化學反應(yīng)進行的方向2 完整版PPT

1、第二章 化學反應(yīng)速率和化學平衡第四節(jié) 化學反應(yīng)進行的方向13 九月 2022化學反應(yīng)進行的快慢化學反應(yīng)的限度化學反應(yīng)進行的方向化學反應(yīng)速率化學平衡 ?一、自發(fā)過程和自發(fā)反應(yīng)1、自發(fā)過程：在一定條件下不需要外力作用就能自動進行的過程。自發(fā)過程的特征：有明確的方向性，要逆轉(zhuǎn)必須借助外界做功；具有做功的本領(lǐng)。如水往低處流，燃料的燃燒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)地進行到顯著程度，就稱為自發(fā)反應(yīng)。1、生活中的自發(fā)過程(1)自然界中水由高處往低處流，而不會自動從低處往高處流；(2)生活中電流總是從電位高的地方向電位低的地方流動，其反方向也不會自動進行；(3)生活中一般在室溫下，冰塊會

2、融化；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，這些過程都是自發(fā)的，其逆過程就是非自發(fā)的。2、放熱的自發(fā)反應(yīng)(1)甲烷燃燒：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H= - 802.3 kJ/mol(2)鐵生銹：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) H= - 824 kJ/mol(3)氫氣和氧氣反應(yīng)：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H= - 571.6 kJ/mol3、吸熱的自發(fā)過程 (1)室溫下冰塊的融化；硝酸鹽類的溶解等都是自發(fā)的吸熱過程。(2)N2O5分解： 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) H= + 56.7 kJ

3、/mol(3) 碳銨的分解：(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) H= + 74.9 kJ/mol說明：(1)自然界中水由高處往低處流是自發(fā)過程，其逆過程就是非自發(fā)過程，甲烷與氧氣混合遇火就燃燒是自發(fā)反應(yīng)，其逆向是非自發(fā)反應(yīng)。 (2)自發(fā)過程和自發(fā)反應(yīng)可被利用來完成有用功。如向下流動的水可推動機器 ，甲烷燃燒可在內(nèi)燃機中被利用來做功，可將氫氣燃燒反應(yīng)設(shè)計成燃燒電池等。 (3)非自發(fā)過程要想發(fā)生，則必須對它做功，如利用水泵可將水從低處流向高處，通電可將水分解生成氫氣和氧氣。問：自發(fā)反應(yīng)一定能發(fā)生反應(yīng)，而非自發(fā)反應(yīng)一定不能發(fā)生反應(yīng)嗎？答：自發(fā)反應(yīng)、非自發(fā)反應(yīng)是指該反應(yīng)過程

4、是否有自發(fā)進行的傾向，而這個過程是否一定會發(fā)生則不能確定。如碳的燃燒是一個自發(fā)反應(yīng)，但要想發(fā)生反應(yīng)，需借助外界條件點燃才能發(fā)生。二、化學反應(yīng)進行方向的判據(jù)1、焓判據(jù)：自發(fā)過程的體系趨于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(這時體系會對外部做功或釋放熱量)，因此可用H來判斷反應(yīng)進行的方向。2、熵判據(jù)熵：在密閉條件下，體系有從有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向。因為與有序相比，無序體系“更加穩(wěn)定”?？茖W家用熵（符號S）來量度這種混亂的程度。熵增原理：在與外界隔離的體系中，自發(fā)過程將導致體系的熵增加，即熵變S0。熵越大，排列越無序。熵是體系混亂度的表現(xiàn)。熵值大小的比較：同一種物質(zhì)不同狀態(tài)時熵值大小為S(g)S(l)S(

5、s)，凡氣體分子總數(shù)增多的反應(yīng)一定是熵增大的反應(yīng)。熵判據(jù)：體系有自發(fā)地向混亂度增大的方向轉(zhuǎn)變的傾向，因此可用熵增原理來判斷反應(yīng)進行的方向。物質(zhì)的混亂度趨于增加物質(zhì)具有的能量趨于降低H(焓變)S(熵變)0焓(H )判據(jù)熵(S)判據(jù)放熱反應(yīng)焓變熵變化學反應(yīng)能否自發(fā)進行自發(fā)進行不自發(fā)進行不能定性判斷不能定性判斷H0H0H0S0S0S0S0熵增原理03、復合判據(jù)判斷反應(yīng)進行的方向很多情況下，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)組合成的復合判據(jù)(吉布斯自由能變G)將更適合于所有的過程。信息：體系吉布斯自由能變化（G ）綜合

6、考慮了焓變和熵變對反應(yīng)體系的影響： G= H-TS（為熱力學溫度，均為正值）。在恒溫、恒壓下，用G判斷化學反應(yīng)在該狀況時自發(fā)進行的方向顯得更為科學（當G 0時可自發(fā)進行）。請閱讀所給信息，然后回答問題反應(yīng)在該狀況下能否自發(fā)進行自發(fā)進行不自發(fā)進行低溫時,高溫時低溫時,高溫時低溫不自發(fā),高溫自發(fā)低溫自發(fā),高溫不自發(fā)H物質(zhì)的混亂度趨于增加物質(zhì)具有的能量趨于降低焓(H )判據(jù)熵(S)判據(jù)3、復合判據(jù)判斷反應(yīng)進行的方向很多情況下，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)組合成的復合判據(jù)(吉布斯自由能變G)將更適合于所有的過程。

7、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。實現(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。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。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，但只有后者可以實現(xiàn)。例1：下列過程是非自發(fā)性的是( )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)成冰例2：碳銨(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 ( )

8、A、碳銨分解是因為生成了易揮發(fā)的氣體，使體系的熵增大。B、碳銨分解是因為外界給予了能量C、碳銨分解是吸熱反應(yīng)，根據(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。DA例3：下列說法正確的是( )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)性的。B、自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大，非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減小或不變C、自發(fā)反應(yīng)在恰當條件下才能實現(xiàn)。D、自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實現(xiàn)。 C 例4：知道了某過程有自發(fā)性之后，則( )可判斷出過程的方向可確定過程是否一定會發(fā)生可預測過程發(fā)生完成的快慢可判斷過程的熱效應(yīng)A例題5：已知金剛石和石墨在氧氣中完全燃燒的熱化學方程式為： C(金剛石、s)+O2(g)

9、CO2(g) H1395.41kJ/mol C(石墨、s)+O2(g) CO2(g) H2393.51kJ/mol關(guān)于金剛石與石墨的轉(zhuǎn)化，下列說法正確的是A.金剛石轉(zhuǎn)化成石墨是自發(fā)進行的過程B.石墨轉(zhuǎn)化成金剛石是自發(fā)進行的過程C.石墨比金剛石能量低D.金剛石比石墨能量低A C例題6：下列反應(yīng)中，在高溫下不能自發(fā)進行的是D. CO(g)C(s)1/2O2B. 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)C. MgCO3(s)MgO(s)CO2(s)D熵減熵增熵增熵增第8期化學反應(yīng)速率和化學平衡綜合測試參考答案一、選擇題：DCAAB,B

10、CBDB,BABCB.16、（1） 溫度 ； 3和4 （2） AC（3） 硫酸的濃度（或催化劑或壓強） （4） 2.4（5） 9.9 17、（1） （2） 加快 ；增大 （3） 此時的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，如還要增大壓強，轉(zhuǎn)化率提高不多，但生產(chǎn)成本就會顯著增加（4）Cu2O(s)+CO(g)=2Cu(s)+CO2(g) 18、（1） 2.0；加入催化劑；（2） ； （3） K=C2(B)/C3(A) ；減小 19、（1） H1- H2 ；K1/K2 ；吸熱；CD （2） 2.0；2/3；A （以上每空2分，共48分）20、（1） 2.510-3（2） =；2.8（3） 0.10（4） 60%；57.5g/mol （5） 減小（6）向左移動（以上每空1分，共 8分）21、 （1） v(A) v (A) v (A) （2）0.38（3） d;b（4） K=K K 18（4）Otvv正v逆v正v逆2.01.00.05.010.00.05.010.0時間/min濃度/(mol/L)AABBCC1.51.00.5高二第一次月考化學參考答案一、選擇題：BDDCC,BCABC,CDADC,CB.18、