化學(xué)選修化學(xué)反應(yīng)原理精品課件第2章第一節(jié)的方向

1、第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向?qū)W習(xí)目標(biāo)1.理解焓變與反應(yīng)方向的關(guān)系。2了解熵和熵變的概念，知道化學(xué)反應(yīng)中存在熵變。3理解熵變與反應(yīng)方向的關(guān)系。4能綜合運(yùn)用焓變與熵變判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。課堂互動(dòng)講練探究整合應(yīng)用知能優(yōu)化訓(xùn)練第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案自主學(xué)習(xí)一、反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向1自發(fā)過(guò)程(1)概念：在溫度和壓強(qiáng)一定的條件下，不借助_就能自動(dòng)進(jìn)行的過(guò)程。(2)特點(diǎn)：具有_，即反應(yīng)的某個(gè)方向在一定條件下是自發(fā)的，而其逆方向在該條件下肯定不自發(fā)。外部力量方向性2反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向的關(guān)系(1)能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)多數(shù)是_反應(yīng)。(2)有些_反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行。結(jié)論：反應(yīng)焓變與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)，但

2、不是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的_。放熱吸熱唯一因素二、反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向1熵：是_的物理量；其符號(hào)為_；單位為_。影響熵值的因素(1)同一物質(zhì)：S(高溫)_S(低溫)；S(g)_S(l)_S(s)。(2)相同條件下的不同物質(zhì)：分子結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，熵值_。(3)S(混合物) _S(純凈物)衡量體系混亂度大小SJmol1K1越大2熵變(1)概念：反應(yīng)產(chǎn)物的總熵和反應(yīng)物的總熵之差。(2)計(jì)算式：SS(反應(yīng)產(chǎn)物)S(反應(yīng)物)。(3)正負(fù)判斷依據(jù)氣體體積增大的反應(yīng)，熵變通常都是_，是熵增大的反應(yīng)。氣體體積減小的反應(yīng)，熵變通常都是_，是熵減小的反應(yīng)。正值負(fù)值3熵變與反應(yīng)方向(1)熵_有利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行。(2)某

3、些熵_的反應(yīng)在一定條件下也能自發(fā)進(jìn)行。(3)_是與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的一個(gè)因素，但不是惟一因素。增加減小熵變?nèi)?、焓變與熵變對(duì)反應(yīng)方向的共同影響1反應(yīng)方向的判據(jù)在判斷溫度、壓強(qiáng)一定條件下反應(yīng)的方向時(shí)，應(yīng)該同時(shí)考慮_和_這兩個(gè)因素，用_作為判據(jù)。HTS0反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行焓變熵變HTS2文字描述：在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，自發(fā)反應(yīng)總是向_的方向進(jìn)行，直至達(dá)到_狀態(tài)。3局限性：僅僅可以用于判斷恒溫恒壓下反應(yīng)發(fā)生的可能性，不能說(shuō)明反應(yīng)在該條件下能否實(shí)際發(fā)生。HTS0平衡問題探究1體系總是向降低自身能量的方向進(jìn)行變化，那么H0的反應(yīng)為何不能全都自發(fā)進(jìn)行？【提示】體系的能量變化并不只有焓變一種形式，焓變只

4、是影響反應(yīng)能否自發(fā)的因素之一，不是惟一因素。2自發(fā)反應(yīng)是否一定能夠?qū)崿F(xiàn)顯著的反應(yīng)？為什么？【提示】不一定。因?yàn)镠TS這個(gè)判據(jù)是指在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的趨勢(shì)，即反應(yīng)發(fā)生的可能性，并不能說(shuō)明反應(yīng)在該條件下能否實(shí)際發(fā)生，因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)能否實(shí)際發(fā)生還涉及到化學(xué)反應(yīng)速率的問題。自主體驗(yàn)1下列說(shuō)法正確的是()A凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，凡是吸熱反應(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)一定是熵減小或不變C自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)條件下才能實(shí)現(xiàn)D自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實(shí)現(xiàn)解析：選C。放熱反應(yīng)常常是容易進(jìn)行的反應(yīng)，吸熱反應(yīng)有些也是自發(fā)反應(yīng)；自發(fā)反應(yīng)的熵不一定增大，可能減小，自發(fā)反應(yīng)需在恰當(dāng)條

5、件下才能實(shí)現(xiàn)，如H2和O2在點(diǎn)燃條件下才能發(fā)生反應(yīng)。2對(duì)于化學(xué)反應(yīng)方向的確定，下列說(shuō)法正確的是()A在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，焓變和熵變共同決定一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的方向B溫度、壓強(qiáng)一定時(shí)，放熱的熵增加反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行C焓變是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的惟一因素D固體的溶解過(guò)程熵不變解析：選A。常溫、常壓下，HTS0的反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，所以焓變和熵變組成反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的復(fù)合判據(jù)，因此A正確，C不正確。放熱反應(yīng)的焓變小于零，熵增加反應(yīng)熵變大于零，HTS一定小于零，所以放熱的熵增加的反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行，所以B不正確。固體溶解過(guò)程，體系的混亂度增加，它是熵增加的過(guò)程，所以D不正確。解析：選D。H0對(duì)HTS0都

6、有貢獻(xiàn)，有利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行；當(dāng)H與S的符號(hào)相同時(shí)，反應(yīng)方向與溫度有關(guān)，H0，S0時(shí)，在低溫時(shí)，HTS0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行；當(dāng)H與S的符號(hào)相反時(shí)，反應(yīng)方向與溫度無(wú)關(guān)，H0時(shí)，HTS恒小于零，在任何溫度下反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行；H0，S0時(shí)，HTS恒大于零，在任何溫度下反應(yīng)都不能自發(fā)進(jìn)行。課堂互動(dòng)講練1HTS與反應(yīng)方向的關(guān)系在一定條件下，一個(gè)化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行既與焓變有關(guān)又與熵變有關(guān)。HTS是溫度、壓強(qiáng)一定的條件下的判據(jù)，而在習(xí)題中常見的是恒壓下溫度與反應(yīng)方向的關(guān)系。要點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)方向的綜合判據(jù)2.應(yīng)注意的幾個(gè)問題(1)很多情況下，簡(jiǎn)單地只用焓變和熵變中的一個(gè)因素來(lái)判斷同一個(gè)反應(yīng)，可能會(huì)出現(xiàn)相反的判斷結(jié)

7、果，所以我們?cè)谂袛嗷瘜W(xué)反應(yīng)的方向時(shí)，應(yīng)該同時(shí)考慮兩個(gè)因素，用HTS作為判據(jù)。(2)HTS只能用于溫度、壓強(qiáng)一定的條件下的化學(xué)反應(yīng)的判斷，不能用于其他條件(如溫度、體積一定)的反應(yīng)的判斷。(3)過(guò)程的自發(fā)性只能用于判斷過(guò)程的方向，不能確定過(guò)程是否一定會(huì)發(fā)生和過(guò)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(guò)程的自發(fā)性是相同的，但只有后者可以實(shí)現(xiàn)。(4)在討論過(guò)程的方向時(shí)，我們指的是沒有外界干擾時(shí)體系的性質(zhì)。如果允許外界對(duì)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；高溫高壓可以使石墨轉(zhuǎn)化為金剛石。實(shí)現(xiàn)后者的先決條件是要向體系中輸入能

8、量，該過(guò)程的本質(zhì)仍然是非自發(fā)性的。(5)反應(yīng)的自發(fā)性也受外界條件的影響。如常溫下石灰石分解生成生石灰和二氧化碳是非自發(fā)的，但在1273 K時(shí)，這一反應(yīng)就是自發(fā)反應(yīng)。例【答案】用H2作還原劑時(shí)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的溫度較低?！疽?guī)律方法】涉及到焓變、熵變與化學(xué)反應(yīng)方向的有關(guān)計(jì)算時(shí)，可以判斷HTS0時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，HTS0時(shí)反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行為依據(jù)，根據(jù)題給條件計(jì)算相應(yīng)數(shù)據(jù)(如反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的溫度條件、反應(yīng)中的H或S數(shù)值)，從而得出結(jié)論。變式訓(xùn)練25 和1.01105 Pa時(shí)，反應(yīng)2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)H56.76 kJmol1，自發(fā)進(jìn)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)

9、 D熵增大效應(yīng)大于能量效應(yīng)解析：選D。熵增原理是解釋部分自發(fā)過(guò)程的判據(jù)。熵是體系混亂度的量度，體系的混亂度越高，有序性越低，熵值就越高。吸熱反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，必定是熵增反應(yīng)，并且熵增大效應(yīng)大于能量效應(yīng)。探究整合應(yīng)用探究化學(xué)反應(yīng)在一定條件下的自發(fā)進(jìn)行1焓判據(jù)和熵判據(jù)以及二者形成的復(fù)合判據(jù)對(duì)于我們不斷研究和設(shè)計(jì)新的化學(xué)反應(yīng)、在什么條件下某反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行以及在什么條件下有可能按預(yù)期的方向發(fā)生，提供了有力的依據(jù)和客觀的判據(jù)，減少了繁瑣的實(shí)驗(yàn)，少走了彎路，提高了效率。2HTS0判據(jù)的使用方法及注意事項(xiàng)：(1)注意如何使用HTS0；(2)運(yùn)用HTS0的前提條件。 合成氨反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)：N2(g)3H

10、2(g)=2NH3(g)H92.2 kJmol1S198.2 Jmol1K1。(1)請(qǐng)你根據(jù)正反應(yīng)的焓變和熵變分析298 K下合成氨反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行(寫出計(jì)算式)：_。例(2)小明查閱資料發(fā)現(xiàn)工業(yè)上合成氨時(shí)采用的溫度是700 K?？墒撬凑丈鲜鰯?shù)據(jù)計(jì)算的結(jié)果卻是反應(yīng)無(wú)法自發(fā)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，你認(rèn)為這是為什么？【解析】化學(xué)反應(yīng)中的H、S均會(huì)隨溫度的變化而變化。這種變化有時(shí)可以忽略不計(jì)，但有時(shí)也會(huì)對(duì)反應(yīng)的自發(fā)性判斷有著較為重要的影響。小明計(jì)算時(shí)選用的數(shù)據(jù)是298 K時(shí)的H、S，用這時(shí)的數(shù)據(jù)套用700 K的溫度，肯定會(huì)出現(xiàn)誤差，甚至是錯(cuò)誤。當(dāng)然，若題目不作特別說(shuō)明，一般可以認(rèn)為忽略溫度帶來(lái)的影響。計(jì)算時(shí)還要注