新人教版化學高中選修四：化學反應進行的方向課件

自然界中有許多能自然而然發(fā)生的現(xiàn)象，請同學們聯(lián)系生活知識，列舉一些能自發(fā)進行的例子？自然界中有許多能自然而然發(fā)生的現(xiàn)象，1生活中的自發(fā)過程高山流水電流生活中的自發(fā)過程高山流水電流2生活中的自發(fā)過程高山流水高能狀態(tài)低能狀態(tài)水總是自發(fā)地從高處往低處流——有趨向于最低能量狀態(tài)的傾向。利用水泵可將水從低處流向高處生活中的自發(fā)過程高山流水高能狀態(tài)低能狀態(tài)水總是自發(fā)地從高3生活中的自發(fā)過程高電勢狀態(tài)低電勢狀態(tài)電流總是自發(fā)地從高電勢流向低電勢——有趨向于最低電勢狀態(tài)的傾向。生活中的自發(fā)過程高電勢狀態(tài)低電勢狀態(tài)電流總是自發(fā)地從高電勢4Na投入H2O中鐵生銹生活中的自發(fā)反應Na投入H2O中鐵生銹生活中的自發(fā)反應5Cu和AgNO3反應NaOH和HCl反應生活中的自發(fā)反應Cu和AgNO3反應NaOH和HCl反應生活中的自發(fā)反應6自發(fā)過程：

在一定條件下，不借助外部力量就能自動進行的過程在給定的一組條件下，一個反應可以自發(fā)地進行到顯著程度，就稱為自發(fā)反應。如何判斷一個過程，一個反應能否自發(fā)進行？自發(fā)反應：非自發(fā)過程：在一定條件下，需要持續(xù)外力作用才能維持進行的過程。自發(fā)過程：在給定的一組條件下，一個反應可以自發(fā)地進行到顯著程7尋找反應能否自發(fā)進行的判據(jù)尋找反應能否自發(fā)進行的判據(jù)第四節(jié)化學反應進行的方向第四節(jié)化學反應進行的方向?qū)ふ曳磻芊褡园l(fā)進行的判據(jù)尋找反應能否自發(fā)進行的判據(jù)第四節(jié)8Cu和AgNO3反應NaOH和HCl反應Na投入H2O中鐵生銹Cu(s)+2AgNO3(aq)=Cu(NO3)2(aq)+2Ag(s)△H=-181.75kJ·mol-1NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ·mol-12Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)△H=-636.1kJ·mol-1Fe(s)……Fe2O3(aq)△H=-790.7kJ·mol-1自發(fā)反應共同點——放熱反應△H＜0Cu和AgNO3反應NaOH和HCl反應Na投入H2O中鐵生9二、化學反應進行方向的判據(jù)1、能量判據(jù)（焓判據(jù)）能量判據(jù)（焓判據(jù)）∶自發(fā)過程的體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)（△H﹤0）。

即△H＜0的反應有自發(fā)進行的傾向。多數(shù)能自發(fā)進行的化學反應是放熱反應反應物的總能量高生成物的總能量低放熱反應△H＜0焓判據(jù)是判斷化學反應進行方向的判據(jù)之一。二、化學反應進行方向的判據(jù)1、能量判據(jù)（焓判據(jù)）能量判據(jù)（焓10注意：（1）焓判據(jù)只能用于判斷過程的方向，能否實現(xiàn)要看具體條件；（2）焓判據(jù)只判斷一定條件化學反應能否自發(fā)進行，與化學反應速率無關(guān)。（3）反應焓變是反應能否自發(fā)進行的一個因素，但不是唯一因素注意：112N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)

△H=+56.7kJ/mol

(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9kJ/mol

NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4（aq）+H2O（l）；

△H（298K）=＋37.3KJ/mol

結(jié)論：△H<O有利于反應自發(fā)進行但自發(fā)反應不一定要△H<O焓變是反應能否自發(fā)進行的一個因素,但不是唯一因素。自發(fā)反應一定要△H<O？2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)△12冰塊融化品紅在水中擴散冰塊融化品紅在水中擴散13你能解釋蒸汽擴散和火柴混亂的真正原因嗎？蒸汽擴散火柴散落你能解釋蒸汽擴散和火柴混亂的真正原因嗎？蒸汽擴散火柴散落14——趨向于體系混亂度增大有序混亂火柴散落——趨向于體系混亂度增大有序混亂火柴散落15克勞修斯

（德國）

熵熵SS定義：描述體系混亂度的物理量符號：S單位：J·mol-1·K-1

體系混亂度越大，熵值越大；體系混亂度越小，熵值越小。熵增原理(又稱為熵判據(jù)).

體系有自發(fā)向混亂度增加的方向變化的傾向。(即熵增△S＞0)△S=S生成物總熵－S反應物總熵△S越大，越有利于反應自發(fā)進行克勞修斯

（德國）

熵熵SS定義：描述體系混亂度的物理量體系16CH4O2CO2186.15205.03214H2O(l)HNO3(l)Br2(l)69.9156152NaClFe金剛石72.127.32.4標準狀況下：1mol不同物質(zhì)的熵S(Jmol-1K-1)

知識介紹CH4O2CO2186.15205.03214H2O(l)H17熵值最大熵值最?。?）物質(zhì)的混亂度：體系混亂度越大，熵值越大；（2）同一條件：不同物質(zhì)的熵值不同；

（3）物質(zhì)的存在狀態(tài)：S(g)>S(l)>S(s)。熵值最大熵值最?。?）物質(zhì)的混亂度：體系混亂度越大，熵值越大182N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)

△H=+56.7kJ/mol(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9kJ/mol

思考:兩個反應都是混亂度增大的反應。熵增，△S＞0，有利于自發(fā)反應這兩個反應都是吸熱反應，但卻能自發(fā)進行，為什么？2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)△H=+5191、同一物質(zhì)狀態(tài)改變：2、固體的溶解過程、墨水擴散過程和氣體擴散過程。3、反應過程中氣體物質(zhì)的量增多的反應。4.生成氣體的反應。導致熵增(△S＞0）的一些因素 固態(tài)液態(tài)氣態(tài)熵增熵增1、同一物質(zhì)狀態(tài)改變：導致熵增(△S＞0）的一些因素 固態(tài)20自發(fā)反應一定是熵增加的反應嗎？2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)△S=－39.35J?mol-1?K-1

結(jié)論：△S>O，有利于反應自發(fā)進行，自發(fā)反應不一定要△S>O。熵變是反應能否自發(fā)進行一個因素,但不是唯一因素。

鋁熱反應（△S＜0）也能自發(fā)反應。自發(fā)反應一定是熵增加的反應嗎？2Al(s)+Fe2O3(s)21CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)這個反應能否自發(fā)進行？已知：△H(298K)=+178.2KJ?mol-1,

△S(298K)=+169.6J?mol-1?K-1思考思考總結(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

CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)這個反應能否自發(fā)22美國物理化學家吉布斯自由能自由能

研究表明：在溫度、壓強一定的條件下，化學反應自發(fā)進行方向的判據(jù)是

△G=△H-T△S（G~吉布斯自由能T~絕對溫度+)△G=△H-T△S＜0反應能自發(fā)進行△G=△H-T△S＞0反應不能自發(fā)進行△G=△H-T△S＝0反應達到平衡狀態(tài)反應進行方向的判斷方法：美國物理化學家吉布斯自由能自由能研究表明：在溫度232、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)S(熵變)>0焓(H)判據(jù)熵(S)判據(jù)放熱反應焓變熵變化學反應能否自發(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H<0H<0H>0H>0S>0S>0S<0S<0熵增原理<0三、復合判據(jù)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24△H△S?H>0?S>0高溫下反應自發(fā)進行?H>0?S<0所有溫度下反應不能自發(fā)進行?H<0?S>0所有溫度下反應自發(fā)進行?H<0?S<0低溫下反應自發(fā)進行△H△S?H>0?H>0?H<0?H<0251）H+(aq)+OH-(aq)=H2O

(l)

△S=+80.7J·mol-1·K-1放熱熵增吸熱熵減放熱熵減吸熱熵增2）TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)

△H=+161.9kJ·mol-1

3）NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)

△H=-176.9kJ·mol-1

△S=-38.4J·mol-1·K-1△S=-284.3J·mol-1·K-1△S=+169.6J·mol-1·K-14）CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)應用判據(jù)解決問題

根據(jù)你已有的知識和經(jīng)驗,分析下列過程的焓變、熵變與是能否自發(fā)進行△H=+178.2kJ·mol-1△H=-57.3kJ·mol-1自發(fā)不自發(fā)自發(fā)高溫自發(fā)，低溫不自發(fā)1）H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)放熱熵增吸熱26

從“熵”的角度看世界薛定諤所著《生命是什么？》“熱力學第二定律是一個最深刻、最普遍的定律。它有著自身憂郁的美，象所有重要定律一樣，引起人們的崇敬之情?！?/p>

—

英國作家C.P.Snow

正如“能”的觀點被人們普遍接受一樣，“熵”的觀點也越來越多地被人們用來解釋物理、化學、生命、信息、生活中的諸多行為與現(xiàn)象。從“熵”的角度看世界薛定諤所著《生命是什么？》27熵與環(huán)境在環(huán)境學家看來熵增就是污染……熵在其他領(lǐng)域的應用熵與環(huán)境在環(huán)境學家看來熵增就是污染……熵在其他領(lǐng)域的應用28衰老是生命系統(tǒng)的熵的一種長期的緩慢的增加，

也就是說隨著生命的衰老，生命系統(tǒng)的混亂度

增大，當熵值達極大值時即死亡，

這是一個不可抗拒的自然規(guī)律。熵與生命：熵在其他領(lǐng)域的應用衰老是生命系統(tǒng)的熵的一種長期的緩慢的增加，

也就是說隨著生命29自然界中有許多能自然而然發(fā)生的現(xiàn)象，請同學們聯(lián)系生活知識，列舉一些能自發(fā)進行的例子？自然界中有許多能自然而然發(fā)生的現(xiàn)象，30生活中的自發(fā)過程高山流水電流生活中的自發(fā)過程高山流水電流31生活中的自發(fā)過程高山流水高能狀態(tài)低能狀態(tài)水總是自發(fā)地從高處往低處流——有趨向于最低能量狀態(tài)的傾向。利用水泵可將水從低處流向高處生活中的自發(fā)過程高山流水高能狀態(tài)低能狀態(tài)水總是自發(fā)地從高32生活中的自發(fā)過程高電勢狀態(tài)低電勢狀態(tài)電流總是自發(fā)地從高電勢流向低電勢——有趨向于最低電勢狀態(tài)的傾向。生活中的自發(fā)過程高電勢狀態(tài)低電勢狀態(tài)電流總是自發(fā)地從高電勢33Na投入H2O中鐵生銹生活中的自發(fā)反應Na投入H2O中鐵生銹生活中的自發(fā)反應34Cu和AgNO3反應NaOH和HCl反應生活中的自發(fā)反應Cu和AgNO3反應NaOH和HCl反應生活中的自發(fā)反應35自發(fā)過程：

在一定條件下，不借助外部力量就能自動進行的過程在給定的一組條件下，一個反應可以自發(fā)地進行到顯著程度，就稱為自發(fā)反應。如何判斷一個過程，一個反應能否自發(fā)進行？自發(fā)反應：非自發(fā)過程：在一定條件下，需要持續(xù)外力作用才能維持進行的過程。自發(fā)過程：在給定的一組條件下，一個反應可以自發(fā)地進行到顯著程36尋找反應能否自發(fā)進行的判據(jù)尋找反應能否自發(fā)進行的判據(jù)第四節(jié)化學反應進行的方向第四節(jié)化學反應進行的方向?qū)ふ曳磻芊褡园l(fā)進行的判據(jù)尋找反應能否自發(fā)進行的判據(jù)第四節(jié)37Cu和AgNO3反應NaOH和HCl反應Na投入H2O中鐵生銹Cu(s)+2AgNO3(aq)=Cu(NO3)2(aq)+2Ag(s)△H=-181.75kJ·mol-1NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ·mol-12Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)△H=-636.1kJ·mol-1Fe(s)……Fe2O3(aq)△H=-790.7kJ·mol-1自發(fā)反應共同點——放熱反應△H＜0Cu和AgNO3反應NaOH和HCl反應Na投入H2O中鐵生38二、化學反應進行方向的判據(jù)1、能量判據(jù)（焓判據(jù)）能量判據(jù)（焓判據(jù)）∶自發(fā)過程的體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)（△H﹤0）。

即△H＜0的反應有自發(fā)進行的傾向。多數(shù)能自發(fā)進行的化學反應是放熱反應反應物的總能量高生成物的總能量低放熱反應△H＜0焓判據(jù)是判斷化學反應進行方向的判據(jù)之一。二、化學反應進行方向的判據(jù)1、能量判據(jù)（焓判據(jù)）能量判據(jù)（焓39注意：（1）焓判據(jù)只能用于判斷過程的方向，能否實現(xiàn)要看具體條件；（2）焓判據(jù)只判斷一定條件化學反應能否自發(fā)進行，與化學反應速率無關(guān)。（3）反應焓變是反應能否自發(fā)進行的一個因素，但不是唯一因素注意：402N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)

△H=+56.7kJ/mol

(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9kJ/mol

NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4（aq）+H2O（l）；

△H（298K）=＋37.3KJ/mol

結(jié)論：△H<O有利于反應自發(fā)進行但自發(fā)反應不一定要△H<O焓變是反應能否自發(fā)進行的一個因素,但不是唯一因素。自發(fā)反應一定要△H<O？2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)△41冰塊融化品紅在水中擴散冰塊融化品紅在水中擴散42你能解釋蒸汽擴散和火柴混亂的真正原因嗎？蒸汽擴散火柴散落你能解釋蒸汽擴散和火柴混亂的真正原因嗎？蒸汽擴散火柴散落43——趨向于體系混亂度增大有序混亂火柴散落——趨向于體系混亂度增大有序混亂火柴散落44克勞修斯

（德國）

熵熵SS定義：描述體系混亂度的物理量符號：S單位：J·mol-1·K-1

體系混亂度越大，熵值越大；體系混亂度越小，熵值越小。熵增原理(又稱為熵判據(jù)).

體系有自發(fā)向混亂度增加的方向變化的傾向。(即熵增△S＞0)△S=S生成物總熵－S反應物總熵△S越大，越有利于反應自發(fā)進行克勞修斯

（德國）

熵熵SS定義：描述體系混亂度的物理量體系45CH4O2CO2186.15205.03214H2O(l)HNO3(l)Br2(l)69.9156152NaClFe金剛石72.127.32.4標準狀況下：1mol不同物質(zhì)的熵S(Jmol-1K-1)

知識介紹CH4O2CO2186.15205.03214H2O(l)H46熵值最大熵值最小（1）物質(zhì)的混亂度：體系混亂度越大，熵值越大；（2）同一條件：不同物質(zhì)的熵值不同；

（3）物質(zhì)的存在狀態(tài)：S(g)>S(l)>S(s)。熵值最大熵值最?。?）物質(zhì)的混亂度：體系混亂度越大，熵值越大472N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)

△H=+56.7kJ/mol(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9kJ/mol

思考:兩個反應都是混亂度增大的反應。熵增，△S＞0，有利于自發(fā)反應這兩個反應都是吸熱反應，但卻能自發(fā)進行，為什么？2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)△H=+5481、同一物質(zhì)狀態(tài)改變：2、固體的溶解過程、墨水擴散過程和氣體擴散過程。3、反應過程中氣體物質(zhì)的量增多的反應。4.生成氣體的反應。導致熵增(△S＞0）的一些因素 固態(tài)液態(tài)氣態(tài)熵增熵增1、同一物質(zhì)狀態(tài)改變：導致熵增(△S＞0）的一些因素 固態(tài)49自發(fā)反應一定是熵增加的反應嗎？2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)△S=－39.35J?mol-1?K-1

結(jié)論：△S>O，有利于反應自發(fā)進行，自發(fā)反應不一定要△S>O。熵變是反應能否自發(fā)進行一個因素,但不是唯一因素。

鋁熱反應（△S＜0）也能自發(fā)反應。自發(fā)反應一定是熵增加的反應嗎？2Al(s)+Fe2O3(s)50CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)這個反應能否自發(fā)進行？已知：△H(298K)=+178.2KJ?mol-1,

△S(298K)=+169.6J?mol-1?K-1思考思考總結(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

CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)這個反應能否自發(fā)51美國物理化學家吉布斯自由能自由能

研究表明：在溫度、壓強一定的條件下，化學反應自發(fā)進行方向的判據(jù)是

△G=△H-T△S（G~吉布斯自由能T~絕對溫度+)△G=△H-T△S＜0反應能自發(fā)進行△G=△H-T△S＞0反應不能自發(fā)進行△G=△H-T△S＝0反應達到平衡狀態(tài)反應進行方向的判斷方法：美國物理化學家吉布斯自由能自由能研究表明：在溫度522、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)S(熵變)>0焓(H)判據(jù)熵(S)判據(jù)放熱反應焓變熵變化學反應能否自發(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H<0H<0H>0H>0S>0S>0S<0S<0熵增原理<0三、復合判據(jù)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53△H△S?H>0?S>0高溫下反應自發(fā)進行?H>0?S<0所有溫度下反應不能自發(fā)進行?H<0?S>0所有溫度下反應自發(fā)進行?H<0?S<0低溫下反應自發(fā)進行△H△S?H>0?H>0?H<0?H<0541）H+(aq)+OH-(aq)=H2O

(l)