高二化學 反應(yīng)進行的方向 精品課件.ppt

化學反應(yīng)進行的方向 學習要求 1 理解能量判據(jù) 熵的概念2 利用能量判據(jù)判斷反應(yīng)進行的方向3 利用熵變判斷反應(yīng)進行的方向 1 高山流水是一個自動進行的自然過程 高處水一定會流到低處嗎 2 低處水可以流至高處么 3 在 低水高流 的過程中一旦外界停止做功 該過程還能繼續(xù)進行下去嗎 可采取什么措施 思考與交流 caco3 2hcl cacl2 h2o co2 鹽酸滴加到石灰石上 二氧化碳氣體通入氯化鈣溶液中 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 非自發(fā)過程 在一定條件下 需持續(xù)借助人為作用才能進行的過程 討論 請盡可能多地列舉你熟知的自發(fā)過程 知識鞏固 下列哪個過程非自發(fā)過程 a 鈉與水反應(yīng) 2na s 2h2o l 2naoh h2 g h 368kj mol b 鐵生銹 3fe s 3 2o2 g fe2o3 s h 824kj mol c 氫氣和氧氣反應(yīng) 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 自發(fā)過程共同點 放熱反應(yīng) h 0 d d 水由低處往高處流 一 自發(fā)過程的能量判據(jù) 能量判據(jù) 自發(fā)過程的體系取向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài) 這時體系會對外部做功或釋放熱量 這一經(jīng)驗規(guī)律就是能量判據(jù) 能量判據(jù)又稱焓判據(jù) 即 h 0的反應(yīng)有自發(fā)進行的傾向 焓判據(jù)是判斷化學反應(yīng)進行方向的判據(jù)之一 練習1 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 co2 g h1 395 41kj mol c 石墨 s o2 g co2 g h2 393 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 ac 練習2 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(yù)測過程發(fā)生完成的快慢可判斷過程的熱效應(yīng) a n2o5分解 2n2o5 g 4no2 g o2 g h 56 7kj mol 碳銨的分解 nh4 2co3 s nh4hco3 s nh3 g h 74 9kj mol 自發(fā)進行的吸熱反應(yīng) 自發(fā)反應(yīng)一定要 h o 判斷下列過程中能量的變化情況 1 冰 液態(tài)水 水蒸氣 2 氯化鈉晶體溶于水 吸熱 那么這些物質(zhì)的規(guī)則性 有序性有沒有改變呢 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 2 混亂度趨于增加 1 能量趨于降低 分析剛才兩個自發(fā)過程中混亂度的變化情況 1 冰 液態(tài)水 水蒸氣 2 氯化鈉晶體溶于水 混亂度與熵 熵 熱力學上用來表示混亂度的狀態(tài)函數(shù) 符號為s 體系的無序性越高 即混亂度越高 熵值就越大 同一物質(zhì) 氣態(tài)時熵最大 液態(tài)時次之 固態(tài)時最小 歸納 熵增 在密閉條件下 體系有由有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向 熵變 s 化學反應(yīng)中要發(fā)生物質(zhì)的變化或物質(zhì)狀態(tài)的變化 因此存在著熵變 s s產(chǎn)物 s反應(yīng)物 二 自發(fā)過程的熵判據(jù) 熵判據(jù) 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)驗規(guī)律叫做熵增原理 是判斷化學反應(yīng)方向的另一判據(jù) 熵判據(jù) 小結(jié) 自發(fā)過程的變化趨勢 1 能量趨于降低 2 混亂度趨于增加 有些過程也是自發(fā)的 這當中有的與物質(zhì)的能量高低無關(guān) 有的雖與能量高低有關(guān) 但用焓判據(jù)卻無法解釋清楚 例如 兩種理想氣體的混合可順利自發(fā)進行 1 既不吸熱也不放熱的自發(fā)過程 h2 o2 o2h2 2 吸熱的自發(fā)過程 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 由焓判據(jù)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 自發(fā)過程的變化趨勢 2 混亂度趨于增加 1 能量趨于降低 解釋 室溫時冰融化 10 時水結(jié)冰 化學反應(yīng)的最終判據(jù)到底是什么呢 g h t s 復(fù)合判據(jù) 自由能變化 當 g 0時 反應(yīng)自發(fā)進行 當 g 0時 反應(yīng)不自發(fā)進行 當 g 0時 平衡狀態(tài) 自主學習 p38科學視野 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 三 化學反應(yīng)自發(fā)進行的方向 g h t s 溫度對反自發(fā)性的情況 永遠是 在任何溫度都是自發(fā)反應(yīng) 永遠是 在任何溫度下都是非自發(fā)反應(yīng) 在高溫 在低溫 在低溫是自發(fā)反應(yīng)在高溫是非自發(fā)反應(yīng) 在高溫 在低溫 在低溫是非自發(fā)反應(yīng)在高溫是自發(fā)反應(yīng) 練習3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 a 練習4 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 2o2 b 2n2o5 g 4no2 g o2 g a nh4 2co3 s nh4hco3 s nh3 g c mgco3 s mgo s co2 g d 熵減 熵增 熵增 熵增 一 自發(fā)過程的變化趨勢 1 能量趨于降低 2 混亂度趨于增加 二 化學反應(yīng)自發(fā)進行的方向 2 物質(zhì)的混亂度趨于增加 1 物質(zhì)具有的能量趨于降低 h 焓變 0 s 熵變 0 放熱反應(yīng) 熵增原理 化學反應(yīng)進行的方向 小結(jié) 注意 過程的自發(fā)性只用于判斷過程的方向 不能確定是否一定會發(fā)生和過程發(fā)生的速率 影響因素 化學反應(yīng)的方向 反應(yīng)焓變 反應(yīng)熵變 共同影響 吸熱 放熱 熵增 熵減 焓減小有利于反應(yīng)自發(fā) 熵增大有利于反應(yīng)自發(fā) h s g h t s 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)進行3 當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 如兩種理想氣體的混合等 1 下列說法不正確的是a 焓變是一個與反應(yīng)能否自發(fā)進行有關(guān)的因素 多數(shù)的能自發(fā)進行的反應(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)進行 與焓變和熵變的共同影響有關(guān) c 典例剖析 2 下列反應(yīng)中 熵減小的是 d 2co g 2c s o2 g b 2n2o5 g 4no2 g o2 g a nh4 2co3 s nh4hco3 s nh3 g c mgco3 s mgo s co2 g d 練習與探究 1 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)的 b 自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大 非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減少或不變 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) 2 自發(fā)進行的反應(yīng)一定是 a 吸熱反應(yīng) b 放熱反應(yīng) c 熵增加反應(yīng) d 熵增加或者放熱反應(yīng) c d 3 下列說法正確的是 a 放熱反應(yīng)一定是自發(fā)進行的反應(yīng) b 吸熱反應(yīng)一定是非自發(fā)進行的 c 自發(fā)進行的反應(yīng)一定容易發(fā)生 d 有些吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進行 4 250c和1 01 105pa時 反應(yīng)2n2o5 g 4no2 g o2 g h 56 76kj mol 自發(fā)進行的原因是 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 d d 6 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