人教版化學選修四《化學反應進行的方向》（課堂PPT）

1、2022-1-131第二章第二章 化學反應速率和化學平衡化學反應速率和化學平衡第四節(jié)第四節(jié) 化學反應進行的方向化學反應進行的方向選修選修4 4 化學反應原理化學反應原理2022-1-132化學反應進行的快慢化學反應的限度化學反應進行的方向化學反應速率化學平衡 ?化學反應原理的組成部分化學反應原理的組成部分化學反應進行的方向化學反應進行的方向2022-1-133自發(fā)反應：在自發(fā)反應：在下下需外界幫助就能需外界幫助就能 進行的反應，稱為自發(fā)反應。進行的反應，稱為自發(fā)反應。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 進行的過程。進行的過程?；瘜W反應進行的方向化學反應進行的方向2

2、022-1-134 這些生活中的現象將向何方發(fā)展，我們非常清楚，因為它們有明顯的自發(fā)性其中是否蘊藏了一定的科學原理？能量由高到低能量由高到低化學反應進行的方向化學反應進行的方向2022-1-135下列反應在一定條件下都能自發(fā)進行，你知道這下列反應在一定條件下都能自發(fā)進行，你知道這些反應能自發(fā)進行的主要原因嗎？些反應能自發(fā)進行的主要原因嗎？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 化學反應進行的方向化學反應進行的方向2022-1-136共同特點：共同特點：H O H

4、 O 即放熱反應即放熱反應放熱反應使體系能量降低，能量越低越穩(wěn)放熱反應使體系能量降低，能量越低越穩(wěn)定，定，H O H O 有利于反應自發(fā)進行有利于反應自發(fā)進行化學反應進行的方向化學反應進行的方向2022-1-137反應物的總能量反應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放熱反應H H0 0化學反應進行的方向化學反應進行的方向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)進行的化學思考：是不是所有自發(fā)進行的化學 反應都是放熱的？反應都是放熱的？能量判據又稱焓判據，即H0的反應有自發(fā)進行的傾向，焓判據是判斷化學反應進行方向的判據之一?；瘜W反應進行的方向化學

5、反應進行的方向2022-1-139結論：結論：H OH O有利于反應自發(fā)進行，有利于反應自發(fā)進行， 但自發(fā)反應不一定要但自發(fā)反應不一定要H OH 0 S 0 有利于反應自發(fā)進行。有利于反應自發(fā)進行。自發(fā)過程的體系趨向于由有序轉變?yōu)闊o序，導致體自發(fā)過程的體系趨向于由有序轉變?yōu)闊o序，導致體系的熵增大，這一經驗規(guī)律叫做系的熵增大，這一經驗規(guī)律叫做，也就是，也就是反應方向的另一判據反應方向的另一判據化學反應進行的方向化學反應進行的方向2022-1-13141 1、同一物質氣態(tài)時熵值、同一物質氣態(tài)時熵值最大最大，液態(tài)，液態(tài)較小較小，固態(tài)時，固態(tài)時最小最小。2 2、固體的、固體的溶解溶解過程、墨水過程、墨

6、水擴散擴散過程和氣體過程和氣體擴散擴散過程。過程。3 3、反應過程中氣體物質的量、反應過程中氣體物質的量增加增加的反應。的反應?；瘜W反應進行的方向化學反應進行的方向2022-1-1315自發(fā)反應一定是熵增加的反應嗎？自發(fā)反應一定是熵增加的反應嗎？2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l)O(l)結論：結論：S OS O有利于反應自發(fā)進行，有利于反應自發(fā)進行， 自發(fā)反應不一定要自發(fā)反應不一定要S OS O熵變是反應能否自發(fā)進行的熵變是反應能否自發(fā)進行的一個因素一個因素, ,但不是惟一因素。但不是惟一因素。 化學反應進行的方向化學反應進行的方向2022-1-13

7、16化學反應自發(fā)進行的方向化學反應自發(fā)進行的方向2、物質的混亂度趨于增加、物質的混亂度趨于增加1、物質具有的能量趨于降低、物質具有的能量趨于降低 H(焓變焓變) S(熵變熵變)0焓焓(H)判據判據熵熵(S)判據判據放熱反應放熱反應焓變焓變熵變熵變化學反應能否自發(fā)進行化學反應能否自發(fā)進行自發(fā)進行自發(fā)進行不自發(fā)進行不自發(fā)進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化學反應進行的方向化學反應進行的方向2022-1-1317思考交流：思考交流： 根據你已有的知識和經驗根據你已有的知識和經驗, ,分析下列過程的焓分析下列過程的焓 變、熵

8、變與反應方向變、熵變與反應方向 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)加熱加熱反應能否自發(fā)還與反應能否自發(fā)還與有關有關要正確判斷一個化學反應能否自發(fā)進行要正確判斷一個化學反應能否自發(fā)進行, ,必須必須綜合考慮綜合考慮反應的反應的焓變焓變H H和熵變和熵變S S化學反應進行的方向化學反應

9、進行的方向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反應體系的影響：對反應體系的影響： G= H-T S（為熱力學溫度，為熱力學溫度，均為正值）。在恒溫、恒壓下，用均為正值）。在恒溫、恒壓下，用 G判斷化學反應在該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（當狀況時自發(fā)進行的方向顯得更為科學（當 G 0時可自時可自發(fā)進行）。發(fā)進行）。請閱讀所給信息，然后回答問題請閱讀所給信息，然后回答問題反應在該狀況下能否自發(fā)進反應在該狀況下能否自發(fā)進行行自發(fā)進行自發(fā)進行不自發(fā)進行不自發(fā)進行低溫時低溫時,高溫時高溫時低溫時低溫時

10、,高溫時高溫時低溫不自發(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 視視學學科科野野化學反應進行的方向化學反應進行的方向2022-1-13193 3、復合判據、復合判據自由能變化自由能變化G GGHT SG單位：單位：kJ/mol G0，反應不能自發(fā)進行，反應不能自發(fā)進行化學反應進行的方向化學反應進行的方向2022-1-1320H HS S化學反應進行的方向化學反應進行的方向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化學反應進行的方向化學反應進行的方向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)化學反應進行的方向化學反應進行的方向2022-1-13231 1反應的自發(fā)性只能用于判斷反應的方向反應的自發(fā)性只能用于判斷反應的方向，不能確，不能確定反應是否一定會發(fā)生和過程發(fā)生的速率。例如涂定反應是否一定會發(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，但只有后者可以實現。過程的自發(fā)性是相同的，但只有后者可以實現。【注意注意】2 2在討論過程的方向時，在討論過程的方向時，指的是沒有外界干擾時體指的是沒有外界干擾時體系的性質系的性質。如果允許外界對體系施加某種作用，就。如果允許外界對體系施加某種作用，就可能出現相反的結果。例如水泵可以把水從低水位可能出現相反的結果。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化為金剛石，升至高水位；高溫高壓下可以是石墨轉化為金剛石，實現的先決條件是要向體系中輸入能量，該過程的實現的先

14、決條件是要向體系中輸入能量，該過程的本質仍然是非自發(fā)性的。本質仍然是非自發(fā)性的?；瘜W反應進行的方向化學反應進行的方向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.室溫下水結成冰室溫下水結成冰2 2、碳酸銨在室溫下就能自發(fā)地分解產生氨氣，對其說法中、碳酸銨在室溫下就能自發(fā)地分解產生氨氣，對其說法中正確的是正確的是（ ）A.A.其分解是因為生成了易揮發(fā)的氣體，使體系的熵增大其分解是因為生成了易揮發(fā)的氣體，使體系的熵增大B.B.其分解是因為外

15、界給予了能量其分解是因為外界給予了能量C.C.其分解是吸熱反應，據能量判據不能自發(fā)分解其分解是吸熱反應，據能量判據不能自發(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化學反應進行的方向化學反應進行的方向2022-1-13253 3、下列說法正確的是、下列說法正確的是（ ）A.A.凡是放熱反應都是自發(fā)的，由于吸熱反應都是非自發(fā)的凡是放熱反應都是自發(fā)的，由于吸熱反應都是非自發(fā)的B.B.自發(fā)反應一定是熵增大，非自發(fā)反應一定是熵減少或不變自發(fā)反應一定是熵增大，非自發(fā)反應一定是熵減少或不變C.C.自發(fā)反應在恰當條件下才能實現自發(fā)反應在恰當條件下才能實現D.D.自發(fā)反應

16、在任何條件下都能實現自發(fā)反應在任何條件下都能實現4 4、自發(fā)進行的反應一定是、自發(fā)進行的反應一定是（ ）A.A.吸熱反應吸熱反應 B.B.放熱反應放熱反應C.C.熵增加反應熵增加反應 D.D.熵增加或者放熱反應熵增加或者放熱反應C CD D化學反應進行的方向化學反應進行的方向2022-1-13265 5、下列說法不正確的是（、下列說法不正確的是（ ）A. A. 焓變是一個與反應能否自發(fā)進行有關的因素，焓變是一個與反應能否自發(fā)進行有關的因素，多數的能自發(fā)進行的反應都是放熱反應多數的能自發(fā)進行的反應都是放熱反應B. B. 在同一條件下不同物質有不同的熵值，其體系在同一條件下不同物質有不同的熵值，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. 一個反應能否自發(fā)進行取決于該反應放熱還是一個反應能否自發(fā)進行取決于該反應放熱還是吸熱吸熱D. D. 一個反應能否自發(fā)進行，與焓變和熵變的共同一個反應能否自發(fā)進行，與焓變和熵變的共同影響有關影響有關C C化學反應進行的方向化學反應進行的方向2022-1-13276 6、以下自發(fā)反應可用能量判據來解釋的是、以下自發(fā)反應可用能量判據來解釋的是( )( )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化學反應進行的方向化學反應進行的方向2022-1-1328D D7 7、下列反應中，熵減小的是（、下列反應中，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