hxkx424第4節(jié)　化學反應方向1.ppt

學習要求 1 理解能量判據(jù) 熵的概念2 利用能量判據(jù)判斷反應進行的方向3 利用熵變判斷反應進行的方向 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 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 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 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 自發(fā)過程共同點 放熱反應 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的反應有自發(fā)進行的傾向 焓判據(jù)是判斷化學反應進行方向的判據(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關于金剛石與石墨的轉化 下列說法正確的是 a 金剛石轉化成石墨是自發(fā)進行的過程b 石墨轉化成金剛石是自發(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)生可預測過程發(fā)生完成的快慢可判斷過程的熱效應 a 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 那么這些物質的規(guī)則性 有序性有沒有改變呢 混亂度 表示體系的不規(guī)則或無序狀態(tài) 混亂度的增加意味著體系變得更加無序 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 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 同一物質 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)地轉變?yōu)闊o序的傾向 熵變 s 化學反應中要發(fā)生物質的變化或物質狀態(tài)的變化 因此存在著熵變 s s產物 s反應物 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)過程將導致體系的熵增大 這一經驗規(guī)律叫做熵增原理 是判斷化學反應方向的另一判據(jù) 熵判據(jù) 小結 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 這當中有的與物質的能量高低無關 有的雖與能量高低有關 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 可能會出現(xiàn)相反的判斷結果 所以應兩個判據(jù)兼顧 由焓判據(jù)和熵判據(jù)組合成的復合判據(jù)將更適合于所有的過程 三 化學反應自發(fā)進行的方向 2 物質的混亂度趨于增加 1 物質具有的能量趨于降低 h 焓變 s 熵變 0 放熱反應 自發(fā)進行 不自發(fā)進行 不能定性判斷 不能定性判斷 h 0 h 0 h 0 h 0 s 0 s 0 s 0 s 0 熵增原理 0 練習3碳銨 nh4 2co3 在室溫下就能自發(fā)地分解產生氨氣 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 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 信息 體系自由能變化 g 綜合考慮了焓變和熵變對反應體系的影響 g h t s 為熱力學溫度 均為正值 在恒溫 恒壓下 用 g判斷化學反應在該狀況時自發(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 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 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 化學反應自發(fā)進行的方向 2 物質的混亂度趨于增加 1 物質具有的能量趨于降低 h 焓變 0 s 熵變 0 放熱反應 熵增原理 化學反應進行的方向 小結 注意 過程的自發(fā)性