定條件下，不用借助于不用借助于外力外力就可以就可以自動自動進行進行的過程。的過程。高山流水、自由落體、酸堿中和高山流水、自由落體、酸堿中和 一、一、自發(fā)過程和自發(fā)過程和自發(fā)反應(yīng)自發(fā)反應(yīng)自發(fā)過程自發(fā)過程含義含義特點特點體系的能量

2、體系的能量 體系趨向于從體系趨向于從高能狀態(tài)高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)低能狀態(tài)，能能量趨于最低，量趨于最低，這時體系會這時體系會對外做對外做功功或者或者釋放熱量釋放熱量。特點特點氣體擴散、固體的溶解氣體擴散、固體的溶解 體系的混亂度體系的混亂度 體系從體系從有序有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)樽园l(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序無序的傾向，的傾向，混亂混亂度增加度增加。方向性方向性 自發(fā)過程的逆過程自發(fā)過程的逆過程不能自發(fā)進行。不能自發(fā)進行。 在給定的在給定的一組條件下一組條件下，可以可以自發(fā)自發(fā)地地進行到顯著程進行到顯著程度的反應(yīng)。度的反應(yīng)。注意：注意：一定條件指：一定的溫度和壓強。一定條件指：一定的溫度和壓強。自發(fā)反應(yīng)在恰

3、當條件下才能實現(xiàn)。自發(fā)反應(yīng)在恰當條件下才能實現(xiàn)。自發(fā)反應(yīng)自發(fā)反應(yīng)含義含義二、二、化學反應(yīng)進行方向的判據(jù)化學反應(yīng)進行方向的判據(jù) 觀察下列幾個自發(fā)進行的化學反應(yīng)，想一想：觀察下列幾個自發(fā)進行的化學反應(yīng)，想一想：它們有何特點？它們有何特點？鈉與水反應(yīng)鈉與水反應(yīng)2Na(s) + 2H2Na(s) + 2H2 2O(l) O(l) 2NaOH(aq) + H2NaOH(aq) + H2 2(g) (g) H H 368368 kJ/mol kJ/mol鐵鐵在潮濕的空氣中生銹在潮濕的空氣中生銹：3Fe(s) + 3/2O3Fe(s) + 3/2O2 2 (g) (g) FeFe2 2O O3 3 (s)

4、(s) H H 824824 kJ/mol kJ/mol氫氣和氧氣反應(yīng)：氫氣和氧氣反應(yīng)：2H2H2 2(g) + O(g) + O2 2(g) (g) 2H2H2 2O(l) O(l) H H 571.6571.6kJ/molkJ/mol思思與與察察觀觀考考氫氧化亞鐵被氧化為氫氧化鐵：氫氧化亞鐵被氧化為氫氧化鐵： NHNH3 3(g)(g)+ HCl(g) + HCl(g) NH NH4 4ClCl(s)(s) H H 0 04Fe(OH)4Fe(OH)2 2(s) + O(s) + O2 2 (g) + 2H(g) + 2H2 2O O( (L L) ) 4Fe(OH)4Fe(OH)3 3(

5、s) (s) H H 444.3444.3 kJ/mol kJ/mol ZnZn(s)(s) + + CuSOCuSO4 4(aq)(aq) CuCu(s)(s) + + ZnSOZnSO4 4(aq)(aq) H H 0 0 放熱反應(yīng)，反應(yīng)后使體系的能量降低放熱反應(yīng)，反應(yīng)后使體系的能量降低；H H O O，有些有些熵減熵減（S0）的反應(yīng)在一定條件下也可以自發(fā)進行。）的反應(yīng)在一定條件下也可以自發(fā)進行。結(jié)論：結(jié)論： 很多情況下，簡單地只用其中一個判據(jù)去判很多情況下，簡單地只用其中一個判據(jù)去判斷同一個反應(yīng)，可能會出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果斷同一個反應(yīng)，可能會出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果。 在溫度、壓強一定的條件下，

6、我們要判別化在溫度、壓強一定的條件下，我們要判別化學反應(yīng)進行的方向?qū)W反應(yīng)進行的方向應(yīng)兩個判據(jù)兼顧，應(yīng)兩個判據(jù)兼顧，考慮考慮H H、S S共同影響的結(jié)果共同影響的結(jié)果。 在一定條件下，一個化學反應(yīng)能否自發(fā)進行，在一定條件下，一個化學反應(yīng)能否自發(fā)進行，既可能與反應(yīng)的焓變既可能與反應(yīng)的焓變（H H）有關(guān)，又可能與反應(yīng)有關(guān)，又可能與反應(yīng)的熵變的熵變（S S）有關(guān)。有關(guān)。 美國著名的數(shù)學化學家、數(shù)學物理學家美國著名的數(shù)學化學家、數(shù)學物理學家吉布吉布斯斯18781878年提出年提出由由焓判據(jù)焓判據(jù)和和熵判據(jù)熵判據(jù)組合成的組合成的復(fù)合判復(fù)合判據(jù)據(jù)吉布斯吉布斯自由能自由能來來判斷反應(yīng)進行的方向判斷反應(yīng)進行的方

7、向更適合于所有的反應(yīng)過程更適合于所有的反應(yīng)過程。反應(yīng)方向反應(yīng)方向反應(yīng)焓變反應(yīng)焓變（能量判據(jù)）（能量判據(jù)）反應(yīng)熵變反應(yīng)熵變（熵判據(jù)）（熵判據(jù)）一定溫度、一定壓強一定溫度、一定壓強三、三、復(fù)合復(fù)合判據(jù)判據(jù)吉布斯吉布斯自由能自由能 H H 能否自發(fā)進行能否自發(fā)進行自發(fā)進行自發(fā)進行不能自發(fā)進行不能自發(fā)進行高溫時高溫時0 0, , 自發(fā)進行自發(fā)進行低溫時低溫時0 0, ,自發(fā)進行自發(fā)進行（T T為絕對溫度）為絕對溫度） 0 0 反應(yīng)能自發(fā)進行反應(yīng)能自發(fā)進行反應(yīng)到達平衡狀態(tài)反應(yīng)到達平衡狀態(tài)反應(yīng)不能自發(fā)進行反應(yīng)不能自發(fā)進行 H TH TS S焓焓 減減熵熵 增增自自 發(fā)發(fā)巧記巧記過程的自發(fā)性只能用于判斷過程

8、過程的自發(fā)性只能用于判斷過程進行進行的方向，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。不能確定過程是否一定會發(fā)生和過程發(fā)生的速率。 在討論過程的方向問題時，在討論過程的方向問題時，指的是沒有外界干指的是沒有外界干擾時體系的性質(zhì)擾時體系的性質(zhì)。如果允許外界對體系施加某種。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。作用，就可能出現(xiàn)相反的結(jié)果。例如：例如：金剛石有向石墨轉(zhuǎn)化的傾向，但是能否發(fā)金剛石有向石墨轉(zhuǎn)化的傾向，但是能否發(fā)生，什么時候發(fā)生，多快才能完成，就不是能量生，什么時候發(fā)生，多快才能完成，就不是能量判據(jù)和熵判據(jù)能解決的問題了。判據(jù)和熵判據(jù)能解決的問題了。例如：例如：石

9、墨經(jīng)高溫高壓還是可以變?yōu)榻饎偸?。石墨?jīng)高溫高壓還是可以變?yōu)榻饎偸摹 A5 5、某化學反應(yīng)其、某化學反應(yīng)其H= 122 kJmolH= 122 kJmol-1-1，S= S= 231 Jmol231 Jmol-1-1KK-1-1，則此反應(yīng)在下列哪種情況下，則此反應(yīng)在下列哪種情況下可自發(fā)進行可自發(fā)進行 ( )( ) A A在任何溫度下都能自發(fā)進行在任何溫度下都能自發(fā)進行 B B在任何溫度下都不能自發(fā)進行在任何溫度下都不能自發(fā)進行 C C僅在高溫下自發(fā)進行僅在高溫下自發(fā)進行 D D僅在低溫下自發(fā)進行僅在低溫下自發(fā)進行2KClO2KClO3 3(s)=2KCl(s)+3O(s)=2KCl(s)+3O2 2(g) (g) H =-78.03 kJmolH =-78.03 kJmol-1-1 S=49